クリプトバイオシスの分子ダイナミクス

隐生的分子动力学

• 批准号: 14654104
• 负责人: 長澤 裕
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14654104/
• 关键词: クリプトバイオシス; 分子ダイナミクス; 超高速分光; 非線形分光; ガラス転移; 凍結保護; 乾燥保護; 糖類; フォトンエコー; フェムト秒超高速分光法; 生物の耐乾燥性・耐凍結成; トリハロース; 縮退四光波混合; 溶媒ダイナミクス

糖水溶液の超高速ポンプ・プローブ(PP)測定と、糖ガラスの3パルスフォトンエコー(3PPE)測定を行った。研究結果の概要をそれぞれ次に示す。1)PP測定オストワルド粘度計による測定では粘度は糖濃度上昇とともに非線形に増大し、この依存性は2糖類のトレハロースがもっとも大きかった。このことより糖類は高濃度では水素結合により会合体を形成している可能性がある。そこで、色素分子マラカイトグリーン(MG)を用いて超高速PP測定を行い、フェニル基の拡散的回転運動に対する糖水溶液のミクロな粘度の影響を調べた。ピコ秒領域におけるMGの励起状態寿命は粘度上昇とともに長くなり、指数関数的な減衰が多指数関数的になった。これは糖水溶液が高濃度では不均一的になっていることを示唆している。また、粘度の濃度依存性が一番大きいトレハロース水溶液では、励起状態寿命の粘度依存性が他の糖に比べて小さいことがわかった。このことは、トレハロースは会合することによって水溶液の巨視的な流動性を効率よく制御することができるが、その水素結合ネットワーク内の水分子は比較的自由に動き回れることを示唆する。2)3PPE測定色素分子オキサジン4を用いて3PPE測定を行い、糖ガラスとポリビニルアルコール(PVA)との比較を行った。室温ではエコー信号の減衰は非常に速く糖ガラスとPVAの違いは見られなかったが、10Kの低温では糖ガラス中のエコー減衰がPVAのそれと比べて明らかに遅くなった。この結果は、糖ガラスは高周波数の熱揺らぎを持つので低温では熱揺らぎが抑制されるが、PVAは低波数の熱揺らぎなので抑制されないということを示唆する。つまり、単分子ガラスである糖ガラスの方が有機ボリマーガラスであるPVAより密に分子が充填されるため、自由体積が小さいことを示唆し、糖の耐凍結、耐乾燥保護剤としての優位性を示している。

The determination of PP and PPE in aqueous solution was carried out. A summary of the results of the study is presented below. 1) Determination of PP by viscometer 2) Determination of viscosity by non-linear increase of sugar concentration High concentration of carbohydrates and the possibility of formation In addition, the pigment molecular mass (MG) can be used to adjust the viscosity of aqueous solution in ultra-high-speed PP measurement. In the second domain, MG's excitation state life is increased in viscosity, decreased in exponential relationship, and decreased in exponential relationship. This is a high concentration of sugar solution, but it is not uniform. The concentration dependence of viscosity is greater than that of other sugars in aqueous solutions. The water molecules in the aqueous solution are relatively free to move back and forth. 2)3PPE Determination of Pigment Molecules 4) Use 3PPE Determination of Sugar and PVA At room temperature, the attenuation of the signal is very fast. At low temperature, the attenuation of PVA is very fast. At low temperature, the attenuation of PVA is very fast. The results showed that the temperature of high frequency wave was inhibited by PVA, and the temperature of low frequency wave was inhibited by PVA. The sugar content of PVA is high, the free volume of PVA is small, and the sugar content of PVA is high. The sugar content of PVA is high, and the sugar content of PVA is high.

项目成果

Y.Nagasawa, K.Seike, T.Muromoto, T.Okada: "Two-dimensional analysis of integrated three-pulse photon echo signals of Nile blue doped in PMMA"J.Phys.Chem.A. 107. 2431-2441 (2003)

Y.Nagasawa、K.Seike、T.Muromoto、T.Okada：“PMMA 中掺杂尼罗蓝的集成三脉冲光子回波信号的二维分析”J.Phys.Chem.A。

Y.Nagasawa, A.Watanabe, H.Takikawa, T.Okada: "Solute Dependence of Three Pulse Photon Echo Peak Shift Measurements in Methanol Solution"J. Phys. Chem. A. 107(5). 632-641 (2003)

Y.Nagasawa、A.Watanabe、H.Takikawa、T.Okada：“甲醇溶液中三脉冲光子回波峰移测量的溶质依赖性”J。

Y.Nagasawa, Y.Ando, D.Kataoka, H.Matsuda, et al.: "Ultrafast Excited State Deactivation of Triphenylmethane Dyes"J. Phys. Chem. A. 106. 2024-2035 (2002)

Y.Nagasawa、Y.Ando、D.Kataoka、H.Matsuda 等：“三苯甲烷染料的超快激发态失活”J。

Y.Nagasawa, K.Seike, T.Muromoto, T.Okada: "Two dimensional analysis of integrated three pulse photon echo."Ultrafast Phenomena. XIII. 568-570 (2003)

Y.Nagasawa、K.Seike、T.Muromoto、T.Okada：“集成三脉冲光子回波的二维分析。”超快现象。

Y.Nagasawa, K.Seike, T.Muromoto, T.Okada: "Two-Dimensional Analysis of Integrated Three-Pulse Photon Echo Signals of Nile Blue Doped in PMMA"J. Phys. Chem. A. (Accepted). (2003)

Y.Nagasawa、K.Seike、T.Muromoto、T.Okada：“PMMA 中掺杂尼罗蓝的集成三脉冲光子回波信号的二维分析”J。