| 研究課題/領域番号 |
17H02735
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| 研究機関 | 東京学芸大学 |
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研究代表者 |
前田 優 東京学芸大学, 教育学部, 准教授 (10345324)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | カーボンナノチューブ / 近赤外光 / 近赤外蛍光 / 化学修飾 |
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| 研究実績の概要 |
単層カーボンナノチューブ（SWNTs）は、近赤外域に広がる吸収帯に対応して近赤外蛍光を生じることが知られている。化学修飾を行うと従来SWNTsが持つ近赤外発光よりもさらに長波長域に新たな発光を生じることが見出されている。また、化学修飾率が高くなるにつれて、新たに生じる近赤外発光の強度は一旦高くなり、その後減少すること、2つの反応活性点を有する反応試薬を用いるとStokes shiftの大きな発光が発現しやすい傾向が認められている。
本年度の研究では、以下について検討を進めた。SWNTsの化学修飾率の評価方法として、新たにRaman分光用のレーザーを導入するとともに、発光分析の試料調製用の超遠心分離機を新たに導入して、SWNTsの光学評価を迅速に行う体制を整えた。研究計画書に基づき、SWNTsの化学修飾用試薬の設計および合成を行なった。市販の試薬及び合成した試薬を用いてSWNTsの化学修飾を行い、吸収スペクトル、ラマンスペクトルにより化学修飾率を分析した。同一条件下での反応において、付加基の構造による化学修飾率の差異が認められた。得られたSWNTs付加体の発光スペクトル測定を行なったところ、化学修飾率の程度に応じてSWNTsの発光が減少し、これに伴い長波長域に新たな発光が発現した。また、新たに生じた発光の強度比について、付加基の構造や化学修飾率と相関が認められた。
合成したSWNTs付加体を界面活性剤により水溶化し、マウスの近赤外蛍光イメージングに適用したところ、輝度の高い像が得られ化学修飾の効果が認められた。
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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
発光分光光度計が故障したが、修理することで復旧した。この影響で発光評価を一時的に遂行することができなかったが、若干の計画時期の変更によって、予定通りに化学修飾用の分子の設計と合成、カーボンナノチューブへの付加反応と得られた付加体の光学的性質の評価を実施することができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
計画に従って、現在検討中のSWNTsの化学修飾と発光特性評価を基に、発光特性制御に有効な分子構造について分子設計し、さらに検証を進める。具体的には、現状の反応試薬の構造を部分的に変えた分子を合成し、SWNTsの化学修飾を検討する。得られたSWNTs付加体の発光特性評価を行い、化学修飾率及び発光特性に影響を与える因子について考察する。
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