Transcript 楕円偏光照射による不斉合成 のためのHiSOR

my thesis work
5/12 植木
卒論題目
楕円偏光照射による不斉合成の
ためのHiSOR-BL4の光源性能評価
研究背景
生体を構成するアミノ酸の
多くが化学的、物理的性質
の等しい鏡像異性体（エナ
ンチオマー）を持つ
化学合成において生成比は
L体:D体=1:1
しかし、生体中では
。
ほとんどがL体(99%以上）
エナンチオマー
ホモキラリティ
いつどのように発生したか
原因はわかっていない
ホモキラリティの地球外起源説
アミノ酸の地球外起源説
・隕石中でエナンチオマーの偏りを発見
・宇宙空間に有機分子の存在
・惰円偏光の存在と円二色性
オリオン座大星雲
円二色性
物質によって右回りと左回り
の円偏光で吸収に差がある
光による非対称効果が見られ
円偏光によってエナンチオマー
の偏りが生じたのでは?
楕円偏光
電場の振動ベクトルが惰円を描く光。
二つの振動モードの位相がずれている。
位相差δ=0で直線偏光
δ=π/2で円偏光
直線偏光と円偏光は楕円偏光の一種
偏光状態の記述
楕円偏光の図
円偏光度Pc
直線偏光度PL
PC2+PL2=1
全強度I=IC+IL
I=IPC2+IPL2
これまでの研究
紫外線照射によるアミノ酸生成実験
プロピルアミン
などの有機分子
アミノ酸の生成
紫外線照射
無偏光
L体:D体=1:1
円偏光
L体:D体=?
放射光源
HiSOR-BL4
蓄積リングパラメーター
Electron Energy
700MeV
Average Current
250mA
Natural Emitance
4.07×10-7m.rad
Bending Magnet
2.7T
放射光の性質
1)指向性がよい
2)白色光
3)パルス光
4)偏光特性を持つ
軌道面外の放射から
楕円偏光が得られる
SPECTRA8.0のPartial Flux
⊿X
計算物理量
強度 I(photons/sec/0.1%.B.W)
円偏光度Pc
直線偏光度PL
L
Partial Flux
L(m)；光源とスリット間の距離
Y(mm)；軌道面からスリット中心までの高さ
⊿X、(mm)；スリットの一辺の長さ
(スリットは正方形)
Y
F lu x (ph oton s/ se c / 0 .1 % .B .W )
BL4の強度Iと円偏光度Pc
8 x1 0
12
7 x1 0
12
6 x1 0
12
5 x1 0
12
4 x1 0
12
3 x1 0
12
2 x1 0
12
1 x1 0
12
I
Y=0
Y=10
PC10
PC0
1 .0
PC
0 .5
0 .0
0
0
200
400
600
P h oton E n e rgy (e V )
800
1000
⊿ X 10m m
D istance 5m
２２０nmでの強度I、Pc円偏光度、円偏光強度
これまでに行なったランプ照射
との比較のため220nmで計算
Flux (photons/sec/0.1%.B .W )
1 .0
0 .5
円偏光度はスリットの大きさで
ほとんど変わらない
Yが大きいほど大きい
強度はスリットの面積に比例
面外に極大値を持つ Y=11mm
円偏光強度は面積に比例
Y=14mmで極大値
Pc
0 .0
8 .0 x 1 0
11
6 .0 x 1 0
11
4 .0 x 1 0
11
2 .0 x 1 0
11
6x10
11
4x10
11
2x10
11
⊿ X=2
⊿ X=5
⊿ X=10
I
IP c
0
0
5
10
Y (m m )
15
20
2
パスフィルターの挿入
透過率
P e ak w ave le n gth
220nm
P e ak tran sm issio n
1 7 .2 2 %
B an d w ith 5 0 %
8 .0 4 n m
T ran sm issio n (% )
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
F lux (photons/sec/nm )
220nm付近での強度
3 .6 x1 0
12
3 .2 x1 0
12
2 .8 x1 0
12
2 .4 x1 0
12
Y=0m m
⊿ X 10m m
D istan c e 5 m
200
-2
200
210
220
230
240
W ave le n gth (n m )
210
220
230
240
W ave le n gth (n m )
パスフィルター
白色光から220nmの光を取り出す
強度の単位をphotons/sec/nmに変換し透過関数との積のピーク面積
から透過強度を求める
パスフィルター透過後の光子数
フィルター透過後の光子数
I
Pc
IP c
F lu x (p h o to n s / s e c )
全強度(Y=11mm)
5.1 ×1012Photons/sec
円偏光強度(Y=14mm)
4.0×1012Photons/sec
面内強度と比べて9割程度で
円偏光でも直線偏光と同等
の強度が得られる
2
5x10
12
1.0
4x10
12
0.8
3x10
12
0.6
2x10
12
1x10
12
Pc
0.4
D istance 5m
⊿ X 10m m
0
0.2
0.0
0
5
10
Y (m m )
15
20
紫外線ランプとの強度比較
紫外線ランプの強度
3.9×1015Photons/sec
BL4の強度
5.1 ×1012 Photons/sec
BL4の円偏光強度
4.0×1012 Photons/sec
アミノ酸の収率
4×10-16pmol/photon
検出器の定量検出限界
10pmol
最大光子数で770倍
円偏光光子数で1000倍
ランプの方がかなり強い
BL4の最低照射時間
全強度 82分
直線
93分
円
105分
結果
220nmで
・スリットの位置を選ぶことで円偏光でも軌道面内と比べ
てほとんど変わらない強度が得られる
・BL4の強度はランプよりもかなり小さいがアミノ酸検出
の最低照射時間は数時間程度
・円偏光光源としてアミノ酸生成が確認できる合成実験
は十分可能
おしまい