生体および人工分子配列系における超高速コヒーレントエネルギー移動

生物和人工分子排列系统中的超快相干能量传输

• 批准号: 14750648
• 负责人: 秋本 誠志
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Hokkaido University
• 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 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750648/
• 关键词: 分子配列系; 光合成; 励起エネルギー移動; コヒーレント; フェムト秒; アップコンバージョン; 蛍光; 超高速分光

生体および人工分子配列系に取り込まれた色素分子間の励起エネルギー移動過程を超高速蛍光分光法により追跡し、分子配列系に固有のコヒーレント光化学過程(光量子ダイナミクス)を観測するとともにその機構を明らかにすることを目標として、以下の研究を行った。(1)種々のアントラセン2量体について蛍光異方性減衰曲線を測定し、励起子伝搬に伴う量子ビートを2つのアントラセン間の配向の関数として観測することに成功した。量子ビートの振動周期は2分子間の相互作用エネルギーに、電子位相緩和時間は2分子の相対的な配置に依存することを初めて実験的に示した。(2)有機溶媒中におけるペリレンおよびその誘導体の蛍光減衰曲線を測定し、振動余剰エネルギーの緩和過程について検討した。振動モード内と振動モード間とでは熱平衡状態に至るまでの時間のずれがあることを明らかにした。(3)緑藻ミルの光捕集アンテナ色素タンパク質におけるカロテノイド(シフォナキサンチン)からクロロフィルへの光励起エネルギー伝達過程について検討した。シフォナキサンチンの第一電子励起状態からの励起エネルギー移動を実時間で追跡することに成功した。エネルギー移動の時定数として400フェムト秒(移動効率ほぼ100%)が得られ、本来禁制帯である第一電子励起状態を介して高効率のエネルギー移動が実現されていることがわかった。また、シフォナキサンチンは緑藻ミル中で特異的な蛍光異方性を示すが、これは、シフォナキサンチンとタンパク質との間の相互作用によるもの考えられる

The following research was carried out with the aim of tracking the excited molecular movement processes between pigment molecules in both biological and artificial molecular alignment systems by ultra-high-speed fluorescence spectroscopy, and measuring the intrinsic photochemical processes (light quantum dots) in molecular alignment systems, and clarifying the underlying mechanisms. (1)The measurement of the anisotropic decay curve of the species and the excitation transfer was successful. The quantum period of vibration depends on the interaction between two molecules, and the electron phase relaxation time depends on the configuration of two molecules. (2)Determination of luminescence decay curves of organic solvents and study of relaxation processes of vibration residual molecules The vibration of the inner part of the body and the time between the inner part and the outer part of the body (3)Green algae light capture, pigment, pigment The first electron excitation state of the first electron excitation state of the first electron excitation The first electron excitation state of the first electron excitation state of the first electron excitation A study of the interaction between light anisotropy and light anisotropy in green algae

项目成果

三室守, 秋本誠志, 山崎巌: "光合成アンテナ系での励起エネルギー転移過程と転移機構 -フェムト秒,ピコ秒領域時間分解蛍光スペクトル法による解析-"レーザー研究. 31(印刷中). (2003)

Mamoru Mimuro、Seiji Akimoto、Iwao Yamazaki：“光合天线系统中的激发能量转移过程和转移机制 - 使用飞秒和皮秒区域的时间分辨荧光光谱进行分析”Laser Research 31（出版中）。

秋本誠志, 山崎巌, 三室守: "光合成カロテノイドの励起緩和ダイナミクス"レーザー研究. 31. 207-211 (2003)

Seiji Akimoto、Iwao Yamazaki、Mamoru Mimuro：“光合类胡萝卜素的激发弛豫动力学”激光研究 31. 207-211 (2003)。

Y.Arima, S.Akimoto, T.Yamazaki, M.Shibata, S.Hirohara, S.Yano, T.Kakuchi, I.Yamazaki: "Excitation relaxation dynamics and molecular dispersion of maltohexaose-linked tetraphenylporphyrins in aqueous solution"Chem. Phys. Lett.. 361. 152-158 (2002)

Y.Arima、S.Akimoto、T.Yamazaki、M.Shibata、S.Hirohara、S.Yano、T.Kakuchi、I.Yamazaki：“麦芽六糖连接的四苯基卟啉在水溶液中的激发弛豫动力学和分子分散”Chem。

三室守, 秋本誠志, 山崎巌: "光合成アンテナ系での励起エネルギー転移過程と転移機構-フェムト秒,ピコ秒領域時間分解蛍光スペクトル法による解析-"レーザー研究. 31. 212-218 (2003)

Mamoru Mimuro、Seiji Akimoto、Iwao Yamazaki：“光合天线系统中的激发能量转移过程和转移机制 - 使用飞秒和皮秒区域的时间分辨荧光光谱进行分析”激光研究 31. 212-218 (2003)。

T.Kasajima, S.Akimoto, S.Sato, I.Yamazaki: "Vibrational energy relaxation of S_1 perylene in solution"J.Phys.Chem. (印刷中).

T.Kasajima、S.Akimoto、S.Sato、I.Yamazaki：“溶液中 S_1 苝的振动能量弛豫”J.Phys.Chem。