ペロブスカイトナノ結晶を用いた超解像イメージング用光スイッチの開発

使用钙钛矿纳米晶体开发用于超分辨率成像的光学开关

• 批准号: 21J10078
• 负责人: 明石 優志
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J10078/
• 关键词: 金属ハライドペロブスカイト; ナノ結晶; ジアリールエテン; フォトクロミズム; 蛍光スイッチング; ペロブスカイト; クリック反応

波長の異なる二種類の光照射で蛍光強度の切り替えが可能な光スイッチング蛍光プローブは、主に超解像イメージング技術で使用されている。この蛍光プローブはこれまで緑色蛍光タンパク質などの有機色素が主流であったが、近年、光褪色しにくいコロイド状ナノ結晶を用いた無機蛍光プローブが注目を集めている。中でもペロブスカイトナノ結晶（PeNC）は高い発光量子効率でシャープな発光を示し、ジアリールエテンとの複合体が優れた光スイッチング特性を示すことが報告されているが、水がある環境で不安定であるといった課題があった。生体内で不安定なPeNCを安定化するためにポリマーや酸化物を用いた表面被覆法が数多く研究されているが、光スイッチングPeNC蛍光プローブの実現にはさらなる安定性の向上（溶出Pbの低減）と高い蛍光コントラストの両立が求められる。そこで本研究者は、「クリック反応を用いた表面ポリマー被覆によるPeNCの安定化」と「高い蛍光コントラストの実現に向けたスイッチングメカニズムの解明」を目標に研究に取り組んだ。「クリック反応を用いた表面ポリマー被覆によるPeNCの安定化」は以下の手順で行った。まずPeNC表面に末端アルキン配位子を導入し、そこに末端アジド基を有するモノマー分子と銅触媒を加えてPeNC表面上でクリック反応させることでアルキン配位子とアジドモノマーを環化付加させた。その後、得られたPeNCをさらに加熱重合させると表面が完全にポリマーで被覆され、極性溶媒に対する安定性が大幅に向上した。また「高い蛍光コントラストの実現に向けたスイッチングメカニズムの解明」では、PeNCとジアリールエテンの複合体についてフェムト秒ポンプ・プローブ分光測定を行うことでスイッチングメカニズムを調査した。その結果、高い蛍光コントラストが出る系ではPeNCからジアリールエテンへのエネルギー移動と電子移動が競合していることが明らかになった。

The wavelength of two kinds of light irradiation, light intensity, light In recent years, the organic pigment has been mainstream in the field of light fading, and the inorganic pigment has been concentrated in the field of light fading. In the case of a crystal with high optical quantum efficiency, it is reported that the complex has excellent optical quantum characteristics and is subject to environmental instability. In vivo, the stability of PNC was studied by surface coating method, and the stability of PNC was improved by surface coating method. This paper aims to study the composition of the target group, namely,"stability of surface coating" and "realization of high-intensity optical coating". The following steps are taken to stabilize PeNC. The terminal ligand is introduced into the surface of the PeNC, and the terminal ligand is added to the surface of the PeNC. The stability of the solvent is greatly improved. "High light emission detection and detection of high light emission detection." As a result, the high light source and the high light source are not in the same way as each other.

项目成果

鉛ハロゲン系ペロブスカイトナノ結晶-ジアリールエテン分子間の電子・エネルギー移動ダイナミクス

卤化铅钙钛矿纳米晶与二芳基乙烯分子之间的电子和能量传递动力学

• 发表时间: 2021
• 作者: 明石 優志;Ashkan Mokhtar;野原 大暉;下吉 真実;植田 早紀;小澄 大輔;深港 豪;木田 徹也
• 通讯作者: 木田 徹也

Metal Halide Perovskite Nanocrystals Coupled with Photochromic Molecules for ON/OFF Fluorescent Photoswitches

金属卤化物钙钛矿纳米晶体与光致变色分子耦合用于开/关荧光光电开关

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuji Akaishi;Ashkan Mokhtar;Taiki Nohara;Yusuke Inomata;Daisuke Kosumi;Tuyoshi Fukaminato;Tetsuya Kida
• 通讯作者: Tetsuya Kida

配位子交換反応とクリック反応を用いた金属ハライドペロブスカイトナノ結晶の表面改質

利用配体交换反应和点击反应对金属卤化物钙钛矿纳米晶进行表面修饰

• 发表时间: 2022
• 作者: 明石 優志;下吉 真実;モクタール アシカン;猪股 雄介;深港 豪;木田 徹也
• 通讯作者: 木田 徹也

Hybridization of CsPbBr3 nanocrystals with photochromic molecules via click reaction for ON/OFF fluorescence switching

通过点击反应将 CsPbBr3 纳米晶体与光致变色分子杂交，实现 ON/OFF 荧光切换

• 发表时间: 2021
• 作者: Manami Shimoyoshi;Saki Ueta;Yuji Akaishi;Ashkan Mokhtar;Armando T. Quitain;Tuyoshi Fukaminato;Yusuke Inomata;Tetsuya Kida
• 通讯作者: Tetsuya Kida

CsPbBr3ナノ結晶-ジアリールエテン分子間の電子・エネルギー移動ダイナミクスおよび正孔捕集剤の添加効果

CsPbBr3纳米晶与二芳基乙烯分子之间的电子/能量转移动力学以及添加空穴清除剂的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 明石 優志;Ashkan Mokhtar;野原 大暉;猪股 雄介;小澄 大輔;深港 豪;木田 徹也
• 通讯作者: 木田 徹也