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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：30.34(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：60.36(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：43.15(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：27.68(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：88.11(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：44.02(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：28.54(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。
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.*; 工藤 久明*; 中川 恵一*; 中川 秀彦*
no journal, ,
Edaravone (3-methyl-1-phenyl-2-pyrazolin-5-one) is known as a neuroprotective as well as a radioprotective drug, and some edaravone derivatives are also studied and developed as a radioprotector. These are thought to be due to their potent free radical scavenging activity. Pulse radiolysis technique was performed to examine the reactivity of edaravone and its derivatives (Fig.1) towards 
OH in aqueous solution. The rate constants of the reaction of some edaravone derivatives with OH were measured by both buildup kinetics and competition method using CO
and DMPO (5,5-dimethyl-1-pyrroline-N-oxide) as competitors. The experimental results showed all derivatives were good OH scavengers (
10
dmmols). Moreover, the rate constants of derivative No.1 and No.5 by competition method with the DMPO were estimated twice as high as that by buildup kinetics. This might be due to a possible interaction between the pyridine ring and DMPO. The interaction between the derivative and DMPO was also implied by UV spectroscopy. Since the DMPO is widely used as a competitor for the determination of reactivity of antioxidants in an ESR spin trapping method, this result suggests that much care should be paid for using the DMPO, which might induce a certain interaction with the pyridine ring.
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.
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。
-ray irradiation and electron-beam pulse radiolysis study of 
-carrageenanAbad, L.*; 工藤 久明*; 佐伯 誠一; 長澤 尚胤; 玉田 正男; Fu, H.*; 室屋 裕佐*; Lin, M.; 勝村 庸介*; Dela Rosa, A. M.*
no journal, ,
海洋多糖類である-カラギーナンの放射線分解物は、植物成長などの生理活性を有し、実用化が期待されている。しかし、-カラギーナンの放射線分解メカニズムについて詳細になっていないため、照射雰囲気の違いによる分解挙動について、GPC,紫外可視吸収(UV)測定により評価した。さらに、水の放射線分解生成物であるOHラジカルと反応性について電子線パルスラジオリシス法により評価した。GPC測定した結果、大気中及び真空中での粉末、1%水溶液の各状態における-カラギーナンの放射線分解収量であるG値は、大気及び真空中の粉末状で2.5、水溶液中で約100となり、水の放射線分解生成物であるOHラジカルによる間接効果が非常に大きいことがわかった。またすべての状態で照射した試料のUV測定の結果、照射によって新たに生成したカルボニル基に由来する260nmの吸収ピークが観測された。さらに電子線パルス照射を利用し、放射線照射により低分子量化した-カラギーナンとOHラジカルとの反応における反応速度定数を決定し、1.110Msになることがわかった。
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.
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。
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.; Shi, W.*; Fu, H.*; 室屋 裕佐*; 勝村 庸介; Xu, D.*; Chai, Z.*
no journal, ,
パーオキシナイトライト(ONOO
)や窒素酸化物(NOx)等の活性窒素種(RNSs)は、チロシンのニトロ化に代表されるように、芳香族アミノ化合物(チロシンやトリプトファン等)に対しさまざまな修飾を行うことが知られている。特に、3-ニトロチロシン(3-NT)は、細胞内の窒素化ストレスを測るうえで重要な指標化合物と考えられ、この反応性を調べることは非常に重要である。そこで本研究では、3-NT及びその誘導体の酸化性ラジカルとの反応性を調べた。まずナノ秒パルスラジオリシス法を用いて、3-NT, N-acetyl-3-nitrotyrosine ethyl ester(NANTE)、及びGly-nitroTyr-Gly含有3-NTについて酸化性ラジカル(Nラジカル)との反応速度定数を調べた結果、非常に高い反応性を持つことがわかった。過渡的生成物の吸収スペクトルを測定した結果、一電子酸化反応によるものと同定された。さらに、最終生成物の質量分析を行った結果、二量体が形成されていることがわかった。細胞内におけるタンパク質の凝集は、3-NT残基の二量化反応を介して引き起こされるのではないかと推測される。
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。
Fu, H.*; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*; 端 邦樹; 藤井 健太郎; 横谷 明徳
no journal, ,
パルスラジオリシス法によりラジカル捕捉剤カルノシン及びその誘導体の酸化性ラジカル(OH, Br
, NとCClOO)との反応性を検討し、生成するラジカルのスペクトルと反応性を決定した。さらに、プラスミド-DNA (pUC 18)のX線誘起損傷に対する保護効果を検討し、抗酸化剤として働くことを明らかにした。
" DNA protective properties of Silybin and analogues against X-ray radiationFu, H.*; Lin, M.; 端 邦樹; 室屋 裕佐*; 藤井 健太郎; 勝村 庸介; 横谷 明徳; 鹿園 直哉; 籏野 嘉彦
no journal, ,
天然のフラボノイドであるシリビン(SLB),ヘスペレチン(HESP),ナリンゲニン(NAN),ナリンギン(NAR)は、報告にあるような植物によるがんの化学防護作用を説明する成分であると信じられている。しかし、発がんを抑制するシリビンやその類似体の濃度は低く、分子的なメカニズムは明確ではない。本研究では、
でのプラスミドDNAと一定の捕捉剤の条件下で放射線によって活性酸素(ROS)を発生させる方法を用いて、これら4つのフラボノイドがフリーラジカルによるDNA損傷を改善することを明らかにした。0.1mMのSLBによるプラスミドDNAを50%防護するためのdose modifying factorは8.9となった。測定したフラボノイドの中ではSLBが最も効果的に働き、Mオーダーの濃度で効果が見られた。高速反応を追う化学的手法を組合せた研究結果はSLBからDNA上のROSが誘発したラジカルに電子(もしくは水素原子)移動のメカニズムを示した。これらの結果は、DNAラジカルとの直接的な相互作用におけるSLBや類似体の抗酸化効果を支持している。
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。
