ナノカーボンの分子変換による革新的近赤外発光プローブの創製

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26286012
• 研究機関: 東京学芸大学
• 研究代表者: 前田 優 東京学芸大学, 教育学部, 准教授 (10345324)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: カーボンナノチューブ / 化学修飾 / 蛍光

研究実績の概要

近赤外光は「生体組織の光学窓」として知られており、これを利用した近赤外蛍光プローブは、高感度、高速、高透過性という特徴を有している。カーボンナノチューブ（SWNTs）は近赤外領域で発光を示すが、近年、側面をオゾンにて光酸化すると発光効率が向上することが報告されている。
本研究では、還元的アルキル化によりSWNTsを側面化学修飾し、その発光特性を評価した。
１、発光特性評価に適した(6,5)のSWNTsを選択して二段階の還元的アルキル化反応を行ったところ、導入置換基の種類に応じて、化学修飾率を制御できることがわかった。直径が細いために、化学反応性が高いことが示された。
２、本研究課題にて整備した発光分光光度計を用いて発光スペクトル測定をしたところ、化学修飾前とは異なる波長領域に新たな蛍光が検出された。
これらの結果から、置換基効果等により化学修飾率を制御し、化学修飾をすることによって、SWNTsの発光特性を制御できることが明らかとなった。

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

化学修飾により新たな発光が発現し、導入置換基や化学修飾率とSWNTsの発光特性の関係性を評価することができた。

今後の研究の推進方策

発光特性の制御に直結するであろう置換基導入量の制御について、化学修飾の方法等、更なる検討を行なう。また、異なるカイラル指数のSWNTsを用いた化学修飾を行い、分析・評価する。

次年度使用額が生じた理由

発光分光光度計の導入に対する経費が計画時の予定よりも小さくなったため。

次年度使用額の使用計画

生じた次年度使用額は、試薬および発光測定用溶媒の購入に充てる。

研究成果

• [雑誌論文] Isolation and characterization of [5,6]-pyrrolidino-Sc3N@Ih-C80 diastereomers (2014)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Maeda, Masato Kimura, Chihiro Ueda, Michio Yamada, Toru Kikuchi, Mitsuaki Suzuki, Wei-Wei Wang, Naomi Mizorogi, Nikolaos Karousis, Nikos Tagmatarchis, Tadashi Hasegawa, Marilyn M. Olmstead, Alan L. Balch, Shigeru Nagase, Takeshi Akasaka
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 50 ページ: 12552-12555
  • DOI: 10.1039/c4cc04946b
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] フラーレン還元体とベンジルブロミド誘導体の反応 (2015)
  • 著者名/発表者名: 秋田冴香・前田 優・山田道夫・鈴木光明
  • 学会等名: 日本化学会第95回春季年会
  • 発表場所: 船橋・日本大学
  • 年月日: 2015-03-28 – 2015-03-28
• [学会発表] 光酸化した単層カーボンナノチューブの評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 曽根絵理香・前田 優・山田道夫・鈴木光明
  • 学会等名: 日本化学会第95回春季年会
  • 発表場所: 船橋・日本大学
  • 年月日: 2015-03-28 – 2015-03-28
• [学会発表] Photoreaction of Single-Walled Carbon Nanotubes with Organic Compounds (2014)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Maeda, Yuri Amagai, Yuhei Hasuike, Michio Yamada, Tadashi Hasegawa, Takeshi Akasaka, Kei Ohkubo, Shunnich Fukuzumi
  • 学会等名: International Symposium on the Synthesis and Application of Curved Organic pi-Molecules and Materials
  • 発表場所: 京都・京都大学
  • 年月日: 2014-10-19 – 2014-10-19
• [学会発表] ケイ素化合物を用いたナノカーボンの化学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 前田 優
  • 学会等名: 第18回ケイ素化学協会シンポジウム
  • 発表場所: 那須・ラフォーレ那須
  • 年月日: 2014-10-18 – 2014-10-18
  • 招待講演
• [学会発表] 常磁性内包フラーレンSc3C2@C80とベンジルブロミドの付加反応とその誘導体の構造解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木光明・Hailin Cong・溝呂木直美・山田道夫・前田優・Marilyn M. Olmstead・Alan L. Balch・永瀬茂・Xing Lu・赤阪健
  • 学会等名: 第25回基礎有機化学討論会要旨集
  • 発表場所: 仙台・東北大学
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-07
• [学会発表] C602-とベンジルブロミド誘導体の反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 秋田冴香・坂本航大・鈴木光明・山田道夫・前田優
  • 学会等名: 第25回基礎有機化学討論会要旨集
  • 発表場所: 仙台・東北大学
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-07