３次元走査型AFMによる局所水和計測と疎水性相互作用の増強・抑制メカニズム解明

使用 3D 扫描 AFM 进行局部水合测量并阐明疏水相互作用的增强/抑制机制

• 批准号: 20H02689
• 负责人: 淺川 雅
• 金额: $ 11.56万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02689/
• 关键词: 原子間力顕微鏡; 疎水性相互作用; 水和構造; 局所水和構造

本研究は疎水性表面に存在する固定化イオンが疎水性相互作用を「増強」もしくは「抑制」する調節機構を明らかにするために、固定化イオン周辺に存在する局所水和の構造・物性変化を理解することが目的である。疎水性平面モデルとして分子設計が容易で定量的な議論が可能であると考えているアルカンチオール自己組織化膜を用いた疎水性表面の調製方法を検討してきた。今年度は固定化イオンとしてスルホ基の密度を変化させた表面モデルを調製し、周辺相互作用の変化を3次元走査型原子間力顕微鏡（3D-AFM）で評価した。興味深いことに、イオン近傍の水和構造に由来する相互作用力分布に加えて、疎水性表面にも水和構造由来の相互作用力が広がっていることが分かった。これが疎水性相互作用に関与していると考えており、粒子探針を用いた吸着力実験を検討する計画である。さらに前年度から、疎水性空間モデルとして、ピラー[n]アレーンおよびテトラポッド型分子の二次元結晶用の単分子層の調製と3D-AFM計測を実施してきた。本年度は、テトラポッド型分子間に可視化された引力分布の解析を中心に実施し、これが1ナノメートル程度の疎水性空間に閉じ込められた水分子とバルク中の水分子の違いであるという結論が得られた。この引力分布によってナノ空間にゲスト分子が捕捉されると考えており、水中におけるホストーゲスト相互作用の理解に大きく貢献できるモデル構造であると考えている。来年度以降はゲスト分子との相互作用と水和構造の関係について検討する計画である。

This study aims to understand the mechanism of immobilization, enhancement and inhibition of aqueous interactions on the surface of the substrate and the structure and physical properties of the substrate. Water based surface preparation is easy to quantify and possible to study in the preparation of self-organizing films. This year, the density of immobilized particles changes, the surface particles change, the interaction changes, and the three-dimensional atomic force microscope (3D-AFM) is evaluated. The interaction force distribution of water and structure origin in the vicinity of the water surface increases and decreases. This paper discusses the relationship between water interaction and particle probe application. In the past year, the modulation and 3D-AFM measurement of monomer layers for secondary crystallization of molecules were carried out. This year, the center of gravity distribution analysis for molecular visualization of water molecules was implemented, and the water molecules in the water space were closed. The distribution of gravity in space and water contributes greatly to the understanding of molecular interactions. In the coming years, we will discuss the molecular interactions and the relationship between water and tectonics.

项目成果

液中周波数変調AFMを用いた超分子会合体の分布・動態解析

使用液内调频 AFM 进行超分子聚集体的分布和动力学分析

• 发表时间: 2021
• 作者: Nozawa Jun;Uda Satoshi;Guo Suxia;Toyotama Akiko;Yamanaka Junpei;Niinomi Hiromasa;Okada Junpei;Jonathan R. Woodward;淺川雅
• 通讯作者: 淺川雅

Atomic force microscopic analysis of the light-harvesting complex 2 from purple photosynthetic bacterium Thermochromatium tepidum

• DOI: 10.1007/s11120-023-01010-4
• 发表时间: 2023-03-17
• 期刊: PHOTOSYNTHESIS RESEARCH
• 影响因子: 3.7
• 作者: Morimoto，Masayuki;Hirao，Haruna;Saga，Yoshitaka
• 通讯作者: Saga，Yoshitaka

原子間力顕微鏡による固液界面現象の原子・分子スケールその場観察

使用原子力显微镜在原子和分子尺度上原位观察固液界面现象

• 发表时间: 2020
• 作者: Asakawa Hitoshi;Matsui Sayaka;Trinh Quang Thang;Hirao Hajime;Inokuma Yasuhide;Ogoshi Tomoki;Tanaka Saki;Komatsu Kayo;Ohta Akio;Asakawa Tsuyoshi;Fukuma Takeshi;淺川雅
• 通讯作者: 淺川雅