利用超高速光谱对每个粒子可视化集光天线中的“看不见的差异”〜开发一种新的瞬态吸收显微光谱方法，通过异质性进行解析〜
新闻与主题
类别：新闻稿|发表于 2026 年 4 月 13 日
国立自然科学研究所、国立基础生物学研究所/国立自然科学研究所、生命创造探索中心/高等研究大学/V体育
演示要点
1。超高灵敏度瞬态吸收显微镜，接近单分子水平的测量灵敏度*12。使用一种称为“异质性分辨超快光谱”的新方法分析飞秒时间尺度上发生的光学激发动力学
摘要
光合生物构建纳米级分子系统以有效收集阳光。在那里，大量的染料分子一起工作以收集光并快速传输能量。光捕获天线负责这种“光吸收”和“能量传输”，其功能是通过多个染料分子的精细排列来实现的。然而，尽管集光天线是由完全相同的分子聚集体构成，但每个颗粒的结构并不完全相同，每个颗粒都略有不同。此外，由于热波动和环境变化，结构会随着时间的推移而波动。这些差异影响光吸收后在飞秒到皮秒时间尺度上发生的超快激发动力学，但常规测量只能获得许多粒子的平均行为，因此很难直接研究个体差异。这是光收集功能中的一个严重问题，因为光吸收后立即的行为极大地影响此后能量的命运。
基础生物学研究所、光物理生物学研究部、生命创造探索中心 (ExCELLS)、耦合系统光生物学研究小组、高等研究大学、研究生 Shun Arai 和 Toru Kondo 教授开发了一种接近单分子水平的新型超高灵敏度瞬态吸收显微镜（图 1），以及V体育生命与应用化学学院的松原。 Shogo助理教授独立制作了光合生物的光捕获天线模型并测量了每个粒子。通过分析超快激发动力学，我们发现每个粒子表现出不均匀的行为。此外，我们发现，即使在平均看来几乎相同的动态中，也存在多个隐藏组件，可以通过不均匀分布的差异来区分。异质性是生物和分子系统普遍存在的特征，但通常很少受到关注。在本研究中，我们利用其进行分析，建立了一种新的光谱分析方法，称为“异质分辨超快光谱”。该研究结果在线发表于 2026 年 4 月 2 日《物理化学快报》杂志上。
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术语表
＊1 瞬态吸收显微光谱法：一种通过照射脉冲激光产生瞬时光激发，然后跟踪发生的瞬态超快激发动力学的光谱方法。当与共焦显微镜结合使用时，可以在超短时间尺度（200飞秒或更短）内观察发生在衍射极限空间区域（大约300纳米）的激发弛豫和能量转移。
出版杂志
期刊名称：物理化学快报杂志发布日期：2026 年 4 月 2 日（在线提前发布）论文标题：单超分子集光天线的异质性解析超快瞬态吸收光谱作者：荒井俊、松原正吾、近藤彻DOI：
研究支持
这项研究得到了以下研究基金的支持。JSPS 科学研究补助金 (25H00983、23K23298、19H02665)、JST 战略创意研究促进项目/PRESTO (JPMJPR18G7)、JST 新兴研究支持项目 (JPMJFR2) 23M)、JST 下一代研究员挑战研究计划(JPMJSP2104)、文部科学省优秀研究员计划、大隅良典纪念基金、旭硝子财团、光子科学技术研究财团、村田科学振兴教育财团、日日科学技术财团、JGC-自吉奖学金
联系信息
[有关本研究的询问]基础生物学研究所光物理生物学研究部ExCELLS 耦合系统光生物学研究小组高等研究大学，高等科学部，基础生物学课程近藤彻教授电话：0564-59-5238电子邮件：tkondo[在]nibbacjp
[按]基础生物学研究所公关室电话：0564-55-7628传真：0564-55-7597电子邮件：按[在]nibbacjp
生命创造研究中心 (ExCELLS) 研究强化战略办公室电话：0564-59-5203电子邮件：按[在]excellsorionacjp
高等研究大学总体规划部公共关系社会合作科电话：046-858-1629传真：046-858-1542电子邮件：kouhou1[在]mlsokenacjpV体育企划公关科电话：052-735-5647电子邮件：pr[在]admnitechacjp
*请将每个 [at] 替换为 @。
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