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フェムト秒時間分解光熱変換文光法の開発と水中タンパク質の動的挙動解析への応用

飞秒时间分辨光热转换语法方法的发展及其在水中蛋白质动态行为分析中的应用

基本信息

批准号：
06855093
负责人：
原田明
金额：
$ 0.64万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、非発光性物質を対象として光の照射後の動的挙動を研究するための新しい計測法を提案する目的で、装置開発と応用的検討を行った。非発光性物質の高感度検出に優れる光熱変換分光法の手法をベースに、数百フェムト秒に至る高い時間分解能で無輻射緩和過程の計測を可能とする実験装置系の開発に成功した。主に、各種純溶媒、βカロチンヘキサン溶液、チトクロムc水溶液を対象とした検討を行い、以下の成果を得た。(1)150fs幅のパルスレーザーを光源として熱レンズ測定配置で装置を組み、光学系・電気系・機械系・データ処理系の検討を行い、再現性良く系統的にデータ取得できる装置を完成した。これにより、約200fsの時間分解能で、光誘起屈折率変化を捕らえることに成功した。特に、符号が直接特定できること、偏光面の分離できること、0.1nJ/パルスの低エネルギーで測定できることなど、これまでにない特徴を持つ手法であることが見出された。(2)この装置を用いて、溶媒、溶質、光強度、偏光面、光波長等をパラメータとして幾つかの系統的な測定を行った。特に、二硫化炭素、水などの純溶媒と、マラカイトグリーン水溶液、塩化鉄水溶液について検討した。特に、塩化鉄水溶液では酸化状態の違いが数十ピコ秒域の高速応答に大きく影響することを見出している。(3)光合成に関連する色素であるβカロチンのヘキサン溶液、水中のヘムタンパク質(チトクロムc水溶液)系を対象として検討した。特に前者で、これまでの報告だけでは説明しきれない応答を得ている。(4)理論的な考察から、無輻射緩和で生じる熱がもたらす屈折率変化として予想される温度レンズの形成過程に関して理論的に厳密に取り扱い、信号立ち上がり時間と緩和速度を関連づけた。速い時間領域では光カー効果の応答が強いため、実験的には温度レンズらしき信号を得てはいるものの、その特定は今後の課題である。

This study aims to develop a new method for measuring the motion of non-optically active substances after irradiation with light. The development of the device system was successful because of the excellent photothermal conversion spectroscopy method for high-sensitivity detection of non-light emitting substances, the high time-resolved energy of hundreds of seconds, and the possibility of measuring radiation-free mitigation processes. Main, all kinds of pure solvent, β-C-C solution, C-C aqueous solution were studied, and the following results were obtained (1)150fs amplitude of light source, thermal measurement configuration, device assembly, optical system, electrical system, mechanical system, data processing system, reproducibility, system acquisition, device completion The time decomposition energy of about 200fs, the light induced refraction rate change, the capture time and the success time are about 200fs. Special features, symbols, polarizers, polarizers (2)The device uses solvent, solute, light intensity, polarization surface, light wavelength, etc. to determine the system. Special, carbon disulfide, water, pure solvent, aqueous solution, iron oxide aqueous solution In particular, the iron solution is acidified, and the high speed response in the tens of seconds is affected. (3)Photosynthesis is related to the pigment, the pigment and the solvent in water. In particular, the former, the latter, the latter, the former, the latter, the latter, the former, the latter, the (4)The theoretical study of the relationship between the temperature and the temperature of the heat wave, the radiation-free relaxation, the time and the relaxation speed of the signal, and the theoretical study of the relationship between the temperature and the temperature of the heat wave are discussed. The speed of the time field is the result of the light, the temperature, the signal and the specific future problem.