2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of near-infrared light responsive fluorescent diarylethenes
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19H02692
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
深港 豪 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (80380583)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | フォトクロミズム / 近赤外光 / 可視光フォトクロミズム / ジアリールエテン / 三重項 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、生体イメージングや超解像イメージングへの応用の観点から、可視光や近赤外光でフォトクロミック反応を示す分子の開発が重要となっている。そのような中、我々のグループでは、昨年度までの研究により、ペリレンビスイミド(PBI)色素を連結したジアリールエテン(DAE)誘導体が、PBIユニットのみが光励起される可視光域(450-550 nm)の光を照射すると、その波長に吸収を持たないDAEユニットの光閉環反応が進行することを見出している。
昨年度までの研究により、この特異な可視光フォトクロミズムに三重項が寄与している可能性が示唆されていた。当該年度の研究では、これまでに得られた知見を基に特異な可視光フォトクロミズムのメカニズムにより、どこまで長波長の光で光閉環反応を誘起できるかを検証することを目的とした。
分子軌道計算によりさらに長波長側に吸収をもつ蛍光ユニットの一重項励起エネルギー準位よりも低いエネルギー準位に三重項のエネルギーをもつようなDAE誘導体の分子構造を予測し、それらを連結した蛍光性ジアリールエテン誘導体をいくつか合成した。合成した分子の光反応性を評価した結果、我々の期待どおりさらに長波長側の可視光によっても光閉環反応が誘起できることが確認された。最終的には600 nmを超える可視光によっても光閉環反応が起こることが認められ、近赤外光による蛍光スイッチングの実現に向けて良好な結果を得ることができた。
また、フォトクロミック反応だけでなく、近赤外領域の蛍光を効率良くスイッチングできることも重要になるため、高効率な近赤外蛍光スイッチングを可能とする分子系の探索にも取り組んだ。その結果、合成した蛍光スイッチング分子をナノ粒子化することで第一近赤外領域の蛍光を高いコントラストでスイッチングできることを明らかとした。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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