二光子励起蛍光プローブ/無機ナノシート複合体による高感度センシングシステムの開発

使用双光子激发荧光探针/无机纳米片复合材料开发高灵敏度传感系统

• 批准号: 17750062
• 负责人: 棚村 好彦
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17750062/
• 关键词: 分子認識; 粘土鉱物; 有機無機複合体; 二光子吸収; 蛍光プローブ

今年度は、「無機ナノシートによる分子・イオン認識2光子励起蛍光プローブ高感度化の実証」に重点を置いて研究を進めることとした。まず予備検討として、既存の2光子吸収色素である、MPPBT(1,4-bis(2,5-dimeth-oxy-4-{2-[4-(N-methyl)pyridinium]ethenyl}phenyl)-butadiyne triflate)と、無機ナノシートの1種であるカチオン交換性粘土、スメクトンSA(クニミネ化学工業)による有機無機複合体薄膜について、Z-scan法による2光子吸収スペクトルを測定し、MPPBT単独ジメチルスルホキシド(DMSO)溶液の場合と比較した。その結果、複合体薄膜の2光子吸収断面積の極大値はDMSO溶液の場合の約2.5倍であった。濃度や溶媒極性依存性、そしてコンピュータによる計算化学より検討した結果、2光子吸収断面積の増大は、無機ナノシートの高い2次元平面性や電荷が、MPPBT分子のコンフォメーション固定(分子の平面化)ならびに、分子配列性、ひいては電子状態に大きく作用しているためであることが明らかとなった。次に、新規分子認識蛍光応答型の2光子吸収(励起)蛍光色素の分子設計を行った。その条件として、2光子吸収断面積が数百GM(≡10^<-50>cm^4 s molecule^<-1> photon^<-1>)を超える既存分子骨格をベースにすること、認識対象分子としてグルコース等の糖類(cis-ジオール)とすること、分子認識に伴い、2光子吸収断面積が増大し、かつ蛍光量子収率が高くなることとした。その結果、分子認識部位として、水中でも高い結合能を示すフェニルホウ酸を採用し、これをMPPBT等のπ共役骨格系の中央に配置したBMMPBT等を設計した。合成反応は10ステップ以上に渡り、鋭意完成を急いでいるところである。合成が完了次第、評価に移る予定である。

This year, "Inorganic Nanotechnique Molecule・Enalin" recognizes 2 photons that excite light The focus of "High Sensitivity Certification of High Sensitivity" is the research and development of "High Sensitivity".まず Preparation for として, existing 2-photon absorption pigment である, MPPBT (1,4-bis(2,5-dimeth-oxy-4-{2-[4-(N-methyl)pyridinium]ethenyl}phenyl)-butadiyne triflate), inorganic ナノシートの1 kind of exchangeable clay, スメクトンSA (クニミネchemical industry) organic-inorganic composite filmについて, Z-scan method, 2-photon absorption スペクトルを measurement, MPPBT single ジメチルスルホキシド (DMSO) solution case and comparison. As a result, the maximum 2-photon absorption cross-sectional area of ​​the composite film was approximately 2.5 times that of the DMSO solution. Concentration dependence on solvent polarity, results of computational chemistry , 2-photon absorption cross-sectional area is increased, inorganic ナノシートのhigh 2-dimensional planar charge, M PPBT molecular fixation (molecular planarization) and molecular arrangement Sex, ひいてはelectronic stateに大きくeffectしているためであることが明らかとなった. Next, the molecular design of the new molecular design of the photon-responsive type 2-photon absorption (excitation) photopigment was carried out.そのconditionsとして、2 photon absorption cross-sectional areaがhundreds of GM(≡10^<-50>cm^4 s molecule^<-1> photon^<-1>)を超えるexisting molecular structure をベースにすること, understanding of the molecule としてグルコース and other sugars (ci s-ジオール)とすること, molecular understanding of the companion, 2-photon absorption cross-sectional area of ​​larger, かつ蛍optical quantum yield of high くなることとした. The result, molecular recognition site, high binding energy in water, high binding energy, acidic acid, etc. , これをMPPBT, etc., and the central configuration of the π shared frame system is designed by BMMPBT, etc. Synthesize the ステップ and above 10ステップに多り, and the 魭意completed をhurry いでいるところである. The synthesis has been completed, and the evaluation has been completed.