理系にゅーす

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結合

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1: 2015/04/13(月) 23:54:08.43 ID:???.net
2015年4月13日ニュース「周期律表のパズル一つ解明」 | SciencePortal
http://scienceportal.jst.go.jp/news/newsflash_review/newsflash/2015/04/20150413_01.html


原子番号103の元素「ローレンシウム」の一番外側にある電子が極めて緩く結合していることを、国立研究開発法人日本原子力研究開発機構などの国際共同研究チームが初めて確かめた。
この論文を掲載した英科学誌ネイチャー最新号は、ローレンシウムのイオン化エネルギーが横に並んだ元素群に比べ低いことを示す元素周期律表の立体的イラストを表紙に掲げ、研究成果の意義を強調している。

この研究成果は、日本原子力研究開発機構 先端基礎研究センターの重元素核科学研究グループ 佐藤哲也(さとう せつや)研究員、浅井雅人(あさい まさと)研究主幹、塚田和明(つかだかずあき)研究主幹、永目諭一郎(ながめ ゆいちろう)副センター長らの研究グループが、ドイツ・マインツ大学、欧州合同原子核研究所(CERN)などと行った国際共同研究によって得られた。実験に用いられたのは、同機構原子力科学研究所のタンデム加速器実験施設。タンデム加速器で合成された半減期わずか27秒の短寿命同位体ローレンシウム256のイオン化・質量分離に成功、このデータからローレンシウムのイオン化エネルギーの値を初めて導き出した。

ローレンシウムは、アクチノイドと呼ばれる原子番号89から103までの元素群の中で最も重い元素。アクチノイドは、米国の化学者、グレン・シーボーグが命名者で、属する元素発見のほとんどにシーボーグが関わっている。ローレンシウムの半減期は非常に短いため、化学的・物理的性質は分からないことが多い。

続きはソースで

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別ソース
ASCII.jp:世界初、半減期27秒のローレンシウムの化学的性質を実験で確認
http://ascii.jp/elem/000/000/998/998740/
http://ascii.jp/elem/000/000/998/998737/Lr01_588x.jpg
http://ascii.jp/elem/000/000/998/998741/01_800x.jpg
http://ascii.jp/elem/000/000/998/998738/Lr02_800x.jpg

引用元: 【物理化学】ローレンシウムの一番外側にある電子が極めて緩く結合していることを確認 周期律表のパズル一つ解明

ローレンシウムの一番外側にある電子が極めて緩く結合していることを確認 周期律表のパズル一つ解明の続きを読む

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1: 2015/03/21(土) 01:07:38.89 ID:???.net
掲載日:2015年3月20日
http://news.mynavi.jp/news/2015/03/20/054/

 東北大学金属材料研究所の高木成幸助教と同大学原子分子材料科学高等研究機構(AIMR)の折茂慎一教授らの研究グループは、水素と結合しにくいと考えられてきたクロムに7つの水素が結合した水素化物の合成に成功したと発表した。今回の研究成果は、日本原子力研究開発機構、高エネルギー加速器研究機構、豊田中央研究所との共同研究によるもの。

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 金属元素の中には、単独では水素と結合しにくい元素群(=ハイドライド・ギャップ)が存在する。一方、これらの元素は錯体水素化物を形成することで多くの水素と結合することができる。唯一の例外がめっきやステンレス鋼などに用いられるクロムであり、単独でも、また錯体水素化物においても、いずれも水素とは結合しないと考えられてきた。

 今回研究グループは、水素が特定の対称性をもってクロムの周りに配置するとき、一般的な金属元素よりも多くの水素が結合した錯体水素化物が形成されることを理論的に予測した。

 具体的には第一原理計算を用い、まずはクロムと水素が結合する可能性を詳しく調べた。その結果、クロムの周りに7つの水素が双五角錐状に配置したとき、クロムと水素が強く結合することが分かった。また、これにより形成されるCrH7イオンともう1つの水素原子が3つのマグネシウム(Mg)原子から電子を受け取ることで、錯体水素化物Mg3CrH8を形成することが分かった。

 クロムとマグネシウム、水素によって構成される最も一般的な化合物の組み合わせは、金属クロム(Cr)とマグネシウム水素化物(MgH2)、水素ガス(H2)の混合物であり、予測されたMg3CrH8がこの混合物よりも安定であれば合成の可能性を示すことができる。同研究ではマグネシウム水素化物、金属クロム、水素ガスの混合物(3MgH2+Cr+H2)およびMg3CrH8の安定性を第一原理計算により評価し、錯体水素化物Mg3CrH8の合成が可能であるとの結論に達した。

 以上の理論予測を受け、金属クロムとマグネシウム水素化物との混合粉末(Cr+3MgH2)を5万気圧700℃の水素流体中にて4時間保持し、予測された錯体水素化物の合成を試みた。そして大強度陽子加速器施設(J-PARC)の物質・生命科学実験施設(MLF)にある中性子高強度全散乱装置(NOVA)にて試料の中性子回折測定を実施した。

続きはソースで
<画像>
理論予測に基づき、クロムに7つの水素が結合した新たな水素化物の合成に成功
http://news.mynavi.jp/news/2015/03/20/054/images/001l.jpg

<参照>
クロムに7つの水素を結合させることに成功 -ハイド... | プレスリリース | 東北大学 -TOHOKU UNIVERSITY-
http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2015/03/press20150317-02.html

True Boundary for the Formation of Homoleptic Transition-Metal Hydride Complexes - Takagi
- 2015 - Angewandte Chemie International Edition - Wiley Online Library
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201500792/abstract

引用元: 【材料科学】東北大、クロムに7つの水素を結合させることに成功

東北大、クロムに7つの水素を結合させることに成功の続きを読む

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1: 2015/03/18(水) 01:05:06.54 ID:???.net
掲載日:2015年3月17日
http://nationalgeographic.jp/nng/article/20150316/439302/

画像
南極海に生息するマダコ科の一種(Pareledone charcoti)。タコの血液には銅を含むヘモシアニンという酸素運搬タンパク質が存在しているため、青色を帯びている。(Photograph by Tomas Lundalv)
http://nationalgeographic.jp/nng/article/20150316/439302/ph_thumb.jpg

 一説には白い肌に静脈が青く浮き出ている様子にちなみ、高貴な生まれの人を「青い血(blue blood)」と表現することがあるが、タコの血管を流れる血液は赤ではなく本当に青い。

 タコの血液が青いのは、銅を含むヘモシアニンというタンパク質が酸素を運搬しているからだ。ヘモシアニンは本来透明だが、エラから取り入れた酸素と結びつくと青色になる。一方、ヒトの血液が赤いのは、肺から取り入れた酸素を全身に運搬するヘモグロビンというタンパク質が鉄を含んでいるからだ。

 ヘモグロビンもヘモシアニンも、酸素を必要とする組織のところで運んできた酸素を切り離すことで、全身に酸素を行き渡らせている。

 しかし、南極海に棲むマダコ科の一種(学名:Pareledone charcoti)にとっては、そう簡単な話ではない。水温が氷点下になる南極海では、ヘモシアニンと酸素の結合が強すぎて、切り離すのが困難だ。ふつうに考えれば、体に酸素が行き渡らず、タコは死んでしまうはずなのだ。

 3月11日に「Frontiers in Zoology」誌に発表された最新の研究によると、南極海のタコはヘモシアニンを過剰に作り出すことで、この問題を解決していることが明らかになった。

 アルフレッド・ウェゲナー極地海洋研究所(ドイツ)の生態生理学者マイケル・オラーマンが率いる研究チームは、南極海に生息するこのタコを、暖かい海に暮らすやはりマダコ科の2種(学名:Octopus pallidusとEledone moschata)と比較した。

 その結果、南極海のタコの血液中ヘモシアニン濃度は、他の2種のタコに比べて平均40%も高いことが明らかになった。
「予想外の発見でした」と彼は言う。


|完全に透明な血を持つ魚

 さらに、赤でも青でもない血液をもつ動物もいる。

 ジャノメコオリウオ(Chionodraco rastrospinosus)は、南極のタコと同じく冷たい海に生息しているが、その血液の色は青ではなく完全に透明だ。

 この魚の血液に色がついていないのは、ヘモグロビンもヘモシアニンもないからだ。

「低温の水は、温かい水よりはるかに多くの酸素をたくわえることができます。ジャノメコオリウオが生息する深さの海水には十分な量の酸素が溶け込んでいるので、酸素運搬タンパク質を利用する必要がないのです」と言う。

 ジャノメコオリウオが変わっているのはこれだけではない。ほかの多くの魚と違い、ウロコがまったくないのだ。

 科学者は、ウロコがないことで皮膚から直接酸素を取り入れることが可能になり、異常に大きい心臓が血漿中の酸素を全身に行き渡らせているのではないかと考えている。

続く 

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引用元: 【生物】南極のタコの血は青くて濃い、予想を裏切る新発見 赤、青、緑、透明…生きものの血の色はなぜ異なるのか

南極のタコの血は青くて濃い、予想を裏切る新発見 赤、青、緑、透明…生きものの血の色はなぜ異なるのかの続きを読む

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1: 2015/02/21(土) 10:54:49.71 ID:???.net
掲載日:2015年2月20日
http://news.mynavi.jp/news/2015/02/20/147/

 化学反応の瞬間を捉えることは化学者の長年の夢だった。その夢がついに実現した。水溶液中の原子が結合して新しい分子が生まれる瞬間を撮影するのに、高エネルギー加速器研究機構(KEK)物質構造科学研究所の野澤俊介(のざわ しゅんすけ)准教授、佐藤篤志(さとう とくし)博士、足立伸一(あだち しんいち)教授らが初めて成功した。

図1. 分子動画による化学反応の追跡(概念図)。
SACLAのパルスX線を使ってストロボ撮影して、フェムト秒の時間スケールで原子の動きを追跡できた。
この研究では光刺激で化学反応を開始させ、その後高速に変化していく分子構造をストロボ測定して分子動画撮影することで、原子の反応性・結合状態・機能性の変化について観測することに成功した。
(提供:高エネルギー加速器研究機構)
http://news.mynavi.jp/news/2015/02/20/147/images/001l.jpg

 X線自由電子レーザー(XFEL)施設「SACLA(さくら)」(兵庫県佐用町)でピコ秒(1ピコ秒=1兆分の1秒)以下の間に進行する化学結合に伴う分子の生成過程を直接観測して実現した。化学反応で何が起きているかをありのままに解析する一歩になる画期的成果として注目される。韓国の基礎科学研究院、韓国科学技術院、 理化学研究所、高輝度光科学研究センターとの共同研究で、2月19日付の英科学誌ネイチャーのオンライン版に発表した。

 原子と原子の間隔は100ピコメートル(1ピコメートル=1兆分の1メートル)という極小サイズで、原子と原子の結合はピコ秒(1ピコ秒=1兆分の1秒)以下という極めて短い時間で進行する。化学者はこれまで、「ピコメートル」と「ピコ秒」という2つの「ピコ」の壁に阻まれて、フラスコの中で進行する化学反応を眺めながら、原子と原子が結合する瞬間を頭の中で想像するしかなかった。

 研究グループは、水に溶けた金イオンに光を当てると、強い結合が生まれる過程に注目した。溶液中の金-金イオン間には、金イオン同士の親和性によって、緩い引力が生じている。特定の金化合物の金錯体は、この性質で分子同士が集合した状態になっている。この集合体に光を当てると、分子同士が結合し、複雑な構造変化を経て新しい分子が生成される。
しかし、分子同士の結合が生成されるのは一瞬で、その後に起こる構造変化も非常に速く複雑なため、詳しいことは分かっていなかった。

 分子生成の観測に必要な条件を満たす光源として、XFEL施設「SACLA」が供給する波長83ピコメートル、発光時間約10フェムト秒(1フェムト秒は1000兆分の1秒)という最先端のX線ストロボ光源を利用して、水に溶けた金イオンに光を当てたときの反応を解析した。金錯体の集合体は、金イオン同士が折れ曲がった構造を持ち、弱い引力のため不安定に揺れているが、光を当てた瞬間に、金イオン間の距離は急激に縮まって強固な直線構造を取ることを突き止めた。
この構造変化から金-金イオン間に化学結合が形成されて、新しい分子が誕生したことがわかった。

続きはソースで

図2. 観測された化学結合形成による分子の生成(概念図) (提供:高エネルギー加速器研究機構)
http://news.mynavi.jp/news/2015/02/20/147/images/002l.jpg

1. 弱い引力で形成された集合体では金イオン同士は折れ曲がった構造を持つ(S0)
2. 光励起直後、金イオン間に強い化学結合が生成され、金-金間結合距離は減少し直線状の構造を持った新しい分子が生まれる(S1)
3. 1.6ピコ秒後、さらに金-金結合間距離が短い構造に変化する(T1)
4. 3000ピコ秒後、金錯体をもう一つ取り込んでさらに新しい構造を持つ分子が生成される(tetramer)。10万ピコ秒後には化学結合は消失しての元の集合体(1)に戻る

2: 2015/02/21(土) 10:55:29.26 ID:???.net
<参照>
▶ 原子同士が結合して新しい分子が生まれる瞬間をX線によってストロボ撮影(1) - YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=Un2T4Qt9gEk



▶ 原子同士が結合して新しい分子が生まれる瞬間をX線によってストロボ撮影(2) - YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=IzcCF7TXGEU



原子同士が結合して新しい分子が生まれる瞬間をX線によってストロボ撮影 | KEK
http://www.kek.jp/ja/NewsRoom/Release/20150219100000/

Direct observation of bond formation in solution with femtosecond X-ray scattering
: Nature : Nature Publishing Group
http://www.nature.com/nature/journal/v518/n7539/full/nature14163.html

引用元: 【化学】撮ったぞ、化学結合で新分子が生まれる瞬間 - KEK

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1: 2015/02/11(水) 21:25:43.10 ID:???.net
掲載日:2015年2月11日
http://www.afpbb.com/articles/-/3039314

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 南米コスタリカに生息するサンゴヘビは、かまれるとけいれん発作を起こす毒を持つが、この毒の作用機構に関する謎を解明したとする研究論文が、9日の査読学術誌の米科学アカデミー紀要(Proceedings of the National Academyof Sciences、PNAS)に掲載された。統合失調症、てんかん、慢性の痛みなどに関する研究を進展させる可能性のある成果だという。

 米ジョンズホプキンス大学医学部(Johns Hopkins University School of Medicine)などの国際研究チームが発表した論文によると、サンゴヘビの毒には、ミクルロトシキン(MmTX)と呼ばれる一組のタンパク質が含まれている。
「ガンマアミノ酪酸A(GABAA)受容体」として知られる、脳や脊髄にある神経細胞の細孔(ポア)にこのMmTXが結合することで、致命的となる可能性のある発作が引き起こされるという。

 同大のフランク・ボスマンズ(Frank Bosmans)助教(生理学・神経科学)は「われわれが発見したのは、知られている限りで最初の動物性毒素で、GABAA受容体を標的とする、群を抜いて強力な作用を持つ化合物だ」と語る。

 「ひとたび受容体に結合すれば、もう二度と離れない」

 GABAA受容体に対してこれまで知られているどの化合物より強い結合力を持つMmTXは、GABAA受容体タンパク質の特異部位に結合する。

続きはソースで

(c)AFP

<画像>
インド・コルカタで、抗毒素を作るためにヘビの毒を採取する男性(2003年12月6日撮影、資料写真)。(c)AFP/Deshakalyan CHOWDHURY
http://afpbb.ismcdn.jp/mwimgs/0/2/1024x/img_0234b06fd1ab42ef9c57b783772693e4385618.jpg

<参照>
Coral Snake Venom Reveals a Unique Route to Lethality - 02/09/2015
http://www.hopkinsmedicine.org/news/media/releases/coral_snake_venom_reveals_a_unique_route_to_lethality

MmTX1 and MmTX2 from coral snake venom potently modulate GABAA receptor activity
http://www.pnas.org/content/early/2015/02/04/1415488112

引用元: 【神経科学】サンゴヘビが持つ毒の謎を解明、国際研究

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1: 2014/12/21(日) 15:45:38.13 ID:???0.net
 最先端の医学をもってしても未だ原因や治療法を解明出来ない病がある。解決法を見出すために日夜、研究は行われているが、その間も多くの人が様々な症状に苦しんでいる。今回お伝えするのは12月9日付の「Oddity Central」に掲載されたある女性の悲惨なストーリーだ。


■顔が! 首が!? 止まらぬある症状とは?

 中国中南東部に位置する湖南省に住む2人の子の母親であるホゥ・ジュエン(Hu Juan)さんはこの11年間、奇病に苦しめられている。「皮膚弛緩症」と呼ばれる珍しい症状で、一度発症してしまうと顔と首の皮膚がたるみ、垂れ下がってしまう。ジュエンさんは現在28歳だが、その見た目はまるで70歳代の老女のようだ。

画像
http://tocana.jp/images/cutislaxa1.JPG
20代前半の頃(左)と現在28歳(右)のホゥ・ジュエンさん 画像は「YouTube」より


 若く美しかったジュエンさんの悪夢は11年前に長男を出産した時に遡る。出産直後、彼女は自分の身体の変化に気づくが、それからわずか6ヵ月でその外見は鏡に映るその姿を自分だと信じられない程に崩壊してしまったのだった。その後、彼女は皮膚弛緩症と診断された。ジュエンさん夫妻は息子を出産した事で症状が出たと考え、再度出産すれば症状は治まるのではないかと再び出産を試みたが、長女を出産後もその外見は変わることはなかった。

 皮膚弛緩症とは極めて珍しい病とされている。体内の結合組織(他の組織や臓器を取り囲む支持組織)の疾患であり、これによって皮膚が弾力を失い垂れ下がってしまうのだが、症状が出るのは顔と首に限られている上に、それ以外の体内は正常に機能するのだそうだ。
http://tocana.jp/2014/12/post_5413_entry.html

■皮膚弛緩症がもたらしたものとは…?

画像
http://tocana.jp/images/cutislaxa2.JPG
診察中の様子 画像は「YouTube」より

 症状が出てからの11年間、ジュエンさんは鏡で自らの姿を見ることはほとんどなくなってしまった。
さらに、この残酷な病は母と子の間に深い溝をも作ってしまう。ジュエンさんの長男は母親の外見が実年齢よりも年老いて見えることを恥じていると言う。28歳という年齢にして老女の様な見た目、それによる子供からの拒絶。そして人々からの心無い言葉はジュエンさんから生きる気力を奪い、うつ状態にまで追い込んだ。しかし終わりの見えない試練に打ちひしがれた彼女を支え続けたのは夫であった。その深い愛情を受け、ジュエンさんはもう一度生きていくことを決心する。またいつか以前の幸せな生活に戻れる事を夢見て……。

続きはソースで

(文=清水ミロ)
http://tocana.jp/2014/12/post_5413_entry_2.html

引用元: 【疾患】老婆にしか見えない28歳 - 首から上だけ若さと美貌を奪う、残酷な病

老婆にしか見えない28歳 - 首から上だけ若さと美貌を奪う、残酷な病の続きを読む

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