Development of a new chiral discrimination method using molecular orientation control technique

利用分子取向控制技术开发新的手性判别方法

基本信息

批准号：
22K14645
负责人：
中村雅明
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14645/
关键词：
キラル分子配向制御クーロン爆発画像観測

项目摘要

本研究は、偏向型量子状態選別器を利用したキラル分子の配向制御とクーロン爆発イメージング法を組み合わせたまったく新しいキラル識別方法の開発を目的とする。状態選別器を利用した分子の配向制御は1980年代から反応動力学研究において盛んに使われた技術であるが、その適用対象は比較的小さく対称性の高い分子が中心であった。本研究ではこの対象をより大きく非対称な分子に拡大して分子のキラル認識に利用せんとするものである。分子のキラリティは分子固定座標系における配座の違いによって生じる性質であり、分子固定座標系と実験室固定座標系の二つの座標系を関連付けられる配向制御技術はキラリティの研究に際して強力な道具となりうる。状態選別には分子偏向型二極状態選別器を採用しており、その評価には実験と計算の比較が不可欠となる。計算に関しては以前に開発したシミュレーションプログラムを使うことができるが、本年度はこれからのシミュレーションの高度化・精緻化に向けて軌道計算部分の見直しを行い速度の改善を行った。また、実験に先んじて大型の実験装置の再配置を行い、実験環境を改善した。レーザーシステムと真空チャンバーを移動し、実験に適した位置関係に設定したうえでそれぞれの再立ち上げを行った。真空チャンバーの再立ち上げは完了してすでに稼働状態にある。レーザーシステムの再立ち上げは現在も進行中であるが、推移は順調である。再配置は最初の計画にはなかったが、実験環境を見直し熟慮の結果、不可欠であると判断し敢行した。その結果、環境の改善だけでなくこれまでは不可能であった装置の改善案も視野に入ることとなり、今後の計画に柔軟性を与えることとなった。

这项研究旨在开发一种全新的手性鉴定方法，该方法使用偏转的量子状态分层蛋白与库仑爆炸成像结合手性分子的方向控制。自1980年代以来，使用状态分角的分子取向控制一直是一种技术，它已被广泛用于反应动力学研究，但其应用集中在相对较小的对称性分子上。在这项研究中，我们将将该主题扩展到较大的不对称分子，并将其用于手性识别该分子。分子性手性是由分子固定坐标系构象差异引起的特性，并且可以将两个坐标系，分子固定坐标系和实验室固定坐标系联系起来的方向控制技术可以是研究chirality的强大工具。分子挠度型双极状态分散器用于状态分类，并且必须比较实验和计算以评估它们。对于计算，可以使用以前开发的仿真程序，但是今年我们审查了轨道计算部分并提高了速度，以改善和完善将来的仿真。此外，在实验之前重新定位了大型实验设备，从而改善了实验环境。移动激光系统和真空室，并为实验设置了适当的位置关系，然后重新启动了相应的关系。真空室已重新启动并已经在运行。激光系统重新启动仍在进行中，但是趋势仍在进行中。尽管搬迁不在原始计划中，但是在审查了实验环境并考虑了情况之后，该公司决定这是必不可少的并执行了计划。结果，不仅改善了环境，而且还计划改善以前不可能的设备，并已被考虑，从而在未来的计划中具有灵活性。