| 研究課題/領域番号 |
16K06322
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| 研究機関 | 同志社大学 |
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研究代表者 |
大谷 直毅 同志社大学, 理工学部, 教授 (80359067)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 植物色素 / 抗酸化作用 / カラムクロマトグラフィ / カロテノイド / ほうれん草 / アオダモ |
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| 研究実績の概要 |
自然界に豊富に存在する植物色素の工業製品への応用可能性を検討している。これまでの研究では、ほうれん草から抽出したクロロフィルを蛍光色素とする赤色発光ダイオードの作製に成功しており、また同時に抽出されるカロテノイド系色素の抗酸化作用によって色素の劣化が抑制されるため、発光ダイオードの長寿命化が確認されている。抗酸化作用の定量的な評価を進めるため、カラムクロマトグラフィ法によりほうれん草に含まれる色素の単離精製を行い、βカロテンなどの抽出量を正確に評価できるようになった。
平成29年度は、蛍光色素MDMO-PPVに添加するβカロテンの割合を変化させて抗酸化作用の評価を行った。時間変化に伴い、発光波長の短波長シフトが観測されるが、この原因としてMDMO-PPVの二重結合部分が変化するためであると結論に至った。
クロロフィルは赤色発光を示すが、工業製品へ応用する場合、三原色揃っていることが望まれる。そこで、アオダモという街路樹から青色蛍光色素の抽出を試みた。純水とメタノールを溶媒として用いたところ、メタノールを用いるときの発光強度が純水を用いるときより100倍以上も輝度が大きく、したがってメタノール溶媒が有効であることがわかった。ただし、アオダモに含まれる色素は粘性が乏しいため、基板上での薄膜化が難しく微弱な青色発光しか観測されなかった。しかし、基板に塗布した青色色素を真空中および大気中でそれぞれアニールすることにより酸化劣化が抑制されて発光強度が改善されることがわかった。とくに真空中アニールの場合の発光強度は大気中アニールの3倍にもなり、発光強度改善にたいへん有効であることが明らかとなった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
βカロテン添加による抗酸化作用の評価において、発光波長の短波長シフトの原因はほぼ解明できた。しかしながら、同時に生じる発光強度の増加については定量的な説明まで至っていない。
アオダモからの青色蛍光色素の抽出の初期段階の目標は達成できており、薄膜化したときに真空中のアニールが発光強度改善に有効であることを発見できた。しかし、カラムクロマトグラフィによる単離精製はまだ条件だしができておらず、検討中である。
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| 今後の研究の推進方策 |
βカロテンの影響による発光波長の短波超シフトの原因についてはほぼ特定できた。さらなる確証を得るため、MEH-PPVなど他のPPV系蛍光色素で同様のテストを行いたい。まだ発光強度の時間変化を観察したときに生じる発光強度の増加については、蛍光色素の変化量の時間依存性に起因することは間違いなく、定量的な評価方法を検討中である。得られた成果は、論文投稿および特許申請を検討中である。
アオダモに含まれる色素のカラムクロマトグラフィによる単離精製の条件については文献が存在しておらず、似た植物であるヤチダモの条件を参考にしており、この方法では選択肢が限られているので、他の展開溶媒をテストして平成30年度中に新たな方向性を確定させたい。
三原色のうち緑色蛍光色素の抽出方法に関する検討が未着手なので、平成30年度中に研究を開始する。用いる植物は、赤パプリカ、どうがらし等が候補である。
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