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2019 年度 実績報告書

DNA色素複合体を基盤とする光能動素子の創製

研究課題

研究課題/領域番号 17K06033
研究機関公立千歳科学技術大学

研究代表者

川辺 豊  公立千歳科学技術大学, 理工学部, 教授 (90305954)

研究分担者 大越 研人  公立千歳科学技術大学, 理工学部, 教授 (60500139)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードDNA / 色素レーザー / アゾ色素 / 光異性化反応 / 動的回折格子 / ホログラフィー
研究実績の概要

本年度はアゾ色素を複数の方法で導入したDNA複合体、およびDNA複合体を構成要素とするいくつかのブレンド試料を作製し、その光異性化の動的挙動を検討するとともに、それらにドープした発光性色素の光増幅過程を調べた。
光異性化の動的過程のより詳細な検討を行うため、アゾ色素と発光性色素が共存する高分子試料を複数の手法で作製し,従来のcw光源をベースにした装置に加えパルスレーザー励起による光誘起複屈折の測定系を整備し、新たに作製した試料について検討を加えた。あわせて光増幅挙動を検討した。その結果、いくつかの試料において光増幅(amplified spontaneous emission)が観測され、単層試料による増幅素子が原理的に実現可能であることが検証された。ただし、アゾ色素による吸収のため閾値は上昇する。これはすなわち、発振しない場合も基本的には再吸収が主要な原因であり、分子の組み合わせを変えることで回避可能であることがほぼ明らかとなったと考えている。レーザー発振を具体化するための動的回折格子に関する光学系は現在準備中である。
DNA複合体の脂質部へのアゾカルバゾール色素の化学修飾を新規材料探索の一環としておこなっているが、本年度は所定の新規化合物を1種合成し、DNAとの結合および薄膜作製を行った。本試料をレーザーで励起したところ、単純にドープした場合に比較して十分大きな光誘起複屈折と透過率変化が観測された。
以上の結果の一部はSPIE(国際光工学会)等において発表され、プロシーディングとして2報公開されている。本年度の予算の主たる部分は、昨年度同様、実験装置構築に伴う部品、および合成する新規試料の原料、薄膜試料作製に必要な資材の購入に充当するとともに、SPIE参加のための旅費等として支出した。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [学会発表] DNA/CTMA/シアニン色素/アゾカルバゾール複合体における光異性化反応2020

    • 著者名/発表者名
      宮崎真弥、藤久陸、大越研人、川辺豊
    • 学会等名
      第54回(2019年度)高分子学会北海道支部研究発表会
  • [学会発表] Photo-induced processes of azo molecules doped in neat and blended DNA-lipid complex2019

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kawabe
    • 学会等名
      Sixth International Workshop on Advanced, Nano- and Biomaterials and Their Applications (nabm6)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Thin film dye lasers composed of DNA-complex and functional dyes2019

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kawabe, Kento Okoshi
    • 学会等名
      15th International Conference on Frontiers of Polymers and Advanced Materials (ICFPAM2019)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Optical properties of excited-state donor-acceptor complex formed in polymer films2019

    • 著者名/発表者名
      Takuru Yasuda, Hisaya Oda, Yutaka Kawabe
    • 学会等名
      20th Chitose International Forum on Science & Technology
    • 国際学会
  • [学会発表] Photoisomerization of azo-carbazole derivatives in DNA/CTMA complex2019

    • 著者名/発表者名
      Masaya Miyazaki, Riku Fujihisa, Kento Okoshi, Yutaka Kawabe
    • 学会等名
      20th Chitose International Forum on Science & Technology
    • 国際学会
  • [学会発表] DNA/CTMA/アゾカルバゾール複合体における光異性化反応2019

    • 著者名/発表者名
      宮崎真弥、藤久陸、大越研人
    • 学会等名
      高分子学会北海道支部2019年度サマーユニバーシティ&若手会

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公開日: 2021-01-27  

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