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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

使用表现出电化学诱导上转换发光的 DNA 结构改善 ECL 装置的功能

基本信息

批准号：
22KJ0488
负责人：
小澤竜輝
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Chiba University
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

项目摘要

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。

Electrochemical luminescence (ECL) is a phenomenon that occurs when the electrochemical excitation state of a light-emitting compound is formed. In this study, ultra-high-speed ECL was demonstrated by the construction of a 9,10-phase ECL material (DPA) containing an electrolyte between DNA/Ru (II) complex membrane electrodes. As a result, Ru (II) complex in DNA composite film and electrochemical reaction between DPA and DPA in electrolyte are caused by low voltage and high speed reaction of cyan ECL. In the fourth year, the functional and electrochemical properties of the product were improved, and the durability of the product was improved. The durability of cyan ECL is very important. In addition, the ECL efficiency is calculated from the ECL intensity of the complex element. In the future, it is necessary to improve the situation. This is a joint research project between Kyoto University and Kyoto University. It focuses on the detailed analysis of the motion of DNA/Ru (II) complex films on the optical physics of DNA. The synthesis of new light-emitting materials based on DNA interaction is possible. The synthesis of water-soluble cyan light-emitting materials has been successfully carried out. This issue is a matter of future improvement.