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室温から極低温までのピコ・フェムト秒蛍光分光による光合成反応初期過程の研究

室温至极低温皮飞秒荧光光谱研究光合作用反应初始过程

基本信息

批准号：
17750010
负责人：
柴田穣
金额：
$ 2.43万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

植物には、2種類の光合成反応中心、Photosystem I(PSI)とPhotosystem IIが働いている。PSI反応中心は、アンテナ色素として100分子ほどのクロロフィルa分子を含んでおり、この大量のアンテナクロロフィルによる巨大な吸収スペクトルが邪魔をして、未だに光吸収直後の電子移動反応については明らかになっていない。我々は、フェムト秒からナノ秒に至る広い時間スケール、広いスペクトル範囲で時間分解蛍光の測定を行うことで、PSIにおける光吸収直後のエネルギー移動・電子移動ダイナミクスを研究した。前年度までに構築したフェムトーナノ秒時間分解蛍光測定装置により測定を行った。その結果、従来より時間分解能の遅いピコ秒蛍光測定で報告されている1.5psという時定数より一桁も速い0.17psという非常に高速の蛍光減衰、立ち上がり過程を見出した。従来の報告では、1.5psの時定数で初期光誘起電荷分離が起こっているとの光反応に基づいて実験結果が解釈されている。従来モデルの枠組み内で我々の実験結果を解釈した場合には、これまでの推定よりも一桁速い0.17ps初期電荷分離が起こっているという結論に至る。これは、これまでに報告されているどの電子移動反応よりも速い時定数であり、本当にこれが初期電荷分離過程の時定数と解釈してよいのか、慎重に考察する必要がある。0.17psの過程は、PSI内の高速のエネルギー移動過程であり、より遅い6.9psの蛍光減衰過程を初期電荷分離とした新たな反応モデルに基づいて、現在実験結果の解析を行っている。

Plants にに, 2 species <s:1> photosynthesis anti応 centers, Photosystem I(PSI)とPhotosystem IIがててるるる. PSI は応 center, アンテナ pigment として 100 molecular ほどのクロロフィル contains a molecular をんでおり, この large のアンテナクロロフィルによる huge な suction 収スペクトルが spirit をして, not だに light absorption 収 straight after の electronic mobile anti 応については Ming らかになっていない. I 々は, フェムト seconds からナノ seconds に to る hiroo い time スケール, hiroo いスペクトル van 囲で time breakdown 蛍 light の determination を line うことで, PSI における light absorption 収 straight after のエネルギー mobile, electronic mobile ダイナミクスを research した. In the previous year, までに was constructed to build a <s:1> たフェムトナノナノ second time decomposition 蛍 light measurement device and によ to measure を rows った. その results, 従より time can decompose の遅いピコ seconds 蛍 light で report されている 1.5 ps という when destiny より a girder も speed 0.17 ps といいう very に high-speed の蛍 light damping, and made ちがをり process shows した. 従 report to のでは, 1.5 ps の when destiny で early light induced charge separation が up こっているとの light anti 応に base づいて be 験 results が solution 釈されている. 従 to モデルの枠 set でみ I 々の be 験 results を solution 釈した occasions には, これまでの presumption よりも early one girder speed い ps 0.17 charge separation が up こっているという conclusion に to る. これは, これまでに report されているどの electronic mobile anti 応よりも speed when い destiny であり transgression, the にこれが initial charge separation process の destiny と solution 釈してよいのか, careful に investigation する necessary がある. 0.17 ps はの process, PSI の high-speed のエネルギー movement であり, より遅い 6.9 ps の蛍 light damping process を initial charge separation とした new たな anti 応モデルに base づいて, now be 験 results の parsing line をっている.