| 研究課題/領域番号 |
21K05028
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分33010:構造有機化学および物理有機化学関連
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| 研究機関 | 久留米工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
石井 努 久留米工業高等専門学校, 生物応用化学科, 教授 (60346856)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | リン光 / 会合 / 赤色発光 / ドナー・アクセプター / 重原子効果 / ベンゾチアジアゾール / 長波長発光 / 生体発光検出 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
現在、生体発光検出の高感度化において、バックグラウンド発光を回避できる長寿命リン光発光に注目が集まっている。しかし、生体環境下での再吸収や散乱を回避できる赤色から近赤外領域の長波長リン光発光では、金属錯体が主流であり有機系色素は稀である。本研究では、長波長領域に長寿命発光を示す有機リン光色素の創出を目指す。長波長発光特性を有すドナー・アクセプター型蛍光色素に対し、発光制御のための補助基を導入し、項間交差を促進させると共に励起三重項状態を安定化させる。これにより、蛍光からリン光への発光特性を変換し、長波長・長寿命発光のリン光色素群を創出する。
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| 研究成果の概要 |
メトキシ基と臭素原子を導入したベンゾチアジアゾール色素が、室温・大気下において赤色リン光を与えることを見出した。メトキシ基と臭素原子が項間交差の促進と励起三重項状態の安定化に寄与することで、赤色リン光が発現している。本赤色リン光は、メトキシ基をフッ素原子に置換した色素や母体色素部位をキノキサリンに置換した色素等の一連の色素群においても認められ、一般性を見出すことができた。更に、ベンゾチジアゾール色素母体の硫黄原子をセレン原子に置換することで、長波長側の近赤外領域でのリン光発現に展開できる知見を見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
最近、生体検出を指向した有機分子からのリン光発光の報告が増加しているが、発光色は短波長領域に限定されている。本研究では、従来の研究と異なり、長波長領域での発光に焦点をおいている。単純な色素基盤に対し様々な発光制御補助基を組合せることで、長波長かつ長寿命発光発現の一般性を確立できた。室温・大気下でのリン光の研究は現在も発展途上の段階であるため、リン光発現に加え長波長化を同時に達成することは、学術的にも重要である。
本研究によって、金属を有しない長波長で長寿命な有機リン光色素を社会に提供できる。将来的には、生体発光検出用の革新的な発光材料として、産業や医学への社会的貢献が期待できる。
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