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-edge soft X-ray natural circular dichroism of histidine thin film泉 雄大; 田中 真人*; 谷川 能章*; 田邊 真依子*; 桃木 洋平*; 岩井 美樹*; 武中 駿*; 石山 公啓*; 黒木 美沙*; 室 隆桂之*; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 502(1), p.012038_1 - 012038_4, 2014/04
被引用回数：2 パーセンタイル：70.74(Materials Science, Multidisciplinary)We report natural circular dichroism (NCD) spectrum of an amino acid, L-histidine, thin film in the nitrogen -edge energy region. Three positive NCD peaks were observed at 399.9, 401.5, and around 407 eV. The first two peaks were assigned to the 1
transition of the nitrogen atoms in imidazole ring and the other was assigned to the 1 transition of the nitrogen atoms in imidazole ring and amino group. Imidazole ring and amino group are positioned at the side chain distant from and next to the asymmetric carbon, respectively. This result suggests that NCD spectroscopy in the soft X-ray region can selectively pick up the information on local structure around specific atoms, regardless of the position of atoms in molecules. It is interesting in view of application of NCD spectroscopy in the soft X-ray region to investigation of protein structures
spp. under the ISS environmental conditions for performing exposure experiments of microbes in the Tanpopo mission河口 優子*; Yang, Y.*; 川尻 成俊*; 白石 啓祐*; 高須 昌子*; 鳴海 一成*; 佐藤 勝也; 橋本 博文*; 中川 和道*; 谷川 能章*; et al.
Origins of Life and Evolution of Biospheres, 43(4-5), p.411 - 428, 2013/10
被引用回数：42 パーセンタイル：79.92(Biology)In the Tanpopo mission, we have proposed to carry out experiments on capture and space exposure of microbes at the Exposure Facility of the Japanese Experimental Module of the International Space Station (ISS). Microbial candidates for the exposure experiments in space include spp. We have examined the survivability of spp. under the environmental conditions in ISS in orbit. A One-year dose of heavy-ion beam irradiation did not affect the viability of spp. within the detection limit. Exposure of various thicknesses of deinococcal cell aggregates to UV radiation revealed that a few hundred micrometer thick aggregate of deinococcal cells would be able to withstand the solar UV radiation on ISS for 1 year. We concluded that aggregated deinococcal cells will survive the yearlong exposure experiments. We propose that microbial cells can aggregate as an ark for the interplanetary transfer of microbes, and we named it "massapanspermia".
-edge circular dichroism spectra of amino acid films by improved measurement technique泉 雄大*; 田邊 真依子*; 今津 亜季子*; 三本 晶*; 田中 真人*; 安居院 あかね; 室 隆桂之*; 中川 和道*
Journal of Chemical Physics, 138(7), p.074305_1 - 074305_10, 2013/02
被引用回数：9 パーセンタイル：30.68(Chemistry, Physical)軟X線エネルギー領域における円二色性分光法は、キラル材料の局所構造を研究するための新しいツールである。われわれは、酸素吸収端エネルギー領域でアミノ酸L-チロシン、L-アスパラギン酸の薄膜のCDスペクトルが高い精度の測定することに成功した。また、L-アラニンとL-セリンのフィルムとの比較検討を行った。これらのアミノ酸の共通部分であるCOO
の酸素について、各アミノ酸の局部形状を反映したCDスペクトルを得たので報告する。
清藤 一; 長尾 悠人; 桃木 洋平*; 金子 広久; 中川 和道*; 小嶋 拓治
JAEA-Review 2012-046, JAEA Takasaki Annual Report 2011, P. 153, 2013/01
宇宙放射線の線量計測など、アラニン線量計の低線量域での応用が広がっている。総線量約10
20Gy、照射時間約100hの条件下におけるアラニン線量計の線量応答値に対する照射中及び照射後の温度の影響を2080
Cの範囲で調べた。既知の高線量域での照射温度補正係数に加え、照射後の温度の影響に基づいて推定した照射中の高温による応答値の減衰を考慮することで、より正確な線量評価が可能であることが示唆された。
長尾 悠人; 清藤 一; 桃木 洋平*; 金子 広久; 中川 和道*; 小嶋 拓治
Radioisotopes, 61(4), p.173 - 177, 2012/04
宇宙放射線の線量計測等、アラニン線量計の低線量域での応用が広がっている。総線量約10-20Gy,照射時間約100hの条件下におけるアラニン線量計の線量応答値に対する照射中及び照射後の温度の影響を20-80Cの範囲で調べた。既知の高線量域での照射温度係数に加え、照射後の温度の影響に基づいて推定した照射中の高温による応答値の減衰を考慮することで、より正確な線量評価が可能であることが示唆された。
Koswattage, K.; 下山 巖; 馬場 祐治; 関口 哲弘; 中川 和道*
Applied Surface Science, 258(4), p.1561 - 1564, 2011/12
被引用回数：6 パーセンタイル：27.95(Chemistry, Physical)窒化ホウ素(BN)からなるナノチューブは、カーボンナノチューブよりも優れた水素吸蔵能を持つ可能性が指摘されているため水素吸蔵材として興味深い候補であるが、水素吸着挙動については不明な点が多い。中でも最も基本的な疑問の一つに吸着サイト依存性がある。水素原子がB, Nサイトのどちらかに吸着するのか、それとも選択性を持たないのかについては多くの理論研究があるが矛盾する結果が報告されており、実験的な検証はほとんど行われていない。そこで本研究でわれわれは六方晶BN薄膜を直径無限大のナノチューブのモデル材料とみなし、光刺激イオン脱離分光法による水素の直接観測実験を行った。内殻励起後のイオン脱離はサイト選択的であるため、脱離水素イオンを検出することで水素の直接観測とサイト選択的測定の両立が期待できる。実験では不純物由来の水素と区別するため重水素原子を用いた。重水素化したBN薄膜にB及びNの吸収端領域のX線を照射し、検出されたD
イオンの脱離収率スペクトルを測定した。B内殻励起ではD脱離収率
が吸収端で明瞭に増加したが、N吸収端ではがほぼ一定な値を示した。この結果はBサイトへの優先的吸着を示唆している。
-BN thin filmKoswattage, K.; 下山 巖; 馬場 祐治; 関口 哲弘; 中川 和道*
Journal of Chemical Physics, 135(1), p.014706_1 - 014706_12, 2011/07
被引用回数：25 パーセンタイル：64.50(Chemistry, Physical)炭素同様ナノチューブ構造をとる窒化ホウ素(BN)は水素吸蔵材料として注目されている材料である。理論的には炭素材料よりも優れた水素吸着特性を持つとの報告もあるが、実験的な検証が十分行われていない。根本的な物性の一つである吸着サイト選択性を調べるためわれわれは六角網面を基調としたBNナノ材料のモデル系として六方晶BN薄膜に対して重水素原子を吸着させ、X線吸収分光法(NEXAFS)とX線分光法(XPS)を観測した。Ni(111)基板上にCVD法で作成したBN薄膜に対してWフィラメントで解離させた原子状重水素を反応させ、反応前後におけるNEXAFSとXPSスペクトルを測定した。その結果、NEXAFSスペクトルはB吸収端で水素との反応後面直成分の軌道ベクトルを持つ準位に大きな変化が生じたのに対し、N吸収端ではほとんど変化を示さなかった。また、XPSスペクトルはB1sピークに新しい成分が観測された。われわれは密度汎関数法であるDVX
分子軌道計算によりこれらのスペクトル変化を解析し、BN薄膜のBサイトに選択的に重水素が選択的に吸着したモデルによって実験結果を説明できることを明らかにした。
中川 和道*; 松井 貴宏*; 泉 雄大*; 安居院 あかね; 田中 真人*; 室 隆桂之*
Radiation Physics and Chemistry, 78(12), p.1198 - 1201, 2009/12
被引用回数：4 パーセンタイル：29.60(Chemistry, Physical)われわれはグリシン(Gly)に146nmの紫外線を照射して起こる化学進化を調べた。Gly2からGly3さらにGly4へと多段反応が進むが、Gly3への進化はGly4の進化よりも小さいことがわかった。また、セリンとアラニンについてO1s吸収両域において自然二色性測定を行った。1s遷移はE1M1遷移で説明できることがわかった。
泉 雄大*; 今津 亜季子*; 三本 晶*; 田中 真文*; 中川 和道*; 田中 真人*; 安居院 あかね; 室 隆桂之*
Journal of Physics; Conference Series, 190, p.012209_1 - 012209_4, 2009/11
被引用回数：8 パーセンタイル：86.71(Physics, Condensed Matter)セリン及びアラニンについて軟エックス線自然円二色性スペクトルを測定した。COOサイトの酸素O1s-パイシグマ遷移に着目し絶対値を算出した。それぞれ-1.7
10
cm
, -1.410
cmであった。この絶対値の違いはCOOサイトの酸素の内殻正孔のカイラルな環境の違いを反映していると考えられる。
中川 和道*; 田中 真人*; 安居院 あかね
放射光, 18(6), p.363 - 372, 2005/11
生体分子の自然円二色性はこれまでおもに可視紫外領域で観測されてきたが、軟X線領域では自然円二色性の信号強度はX線吸収端近傍構造の信号強度の約0.1パーセントと小さく、技術的困難が大きいため測定はなされてこなかったが、われわれは、軟X線領域の偏光制御技術を利用し、世界で初めて生体分子の軟X線領域における自然円二色性の観測に成功した。軟X線NCDは軽元素を元素選択して観測できるため、生体分子の構造情報を、原子近傍の構造に特化して得ることができ、従来の可視紫外領域のNCDよりも詳細な構造情報を得られる有利さがある。今回の成果は創薬や生命起源の研究に有益なヒントを与えるものである。
金子 房恵*; 田中 真人*; 成田 悟*; 北田 朋*; 松井 貴弘*; 中川 和道*; 安居院 あかね; 藤井 健太郎; 横谷 明徳
Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 144-147, p.291 - 294, 2005/06
被引用回数：19 パーセンタイル：63.96(Spectroscopy)宇宙空間など固相アミノ酸に紫外線や軟X線が照射された場合アミノ酸がたんぱく質へと化学進化するかどうか調べるためグリシン及びフェニルアラニン薄膜に軟X線を照射した。軟X線照射によりグリシン二量体,フェニルアラニン二量体が生成することがわかった。また、グリシン薄膜に860eVの軟X線を照射した場合でも同様に二量体が生成された。
中川 和道*; 金子 房恵*; 大田 佳実*; 田中 真人*; 北田 朋*; 安居院 あかね; 藤井 健太郎; 横谷 明徳; 渡辺 一寿*; 山田 亨*
Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 144-147, p.271 - 273, 2005/06
被引用回数：12 パーセンタイル：49.81(Spectroscopy)円偏光と物質の相互作用の研究は、シンクロトロン放射の発展によって新たな発展の時期を迎えている。アミノ酸は鏡像体が容易に入手可能でありそれらが互いに反対の符号の円二色性を示すはずであるので、実験的にも理論的にも手堅い研究を可能にする研究素材である。われわれは、アミノ酸蒸着膜を試料として産総研TERASではVUV領域で、SPring-8では窒素・酸素K殻領域で円二色性測定を試み、SPring-8では、軟X線領域での円二色性検出に初めて成功した。産総研NIJI-2では固相で初めて不斉分解反応の検出に成功した。
田中 真人*; 中川 和道*; 安居院 あかね; 藤井 健太郎; 横谷 明徳
Physica Scripta, T115, p.873 - 876, 2005/00
SPring-8のBL23SUに挿入されている偏光可変アンジュレーターを用いて軟X線領域における分子の酸薄膜の自然円二色性(NCD)を世界で初めて測定した。試料として、フェニルアラニン,セリンなどのアミノ酸薄膜を用いた。その結果、フェニルアラニン薄膜,セリン薄膜ともにL体D体で符号対称な円二色性スペクトルが観測された。また、KTP結晶などを用いた線二色性測定についても報告する。
田中 真人*; 中川 和道*; 古結 俊行*; 安居院 あかね; 横谷 明徳
Journal of Synchrotron Radiation, 8(Part2), p.1009 - 1011, 2001/03
アミノ酸分子は固相中ではいわゆるツイッターイオン状態として存在するため、その蒸気圧は極めて低いことが知られている。この性質は、X線微細吸収構造(XANES)測定において必要とされる超高真空下での実験を可能とする。最近、炭素のK吸収端近傍でのアミノ酸のXANES研究が、実験と理論の両面から行われた。本研究において、われわれは酸素のK吸収端におけるアミノ酸XANES測定を行った。アミノ酸分子中では、酸素原子は多様な化学的状態をとるため、XANES構造を調べることは興味深い。例えば炭素を含むカルボキシル基が-COO-のようなアニオンとして存在するのに対して、側鎖のカルボキシル基は-COOHである。さらにいくつかのアミノ酸では、OH基としても存在する。このような化学的環境に特有の化学シフトが、XANESスペクトル上に現われることが予想される。われわれはグリシン,アラニン,セリン,アスパラギン酸,チロシンの各アミノ酸のフィルムを試料として用い、XANES測定を行った。得られたスペクトルを、分子軌道計算(DV-X)の結果をもとにその詳細を議論した。
泉 雄大*; 今津 亜季子*; 三本 晶*; 田邊 真依子*; 中川 和道*; 田中 真人*; 安居院 あかね; 室 隆桂之*
no journal, ,
光学異性体が左右の円偏光に対して示す吸収断面積の差を自然円二色性(NCD)と呼ぶ。本研究では、側鎖にカルボキシル基を持つアミノ酸であるアスパラギン酸(Asp; HOOC-CH
-CH(NH
)COO)のNCDスペクトルを酸素K殻領域で測定した。実験はSPring-8 BL25SUにおいて行い、L-及びD-Aspの蒸着膜に左右の円偏光を1Hzで切り替えながら照射し、透過法を用いてそれぞれの円偏光に対する吸収スペクトルを測定した。L-Aspでは532.2eVとに533.3eVに近接した2つのNCDピーク(COO-1s*)が確認された。
泉 雄大*; 田中 真文*; 今津 亜季子*; 三本 晶*; 中川 和道*; 田中 真人*; 安居院 あかね; 室 隆桂之*
no journal, ,
今回は、これまで測定したアミノ酸の軟X線自然円二色性(NaturalCircular Dichroism; NCD)スペクトルと理論計算を比較して報告する。実験,理論ともに、533eV付近にCOO-の酸素1s*遷移に帰属されると考えられる負のNCDピークが確認された。L-セリン(Ser)[2]の場合では、同じ領域に実験,理論ともに低エネルギー側に正、高エネルギー側に負の符号の異なる近接したNCDピークが確認された。これはCOO-の酸素1s*遷移のNCDピークを測定することでアミノ酸の区別ができることを示唆しているかもしれない。なぜこのNCDピークの符号がSerとAlaで異なるのかについて、理論的な裏付け(ガイドライン)が求められる。
泉 雄大*; 今津 亜季子*; 三本 晶*; 田邊 真依子*; 中川 和道*; 田中 真人*; 安居院 あかね; 室 隆桂之*
no journal, ,
生体アミノ酸が共通して持つCOO酸素1s遷移に帰属される自然円二色性(NCD)スペクトルは、アミノ酸の種類(側鎖の違い)によって異なる強度,符号を示す可能性がある。本研究ではSPring-8 BL25SUで、L-Asp, D-Aspの真空蒸着膜を試料としてNCDスペクトル測定を行った。L-Aspは、光子エネルギーの増加とともに、負から正に転じるNCDを示したのに対し、L-Serは正から負に転じるNCD, L-Alaは負のみのNCDを示した。
泉 雄大*; 蒲原 真澄*; 中川 和道*; 田中 真人*; 安居院 あかね; 室 隆桂之*; 松下 智裕*
no journal, ,
光学異性体に生じる左右の円偏光に対する吸収係数の差を自然円二色性(Natural Circular Dichroism)と呼ぶ。本研究ではアミノ酸,セリン(Ser)のNCDを絶対値で測定することを試みた。SPring-8 BL25SUにおいてL-及びD-Serの蒸着膜に左右の円偏光軟X線を1Hzで切り替えながら照射し、透過法を用いてそれぞれの円偏光に対するXANESスペクトルを測定した。測定領域は酸素K殻付近のエネルギーとした。L-SerのNCDの大きさは538eV(OH 1s
*)では-120cm
、542-548eV(COO- 1s*)では-50cm程度であった。また、532eV付近(COO- 1s*)では531.2eVに+25cm、532.5eVに-50cmの正負反転したピークが近接して確認された。532eV付近の正負反転した近接ピークは、理論計算でも予言されていた。しかし、534eV付近に予測されていたピークは実験では確認されなかった。
泉 雄大*; 北田 朋*; 蒲原 真澄*; 金子 房恵*; 松井 貴弘*; 中川 和道*; 田中 真人*; 安居院 あかね; 室 隆桂之*; 松下 智裕*
no journal, ,
これまでにSPring-8 BL23SUにおいて生体アミノ酸の軟X線領域での自然円二色性スペクトルの測定に成功している。この実験をもとにBL25SUでの実験を開始した。測定方法の改善の戦略及びメカニズム解明の展望にして報告する。
Kosuwattage, K.; 下山 巖; 馬場 祐治; 関口 哲弘; 中川 和道*
no journal, ,
ナノチューブに代表されるようにB, C, Nの軽元素からなるナノ構造は他の水素吸蔵材の候補として精力的に研究が行われているが、試料の質(欠陥や不純物)に大きく依存するため、材料本来の水素吸蔵能については意見が分かれている。また、物理吸着と化学吸着でも吸蔵量は大きく異なるため定量的な議論は十分行われていない。そこでわれわれはこれらの材料の最も基本構造であるグラファイトと六方晶窒化ホウ素(h-BN)のエピタキシャル薄膜を用いることで両者の定量的な比較を試みた。それぞれのエピタキシャル薄膜をNi(111)基板上にCVD法で作成し、Wホットフィラメントを用いた原子状水素による水素化前後での電子状態の変化を光電子分光法で調べた。スペクトルは照射時間に依存して低結合エネルギー側へのシフトとスペクトル形状の変化を示した。われわれはピーク形状の変化が水素化による化学シフトを反映していると考え、ピークフィッティング解析により両者の水素化率の比較を行い、h-BNの方がグラファイトよりも約2倍水素化されやすいという予備的な結果を得た。この結果はBN材料が炭素材料よりも優れた水素吸蔵材となりうる可能性を示唆している。
