高分子 Vol.60 No.2
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特集 単一分子分光法 ―高分子試料のナノ世界をかいま見る新手法―
展望 COVER STORY: Highlight Reviews
単一ゲスト分子の動きから高分子材料の架橋反応ダイナミクスを追跡する
Nanoscale Dynamics of 3D Network Formation in Polymeric Materials: Evaluation by Tracking Individual Motions of Guest Dyes
伊都 将司・宮坂 博
Syoji ITO and Hiroshi MIYASAKA
<要旨>高分子材料の製造プロセスで用いられる架橋反応に対して,単一分子蛍光計測法を応用した研究を紹介する。ごく少量分散した蛍光分子の動きをナノメートルスケールの精度で追跡することにより,光・熱誘起の架橋反応によるネットワーク形成のダイナミクス,その空間的な不均一性,ゲスト蛍光分子の運動の時間的な階層性が評価できる。
Keywords: Single Molecule Tracking / Network Formation / Crosslinking / Fluorescence Detection
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共役系高分子のコンフォメーションと光物性
Structural Conformation and Photophysical Properties of Conjugated Polymer Molecules
羽渕 聡史・Martin VACHA
Satoshi HABUCHI and Martin VACHA
<要旨>単一分子分光計測法は,高分子の光電子物性を決定する分子鎖の形状と光物性について,集合系の測定からはわからない重要な知見をもたらしている。本稿では,共役系高分子を対象とした単一分子計測に関する最近の技術的進展とそれによって得られる知見,最新の動向について概説し,将来を展望する。
Keywords: Conjugated Polymer / Single Molecule / Fluorescence Microscopy / Conformatioin / Exciton Migration / 3 Dimensional Anisotropy / Super Resolution Microscopy
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単一分子分光で探る高分子ダイナミクス
Learning Glass Transition Using Single-Molecule Fluorescence Spectroscopy
雲林院 宏
Hiroshi UJI-I
<要旨>高分子緩和過程は非常に複雑である。一見均一に見える高分子も分子レベルで見れば,空間的にも時間的にも不均一である。単一分子分光は,高分子の不均一性に直接迫ることのできる手法である。本稿では,ガラス点移転付近の高分子緩和過程を探るための単一分子分光の実際を紹介する。
Keywords: Polymer / Glass Temperature / Glass Transition / Glass Temperature / Single-Molecule / Defocused Imaging
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単一分子計測による高分子鎖の構造評価
Structural Analysis of an Individual Polymer Chain by Single Molecule Detection
青木 裕之
Hiroyuki AOKI
<要旨>高分子鎖一本のコンホメーションを実空間で直接評価することが,新しい光学イメージング技術の開発によって可能になった。近接場光学顕微鏡や超解像法によって光を用いながらナノメートルスケールの空間分解能が達成されている。本稿では最新の蛍光イメージングについて概説し,単一分子レベルでの高分子の構造とダイナミックスの評価について紹介する。
Keywords: Single Molecule / Single Polymer Chain / Conformation / Fluorescence / Super-Resolution Technique / Near-Field Optical Microscopy
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単一分子蛍光分光法によるDNA およびタンパク質の構造変化のダイナミクス
Conformational Change Dynamics of DNA and Protein Studied by Single-Molecule Fluorescence
崔 正權・真嶋 哲朗
Jungkweon CHOI and Tetsuro MAJIMA
<要旨> DNAやタンパク質などの生体高分子の機能と構造は密接に関連しているので,生理条件下で機能発現のために実行されているそれらの構造変化のダイナミクスを正確に理解することは非常に重要である。最近の光科学および光技術の飛躍的発展から,単一分子レベルでのDNAやタンパク質の構造変化のダイナミクスの研究が可能になっただけでなく,より複雑な生命現象も単一分子レベルで研究できるようになってきた。本稿では,多様に発展してきた単一分子蛍光分光法と最近の研究例を紹介し,将来の単一分子蛍光分光法についても展望する。
Keywords: Single-Molecule Fluorescence Spectroscopy / Conformational Change Dynamics / DNA / Charge Transfer / Protein Folding / Protein-Protein Interaction
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トピックス COVER STORY:Topics and Products
フォトクロミック分子を用いた単一分子蛍光スイッチ
A Single-Molecule Photoswitch Using Fluorescent Photochromic Molecules
深港 豪・入江 正浩
Tsuyoshi FUKAMINATO and Masahiro IRIE
<要旨>Fluorescent photochromic molecules, which have both photochromic and fluorescent chromophores in a molecule, have attracted increasing interest because of their potential applications to optical memories, molecular switches, fluorescent biological markers and super-high resolution fluorescence imaging. Here, we report on the progress of our research to detect and analyze the fluorescent photoswitching at a single-molecule level.
Keywords: Photochromism / Diarylethene / Fluorescence / Photoswitching
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量子ドット蛍光単一分子測定で細胞シグナル伝達初期過程の謎を解く
Elucidation of the Primary Events of Cell Signaling Favored by Quantum-Dot Single Molecule Imaging
石川 満・ヴァスデヴァンピライ ビジュ
Mitsuru ISHIKAWA and Vasudevanpillai BIJU
<要旨>Here we highlight a recent achievement of revealing association of two EGF-EGFR to form (EGF-EGFR)2 and dissociation of (EGF-EGFR)2 into each EGF-EGFR in a reversible manner. This observation is favoured by the use of quantum dot labeling persistent against photobleaching, shedding light on the cell signaling mechanism activated by (EGF-EGFR)2.
Keywords: EGFR / EGF / Fluorescence / Single Molecule / Quantum Dot
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単一共役ポリマー鎖の単一光子発生挙動
Single-Photon Emission Behavior form Single Conjugated Polymer Chains
増尾 貞弘
Sadahiro MASUO
<要旨>The relationship of molecular weight (MW) and chain conformation to single-photon emission from single conjugated polymer chains was investigated. We demonstrated that the probability of single-photon emission increased with decrease in the spatial size of the polymer chain.
Keywords: Conjugated Polymer / Single-Photon / Antibunching / Single Molecule
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タンパク質の構造変化と単一分子分光
Single-Molecule Spectroscopy of a Structural Change of a Protein
小井川浩之・藤芳 暁・出羽毅久・南後 守・松下道雄
Hiroyuki OIKAWA, Satoru FUJIYOSHI, Takehisa DEWA,
Mamoru NANGO, and Michio MATSUSHITA
<要旨>Temperature dependence between 5 and 18 K of the spectral jump of individual B800 pigments in a light-harvesting 2 complex, revealed structural change of the complex occurring at a rate independent of temperature. The process is ascribed to tunneling of a proton of hydrogen bond at the pigment binding site.
Keywords: Single-Molecule Spectroscopy / Spectral Jump / Proton Tunneling / Hydrogen Bond / Binding Site / Light-Harvesting 2 Complex
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グローイングポリマー Growing Polymers: A Personal Account
セレンディピティを育む雰囲気
Ethos Fosters Serendipity
黒川 孝幸
Takayuki KUROKAWA
<要旨> In order to foster serendipity of students, what can professors do?
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指導者への道
Load to Educator
藤ヶ谷 剛彦
Tsuyohiko FUJIGAYA
<要旨> I was dreaming to bring up young students since I was a student. And, luckily, 10-years’ training led to my dream at the west end of Japan. The story is about the precious meetings with my seniors and small stories about my works.
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高分子科学最近の進歩 Front-Line Polymer Science
高分子ダイナミクスのシミュレーション
Simulation for Dynamics of Polymers
増渕 雄一
Yuichi MASUBUCHI
<要旨> A review on the state-of-the-art in simulation of polymer dynamics is given, with the particular focus on coarse-graining techniques, rare-event simulations, multi-scale simulations and special purpose hardwares. The number of publications on polymer simulations has been being constantly increasing reflecting the progress in the modeling and the computational technology. Indeed, the coarse-graining is essential for polymer simulations for the reduction of calculation costs. Further, as a recent development the coexistence of particles with different level of coarse-graining has been realized. The modeling for rare-event simulations has also been developed for some problems, which cannot be dealt with the coarse-graining techniques. In combination with the coarse-graining, the multi-scale simulation (which utilizes couples of simulations in different descriptions of the system) is another key concept to cover the broad temporal and spatial range of the problems in polymer science. The use of special hardware such as GPU is a new trend in computational technology and is being imported to polymer simulations.
Keywords: Polymer Dynamics / Simulations / Coarse-Graining / Multi-Scale Simulations
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