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Zhang, D.*; Hu, X.*; Chen, T.*; Abernathy, D. L.*; 梶本 亮一; 中村 充孝; 古府 麻衣子; Foley, B. J.*; Yoon, M.*; Choi, J. J.*; et al.
Physical Review B, 102(22), p.224310_1 - 224310_10, 2020/12
被引用回数：6 パーセンタイル：27.70(Materials Science, Multidisciplinary)The long carrier lifetime and defect tolerance in metal halide perovskites (MHPs) are major contributors to the superb performance of MHP optoelectronic devices. Large polarons were reported to be responsible for the long carrier lifetime. Yet microscopic mechanisms of the large polaron formation, including the so-called phonon melting, are still under debate. Here, time-of-flight inelastic neutron scattering experiments and first-principles density-functional theory calculations were employed to investigate the lattice vibrations (or phonon dynamics) in methylammonium lead iodide, a prototypical example of MHPs. Our findings are that optical phonons lose temporal coherence gradually with increasing temperature which vanishes at the orthorhombic-to-tetragonal structural phase transition. Surprisingly, however, we found that the spatial coherence is still retained throughout the decoherence process. We argue that the temporally decoherent and spatially coherent vibrations contribute to the formation of large polarons in this metal halide perovskite.
O
Allenspach, S.*; Biffin, A.*; Stuhr, U.*; Tucker, G. S.*; 河村 聖子; 古府 麻衣子; Voneshen, D. J.*; Boehm, M.*; Normand, B.*; Laflorencie, N.*; et al.
Physical Review Letters, 124(17), p.177205_1 - 177205_7, 2020/05
被引用回数：11 パーセンタイル：57.58(Physics, Multidisciplinary)The dimerized quantum magnet BaCuSiO was proposed as an example of "dimensional reduction" arising near the magnetic-field-induced quantum critical point (QCP) due to perfect geometrical frustration of its interbilayer interactions. We demonstrate by high-resolution neutron spectroscopy experiments that the effective intrabilayer interactions are ferromagnetic, thereby excluding frustration. We explain the apparent dimensional reduction by establishing the presence of three magnetically inequivalent bilayers, with ratios 
, whose differing interaction parameters create an extra field-temperature scaling regime near the QCP with a nontrivial but nonuniversal exponent. We demonstrate by detailed quantum Monte Carlo simulations that the magnetic interaction parameters we deduce can account for all the measured properties of BaCuSiO, opening the way to a quantitative understanding of nonuniversal scaling in any modulated layered system.
shell; Lifetime measurements in 
ZnQueiser, M.*; Vogt, A.*; Seidlitz, M.*; Reiter, P.*; 富樫 智章*; 清水 則孝*; 宇都野 穣; 大塚 孝治*; 本間 道雄*; Petkov, P.*; et al.
Physical Review C, 96(4), p.044313_1 - 044313_13, 2017/10
被引用回数：6 パーセンタイル：41.61(Physics, Nuclear)ケルン大学のタンデム加速器にてZnの励起状態を核融合反応および核子移行反応によって生成し、そのいくつかの脱励起
線を放出する寿命を測定した。そこから電磁遷移強度を得た。殻内の配位が主である負パリティ状態間の遷移に加え、殻から
殻へ中性子が励起した配位をもつ正パリティ間の
遷移強度を得ることにも成功した。これらの正パリティ状態は、以前はオブレート変形しているとも考えられていたが、実験で得られた遷移強度を大規模殻模型計算の結果と比較することによって、プロレート変形を持つことが明らかとなった。
端 邦樹; 漆原 あゆみ*; 山下 真一*; Lin, M.*; 室屋 裕佐*; 鹿園 直哉; 横谷 明徳; Fu, H.*; 勝村 庸介*
Journal of Radiation Research, 56(1), p.59 - 66, 2015/01
被引用回数：6 パーセンタイル：26.85(Biology)Reactions of edaravone (3-methyl-1-phenyl-2-pyrazolin-5-one) toward deoxyguanosine monophosphate (dGMP) hydroxyl radical adducts were investigated by pulse radiolysis technique. Edaravone was found to reduce the dGMP hydroxyl radical adducts through electron transfer reactions. The rate constants of the reactions were higher than 4 
10
dm
mol
s and similar to those of the reactions of ascorbic acid, which is a representative antioxidant. Yields of single-strand breaks, base lesions, and abasic sites produced in pUC18 plasmid DNA by ray irradiation in the presence of low concentrations of edaravone were also quantified, and the chemical repair activity of edaravone was estimated by a method recently developed by the authors. By comparing suppression efficiencies to the induction of each DNA lesion, it was found that base lesions and abasic sites were suppressed by the chemical repair activity of edaravone, although the suppression of single-strand breaks was not very effective. This phenomenon is attributed to the chemical repair activity of edaravone toward base lesions and abasic sites. However, the chemical repair activity of edaravone for base lesions was lower than that of ascorbic acid.
Fu, H.*; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*; 端 邦樹; 藤井 健太郎; 横谷 明徳; 籏野 嘉彦
Radiation Physics and Chemistry, 78(12), p.1192 - 1197, 2009/12
被引用回数：35 パーセンタイル：89.23(Chemistry, Physical)Two histidine-containing natural dipeptides, carnosine and anserine (
-alanyl-1-methyl- L-histidine), have been examined for their antioxidant and radioprotective abilities. Pulse radiolysis studies indicated the antioxidative properties of carnosine and anserine aqueous solutions at different pHs. The rate constants for the reaction OH radical with carnosine at neutral pH were determined to 5.310
Ms at 300 nm, and 4.110 Ms at 400 nm, respectively. Carnosine and anserine also protected plasmid pUC18 DNA from X-ray radiation induced strand breaks as evidenced from the studies by agarose gel electrophoresis. Carnosine showed higher protective efficiency under the experimental conditions. Our data demonstrated that carnosine and anserine may play an important role in the maintenance of the antioxidant system.
Fu, H.*; 勝村 庸介; Lin, M.; 端 邦樹; 室屋 裕佐*; 籏野 嘉彦
Journal of Radiation Research, 49(6), p.609 - 614, 2008/11
被引用回数：15 パーセンタイル：43.35(Biology)デオキシグアノシンモノフォスフェイト(dGMP)の酸化、特にOHラジカル付加に対するシリビン及び類似化合物の修復活性をパルスラジオリシス法により調べた。一酸化二窒素で飽和させた0.1mMシリビンを含む2mM dGMP水溶液を中性条件下でパルス照射した。数十
秒のうちにシリビンのフェノキシルラジカルが生成され、これに対応する吸収が見られると同時にdGMPのOHラジカル付加体の吸収が減少していくことがわかり、dGMPのOHラジカル付加体とシリビンの間で修復反応が起こっていることが示唆され、その速度定数は1.010Msと計算された。このほかにもシリビンの類似化合物であるhesperetin(HESP), naringin(NAN), naringenin(NAR)についても同様のことを調べた。
Fu, H.*; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*
Radiation Physics and Chemistry, 77(10-12), p.1300 - 1305, 2008/10
被引用回数：4 パーセンタイル：28.06(Chemistry, Physical)本研究ではレーザフォトリシスを用いてシリビン(SLB)エタノール溶液中で生成される中間活性種について検討を行った。SLBに248nmのレーザを当て、高効率で一光子イオン化させた。中間活性種の同定のほか、一連の関連する反応論的パラメータも決定した。また、比較のため、パルスラジオリシスを用いて溶媒和電子を生成し、この溶媒和電子がSLBを還元させ、同様の観測を行った。SLBと溶媒和電子との反応速度定数は3.810dmmolsと評価され、これはレーザフォトリシスで得られた4.610dmmolsとよく対応していた。
端 邦樹; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*; Fu, H.*; 山下 真一; 工藤 久明*; 中川 恵一*; 中川 秀彦*
no journal, ,
放射線防護剤としての利用が期待されている抗酸化性薬剤エダラボン(3-methyl-1-phenyl-2-pyrazolin-5-one)やその誘導体の反応性について、パルスラジオリシス法を用いて反応初期過程の測定を行った。誘導体と
OHとの反応性はエダラボンと同程度に高く、優れたラジカル捕捉剤であることが示された。また本測定により、ピリジン環を持ったエダラボン誘導体とスピントラップ剤DMPO(5,5-dimethyl-1-pyrroline-N-oxide)との相互作用が示唆された。
Lin, M.; 勝村 庸介; 室屋 裕佐*; Fu, H.*; 山下 真一; Mostafavi, M.*; Lampre, I.*
no journal, ,
パルスラジオリシス法によりエチレングリコール(EG),1,2-プロパンジオール(12PD),1,3-プロパンジオール(13PD),グリセロール(GLY)中の溶媒和電子の吸収極大におけるモル吸光係数をそれぞれ9 000, 9 700, 10 000 and 10 600Mcmと再評価した。これらの値は文献値の2/3から3/4である。再評価したモル吸光係数に基づき、これらの二価アルコール中における溶媒和電子のpsからsの間の過渡吸収スペクトルが温度によりどう変化するかを調べた。すべての溶媒において吸収スペクトルは温度上昇に伴いレッドシフトした。Mostafavi教授らの光化学研究の結果と合わせると、多価アルコール中における溶媒和電子のダイナミクスはその構造、特にOH基の濃度に強く依存することが示唆された。
Fu, H.*; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*; 端 邦樹
no journal, ,
It is demonstrated that silybin in ethanol solution is photoionized via a monophotonic process to give a solvated electron and a radical cation. Then the solvated electron reacts with SLB to form electron adduct SLB-H. The results suggest that the photolysis of flavonoid in ethanolic solutions can provide an efficient tool to study radical reactions of biomolecules with poor water-solubility.
端 邦樹; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*; Fu, H.*; 工藤 久明*; 中川 恵一*; 中川 秀彦*
no journal, ,
脳梗塞用薬剤であるエダラボンとその誘導体の抗酸化性を、パルスラジオリシス法を用いて測定した。エダラボンと酸化性ラジカルとの反応性から、OHラジカルの反応の特異性が示唆された。また、エダラボン誘導体とOHラジカルとの反応速度定数の評価を、生成物の直接測定やDMPOを用いた競争反応によって測定した。
端 邦樹; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*; Fu, H.*; 工藤 久明*; 中川 恵一*; 中川 秀彦*
no journal, ,
To help for a better understanding about the mechanism of oxidation reactions of edaravone, the transient absorption spectrum and reactivity of edaravone towards various oxidative radicals (
OH, N
, Br
, SO
, and CClO) are studied by pulse radiolysis techniques. The spectrum of its reaction with OH is quite different from those with the other oxidizing radicals, because the main transient is of OH-adducts for OH reaction while it is of electron-transfer or H-abstraction for the others. The rate constants of the reaction with OH, N, SO, and CClO are estimated to be 8.710, 5.410, 6.010, and 5.110 Ms, respectively. Moreover the rate constants of the reaction of some edaravone derivatives with OH are estimated.
Fu, H.*; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*; 端 邦樹
no journal, ,
Flavonoid silybin has attracted much attention due to its potential application in medicine. In this work, the reactions of silybin and analogues with oxidizing free radicals, hydroxyl and azide radicals, were measured by pulse radiolysis techniques. The structure-activity relationships of these analogues were also investigated by theoretical calculations. The rate constants and absorption spectra for the reactions of silybin and its analogues with various oxidizing radicals have been measured. The difference of heat of formation between parent molecule and its free radical (
HOF) was employed as a theoretical index to characterize the O-H bond dissociation energy (BDE) of the flavanones. A comparison of HOF could suggest that position 4' is the most easily attacked site.
Fu, H.*; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*
no journal, ,
水溶液中のdGMP(deoxyguanosine monophosphate)のOHラジカル付加物に対するシリビンとシリビン誘導体の修復のメカニズムを解明するためのパルスラジオリシス実験を実施した。0.1mMのシリビン, 2mM dGMPを含む中性水溶液をNOで飽和して用いた実験の結果、dGMPのOHラジカル付加物の吸収スペクトルの減衰と平行してシリビン類のフェノキシラジカルの生成を観測した。これは、dGMPのOHラジカル付加物のシリビンによる修復作用を示しており、その反応速度定数を110Msと決定できた。また、4種のシリビン誘導体の修復反応の速度定数も測定し、その中ではシリビンが最も高修復効率を持つことを示した。これらはフェノキシ系抗酸化剤の一般的な非酵素の迅速修復機構を示している。
Lin, M.; 勝村 庸介; 室屋 裕佐*; Fu, H.*; 山下 真一
no journal, ,
次世代型原子炉(第四世代: GenIV)のひとつである超臨界水冷却炉の炉内環境などをモデリングする際、超臨界水の放射線化学を研究しておくことは必要不可欠である。ここ数年の間に得た実験結果、特に水和電子のスペクトルの温度依存性並びに密度依存性,水分解生成物の収量,幾つかの反応についての反応速度定数について本会議では講演する。なお、本講演は招待講演である。
Lin, M.; 勝村 庸介; 室屋 裕佐*; Fu, H.*; 高橋 宏行*
no journal, ,
パルスラジオリシス法を用い、水の放射線分解におけるOHラジカルの生成収量を室温から高温(400度)高圧(25MPa)の超臨界状態まで測定した。OHラジカルは最も重要な酸化性生成物であり、原子炉構造材の腐食にも強く関係すると考えられているため、その生成量や挙動を正確に把握しておくことは重要である。これまで幾つかの報告があるが、評価手法に必ずしも問題点がないともいえず、これらの点を吟味しつつ先行研究における報告値との比較も行った。
Fu, H.*; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*; 端 邦樹*
no journal, ,
カルノシン(ベータアラニルLヒスチジン)は脊椎動物の骨格筋のタンパク質以外の部分に最も多く存在する物質の一つである。カルノシンやその類似化合物はヒト以外のほ乳類細胞にも多く存在することが報告されている。これらの物質は一重項酸素をよく捕捉するため優れた抗酸化剤としての機能を有する。しかし、そのような機能の詳細なメカニズムはよくわかっていない。そこで本研究ではパルスラジオリシス法を用いたカイネティクス観測などにより活性酸素との反応性などについて検討を行った。
端 邦樹; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*; Fu, H.*; 山下 真一; 工藤 久明*; 中川 恵一*; 中川 秀彦*
no journal, ,
脳梗塞時に発生する活性酸素、フリーラジカルを除去する作用があることから2001年より国内において臨床で使用されているエダラボン(3-methyl-1-phenyl-2-pyrazolin-5-one)は、その優れた抗酸化性から、放射線防護剤としての利用も検討され、研究されている。最近ではエダラボン同様の反応性を期待されたエダラボン誘導体についての研究開発も行われており、ESRによる実験で、フェニル基をピリジン環で置換した誘導体がエダラボンより優れたOHとの反応性を示すという報告もなされている。エダラボンやその誘導体とOHなどの水の放射線分解生成物との反応性を明らかにすることは、放射線防護剤の研究において重要であり、本研究ではその反応初期過程を明確にすることを目的としてパルスラジオリシス法による測定を行った。速度定数は生成するラジカルの直接測定、炭酸イオンやDMPOを競争剤に用いた競争反応による測定により評価した。直接測定ではすべての誘導体において拡散律速に近い反応性を示した。炭酸イオンとの競争反応の結果も同様のものとなった。これらの結果から、エダラボン誘導体はエダラボン同様に優れたラジカル捕捉剤であることがわかった。DMPOとの競争反応を用いての速度定数評価では、ピリジン環を持つ誘導体について、直接測定の2倍程度高い値が得られた。これからピリジン環を持つ誘導体とDMPOとの間に相互作用が存在することが示唆された。
室屋 裕佐*; Lin, M.; Han, Z.*; Fu, H.*; 山下 真一; 作美 明*; 上田 徹*; 勝村 庸介
no journal, ,
高温・超臨界溶媒の放射線化学は、現行型軽水炉や次世代型超臨界水冷却炉における水化学,環境有害物質の無害化技術開発等の基礎であり重要である。これまで、ナノ秒電子線パルスラジオリシスや線ラジオリシス等により高温下における放射線分解生成物の収量や反応性が調べられてきたが、常温下では容易に追跡可能な化学反応も高温では著しく加速されることから、直接追跡を行うことは困難であった。その一方で、近年パルス&プローブ法による新しい高時間分解能パルスラジオリシス装置の開発が進められ、常温下でのピコ秒分解能計測が可能となった。本研究ではこれを発展させ、高温下での計測を可能にするピコ秒パルスラジオリシスを構築した。また予備実験として、水の放射線分解生成物の一つである水和電子を、高温高圧下にて測定した。
端 邦樹; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*; Fu, H.*; 山下 真一; 工藤 久明*; 中川 恵一*; 中川 秀彦*
no journal, ,
エダラボン(Radicut, 3-methyl-1-phenyl-2-pyrazolin-5-one)は脳保護剤として2001年より日本で臨床利用されているフリーラジカル捕捉剤である。その高いラジカル捕捉作用から近年では放射線防護剤としての利用も検討されている。臨床における関心から抗酸化作用を調べた研究は多く存在するが、その反応性に関する研究については少ない。過酸化ラジカルとの反応や酸化反応を引き起こす酵素を使った実験結果が報告されているに過ぎず、OHラジカルとの反応性を調べた報告はほとんどない。OHラジカルは放射線による間接効果の主な原因であると考えられており、その反応性を評価することは重要である。本研究では、エダラボンとOHラジカルとの反応メカニズムを明らかにすることを目的とし、パルスラジオリシス法を用いて、エダラボンとエダラボンのフェニル基をメチル基で置換した1,3-dimethyl-2-pyrazolin-5-oneについてOHラジカルや他の酸化性ラジカルとの反応性を評価した。結果、エダラボンの反応においてOHラジカルは他の酸化性ラジカルとは異なる中間体を生成することが明らかとなった。一方、1,3-dimethyl-2-pyrazolin-5-oneの反応においてはOHと他の酸化性ラジカルとで同一の中間体を生成しており、エダラボンとOHラジカルとの反応は、フェニル基が重要な役割を担っていることが示された。従来、エダラボンの酸化性ラジカルとの反応性のメカニズムは電子移動反応や水素引き抜き反応であると考えられていたが、OHラジカルとの反応についてはフェニル基への付加反応が主たる反応であると考えられた。
