超高速吸収変化スペクトル測定の高精度化と高機能な色素複合体光化学系への応用

高精度超快吸收变化光谱测量及其在高功能染料复合物光系统中的应用

• 批准号: 14740379
• 负责人: 熊崎 茂一
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Kyoto University (2003)Japan Advanced Institute of Science and Technology (2002)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-14740379/
• 关键词: 過渡吸収スペクトル; 時間分解分光; 光合成; クロロフィル; 電子励起エネルギー移動; 量子井戸構造; フェムト秒分光; 低温成長ガリウム砒素; 電子移動; 励起エネルギー移動; 過渡吸収; 時間分解蛍光分光; 臭化銀; 色素会合体

過渡吸収スペクトル測定装置について改良を加え、ノイズレベルは±1x10^<-4>吸光度を光合成タンパクを損傷しない程度の積算で達成した。この改良は、サファイア窓材を用いた白色光発生の安定化、および、低速光チョッパーを用いたデータ取得系の精密化によって達成されたと考えられる。初年度、光合成関連では、クロロフィルa以外の色素を用いて植物型光合成を行うAcaryochloris marinaの光化学系1で植物の光化学系に見られない特異な電子移動が起きていることを世界で初めて見出した。写真化学関連では、電子注入速度と電子励起エネルギー移動の速度を和周波生成蛍光検出法で明確に区別することに世界で初めて成功した。第二年度には、高等植物の電子移動系を高い割合で含む光化学系1標品について、過渡吸収測定を再実施し、かつ対照実験として、有機溶媒中のクロロフィルの過渡吸収スペクトルについても測定し、精密な比較を行った。これにより、クロロフィル分子単独で示す振動緩和による過渡吸収変化と、光合成系で見られるような分子間電子状態遷移過程による過渡吸収変化の間を区別する基準が確立されたと考えられる。さらに、当初予定した研究対象ではないが、前任地(北陸先端科学技術大学院大学)から継続している共同研究を推進した。通常よりも低温で成長させたガリウム砒素量子井戸構造における励起電子・ホールの緩和過程を従来に無い精密、広範は過渡吸収測定で解析し、制御された成長過程により、緩和時間が制御できることを確認できた。

Transition suction 収 ス ペ ク ト ル measurement device に つ い て improved を え, ノ イ ズ レ ベ ル は plus or minus 1 x10 ^ < - > 4 absorbance を photosynthetic タ ン パ ク を damage し な い degree の integrating で reached し た. こ の improved は, サ フ ァ イ ア を 窓 material with い た 発 の stabilization, densities お よ び, low-speed optical チ ョ ッ パ ー を with い た デ ー タ obtained is の motors に よ っ て reached さ れ た と exam え ら れ る. Early year, photosynthetic masato even で は, ク ロ ロ フ ィ ル outside a の を pigment with い て plant photosynthesis を line う Acaryochloris marina の chemistry 1 で plant の light chemistry に see ら れ な い specific な electronic mobile が き て い る こ と を め the early で て shows し た. Photo chemical masato even で は, electronic injection speed と electronic excitation エ ネ ル ギ ー mobile を の speed and frequency generated 蛍 検 out light method で す に difference between clear る こ と に め the early で て successful し た. The second annual に は の electronic mobile system, higher plants を high い cut close で む light chemistry standard 1 に つ い て, transition 収 absorption determination を again be し, か つ polices according to be 験 と し て, organic solvent in の ク ロ ロ フ ィ ル の transition suction 収 ス ペ ク ト ル に つ い て も determination し line, precision な comparison を っ た. こ れ に よ り, ク ロ ロ フ ィ ル molecular 単 alone で す vibration in ease に よ る transition 収 absorption - と, light GeChengXi で see ら れ る よ う な molecular electronic state transition process between に よ る transition 収 absorption - turn の を difference between す る benchmark が establish さ れ た と exam え ら れ る. さ ら に, had designated し た research like で seaborne は な い が, former (university of science and technology college, hokuriku apex) か ら 継 続 し て い る joint research を propulsion し た. Usually よ り も で growth at low temperature さ せ た ガ リ ウ ム arsenic element opens quantum well structure に お け る wound up electronic · ホ ー ル の detente process を 従 to に い precision, hiroo van は transition 収 absorption determination で parsing し, royal さ れ た grow に よ り, moderate time が suppression で き る こ と を confirm で き た.

项目成果

S.Kumazaki, I.Ikegami, H.Furusawa, K.Yoshihara: "Energy Equilibration among the Chlorophylls in the Electron Transfer System of Photosystem I Reaction Center from Spinach"Journal of Physical Chemistry, A. (In press). (2003)

S.Kumazaki、I.Ikegami、H.Furusawa、K.Yoshihara：“菠菜光系统 I 反应中心电子转移系统中叶绿素之间的能量平衡”物理化学杂志，A.（出版中）。

熊崎茂一: "光合成反応中心における電子励起エネルギーと電子の超高速移動過程"レーザー学会機関紙、レーザー研究(特集号). 31(3). 202-206 (2003)

Shigekazu Kumazaki：“光合反应中心的电子激发能量和超快电子转移过程”，激光学会杂志，激光研究（特刊）31（3）（2003）。

S.Kumazaki, K.Abiko, I.Ikegami, M.Iwaki, S.Itoh: "Energy Equilibration and Primary Charge Separation in Chlorophyll d-Based Photosystem I Reaction Center Isolated from Acaryochloris marina"FEBS Letters. 530. 153-157 (2002)

S.Kumazaki、K.Abiko、I.Ikegami、M.Iwaki、S.Itoh：“从 Acaryocholis marina 分离的基于叶绿素 d 的光系统 I 反应中心的能量平衡和初级电荷分离”FEBS 快报。

I.V.Rubtsov, K.Ebina, F.Satou, J.-W.Oh, S.Kumazaki, T.Suzumoto, T.Tani, K.Yoshihara: "Spectral Sensitization and Supersensitization of AgBr Nanocrystals Studied by Ultrafast Fluorescence Spectroscopy"Journal of Physical Chemistry, A. 106. 2795-2802 (2002)

I.V.Rubtsov、K.Ebina、F.Satou、J.-W.Oh、S.Kumazaki、T.Suzumoto、T.Tani、K.Yoshihara：“超快荧光光谱研究的 AgBr 纳米晶体的光谱敏化和超敏化”期刊

S.Kumazaki, I.Ikegami, H.Furusawa, K.Yoshihara: "Energy Equilibration among the Chlorophylls in the Electron Transfer System of Photosystem I Reaction Center from Spinach"Journal of Physical Chemistry A. 107(18). 3228-3235 (2003)

S.Kumazaki、I.Ikegami、H.Furusawa、K.Yoshihara：“菠菜光系统 I 反应中心电子转移系统中叶绿素之间的能量平衡”物理化学杂志 A. 107(18)。