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ジトピック認識特性を有するESIPT型蛍光色素の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K05842
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機能物性化学
研究機関公立千歳科学技術大学

研究代表者

坂井 賢一  公立千歳科学技術大学, 理工学部, 准教授 (50342788)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2017年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード蛍光 / プロトン移動 / クロミズム / 水素結合 / 励起状態分子内プロトン移動 / 光物性 / 発光
研究成果の概要

特定の物質を認識することで蛍光特性が変化する色素、いわゆる、蛍光センサーや蛍光プローブは、環境分析や生体研究におけるバイオイメージングなど幅広い用途がある。本研究では、複数の物質を同時に認識出来る新たな蛍光色素の創成を目的として、励起状態分子内プロトン移動(ESIPT)型色素を対象に開発を行った。その結果、酸化合物の添加に対し、酸だけではなくその共役塩基を選択的に認識し、添加濃度に応じてフルカラー(RGBW)の蛍光を示す色素や、カチオンとアニオンを同時に認識してゲル化する色素の開発に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

今回開発に成功した蛍光色素が示した、(1)外部からの信号の種類だけでなくその強度までを認識してフルカラーの蛍光応答を示す現象や、(2)複数の特定の信号が同時に入力された時のみゲル化する現象は、共に過去に報告例のない極めてユニークな現象である。これら成果は蛍光色素、とりわけESIPT型蛍光色素の新たな可能性を示したものである。近年蛍光センサーや蛍光プローブの重要性が増す中で、今回の成果はそれら開発研究に重要な知見を提供出来たものと考えている。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2020 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] ESIPT fluorescent chromism and conformational change of 2-(2-hydroxyphenyl-5'-sulfonic acid)benzothiazole by amine sorption2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakane, T. Takeda, N. Hoshino, K. Sakai, and T. Akutagawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 122 号: 28 ページ: 16249-16255

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b03248

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Color changes of a full-color emissive ESIPT fluorophore in response to recognition of certain acids and their conjugate base anions2018

    • 著者名/発表者名
      S. Tsuchiya, K. Sakai, K. Kawano, Y. Nakane, T. Kikuchi, T. Akutagawa
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 24 号: 22 ページ: 5868-5875

    • DOI

      10.1002/chem.201705622

    • NAID

      120006650285

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dual fluorescent zwitterionic organogel of a quinoxalinone derivative using cation-anion detection keys2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakane, T. Takeda, N, Hoshino, K. Sakai, T. Akutagawa
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. C

      巻: 5 号: 25 ページ: 6234-6242

    • DOI

      10.1039/c7tc01242j

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ESIPTを利用した光励起による双性イオン種の生成と可逆的クロミズム2020

    • 著者名/発表者名
      宮本尚也、坂井賢一、河野敬一、芥川智行
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2020年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 両末端にサリチル酸メチルを有するπ-σ-π型分子の結晶構造と光学特性2020

    • 著者名/発表者名
      高橋未久、坂井賢一、三部宏平、芥川智行
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2020年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 両末端にサリチル酸を有するπ-σ-π型分子のプロトン脱着による蛍光制御2020

    • 著者名/発表者名
      小川愛、坂井賢一、三部宏平、芥川智行
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2020年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アントラセンを連結したESIPT型蛍光色素のH2Oセンシング2018

    • 著者名/発表者名
      坂井賢一、上田愛永、鈴木千尋、芥川智行
    • 学会等名
      2018年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ESIPT型蛍光色素BTImPとアニオンとの錯形成の直接観測:15N-NMRによる評価2018

    • 著者名/発表者名
      土屋早紀、坂井賢一、河野敬一、中根由太、菊地毅光、芥川智行
    • 学会等名
      第57回NMR討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] チオフェンを連結したESIPT色素の蛍光特性2018

    • 著者名/発表者名
      安田琢硫、坂井賢一、芥川智行
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2018年夏季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ピリジル基を有するベンゾチアゾール誘導体の発光クロミズムとメカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      高橋慧瑚、中根由太、武田貴志、星野哲久、坂井賢一、芥川智行
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ジトピック認識特性を有するESIPT型蛍光色素BTImPの多色蛍光発光2018

    • 著者名/発表者名
      土屋早紀、坂井賢一、河野敬一、中根由太、菊地毅光、芥川智行
    • 学会等名
      日本化学会第98回春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Solid state fluorochromism based on control of intra- or intermolecular hydrogen bond2017

    • 著者名/発表者名
      K. Sakai
    • 学会等名
      KJF-ICOMEP 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multicolor fluorescence by two-step switching of hydrogen bond in the ESIPT fluorophore of BTImP2017

    • 著者名/発表者名
      S. Tsuchiya, K. Sakai, K. Kawano, Y. Nakane, T. Kikuchi, T. Akutagawa
    • 学会等名
      18th Chitose International Forum on Photonics Science and Technology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Solid-state near-infrared emissive ESIPT fluorophores having a salicylidene aniline skeleton2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Tatemoto, K. Sakai, T. Kikuchi, T. Akutagawa
    • 学会等名
      18th Chitose International Forum on Photonics Science and Technology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 分子内水素結合を切替え可能なESIPT色素BTImPの固体蛍光クロミズムと多色蛍光発光2017

    • 著者名/発表者名
      土屋早紀、坂井賢一、中根由太、菊地毅光、芥川智行
    • 学会等名
      第11回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 公立千歳科学技術大学 理工学部 応用化学生物学科 坂井研究室

    • URL

      https://www.chitose.ac.jp/~k-sakai/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 公立千歳科学技術大学 理工学部 応用化学生物学科 坂井研究室

    • URL

      https://www.chitose.ac.jp/~k-sakai/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 千歳科学技術大学 理工学部 応用化学生物学科 坂井研究室

    • URL

      https://www.chitose.ac.jp/~k-sakai/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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