7 蛍光性温度センサーの測定パラメータを蛍光寿命 詳細
Temperature-dependent fluorescence lifetime of a fluorescent polymeric thermometer, poly(N-isopropylacrylamide), labeled by polarity and hydrogen bonding sensitive 4-sulfamoyl-7-aminobenzofurazan
Chie Gota, Seiichi Uchiyama, Toshitada Yoshihara, Seiji Tobita, Tomohiko Ohwada
J. Phys. Chem. B, 2008, 112, 2829-2836
■ Abstract
Fluorescent molecular thermometers showing temperature-dependent fluorescence lifetimes enable thermal mapping of small spaces such as a microchannel and a living cell.
We report the temperature-dependent fluorescence lifetimes of poly(NIPAM-co-DBD-AA), which is a random copolymer of N-isopropylacrylamide (NIPAM) and an environment-sensitive fluorescent monomer (DBD-AA) containing a 4-sulfamoyl-7-aminobenzofurazan structure.
The average fluorescence lifetime of poly(NIPAM-co-DBD-AA) in aqueous solution increased from 4.22 to 14.1 ns with increasing temperature from 30 to 35 degree Celsius.
This drastic change in fluorescence lifetime (27% increase per 1 degree Celsius) is the sharpest ever reported.
Concentration independency, one of the advantages of fluorescence lifetime measurements, was seen in average fluorescence lifetime (13.7 ± 0.18 ns) of poly(NIPAM-co-DBD-AA) at 33 degree Celsius over a wide concentration range (0.005-1 w/v%). With increasing temperature, polyNIPAM units in poly(NIPAM-co-DBD-AA) change their structure from an extended form to a globular form, providing apolar and aprotic environments to the fluorescent DBD-AA units.
Consequently, the environment-sensitive DBD-AA units translate the local environmental changes into the extension of the fluorescence lifetime.
This role of the DBD-AA units was revealed by a study of solvent effects on fluorescence lifetime of a model environment-sensitive fluorophore.
■ 内容
感熱応答性高分子を利用した蛍光性温度センサーの蛍光寿命が，周囲の温度上昇に対して劇的に延長することを見いだしました．
測定パラメータとしての蛍光寿命は，センサー濃度や照射光強度の変化に影響を受けにくいため，蛍光強度よりも正確な測定を可能にします．
この論文で報告されている蛍光性温度センサーの単位温度変化あたりの蛍光寿命変化率は，これまでの報告より少なくとも 8 倍以上大きく，感度についても申し分ありません．
さらに本論文では，この温度センサーの蛍光団である DBD-アミン誘導体の光物理特性を詳細に調べ，その環境応答が周囲の極性変化だけでなく，溶媒との水素結合によっても発現していることを明らかにしました．
■ ひとこと
J. Phys. Chem. B Minor revision でアクセプト．
郷田さん（現コーセー）の２報目です．
「ポテンシャルのある素行不良の子」っているものです（自分の学生時代と比べてどっちが上かわかりませんけど・・・）．
なので，修士の学生として許されるぎりぎりのラインまで問題の部分を許容して，その妥協した分すべて研究成果につぎ込む，という方針で研究を進めました．
その甲斐あって成果はすさまじく，その一つがこの論文です．
結果自体はすごくすっきりしているし，自分でも自信を持って他の人に見せられる良い論文なんですけど，その裏にどれだけのドラマがあったかと．
これって普通のことなんでしょうか？？？それはさておき，東大に籍をおく者としてやっぱり ACS は最低ラインだと思います．
研究者の肩書きを名乗る以上スタッフはそれを目指すべきだし，（化学系の）研究者として就職する以上学生もそれを目指すべき．
そういう意味では，良い形でかみ合っていたんだと思ってます．