可視から近赤外、短波赤外領域で発光する有機色素を開発：研究開発の最前線

芝浦工業大学は、可視から近赤外、短波赤外領域で発光する有機色素を開発した。トリフェニルアミン基を導入することで、可逆的に酸化還元に反応し、最大400nm超の波長変換で蛍光を切り替えできる。

[MONOist]

　芝浦工業大学は2025年5月13日、赤外領域で発光する有機色素を開発したと発表した。早稲田大学、物質・材料研究機構との共同研究により、可視（VIS）から近赤外（NIR）、短波赤外（SWIR）領域の発光制御に成功した。

　研究では、ピラジナセン骨格に電子供与性のトリフェニルアミン基を導入した有機色素を開発。単一分子内で可逆的に酸化還元に反応し、最大400nm超の波長変換で蛍光を切り替えできる。

　これらの分子は、還元状態では可視領域で強く発光し、酸化されると発光波長が大きく低エネルギー側へ移動し、NIR〜SWIR領域に到達する。

酸化還元応答により可視領域および赤外領域で発光する化合物［クリックで拡大］ 出所：芝浦工業大学

　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い。開発した色素は、電子受容部位にπ共役系を配し、C‐H結合を含まない分子設計で、分子の振動による熱失活を抑制。これにより、NIR領域における高い発光量子収率を達成した。この発光スイッチングは、化学反応のみならず電気化学的にも応用でき、構造変化は1つの6員環内の電子状態変化のみで完結する。

　NIRやSWIR領域で発光する分子は、生体透過性が高く、生体深部の観察や疾患検出に適している。今後、医療やバイオ分野における酸化還元プローブや光デバイスへの活用が注目される。

⇒その他の「研究開発の最前線」の記事はこちら