芝浦工大が赤外領域で発光する有機色素を開発〜酸化還元に応じて可視発光と赤外発光をスイッチする新材料〜

芝浦工業大学（東京都江東区／学長 山田純）工学部・リチャーズゲーリー准教授・堀顕子教授（分子集合学研究室）および田嶋稔樹教授（有機電気化学研究室）らの研究チームは早稲田大学及び物質・材料研究機構と共同し、可逆的な酸化還元反応によって可視（VIS）から近赤外（NIR）・短波赤外（SWIR）領域へと蛍光をスイッチできる有機色素材料の開発に成功しました。
近赤外蛍光分子は、低エネルギーかつ生体組織内での透過性が高いため、バイオイメージングや疾病の診断技術への応用が期待されています。しかし、軽元素からなる有機分子では、励起エネルギーが熱失活しやすく、赤外発光を得るのは困難とされてきました。これに対し、本研究で合成されたピラジナセン色素は電子受容部位に優れたπ共役系をもつと同時に、分子の振動による熱失活を抑えた分子設計から、赤外領域でも良好な発光量子収率を示します。
さらに、電子供与基であるトリフェニルアミン基を導入することで、分子全体に電荷移動を生じさせ、酸化還元に応じた劇的な吸収・発光波長の変化（最大400 nm超の波長変換）を実現しました。このスイッチングは化学的・電気化学的な手法のいずれでも達成でき、医療・バイオ分野における酸化還元プローブや光デバイス応用に向けた有望な基盤技術となります。