光誘起三重項消滅による超解像蓄光イメージングへの挑戦

利用光诱导三重态湮灭对超分辨率磷光成像的挑战

• 批准号: 22KJ1371
• 负责人: 林 希久也
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1371/
• 关键词: 室温りん光; 蓄光; 三重項励起子; 光イオン化; 高解像顕微鏡; 超解像イメージング

長寿命室温りん光は、自家蛍光に依存しない高解像イメージングへの応用が期待されている。しかし、既存の技術では長寿命室温りん光の超解像検出は達成できない。本研究は、研究代表者が見出した長寿命室温りん光の消去機構を用いて、超解像蓄光イメージングを達成することを目的としている。長寿命室温りん光の消去は、励起光により形成された長寿命な励起三重項状態分子の最低空軌道(LUMO)の電子が励起光よりも長波長側の強い光(刺激ビーム)の照射により真空準位へ到達し、色素がイオン化することで生じていると予想される。この仮説を検証するために、様々な色や強度の刺激ビームを用いて長寿命室温りん光の消去挙動を評価した。その結果、特定の波長よりも長波長側の刺激ビームでは長寿命室温りん光が消去されず、この波長の閾値は色素のLUMOのエネルギー準位と同等であることが確認された。また、励起光と刺激ビームが同時に長時間照射された長寿命室温りん光材料から、光イオン化に由来する電荷シグナルが検出された。それゆえ、長寿命室温りん光の消去は励起三重項状態分子が刺激ビームによりイオン化することで生じていることが明らかとなった。また、断面強度がドーナツ型に変調された刺激ビームを励起光と重ねて長寿命室温りん光薄膜に照射した場合、励起光のみの照射時と比較し高解像化した蓄光が検出された。この高解像イメージング実験から、蓄光の超解像化の達成のためには、より高輝度な蓄光材料と共焦点系の光学設計が必要であることが明確となった。このように2022年度では、長寿命室温りん光の消去機構の解明と高解像化に成功し、蓄光の超解像検出へ向けた課題点を明確化した。

Long life at room temperature り ん は light, their own 蛍 に dependent し な い high resolution イ メ ー ジ ン グ へ の 応 with が expect さ れ て い る. The <s:1> of <s:1> and the existing <s:1> technology で で long-life room-temperature <s:1> ん optical <e:1> super-resolution 検 output <e:1> achieves で な な な な. は, research this study represent が shows し た long life at room temperature り ん の elimination to institutions を い て, super resolution optical storage イ メ ー ジ ン グ を reached す る こ と を purpose と し て い る. Long life at room temperature り ん の expunction は, excitation light に よ り form さ れ た long-life な wound up triple item status molecular の lowest empty rail (LUMO) の electronic が wound up light よ り も strong long wavelength side の い light (stimulus ビ ー ム) の irradiation に よ り vacuum must arrive へ し, pigment が イ オ ン change す る こ と で raw じ て い る と to think さ れ る. こ の 仮 said を 検 card す る た め に, others 々 な color や の stimulation intensity ビ ー ム を with い て long life at room temperature り ん の light elimination 挙 dynamic を review 価 し た. そ の results, specific wavelength の よ り も long wavelength side の stimulus ビ ー ム で は long life at room temperature り が expunction さ ん light れ ず, こ の wavelength の threshold numerical は pigment の LUMO の エ ネ ル ギ ー quasi a と equal で あ る こ と が confirm さ れ た. ま た, excitation light と stimulus ビ ー ム が に long time exposure at the same time さ れ た long life at room temperature り ん light material か ら, light イ オ ン change に origin す る charge シ グ ナ ル が 検 out さ れ た. そ れ ゆ え, long life, room temperature り ん の light elimination は wound up triple item status molecular が stimulus ビ ー ム に よ り イ オ ン change す る こ と で raw じ て い る こ と が Ming ら か と な っ た. ま た, cross section strength が ド ー ナ ツ type に - adjustable さ れ た stimulus ビ ー ム を wound up light と heavy ね て long life at room temperature り ん film に sunlight し た occasions, excitation light の み の illuminate と more し high resolution melt し た optical storage が 検 out さ れ た. こ の high resolution イ メ ー ジ ン グ be 験 か ら and optical storage の is a super solution の reached の た め に は, よ り micromixer mixing effect degree な optical storage materials と total focus is の optical design が necessary で あ る こ と が clear と な っ た. こ の よ う に 2022 で は, long life, room temperature り ん の light elimination institutions の interpret と high resolution に し success and optical storage の super resolution to け 検 out へ た fraught topic point を し た.

项目成果

長寿命室温りん光の高解像化を可能とする光誘起三重項消滅機構の研究

光致三重态湮灭机制研究，实现高分辨率长寿命室温磷光

• 发表时间: 2023
• 作者: 林 希久也;福本 恵紀;平田 修造
• 通讯作者: 平田 修造

Photoinduced Triplet Depletion Allowing Higher-Resolution Afterglow

• DOI: 10.1021/acsmaterialslett.3c00263
• 发表时间: 2023-05-04
• 期刊: ACS MATERIALS LETTERS
• 影响因子: 11.4
• 作者: Hayashi, Kikuya;Fukumoto, Keiki;Hirata, Shuzo
• 通讯作者: Hirata, Shuzo