Molecular dynamics of dehydration / freeze resistance

脱水/抗冻性的分子动力学

• 批准号: 22K18694
• 负责人: 長澤 裕
• 金额: $ 3.99万
• 依托单位: Ritsumeikan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18694/
• 关键词: クリプトビオシス; 過渡吸収スペクトル; ガラス転移; Red-edge効果; トレハロース; 耐凍結性; 耐乾燥性; 蛍光励起スペクトル; 生体物質の長期保存; 超高速分光

糖のガラス転移は、生物の耐乾燥性・耐凍結性に関与していると考えられている。糖ガラス中では極度に分子運動が抑制され、生体物質の劣化に関与する不要な化学反応を防止する。そこで、我々は、(a)蛍光のred-edge効果(REE)の観測と(b)時間分解分光という２つの手法による研究を行っている。通常、蛍光スペクトルは溶液中において励起波長依存性を示さない。これは、励起状態におけるエネルギー緩和は、一般的な励起状態寿命よりも短い時間で起こるため、ほとんどの蛍光が最低励起状態から発することに起因する。ところが、極めて粘度が高いガラス等の媒質中では分子運動が抑制され、励起状態における緩和も遅くなり、REEが起こるようになる。我々は糖ガラス中の色素Auramine O (AuO)の REEについて、励起波長依存性の詳細を検討し、論文として報告した。【Cryobio. Cryotech., 68(2), 49 (2022)】また、光合成は地上に生活する生物すべてのエネルギー源であり、これに糖のガラス転移がどのように影響を与えるか、興味がもたれる。とくに、極地に生息する藻類等は極寒状態で凍結してしまうと、その間、光合成を静止しなくてはならない。そこで、光合成細菌の光捕集アンテナであるLH3について予備的な実験を行った。LH3は２つのbacteriochlorophyll色素団B800とB820により太陽光を捕集する。B800を酸化反応により3-acetyl chlorophyllに化学的に変換した系について、フェムト秒過渡吸収スペクトル測定を行った。その結果、3-acetyl chlorophyllからB820への高効率なエネルギー移動を観測できたので、論文として発表した。【J. Phys. Chem. B, 127(12), 2683 (2023)】

Sugar <s:1> ガラス転 migration <e:1>, biological <s:1> drying resistance and freezing resistance に are related to the <s:1> て ると ると ると ると examination えられて る る る る. In the sugar ガ ラ ス で は extreme に molecular motion が inhibit さ れ, living body material degradation に の masato and す る don't な chemical anti 応 を prevent す る. そ こ で, I 々 は, (a) 蛍 の red light - edge sharper fruit (REE) の と 観 test (b) time breakdown spectral と い う 2 つ の gimmick に よ る を line っ て い る. Generally, the wavelength dependence of にお て て excitation in a 蛍 light スペ ト ト さな さな in a solution is を and さな さな. こ れ は, excitation state に お け る エ ネ ル ギ ー ease は, general な excitation state lifetime よ り も short time い で こ る た め, ほ と ん ど の 蛍 が minimum excitation light up state か ら 発 す る こ と に cause す る. と こ ろ が, extremely め て high viscosity が い ガ ラ ス etc. の medium で は molecular motion が inhibit さ れ, excitation state に お け る ease も 遅 く な り, REE が up こ る よ う に な る. I 々 は sugar ガ ラ ス の pigment in Auramine O (AuO) の REE に つ い て, excitation wavelength dependence の detailed を beg し 検, paper と し て report し た. 【 Cryobio. Cryotech., 68 (2), 49 (2022) 】 ま た, photosynthetic は ground に life す る biological す べ て の エ ネ ル ギ ー source で あ り, こ れ に sugar の ガ ラ ス planning move が ど の よ う に influence を and え る か, tumblers が も た れ る. と く に, polar に interest-bearing す る algae で は extremely cold state such as frozen し て し ま う と, そ の, photosynthetic を static し な く て は な ら な い. そ こ で, photosynthetic bacteria の light capture ア ン テ ナ で あ る LH3 に つ い て reserve of な be 験 を line っ た. LH3 と 2 bacteriochlorophyll bacteriochlorophyll pigment group B800とB820によ <s:1> solar を capture する. B800 を acidification anti 応 に よ り 3 - acetyl chlorophyll に chemical に variations in し た department に つ い て, フ ェ ム ト second transition suction 収 ス ペ ク ト ル line measurement を っ た. そ の results, 3 - acetyl chlorophyll か ら B820 へ の high working rate な エ ネ ル ギ ー mobile を 観 measuring で き た の で, paper と し て 発 table し た. [J. Phys. Chem. B, 127(12), 2683 (2023)]

项目成果

ポリマー中で超高速の無輻射失活を示す色素フェノールブルーの励起状態ダイナミクス

酚蓝染料在聚合物中表现出超快非辐射失活的激发态动力学

• 发表时间: 2022
• 作者: 田中丈朝;日名子一起;山本哲也;辻井遥;長澤裕
• 通讯作者: 長澤裕

ポリマー中における無蛍光性色素フェノールブルーの超高速無輻射失活ダイナミクス

聚合物中非荧光染料酚蓝的超快非辐射失活动力学

• 发表时间: 2022
• 作者: 田中丈朝;日名子一起;辻井遥;山本哲也;長澤裕
• 通讯作者: 長澤裕

SBP-β-NPが示すフォトクロミズムの温度依存性

SBP-β-NP 表现出的光致变色的温度依赖性

• 发表时间: 2022
• 作者: 山本 哲也;日名子 一起;松中 由有;木原 優;長澤 裕
• 通讯作者: 長澤 裕

糖ガラス中の色素Auramine Oが示すred-edge効果

糖玻璃中染料 Auramine O 的红边效应

• 发表时间: 2022
• 作者: 豊 淳史;田中 丈朝;石川 宙;長澤 裕
• 通讯作者: 長澤 裕

SBP-β-NPのフォトクロミズムにおける温度依存性と励起波長依存性

SBP-β-NP 光致变色的温度依赖性和激发波长依赖性

• 发表时间: 2023
• 作者: 松中 由有;山本 哲也;日名子 一起;邨井 孝行;石川 宙;長澤 裕
• 通讯作者: 長澤 裕