界面単一分子分析:界面上で高速に動き回る分子をひとつずつ数えて分析する

界面单分子分析：对界面上快速移动的分子一一进行计数和分析。

基本信息

批准号：
12875161
负责人：
原田明
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

液面上や液面の近くで、個々の分子は液面内の運動や溶解・吸着を繰り返している。本研究は、「希薄な溶液の表面において高速で動き回る溶質分子の1つ1つを数える」というこれまでに成功例の報告が全くないアプローチにより界面にある分子の動的な挙動を観測することで、界面の関わる化学現象の理解を新規な観点から開拓することを試みた。液面で高速に動き回る分子を一つずつ数える手法の確立、および、界面における少数分子系の化学の理解に向けた研究への着手を目的とした。2年計画の最終年度である本年度は、共焦点レーザー蛍光光子計数顕微鏡システムに検出感度向上のための改良を加えつつ、バルク溶液の液性(イオン強度と酸度)を変化させての実験を系統的に行った。界面張力測定や他の界面選択的分子検出法である表面光イオン化法、表面第二高調波発生法、共焦点レーザー蛍光スペクトル測定法も併用して同一の試料系について多方面から検討して比較することを試み、以下の結果および成果を得た。なお研究成果は2回の国際会議と3回の国内会議にて公表した。(1)試料とした水溶性色素分子であるローダミン6Gでは希薄溶液の表面でも分子が会合体を形成することが一般的であることを見いだした。また、この試料系でも共焦点レーザー顕微鏡により表面選択的に蛍光スペクトルが観測できることを明らかにした。(2)バルク溶液のイオン強度や酸度は会合数や蛍光量子収率に影響を与える。影響の受け方は、バルク溶液中にある同一種類の分子とは異なる。特に、中性の酸度では表面ならではの化学種形態が存在する可能性が強く示唆された。(3)水面への吸着飽和が起きていない1μM以下の濃度においても、表面での分子配向や会合状態は、バルク溶液の濃度と伴に変化していることを明かにし、実験的に、希薄溶液表面の分子状態をより詳細に検討する必要があることを示した。

单个分子在液体表面内移动，溶解和吸附，反复移动并在液体表面移动。这项研究试图从新的角度从新的角度了解对界面中涉及的化学现象的理解，通过使用从未有过从未成功过成功的方法观察分子在接口处的动态行为，“计算每个溶质分子在稀释溶液表面高速移动的每个溶质分子。”目的是建立一种计数分子的方法，该分子在液态级迅速移动，并开始研究旨在了解界面上少数分子的化学反应的研究。今年是两年计划的最后一年，我们使用大量解决方案的流动性（离子强度和酸度）进行了系统的实验，同时改善了共聚焦激光荧光光子计数显微镜系统以提高检测敏感性。我们尝试使用界面张力测量和其他界面选择性分子检测方法，表面光电离，表面第二次谐波产生和共聚焦激光荧光光谱法以及以下结果和结果和结果和结果，从而从各个角度检查和比较了相同的样品系统。该研究结果还在两个国际会议和三个国内会议上发表。（1）发现在水溶性染料分子的若丹明6G上很常见，在稀溶液表面形成缔合材料。还揭示了可以通过共聚焦激光显微镜在该样品系统中观察到荧光光谱。（2）大体溶液的离子强度和酸度会影响关联的数量和荧光量子产率。该效果与大量溶液中的相同类型的分子不同。特别是强烈建议存在具有中性酸度表面特有的化学物种形态。（3）即使在没有发生吸附饱和度的浓度下，也没有发生吸附饱和度，分子取向和缔合状态在表面变化与大块溶液的浓度随着浓度的浓度而变化，这表明有必要在更详细地研究稀释溶液表面的分子状态。