赤外領域で三光子励起多波長検出を可能にする希土類金属プローブの創出

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本研究は、どこでも使えるユーザーフレンドリーな光源であるフェムト秒ファイバーレーザーを励起光源に、そして金属錯体をベースとしたプローブを用いて生体イメージングを実証することを目指している。平成28年度は、生体中の酸素マッピングを行うことを目的とし、酸素センシング機能を持つIr錯体、BTPHSAに着目し、その多光子吸収特性とフェムト秒ファイバーレーザー励起多光子イメージングを行った。BTPHSAの二光子吸収スペクトルを二光子誘起発光法により測定したところ、800-1200 nm付近に二光子吸収帯が観測され、二光子吸収断面積（二光子吸収の効率を表す量）の極大は、1030 nmに観察された。このことから、BTPHSAは、フェムト秒ファイバーレーザーの発振波長である1030 nmにおいて、二光子吸収を示すことが明らかになった。BTPHSAが二光子励起蛍光顕微鏡下で酸素センシング機能を示すかどうか確かめるため、常酸素および脱気条件下でBTPHSAのDMSO溶液の二光子励起発光スペクトルを測定した。。BTPHSAの常酸素条件下の二光子励起発光強度は、脱気条件下と比べておおよそ1/3にまで減少していた。のことから、BTPHSAは、低酸素環境で強い二光子励起発光を示すことが明らかになった。　BTPHSAの二光子励起発光が酸素応答性を示すことが確かめられたため、実際にフェムト秒ファイバーレーザーを光源とした多光子励起蛍光顕微鏡を用いて生細胞のイメージングを試みた。本研究の測定条件下では、BTPHSA由来の赤色発光は低酸素雰囲気下でのみ観察され、常酸素条件下では観察されなかった。このように、平成28年度はフェムト秒ファイバーレーザーを励起光源として、生細胞中の酸素センシングを達成した。