• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2017 年度 実績報告書

複合応答蛍光スイッチング分子システムを用いた超解像機能イメージング

公募研究

研究領域高次複合光応答分子システムの開拓と学理の構築
研究課題/領域番号 17H05272
研究機関立教大学

研究代表者

森本 正和  立教大学, 理学部, 教授 (70447126)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワードフォトクロミズム / ジアリールエテン / 超分子化学 / 光スイッチ / 1分子計測(SMD)
研究実績の概要

光の照射により蛍光スイッチングを示すジアリールエテン分子と新しい光励起法を用いて、微小領域における構造や物理的・化学的情報を可視化する超解像蛍光顕微鏡法を創出することを目指している。蛍光スイッチングジアリールエテンの蛍光ソルバトクロミズム、および可視光照射によるスイッチングについて検討した。
末端に電子供与性のチオフェン環を有する蛍光スイッチングジアリールエテンが、光照射により蛍光性の閉環体を生成し、またその閉環体が溶媒の極性に応答して蛍光色を変化させる蛍光ソルバトクロミズムを示すことを見出した。ヘキサン中では緑色の蛍光を示したのに対して、溶媒の極性が高くなるにつれて蛍光スペクトルは長波長シフトし、四塩化炭素中では黄色、ジクロロメタン中では橙色、ジメチルスルホキシド中では赤色の蛍光を示した。また、様々な溶媒中において0.6~0.8程度の比較的高い蛍光量子収率を示した。ソルバトクロミズムを示す光スイッチ型蛍光分子は、物質・細胞中の微小領域における極性情報の超解像イメージングを行うためのプローブ分子として利用できる可能性がある。
蛍光スイッチングジアリールエテン開環体の溶液に対して、開環体の0-0遷移吸収帯よりも長波長の可視光(420 nm < λ < 470 nm)を照射することで、蛍光性の閉環体が生成する現象を見出した。この現象について詳細に検討した結果、可視光領域に存在する開環体のホットバンド(振動励起状態からの光学遷移による低強度の吸収帯)において光励起が起こり、閉環反応が進行することが示唆された。このような可視光領域のホットバンドを利用した光励起法に基づく蛍光スイッチング現象はバイオイメージングにおいて有効と考えられる。

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

物質合成や合成した分子の光反応挙動・蛍光特性の測定については、特に問題なく遂行することができた。その結果、チオフェン環などの電子供与性基を末端に有するジアリールエテンが蛍光ソルバトミズムを示すことを見出し、ソルバトクロミズムを示す光スイッチ型蛍光分子の設計指針に関する知見を得ることができた。また、可視光照射による蛍光スイッチング現象を見出し、そのメカニズムを明らかにすることができた。

今後の研究の推進方策

可視光照射に基づく光励起法を、蛍光ソルバトクロミズムを示すジアリールエテンに適用することで、微小領域における極性情報の超解像イメージングに挑戦する。それに向けて、化学修飾によるジアリールエテンの光応答機能の制御や、ポリマー膜中での極性に応じた蛍光色変化の評価などに取り組む予定である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A turn-on mode fluorescent diarylethene: Solvatochromism of fluorescence2018

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Morimoto, Yuta Takagi, Karina Hioki, Tatsuhiro Nagasaka, Hikaru Sotome, Syoji Ito, Hiroshi Miyasaka, Masahiro Irie
    • 雑誌名

      Dyes and Pigments

      巻: 153 ページ: 144~149

    • DOI

      10.1016/j.dyepig.2018.02.016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoswitchable Turn-on Mode Fluorescent Diarylethenes: Strategies for Controlling the Switching Response2018

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Irie, Masakazu Morimoto
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 91 ページ: 237~250

    • DOI

      10.1246/bcsj.20170365

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fluorescence Photoswitching of a Diarylethene by Irradiation with Single-Wavelength Visible Light2017

    • 著者名/発表者名
      Ryota Kashihara, Masakazu Morimoto, Syoji Ito, Hiroshi Miyasaka, Masahiro Irie
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 139 ページ: 16498~16501

    • DOI

      10.1021/jacs.7b10697

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal decomposition product of 1,2-bis(2-methyl-1-benzofuran-3-yl)perfluorocyclopentene2017

    • 著者名/発表者名
      Tadatsugu Yamaguchi, Tsuyoshi Nakagawa, Toru Ozeki, Mitsuhiro Fukuda, Masakazu Morimoto, Shizuka Takami
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters

      巻: 58 ページ: 4447~4449

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2017.10.017

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photosalient Phenomena that Mimic Impatiens Are Observed in Hollow Crystals of Diarylethene with a Perfluorocyclohexene Ring2017

    • 著者名/発表者名
      Eri Hatano, Masakazu Morimoto, Takahito Imai, Kengo Hyodo, Ayako Fujimoto, Ryo Nishimura, Akiko Sekine, Nobuhiro Yasuda, Satoshi Yokojima, Shinichiro Nakamura, Kingo Uchida
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 56 ページ: 12576~12580

    • DOI

      10.1002/anie.201706684

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoswitchable Fluorescent Diarylethene Derivatives with Thiophene 1,1-Dioxide Groups: Effect of Alkyl Substituents at the Reactive Carbons2017

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Morimoto、Takaki Sumi、Masahiro Irie
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 10 ページ: 1021

    • DOI

      10.3390/ma10091021

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photoregulation of Retro-Diels-Alder Reaction at the Center of Polymer Chains2017

    • 著者名/発表者名
      Jumpei Kida, Keiichi Imato, Raita Goseki, Masakazu Morimoto, Hideyuki Otsuka
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 46 ページ: 992~994

    • DOI

      10.1246/cl.170251

    • 査読あり
  • [学会発表] Turn-on型蛍光性ジアリールエテンにおける置換基効果2018

    • 著者名/発表者名
      岩井良太・森本正和・入江正浩
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] 超解像蛍光イメージングに向けた光スイッチ型蛍光色素の研究動向2018

    • 著者名/発表者名
      森本正和
    • 学会等名
      近畿化学協会機能性色素部会第95回例会
    • 招待講演
  • [学会発表] 蛍光性ジアリールエテンの光反応量子収率に対する反応点置換基の効果2017

    • 著者名/発表者名
      高須翔也・須見貴樹・森本正和・入江正浩
    • 学会等名
      2017年光化学討論会
  • [学会発表] 単一可視光源によるジアリールエテン蛍光の可逆光スイッチ2017

    • 著者名/発表者名
      樫原遼太・高木祐太・森本正和・伊都将司・宮坂博・入江正浩
    • 学会等名
      2017年光化学討論会
  • [備考] 立教大学森本正和研究室ホームページ

    • URL

      http://www2.rikkyo.ac.jp/web/m-morimoto/index.html

URL: 

公開日: 2018-12-17  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi