光合成色素蛋白超分子複合体の単一分子超高速レーザー分光

光合色素-蛋白质超分子复合物的单分子超快激光光谱

• 批准号: 15740185
• 负责人: 杉崎 満
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Osaka City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15740185/
• 关键词: 光合成; 色素蛋白超分子複合体; 超高速分光; 単一分子分光; 顕微分光; イメージング; 光カーシャッター; ポンプ・プローブ法; 顕微分光法

最近の研究により,光合成細菌における光合成の初期過程においては,これまでに人類が創製した如何なるデバイスよりも,遥かに高速(100フェムト秒以下)で高効率(ほぼ100%)のエネルギー変換が実現されている事が明らかになった.本研究は,超高速レーザーと共焦点型顕微鏡を用いて,光合成細菌の光合成系を形成する個々の色素蛋白超分子構造体の超高速光学特性を調べ,自然界が形成した超高速・高効率のエネルギー変換器(光合成反応組織)について,その動作機構を明らかにすることを目的とする.本研究を遂行するために最も重要な装置である,共焦点型顕微鏡の設計・組立を行い,良好に動作することを確認した.また,本研究においてもう一つの重要な装置である,ハイパワー超短パルス光発生装置の整備を行った.本装置は,非同軸型光パラメトリック増幅によりスペクトル帯域の広いパルス光を発生させ,これをプリズム対とチャープ鏡を用いてパルス圧縮を行い,超短パルス光を得るというものである.設計から製作まで,申請者自らが行い,600nm付近にピークを持つサブ10フェムト秒の発生に成功した.この光源を用いて,極性カロテノイドや,β-カロテンホモログ体の超高速分光を行い,電子状態の緩和時定数の決定に加え,ラマン活性であるAg対称性を持つC-C伸縮振動のダイナミクスを直接観測することに成功した.この結果は,電子状態のコヒーレンスを分子振動をプローブとして観測することが可能であることを示している.また,世界に先立ちβカロテンホモログ体の縮退四光波混合信号の観測にも成功した.

の recent study に よ り, photosynthetic bacteria に お け る photosynthesis process early の に お い て は, こ れ ま で に が created human し た how な る デ バ イ ス よ り も, remote か に high-speed (100 フ ェ ム ト seconds) で high working rate (ほ ぼ 100%) の エ ネ ル ギ ー variations in が be presently さ れ て い る matter が Ming ら か に な っ た. は, this study ultra-fast レ ー ザ ー と total focus type 顕 micromirror を with い て, photosynthetic bacteria の light GeChengXi を form す る a 々 の pigment protein supramolecular constructs の ultra-high-speed optical properties を べ, nature が form し た ultra-high speed, high rate of unseen の エ ネ ル ギ ー - changer (photosynthetic anti 応 organization) に つ い て, そ の action agencies を Ming ら か に す る こ と を mesh Youdaoplaceholder0. を carries out this study す る た め に も most important な device で あ る, total focus type 顕 micromirror の design, assembling line を い, good に action す る こ と を confirm し た. ま た, this study に お い て も う a つ の important な device で あ る, ハ イ パ ワ ー ultrashort パ ル ス light 発 line gearing up raw device の を っ た. This device は, non coaxial optical パ ラ メ ト リ ッ ク rights of に よ り ス ペ ク ト ル 帯 domain の hiroo い パ ル ス light を 発 raw さ せ, こ れ を プ リ ズ ム と seaborne チ ャ ー プ を lens with い て パ ル ス 圧 を line い, ultrashort パ ル ス を too light る と い う も の で あ る. Design か ら making ま で, applicants from ら が い, pay nearly 600 nm に ピ ー ク を hold つ サ ブ 10 フ ェ ム ト seconds の 発 life に success し た. こ の light を with い て, polarity カ ロ テ ノ イ ド や, beta カ ロ テ ン ホ モ ロ グ body の ultra-fast spectral line を い, easing electronic state の destiny の decided に え, ラ マ ン active で あ る Ag ain said を hold つ C - C stretching vibration の ダ イ ナ ミ ク ス を 観 directly measuring す る こ と に successful し た. こ は の results, electronic state の コ ヒ ー レ ン ス を molecular vibrations を プ ロ ー ブ と し て 観 measuring す る こ と が may で あ る こ と を shown し て い る. ま た, world に set ち first beta カ ロ テ ン ホ モ ロ グ body の retreat four waves of mixed signal の 観 measuring に も し success Youdaoplaceholder0.

项目成果

物質・現象・新技術(5)有機・バイオ-光合成アンテナ色素蛋白複合体・カロテノイド・超高速レーザー分光-

材料/现象/新技术(5)有机/生物光合天线色素-蛋白质复合物/类胡萝卜素/超快激光光谱-

• 发表时间: 2005
• 期刊: OPTRONICS 5
• 作者: 橋本 秀樹;藤井 律子;杉崎 満
• 通讯作者: 杉崎 満

Investigation on Ultrafast Optical Processes in a Polar Carotenoid Analogue by the Use of a Noncollinear Optical Parametric Amplifier

使用非共线光学参量放大器研究极性类胡萝卜素类似物的超快光学过程

• 发表时间: 2005
• 期刊: Carotenoid Science 8
• 作者: M.Sugisaki;T.Sashima;H.Hashimoto
• 通讯作者: H.Hashimoto

Ultrafast Coherent Optical Response in a β-Carotene Homologue

β-胡萝卜素同系物的超快相干光学响应

• 发表时间: 2005
• 期刊: Carotenoid Science 2
• 作者: M.Sugisaki;K.Yanagi;R.J.Cogdell;H.Hashimoto
• 通讯作者: H.Hashimoto

M.Sugisaki, T.Sashima, K.Yanagi, A.Sugita, H.Hashimoto: "Stationary and Transient Optical Absorption Measurements in Polar Retinoid Analogue"Carotenoid Science. 7(印刷中). (2004)

M.Sugisaki、T.Sashima、K.Yanagi、A.Sugita、H.Hashimoto：“极性类维生素A类似物的静态和瞬态光学吸收测量”类胡萝卜素科学7（出版中）。

Stationary and Transient Optical Absorption Measurements in Polar Retinoid Analogue

极性视黄醇类似物的静态和瞬态光学吸收测量

• 发表时间: 2004
• 期刊: Carotenoid Science 7
• 作者: M.Sugisaki;T.Sashima;K.Yanagi;A.Sugita;H.Hashimoto
• 通讯作者: H.Hashimoto