高励起状態からの光化学および分子運動ダイナミックスのニアフィールド単一分子分光

高激发态光化学和分子运动动力学的近场单分子光谱

基本信息

批准号：
10135207
负责人：
堀江一之
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

微小領域中の単一もしくは少数分子の光化学反応、特に、高効率の光化学反応を近接場走査光学顕微鏡(NSOM)などを用いて観測しようとすると、観察中にプロープ光によって光反応が起こってしまう恐れがある。それを避けるためには、照射時・観察時に用いる波長を分けて、観察時に反応を起こさないようにしなければならない。また、観察波長において光反応前後の像にコントラストが生ずることも必要である。我々は、そのような性質を備えた材料系を探索してきたが、今回、有望と思われる系を見いだした。光酸発生剤(4-nitrobenzyl-9,10-dimethoxyanthracene-2-sulfonate;NAS)および感酸性色素(NileBlue A base;NBAb)を分散したポリマー(poly(methyl methacrylate);PMMA)フィルムを試料とした。光酸発生剤NASは、光励起により量子収率約0.5でプロトンを発生する。発生したプロトンはポリマー中を拡散して近傍の感酸性色素NBAbと反応し、カチオン型のNBA(NBA^+)を生ずる。NBAbとNBA^+では、吸収および発光波長が異なるため、照射波長を選ぶことにより両者を独立に蛍光イメージングすることが可能である。また、NASの励起波長は短波〓に存在するため、色素の励起波長では酸発生を起こさない。実際にNSOM装置を用いて酸発生に伴う色素の変化を観測した結果、局所的な光酸発生および、NBAb・NBA^+のイメージングが可能ことを確認した。

当试图使用近场扫描光学显微镜（NSOM）观察微观区域中单个或少量分子的光化学反应，尤其是高效的光化学反应时，人们担心在观察过程中会因探测光而发生光反应。为了避免这种情况，需要将照射和观察时使用的波长分开，以避免观察时发生反应。还需要在观察波长下的光反应前后的图像中产生对比度。我们一直在寻找具有这种特性的材料系统，现在我们发现了一个看起来很有前途的系统。样品是聚合物（聚甲基丙烯酸甲酯；PMMA）薄膜，其中含有光酸产生剂（4-硝基苯甲基-9,10-二甲氧基蒽-2-磺酸盐；NAS）和酸敏感染料（NileBlue A 基；NBAb）被分散了。光酸发生器 NAS 在光激发时产生量子产率约为 0.5 的质子。产生的质子扩散通过聚合物并与附近的酸敏感染料 NBAb 反应，产生阳离子 NBA (NBA^+)。由于NBAb和NBA^+具有不同的吸收和发射波长，因此可以通过选择照射波长来独立地进行两者的荧光成像。此外，由于NAS的激发波长存在于短波长范围内，因此在染料的激发波长处不会发生酸生成。通过使用 NSOM 装置实际观察与酸生成相关的色素变化，我们确认了 NBAb 和 NBA^+ 的局部光酸生成和成像是可能的。