過渡蛍光検出近赤外分光による倍音振動エネルギー緩和過程の測定と溶媒の振動共鳴効果

瞬态荧光检测近红外光谱测量简谐振动能量弛豫过程及溶剂的振动共振效应

• 批准号: 17750008
• 负责人: 大森 努
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17750008/
• 关键词: 過渡蛍光検出近赤外分光法; 過渡蛍光検出赤外分光法; 振動緩和; ナフタレン; 分子内振動エネルギー再分配; 振動冷却; 近赤外吸収スペクトル; 倍音振動

本年度の計画では過渡蛍光検出近赤外分光法の原理検証・条件設定を中心に行った。過渡蛍光検出近赤外分光法の原理検証の試料として、四塩化炭素を溶媒とする高濃度のナフタレン溶液を用いた。本研究計画の備品として紫外可視近赤外分光光度計を計上し、これにより本研究計画で重要な基礎データとなる紫外・可視吸収スペクトルおよび近赤外吸収スペクトルを測定することが可能となった。これを用いて、ナフタレン溶液の近赤外スペクトル(0.4M, M≡mol dm^<-3>)を測定したところ、4000-4700cm^<-1>の領域および5938cm^<-1>に結合音および倍音振動の吸収帯が現れた。ただし強度はきわめて弱く、1cmの光路長に対しΔOD=0.1程度であった。さらに、弱い近赤外吸収を加え、高濃度の溶液を用いることから生じる励起子由来の幅広い波長領域の強い蛍光(470nm中心)が現れることがわかった。これらの要因から、残念ながら近赤外励起によるナフタレン溶液の紫外波長領域の過渡蛍光検出には未だ成功していない。そこでまず3μm帯の赤外光を用いて基音振動励起状態の情報を得る過渡蛍光検出赤外分光を34mMのナフタレン溶液について行った。すると、CH伸縮振動に相当する3060cm^<-1>で過渡蛍光が紫外領域(〜340nm)で検出された。この過渡蛍光信号は7psの立ち上がりと25psでの減衰で解析され、それぞれ分子内振動エネルギー再分配と振動冷却として解釈した。これは溶液中のナフタレンの単一振動状態の振動緩和過程を実時間測定した世界初の例である。したがって、ナフタレン溶液試料は、近赤外励起による過渡蛍光検出が原理的に不可能であるわけではないことを確認した。今後ナフタレン溶液についてさらに検討すると共に、より容易に測定するための別の試料、例えばトルエン、トリプトファン、7-アザインドールなどを検討している。

This year's plan will focus on the principle verification and condition setting of the transition optical detection near-red external spectroscopy method. The principle of transition luminescence near infrared spectroscopy is demonstrated by the use of high concentration solutions of samples and tetravalent carbon as solvents. The study program includes ultraviolet visible near-infrared spectrophotometry (UVV-NIR), which is an important basic component of the study program. The absorption spectrum of the near infrared spectrum (0.4M, M = mol dm^<-3>) of the solution was measured in the range of 4000-4700cm <-1>^and 5938cm^<-1>. The intensity is weak, the optical path length is 1cm, and the degree of ΔOD=0.1 is low. In addition, the strong absorption light (470nm center) in the wavelength range of the excitation source is increased and the strong absorption light in the wavelength range of the excitation source is increased. The main reason for this is that the transition light in the ultraviolet wavelength region of the solution has not been successfully detected. For example, in the 3μm band, the red light is used to obtain the information of the excitation state of the pitch vibration, and the transition light is used to obtain the red light spectrum. In the 34mM solution, the red light is used to obtain the transition light. The CH stretching vibration is equivalent to 3060cm^<-1>, and the transition light is emitted in the ultraviolet region (~ 340nm). The transition light signal is 7ps and 25ps, and the attenuation is analyzed. The intramolecular vibration is generated and the vibration is cooled. This is the first time in the world that the vibration mitigation process of a single vibration state in a solution has been measured. It is impossible to confirm the principle of transition light detection when the solution is tested. In the future, the solution will be examined in a total, easy to determine, and other samples, such as the sample, the sample, and the sample.