レーザー衝撃波を利用した分子ダイナミクス分光計測システムの開発

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本研究では、レーザーアブレーションにより発生させたパルス衝撃波を物質に照射し、高圧非平衡状態の出現により誘起される様々な分子プロセスのダイナミクスを分光学的に計測できるシステムの開発を目的としている。H17年度は「レーザー衝撃波+時間分解ラマン分光計測システム」の開発を行った。衝撃波発生用パルスレーザーを改造し、発振繰り返し周波数を10Hzとした。これと、ラマン励起用のもう1台のパルスレーザー(λ=532nm、パルス幅10ns)を同期発振させ、衝撃波照射後に一定の遅延時間で試料セルに照射した。試料からのラマン散乱光を高感度分光検出器で測光し、衝撃波で開始される分子化学プロセスをラマン分光法によりダイナミックに追跡できるシステムを開発した。本システムのパフォーマンスは以下の通りである。(1)遅延時間:無限大、(2)時間分解能:10ns、(3)波数分解能;2cm^<-1>本システムを用い、衝撃波で圧縮された高分子の構造変化並びにその回復のダイナミクスを捉えることに成功している。また、感熱応答性高分子の圧力ジャンプ誘起型の水和⇒脱水和相転移の観測にも成功しつつある。今後は、本システムを蛋白質のフォールディングダイナミクス計測に応用することを目指す。