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論文

Dynamical behavior of human $$alpha$$-synuclein studied by quasielastic neutron scattering

藤原 悟; 荒木 克哉*; 松尾 龍人; 八木 寿梓*; 山田 武*; 柴田 薫; 望月 秀樹*

PLOS ONE (Internet), 11(4), p.e0151447_1 - e0151447_17, 2016/04

 被引用回数:18 パーセンタイル:67.4(Multidisciplinary Sciences)

Filamentous aggregates (amyloid fibrils) of the protein $$alpha$$-synuclein ($$alpha$$-Syn) are related to the pathogenesis of Parkinson's disease. To understand the pathogenesis mechanism of this disease, the mechanism of the amyloid fibril formation of $$alpha$$-Syn must be elucidated. As a first step toward this ultimate goal, dynamical behavior of $$alpha$$-Syn in the monomeric and the fibril states was investigated using quasielastic neutron scattering (QENS). Analysis of the QENS spectra of solution samples of $$alpha$$-Syn shows that diffusive global motions are observed in the monomeric state but largely suppressed in the fibril state. However, the amplitude of the side chain motion is shown to be larger in the fibril state than in the monomeric state. This implies that significant solvent space exists within the fibrils, which is attributed to the $$alpha$$-Syn molecules within the fibrils having a distribution of conformations. The larger amplitude of the side chain motion in the fibril state than in the monomeric state implies that the fibril state is entropically favorable.

論文

Measurement of ion beam induced current in quantum dot solar cells

中村 徹哉*; 今泉 充*; 佐藤 真一郎; 菅谷 武芳*; 望月 透*; 岡野 好伸*; 大島 武

Proceedings of 11th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-11) (Internet), p.73 - 76, 2015/11

量子ドット太陽電池の放射線劣化メカニズムの解明を目指し、ガリウムひ素(GaAs)半導体中に量子ドットを含むi層を導入したpin太陽電池の放射線照射効果に関する研究を推進している。これまでに、量子ドット太陽電池は放射線照射により曲線因子(FF)が大きく劣化することを報告しているが、今回は、そのメカニズムを明らかにするために、低エネルギー陽子線照射によって生成する電流(イオンビーム誘起電流: IBIC)を測定し、空乏化している量子ドット層内での少数キャリアの振る舞いを調べた。陽子線のエネルギーは量子ドット層に損傷が導入されるような条件とし、結晶損傷が蓄積されることで生成電流がどのように減少していくかを観察した。その結果、陽子線照射によって量子ドット層内に蓄積した欠陥に起因するキャリア収集効率の低下がFF劣化の主要因であることが明らかとなった。

論文

Theoretical study of hydrolysis reactions of tetravalent thorium ion

岡本 穏治*; 望月 祐志*; 津島 悟*

Chemical Physics Letters, 373(1-2), p.213 - 217, 2003/05

 被引用回数:8 パーセンタイル:25.92(Chemistry, Physical)

4価トリウムイオンは、pHが3よりも大きい条件では容易に加水分解反応(Th$$^{4+}$$+4H$$_{2}$$O$$Leftrightarrow$$Th(OH)$$_{2}^{2+}$$+2H$$_{3}$$O$$^{+}$$)を起こすことが古くから知られているが、反応の活性障壁,反応熱,電子分布の変化などの詳細については未知のまま残されていた。本研究では、非経験的分子軌道計算により、トリウムイオンと水の集合体から成るクラスターモデルを系統的に拡大させながら、反応をシミュレートした。計算から、反応が大きな発熱を伴うこと,始原系に近い遷移状態構造を持つこと,協調的に電子移動が起きることなどが示された。

論文

On the electronic structures of Th$$^{4+}$$ and Ac$$^{3+}$$ hydrate models

望月 祐志*; 津島 悟*

Chemical Physics Letters, 372(1-2), p.114 - 120, 2003/04

 被引用回数:13 パーセンタイル:40.86(Chemistry, Physical)

アクチニドの代表的な4価イオンであるトリウム(Th$$^{4+}$$)の水和モデルをDirac-Hartree-Fock法によって計算し、電子構造を詳細に調べた。比較のため同じ5f$$^{0}$$イオンであるAc$$^{3+}$$のモデルも同様に計算した。Th$$^{4+}$$の場合、空の6dや5f殻への水側からの電子供与が大きいが、合わせて準内殻の6pに「孔」が開き、これにより水側の電子構造も影響を受けていることがわかった。また、有効ポテンシャル近似に誘電体水和場法を組み合わせた計算も併せて行い、妥当なTh-O距離を得るにはバルクの水和場の考慮が重要であることも示した。

論文

Beamline for surface and interface structures at SPring-8

坂田 修身*; 古川 行人*; 後藤 俊治*; 望月 哲朗*; 宇留賀 朋哉*; 竹下 邦和*; 大橋 治彦*; 大端 通*; 松下 智裕*; 高橋 直*; et al.

Surface Review and Letters, 10(2&3), p.543 - 547, 2003/04

 被引用回数:127 パーセンタイル:96.2(Chemistry, Physical)

SPring-8に建設された表面界面の結晶構造決定用の新しいビームラインのあらましを述べる。ビームライン分光器のステージは、X線による表面研究のために、強度がより安定になるよう改造を施した。X線エネルギーの関数として、絶対光子密度を測定した。新しい超高真空装置、並びに、それを用いて得られたPt(111)上の酸素分子吸着構造のX線回折測定の結果を紹介する。

報告書

高速炉の冷却系に関する総合試験計画; 炉容器および1次冷却系モデルの検討

上出 英樹; 林 謙二; 軍司 稔; 林田 均; 西村 元彦; 飯塚 透; 木村 暢之; 田中 正暁; 仲井 悟; 望月 弘保; et al.

PNC TN9410 96-279, 51 Pages, 1996/08

PNC-TN9410-96-279.pdf:2.92MB

動力炉・核燃料開発事業団では「原子炉冷却系総合試験」として,高速炉の実用化を目指し,実証炉段階で採用される原子炉冷却系に係る新概念技術の確立を目的とし,原子炉容器から蒸気発生器までの1次,2次冷却系,水蒸気系,崩壊熱除去系を総合的に模擬した大型ナトリウム試験を計画している。実証炉の特徴であるトップエントリー配管システム,炉内冷却器を用い自然循環を積極的に活用した崩壊熱除去系,低温流体循環方式の炉容器壁保護系,一体貫流型蒸気発生器,再循環系を用いた崩壊熱除去運転などを含め配管短縮化,機器のコンパクト化,高信頼性崩壊熱除去システムなどについて熱流動上の課題,構造上の課題を設定し,それらを解決できる試験装置として特に原子炉容器ならびに1次冷却系の試験モデルの検討を行った。特に(1)実証炉の熱流動と構造上の課題に対する解決方策としての充足,(2)熱流動上の課題と構造上の課題のバランス,(3)総合試験として系統全体での複合現象,構成機器間の熱流動的および構造的相互作用の模擬を重視して,試験モデル候補概念の創出,予測解析を含む定量的な比較評価,モデルの選定を行った。さらに,選定モデル候補概念を元に,「原子炉冷却系総合試験」全体の試験装置概念を構築した。

口頭

Radiation response of fill-factor for GaAs solar cells with InGaAs quantum dot layers

中村 徹哉*; 住田 泰史*; 今泉 充*; 菅谷 武芳*; 松原 浩司*; 仁木 栄*; 望月 透*; 武田 明紘*; 岡野 好伸*; 佐藤 真一郎; et al.

no journal, , 

量子ドット太陽電池の宇宙応用の可能性を検討するためにInGaAs量子ドット層を含むGaAs太陽電池の放射線劣化挙動を調べた。InGaAsドット層を50層含むGaAs太陽電池及び比較のためのドット層の無いGaAs太陽電池を分子線エピタキシー(MBE)法を用いて作製した。それら太陽電池に室温にて150keV陽子線を照射し、光照射下及び暗状態での電気特性の劣化を調べた。その結果、ドット有りの太陽電池は、無しの太陽電池に比べて短絡電流は低下が大きく、逆に開放電圧は低下が少ないことが見出された。加えて、電流(I)-電圧(V)曲線を調べたところ、ドット有り太陽電池はドット無し太陽電池に比べフィルファクター(FF)の劣化が大きいことが判明した。暗状態でのI-V測定特性に関しては、ドット有りもドット無し太陽電池も同程度の劣化であったことから、FFの低下は太陽電池のダイオード特性の劣化に起因するものではなく、少数キャリアの拡散長やといった発電特性に起因すると考えられる。

口頭

Changes in the dynamics of human $$alpha$$-synuclein and its relation to propensity for amyloid fibril formation

藤原 悟; 荒木 克哉*; 松尾 龍人; 八木 寿梓*; 山田 武*; 柴田 薫; 望月 秀樹*

no journal, , 

A protein $$alpha$$-synuclein ($$alpha$$-Syn), which is involved with pathogenesis of a neuro-degenerative disorder, Parkinson's disease, forms amyloid fibrils. Propensity for amyloid fibril formation depends on environmental conditions such as pH. We employed neutron scattering to investigate the "dynamic" behavior of $$alpha$$-Syn at low and neutral pH, to investigate the relationship between the dynamics and propensity for amyloid fibril formation. We carried out the quasielastic neutron scattering experiments using a high energy resolution near-backscattering spectrometer, BL02 (DNA), at MLF/J-PARC, Japan. Analysis of the quasielasitc scattering spectra showed the increased flexibility of $$alpha$$-Syn at low pH. Since the increased flexibility is likely to arise from a wider distribution of conformational substates of $$alpha$$-Syn, the results obtained suggest an entropy-driven mechanism of the amyloid fibril formation.

口頭

Quasielastic neutron scattering study of human $$alpha$$-synuclein; Implication for propensity for amyloid fibril formation

藤原 悟; 荒木 克哉*; 松尾 龍人; 八木 寿梓*; 山田 武*; 柴田 薫; 望月 秀樹*

no journal, , 

A protein $$alpha$$-synuclein ($$alpha$$-Syn) forms amyloid fibrils. This abnormal protein aggregation is related to pathogenesis of a neuro-degenerative disorder, Parkinson's disease. Propensity for amyloid fibril formation depends on environmental conditions such as pH. We carried out quasielastic neutron scattering experiments to investigate the "dynamic" behavior of $$alpha$$-Syn to investigate the relationship between the dynamics and propensity for amyloid fibril formation. The measurements on the solution samples of $$alpha$$-Syn in different pH were carried out using a high energy resolution near-backscattering spectrometer, BL02 (DNA), at MLF/J-PARC, Japan. Differences in flexibility of the protein were detected between the different conditions. Since the difference in flexibility is likely to arise from different distributions of conformational substates of $$alpha$$-Syn, the results obtained suggest an entropy-driven mechanism of the amyloid fibril formation.

口頭

In-situ observation of radiation degradation of GaAs solar cells with InGaAs quantum dot layers

大島 武; 中村 徹哉*; 菅谷 武芳*; 住田 泰史*; 今泉 充*; 佐藤 真一郎; 松原 浩司*; 仁木 栄*; 望月 透*; 武田 明紘*; et al.

no journal, , 

In this study, GaAs PiN solar cells of which i-layer contains or does not contain In$$_{0.4} rm Ga_{0.6}$$As QD layers are fabricated. The degradation behaviors for the QD solar cells due to proton irradiation are compared to that for the non QD solar cells using an in-situ measurement technique. The maximum power for QD (50 layers) and non-QD GaAs solar cells decreased with increasing fluence of protons with an energy of 150 keV. No significant difference in the degradation behavior between QD and non-QD solar cells is observed. This can be concluded that QD solar cells have an enough potential for space applications because the initial efficiency for QD solar cells is expected to be higher than non-QD solar cells. In addition, annealing of the degraded characteristics of both the QD and the non-QD solar cells was observed under AM0 illumination even at RT.

口頭

Changes in the dynamics of human $$alpha$$-synuclein detected by neutron scattering

藤原 悟; 荒木 克哉*; 松尾 龍人; 八木 寿梓*; 山田 武*; 柴田 薫; 望月 秀樹*

no journal, , 

The protein, $$alpha$$-synuclein ($$alpha$$-Syn) forms amyloid fibrils. Formation of amyloid fibrils is associated with the pathogenesis of a neuro-degenerative disorder, Parkinson's disease. In order to obtain insights into the role of the protein dynamics in the mechanism of amyloid fibril formation, we carried out quasielastic neutron scattering experiments and characterized the "dynamic" behavior of $$alpha$$-Syn. The measurements on the solution samples of $$alpha$$-Syn in the monomeric and fibril states were carried out using a high energy resolution near-backscattering spectrometer, BL02 (DNA), at MLF/J-PARC, Japan. Differences in the dynamical behavior of the protein were detected between the monomeric and fibril states. Analysis of the spectra obtained suggested an entropy-driven mechanism of amyloid fibril formation.

口頭

Evaluation of radiation degradation of GaAs solar cells with InGaAs quantum dot layers using radiation induced current

大島 武; 中村 徹哉*; 住田 泰史*; 今泉 充*; 佐藤 真一郎; 菅谷 武芳*; 松原 浩司*; 仁木 栄*; 望月 透*; 岡野 好伸*

no journal, , 

Introduction of highly-stacked well-aligned Quantum Dots (QDs) layers into solar cells are expected to realize their extremely high conversion efficiency. In this study, the current induced in QD solar cells by 1 MeV electron irradiation was evaluated to investigate their degradation response. The samples used in this study were GaAs PiN solar cells with InGaAs QD layers by molecular beam epitaxy (MBE). For comparison, GaAs PiN solar cells with an i-layer were fabricated under the same process without the fabrication of the QD layers. The QD and non QD solar cells were irradiated with 1MeV electrons and their electron-induced currents were measured at applied bias between -300 and 200 mV. As a result, QD solar cells showed applied bias dependence of electron-induced current, and the value of electron-induced current increased with increasing reverse bias. Also, with increasing electron fluence, the electron-induced current decreased. This can be interpreted in terms of a decrease in carrier lifetime due to radiation induced defects. The applied bias dependence for QD solar cells became larger with increasing electron fluence. On the other hand, non QD solar cells did not show the applied bias dependence of electron-induced current before and after irradiation. These results suggest that carriers generated in QD solar cells by electrons recombine in QD layer when the electric field is not high enough.

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