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2019 年度 実績報告書

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
キーワード蛍光 / クロミズム / 水素結合 / 励起状態分子内プロトン移動
研究実績の概要

本研究では、外部からの複数の刺激(信号)に応答して蛍光特性が多彩に変化する新規ESIPT(励起状態分子内プロトン移動)型蛍光色素の開発を実施した。最終年度は主に以下2つの系を対象に研究を進めた:(1)プロトンドナーもしくはプロトンアクセプターにESIPT性を付与した2成分蛍光制御系の構築。(2)光照射と酸・塩基の添加による複数刺激に対し、可逆的クロミズムを示すESIPT色素の開発。前者(1)は刺激によって分子間でのプロトン移動が誘起され、それが引き金となってESIPT色素の蛍光特性の変化を期待した系で、今回新たにサリチル酸2分子をσ鎖で連結したESIPT色素と種々の塩基性物質との2成分系を調整した。その結果、塩基にdabcoを用いた共結晶において、サリチル酸を繋ぐσ鎖長の違いによって、サリチル酸の分子内およびサリチル酸とdabco間の分子間水素結合様式が影響を受け、蛍光特性に違いを及ぼすことが分かった。σ鎖の炭素数が3の色素では、分子内、分子間ともに非常に強い水素結合の形成が確認され、電荷支援型の水素結合リレー系の構築に成功した。また、サリチル酸メチル2分子を連結した色素においては高濃度条件下で集団励起状態に起因すると示唆されるJ会合体様の吸収、蛍光スペクトルが観測された。一方、後者(2)は、イミダゾール系ESIPT色素の2,4-ImPが、光照射によって分子内で正電荷と負電荷が分離した双性イオン状態に変化することを見出した。その後の酸・塩基処理により、元の状態に戻すことも出来、一連の推移は色調や蛍光色の変化として認識された。これら最終年度の成果に加え、研究期間内では複数の新規ESIPT色素の開発に成功し、中でも酸と共役アニオンを認識してフルカラーの蛍光を示したBTImPや、微量のアミン類を認識できる色素は論文に纏めることが出来た。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2020 その他

すべて 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [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
  • [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
  • [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
  • [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

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公開日: 2021-01-27  

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