研究者基本情報

• 博士（理学）, 東北大学

• https://researchmap.jp/s-sato

• https://jglobal.jst.go.jp/detail?JGLOBAL_ID=200901099327381142
• http://cma.eng.hokudai.ac.jp/
• http://cma.eng.hokudai.ac.jp/index_english.html

• 200901099327381142

• 計算化学
• 高分子希薄溶液のダイナミクス
• 量子化学
• レーザー光化学
• 物理化学

• 自然科学一般, 生物物理、化学物理、ソフトマターの物理
• ナノテク・材料, 基礎物理化学

• 学士課程, 工学部
• 修士課程, 総合化学院
• 博士課程, 総合化学院

研究活動情報

• Physisorption of Cyclic Poly(ethylene glycol) on Platinum Nanoparticles for Dispersion Stabilization and Catalytic Applications
  Mayu Kakizaki; Makoto Hikichi; Kotaro Okawa; Masatoshi Maeki; Manabu Tokeshi; Ryota Suzuki; Tianle Gao; Feng Li; Takuya Isono; Kenji Tajima; Toshifumi Satoh; Shin-ichiro Sato; Takuya Yamamoto
  Colloids and Interfaces, 10, 3, 40, 40, MDPI AG, 2026年05月12日
  研究論文（学術雑誌）, Dispersion stabilization of nanoparticles for catalytic reactions is an important issue. However, dispersing agents should be carefully selected not to hinder catalytic performance. In the present study, physisorption of cyclic poly(ethylene glycol) (c-PEG) onto platinum nanoparticles (PtNPs) was investigated in comparison with unmodified PtNPs (PtNPs/No PEG), PtNPs mixed with linear PEG (PtNPs/HO-PEG-OH), and PtNPs chemisorbed with HS-PEG-OMe (PtNPs/HS-PEG-OMe). DLS showed a significant increase in the particle size for PtNPs/c-PEG and PtNPs/HS-PEG-OMe compared to PtNPs/No PEG and PtNPs/HO-PEG-OH. ζ-potential measurements revealed values around −30 mV for PtNPs/No PEG and PtNPs/HO-PEG-OH, whereas PtNPs/c-PEG and PtNPs/HS-PEG-OMe approached 0 mV, which indicated that c-PEG and HS-PEG-OMe adsorb onto PtNPs to form a shielding layer. Moreover, PtNPs/c-PEG and PtNPs/HS-PEG-OMe were stable in a phosphate-buffered saline (PBS) solution, but PtNPs/No PEG and PtNPs/HO-PEG-OH immediately aggregated. This suggests that high dispersion stability by c-PEG is comparable to ordinary surface modification using HS-PEG-OMe. Furthermore, the catalytic ability of PtNPs/c-PEG and PtNPs/HS-PEG-OMe was compared in various reactions. As a result, physisorbed PtNPs/c-PEG showed suitable catalytic activities, whereas chemisorbed PtNPs/HS-PEG-OMe was significantly hampered by the blocking of the catalytic sites with thiol in some reactions. Thus, physisorption of c-PEG endows PtNPs with dispersion stability and maintains the catalytic ability, leading to an alternative way of modifying metal nanoparticles.
• Temperature- and Molecular Weight-Dependent Characteristics of Physisorption of Cyclic Poly(ethylene glycol) on Gold Surfaces
  Yuki Maruyama; Tomohisa Watanabe; Tianle Gao; Feng Li; Takuya Isono; Kenji Tajima; Toshifumi Satoh; Shin-ichiro Sato; Hideyuki Mitomo; Takuya Yamamoto
  Langmuir, American Chemical Society (ACS), 2026年04月06日
  研究論文（学術雑誌）
• Conjugated Polymer Nanoparticles and Thin Films of Defect-Free Cyclic P3HT: Effects of Polymer Topology on the Nanostructure
  Tomohisa Watanabe; Masatoshi Maeki; Manabu Tokeshi; Tianle Gao; Feng Li; Takuya Isono; Kenji Tajima; Toshifumi Satoh; Shin-ichiro Sato; Takuya Yamamoto
  Molecules, 30, 12, 2490, 2490, MDPI AG, 2025年06月06日
  研究論文（学術雑誌）, Conjugated polymer nanoparticles (CP NPs) attract attention as nanoscale materials used for a variety of applications. In relation to this, the internal structure of CP NPs is an important factor for their properties, and numerous investigations have been carried out to control their nanomorphology. Here, we report the formation of CP NPs from defect-free cyclic poly(3-hexylthiophene) (c-P3HT) using a microfluidic device, and the effect of polymer topology on their structural and solvatochromic properties was investigated. CP NPs from c-P3HT exhibited reduced particle sizes and hypsochromic shifts in the absorption spectrum when compared to CP NPs obtained from corresponding linear P3HT (l-P3HT). Furthermore, steady responses in the solvatochromism of CP NPs from c-P3HT were observed, while those from l-P3HT displayed molecular weight dependency. These topology effects were caused by the change in the conjugation length, solubility, and crystallinity upon cyclization. Grazing incidence X-ray scattering (GIXS) studies of spin-coated P3HT films further showed a reduced interchain order and a larger proportion of face-on molecular orientation on a substrate for c-P3HTs. The various distinct structures observed for c-P3HT indicate the use of polymer topology as a means of nanostructure regulation.
• Unique Complex Structure and Mechanism of Physisorption of Defect-Free Cyclic Poly(ethylene glycol) onto Gold Nanoparticles
  Tomohisa Watanabe; Masato Yamasaki; Tsuyoshi Nakai; Bincy Akkoli Pottammal; Yuki Maruyama; Hiroki Iwase; Akiyuki Ryoki; Tianle Gao; Feng Li; Takuya Isono; Kenji Tajima; Toshifumi Satoh; Shin-ichiro Sato; Takuya Yamamoto
  Langmuir, American Chemical Society (ACS), 2025年05月26日
  研究論文（学術雑誌）
• Elucidating the structural changes of cellulose molecules and dynamics of Na ions during the crystal transition from cellulose I to II in low temperature and low concentration NaOH solution
  Yuki Kugo; Satoshi Nomura; Takuya Isono; Shin-ichiro Sato; Masashi Fujiwara; Toshifumi Satoh; Hirofumi Tani; Tomoki Erata; Kenji Tajima
  Carbohydrate Polymers, 332, 121907, 121907, Elsevier BV, 2024年05月
  研究論文（学術雑誌）
• Structural study of two polymer chains of poly(2-methoxyethyl glycidyl ether)-b-poly(2-ethoxyethyl glycidyl ether) thermoresponsive block copolymers using molecular dynamics simulations
  Erika Terada; Takuya Isono; Toshifumi Satoh; Takuya Yamamoto; Toyoji Kakuchi; Shin-ichiro Sato
  Chemical Physics Letters, 840, 141137, 141137, Elsevier BV, 2024年04月
  研究論文（学術雑誌）
• Molecular Dynamics Calculations for the Temperature Response of Poly(alkylated tri(ethylene oxide)isocyanate) Aqueous Solution
  Shunsuke Mizutani; Shunya Kita; Naoya Sakai; Takuya Yamamoto; Andrej Koleżyński; Toyoji Kakuchi; Shin-ichiro Sato
  Macromol, 3, 3, 653, 664, MDPI AG, 2023年09月08日
  研究論文（学術雑誌）, Aqueous solutions of conventional temperature-responsive amphiphilic polymers undergo a coil–globule conformational transition around the lower critical solution temperature (LCST) that causes the polymer surfaces to become hydrophobic and the polymers to aggregate together. Isocyanate polymers with alkylated oligo(ethylene oxide) side chains are expected to have rigid main chains and, thus, do not undergo the coil–globule structural transition, but they have recently been reported to exhibit temperature-responsive properties. In this study, molecular dynamics was used to calculate the agglomeration tendencies of two chains of poly(alkylated tri(ethylene oxide)isocyanate) (PRTEOIC, where R = methyl (Me) or ethyl (Et)) in aqueous solution to elucidate the LCST phenomenon in the absence of coil–globule conformational transition. Our MD simulations showed that aggregation also occurs in rod polymers. Furthermore, we found that both (PMeTEOIC)2 and (PEtTEOIC)2 showed parallel agglomeration of the two molecular chains with increasing temperature, but only (PMeTEOIC)2 showed a metastable T-shaped agglomeration in the middle temperature range. The crossing-point temperature (TCRP) at which the density of the first hydrophobic hydration shell around the sidechain alkyl group equals the bulk water density is a useful indicator for predicting the LCST of rod polymers with dense side chains terminated by alkyl groups.
• All-Atom Molecular Dynamics Simulations of the Temperature Response of Poly(glycidyl Ether)s with Oligooxyethylene Side Chains Terminated with Alkyl Groups
  Erika Terada; Takuya Isono; Toshifumi Satoh; Takuya Yamamoto; Toyoji Kakuchi; Shinichiro Sato
  Nanomaterials, 2023年05月12日
  研究論文（学術雑誌）
• Molecular Weight-Dependent Oxidation and Optoelectronic Properties of Defect-Free Macrocyclic Poly(3-hexylthiophene)
  Ryohei Sato; Atsuo Utagawa; Koji Fushimi; Feng Li; Takuya Isono; Kenji Tajima; Toshifumi Satoh; Shin-ichiro Sato; Hiroshi Hirata; Yoshihiro Kikkawa; Takuya Yamamoto
  Polymers, 15, 3, 666, 666, MDPI AG, 2023年01月28日
  研究論文（学術雑誌）, The redox behaviors of macrocyclic molecules with an entirely π-conjugated system are of interest due to their unique optical, electronic, and magnetic properties. In this study, defect-free cyclic P3HT with a degree of polymerization (DPn) from 14 to 43 was synthesized based on our previously established method, and its unique redox behaviors arising from the cyclic topology were investigated. Cyclic voltammetry (CV) showed that the HOMO level of cyclic P3HT decreases from –4.86 eV (14 mer) to –4.89 eV (43 mer), in contrast to the linear counterparts increasing from –4.94 eV (14 mer) to –4.91 eV (43 mer). During the CV measurement, linear P3HT suffered from electro-oxidation at the chain ends, while cyclic P3HT was stable. ESR and UV–Vis–NIR spectroscopy suggested that cyclic P3HT has stronger dicationic properties due to the interactions between the polarons. On the other hand, linear P3HT showed characteristics of polaron pairs with multiple isolated polarons. Moreover, the dicationic properties of cyclic P3HT were more pronounced for the smaller macrocycles.
• Size Control and Enhanced Stability of Silver Nanoparticles by Cyclic Poly(ethylene glycol)
  Yubo Wang; Jose Enrico Quijano Quinsaat; Feng Li; Takuya Isono; Kenji Tajima; Toshifumi Satoh; Shin-ichiro Sato; Takuya Yamamoto
  Polymers, 14, 21, 4535, 4535, MDPI AG, 2022年10月26日, ［査読有り］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）, Silver nanoparticles (AgNPs) are used in a wide range of applications, and the size control and stability of the nanoparticles are crucial aspects in their applications. In the present study, cyclized poly(ethylene glycol) (c-PEG) with various molecular weights, along with linear PEG with hydroxy chain ends (HO–PEG–OH) and methoxy chain ends (MeO–PEG–OMe) were applied for the Tollens’ synthesis of AgNPs. The particle size was significantly affected by the topology and end groups of PEG. For example, the size determined by TEM was 40 ± 7 nm for HO–PEG5k–OH, 21 ± 4 nm for c-PEG5k, and 48 ± 9 nm for MeO–PEG5k–OMe when the molar ratio of PEG to AgNO3 (ω) was 44. The stability of AgNPs was also drastically improved by cyclization; the relative UV–Vis absorption intensity (A/A0 × 100%) at λmax to determine the proportion of persisting AgNPs in an aqueous NaCl solution (37.5 mM) was 58% for HO–PEG5k–OH, 80% for c-PEG5k, and 40% for MeO–PEG5k–OMe, despite the fact that AgNPs with c-PEG5k were much smaller than those with HO–PEG5k–OH and MeO–PEG5k–OMe.
• Topology and Sequence-Dependent Micellization and Phase Separation of Pluronic L35, L64, 10R5, and 17R4: Effects of Cyclization and the Chain Ends
  Tomohisa Watanabe; Yubo Wang; Tomoko Ono; Satoru Chimura; Takuya Isono; Kenji Tajima; Toshifumi Satoh; Shin-ichiro Sato; Daichi Ida; Takuya Yamamoto
  Polymers, 14, 9, 1823, 1823, MDPI AG, 2022年04月29日, ［査読有り］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, The topology effects of cyclization on thermal phase transition behaviors were investigated for a series of amphiphilic Pluronic copolymers of both hydrophilic–hydrophobic–hydrophilic and hydrophobic–hydrophilic–hydrophobic block sequences. The dye solubilization measurements revealed the lowered critical micelle temperatures (TCMT) along with the decreased micellization enthalpy (ΔHmic) and entropy (ΔSmic) for the cyclized species. Furthermore, the transmittance and dynamic light scattering (DLS) measurements indicated a block sequence-dependent effect on the clouding phenomena, where a profound decrease in cloud point (Tc) was only found for the copolymers with a hydrophilic–hydrophobic–hydrophilic block sequence. Thus, the effect of cyclization on these critical temperatures was manifested differently depending on its block sequence. Finally, a comparison of the linear hydroxy-terminated, methoxy-terminated, and cyclized species indicated the effect of cyclization to be unique from a simple elimination of the terminal hydrophilic moieties.
• Topology-Dependent Interaction of Cyclic Poly(ethylene glycol) Complexed with Gold Nanoparticles against Bovine Serum Albumin for a Colorimetric Change
  Onyinyechukwu Justina Oziri; Masatoshi Maeki; Manabu Tokeshi; Takuya Isono; Kenji Tajima; Toshifumi Satoh; Shin-ichiro Sato; Takuya Yamamoto
  Langmuir, 38, 17, 5286, 5295, American Chemical Society (ACS), 2021年12月08日
  研究論文（学術雑誌）
• Cyclization of PEG and Pluronic Surfactants and the Effects of the Topology on Their Interfacial Activity
  Tomohisa Watanabe; Satoru Chimura; Yubo Wang; Tomoko Ono; Takuya Isono; Kenji Tajima; Toshifumi Satoh; Shin-ichiro Sato; Daichi Ida; Takuya Yamamoto
  Langmuir, 37, 23, 6974, 6984, American Chemical Society (ACS), 2021年05月28日
  研究論文（学術雑誌）
• PEGylation of Silver Nanoparticles by Physisorption of Cyclic Poly(Ethylene Glycol) for Enhanced Dispersion Stability, Antimicrobial Activity, and Cytotoxicity
  Onyinyechukwu Oziri; Yubo Wang; Tomohisa Watanabe; Shuya Uno; Masatoshi Maeki; Manabu Tokeshi; Takuya Isono; Kenji Tajima; Toshifumi Satoh; Shin-ichiro Sato; Yutaka Miura; Takuya Yamamoto
  Nanoscale Advances, 4, 2, 532, 545, Royal Society of Chemistry (RSC), 2021年
  研究論文（学術雑誌）, Silver nanoparticles (AgNPs) are practically valuable in biological applications. However, no steady PEGylation has been established, which is essential for internal use in humans or animals. In this study, cyclic...
• Enhanced dispersion stability of gold nanoparticles by the physisorption of cyclic poly(ethylene glycol)
  Yubo Wang; Jose Enrico Q. Quinsaat; Tomoko Ono; Masatoshi Maeki; Manabu Tokeshi; Takuya Isono; Kenji Tajima; Toshifumi Satoh; Shin-ichiro Sato; Yutaka Miura; Takuya Yamamoto
  Nature Communications, 11, 1, 6089, 6089, Springer Science and Business Media LLC, 2020年12月, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, Nano-sized metal particles are attracting much interest in industrial and biomedical applications due to the recent progress and development of nanotechnology, and the surface-modifications by appropriate polymers are key techniques to stably express their characteristics. Herein, we applied cyclic poly(ethylene glycol) (c-PEG), having no chemical inhomogeneity, to provide a polymer topology-dependent stabilization for the surface-modification of gold nanoparticles (AuNPs) through physisorption. By simply mixing c-PEG, but not linear counterparts, enables AuNPs to maintain dispersibility through freezing, lyophilization, or heating. Surprisingly, c-PEG endowed AuNPs with even better dispersion stability than thiolated PEG (HS–PEG–OMe). The stronger affinity of c-PEG was confirmed by DLS, ζ-potential, and FT-IR. Furthermore, the c-PEG system exhibited prolonged blood circulation and enhanced tumor accumulation in mice. Our data suggests that c-PEG induces physisorption on AuNPs, supplying sufficient stability toward bio-medical applications, and would be an alternative approach to the gold–sulfur chemisorption.
• Isolation of poly[d-lactate (LA)-co-3-hydroxybutyrate)]-degrading bacteria from soil and characterization of d-LA homo-oligomer degradation by the isolated strains
  Chiaki Hori; Tomohiro Sugiyama; Kodai Watanabe; Jian Sun; Yuu Kamada; Toshihiko Ooi; Takuya Isono; Toshifumi Satoh; Shin-ichiro Sato; Seiichi Taguchi; Ken'ichiro Matsumoto
  Polymer Degradation and Stability, 179, 109231, 109231, 2020年09月
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Switching of Fluorescent Zn/Cd Selectivity in N,N,N′,N′-Tetrakis(6-methoxy-2-quinolylmethyl)-1,2-diphenylethylenediamine by One Asymmetric Carbon Atom Inversion
  Yuji Mikata; Kana Nozaki; Marin Tanaka; Hideo Konno; Arimasa Matsumoto; Masaya Kawamura; Shin-ichiro Sato
  Inorganic Chemistry, 59, 8, 5313, 5324, American Chemical Society (ACS), 2020年04月20日
  研究論文（学術雑誌）
• DFT approach to the pathway of conformational changes of cellulose C6-hydroxymethyl group with simple cellotetraose model involving the mechanism of mercerization process
  Satoshi Nomura; Shin-ichiro Sato; Tomoki Erata
  Chemical Physics Letters, 742, 137154, 137154, Elsevier BV, 2020年03月
  研究論文（学術雑誌）
• Methoxy-substituted tetrakisquinoline analogs of EGTA and BAPTA for fluorescence detection of Cd2+
  Yuji Mikata; Minori Kaneda; Hideo Konno; Arimasa Matsumoto; Shin-ichiro Sato; Masaya Kawamura; Satoshi Iwatsuki
  Dalton Transactions, 48, 12, 3840, 3852, Royal Society of Chemistry (RSC), 2019年
  研究論文（学術雑誌）,

  A 5,6,7-trimethoxyquinoline-based octadentate ligand with a BAPTA (1,2-bis(2-aminophenoxy)ethane-N,N,N′,N′-tetraacetic acid) structure exhibits Cd²⁺-specific fluorescence enhancement.

• Synthesis, Isolation, and Properties of All Head-to-Tail Cyclic Poly(3-hexylthiophene): Fully Delocalized Exciton over the Defect-Free Ring Polymer
  Takuya Yamamoto; Masaaki Hosokawa; Minato Nakamura; Shin-ichiro Sato; Takuya Isono; Kenji Tajima; Toshifumi Satoh; Masamichi Sato; Yasuyuki Tezuka; Akinori Saeki; Yoshihiro Kikkawa
  Macromolecules, 51, 22, 9284, 9293, 2018年11月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Design and synthesis of thermoresponsive aliphatic polyethers with a tunable phase transition temperature
  Takuya Isono; Kana Miyachi; Yusuke Satoh; Shin-ichiro Sato; Toyoji Kakuchi; Toshifumi Satoh
  POLYMER CHEMISTRY, 8, 37, 5698, 5707, 2017年10月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• B(C6F5)(3)-Catalyzed Group Transfer Polymerization of N,N-Disubstituted Acrylamide Using Hydrosilane: Effect of Hydrosilane and Monomer Structures, Polymerization Mechanism, and Synthesis of alpha-End-Functionalized Polyacrylamides
  Kikuchi Seiya; Chen Yougen; Kitano Kodai; Sato Shin-ichiro; Satoh Toshifumi; Kakuchi Toyoji
  MACROMOLECULES, 49, 8, 3049, 3060, 2016年04月26日, ［査読有り］
• Synthesis of AB block and A(2)B(2) and A(3)B(3) miktoarm star-shaped copolymers using omega-end-functionalized poly(methyl methacrylate) with a hydroxyl group prepared by organocatalyzed group transfer polymerization
  Eric Ofosu-Twum; Chen Yougen; Takada Kenji; Sato Shin-ichiro; Satoh Toshifumi; Kakuchi Toyoji
  POLYMER CHEMISTRY, 6, 45, 7841, 7850, 2015年, ［査読有り］
• Zinc-specific intramolecular excimer formation in TQEN derivatives: Fluorescence and zinc binding properties of TPEN-based hexadentate ligands
  Yuji Mikata; Saaya Takeuchi; Eri Higuchi; Ayaka Ochi; Hideo Konno; Kazuma Yanai; Shin-Ichiro Sato
  Dalton Transactions, 43, 43, 16377, 16386, Royal Society of Chemistry, 2014年11月21日
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Stereoblock-like Brush Copolymers Consisting of Poly(L-lactide) and Poly(D-lactide) Side Chains along Poly(norbornene) Backbone: Synthesis, Stereocomplex Formation, and Structure-Property Relationship
  Takuya Isono; Yohei Kondo; Shun Ozawa; Yougen Chen; Ryosuke Sakai; Shin-ichiro Sato; Kenji Tajima; Toyoji Kakuchi; Toshifumi Satoh
  MACROMOLECULES, 47, 20, 7118, 7128, 2014年10月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Thermoresponsive properties of 3-, 4-, 6-, and 12-armed star-shaped poly[2-(dimethylamino)ethyl methacrylate]s prepared by core-first group transfer polymerization
  Seiya Kikuchi; Yougen Chen; Keita Fuchise; Kenji Takada; Junsuke Kitakado; Shin-ichiro Sato; Toshifumi Satoh; Toyoji Kakuchi
  POLYMER CHEMISTRY, 5, 16, 4701, 4709, 2014年08月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Synthesis of Linear, Cyclic, Figure-Eight-Shaped, and Tadpole-Shaped Amphiphilic Block Copolyethers via t-Bu-P-4-Catalyzed Ring-Opening Polymerization of Hydrophilic and Hydrophobic Glycidyl Ethers
  Takuya Isono; Yusuke Satoh; Kana Miyachi; Yougen Chen; Shin-ichiro Sato; Kenji Tajima; Toshifumi Satoh; Toyoji Kakuchi
  MACROMOLECULES, 47, 9, 2853, 2863, 2014年05月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Diphenyl Phosphate/4-Dimethylaminopyridine as an Efficient Binary Organocatalyst System for Controlled/Living Ring-Opening Polymerization of L-Lactide Leading to Diblock and End-Functionalized Poly(L-lactide)s
  Kosuke Makiguchi; Seiya Kikuchi; Kazuma Yanai; Yoshitaka Ogasawara; Shin-ichiro Sato; Toshifumi Satoh; Toyoji Kakuchi
  JOURNAL OF POLYMER SCIENCE PART A-POLYMER CHEMISTRY, 52, 7, 1047, 1054, 2014年04月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Synthesis of water-soluble polyisocyanates with the oligo(ethylene glycol) side-chain as new thermoresponsive polymers
  Naoya Sakai; Mingoo Jin; Shin-ichiro Sato; Toshifumi Satoh; Toyoji Kakuchi
  POLYMER CHEMISTRY, 5, 3, 1057, 1062, 2014年02月
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Photophysical Properties of Self-assembled Cyanine-dye Dimmer Formation Assisted by Cyclodextrin Inclusion Complexation
  Shigeaki Abe; Takashi Hirota; Takayuki Kiba; Naoyuki Miyakawa; Fumio Watari; Akihiro Murayama; Shin-Ichiro Sato
  MOLECULAR CRYSTALS AND LIQUID CRYSTALS, 579, 1, 22, 29, 2013年09月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Synthesis of Star- and Figure-Eight-Shaped Polyethers by t-Bu-P4-Catalyzed Ring-Opening Polymerization of Butylene Oxide
  ISONO Takuya; KAMOSHIDA Kensuke; SATOH Yusuke; TAKAOKA Toshimitsu; SATO Shin‐ichiro; SATOH Toshifumi; KAKUCHI Toyoji
  Macromolecules, 46, 10, 3841, 3849, 2013年05月28日
  英語
• Structure and Intermolecular Dynamics of Carbon Disulfide/Alcohols Binary Solution
  Takayuki Kiba; Takashi Hirota; Akihiro Murayama; Shin-Ichiro Sato
  Molecular Crystals and Liquid Crystals, 579, 1, 103, 109, Informa UK Limited, 2013年01月
  研究論文（学術雑誌）
• Colorimetric Detection of Anions in Aqueous Solution Using Poly(phenylacetylene) with Sulfonamide Receptors Activated by Electron Withdrawing Group
  SAKAI Ryosuke; BARASA Eric B; SAKAI Naoya; SATO Shin‐ichiro; SATOH Toshifumi; KAKUCHI Toyoji
  Macromolecules, 45, 20, 8221, 8227, 2012年10月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Fluorescence Turn-On Sensing of Anions Based on Disassembly Process of Urea-Functionalized Poly(phenylenebutadiynylene) Aggregates
  Sakai, Ryosuke; Nagai, Atsushi; Tago, Yasuyuki; Sato, Shin-ichiro; Nishimura, Yoshinobu; Arai, Tatsuo; Satoh, Toshifumi; Kakuchi, Toyoji
  MACROMOLECULES, 45, 10, 4122, 4127, AMER CHEMICAL SOC, 2012年05月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Synthesis of urea-functionalized poly(phenylenebutadiynylene) as a turn-on fluorescent probe for anion sensing
  Ryosuke Sakai; Atsushi Nagai; Yasuyuki Tago; Shin-ichiro Sato; Toshifumi Satoh; Toyoji Kakuchi
  ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, 243, 2012年03月, ［査読有り］
  英語
• Morphology and Photophysical Properties of One-Dimensional Arrayed Porphyrin Aggregates Assisted by Cyclodextrin Inclusion Complexation
  Shigeaki Abe; Hirohisa Kobayashi; Takayuki Kiba; Fumio Watari; Shin-Ichiro Sato
  MOLECULAR CRYSTALS AND LIQUID CRYSTALS, 566, 151, 157, 2012年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• “Spectral narrowing of UV-visible absorption and emission spectra of anthracene-derivatives in b-cyclodextrin nanocavity: Effects of host/guest stoichiometry
  S.-I. Sato, Y. Yoshizumi, T. Kiba, A. Murayama, S. Abe
  Molecular Crystals and Liquid Crystals, 568, 60, 65, 2012年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Biodistribution of Aqueous Suspensions of Carbon Nanotubes in Mice and Their Biocompatibility
  Abe S; Itoh S; Hayashi D; Kobayashi T; Kiba T; Akasaka T; Uo M; Yawaka Y; Sato S; Watari F; Takada T
  J Nanosci Nanotechnol., 12, 1, 700, 706, 2012年01月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• A Photo-Degradable Helix: Synthesis, Structure, and Photolysis of Optically Active Poly[2,7-bis(4-t-butylphenyl)-9-methylfluoren-9-yl Acrylate]
  Takeshi Sakamoto; Kento Watanabe; Yukatsu Shichibu; Katsuaki Konishi; Shin-Ichiro Sato; Tamaki Nakano
  JOURNAL OF POLYMER SCIENCE PART A-POLYMER CHEMISTRY, 49, 4, 945, 956, 2011年02月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• A Reactive Helix: Synthesis, Chemical Modification, and Polymerization of an Optically Active Polymethacrylate
  Takeshi Sakamoto; Toshio Nishikawa; Yasuyuki Fukuda; Shin-ichiro Sato; Tamaki Nakano
  MACROMOLECULES, 43, 14, 5956, 5963, 2010年07月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Temperature-Sensitive Association Properties of End-Functionalized Poly(N-isopropylacrylamide) in Dilute Aqueous Solutions
  Shingo Baba; Yoshinobu Enomoto; Qian Duan; Takayuki Kiba; Toyoji Kakuchi; Shin-ichiro Sato
  MOLECULAR CRYSTALS AND LIQUID CRYSTALS, 505, 247, 256, 2009年
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Photoinduced Racemization of an Optically Active Helical Polymer Formed by the Asymmetric Polymerization 2,7-Bis(4-tert-butylphenyl)fluoren-9-yl Acrylate
  Takeshi Sakamoto; Yasuyuki Fukuda; Shin-ichiro Sato; Tamaki Nakano
  ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION, 48, 49, 9308, 9311, 2009年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Control of Thermoresponsive Property of Urea End-Functionalized Poly(N-isopropylacrylamide) Based on the Hydrogen Bond-Assisted Self-Assembly in Water
  Fuchise Keita; Kakuchi Ryohei; Lin Sung-Tso; Sakai Ryosuke; Sato Shin-Ichiro; Satoh Toshifumi; Chen Wen-Chang; Kakuchi Toyoji
  Journal of Polymer Science Part a-Polymer Chemistry, 47, 22, 6259, 6268, 2009年, ［査読有り］

• 糖ジオール由来芳香族ポリエステルの系統的合成と構造・物性評価
  馬場江麻; 橋本久穂; FENG Li; 佐藤信一郎; 佐藤敏文; 磯野拓也, 化学系学協会北海道支部冬季研究発表会(Web), 2023, 2023年
• セルロースシートとカルボキシメチルセルロース間の吸着挙動についての分子動力学計算
  依田龍輝; 田島健次; 佐藤信一郎, 高分子学会北海道支部研究発表会講演要旨集, 54th, 2020年
• オリゴ酪酸およびオリゴ乳酸とポリマー分解酵素間の相互作用の分子動力学シミュレーションを用いた検討
  織田耕平; 鎌田佑; 松本謙一郎; 大井俊彦; 田口精一; 佐藤信一郎, 化学系学協会北海道支部冬季研究発表会(Web), 2018, 2018年
• フォスファゼン塩基触媒を用いた開環重合による立体規則性ポリエーテルの精密合成
  宮地香奈; 磯野拓也; 佐藤悠介; 佐藤信一郎; 佐藤敏文; 覚知豊次, 高分子学会予稿集(CD-ROM), 64, 1, ROMBUNNO.2PA017, 2015年05月12日
  日本語
• 立体規則性を制御した両親媒性ジブロックコポリエーテルの精密合成
  宮地香奈; 磯野拓也; 佐藤悠介; 佐藤信一郎; 佐藤敏文; 覚知豊次, 高分子学会予稿集(CD-ROM), 63, 2, ROMBUNNO.1PC003, 2014年09月03日
  日本語
• ウレア基を有する蛍光アニオンセンサーの振電相互作用機構による蛍光出力スイッチング
  屋内一馬; 島田遼太郎; 渕瀬啓太; 堺井亮介; 佐藤敏文; 覚知豊次; 佐藤信一郎, 化学系学協会北海道支部冬季研究発表会講演要旨集(CD-ROM), 2014, ROMBUNNO.2B14, 2014年01月28日
  日本語
• リン酸ジフェニルを触媒に用いた環状エステルエーテルの精密重合
  朝倉千裕; 牧口孝祐; 佐藤信一郎; 佐藤敏文; 覚知豊次, 高分子学会北海道支部研究発表会講演要旨集, 48th, 19, 2014年
  日本語
• 側鎖末端オレフィンのヒドロホウ素化‐酸化による両親媒性ブロックコポリエーテルの精密合成
  宮地香奈; 佐藤悠介; 磯野拓也; 佐藤敏文; 佐藤信一郎; 覚知豊次, 高分子学会北海道支部研究発表会講演要旨集, 48th, 52, 2014年
  日本語
• 有機分子触媒を用いたメタクリル酸メチルのグループトランスファー重合
  久保田直也; 高田健司; CHEN Yougen; 渕瀬啓太; 佐藤信一郎; 覚知豊次; 佐藤敏文, 高分子学会予稿集(CD-ROM), 62, 2, ROMBUNNO.1C06, 2013年08月28日
  日本語
• 有機ブレンステッド酸を触媒に用いた環状エステルおよび環状カーボネートのリビング開環重合
  牧口孝祐; 菊地誠也; 佐藤信一郎; 覚知豊次; 佐藤敏文, 高分子学会予稿集(CD-ROM), 62, 2, ROMBUNNO.1C05, 2013年08月28日
  日本語
• 有機強酸を触媒としたアクリル酸エステルおよびN,N‐ジアルキルアクリルアミドのグループトランスファー重合
  高田健司; 渕瀬啓太; CHEN Yougen; 久保田直也; 佐藤信一郎; 覚知豊次; 佐藤敏文, 高分子学会予稿集(CD-ROM), 62, 2, ROMBUNNO.1C07, 2013年08月28日
  日本語
• Vibronic switching of fluorescence output from urea-functionalized poly (p-phenylene) receptor by fluoride-anion recognition
  Yanai Kazuma; Shimada Ryotaro; Fuchise Keita; Kakuchi Ryohei; Sakai Ryosuke; Satoh Toshifumi; Kakuchi Toyoji; Sato Shin-ichiro, ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, 245, 2013年04月, ［査読有り］
  英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）
• Observation of a 3D Network Nano-Structure of Carbon Nanotubes Scaffold for Cultivation
  Shigeaki Abe; Kosuke Ishikawa; Atsushi Hyono; Hirohisa Kobayashi; Takayuki Kiba; Tsukasa Akasaka; Motohiro Uo; Yasutaka Yawaka; Shin-Ichiro Sato; Tetsu Yonezawa; Fumio Watari, e-Journal of Surface Science and Nanotechnology, 9, 80, 84, 2011年03月05日
  英語
• Versatile surface modification by Carbon Nanotubes through an amide-bond formation
  Shigeaki Abe; Katsutoshi Nakayama; Hirohisa Kobayashi; Takayuki Kiba; Tsukasa Akasaka; Shin-ichiro Sato; Motohiro Uo; Fumio Watari; Tomoya Takada, Nano Biomedicine, 3, 1, 208, 216, 2011年
  There is considerable investigation into the applications of carbon nanotubes because of their valuable properties. In this study, our goal was to develop several carbon nanotube (CNT)-coated substrates through an amide-bonding process. We prepared polycarboxylated multi-walled CNTs via a carboxylation reaction and then CNT derivatives were tethered to amino groups presented on a titanium, gold or glass substrate in the presence of a condensation agent. The obtained substrates were characterized with a Raman microscope, an atomic force microscope (AFM) and a scanning electron microscope (SEM). Raman mapping images indicated that the CNTs existed on the substrate surface homogeneously, and AFM and SEM observation revealed that the CNTs coating the surfaces had a three-dimensional network nanostructure. The CNTs remained on the surface even after ultrasonication treatment in organic solvent. However, they were removed from the substrate surface after soaking in NaOH aqueous solution. This result suggested that the CNTs were tethered to the substrate through amide bonding., ナノ・バイオメディカル学会, 英語
• Precise synthesis of poly(1-adamantyl methacrylate) by atom transfer radical polymerization
  Keita Fuchise; Masako Sone; Yutaka Miura; Ryosuke Sakai; Atsushi Narumi; Shin-Ichiro Sato; Toshifumi Satoh; Toyoji Kakuchi, POLYMER JOURNAL, 42, 8, 626, 631, 2010年08月
  英語
• Photophysical characterization of cumarin-doped poly (lactic acid) microparticles and visualization of the biodistribution
  Shigeaki Abe; Takayuki Kiba; Kiyotada Hosokawa; Satoru Nitobe; Takashi Hirota; Hirohisa Kobayashi; Tsukasa Akasaka; Motohiro Uo; Yoshinori Kuboki; Shin-Ichiro Sato; Fumio Watari; Iosif D. Rosca, JOURNAL OF ELECTRON SPECTROSCOPY AND RELATED PHENOMENA, 181, 2-3, 181, 185, 2010年08月
  英語
• Group Transfer Polymerization of N,N-Dimethylacrylamide Using Nobel Efficient System Consisting of Dialkylamino Silyl Enol Ether as an Initiator and Strong Bronsted Acid as an Organocatalyst
  Keita Fuchise; Ryosuke Sakai; Toshifumi Satoh; Shin-ichiro Sato; Atsushi Narumi; Seigou Kawaguchi; Toyoji Kakuchi, MACROMOLECULES, 43, 13, 5589, 5594, 2010年07月
  英語
• シクロデキストリン中における芳香族分子の二量体形成と励起緩和ダイナミクス
  宮川直之; 木場隆之; 西村賢宣; 佐藤信一郎, 日本化学会北海道支部夏季研究発表会講演要旨集, 2010, 2010年
• Self-Assembled Anthracene Dimers Formed in Aqueous Solution in the Presence of gamma-cyclodextrin
  Naoyuki Miyakawa; Takayuki Kiba; Shin-Ichiro Sato, MOLECULAR CRYSTALS AND LIQUID CRYSTALS, 520, 469, 476, 2010年
  英語
• Enhancement of J Aggregation of Zinc Tetraphenylporphyrin in Water/Ethanol Binary Solution in the Presence of Cyclodextrin
  Hirohisa Kobayashi; Takayuki Kiba; Shin-ichiro Sato, MOLECULAR CRYSTALS AND LIQUID CRYSTALS, 520, 448, 454, 2010年
  英語
• Supramolecular J-aggregate assembly of a covalently linked zinc porphyrin-β-cyclodextrin conjugate in a water/ethanol binary mixture
  KIBA Takayuki; SUZUKI Hiroki; HOSOKAWA Kiyotada; KOBAYASHI Hirohisa; BABA Shingo; KAKUCHI Toyoji; SATO Shin‐ichiro, Journal of Physical Chemistry B, 113, 34, 11560, 11563, 2009年08月
  英語
• 原子間力顕微鏡によるポルフィリン超分子J会合体の直接観察
  小林宏寿; 木場隆之; 細川清正; 佐藤信一郎, 化学系学協会北海道支部冬季研究発表会講演要旨集, 2009, 2009年
• Cycloclextrin nanocavity caging effect on electronic dephasing
  Takayuki Kiba; Tatsuya Kasajima; Yoshinobu Nishimura; Shin-ichiro Sato, CHEMPHYSCHEM, 9, 2, 241, 244, 2008年02月
  英語
• シクロデキストリン連結亜鉛ポルフィリンのJ会合体形成および励起緩和ダイナミクス
  木場隆之; 鈴木広樹; 細川清正; 秋本誠志; 覚知豊次; 佐藤信一郎, 化学反応討論会講演要旨集, 24th, 2008年
• シクロデキストリン包接現象を利用した亜鉛ポルフィリンJ会合体形成
  木場隆之; 細川清正; 鈴木広樹; 馬場真吾; 秋本誠志; 覚知豊次; 佐藤信一郎, 分子科学討論会講演プログラム&要旨(Web), 2nd, 2008年
• Fluorescence resonance energy transfer in host-guest inclusion complexes of cyclodextrin-porphyrin composite in aqueous solution
  Kiyotada Hosokawa; Yutaka Miura; Takayuki Kjba; Toyoji Kakuchi; Shin-Ichiro Sato, CHEMISTRY LETTERS, 37, 1, 60, 61, 2008年01月
  英語
• ATRPによるポリ(N‐イソプロピルアクリルアミド)の精密合成[1]末端疎水化とシクロデキストリン添加によるLCST制御
  鳴海敦; DUAN Qian; 常橋洋介; 川口正剛; DEFFIEUX Alain; REE Moonhor; 平尾明; 佐藤信一郎; 佐藤敏文; 覚知豊次, 高分子学会予稿集(CD-ROM), 56, 2 Disk1, 1B13, 2007年09月04日
  日本語
• マルトヘキサオースを側鎖に有するポリ(p‐フェニレンエチニレン)の合成と機能
  鴻巣亮; 鳴海敦; 佐藤信一郎; 佐藤敏文; 覚知豊次, 日本化学会北海道支部研究発表会講演要旨集, 2007, 32, 2007年07月21日
  日本語
• Theory for quantum interference signal from an inhomogeneously broadened two-level system excited by an optically phase-controlled laser-pulse pair
  Shin-ichiro Sato, JOURNAL OF CHEMICAL THEORY AND COMPUTATION, 3, 3, 1158, 1162, 2007年05月
  英語
• オリゴ糖修飾ポリ(p‐フェニレンエチニレン)の合成
  鴻巣亮; 鳴海敦; 佐藤信一郎; 佐藤敏文; 覚知豊次, 高分子学会北海道支部研究発表会講演要旨集, 41st, 10, 2007年02月06日
  日本語
• シクロデキストリン包接によるサイズ選択的なゲスト分子の吸収・蛍光スペクトル尖鋭化
  木場隆之; 佐藤信一郎; 笠嶋辰也; 仁戸部覚; 秋本誠志; 覚知豊次, 日本化学会北海道支部研究発表会講演要旨集, 2007, 2007年
• Structure and Excitation Relaxation Dynamics of Dimethylanthracene Dimer in a γ-Cyclodextrin Nanocavity in Aqueous Solution
  SATO Shin‐ichiro; NAKAMURA Takashi; NITOBE Satoru; KIBA Takayuki; HOSOKAWA Kiyotada; KASAJIMA Tatsuya; OTSUKA Issei; AKIMOTO Seiji; KAKUCHI Toyoji, Journal of Physical Chemistry B, 110, 43, 21444, 21449, 2006年11月
  英語
• ポルフィリン連結シクロデキストリン‐アントラセン誘導体の励起エネルギー移動
  細川清正; 三浦裕; 秋本誠志; 中野環; 覚知豊次; 佐藤信一郎, 光化学討論会講演要旨集, 2006, 396, 2006年09月09日
  日本語
• アミド結合により末端をピレンで修飾したポリ‐(N‐イソプロピルアクリルアミド)の合成及び光学的特性
  榎本吉伸; 戸田篤志; 三浦裕; 覚知豊次; 秋本誠志; 中野環; 佐藤信一郎, 日本化学会北海道支部研究発表会講演要旨集, 2006, 24, 2006年07月20日
  日本語
• Solvent-assisted intramolecular vibrational energy redistribution of S-1 perylene in ketone solvents
  T Kiba; S Sato; S Akimoto; T Kasajima; Yamazaki, I, JOURNAL OF PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY A-CHEMISTRY, 178, 2-3, 201, 207, 2006年03月
  英語
• Synthesis and thermoresponsive property of end-functionalized poly(N-isopropylacrylamide) with pyrenyl group
  Q Duan; Y Miura; A Narumi; Shen, X; S Sato; T Satoh; T Kakuchi, JOURNAL OF POLYMER SCIENCE PART A-POLYMER CHEMISTRY, 44, 3, 1117, 1124, 2006年02月
  英語
• 亜鉛ポルフィリン連結シクロデキストリンの合成と光学的性質
  細川清正; 三浦裕; 秋本誠志; 覚知豊次; 佐藤信一郎, 日本化学会北海道支部研究発表会講演要旨集, 2006, 106, 2006年01月20日
  日本語
• アントラセン誘導体とシクロデキストリン包接錯体の構造とダイナミクス
  仁戸部覚; 木場隆之; 秋本誠志; 中野環; 覚知豊次; 佐藤信一郎, 分子構造総合討論会講演要旨集(CD-ROM), 2006, 2006年
• シクロデキストリン・ナノキャビティ包接による分子波動関数の保護-ホスト-ゲストサイズ依存性
  木場隆之; 笠嶋辰也; 秋本誠志; 中野環; 覚知豊治; 佐藤信一郎, 分子構造総合討論会講演要旨集(CD-ROM), 2006, 2006年
• シクロデキストリン・ナノキャビティー中におけるアントラセン誘導体の分子二量体形成
  仁戸部覚; 木場隆之; 佐藤信一郎; 秋本誠志, 日本化学会北海道支部研究発表会講演要旨集, 2006, 2006年
• Thermoresponsive property controlled by end-functionalization of poly(N-isopropylacrylamide) with phenyl, biphenyl, and triphenyl groups
  Q Duan; A Narumi; Y Miura; XD Shen; SI Sato; T Satoh; T Kakuchi, POLYMER JOURNAL, 38, 3, 306, 310, 2006年
  英語
• シクロデキストリン・ナノキャビティ中における芳香族分子の電子位相緩和過程
  木場隆之; 佐藤信一郎; 秋本誠志; 笠嶋辰也; 山崎巌, 日本化学会北海道支部研究発表会講演要旨集, 2005, 2005年
• 光応用技術・材料事典
  産業技術サービスセンター, 2005年
• Vibrational energy relaxation of S-1 perylene in solution
  T Kasajima; S Akimoto; S Sato; Yamazaki, I, JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A, 108, 16, 3268, 3275, 2004年04月
  英語
• π-π and σ-π Interactions in α-ω-di-(9-anthryl) and di-(1-naphthyl) oligosilanes studied by time-resolved fluorescence in solution,J. Phys. Chem. B, 107, 12184-12191 (2003).*
  KARATSU T; SHIBATA T; NISHIGAKI A; KITAMURA A; HATANAKA Y; NISHIMURA Y; SATO S; YAMAZAKI I, Journal of Physical Chemistry B, 107, 44, 12184, 12191, 2003年11月
  英語
• Coherent control of oscillatory excitation transfer in dithia-1,5[3,3]anthracenophane by a phase-locked femtosecond pulse pair
  S Sato; Y Nishimura; Y Sakata; Yamazaki, I, JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A, 107, 47, 10019, 10025, 2003年11月
  英語
• Evidence of vibrational relaxation from non-Boltzmann to Boltzmann distribution over nu '=0, 1, 2 levels in S-1 perylene in solution: Franck-Condon analysis of time-resolved fluorescence
  T Kasajima; S Akimoto; S Sato; Yamazaki, I, CHEMICAL PHYSICS LETTERS, 375, 1-2, 227, 232, 2003年06月
  英語
• 位相ロックダブルパルスを用いた蛍光量子干渉計測装置の製作
  西村 賢宣; 佐藤 信一郎; 山崎 巌, 分光研究, 52, 4, 230, 236, 2003年
  The Spectroscopical Society of Japan, 日本語
• Oscillatory excitation transfer in dithiaanthracenophane: Quantum beat in a coherent photochemical process in solution
  Yamazaki, I; S Akimoto; T Yamazaki; S Sato; Y Sakata, JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A, 106, 10, 2122, 2128, 2002年03月
  英語
• ZEKE electron spectroscopy of alkylbenzene–argon van der Waals complexes
  SATO S; KOJIMA T; BYODO K; SHINOHARA H; YANAGIHARA S; KIMURA K, Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 112, 1-3, 247, 255, 2000年11月
  英語

• Coherence and Ultrashort Pulsed Laser Emission
  INTECH, 2010年

• 分子物理化学特論, 2024年, 修士課程, 工学院
• 分子物理化学特論, 2024年, 修士課程, 総合化学院
• 大学院共通授業科目（一般科目）：自然科学・応用科学, 2024年, 修士課程, 大学院共通科目
• 分子物理化学特論, 2024年, 博士後期課程, 工学院
• 分子材料化学, 2024年, 学士課程, 工学部
• 量子化学Ⅱ, 2024年, 学士課程, 工学部
• 応用化学学生実験Ⅰ, 2024年, 学士課程, 工学部

• 応用物理学会
• 分子科学会
• 日本化学会

• 金ナノ粒子の表面デザインを駆使したプロテインコロナの光制御法の開発
  科学研究費助成事業
  2022年06月30日 - 2025年03月31日
  三友 秀之; 佐藤 信一郎
  本研究では、高い光機能性と生体適合性を有する金ナノ粒子を用いたナノ粒子医療の開発に取り組んでいる。ナノ粒子医療においては、粒子が血中を安定に滞留し、対象とする疾患部位に特異的に作用するターゲット能が重要である。しかし、一般的に、ナノ粒子が血中に投与されると粒子の表面に様々なタンパク質が吸着してプロテインコロナを形成し、マクロファージに認識されて排除されたり、目的細胞へのターゲット能が失われたりする。このような課題に対し、これまで吸着性を低減するための表面デザインが検討されてきた。本研究では、一歩進んだ“プロテインコロナを制御する手法”の開発を目指し、粒子の表面デザインについて検討を進めている。具体的には、自身のタンパク質が吸着することで粒子の凝集体形成を抑制し、かつ免疫システムから異物として認識されないようにしながらも、マクロファージが認識するようなタンパク質は吸着せず、さらには、特定の部位に到着した際には光刺激によってターゲット能を発揮できるナノ粒子の創製を目指している。
  令和４年度は、研究代表者が開発してきた温度応答性を付与する表面被覆分子による機能化を拡張し、よりオリゴエチレングリコール分子鎖が長い分子と混合することで、粒子表面へのタンパク質の吸着性を制御できることを新たに発見した。また、オリゴエチレングリコールが長い分子と混合したことによって応答温度が上昇することが確認されたが、適切な応答温度への再設定も達成した。つまり、体温付近での鋭敏な温度応答性を維持しながら、タンパク質の吸着性を制御可能な表面デザインを見いだした。結果として、血清をいれた細胞培養液中において、血清タンパク質の吸着による粒子の分散安定化と温度変化に応答した粒子の集合化を両立できることがあきらかになった。
  日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 北海道大学, 22K19929
• 揺らぎ制御可能な自己組織化超分子系の探索とその制御メカニズムの解明
  科学研究費助成事業 基盤研究(C)
  2017年04月01日 - 2022年03月31日
  佐藤 信一郎
  （１）平成30年度の研究において、モノカルボニルポルフィリン(Por-COOR)（R=H or CH3）2個とフラーレンからなる自己組織化についてMDシミュレーションしたところ、（Por-COOR πスタックダイマー＋フラーレン）タイプの安定構造は得られず、フラーレンを2個のPor-COORが挟み込むサンドイッチ型構造のみが熱力学的に安定となった。本研究の目的はPor-COORπスタックダイマーの揺らぎが光電子移動に与える影響を探ることであるため、サンドイッチ型構造は研究目的にはそぐわない。そこで今年度は、強制的にπスタック構造にする目的で二つのポルフィリンを1本のアルキル鎖で連結したlinear-(Por-COOR)2と2本のアルキル鎖で連結したcyclic-(Por-COOR)2のそれぞれについて、フラーレン非存在下および存在下の２条件で、熱力学的安定構造のアルキル鎖長依存性についてMDシミュレーションによりスクリーニング調査をおこなった。面白いことに、連結系においても、非連結系と同様に、R=HとR=CH3で熱力学的安定性に違いが見いだされた。（例えば、フラーレン非存在下ではR=Hの時、メチレン鎖長が5（n=5）R=CH3の時 n=6で安定化するが安定性はR=H、n=5のほうが上であった。）また、意外なことに、直鎖連結と環状連結で比較すると、直鎖連結のほうが安定性が高い結果も得られた。しかしながら、フラーレン存在下では、直鎖連結では安定なπスタッキング構造は得られず、環状連結のみ安定なπスタッキング構造が得られた（n=6, 7）この構造を詳細に観察するとR＝Hにおいて二つのポルフィリン環の平行性が高く、光照射時に二つのポルフィリン環に非局在化した励起状態からフラーレンへの電子移動状態がTDFT計算により観測された。
  （２）ASCOTの導入とテストを実施した。
  日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 17K05025
• ダブルパルスインパルシブ共鳴ラマン励起による分子振動制御
  科学研究費助成事業 基盤研究(C)
  2012年04月01日 - 2016年03月31日
  佐藤 信一郎; 木場 隆之
  化学反応のコヒーレント制御や、分子の電子・振動状態を量子ビットとして用いた量子コンピューティングなど、超短レーザーパルスを用いて原子・分子の波動関数を直接制御しようとする試みがなされている。これらの量子制御を実現するにあたって、原子分子の波動関数がどれだけ長い間コヒーレンス（可干渉性）を保持できるかが重要となる。量子制御を可能とする第一条件としてデコヒーレンスの抑制がある。そこで本研究ではデコヒーレンスの要因となる溶質－溶媒間相互作用のゆらぎのメカニズムについて実験および計算化学的に追及した。
  日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 24550004
• シクロデキストリン包接による電子位相緩和抑制
  科学研究費助成事業 基盤研究(C)
  2008年 - 2010年
  佐藤 信一郎
  超分子ナノ空間内への分子の包接現象をデコヒーレンス抑制の手段として確立させ、凝縮系における分子波動関数の量子制御の効率化を図ることが本提案のねらいである。近年、化学反応のコヒーレント制御や、分子の電子・振動状態を量子ビットとして用いた量子コンピューティングなど、超短パルスレーザーを用いて原子分子の波動関数を直接制御しようとする試みが報告されている。これらの量子制御を実現するにあたって、原子分子の波動関数がどれだけ長い間コヒーレンス(可干渉性)を保持できるかが重要となる。したがって、コヒーレンスが失われてゆく過程-デコヒーレンス(位相緩和)-の機構やダイナミクスの解明、さらにはその抑制を目指す。
  ペリレン/γ-CD系をはじめとして、アントラセン誘導体/β-CD系においてナノキャビティ包接効果によって、電子状態の分子波動関数が保護され、電子位相緩和時間が延びることを見出した。この保護効果発現にはCDキャビティとゲスト分子の空隙をを埋めるスペーサー分子が必須であり、スペーサー分子として、アルコール・ケトン類が有効であることを見出した。
  日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 20550001
• 溶液中多原子分子の余剰振動エネルギー緩和
  科学研究費助成事業 特定領域研究
  2007年 - 2007年
  佐藤 信一郎
  溶液中における光励起分子の振動緩和過程の研究は、光化学反応制御や溶液構造・ダイナミクスとの関連において非常に重要な研究課題である。溶液中の多原子分子の振動緩和過程では、分子内振動再分配(IVR)と分子間振動エネルギー移動(VET)とが時間的に重なり、両者が競合する領域を持った複雑な過程である。我々はこれまで、ペリレン等の多環芳香族分子のVERについて研究をおこなってきた。多環芳香族分子は溶液中においても,吸収・発光スペクトルが比較的シャープであり,振動プログレッションが明瞭であることに着目し,時間分解発光スペクトルをフランクコンドン(FC)解析することで溶液中多原子分子系の実験としては報告例が非常に少ないstate-to-stateのポピュレーション解析に成功している。
  近年、溶液中での振動緩和過程の研究において、IVRにはサブピコ秒のタイムスケールで起こるfast IVRと、ピコ秒領域のslow IVRの2つが存在することが見出されている。このslow IVRはVETとタイムスケールが接近しており、溶質-溶媒間の弾性的な相互作用により影響を受けるsolvent-assisted IVR(SA-IVR)であると考えられている1,2。本研究では、このSA-IVRについて、溶媒のどのような性質が影響を与えているか詳細を明らかにするため、ペリレンのフェムト秒からピコ秒領域における余剰振動エネルギー緩和過程に対する溶媒効果について蛍光アップコンバージョン法により調べた。
  日本学術振興会, 特定領域研究, 北海道大学, 19029001
• レーザー波形整形と量子ホログラフィによる分子波動関数の制御と可視化
  科学研究費助成事業 基盤研究(B)
  2005年 - 2007年
  佐藤 信一郎
  波形整形レーザーパルスにより,分子波動関数の時間発展および光化学反応の制御をおこなうとともに,光学位相制御した参照パルスとの量子干渉(量子ホログラフィ)により,波動関数の時間発展の可視化をすることが本研究の目的である.
  超短パルスレーザー光と分子の相互作用により生成される電子励起波束の時間発展は,用いるレーザー波形に依存して変化する.その主たる理由は,励起波束を構成する波動関数の重ねあわせの重み係数の振幅と位相が変化するためである.しかし,通常の分光法では重み係数の振幅は決定できても,位相まで決定することは出来ない.量子ホログラフィでは,参照パルスにより励起された波束との干渉により,位相まで決定することが可能である.
  研究の途上で、位相の乱れる速度(デコヒーレンス速度)と環境との関係に興味が移り、シクロデキストリンナノキャビティ中での波動関数の位相保護の研究を主としておこなった。また、振動波動関数の位相情報取得のためにラマン誘起カー効果分光(RIKES)装置の開発をおこなった。
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 17350001
• 強光子場における光化学反応の量子コヒーレンスと反応制御
  科学研究費助成事業 特定領域研究
  2003年 - 2003年
  山崎 巌; 佐藤 信一郎
  本研究の目的は(1)分子配列系光化学反応における量子コヒーレンスの問題を、レーザー光強度との関連において調べ「分子配列系コヒーレント光化学」を実験的理論的に確立すること、(2)反応量子位相制御による反応の制御を確立することである。本年度の研究成果は次の通りである。
  (1)コヒーレント励起子伝搬を示す新しい分子配列系の発見
  これまでアントラセン、ペリレンなどの分子二量体について、相互作用によって分裂した2つの状態を超短パルスレーザーでコヒーレントに励起することによって、蛍光異方性減衰のうえに量子ビートが現れることを見い出し、これが量子系の時間発展において2つの状態の間で回帰振動によるものであることを確かめた。本年度はサイズの大きなポルフィリンデンドリマーについて、同様な量子ビートが見い出され、これらの結果は、分子系におけるコヒーレント光化学反応のはじめての観測として位置付けられる。
  (2)液晶光変調器を用いた位相ロック2重レーザーパルス照射法による量子干渉測定装置の完成
  液晶光変調器を用いて、2つのレーザー光の相対位相を可変にして、かつ高い精度で固定化し、自動制御機構をふくめた干渉計測装置を新たに製作した。その結果、アト秒時間領域にまで、レーザー光位相が保障され、分子二量体およびポルフィリンデンドリマーにおける反応の位相干渉効果を観測することができ、また2重パルスの光の位相を変えることにより、反応制御の動作を確認することができた。
  日本学術振興会, 特定領域研究, 北海道大学, 15035201
• 電子・励起子伝搬の量子位相制御による光演算分子素子
  科学研究費助成事業 基盤研究(B)
  2002年 - 2003年
  山崎 巌; 西村 賢宣; 秋本 誠志; 佐藤 信一郎
  反応分子が接近した分子配列系では、分子間に強い相互作用が働き、励起移動や電子移動などの光化学過程が量子論的な波動の伝搬として超高速コヒーレント過程として起る。光化学反応が量子位相が保たれた状態で進行し、この位相干渉を利用すると反応が打ち消されたり強めたりることができて、反応の制御が可能になるとともに、励起レーザモードに依存する論理演算系をつくることができる。本研究においては次のような成果をあげることができた。
  (1)分子配列系におけるコヒーレント光化学反応の確立
  アントラセン、ペリレンなどの分子二量体およびポルフィリンデンドリマーについて、相互作用によって分裂した2つの状態を超短パルスレーザーでコヒーレントに励起することによって、蛍光異方性減衰のうえに量子ビートが現れることを見い出し、これが量子系の時間発展において2つの状態の間で回帰振動によるものであることを確かめた。これらの結果は、分子系におけるコヒーレント光化学反応のはじめての観測として位置付けられ、理論的にも量子波束の運動に関して明確になった。
  (2)位相ロック2重レーザーパルス照射法による光スイッチング素子への展開
  コヒーレント光化学反応を演算素子へ展開するために、位相を固定した2重レーザーパルス照射の装置を完成させ、分子二量体およびポルフィリンデンドリマーにおける反応の位相干渉効果を観測することができ、2重パルスの光の位相を変えることにより、光スイッチング動作を確認することができた。
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 14350448
• 位相ロックダブルパルスレーザー励起法による凝縮系エネルギー移動反応の制御
  科学研究費助成事業 基盤研究(C)
  2002年 - 2003年
  佐藤 信一郎
  1)マイケルソン干渉計により分割したふたつのフェムト秒レーザーパルスの相対光学位相角を波長以下の精度で制御した光学装置を組みあげた。ダブルパルスを粉末もしくはTHF溶液中の連結アントラセンダイマーやデンドリマー分子等のエネルギー移動反応する超分子系に照射し、生成した励起状態波束の量子干渉を測定することに成功した。これはレーザー光子場によって励起ポテンシャル上での分子励起波束の制御が出来たということである。このような量子制御は気相分子や半導体井戸においては成功例があるものの、溶液粉末状の凝縮系分子では世界的に始めての成功例である。
  Sato, S.Nishimura, Y.Sakata,Y.Yamazaki,I.,J-Phys.Chem.A,107,10019-10025(2003).
  (2)凝縮系エネルギー移動反応は、分子内振動再分配や溶媒への振動エネルギー移動などの振動緩和と競合する過程である。振動エネルギー緩和は励起波束の量子位相を乱す過程であるため、本格的に凝縮系での量子エネルギー移動反応制御を目指す上で、振動エネルギー緩和の機構を解明し、更には抑制法を見出す研究は必要不可欠である。この目的のために、フェムト秒蛍光アップコンバージョン法による時間分解蛍光スペクトル測定とフランクコンドン解析を組み合わせた、振動緩和途上の振動準位のポピュレーション解析法を考案し、THF溶液中のペリレン分子、テトラセン分子等に適用した。この研究により、振動モード内熱平衡過程と振動モード間熱平衡過程の速度が異なることをはじめて実験的に見出した。
  Kasajima, T.,Akimoto, S.,Sato, S.,Ymazaki,I.,Chem.Phys.Lett.,375,227-232(2003).
  日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 14540461
• 分子連鎖配列系におけるコヒーレント光化学の計測と理論的研究
  科学研究費助成事業 特定領域研究(B)
  1999年 - 2001年
  山崎 巌; 佐藤 信一郎; 大田 信廣; 住 斉; 秋本 誠志; 西村 賢宣
  人工および生体系の分子配列系で起こるコヒーレント光化学を実証しその機構を解明した。
  (1)コヒーレント光化学の実験的な検証に成功(世界初)3種の分子配列系、ジチアアントラセノファン、アントラセン二量体、ペリレン二量体(大須賀グループにより合成)について、超短パルスレーザーにより励起予伝搬にともなう量子ビートを観測することに成功し、さらに時間遅延をもつ2つのパルス照射による蛍光量子干渉計測装置によって、同様な量子干渉パターンを観測することに成功した。この実験結果は、化学反応が量子位相制御できることを示すものであり、次の目標である量子演算素子の構築の基礎を与えるものである。現在Nature誌に投稿準備中。
  (2)コヒーレント光化学反応の電場効果 一連の1次元ポルフィリン(最大126個)アレー(大須賀グループにより合成)に関して、吸収および発光スペクトルとその電場効果を測定し、光励起に伴ってコヒーレントな電子移動反応が起こり、大きな導電性が生まれることを明らかにした。
  (3)光合成反応中心のコヒーレント励起子伝達の解明 光合成アンテナ系クロリン環の励起エネルギー伝搬について、コヒーレント励起子伝搬の新しい理論、および電子伝達系のコヒーレンスを考慮した新しい理論を完成し、その合理性が国際的に認められつつある。
  日本学術振興会, 特定領域研究(B), 北海道大学, 11223203
• 巨大電子雲に覆われた分子のダイナミクス
  科学研究費助成事業 基盤研究(C)
  1999年 - 2000年
  佐藤 信一郎; 渡邊 一雄
  近年,主量子数の非常に大きい(n【greater than or equal】100)高リュードベリ状態(以下、超高リュードベリ状態)のダイナミクスが注目されている。ゼロ運動エネルギーパルス電場イオン化(ZEKE-PFI)光電子分光法では、パルスレーザー励起で生成した超高リュードベリ状態を数マイクロ秒後に、パルス電場によりイオン化検出する。これは超高リュードベリ状態が、かなり安定であることに基づいている。しかし、この超高リュードベリ状態の長寿命は低リュードベリ状態の寿命をもとにn^3則で予測される値よりはるかに長く、その長寿命化の機構に興味がもたれている。現在、提案されているモデルは大きくわけて二つあり、(1)シュタルク効果または分子間衝突による角運動量状態(l,m_l)のmixingモデル、(2)イオンコア内部自由度(振動、回転)とリュードベリ電子とのエネルギー交換モデルがある。エネルギー交換モデルでのみ期待される大きな特長として、リュードベリ状態の時間減衰曲線中に立ち上がり成分が存在することが挙げられる。本研究ではこの立ち上がり成分を直接観測する新しい実験手法を提唱した。
  即ち地、我われは,イオンコアと超高リュードベリ電子のエネルギー交換の様子を観測するために「Sweep-off-Probeパルス電場イオン化法」を考案した。この方法では,先ず最初の電場(F_1)により光励起で生成した超高リュードベリ電子を除去する。続いて2番目の電場(F_2F_1を印加してからF_2を印加するまでの時間を走査し、ZEKE電子シグナル強度を時間分解測定した。F_2の強さを固定しF_1の強さを変化させて測定したところ、F_1>F_2の場合にもシグナルが検出できることを初めて見いだした。これはF_1で除去された高リュードベリ状態が再び生成していることを示す。
  日本学術振興会, 基盤研究(C), 11640520
• 1.光化学反応のアト秒量子位相制御
  1999年
  競争的資金
• 1.Attoseconds Quantum Control of Photochemical Reactions
  1999年
  競争的資金
• 孤立分子系コヒーレント超高リュードベリ状態のパルス電場による寿命制御
  科学研究費助成事業 奨励研究(A)
  1997年 - 1998年
  佐藤 信一郎
  本研究課題は、ナノ秒パルスレーザーによる共鳴多光子励起で生成したコヒーレシトな超高リュードベリ状態の寿命を、パルス電場をもちいて制御するための基礎的な実験をおこなうことを目的として開始された。任意波形パルス電場発生装置の開発をおこない、それを用いてNO分子等の小分子およびベンゼン等多原子系を対象として、超高リュードベリ状態の寿命のパルス電場依存性、イオン濃度依存性等を詳細に調べた。その結果、ベンゼン誘導体等の多原子分子系では振動回転状態の異なるリュードベリ系列間での遷移がNO分子等の小分子系と比べて顕著に起こることが新にみいだされた。この原因として振動準位密度および回転準位密度が関係していると予想されるが、低振動モードの振動数の異なるベンゼン誘導体についてリュードベリ系列間遷移を調べたところ、ほとんど差がみられないことから主に回転準位密度が関係していることが示唆された。
  日本学術振興会, 奨励研究(A), 岡崎国立共同研究機構, 09740421
• 二段階パルス電場イオン化検出による質量選別しきいイオン分光法の開発
  科学研究費助成事業 奨励研究(A)
  1996年 - 1996年
  佐藤 信一郎
  申請者らは、ゼロ運動エネルギー(ZEro Kinetic Energy,ZEKE)光電子分光法と呼ばれる、新しい超高分解能レーザー光電子分光法を用いて、超音速ジェット冷却された分子の断熱イオン化ポテンシャルの精密決定や、分子カチオンの構造研究をおこなっている。ZEKE光電子分光法の原理は、超音速ジェット中で極低温に冷却された気相分子を、パルスレーザー光により、イオン化状態より数cm^<-1>低波数側に存在する高リュードベリ状態に共鳴多光子励起し、その後、レーザーパルス照射から数マイクロ秒後にパルス電場により、高リュードベリ電子をパルス電場イオン化(Pulsed Field Ionization,PFI)するとともに電子増倍管へ導くものである。このために、ZEKE光電子分光法は、ZEKE-PFI分光法と呼ばれることも多い。
  質量選別しきいイオン(Mass Analyzed Threshold Ion,MATI)分光法とは、ZEKE-PFI分光法において検出されるPFI電子にかわって、電場イオン化により生成したイオン(PFIイオン)を検出する分光法である。MATI分光法の最大の利点は、飛行時間法などにより質量選別した後、PFIイオンを検出することにより、超音速ジェット中で生成する質量のことなる分子クラスターを選別して検出することが可能であることである。PFIイオンを検出する上で問題となるのは、イオンは電子にくらべて質量が格段に重いために、運動エネルギーをもったイオンとPFIイオンを分離するのに困難をともなうことである。この点を解決するために、申請者らはパルス電場を2つ用いる二段階パルス電場イオン化(2PFI)法を考案した。2PFI法では、レーザー励起直後に第一のパルス電場を引加し運動エネルギーイオンをイオン化点より移動させ、遅延時間をおいた後、第二のパルス電場によりPFIイオンを集める方式をとっている。これにより、短い遅延時間で高感度にPFIイオンを検出することが可能となった。
  日本学術振興会, 奨励研究(A), 北陸先端科学技術大学院大学, 08740456
• 多数の基本的かつ重要な有機分子の断熱イオン化ポテンシャルの精密決定
  科学研究費助成事業 基盤研究(C)
  1994年 - 1996年
  木村 克美; 佐藤 信一郎; 中谷 久之
  本研究では、一連の基本的かつ重要な有機化合物を取り上げ、試料分子を超音速ジェット中で極低温に冷却するとともに、パルスレーザーを用いて多光子共鳴イオン化によって発生するゼロエネルギー光電子を検出し、レーザー波長の関数として高分解能光電子スペクトルの測定を行ってきた。測定した分子は、種々のベンゼン置換体(トルエン、エチルベンゼン、n-プロピルベンゼン、フロロベンゼン、ベンゾニトリル、アニソール等)および簡単な多環芳香属化合物(ナフタリン、インドール、アズレン等)である。これらの分子はアルゴンジェット中でアルゴン原子が1、2個付着したファンデルワールス錯体が形成されるので、それについても測定に成功した。その結果、それぞれ精密な断熱イオン化ポテンシャルの値やカチオンの振動準位が詳しくわかり、アルゴンとの結合エネルギーの情報やファンデルワールス振動数は吸着の問題と関連して重要である。当初計画した一連の実験および解析はすべて終了した。これらの成果は国際誌に10報の論文として発表することができた(このうち7報はすでに掲載されている.残り3報は現在印刷中である.)
  日本学術振興会, 基盤研究(C), 北陸先端科学技術大学院大学, 06640648
• 3次非線形ラマン分光法による溶液中分子の高電子励起状態の研究
  科学研究費助成事業 奨励研究(A)
  1995年 - 1995年
  佐藤 信一郎
  本研究は分子を基低電子状態においたまま、電子励起状態の振動スペクトルを測定することを目的としている。その手段として、3次非線形ラマン分光法に着目し、本年度は、その装置の立ち上げに着手した。3次非線形ラマン分光装置は、大きく(1)光源、(2)光学系、(3)試料循環系、(4)散乱光検出系、(5)データ処理系の5つの部分にわけられる。光源については、2台の色素レーザーの励起するために用いているNd:YAGレーザーの2倍波および3倍波をそれぞれ1:1に分割するビームスプリッタを購入し、非線形ラマン分光実験に必要な分子振動の振動数程度離れた波長可変のレーザー光が得られるようにセッティングをした。試料循環系については、ペリスタロティックポンプ、フローセルからなる試料循環装置を構築した。散乱光検出系については必要な光学部品の購入をおこない、現在、組立中である。今後、チトクロームc等のサンプルについてテスト実験をおこなう。また本研究と相補的な、ポンプ・プローブ法によるポルフィリン電子励起状態の共鳴ラマン測定もおこなった。
  日本学術振興会, 奨励研究(A), 北陸先端科学技術大学院大学, 07740455