DNA二重鎖内での電荷移動機構の解明

DNA双链体内电荷转移机制的阐明

• 批准号: 17651054
• 负责人: 秋山 公男
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17651054/
• 关键词: メゾスコピック系; 磁性; ナノ材料; 電子スピン共鳴; ラジカル対

本申請研究は、二重ラセン構造を持つDNA鎖の電荷移動の媒体としての特異性を明らかにすることを目的として行なわれた。このために、DNA二重鎖の構造的な不確定因子を除けるHair-pin構造を持つ合成DNAを主な研究対象として取り上げ、以下の点について、具体的な研究を進めた。i)多周波時間分解EPR法により、DNA鎖中で生成するラジカルあるいはラジカル対を直接捕捉し、その性質を明らかにする。ii)同一の塩基配列を持つ合成DNA二重鎖内のホールと電子の挙動を解明し、電荷輸送の全体像を明らかにする。平成17年度に得られた極低温での二重鎖内でのホールの性質についての結果を整理し、観測された時間分解EPRスペクトルの解析を進めた。二重鎖内のホールの性質をラジカル対の磁気的パラメータから明らかにし、その輸送機構との関連について検討を進めた。同時に、過渡吸収法による磁場効果測定も進め、EPR法の結果と相補的に用いることにより、ホール輸送は、極低温においてはHopping機構で起こっていることを確定した。また、ホール輸送の結果と対応させて、電子輸送機構についての研究へと展開したが、電子供与能の異なる二つの電子供与体系(Phenothiazine、Flavin)、いずれもDNA二重鎖への電子注入効率が低く、二重鎖内での注入電子の性質について明らかにする事は出来なかった。17年度、18年度の研究を総括し、DNA鎖中で電荷移動機構を明らかにするとの当初の研究目的は、Hole輸送に関しては達成された。しかしながら、電子輸送に関しては依然として残された課題としてある。今後、電子輸送系についての研究への展開により、DNAの二重ラセン構造のもつ特異性についての研究の新たな局面を開拓されるものと確信している。

The invention discloses a method for carrying out the research on the specificity of the charge transfer medium of DNA lock by using a double structure. The uncertainty factor of DNA double lock structure is removed. Hair-pin structure is maintained. Synthetic DNA is studied mainly. The following points are studied. Specific research is carried out. i) Multi-cycle time decomposition EPR method, DNA lock generation, direct capture, and the nature of the ii) The same group alignment is maintained in the synthesis of DNA double-locks, and the electron movement is clarified. In 2017, the results of the analysis of the properties of EPR in the double lock were sorted out and analyzed. The properties of the magnetic field in the double lock are discussed in detail. At the same time, the transition absorption method, the magnetic field effect measurement, the EPR method, the complementary application, the transport, the extremely low temperature, the Hopping mechanism, the determination The results of electron transport and electron transport mechanism are discussed. The electron donor systems (Phenothiazine, Flavin) are different in electron donor energy. The electron injection efficiency of DNA double lock is low. The properties of injected electrons in double lock are different. In 2017 and 2018, the research on charge transfer mechanism in DNA lock was completed. The problem of electron transport remains. In the future, the study of electron transport system will be carried out, and the study of double structure of DNA will be carried out in a new way.

项目成果

Time-resolved EPR and laser photolysis investigations of photoinduced ω -bond dissociation in an aromatic carbonyl compound having triplet ω_7ω^* character.

时间分辨 EPR 和激光光解研究具有三线态 ω_7ω^* 特征的芳香族羰基化合物中光诱导 ω 键解离。

• 发表时间: 2006
• 期刊: Chemical Physics Letters 417・(1-3)
• 作者: D.Matsumoto;M.Yamato;Y.Urakami;Y.Watanabe;Minoru YAMAJI
• 通讯作者: Minoru YAMAJI

Photoinduced electron-transfer systems consisting of electron-donating pyrenes or anthracenes and benzimidazolines for reductive transformation of carbonyl compounds

• DOI: 10.1016/j.tet.2006.03.061
• 发表时间: 2006-07-03
• 期刊: TETRAHEDRON
• 影响因子: 2.1
• 作者: Hasegawa, Eietsu;Takizawa, Shinya;Akiyama, Kimio
• 通讯作者: Akiyama, Kimio

Spin-Correlated Radical Pair in Synthetic DNA

合成 DNA 中的自旋相关自由基对

• 发表时间: 2007
• 期刊: A European Journal ChemPhysChem 8
• 作者: K.Yamada;S.Kaku;M.Yamato;D.Matsumoto;Y.Watanabe;Satoru NAKAJIMA
• 通讯作者: Satoru NAKAJIMA

Carrier Generation in Photoconductive Poly(N-vinylcarbazole) as Revealed by Multifrequency Time-resolved ESR

多频时间分辨 ESR 显示光电导聚（N-乙烯基咔唑）中的载流子生成

• 发表时间: 2005
• 期刊: Phys.Rev.B 71・15
• 作者: S.Kaku;Y.Watanabe;Tadaaki Ikoma
• 通讯作者: Tadaaki Ikoma

Anisotropic Interfacial Electron Transfer Across a Semiconductor-Solution Interface Studied by Time-Resolved EPR

通过时间分辨 EPR 研究半导体溶液界面上的各向异性界面电子转移

• 发表时间: 2005
• 期刊: Anegew. Chem. Int. Ed. 44
• 作者: Y.Yoshida;et al.;吉田雪子;Y.Yoshida;S.Nakajima;S.Moribe;Y.Yamamoto;M.Yamaji;Y.Nagano;M.Yamaji;T.Ikoma;F.Ito;K.Akiyama
• 通讯作者: K.Akiyama