化学発光分子プローブの高発光効率化

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生体現象を生きた生体中で捉えるための方法として，これまでに蛍光性プローブ分子が精力的に研究，開発されてきた．目的とする生体現象が起こった際に生じる生体分子を捉え，蛍光発光が変化（発光波長や発光量子収率が変化）することで，生体現象を可視化する．ただし，生体内ではヘモグロビンや水などによる光の吸収や散乱があり，生体内深部を捉えようとすれば，生体を透過しやすい650～1350 nmの光（光の生物学的窓）を用いる必要がある．つまり，蛍光性物質を用いる場合には，「励起光」および「発光」のいずれもが，この波長領域になければならない．一方，蛍光の代わりに化学発光を用いれば，「発光」波長のみが生物学的窓内にあればよいだけである．化学発光プローブ分子を使うとその他多くの利点が期待されるが，その発光効率が悪いことがこれまでの最大の問題点であった．そこで，１．化学発光プローブ分子にこれまでの研究とは異なる立体障害を導入して一重項励起状態を効率的に作ること，および ２．三重項励起状態が生成しやすいのであれば，それを積極的に利用して発光させること，に取り組んでいる．そのため，既存の研究とは異なる立体障害を導入した化合物の合成を行っている．しかし，その立体障害の大きさ故に，その合成が困難となっている．また，現在までの研究において，高効率に化学発光する有力な分子は発見されていないものの，ジオキセタン化合物類の安定性に関する知見と，それに伴う合成の難易度についての情報が得られている．