π共役電子系とフォトクロミック分子団のシンクロナイゼーションによる発光特性制御

通过π共轭电子系统和光致变色分子基团的同步控制发光特性

• 批准号: 13022255
• 负责人: 河合 壯
• 金额: $ 2.69万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13022255/
• 关键词: ジアリールエテン; 単一分子観察; デジタルスイッチング; エネルギー移動; フォトクロミズム; 導電性高分子; 蛍光; レーザー

フォトクロミック分子であるジアリールエテンとπ共役系からなる蛍光ユニットを連結させることにより、高効率で蛍光発光がスイッチできる分子を開発した。得られた分子は、ジアリルエテンユニットの開環・閉環反応に伴い、蛍光量子収率が70%と0.1%以下の間で可逆的にスイッチ可能である。さらに単一分子蛍光測定システムを新たに構築し、この分子の蛍光スイッチング挙動を単一分子レベルで観測した。単一分子蛍光測定システムでは、共焦点光学系を採用し、100倍の対物レンズで集光照射した局所領域からの蛍光を同じ対物レンズで集光し、ピンホールを通すことで非焦点面からの散乱光を除去し、高いSNで一分子からの蛍光を観測した。検出器としてはシングルフォトンカウンティングAPDを用いた。488nmCW光を照射すると一段階で蛍光強度が低下する単一分子に特有のブリーチィング挙動が観測できた。紫外光を同時に照射すると、蛍光がON-OFFを繰り返す現象が見られた。これは、ジアリールエテンユニットの閉環反応および開環反応によるものであることが明らかになった。OFF状態の平均持続時間は可視光強度と反比例した。また、ON状態の平均持続時間は紫外光の照射強度に反比例した。これらの結果から、一分子観察に基づく光開環反応量子収率は6x10-6と見積もられた。これはバルク測定の結果とほぼ一致した。これらの結果から、単一分子フォトクロミック反応の観測に成功したと結論した。

通过将荧光单元与π共轭系统与光致变色分子（π偶联系统二透析）组成，我们开发了一个能够以高效率切换荧光发射的分子。由于开环和闭合反应，可以将所得的分子切换在70％至0.1％或更少。此外，构建了一个新的单分子荧光测量系统，并在单分子水平上观察到该分子的荧光切换行为。在单个分子荧光测量系统中，采用共聚焦光学系统，并以相同的物镜晶状体浓缩了局部区域的荧光，并通过穿过针孔的荧光去除来自非焦点平面的散射光，并与一个分子的荧光与高SN进行了荧光。单个光子计数APD用作检测器。观察到单个分子独有的漂白行为，当观察到用488 nm CW光照射时，它在一个步骤中降低了荧光强度。当紫外线同时照射时，将重复荧光。这已被证明是由于环氨酸乙烯单元的环闭环和环打开反应所致。 OFF状态的平均持续时间与可见光强度成反比。此外，在状态的平均持续时间与紫外线照射的强度成反比。这些结果估计基于一个分子的观察到的量子量子量产率为6x10-6。这大致与批量测量结果一致。从这些结果得出的结论是，单个分子光色素反应的观察成功。

项目成果

T.Fukaminato, S.Kobake, T.Kawai, M.Irie: "Three Dimensional Ereasable Optical Memory Using a Photochromic Diarylethene Single Crystal as the Recording Medium"Proceedings of Japanese Academy. 77. 31-35 (2001)

T.Fukaminato、S.Kobake、T.Kawai、M.Irie：“使用光致变色二芳基乙烯单晶作为记录介质的三维可擦除光学存储器”日本科学院院刊。

M.-S.Kim, T.Kawai, M.Irie: "Synthesis of Fluorescent Amorphous Diarylethenes"Chemistry Letters. 2001. 702-703 (2001)

M.-S.Kim、T.Kawai、M.Irie：“荧光无定形二芳基乙烯的合成”化学快报。

T.Yutaka, T.Kawai, M.Irie, H.Nishihara: "Photoluminescence switching of azobenzene-conjugated Pt(II) terpyridine complexes by trans-cis photoisomerization"Inorganic Chemistry. 71. 7143-7150 (2002)

T.Yutaka、T.Kawai、M.Irie、H.Nishihara：“通过反式-顺式光异构化实现偶氮苯共轭 Pt(II) 三联吡啶配合物的光致发光转换”无机化学。

T.Kawai, T.Sasaki, M.Irie: "A Photoresponsive Laser Dye Containing Photochromic Dithienylethene Units"Chemical Communications. 2001. 711-712 (2001)

T.Kawai、T.Sasaki、M.Irie：“含有光致变色二噻吩乙烯单元的光响应激光染料”化学通讯。

T.Kawai, T.konishi, K.Matsuda, M.Irie: "Photo-Generation of Acid and its Fluorescence Detection in a Small Area : a Near Field Write-Once Memory"Japanese Journal of Applied Physics. 40・8. 5145-5148 (2001)

T.Kawai、T.konishi、K.Matsuda、M.Irie：“酸的光生成及其小区域荧光检测：近场一次写入存储器”日本应用物理学杂志 40・8。 -5148 (2001)