原子間力顕微鏡による地球外有機分子の同定

使用原子力显微镜识别外星有机分子

基本信息

批准号：
22H01950
负责人：
杉本宜昭
金额：
$ 11.73万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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-22H01950/
关键词：
走査プローブ顕微鏡

项目摘要

本研究では、隕石に含まれる地球外有機分子を原子間力顕微鏡（AFM）によって直接可視化して、個々の有機分子を同定することを目的とする。そして、アミノ酸・アミノ酸前駆体・その他有機分子など、これまでの手法で確認されていない有機分子の存在を明らかにすることを目標とする。これまで、隕石中の有機分子の同定には質量分析装置が主に用いられてきた。質量分析では、同じ分子量を持つ構造異性体が原理的に区別できない。隕石中で見つかっている有機分子は分子量が数100を超えるものがあり、構造の同定が困難なものがあった。アミノ酸前駆体の有力候補である複雑有機物もその一例である。また、質量分析法では、数が多い有機分子が優先的に検出され、検出限界未満の数しかいない有機分子は存在自体の確認が不可能である。AFMでは1つひとつの有機分子を観察するので、その構造が同定できれば、その分子が確実に存在していることが証明できる。新しい有機分子を1つ同定するごとに、隕石中に含まれる有機分子のリストに加えることができる。現状のAFMによって隕石から抽出した有機分子の観察を行った。水晶振動子型の低温超高真空AFMを用いているが、力の検出感度が低いので、バンド幅を狭くしてスキャン速度を遅くして画像を取得する必要がある。本研究では、できるだけ多くの有機分子の高分解能観察を行って、統計的な議論を行う必要がある。したがって、スキャン速度を上げて、時間あたりにできるだけ多くの画像を取得する必要がある。そこで、現状の装置と比較すると力感度が100倍以上であるAFMを設計して、組み立てを終了したところである。室温における初期テストを行い、十分な性能を有していることを確認した。

这项研究的目的是使用原子力显微镜（AFM）直接观察陨石中含有的外星有机分子并识别单个有机分子。目标是揭示尚未使用常规方法证实的有机分子的存在，例如氨基酸、氨基酸前体和其他有机分子。到目前为止，质谱仪主要用于识别陨石中的有机分子。原则上，质谱法不能区分具有相同分子量的结构异构体。陨石中发现的一些有机分子的分子量超过数百，因此很难识别其结构。一个例子是复杂的有机化合物，它是氨基酸前体的有希望的候选者。此外，在质谱分析中，优先检测数量较多的有机分子，而无法确认数量小于检测限的有机分子的存在。 AFM 观察单个有机分子，因此如果可以识别结构，就可以证明该分子的存在。当每个新的有机分子被识别出来时，它可以被添加到陨石中发现的有机分子列表中。使用当前的原子力显微镜观察从陨石中提取的有机分子。采用晶振式低温超高真空AFM，但力检测灵敏度较低，需要缩小带宽并减慢扫描速度来获取图像。在这项研究中，需要对尽可能多的有机分子进行高分辨率观察并进行统计讨论。因此，有必要提高扫描速度以每小时获取尽可能多的图像。因此，我们设计并完成了 AFM 的组装，其力灵敏度是现有设备的 100 倍以上。在室温下进行了初步测试，并确认该设备具有足够的性能。

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Lattice distortion of oxygen monolayer on Ag(111) observed by scanning probe microscopy

扫描探针显微镜观察到 Ag(111) 上氧单层的晶格畸变

DOI：
10.1103/physrevb.106.115432
发表时间：
2022
期刊：
Physical Review B
影响因子：
3.7
作者：
Kimura Mitsuo;Sugimoto Yoshiaki
通讯作者：
Sugimoto Yoshiaki

走査プローブ顕微鏡によるAg(111)上の酸素分子単層膜の格子歪みの解析

使用扫描探针显微镜分析 Ag(111) 上氧分子单层膜的晶格应变

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
木村光男;杉本宜昭
通讯作者：
杉本宜昭

Seeing how ice breaks the rule

DOI：
10.1126/science.add0841
发表时间：
2022-07
期刊：
Science
影响因子：
56.9
作者：
Y. Sugimoto
通讯作者：
Y. Sugimoto

走査プローブ顕微鏡による局所構造解析

使用扫描探针显微镜进行局部结构分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kousaka Yusuke;Sayo Taisei;Iwasaki Satoshi;Saki Ryo;Shimada Chiho;Shishido Hiroaki;Togawa Yoshihiko;杉本宜昭
通讯作者：
杉本宜昭

強磁場低温プローブ顕微鏡を用いたIr(001)上の一次元鉄チェーンの観察

使用高场冷冻探针显微镜观察 Ir(001) 上的一维铁链

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
安達有輝;飯山敦司;安井勇気;杉本宜昭
通讯作者：
杉本宜昭

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杉本宜昭其他文献

Shape control of AlAs selective oxidation by intermixing of GaAs/AlAs hetero-interface

GaAs/AlAs异质界面混合对AlAs选择性氧化的形状控制

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
山崎詩郎;前田圭亮;杉本宜昭;阿部真之;Pablo Pou;Lucia Rodrigo;Ruben Perez;Pingo Mutombo;Pavel Jelinek;森田清三;Tetsu Gi and Tomoyuki Miyamoto
通讯作者：
Tetsu Gi and Tomoyuki Miyamoto