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論文

Live-cell imaging study of mitochondrial morphology in mammalian cells exposed to X-rays

野口 実穂; 嘉成 由紀子; 横谷 明徳; 成田 あゆみ; 藤井 健太郎

Radiation Protection Dosimetry, 166(1-4), p.101 - 103, 2015/09

 パーセンタイル:100(Environmental Sciences)

It is well known that radiosensitivity of cells is dependent on cell cycle phases. In general, cells are most radiosensitive in M phase and most resistant in late S phase. Cell cycle-dependent radiosensitivity seems to be involved in DSB repair ability which is varied in each cell cycle. Maeda et al. reported that radiation induced cell death depends on not only DSB induction and its repair in a cell nucleus but also damaging cytoplasm, suggesting that cytoplasm may play an important role in the radiobiological responses. Mitochondria, a kind of major organelles, are distributed throughout cytoplasm. They are continuously fusing or dividing. Mitochondrial morphology is also known to change dynamically depending on cell cycle. In this study, to investigate whether mitochondrial morphology relates to cell cycle-dependent radiosensitivity, we analyzed kinetics of mitochondrial morphology after irradiation of X-rays. Fragmented mitochondria were found to accumulate in proliferating cells irradiated with X-rays. Cell population with fragmented mitochondria increased with time after irradiation. When cells irradiated in M phase, cell population with fragmented mitochondria also increased with time after irradiation. These results suggest that the changes of mitochondrial morphology are not significantly related to the cell cycle phase at which the cells are irradiated, and might have little association with cell cycle-dependent radiosensitivity.

論文

Visualisation of cell cycle modifications by X-ray irradiation of single HeLa cells using fluorescent ubiquitination-based cell cycle indicators

神長 輝一; 野口 実穂; 成田 あゆみ; 坂本 由佳; 嘉成 由紀子; 横谷 明徳

Radiation Protection Dosimetry, 166(1-4), p.91 - 94, 2015/09

 被引用回数:3 パーセンタイル:53.75(Environmental Sciences)

To explore radiation effects on the mammalian cell cycle, it would be essential to trace single cells as live cell images observed by a time-lapse imaging technique. HeLa-FUCCI cells are one of useful model cell lines to visualize cell cycle because their nucleus show different colors. We irradiated the cells with X-rays of 5 Gy. The cells were incubated for 48 hr in a small incubator set on a fluorescent microscope to track about 40 cells. Most of the irradiated cells underwent cell division at M phase, and then progressed into G1 phase. However, about a half of the cell population showed a significantly longer period toward cell division, indicating that G2 phase was prolonged (G2 arrest) by irradiation. The elongation of G2 phase was more prominent for irradiation to cells in S/G2 phase than those in G1 phase. The observed cell cycle modification suggests that G2/M checkpoint system control the cycle to ensure repairing DNA damage.

論文

Real-time observation of irradiated HeLa-cell modified by fluorescent ubiquitination-based cell-cycle indicator using synchrotron X-ray microbeam

成田 あゆみ; 神長 輝一; 横谷 明徳; 野口 実穂; 小林 克己*; 宇佐美 徳子*; 藤井 健太郎

Radiation Protection Dosimetry, 166(1-4), p.192 - 196, 2015/09

 被引用回数:2 パーセンタイル:66.76(Environmental Sciences)

動物培養細胞の細胞周期に依存した放射線照射影響に関する知見は、そのほとんどが照射された細胞集団を統計学的手法により解析したものである。本研究は、照射された細胞一つを顕微鏡下で直接追跡することにより、刻々と変化する照射細胞の挙動をリアルタイムで観察する手法を確立することを目的とした。照射細胞には細胞周期が判別できるFUCCI(Fluorescent Ubiquitination-based Cell CycleIndicator)発現HeLa細胞(ヒトがん細胞)を用いた。また、照射には細胞一つ分まで大きさが調整できる放射光X線マイクロビームを利用した。さらに照射した細胞を長時間観察するために、細胞を培養しながら観察可能なタイムラプス顕微鏡を立ち上げ、照射した個々の細胞の分裂の様子を追跡した。その結果、G1期で照射した細胞では周期の遅延が認められなかった。それに対してS/G2期にある細胞に照射を行ったところ、明確な周期遅延が観察された。以上から、顕微鏡下での長時間観察によって、放射線照射された細胞への影響をリアルタイムで観察することができた。

論文

Bond cleavages of adenosine 5'-triphosphate induced by monochromatic soft X-rays

藤井 健太郎; 成田 あゆみ; 横谷 明徳

Journal of Physics; Conference Series, 502(1), p.012034_1 - 012034_4, 2014/04

軟X線照射によって誘発されるアデノシン三リン酸(ATP)分子の分子結合切断をX線吸収分光により明らかにした。ATP薄膜に炭素,窒素および酸素K殻イオン化閾値よりも高いエネルギーの軟X線を照射し、照射前後のX線吸収端近傍微細構造(XANES)スペクトルを測定した。その結果、照射によって、糖部位のペントース環内のC-O結合が切断すること、塩基あるいはアデノシン一リン酸(AMP)が遊離することが明らかになった。

論文

DNA damage by soft X-ray exposure at oxygen K-edge

菅谷 雄基; 成田 あゆみ; 藤井 健太郎; 横谷 明徳

Journal of Physics; Conference Series, 502(1), p.012040_1 - 012040_4, 2014/04

 パーセンタイル:100

In order to obtain detailed insights into the physicochemical mechanism of DNA damage induction in terms of photoabsorption modes, we have prepared thin DNA films of closed circular plasmid (pUC18) on a cover slip without any additives. Using this film, we have performed preliminary experiments by exposing to soft X-rays with energies around oxygen K-shell ionization threshold. The DNA damage yields of strand breaks and base lesions or AP sites were quantified by biochemical treatments. We confirmed that the DNA film can work as a specimen irradiation. The DNA damage yields induced by $$pi$$$$^{*}$$ excitation of a K-shell electron of oxygen atoms in DNA were significantly greater than those for oxygen K-ionization.

論文

Immobilization of alkyl chain molecules on oxide surface using phosphonic acid as an anchor

成田 あゆみ; 馬場 祐治; 関口 哲弘; 下山 巖; 平尾 法恵; 矢板 毅

e-Journal of Surface Science and Nanotechnology (Internet), 10, p.367 - 373, 2012/07

有機薄膜を新たな光学・電子デバイス材料として応用するためには、デバイス基板として用いられる酸化物表面基に対して、有機分子を固定化し規則的に配列させることが重要である。そこで本研究では酸化物表面に有機分子を固定化させ、自己組織化膜を作製することを目指した。試料はサファイア単結晶基板を、デシルホスホン酸(DPA)のエタノール溶液に浸すことにより作製した。表面の電子構造は放射光軟X線でのX線光電子分光法(XPS)により測定した。固体のDPA分子とDPA分子膜のP 1s XPSスペクトルでは、ともに一本のピークが確認され、その束縛エネルギーはほぼ同じであった。また入射X線を全反射条件にしてXPSを測定したところ、通常のXPSに比べC 1sの強度が増大した。全反射条件でのXPS測定は表面敏感になるので、この結果より、サファイア表面においてDPA分子はリン酸基を介して表面とイオン結合を形成しており、アルキル鎖を上にして位置していることが明らかになった。

論文

Structure determination of self-assembled monolayer on oxide surface by soft-X-ray standing wave

馬場 祐治; 成田 あゆみ; 関口 哲弘; 下山 巖; 平尾 法恵; 圓谷 志郎; 境 誠司

e-Journal of Surface Science and Nanotechnology (Internet), 10, p.69 - 73, 2012/04

酸化物は、触媒,光触媒,吸着剤,デバイス基板など、さまざまな表面機能性材料として使われており、これらの研究開発においては、酸化物表面における原子や分子の構造や位置を正確に決定することが重要である。しかし酸化物の多くは絶縁体であり、ビームを使った手法では表面に電荷が蓄積するため、構造を決定することは難しい。そこで本研究では、表面電荷の蓄積が少ない軟X線をプローブとして用いたX線定在波法により、酸化物表面の原子,分子の構造解析を試みた。試料は、サファイア単結晶表面に吸着した有機アルキルリン酸分子(炭素数10個)を用いた。軟X線放射光を表面垂直方向から入射し、ブラッグ反射が起こるエネルギー付近で光電子強度の変動を解析することにより、リン原子,炭素原子の表面からの距離を求めた。その結果、リン原子は表面から0.11nmの距離に存在するのに対し、炭素原子は特定の距離を持たないことがわかった。この結果と、X線光電子分光法及びX線吸収端微細構造法の結果から、吸着した有機アルキルリン酸分子は、リン原子がサファイア表面直上に位置し、アルキル基が上に伸びた自己組織化膜を形成することが明らかになった。

論文

Anchoring of alkyl chain molecules on oxide surface using silicon alkoxide

成田 あゆみ; 馬場 祐治; 関口 哲弘; 下山 巖; 平尾 法恵; 矢板 毅

Applied Surface Science, 258(6), p.2034 - 2037, 2012/01

 被引用回数:4 パーセンタイル:73.8(Chemistry, Physical)

近年、有機薄膜が新たな機能性材料として注目を集めているが、有機薄膜を新規デバイス材料として応用するためには、有機分子を無機基板表面へ整然と並べて固定化する必要がある。特に光学デバイスを考えた場合、透明な絶縁体である酸化物表面に有機分子を固定化することが重要である。そこで本研究では、サファイア表面にシリコンアルコキシド基を終端に持つ長鎖アルキル分子(オクタデシルトリエトキシシラン,ODTS)を自己組織化的に固定化することを試み、界面の化学状態と分子配向をX線光電子分光法(XPS)及びX線吸収微細構造法(NEXAFS)を用いて調べた。XPSの結果から、溶液法,吸着法で得られた膜は単分子層に近く、シリコンアルコキシドがサファイア表面と化学結合を形成していることがわかった。また、単分子膜のSi K吸収端NEXAFSスペクトルの偏光依存性から、ODTS分子のSi-O結合が、表面に対して垂直であることが明らかとなった。

論文

Structure determination of self-assembled monolayer on oxide surface by soft-X-ray standing wave

馬場 祐治; 成田 あゆみ; 関口 哲弘; 下山 巖; 平尾 法恵; 圓谷 志郎; 境 誠司

Photon Factory Activity Report 2011, Part B, P. 201, 2012/00

酸化物は、触媒,光触媒,吸着剤,デバイス基板など、さまざまな表面機能性材料として使われており、これらの研究開発においては、酸化物表面における原子や分子の構造や位置を正確に決定することが重要である。しかし酸化物の多くは絶縁体であり、ビームを使った手法では表面に電荷が蓄積するため、構造を決定することは難い。そこで本研究では、表面電荷の蓄積が少ない軟X線をプローブとして用いたX線定在波法により、酸化物表面の原子、分子の構造解析を試みた。試料は、サファイア単結晶表面に吸着した有機アルキルリン酸分子(炭素数10個)を用いた。軟X線放射光を表面垂直方向から入射し、ブラッグ反射が起こるエネルギー付近で光電子強度の変動を解析することにより、リン原子,炭素原子の表面からの距離を求めた。その結果、リン原子は表面から0.11nmの距離に存在するのに対し、炭素原子は特定の距離を持たないことがわかった。この結果から、吸着した有機アルキルリン酸分子は、リン原子がサファイア表面直上に位置し、アルキル基が上に伸びた自己組織化膜を形成することが明らかになった。

論文

Immobilization of alkyl chain molecules with phosphonic acid on oxide surface

成田 あゆみ; 馬場 祐治; 関口 哲弘; 下山 巖; 平尾 法恵; 矢板 毅

Photon Factory Activity Report 2011, Part B, P. 94, 2012/00

有機分子薄膜を用いた電子材料,光学材料の基板には、絶縁性や透明性に優れた酸化物基板が多く用いられている。しかしながら、酸化物表面は化学的に不活性であり、しかも有機分子結晶と酸化物の格子定数は大きく異なるため、酸化物表面に有機分子を固定化し均一な薄膜を作成することは難しい。本研究は、リン酸基と酸化物の親和性が高いことに着目し、炭素数10個のアルキル鎖の末端にホスホン酸基をもつ分子(DPA)をサファイア基板表面に固定化することを試み、界面の化学結合状態を放射光内殻分光法により調べた。基板をDPAのエタノール溶液に浸すことにより作成した膜についてX線光電子分光スペクトル(XPS)を測定した結果、DPA分子はリン原子を下、アルキル鎖を上にして基板に吸着していることがわかった。またXPSとX線近吸収端微細構造(NEXAFS)スペクトルの結果から、室温で島状に吸着したDPAは、250度に加熱することにより、均一な単分子膜に変化することがわかった。以上のことから、ホスホン酸基は有機分子を酸化物表面に固定化するための優れたアンカーであることを明らかにした。

論文

Self-ordering of silicon polymer thin film grown on indium tin oxide surface investigated by X-ray absorption spectroscopy

Mannan, M. A.*; 馬場 祐治; 関口 哲弘; 下山 巖; 平尾 法恵; 成田 あゆみ; 永野 正光*; 野口 英行*

Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 181(2-3), p.242 - 248, 2010/08

 被引用回数:5 パーセンタイル:62.35(Spectroscopy)

有機分子やポリマーなど異方性分子の薄膜の電気的,光学的特性は、結晶構造や電子構造だけでなく、分子の配向にも大きく依存する。そこで放射光を用いて、導電性透明基板として用いられているインジウム・スズ酸化物(ITO)表面に蒸着したシリコンポリマーの分子配向を調べた。試料は、最も簡単なシリコンポリマーであるポリジメチルシラン(PDMS)を用いた。PDMSを電子衝撃加熱法によりITO表面に1層ずつ精密に蒸着し、直線偏光した放射光を用いてSi K-吸収端のX線吸収スペクトルを測定した。その結果、スペクトルの吸収ピーク強度に顕著な偏光依存性が認められた。これを解析した結果、ポリマーのSi-Si分子軸は表面に対して40度傾いていることがわかった。この角度は、表面に垂直に立ったポリマーがヘリカル構造をとったときの角度にほぼ一致する。以上の結果から、PDMSは自己組織化過程により、高度に配向することが明らかとなった。

論文

Orientation of Si phthalocyanine investigated by X-ray absorption spectroscopy and molecular orbital calculation

関口 哲弘; 馬場 祐治; 下山 巖; 本田 充紀; 平尾 法恵; 成田 あゆみ; Deng, J.*

Surface and Interface Analysis, 42(6-7), p.863 - 868, 2010/06

 パーセンタイル:100(Chemistry, Physical)

有機半導体は豊富な資源,印刷技術が使える、電子物性が多様などが期待される次世代デバイスである。良質な有機半導体はよく分子配向した「核」として薄膜上に生じ始める。発表者は直線偏光の放射光と光電子顕微鏡を組合せた新しい装置を開発中である。その方法ではX線吸収スペクトルに現れる共鳴ピークを解釈する必要がでてくる。そのため大きな有機半導体分子の内殻電子励起状態を求めるため等価内殻近似に基づいて分子軌道法による理論計算を行った。計算結果をもとにグラファイト上に吸着したSiフタロシアニン分子の配向構造を決定した。分子軌道計算により電子励起状態の対称性を帰属することが配向角度を決めるうえで重要であることを示した。

論文

Real-time observation on surface diffusion and molecular orientations for phthalocyanine thin films at nanometer spacial resolution

馬場 祐治; 関口 哲弘; 下山 巖; 本田 充紀; 平尾 法恵; 成田 あゆみ; Deng, J.

Surface Science, 603(16), p.2612 - 2618, 2009/08

 被引用回数:5 パーセンタイル:69.61(Chemistry, Physical)

金表面にパターン状に蒸着したシリコンフタロシアニン2塩化物薄膜の電子構造と分子配向を、新しく開発した軟X線励起光電子顕微鏡(PEEM)によりナノメートルスケールで実時間観察した。Si K-吸収端のX線吸収スペクトルの偏光依存性から、5層蒸着したシリコンフタロシアニン2塩化物は、薄膜全体としては表面に平行であることがわかった。室温でのPEEM観察では、マイクロパターンが明瞭に認められたが、高温に加熱すると表面拡散が起こり、均一となった。このとき、清浄な金表面に拡散した分子は、逆に表面に垂直であることを示唆する結果が得られた。このようなナノメートルスケールにおける分子配向の変化は、分子-分子間相互作用と表面-分子間相互作用の大きさによって決定されることを明らかにした。

論文

低エネルギーイオン照射による極低温吸着メタンからのC$$_{rm n}$$H$$_{rm x}$$(n$$geq$$2)分子生成

成田 あゆみ; 馬場 祐治; 関口 哲弘; 下山 巖; 本田 充紀; 平尾 法恵; 矢板 毅

表面科学, 29(8), p.489 - 494, 2008/08

極低温で吸着したCH$$_{4}$$及びCD$$_{4}$$分子に、1keVのHe$$^{+}$$イオンを照射したときに生成する分子イオン及び中性分子を二次イオン質量分析法により調べた。単層吸着メタンの場合、モノマーイオン(CH$$_{rm x}$$$$^{+}$$)のみが脱離するが、多層吸着メタンでは、クラスターイオン(C$$_{rm n}$$H$$_{rm x}$$$$^{+}$$)とともに、アセチレンイオン(C$$_{2}$$H$$_{2}$$$$^{+}$$)及びエチレンイオン(C$$_{2}$$H$$_{4}$$$$^{+}$$)の脱離も認められた。中性分子の脱離についても同様の結果が得られた。分子生成の機構を明らかにするため、分子イオンの脱離強度の厚み依存性を測定し、固体メタン中でのHe$$^{+}$$イオンのエネルギー損失過程のモンテカルロ計算結果と比較した。その結果、モノマーイオンは吸着分子の最表面層から1電子励起で脱離するのに対し、C$$_{rm n}$$H$$_{rm x}$$$$^{+}$$(n$$geq$$2)イオンは吸着分子層の内部において原子核衝突で起こるフォノン励起によって生成されることが明らかとなった。

論文

Chemical-state-selective observations on Si-SiO$$_{rm x}$$ at nanometer scale by photoelectron emission microscopy combined with synchrotron radiation

馬場 祐治; 関口 哲弘; 下山 巖; 本田 充紀; 平尾 法恵*; Deng, J.; 成田 あゆみ

Journal of Physics; Conference Series, 100, p.012015_1 - 012015_4, 2008/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:39.28

放射光軟X線と光電子顕微鏡を組合せることにより、ナノメートルスケールの化学結合状態分布を観察するための装置を開発し、シリコン化合物に応用した。試料には、7.5ミクロン周期のパターンを持つシリコン酸化物,シリコン窒化物,有機シリコン化合物を用いた。Si K-吸収端付近で放射光のエネルギーを掃引することにより、化学結合状態(シリコンの原子価状態)に依存した画像をナノメートルスケールで観察することに成功した。また、SiとSiO$$_{2}$$が交互に並んだマイクロパターン試料について、加熱による化学結合状態変化を観察した。その結果、700度から酸素原子の横方向の拡散が始まることがわかった。拡散の途中でSiとSiO$$_{2}$$界面の化学結合状態を詳細に観察したところ、界面にSiOなどの中間の原子価状態は存在せず、酸素の拡散はSi原子が一気に4個の酸素原子と配位することにより起こることがわかった。発表では固体表面上に作成した有機シリコン化合物(シリコンフタロシアニン塩化物)の化学結合状態観察と加熱による横方向の拡散についても報告する。

口頭

イオン照射による極低温吸着分子からのクラスターイオン生成

成田 あゆみ*; 馬場 祐治; 本田 充紀; 平尾 法恵*; 矢板 毅

no journal, , 

近年、さまざまな放射線を利用した研究が多数なされているが、その多くは放射線を分析に用いるか、もしくは放射線分解過程に関する研究である。本研究では放射線分解とは逆の過程、すなわち放射線照射により、簡単な分子から新たに大きな分子やクラスターが生成する過程に関して調べた。具体的に窒素・メタンなどの軽分子を極低温において固体化し0.1-10KeVのHe$$^{+}$$イオンビームを照射することにより、表面から脱離するイオンを四重極質量分析計で測定した。これらの分子が多層の場合、出発物質はN$$_{2}$$(質量数: 28)とCH$$_{4}$$(質量数: 16)であるにもかかわらず、質量数が500近くまでのクラスターイオンが観測された。また質量数が偶数のクラスターイオンがとなりの奇数のクラスターイオンよりも強度が大きい傾向が認められた。これらの結果は気相のクラスターイオンが(N$$_{2}$$)$$_{n}$$$$^{+}$$のときにより安定であることと類似しており、クラスターの脱離がイオン照射部の瞬間的なガス化により起こることが明らかとなった。

口頭

イオン照射による極低温吸着分子からのクラスターイオン脱離

成田 あゆみ*; 本田 充紀; 平尾 法恵*; 馬場 祐治; 矢板 毅

no journal, , 

固体表面に低温で凝縮した分子に放射線を照射したときに起こる化学反応は、宇宙空間において彗星・惑星などで実際に起こっている反応であり、アミノ酸などの生体分子が生成する過程の一つとして重要と考えられる。そこで本研究では、固体表面上に極低温で吸着した窒素,メタンなどの軽分子に、イオンビームを照射したときのイオン脱離過程を調べた。銅基板にメタンを9Kにおいて吸着させ、1keVのHe$$^{+}$$イオンビームを照射し、脱離するイオンを四重極質量分析計で測定した結果、単層吸着の場合はモノマーイオン(CH$$_{x}$$$$^{+}$$)のみが脱離するが、多層吸着では多数のクラスターイオン((CH$$_{x}$$)$$_{n}$$$$^{+}$$)が脱離することを見いだした。クラスター分布の吸着層依存性を解析した結果、モノマーイオンは吸着分子層の表層における1電子励起過程により脱離するのに対して、クラスターイオンは吸着分子層内部における高密度電子励起により脱離することがわかった。

口頭

金表面上におけるアミノ酸分子の金-イオウ界面結合状態

本田 充紀; 馬場 祐治; 平尾 法恵*; 成田 あゆみ*; 関口 哲弘

no journal, , 

固体表面に生体分子などを整然と吸着させ、その吸着分子を利用した新たなデバイスを考えるとき、界面の結合状態に関する情報は必要不可欠である。そこで今回、金とイオウ界面の結合状態に注目し、SH基を側鎖に含むアミノ酸であるL-システインについて詳しく検討した。界面の結合状態については、軟X線吸収分光(NEXAFS)測定及びX線光電子分光(XPS)測定を用いてS $textit{K}$-edge及びS 1$textit{s}$について詳しく調べた。界面の結合状態を調べるために、L-システイン分子の多分子層及び単分子層の異なる表面状態を作製して比較検討を行った。その結果、単分子層における金とイオウの結合状態においては、S $textit{K}$-edgeが9eV大きくなり、またS 1$textit{s}$が8eV 高結合エネルギー側に化学シフトした位置に現れることを確認した。金表面上のイオウの界面について、L-システイン単分子層のS-Au界面では、イオウ本来のS [$$delta$$-]の状態ではなく、S[$$delta$$+]の状態をとることによって金原子へ電子供与を行い、S 1$textit{s}$軌道が内殻深い準位に潜り込むことにより8eVもの強い結合が形成されていることがわかった。

口頭

金とSを含むアミノ酸及びS化合物の金属-分子界面結合状態の解明

本田 充紀; 馬場 祐治; 平尾 法恵*; 成田 あゆみ; 関口 哲弘

no journal, , 

有機分子などを用いた生体分子薄膜を利用した新たなデバイスを考えるとき、表面に分子が吸着した場合の基礎的物性は、界面の結合状態に非常に大きく左右されるため、界面の情報を知ることは必要不可欠である。今回、金とイオウ界面に注目し、SHとS化合物の金表面上での界面状態の違いを詳しく検討するために、金表面上にL-システイン及びチオフェン単分子層の異なる2種類の界面状態を作成して軟X線吸収分光法(NEXAFS)及びX線光電子分光法(XPS)による比較検討を行った。その結果、L-システインのNEXAFS結果においてS-K edgeが9eV大きくなり、またXPS測定結果ではS 1sが8eV高結合エネルギー側に化学シフトした位置に現れる、特異な界面の結合状態を確認した。一方、チオフェンでは同様の現象は起こらなかった。この特異なS-Au界面では、一般的なSulfideとは異なり、S[$$delta$$+]$$rightarrow$$Au[$$delta$$-]に電子供与が行われることを明らかにし、またこれは、SH基のみに起こるS-Auの特徴的な結合状態であることがわかった。

口頭

金とSを含むアミノ酸及びS化合物の金属-分子界面結合状態について

本田 充紀; 馬場 祐治; 平尾 法恵*; 成田 あゆみ; 関口 哲弘; 下山 巖

no journal, , 

近年、特異な結合を示すことが知られその結合を利用した新たな応用研究が増加している金-イオウの結合は、実はその特異な結合を示すメカニズムについては未だ解明していない。今回、この金-イオウの特異な界面の結合状態について、SH結合があるアミノ酸とSH結合を持たないチオフェンを用いてX線光電子分光法及びX線吸収微細構造法により表面吸着分子の電子構造を解析した。イオウの電荷が一般的なイオウ化合物(例えばMoS$$_{2}$$)のマイナス2価の電荷ではなくて、プラス6価の電荷をとることによって、イオウ原子から金表面へ電子移動が起こっていることを解明した。この特異な化学結合は、SH結合を持たないチオフェン分子では確認できない。また官能基を持たないチオール分子でも確認できないことから、官能基を持つアミノ酸で、SH結合を持つL-システインと金表面との間にのみ起こる特異な結合であることもわかった。

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