게시 및 게시 날짜 : 2004/02/05

진공 자외선 바카라 양방 이색성 측정 기술을 성공적으로 개발했습니다

-AC 편광 변조로 번갈아 갈 수있는 편광 송수단을 사용하여 기존 방법의 한계를 깨뜨리는 세계 최초의 방법을 개발했습니다

포인트

  • 바카라 양방 이색성은 바이오 폴리머의 3 차원 구조를 분석하는 방법으로 널리 사용됩니다
  • 140Nm보다 짧은 진공 자외선 영역에서 매우 민감한 바카라 양방 이색성 측정 가능
  • AC 편광 변조기를 사용하여 종래의 파장 한계를 초과하는 파장 범위에서 성공적으로 진공 자외선 바카라 양방이 측정치
  • 바이오 폴리머의 3 차원 구조를 측정하고 반응 메커니즘을 추적 할 수 있으며 키랄 약물의 발달을위한 중요한 분석 기술이 될 것으로 예상됩니다


요약

고급 산업 과학 기술 연구소 (Yoshikawa Hiroyuki의 회장) (이하 "바카라 양방"라고 불림) 광학 기술 연구 부서 [Watanabe Masanobu 회장] Kobe University [Nogami Tomoyuki의 회장]과 협력하여 단백질을 구성 할 것입니다아미노산Biopolymer대칭 구조측정 신청바카라 양방 이색주의140nm보다 짧은 파장을 가진 측정 기술 (1 나노 미터 : 10 억 미터)진공 UV이것은 세계에서 현장에서 실질적으로 사용하는 첫 번째입니다 이것은 바카라 양방의 독점 AC 편광 변조가 가능합니다편광 undulatorSilent Light를 사용하여 획기적인 성과입니다

이 기술은 이전에 불가능했던 진공 자외선 영역에서 바카라 양방 이색성을 측정 할 수있게되어 바이오 폴리머의 3 차원 구조를 결정하고 약물 손상을 제거 할 수 있습니다키랄 약물의 개발을 가속화 할 기술이 될 것으로 예상됩니다

○ 바카라 양방 이색성은 바이오 폴리머의 3 차원 구조를 분석하는 방법으로 널리 사용됩니다

바카라 양방 이색성 측정은 측정 된 샘플의 편광에 대한 반응의 차이를 활용하는 광학 측정 방법입니다 바카라 양방 이색성은 분자의 구조로 인한 바카라 양방 분극에 대한 반응의 차이로 인해 발생하며, 바이오 폴리머의 3 차원 구조를 민감하게 반영하는 스펙트럼을 보여준다 바카라 양방 이색성 측정은X- 선 크리스탈 구조 분석와 함께, 그것은 바이오 폴리머의 3 차원 구조를 비 임시 적으로 결정할 수있는 중요한 구조 분석 방법이다 실제로, 많은 바이오 폴리머의 3 차원 구조는 바카라 양방 이색성 측정에 의해 결정되었다 현재, 바카라 양방 이색성을 측정 할 수있는 파장 범위는 적외선, 가시 및 자외선 영역이지만, 진공 자외선 영역으로 확장 될 수 있다면, 현재까지 측정 된 바이오 폴리머의 구조는보다 상세하게 이해 될 것이며, 특히 단백질에서 측정 될 수있는 단백질에서 측정 할 수없는 바이오 폴리머의 측정은 특히 단백질의 측정 값으로 이해 될 것이며, 특히 경질성 조절제에 대한 측정 값이 될 것이다 가능한

○ 진공 자외선 영역에서 140nm보다 짧은 고감한 바카라 양방 이색성 측정은 이전에 불가능했습니다

수은 램프 및 크세논 램프와 같은 기존 광원을 사용하여 상업적으로 이용 가능엔 이리 크릭 분산 미터짧은 파장 쪽에서 최대 190 nm까지 측정 만 가능했습니다 따라서 최근 몇 년 동안 싱크로트론 방사선이 있습니다편광 변조 요소를 사용하여 시도되었으며, 광원이 전 세계의 싱크로트론 방사선 시설에서 싱크로트론 광을 사용하여 진공 자외선에서 바카라 양방 이색성 측정의 개발을 시도했습니다 그러나, 이전 측정 방법에서, 불소 및 불소 마그네슘을 전달하는 것은 분극 조절 요소로서 사용되어, 원칙적으로 120 nm의 파장을 갖는 진공 자외선 영역에서 측정 할 수없고 실제로 140 nm보다 짧다
바카라 양방는 전송 편광 변조 요소를 사용하지 않고 광원 자체를 조절함으로써 원형 이색성 측정 기술을 개발하여 140 nm보다 짧은 파장을 사용하여 진공 자외선 영역에서 원형 이색성을 측정 할 수있게한다

○ AC 편광 변조기를 사용하여 종래의 파장 한계를 초과하는 파장 범위에서 진공 자외선 바카라 양방이 측정기 스펙트럼을 성공적으로 측정했습니다

바카라 양방,소형 전자 저장 링 테라10113_10480

○ 바이오 폴리머의 3 차원 구조를 측정하고 반응 메커니즘을 추적하여 키랄 약물의 발달을위한 중요한 분석 기술이되는 분석 기술입니다

약물의 기능을 자세히 이해하려면 먼저 약물이 작용하는 분자의 3 차원 구조 (Tambacillus, 핵산 등) 및 약물 분자의 3 차원 구조를 자세히 알아야합니다 약물의 작용은 수용자 및 약물 분자가 될 생체 분자의 구조에 의해 결정된다고 말할 수있다 바이오 폴리머의 구조적 분석은 현재 X- 선 결정 구조 분석을 사용하여 주로 수행되지만, 단결정을 사용하여 샘플을 형성하고 분자가 클수록 측정 된 양과 계산량이 크게 증가 할 것입니다 바카라 양방 이색성 측정을 사용한 구조 분석은 X- 선 결정 구조 분석보다 적은 노력으로 측정 및 분석 될 수 있으며, 특정 파장에서 바카라 양방 이색성 강도의 시간적 변화를 기록함으로써, 분자 내 특정 구조에 초점을 두어 시간에 따른 변화를 추적하는데 사용될 수 있으며, 반응 메커니즘을 추적하여 추적 할 수있다 바카라 양방 이색성 측정은 바이오 폴리머의 3 차원 구조를 이해하기위한 강력한 도구이며, 약물 손상을 제거하기 위해 키랄 약물의 발달에 기여할 것으로 예상된다

이 연구는 원자력위원회의 평가하에 바카라 양방에 의해 수행되었으며 교육 문화, 스포츠, 과학 기술의 핵 시험 연구 기금에 의해 자금을 지원했습니다



연구 배경 및 역사

바카라 양방 편광 광와 물질 사이의 상호 작용에 대한 연구는 싱크로트론 방사선 기술의 개발로 인해 새로운 단계에 도달하고 있습니다 바카라 양방 이색성이 현재 측정 될 수있는 파장 범위는 현재 도로에 도시되어있다 1 적외선, 가시 및 자외선으로 시작하는 바카라 양방 이색성 측정은 진공 자외선 영역으로 점차적으로 확장되지만 연질 X- 레이 영역에는 큰 간격이 있습니다 [그림 1]은 또한 단백질을 구성하는 아미노산 중 하나 인 페닐알라닌의 광 흡수 스펙트럼을 보여줍니다 아미노산의 광 흡수의 주요 부분은 진공 자외선 영역에 있으며,이 파장 영역에서 주요 바카라 양방 이색성을 나타내는 것으로 생각된다 바카라 양방 이색성은 분자의 3 차원 구조를 민감하게 반영하며, X- 선 결정 구조 분석만큼 신뢰할 수 있으며, 이는 바이오 폴리머의 구조적 분석을위한 중요한 방법이며,이 두 방법에 의해 얻어진 결과는 서로 일치한다 실제로, 많은 바이오 폴리머의 3 차원 구조는 바카라 양방 이색성에 의해 결정되었다 바카라 양방 이색성 측정이 진공 자외선 영역으로 확장 될 수 있다면, 고 에너지 전이에 기초한 구조 분석이 달성 될 수 있으며, 바이오 폴리머에 대한보다 상세하고 새로운 정보를 얻을 수있다 바카라 양방 이색성 측정을 사용한 구조 분석은 샘플의 결정화를 필요로하지 않으며, X- 선 결정 구조 분석보다 적은 노력으로 측정 및 분석 할 수 있기 때문에 상세한 구조 데이터를 얻지 못하는 바이오 폴리머의 구조를 결정하는 매우 효과적인 방법으로 간주됩니다 이러한 이유로, 싱크로트론 방사선을 사용하여 진공 자외선 영역에서 바카라 양방 이색성 측정 기술의 개발은 전 세계의 싱크로트론 방사선 시설에서 수행되고있다 그러나, 이전 측정 방법에서, 칼슘 불소 및 마그네슘 플루오 라이드는 바카라 양방 분극 조절 요소로 사용되었으며, 굴절률은 140 nm 미만의 파장에서 극적으로 변동하며, 요소의 투과 파장 한계는 120 nm이며, 14 NM에서 120 NM의 파장에서 120 nm에서 측정하는 것은 불가능합니다

기존의 기술을 사용하여 단백질을 구성하는 아미노산 중 하나 인 페닐알라닌의 흡수 스펙트럼의 수치는 원형 이색론과 단백질을 구성하는 아미노산의 흡수 스펙트럼을 측정 할 수있는 전통적인 기술을 사용하여 단백질을 구성하는 아미노산 중 하나입니다
그림 1 : 종래의 방법 (녹색 부분) 및 단백질을 구성하는 아미노산 중 하나 인 페닐알라닌의 흡수 스펙트럼을 사용한 바카라 양방 이색성 측정 범위

연구 컨텐츠

바카라 양방는 다른 기관에서는 찾을 수없는 AC 편광 변조 (그림 3 참조)를 갖춘 바카라 양방의 고유 한 구조를 갖춘 편광 욕조 (동시 광원 장치) (그림 3 참조)를 개발했습니다 이 편광 변환기를 사용함으로써, 본 발명자들은 기존의 전송 편광 조절 요소의 파장 한계를 초과하는 짧은 파장 영역에서 교대 분극 조절 방사선을 사용하여 원형 이색성 측정 기술 (도 4 참조)을 개발했으며, 아일 닌 계절의 진공 초 불충분 영역에서 원형 이색성 영역에서 성공적으로 측정 된 단백질 분해 이것은 변속기 유형 편광 변조 요소를 사용하지 않고 광원 자체에 의해 교대 방식으로 왼쪽 및 오른쪽 원형 편광이 번갈아 생성되는 기술입니다

이번에는 Teras에서 온 것입니다축적 된 전자 에너지400mev (mega전자 ​​볼트)를 사용하여 측정되었으며, 기존 방법의 한계를 초과하여 최대 130 nm의 파장에서 측정이 성공적이었습니다 싱크로트론 방사선을 공동으로 사용하기위한 많은 실험 시설에서, 작동은 고정 된 저장된 전자 에너지를 갖는 여러 작동 모드로 제한되며, 현재 상황은 저장된 전자 에너지가 고정되어 있기 때문에 미분기 광에 사용할 수있는 범위의 파장이 매우 좁은 범위로 제한된다는 것이다 바카라 양방의 Teras는 실험의 목적에 따라 저장된 전자 에너지 및 전자 빔의 궤적을 자유롭게 변경할 수있는 시스템을 구성했으며 [그림 2 참조], 저장된 전자 에너지를 300 MEV ~ 800 MEV의 에너지 범위 내에서 변경할 수 있습니다 저장된 전자 에너지를 증가시킴으로써, 더 짧은 파장과는 빛이 생성되고, 테라는 최대 40 nm의 AC 편광 조명을 생성 할 수있어서 진공 자외선 영역에서 최대 40 nm의 원형 이색성 측정을 생성 할 수있다

바이오 폴리머의 기본 성분 인 아미노산 및 설탕은 진공 자외선 영역에서 주로 200 nm 내지 10 nm의 빛과 강하게 상호 작용하므로, 이는 측정 할 바이오 폴리머의 유형을 극적으로 증가시킬 것이며, 생명 과학 분야에서 혁신적인 진보를 가져올 것으로 예상됩니다

바카라 양방 전자 스토리지 링 테라 및 편광 욕조 빔 라인의 그림 다이어그램
그림 2 바카라 양방 전자 저장 링 테라 및 편광 욕조 빔 라인
전자 ​​스토리지 링, 기복기, 빔라인 광학 시스템 및 실험 측정 시스템이 네트워크로 연결된 컴퓨터에 의해 체계적으로 제어되는 시스템이 구성되었습니다
 
기존의 undulator의 그림
전통적인 undulator
영구 자석은 전자 빔 궤도에서 진동 자기장을 생성하기 위해 다른 극성과 선으로 배열됩니다 통과하는 고 에너지 전자는 구불 구불 한 전자 빔의 방향으로 강한 싱크로트론 방사선을 생성합니다
 
편광 undulater의 자석 배열 그림
편광되지 않은 미네스터의 자석 배열
두 기복기는 서로 직교로 배열되며 서로의 위상을 변경함으로써 나선형 자기장이 생성됩니다

테라에 삽입 된 편광되지 않은 미네터의 사진
테라에 삽입 된 편광 undulatter
  총 길이 320mm
  자기장주기 길이 80mm
   사이클 수 : 4
  자기 재료 : ND-FE-B 합금
그림 3 : 편광 undulatter는 많은 영구 자석의 배열이며 전자 빔 궤도에서 선형 진동 자기장과 나선형 자기장을 자유롭게 생성하는 장치입니다
나선형 자기장을 통과하는 전자 장치는 나선적으로 움직여 바카라 양방 편광을 생성합니다
 
거울에 의해 수집되고, 분광기로 단색 화 된 다음 샘플에 인접 해있는 편광 변조 방사선의 AC 편광 변조 방사선의 개요 다이어그램
그림 4 : 편광 비전에 의해 생성 된 AC 편광 변조 방사선은 분광계를 사용한 미러, 단색 변환에 의해 수집 된 다음 샘플에서 입사합니다 샘플을 통해 전송 된 광은 광전자 튜브에 의해 전기 신호로 변환되고, 신호의 AC 성분 (편광으로 인한 흡수 차이)은 잠금 증폭기에 의해 매우 민감하게 증폭된다

미래 계획

유기체의 수준에서 볼 때, 아미노산 및 핵산과 같은 분자 수준에서 볼 때 비대칭 적입니다 이 비대칭은 약의 영향과 음식의 맛과 향기의 차이로 나타납니다 약물의 기능을 자세히 이해하려면 약물이 작용하는 바이오 폴리머 (Tambacillus, 핵산 등)의 3 차원 구조 및 분자의 3 차원 구조를 자세히 알아야합니다 진공 자외선 바카라 양방 이색성은 바이오 폴리머의 3 차원 구조를 이해하기위한 강력한 도구이며,이 기본 지식은 약물의 기능을 이해하는 데 매우 중요하며 키랄 약물의 개발을위한 중요한 분석 기술이 될 것으로 예상됩니다 또한,이 측정 방법은 바이오 폴리머뿐만 아니라 자기 재료와 같은 다른 분야의 재료 분석에도 효과적인 것으로 간주되기 때문에, 이들 재료의 개발에 적용되는 것으로 생각된다 또한, 진공 자외선 광선은 재료와 가장 큰 상호 작용을 가지며, 가장 얕은 침투 깊이에서 격렬하게 처리 될 수 있으며, 바카라 양방 분극 처리 및 순환 분극 쓰기에 새로운 가능성을 열 것으로 예상됩니다



터미널 설명

◆ 아미노산
단백질은 세포에서 가장 풍부한 유기물이며 실제 생명 현상의 실제 소지자라고 할 수 있습니다 단백질은 20 개의 α- 아미노산으로 구성됩니다 α- 아미노산은 아미노기, 카르 복실기, 수소 원자 및 비대칭 탄소 원자에 결합 된 측쇄를 갖는다 20 개의 아미노산은 모두 다른 측쇄를 가지고 있습니다 L- 아미노산 및 D- 아미노산은 미러 이미지입니다 오른쪽과 왼손의 관계입니다 우리 몸의 모든 작업은 L- 아미노산입니다[참조로 돌아 가기]
◆ Biopolymer
살아있는 유기체를 구성하는 단백질, 핵산 및 다당류와 같은 중합체 화합물 이 분자는 탄소 골격을 가지며, 성분은 탄소, 수소, 산소, 질소, 황, 인 등을 포함한 몇 가지 원소로 구성되지만 그 수는 매우 크며 많은 수는 3 차원 구조의 차이로 인해 다양한 생리 학적 기능을 갖습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 3 차원 구조
분자의 3 차원 모양과 원자의 배열 순서를 분자의 3 차원 구조라고합니다 바이오 폴리머는 동일한 수와 유형의 원자로 구성되지만, 이들 원자와 그룹의 순서 및 공간 배열은 공간 배열의 순서가 상이하여 상이한 물리적 및 화학적 특성을 가진 많은 다른 분자를 초래한다[참조로 돌아 가기]
◆ 진공 UV
가시 광선 중에는 짧은 파장을 가진 빛의 빛이 자주색으로 보이지만 파장이 짧고 인간에게 보이지 않는 빛을 자외선이라고합니다 자외선의 경우, 200 nm보다 짧은 파장을 갖는 빛은 대기의 공기 분자에 의해 흡수되므로 실험에 사용되도록 진공 청소기를 청소해야하므로 진공 자외선이라고합니다 진공 자외선의 파장 범위는 약 200-10 nm이며, 그보다 짧은 파장을 갖는 빛은 소프트 엑스레이라고합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 바카라 양방 이색주의
빛에 대한 빛이 재료로 조사 될 때, 사건 빛이 시계 방향으로 바카라 양방 편광인지 또는 반 시계 방향으로 편광되는지에 따라 빛에 대한 반응이 다른 현상을 바카라 양방 편광이라고합니다 재료의 결정 구조 및 분자 구조가 오른쪽과 왼손 사이의 관계와 같은 미러 이미지 관계를 함유 할 때, 왼쪽 및 오른쪽 바카라 양방 편광 조명에 대한 굴절률은 다르고 왼쪽 및 오른쪽 바카라 양방 편광 조명에 대한 흡광도도 다릅니다 이 원리를 활용하는 분자 구조 분석 방법으로 사용됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 편광 undulator
undulator는 전자 싱크로트론에 삽입하여 사용되는 싱크로트론 방사선 소스 장치의 한 유형이며, 기존의 싱크로트론 방사선보다 상당히 강합니다 특히 편광되지 않은 미분기는 빛의 분극을 자유롭게 변화시킬 수 있습니다 빛은 진동 전기장과 서로 직교 인 진동 자기장으로 구성된 전자기파입니다 정상적인 광원의 빛은 진동 표면이 어떤 방향 으로든 향하는 파도 모음입니다 특정 방향으로 진동 된 빛을 편광 라이트라고합니다 표면의 진동 표면을 선형 편광 라이트라고하며, 빛 이동 방향에서 볼 때 전기장 벡터의 끝은 선형으로 진동합니다 서로 직교하고 위상으로 90 도로 변위되는 두 개의 선형 편광 조명이 함께 겹쳐지면 결합 된 전기장 벡터의 끝이 나선형 모양을 만듭니다 이런 종류의 빛을 바카라 양방 편광 라이트라고하며 광원을 향해 볼 때 시계 방향으로 바카라 양방 편광 표시라고하며 광원을 향해 볼 때 시계 방향으로 바카라 양방 편광 표시등이라고하며 광원을 향해 볼 때 반 시계 반대 방향으로 편광됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ Silent Light
원주 궤도를 따라 여러 번 전자를 회전시키고 빛의 속도로 가속하는 가속기는 전자 싱크로트론이며, 전자가 궤도의 전자가 구부러지는 지점에서 강한 빛이 방출됩니다 이것은 방사선이며,이 빛에 포함 된 자외선과 X- 선의 강도는 매우 강하므로 자외선과 X- 레이를 사용한 실험의 광원으로 유용합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 키랄 약물
두 가지 유형의 아미노산이 있습니다 : L- 형식 (왼쪽 유형)과 D- 형식 (오른쪽 유형) L- 및 D- 본체는 정확히 동일한 원자로 만들어 지지만 서로 이미지의 거울이있는 구조가 있습니다 지구상의 생물의 모든 아미노산은 L-Body에 의해서만 형성됩니다 l- 아미노산은 우리 몸에서 작용하기 때문에, 제약의 많은 신체에서 작용하는 분자는 거울상 이성질체이며, 분자 중 하나는 종종 약으로 작용하지 않습니다 뿐만 아니라 독으로 작용할 수 있습니다 한 가지 유형의 약만을 사용하는 약을 키랄 의학이라고합니다 사회적 문제가 된 탈리도마이드의 약물 손상은 한 유형으로 인해 발생했다고보고되었으므로 키랄 약물을 합성하는 효율적인 방법이 요구되었다[참조로 돌아 가기]
◆ X- 선 결정 구조 분석
X- 선으로 단결정을 조사하면 3 차원 회절 반점이 발생합니다 결정 내 분자의 3 차원 구조는 그들의 위치와 강도에 따라 분석 될 수있다 X- 선 결정 구조 분석은 X- 선을 사용하여 결정질 물질의 3 차원 구조를 결정하는 방법입니다 결정을 회전시키고 회절 점의 강도를 측정하는 동안 여러 사진을 찍음으로써 데이터를 측정합니다 컴퓨터별로 측정 된 데이터를 계산하고 분석함으로써 결정의 원자 수준의 구조를 결정할 수 있습니다 샘플은 단결정으로 만들어야하며 분자가 클수록 측정되고 계산이 크게 증가합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 엔세포 성 분산 미터
바카라 양방이 측정기에는 분자의 3 차원 구조에 관한 정보가 포함되어 있습니다 이 현상을 관찰하는 데 사용되는 장치는 바카라 양방 이색성 미터입니다 일반적으로, Xenon 램프의 빛은 스펙트럼에 스펙트럼을 사용하고 동시에 프리즘을 사용하여 선형 편광으로 만들어지며,이 선형 편광 표시등을 왼쪽 및 오른쪽 바카라 양방 편광으로 변조시키기 위해 편광 변조 요소로 유도되고 왼쪽 및 오른쪽으로 편광 된 빛은 대체로 생성되며 샘플은 방해됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 편광 변조 요소
석영 압전 진동기는 석영, 불화 마그네슘, 불소 마그네슘과 같은 등방성 투명 물질에 부착되어 고주파 전압이 유전자 전자 요소에 적용될 때, 음향 진동의 스탠딩 웨이브가 불균일 한 결과를 얻는다 투명한 재료 결과적으로, 투명한 재료를 통해 선형 편광 조명이 전송 될 때, 왼쪽 및 오른쪽 바카라 양방 편광으로 변조된다[참조로 돌아 가기]
◆ 작은 전자 저장 링 테라
바카라 양방의 전자 가속기 그룹 중 하나의 전자 축적 고리 (LineAc : TET 및 3 개의 전자 축적 링 그룹) 전자 저장 고리는 스테인레스 스틸로 제조 된 밀봉 된 용기의 내부가 매우 높은 진공 상태에 배치되고 적절한 전자기장이 적용되어 전자가 용기 내부에 오랫동안 순환 할 수있는 장치입니다 1981 년 건설 이후, 이는 싱크로트론 방사선, 편광 변환기, 자유 전자 레이저 및 레이저 컴턴 산란 실험의 사용에 사용되었습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 축적 된 전자 에너지
전자 ​​싱크로트론을 공전하는 전자의 운동 에너지 바카라 양방의 작은 전자 저장 링 테라의 저장된 전자 에너지는 300 ~ 800 meV (3 ~ 8 억 진화) 범위에서 변경 될 수 있습니다 저장된 전자 에너지가 증가하면, 생성 된 미분기 빛의 파장이 더 짧아집니다[참조로 돌아 가기]
◆ 전자 볼트
진공에서 1 볼트의 전위차를 통과 한 전자에 의해 얻은 운동 에너지 가속기에서 얻은 전자의 에너지는 전자 볼트로 발현되며, 1 백만 전자 볼트는 MEV (메가 엘 전자 볼트)로 축약된다[참조로 돌아 가기]


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