電気化学誘起アップコンバージョン発光を示すDNA組織体によるECL素子の高機能化

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電気化学発光（ECL）は、発光性化合物の電気化学的な励起状態形成に基づく発光現象である。これまでの研究で、超高速応答ECLを示すDNA/Ru(II)錯体複合膜電極間に青色ECL材料の9,10-ジフェニルアントラセン（DPA）を含む電解液を挟み込んだ2極型素子を構築した。その結果、この素子中において、DNA複合膜中のRu(II)錯体と電解液中のDPA間での電気化学反応をトリガーとしたアップコンバージョンに起因した、低電圧駆動での青色ECL発現および青色ECLの高速応答化が初めて達成された。令和4年度においては、これらの機能性向上に伴い、電気化学誘起アップコンバージョンに起因した青色ECLの大幅な耐久性向上も実現した。青色ECLの耐久性の低さはデバイスへと応用していく上で課題となっているため、この結果は非常に意義あるものといえる。さらに複合素子中における反応電荷量およびECL強度から、アップコンバージョンECL効率についても算出した。実際に算出した効率は非常に低く、今後改善していく必要があることは改めて明白となった。これらに加え、神戸大学との共同研究を通して、主に光物理的な観点からDNA/Ru(II)錯体複合膜上におけるDPAのアップコンバージョンについての詳細な挙動を解析した。またアップコンバージョン効率の向上に向けて、DNAとの相互作用を可能とする新規青色発光材料の合成にも着手した。水溶性の青色発光材料の合成には成功したが、実際にDNAと混合した際、架橋によって沈殿が生じてしまった。この課題についてまず今後改善策を検討していく必要がある。