ポルフィリンと希土類の配位高分子による光線力学ナノセラノスティクス材料の創成

本研究では、ポルフィリン色素と発光性錯体(Yb3+)および無蛍光性錯体(Lu3+)を精密に配列することで、近赤外発光(光線力学診断：PDD)と一重項酸素生成(光線力学療法：PDT)を両立する光機能材料の構築することを目的としている。希土類錯体と配位結合するホスフィンオキシド基を複数有するポルフィリン誘導体を合成し、これらを配位子として希土類錯体と錯形成させることで種々の配位化合物を得ることに成功した。単結晶X線構造解析などの構造評価によって、得られた配位化合物はポルフィリン配位子と希土類錯体が交互に配列した一次元の配位高分子や、ポルフィリン配位子が希土類錯体で架橋されたカゴ状の超分子を形成していることが明らかになった。これらの構造はポルフィリン骨格に導入されたホスフィンオキシド基の位置や数によって構造の制御が可能であると考えられる。また、これらの配位化合物において、ポルフィリンは光増感剤として機能し、ポルフィリン部分の光吸収帯を光励起すると、その励起エネルギーがYb3+にエネルギー移動し、近赤外発光を示すことが明らかになった。この近赤外発光は酸素に依存して、その発光強度が変化する挙動も確認された。酸素存在下において、一重項酸素に由来する発光も観測されたことから、ポルフィリンの光励起エネルギーが部分的に一重項酸素の生成に利用されることがわかった。近赤外発光と一重項酸素生成を同時に行うセラノスティクス材料への利用に期待できる結果が得られた。

本研究では、ポルフィリン色素と発光性錯体(Yb3+)および無蛍光性錯体(Lu3+)を精密に配列することで、近赤外発光(光線力学診断：PDD)と一重項酸素生成(光線力学療法：PDT)を両立する光機能材料の構築することを目的としている。希土類錯体と配位結合するホスフィンオキシド基を複数有するポルフィリン誘導体を合成し、これらを配位子として希土類錯体と錯形成させることで種々の配位化合物を得ることに成功した。単結晶X線構造解析などの構造評価によって、得られた配位化合物はポルフィリン配位子と希土類錯体が交互に配列した一次元の配位高分子や、ポルフィリン配位子が希土類錯体で架橋されたカゴ状の超分子を形成していることが明らかになった。これらの構造はポルフィリン骨格に導入されたホスフィンオキシド基の位置や数によって構造の制御が可能であると考えられる。また、これらの配位化合物において、ポルフィリンは光増感剤として機能し、ポルフィリン部分の光吸収帯を光励起すると、その励起エネルギーがYb3+にエネルギー移動し、近赤外発光を示すことが明らかになった。この近赤外発光は酸素に依存して、その発光強度が変化する挙動も確認された。酸素存在下において、一重項酸素に由来する発光も観測されたことから、ポルフィリンの光励起エネルギーが部分的に一重項酸素の生成に利用されることがわかった。近赤外発光と一重項酸素生成を同時に行うセラノスティクス材料への利用に期待できる結果が得られた。