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低磁場時間分解ESR装置の開発と生体分子ラジカル対系におけるスピンダイナミクス

低场时间分辨ESR装置的开发和生物分子自由基对系统中的自旋动力学

基本信息

批准号：
06J06998
负责人：
三浦智明
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

引き続き低磁場ESRの開発を行ったが、カップリング回路不良、レーザーノイズなど多くの問題があり、シグナル検出には至らなかった。しかしながら、ナノ秒パルス磁場を用いた過渡吸収測定から得られる低磁場でのスピンダイナミクスの解析から、定量的にスピン間相互作用、分子運動に関する情報が抽出できることが明らかとなり本法に基づく研究を重点的に行った。まず前年度に引き続きミセル中の一重項ラジカル対のスピン混合過程に関する理論的解釈を進めたが、各種スピン間相互作用がミセル内の分子運動によって揺らぐことによって引き起こされる緩和過程に関して、モンテカルロ法を用いた理論計算から定量的に議論した。その上でナノ秒パルス磁場効果によって得られた低磁場におけるスピン混合過程のシミュレーション、および高磁場におけるESRから求まった位相緩和時間との比較を行い、ミセル内の拡散係数が求まった。また、本系のラジカル対の交換相互作用が小さく再結合性が低くなっていることが明らかとなった。二つ目の成果として、従来、ラジカル対の各種緩和過程を含めた定量的な議論が難しかった低磁場効果に関して、ナノ秒パルス磁場を用いて実験的に低磁場効果を消失させる方法を確立した。これにより、低磁場効果力が発現する系においても通常の磁場効果と同様のシミュレーションが可能となり、より多くの長寿命ラジカル対系においてスピン間相互作用や分子運動に関する検討が可能となった。これまで得られた低磁場スピンダイナミクスに関する知見をもとに、タンパク質表面の束縛水反応場のモデル系として、逆ミセル中の電子移動反応に関する検討を行った。磁場効果の大きさはウォータープールの内径に大きく依存したが、磁場効果に見られる各種緩和の効果から、束縛水領域に2つのサイトが存在することが明らかとなった。2つのサイトの環境場の違いについて詳細な検討を行っている。

Low magnetic field ESR development is a problem, a problem. This method focuses on the analysis and quantification of the interaction between molecules and the information related to molecular motion. In the past year, a series of theoretical solutions were developed to solve the problems related to the mixing process of molecules, and various interactions between molecules were discussed. A comparison of the phase relaxation time and dispersion coefficient in the low magnetic field is obtained. The exchange interaction of the system is small and the recombination is low. The results of the two projects include quantitative analysis of the various mitigation processes, and the establishment of methods to eliminate the effects of low magnetic fields. The interaction between molecules and the interaction between molecules is possible due to the existence of a low magnetic field effect and a high magnetic field effect. This is the result of a study of electron mobility in a low magnetic field system involving the observation of a bound water reaction field on a solid surface. The magnetic field effect is dependent on the inner diameter of the magnetic field, and the magnetic field effect is dependent on the existence of various mitigation effects and bound water fields. 2. Detailed investigation of environmental field violations