赤外シュタルク分光法を用いた巨大分子の構造-機能相関の解明

使用红外斯塔克光谱阐明大分子的结构-功能关系

• 批准号: 15685005
• 负责人: 中林 孝和
• 金额: $ 15.31万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 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-15685005/
• 关键词: 赤外吸収スペクトル; 外部電場効果; シュタルク効果; ペプチド基; 高分子; 非調和性; 配向変化; 誘電率; FT-IR; シュタルクシフト; 電場効果; タンパク質; アミドバンド; 双極子モーメント; シュタルクスペクトル; 電荷移動錯体

外部電場の印加に伴う赤外吸収スペクトルの変化を検出する赤外電場吸収スペクトル測定システムを製作し,タンパク質をはじめとする凝縮系の巨大分子に応用することを目的としている。本年度は,昨年度測定したα-ヘリックスを示すポリペプチドであるポリ-γ-ベンジル-L-グルタメート(PBLG)の高分子薄膜の赤外電場吸収スペクトルの理論解析を行なった。またPMMAなど他の高分子薄膜の赤外電場吸収スペクトルの測定も同様に行い,さらに赤外電場吸収用の溶液セルを製作し,溶液系への応用も行った。PBLGの赤外電場吸収スペクトルにおいて,各振動バンドは,ゼロ次微分,一次微分,二次微分の線形結合の形を示し,Liptayらによる理論式を用いて再現することができた。振動励起に伴う双極子モーメントの変化(Δμ)は,二次微分の項から求めることができる。N-H伸縮(アミドA)振動,アミドI振動,側鎖のC=0伸縮振動バンドのΔμ値は,それぞれ0.11,0.05,0.06Dであった。他の振動バンドのΔμ値は0から0.03Dの範囲であり,アミドA振動のΔμ値が非常に大きいことがわかる。振動の非調和性の理論から,アミドA振動の大きなΔμ値は,アミドA振動の非調和性に由来することがわかった。一次微分の項から振動励起に伴う分子分極率の変化(Δα)を求めることができ,側鎖のC=0伸縮振動バンドが最も大きく約2.0Å^3であった。このC=0伸縮振動バンドの大きなΔα値は,PMMA薄膜においても同様に観測された。ゼロ次微分の項は外部電場による高分子の配向変化を表しており,PBLGについては,側鎖の振動バンドが骨格の振動バンドよりも大きな値を持つことがわかった。この結果は,電場によって骨格よりも側鎖が大きく配向しているを示している。この電場による配向変化が高分子の配向分極となることから,側鎖の配向変化が,PBLGの誘電率の値に大きく寄与していることがわかる。赤外電場吸収スペクトルの測定は,高分子の誘電率を分子レベルで調べる有効な手法であることがわかる。

の Inca に external electric field with う red outside the suction 収 ス ペ ク ト ル の variations change を 検 out す る red electric field suck 収 ス ペ ク ト ル determination シ ス テ ム を し, タ ン パ ク qualitative を は じ め と す る condensation is の huge molecular に 応 with す る こ と を purpose と し て い る. は this year, yesterday's annual determination し た alpha ヘ リ ッ ク ス を shown す ポ リ ペ プ チ ド で あ る ポ リ - gamma ベ ン ジ ル - L - グ ル タ メ ー ト of an electric field (PBLG) の polymer film の red absorption 収 ス ペ ク ト ル の line theory analytical を な っ た. ま た PMMA な ど he の polymer thin film of an electric field の red suck 収 ス ペ ク ト ル の determination も with others in line に い, さ ら に red electric field 収 absorption with の solution セ ル を し, solution is へ の 応 line with も っ た. PBLG の red electric field suck 収 ス ペ ク ト ル に お い て, various vibration バ ン ド は, ゼ ロ subdifferential, a differential, quadratic differential の linear combination の form を し, Liptay ら に よ る theory type を with い て reappearance す る こ と が で き た. Vibration excitation に with う dipole モ ー メ ン ト の variations (Δ mu) は, quadratic differential item の か ら o め る こ と が で き る. N - H scale (ア ミ ド A) vibration, ア ミ ド I vibration, side chain の C = 0 stretching vibration バ ン ド の Δ mu numerical は, そ れ ぞ れ 0.11, 0.05, 0.06 D で あ っ た. He の vibration バ ン ド の Δ mu numerical は 0 か ら 0.03 D の van 囲 で あ り, ア ミ ド A vibration の Δ mu numerical が very big に き い こ と が わ か る. Vibration の non-harmonic の theoretical か ら, ア ミ ド A large vibration の き な Δ mu numerical は, ア ミ ド A vibration の non-harmonic sex に origin す る こ と が わ か っ た. A differential item の か ら vibration excitation に with molecular polarization rate う の patches.by variations (Δ alpha) を め る こ と が で き, side chain の C = 0 stretching vibration バ ン ド が も most big き く about 2.0 A ^ 3 で あ っ た. <s:1> <s:1> C=0 stretching vibration バ ド ド <s:1> large な なΔα value,PMMA thin film にお て て に観 similar に観 measurement された. Item ゼ ロ subdifferential の は external electric field に よ る high-molecular の towards the variations を table し て お り, PBLG に つ い て は, side chain の vibration バ ン ド が bone の vibration バ ン ド よ り も big き な numerical を hold つ こ と が わ か っ た. The result of the <s:1> る, the electric field によって, the bone grid よ, the <s:1> side lock が, the large が く coordination, the <s:1> て るを るを, the るを, and the るを show the て and る る. こ の electric field に よ る match to the が polymer の match to the polarization of variations and と な る こ と か ら, side chain の match to - が, PBLG の induced electricity rate on の numerical に big き く send し て い る こ と が わ か る. Red electric field suck 収 ス ペ ク ト ル の は, polymer molecular レ の electric rate を lure ベ ル で adjustable べ る have sharper な gimmick で あ る こ と が わ か る.

项目成果

Md.Wahadoszamen: "Electric field effects on photoisomerization process of diphenylpolyenes doped in a polymer film as revealed by a field-induced change in fluorescence spectrum"Chemical Physics Letters. 387・1-3. 124-129 (2004)

Md.Wahadoszamen：“电场对聚合物薄膜中掺杂的二苯基多烯的光异构化过程的影响，通过场诱导的荧光光谱变化来揭示”，《化学物理快报》387・1-129（2004）。

A relation between external electric field effect on photoluminescence and generation efficiency of electroluminescence : methylene-linked compounds of pyrene doped in a polymer film

外电场对光致发光的影响与电致发光产生效率的关系：聚合物薄膜中掺杂芘的亚甲基连接化合物

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proc.EL Con.
• 作者: N.Ohta;T.Nakabayashi;T.Iimori;T.Yoshizawa;T.Morikawa
• 通讯作者: T.Morikawa

Direct Measurements of the Electric-Field-Induced Change in Fluorescence Decay Profile of Pyrene Doped in a Polymer Film

直接测量聚合物薄膜中掺杂芘的电场引起的荧光衰减曲线变化

• 发表时间: 2004
• 期刊: Chem. Phys. Lett. 395
• 作者: T.Nakabayashi;T.Morikawa;N.Ohta
• 通讯作者: N.Ohta

Effects of electric and magnetic fields on fluorescence in electron donor and acceptor pairs of pyrene and N- methylphthalimide doped in a polymer film

电场和磁场对聚合物薄膜中芘和N-甲基邻苯二甲酰亚胺电子供体和受体对荧光的影响

• 发表时间: 2006
• 期刊: Chem. Phys. 324
• 作者: T.Yoshizawa;M.Mizoguchi;T.Iimori;T.Nakabayashi;N.Ohta
• 通讯作者: N.Ohta

External Electric Field Effects on Absorption,Fluorescence and Phosphorescence Spectra of 4-(Dimethylamino) Benzonitrile in a Polymer Film

外电场对聚合物薄膜中4-(二甲氨基)苯甲腈吸收、荧光和磷光光谱的影响

• 发表时间: 2004
• 期刊: J.Phys.Chem.B 108
• 作者: T.Yoshizawa;Y.Iwaki;N.Osaka;K.A.Zechariasse;T.Nakabayashi;N.Ohta
• 通讯作者: N.Ohta