ハイパーラマン散乱における分子近接場効果を用いた生細胞中の分子間相互作用の観測

利用超拉曼散射中的分子近场效应观察活细胞中的分子间相互作用

基本信息

批准号：
07J06931
负责人：
島田林太郎
金额：
$ 1.15万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

「分子近接場効果」の定式化及び、昨年度開発した励起波長可変ハイパーラマン分光装置を用い、「分子近接場効果」の励起波長依存性の測定を行った。また、並行して装置改良を行い、従来の半分の時間で偏光測定が可能になった。その結果以下に挙げる3点について新たな知見を得ることができた。1)従来の共鳴ハイパーラマン散乱の理論を拡張し、溶媒-溶質間の相互作用を分子間振電相互作用としてあらわに取り込むことで、「分子近接場効果」の定式化を行った。2)信号強度の励起波長依存性の測定から、β-カロテン存在下で「分子近接場効果」により増強効果を受けた溶媒由来のバンドは、溶質分子の電子状態に共鳴することで増強効果を得ていることを明らかにした。さらに(1)で構築した理論により、この励起プロファイルを説明できることを示し、本現象の発現機構に分子間の振電相互作用が深く関与していることを明らかにした。3)偏光の向きにより光の進行方向を僅かに変えることができる光学素子を新たに装置に追加することにより、異なる偏光の信号の同時測定を可能にした。その結果、これまでの半分の時間で偏光解消度測定が可能になった。増強された溶媒の信号の偏光解消度は、溶媒分子が本来示すべき値と大きく異なり、溶質が単一励起電子状態に共鳴していると仮定した場合の偏光解消度と同じ値を示すことが分かった。これは、増強された信号が、溶質の電子状態によって共鳴効果を受けていると考えることで説明でき、(1)や(2)の結果を裏付けるものである。

制定了“分子近场效应”，并于去年开发的可调激发波长超射击光谱仪用于测量“分子近场效应”的激发波长依赖性。另外，该设备并联改进，从而可以在传统方法的一半时间内进行极化测量。结果，我们能够在以下三个点上获得新的见解：1）我们通过扩展了共振超拉曼散射的常规理论，并通过将溶剂和溶剂与溶剂之间的相互作用纳入分子间振动的相互作用来制定“分子近场效应”。 2）测量信号强度对激发波长的依赖性表明，在存在β-胡萝卜素的存在下，通过与溶质分子的电子状态产生共鸣，从β-胡萝卜素存在的“分子近场效应”中得出的带。此外，在（1）中构建的理论表明，可以解释这种激发曲线，表明分子间振动的相互作用与这种现象的表达机理深远有关。 3）通过在设备中添加一个新的光学元件，该光学元件可以根据极化方向稍微改变光线的方向，同时测量具有不同极化的信号。结果，到目前为止，去极化测量已成为可能的一半。发现增强溶剂信号的去极化度与溶剂分子应自然表现出的值显着不同，并且假设溶质与单个激发电子状态共鸣的溶质具有与去极化度相同的值。这可以通过考虑由于溶质的电子状态而产生共振效果的增强信号来解释，从而支持结果（1）和（2）。