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理化学研究所

田原分子分光研究室 Molecular Spectroscopy Laboratory

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分光計測は21世紀の科学の「目」であり、物理~化学~生物学~工学にわたるきわめて広い分野の基盤となっています。我々は新しい分光計測を開発し、それらを駆使して複雑分子系に対する分子科学研究を推進しています。凝縮相における多種多様なダイナミクスを解析するためには、分子の電子状態や振動状態、周辺場の応答、あるいはそれらの背景にあるエネルギーの揺動や散逸を分子レベルで総合的に理解しなければなりません。これを念頭におき、先端的な線形・非線形分光計測法を開発・駆使し、問題に本質的な時間・空間スケールを選択して研究を進めています。

主任研究員
田原 太平

超高速分光グループ


倉持 光

極短パルス光を用いた分光実験による分子の励起状態ダイナミクスの観測と制御
化学反応を理解するためには、分子の電子状態と構造の両面で時々刻々の変化を追跡することが本質的に重要です。このため超高速分光チームでは、光と分子との相互作用に基づいた物理化学的手法を基盤とし、常に最先鋭のレーザー技術と光技術を駆使した極限的かつ新しい分光方法論を開発します。これにより、基本分子からタンパク質にいたる様々な反応分子系の新しい現象を可視化し、背後にある精巧な分子メカニズムを解明し、制御することをめざします。

界面非線形分光グループ


二本柳 聡史

新しい界面選択的非線形分光計測法の開発と界面現象の分子論的理解
新しい現象の発見や未知の機構の解明には、新しい計測技術の開発が極めて重要な役割を果たします。特に微視的な現象や機構の研究には分子計測の技術が欠かせません。我々は不均一反応が起こる唯一の反応場である界面の分子過程を直接観測するための新しい非線形分光法を開発しています。我々が開発する新しい計測法は界面現象を観測するための最も先進的な手段であり、またその応用によって新しい知見が続々と得られています。

一分子分光計測グループ


石井 邦彦

新しい一分子分光計測法の開発とそれを用いた生体分子系の複雑性の解明
一分子分光計測グループでは、一分子蛍光測定に基づく新しい分光計測法とデータ解析法の開発を行っています。我々が独自に開発した手法を駆使して、タンパク質・拡散・脂質膜などの生体分子系の複雑な振舞いを研究しています。レーザー分光実験・生物物理化学・統計データ解析によるアプローチを統合して、分子科学の新しい領域を開拓することを目指します。
   

最近の成果から

Probing the early stages of photoreception in photoactive yellow protein with ultrafast time-domain Raman spectroscopy

H. Kuramochi, S. Takeuchi, K. Yonezawa, H. Kamikubo, M. Kataoka, and T. Tahara, Nat. Chem. 9, 660-666 (2017).

Femtosecond hydrogen-bond dynamics of bulk-like and bound water at positively and negatively charged lipid interfaces revealed by 2D HD-VSFG spectroscopy

P. C. Singh, K. Inoue, S. Nihonyanagi, S. Yamaguchi, and T. Tahara, Angew. Chem. Int. Ed. 55, 10621-10625 (2016).

Partially hydrated electrons at the air/water interface observed by UV-excited time-resolved heterodyne-detected vibrational sum frequency generation spectroscopy

K. Matsuzaki, R. Kusaka, S. Nihonyanagi, S. Yamaguchi, T. Nagata, and T. Tahara, J. Am. Chem. Soc. 138, 7551-7557 (2016).

Microsecond protein dynamics observed at the single-molecule level

T. Otosu, K. Ishii, and T. Tahara, Nat. Commun. 6, 7685/1-9 (2015).

       

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