伊藤 紘一 (イトウ コウイチ)

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所属

理工学術院

職名

名誉教授

学歴 【 表示 / 非表示

  •  
    -
    1969年

    東京大学   理学系研究科   化学専攻  

  •  
    -
    1969年

    東京大学  

学位 【 表示 / 非表示

  • 東京大学   理学博士

所属学協会 【 表示 / 非表示

  •  
     
     

    日本分光学会

  •  
     
     

    日本化学会

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • 基礎物理化学

Misc 【 表示 / 非表示

  • Infrared external reflection absirption spectroscopic study on the strucutres of the Langmuir-Blodgett films of palmitoyl-L and DL-lysine on a Ge plate

    H.Yasukawa, C.Ohe, K.Itoh

    J. Mol. Str.   735/736   53 - 62  2005年

    DOI

  • Infrared external reflection absorption spectroscopic study on the structures of the Langmuir-Blodgett films of palmitoyl-L and DL lysine on a Ge plate

    H.Yasukawa, C.Ohe, K.Itoh

    J. Mol. Str.   735/736   53 - 62  2005年

    DOI

  • Raman microspectroscopic study on polymerization and degradation processes of a diacetylene derivative at surface enhanced Raman scattering active substrates. 1. Reaction kinetics

    K Itoh, T Nishizawa, J Yamagata, M Fujii, N Osaka, Kudryashov, I

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B   109 ( 1 ) 264 - 270  2005年01月

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    Raman microspectroscopy was applied to study the polymerization kinetics of the Langmuir-Blodgett (LB) films of 10,12-pentacosadiynoic acid (DA) adsorbed on surface enhanced Raman scattering (SERS) active Ag island films. A two-dimensional (2D) Raman microscopic image measured at 1520 cm(-1) exhibits bright and dim spots with the diameter of several hundred nanometers. Raman microscopic spectra, measured by defocusing the excitation laser light (532 nm, diameter of ca. 10 mum) on the samples at room temperature, proved the occurence of the surface processes consisting of the formation of polydiacetylene (PDA) in the blue phase, its conversion to the red phase, and subsequent bleaching. These reactions were negligible under the same condition for the DA-LB films prepared on a smooth (i.e., SERS-inactive) Ag film, indicating that the 532-nm-induced polymerization and the bleaching process are enhanced by the SERS-active substrates. At low temperatures below -50 degreesC, the Raman microscopic measurements proved the formation of the blue phase and its conversion to the red phase with much lower reaction rates compared to the corresponding rates at room temperature. The bleaching, however, was much suppressed at the low temperatures. The kinetic analyses of the formation of the blue phase and its conversion to the red phase were performed by using the intensity changes of the Raman bands due to the blue (1477 cm(-1)) and red (1517 cm(-1)) phases as a function of the irradiation time. The results strongly suggested the existence of at least two processes taking place simultaneously on the SERS-active substrates; that is, one of the processes is a sequential reaction, DA-monomers --> PDA in the blue phase --> PDA in the red phase, and the other is another sequential reaction, DA-monomers --> PDA in the red phase --> degradation species (probably amorphous carbon). Thus, even at the low temperatures, there occurs the surface reaction consisting of the formation of PDA and its degradation. The reaction can be ascribed to a process taking place at the highly SERS-active site, which gives the bright spot (so-called "hot spot") on the 2D Raman image, as proved by the confocal Raman microscopic measurement in the following paper.

    DOI CiNii

  • Raman microscopic study on polymerization processes of a diacetylene derivatives at surface enhanced Raman scattering active substrates. 2.Confocal Raman microscopic observation

    K.Itoh e

    J. Phys. Chem. B   109 ( 1 ) 271 - 276  2005年

    DOI CiNii

  • Infrared external reflection absirption spectroscopic study on the strucutres of the Langmuir-Blodgett films of palmitoyl-L and DL-lysine on a Ge plate

    H.Yasukawa, C.Ohe, K.Itoh

    J. Mol. Str.   735/736   53 - 62  2005年

    DOI

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Works(作品等) 【 表示 / 非表示

  • 和周波発生分光法を用いた液晶光配向膜に関する研究

    2005年
    -
     

  • SFGspectroscopic study on photo-reactive liquid crystal alignment materials

    2005年
    -
     

共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 表面増感ラマン分光法を用いたSERS活性基板上での光反応過程に関する研究

  • 和周波発生分光法を用いた種々の界面を構成する分子の構造と反応性に関する研究

  • 偏光変調赤外分光法による気液界面吸着分子の構造に関する研究

  • 金属単結晶表面吸着分子の構造と反応性-FT-IR分光法による研究

  • 高感度振動分光法を用いた種々の界面を構成する分子の構造と反応の研究

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特定課題研究 【 表示 / 非表示

  • 超高真空トンネル顕微鏡を用いたシリコンなどの半導体表面修飾に関する基礎的研究

    2006年  

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    シリコン単結晶表面を修飾してセンサーや非線形光学素子としての機能を付与するための研究の第一段階として、Si(100)2x1再構成表面へのエチルアミンの吸着反応過程を走査トンネル顕微鏡(STM)観測と密度汎関数法による量子力学(DFT)計算により研究した。試料表面への印加電位(Vs)を-1.5V(占有準位像)と+0.7V(非占有準位像)の場合について表面被覆率を変化させつつ室温でSTM像を観測した。その結果、安定な吸着状態に対応する2つのSTM像(以下、α、β像)と不安定状態状態に対応する像(以下γ像)の3種類のSTM像によって、観測結果を説明し得ることが明らかになった。水分子などのSi(100)2x1再構成表面への解離吸着状態のSTM像などとの比較から各STM像は、エチルアミンがシリコンダイマーに対してH-Si-Si-NH-CH2CH3結合を形成して解離吸着吸着した状態に対応し、特に、α像は1つのダイマーに解離吸着した状態(OD状態)、β像は同一のシリコンダイマー列な隣り合ったダイマーに解離吸着した状態(IRD状態)にあることが示唆された。この結果を確かめるために、シリコンクラスター、Si41H36およびSi53H44、に対してエチルアミンが解離吸着したクラスターモデルについて、吸着エネルギーとLDOS近似にもとずくSTM像のシュミレーションを行った。上記の吸着モデルに加えて、隣り合ったダイマー列間で解離吸着したモデル(ID状態)と分子状吸着したモデル(MA状態)を加えて計算を行った結果、α、β像をシュミレーション結果はよく再現し、吸着エネルギーは、OD(235kJ/mol)>IRD(178kJ/mol)>MA(161kJ/mol)>ID(130kJ/mol)の順に減少することが分かった。

  • 走査トンネル顕微鏡による単一分子レベルでのスペクトル測定と反応制御に関する研究

    2005年  

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    上記課題について下記の実験を行った.(1) 超高真空走査トンネル顕微鏡(STM)装置の整備と性能検査 2005年度末に導入された極低温走査型トンネル顕微鏡(ユニソク,USM-1200S2E3)について除振装置の整備,外部電源の安定化などについて検討するとともに,Si(111)7´7再構成表面を作成して極めて良好な原子像を観測して装置が所期の性能を発揮することを確認した.さらに,有機分子のSTM像の観測とSTM-IETSスペクトル測定のため、試料の精製や観測室への導入を行う特別なポートの製作した.(2) 測定用タングステン(W)針の作成のための電界研磨条件の最適化 測定用探針として市販のPt-Ir針と自作のW針の性能チェックを行い研究の目的に後者が適していることを確かめ,その電解研磨条件を変化させて,KOH溶液の濃度,印加電流と電圧,電解時間などの最適化を行った.(3) Si(100)2´1再構成表面作成条件の最適化 Si(100)2´1再構成表面における有機分子との環状付加反応機構に関する研究の準備として,欠陥の少ない再構成表面の作成条件と探索実験を行った.その結果,prebake温度として600℃(加熱時間:6時間程度),flash温度として1200℃(加熱時間:数分)で所期の表面を調製可能であるが,Si基板を設置する前にホルダー部分のprebakeを十分に実施することが清浄な2´1再構成表面に不可欠であることを見出した.(4) Ag(110)原子状酸素再構成表面作成の最適化 一連のAg(110)原子状酸素再構成(n´1)(n = 2 – 6)再構成表面におけるアニリンやピリジンなどとの反応機構を赤外反射スペクトルとSTMを併用して研究するための準備として,超高真空試料処理チャンバーにおけるAg(110)表面への酸素ガス暴露量と再構成表面の生成状況を低速電子線回折(LEED)で観測しつつ再構成表面の調製条件を決定した.また,一部の再構成表面についてSTM像の観測に成功した.

  • 和周波発生分光法を用いたリン脂質膜と抗菌性ペプチド等の相互作用の研究

    2005年  

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    和周波発生(SFG)分光法を用いて下記の2項目について研究を進めた.(1) 和周波発生(SFG)分光法によるpoly(ethylene oxide)(PEO)修飾リン脂質を含む水表面単分子膜の構造解析poly(ethylene oxide)(PEO)などの水溶性高分子によって修飾されたリン脂質で構成されるリポソームは生体内で高い安定性と生体適合性を示しドラッグデリバリーシステムなどへの応用が注目されている.本研究ではリン脂質膜表面のPEO鎖と膜の安定性との関連を明らかにするために,和周波発生(SFG)分光法を用いて水表面に展開した,PEOで修飾されたdistealoyl phosphatidyl ethnolamine(DSPE-EO45)とDSPEの混合単分子膜(DSPE-EO45のモル分率:1-12 %) について3500-3000cm-1領域(主として結合水のOH伸縮振動バンドが観測される)と3000-2800cm-1領域(主としてDSPEのCH伸縮振動バンドが観測される)のSFGスペクトルの膜圧依存性を解析してDSPE-EO45 のモル分率と膜圧による(i)単分子膜中でのPEO鎖の配向と結合水の構造変化,(ii)DSPEの配向と構造変化を明らかにした.(2) SFG法を用いたリン脂質/コレステロール水表面単分子膜の構造解析 コレステロール(Chol)が生体膜の構造や安定性を如何に規定するかを明らかにするためにCholとdipalmitoyl phosphatidylcholin(DPPC)との混合単分子膜の表面圧-分子占有面積(π-A)等温線と表面圧によるSFGスペクトル変化を測定解析して以下の知見を得た.(i) DPPCのモル分率(DPPC/DPPC+Chol)0.6で混合単分子膜は最安定構造をとる,(ii) Cholとの相互作用によってDPPCのアルキル鎖はgauche形を含む不規則構造からall-trans形の規則構造に変化する,(iii) DPPCのアルキル鎖の法線からの傾き角はモル分率0.6で最小となる.

  • 水表面単分子膜の構造化学-偏光変調赤外および和周波発生分光法による研究

    2004年  

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    (1)抗生物質と細胞膜モデルとの相互作用に関する構造化学的研究和周波発生(SFG)分光法を用いて抗生物質の1つであるpolymyxin B(PMB)と細菌の細胞膜との相互作用を構造化学的に明らかにするために、水表面に展開したdipalmitoylphosphatidylglycerol(DPPG)やdipalmitoylphosphatidylcholine(DPPC)とPMBとの混合単分子膜について、そのSFGスペクトルと表面圧-分子占有面積(π-A)等温線の測定・解析を進めた。その結果、(i) マイナス電荷をもつDPPG単分子膜はプラス電荷をもつPMBと強く結合し混合比PMB/ DPPG=1/5のときに最も安定な膜を形成すること、(ii) zwitter ion型の親水性側鎖をもつDPPC単分子膜にPMBは結合しないこと、(iii) DPPGの脂肪酸側鎖はPMBとの相互作用によってall-trans構造からgauche型を含む不規則構造に変化すること、などが明らかになった。これらの結果は、PMBが細胞膜の規則構造を破壊して、細胞膜の透過性を増大することが抗生物質の作用の要因の一つであることを示している。(2)コレステロール(Chol)とリン脂質膜との相互作用に関する研究 水表面に展開したChol/DPPC混合単分子膜のSFGスペクトルとπ-A等温線の測定・解析結果をもとに、Chol-リン脂質間の相互作用が細胞膜の構造を如何に規定するかをあきらかにするべく研究を進めている。これまでに各膜圧でのSFGスペクトルとπ-A等温線の同時測定結果をもとに(i) 単分子膜は混合比Chol/ DPPC=ca. 6/4においてもっとも安定な膜構造を形成すること、(ii) Chol-DPPCの特異的相互作用によりDPPC膜中の脂肪酸側鎖の構造規則性 (all-trans構造の増加)と配向規則性が増加すること、などを明らかにした

  • 和周波発生分光法による気液界面における分子の構造とダイナミックスに関する研究

    2002年  

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    本特定課題研究助成金によって得られた研究成果を以下にまとめる.(1)チタンサファイヤレーザからの800 nmの光をシード光とした再生増幅により1 kHz,パルス幅約3ピコ秒,先頭出力約800 mJの一部を可視光源をもとに1200-4000 cm-1の範囲で波長可変の赤外光源を作製し, SFG分光測定装置を完成した.得られた赤外光の出力は,1パルスあたり2800 cm-1で約5 mJでこれまでのところ2000-4000 cm-1 の領域でS/N比の良好なSFGスペクトルの測定が可能であることを確かめた.(2)パルミトイル‐L‐リジン(PL)およびパルミトイル‐L‐オルニチン(PO)についてLangmuir‐Blodgett (LB)膜法で石英基板上に作製した単分子膜についてレーザ光入射面とLB膜作成時の基板引き上げ方向とのなす角度を-180 - +180°の範囲で変化させつつPLおよびPOの側鎖のペプチド基のNH伸縮振動のSFGピーク強度変化を測定した.その結果を理論的に解析し,ペプチド結合による水素結合鎖は基板引き上げ方向に対して平行であること,水素結合鎖中のNH基の配向には2種類あって,それらの傾き角は約+45と-45°をとることを明らかにした.(3)SFG測定装置の光路を変更調整し水表面単分子膜のSFGスペクトル測定を可能とし, PL水表面単分子膜のSFGスペクトル測定を行った.パルミトイル-L-およびDL-リジン(L-PLおよびDL-PL)パルミトイル-L-およびDL-オルニチン(L-POおよびDL-PO)の水表面単分子膜のSFGスペクトル測定に応用した.とくに側鎖のメチル基の配向角に注目して測定解析した結果,(i) 水表面上のL-PLおよびL-PO単分子膜のメチル基の傾き角は,石英基板上より大きく表面圧の増加とともに減少する,(ii) 水面上のL-PLとDL-PLのメチル基の傾き角に特に低膜圧で大きな相違が観測されたが,L-POとDL-POでのメチル基の傾き角に大きな相違は見られない,などの知見を得た.とくに(ii)の結果はPL水表面単分子膜においてD-体とL-体が特異的な会合状態を形成していることを示し興味深い.

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