JPH039981A - 蛍光収率の向上法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、蛍光性物質から発せられる蛍光の微量酸素に
よる消光を防止し、蛍光収率を大幅に向上させる方法に
間するものである。

［従来技術］ 芳香族炭化水素類、色素、ビタミン類等、分子内に二重
結合を有する化合物は、光照射により吸収した光より波
長の長い蛍光を発する。

またアミノ酸、糖、各種金属等は、それ自身蛍光を発し
ないが分子内に二重結合を有する化合物（蛍光誘導体化
試薬）と反応すると反応生成物から蛍光を発するように
なる。なお蛍光とは、分子が光のエネルギーにより活性
化された状！！ｊ（励起−重環状態と百う）から元の不
活性な状Ｈ（基底状態と言う）に戻る際発せられる発光
を意味する。この蛍光は極微量の物質からでもかなり強
く観測される場合が多々あるので高感度分析や計測の手
段として非常に有効であるが、一般に、微量酸素によっ
て消光され易い。すなわち、観測される発光の強さが実
際の強さより著しく弱くなる。この微量酸素による消光
は、蛍光を用いている各種成分の分析や計測をはじめと
して、蛍光特性の解析（蛍光寿命の測定、フラッシュフ
ォトリシス等）、レーザー発振、光増感反応等では、深
刻な問題である９例えば、各種成分の分析や計測及び蛍
光特性の解析においては、感度低下や蛍光寿命の短縮を
引き起こし、またレーザー発振や光増感反応では出力や
反応効率の低下の原因となる。そこで−般には、この消
光対策として、液体窒素による冷却−減圧−溶融の操作
、窒素やアルゴンガスによるバブリング、超音波照射−
加熱下での減圧等による脱酸素が行われている・　しか
し・　これらの方法は、いずれも長時間、費用・　及び
多くの労力を必要とし、実用的でｉｉない、このため、
例えば芳香族炭化水素類や色素を用いるレーザー発振、
光増感反応等においては、酸素による負の効果があるに
もかかわらず溶液の脱酸素が行われないか十分には行わ
れていない。その結果、色素レーザー発振においては、
酸素の影響により理論的に取り出し可能な出力が得られ
ていないし、又、光増感反応においては、蛍光性物質（
増感剤）から反応基質へのエネルギー移動が１００％達
成されないため、その分だけ反応効率が低い。

［発明が解決しようとするＮｕコ 本発明は、蛍光性物質から発せられる蛍光の微量酸素に
よる消光を防止し、蛍光収率を大幅に向上させることを
目的としている。

［構成］ 本発明では、蛍光性物質からの蛍光が微量酸素により消
光されるのを防止するため、従来の脱酸票決に代わり、
蛍光性物質を含む溶液に二酸化炭素を吸収または溶解さ
せる。なお、ここで言う蛍光性物質とは、自ら蛍光を発
する物質の他に、反応の過程で生成し蛍光を発する中間
体（例えば励起錯体）、反応（例えば蛍光誘導体化）の
結果できる蛍光を発する反応生成物をも含む、以下に自
ら蛍光を発する蛍光性物質、中間体、反応生成物の代表
的なものを示す。

１、自ら蛍光を発する物質： 芳香族炭化水素類（ナフタレン、ビフェニル、フルオレ
ン、アセナフテン、アントラセン、フェナントレン、ク
リセン、コロネン、フルオランテン、ピレン、ペリレン
、〇−及びｐ−テルフェニル、　トリフェニレン、９−
シアノアントラセン、９、１〇−ジシアノアントラセン
）、アジン系色素（ルミフラビン、リボフラビン、ＦＡ
Ｄ、ＦＭＮ）、クマリン系色素（クマリルピロン）、キ
サンチン系色素（フルオレセイン、Ｆ　Ｉ　Ｂ　ｒ、　
　Ｆ　Ｉ　Ｂ　ｒ、　　Ｆ　Ｉ　Ｉ、　　ローダミンＢ
、ローダミン６Ｇ）、シアニン系色素、スチルベン誘導
体、オキサゾール、オキサジアゾール誘導体 ２、中間体： 芳香族炭化水素と芳香族アミン（例えばジメチルアニリ
ン、ジエチルアニリン）との励起錯体、芳香族炭化水素
とビロール類（例えばトリメチルビロール）との励起錯
体、芳香族炭化水素とシアン化合物（例えばジシアノベ
ンゼン、ジシアノアントラセン）との励起錯体 ３、反応生成物： 無機化合物と蛍光誘導体化試薬（例えば８−キノリツー
ル及びその誘導体、サリチリデン−Ｏ−アミノフェノー
ルで代表されるシップ塩基、アゾ化合物、フラボノイド
、ジアミノ化合物、カチオン染料、アニオン染料、ニト
ロナフチルアミン、サリチル酸、ベンゾチアゾール化合
物、アントラキノン誘導体）との反応生成物 有機化合物（ビタミン類、ペニシリン類、モルヒネ類、
スルフ７ニルアミド類、ヒスタミン、アミノ酸、カルボ
ン酸、糖、等）の各種蛍光誘導体化反応で生成する反応
生成物。

上記の自ら蛍光を発する物質、中間体、及び反応生成物
の溶媒としては、水、アルコール等の極性溶媒から炭化
水素を代表とする無極性溶媒まで、その目的に応じて種
々選択できる０例えば光増感反応では、水、メタノール
、エタノール、エーテル、　トルエン、シクロヘキサン
がよく用いられるが、何れの場合にも二酸化炭素の添加
によって酸素による消光が効果的に防止できる。また、
混合溶媒の場合も同様に効果があられれる。

溶液への二酸化炭素の吸収または溶解は、次のようにし
て行う。二酸化炭素がガス状にある場合には、ガスをで
きるだけ小さな気胞として溶液中にバブリングする。気
胞が大きいと空気中の酸素を逆に取り込むことがあるの
で、容器の構造を空気の入らないものとすることが望ま
しい。一方、二酸化炭素が個体（ドライアイス）状にあ
る場合には、塊を適度に小さくして溶液に投入する。な
お、溶液に解けたドライアイスは、自ら拡散していくの
で、特に溶液を振とうや攪はんする必要はない。酸素の
影響を完全に防止するためのドライアイス投入量は、溶
液の総量によって異なるが、溶Ｈ３ｍ　ｌに対して約０
．２ｇ（約７％）程度で十分である。容器の構造は、ガ
スの場合と同様に空気を遮断できるものとするのが望ま
しい。

［作用］ 本発明によれば、消光現象を引き起こす酸素が蛍光性物
質に作用するのを二酸化炭素が妨げるので、溶液中に酸
素が溶存していても脱酸素条件下と同程度に高い蛍光収
率が得られ、引いては蛍光を利用する各種計測や発光特
性の解析における感度及び精度の向上、レーザー発振や
光増感反応における効率の向上部をはかることができる
。なお、この向上効果は、空気を遮断した条件下で最も
よく働くが、溶液が酸素を含む空気に接触していても長
時間持続する。　　蛍光消光の防止機構については、二
酸化炭素による酸素の追い出しくｉ換）作用あるいは酸
素と二酸化炭素間との何等かの相互作用によると考えら
れるが、今後の研究結果を待たなければ明確な説明がで
きない。

本発明で用いるガスあるいはドライアイスは、特別な（
ｐｐｂレベルの不純物が問題となる）場合を除き精製し
たものである必要はなく、一般に市販されているもので
十分である。

［実施例コ 次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

実施例　ｌ 蛍光性物質としてナフタレン、アントラセン及びローダ
°ミンＢを遍び、　ドライアイス添加前後の蛍光強度を
比較した。なお、ナフタレンの濃度は、］　ｘ　１０−
’Ｍ　（ヘキサン溶液）、アントラセン及びローダミン
Ｂの濃度は５Ｘ１０−’Ｍ　（エチルアルコール溶液）
とした。

ドライアイスを添加する前のナフタレンの蛍光は、溶存
酸素により消光されており、任意の数値で表すと　０．
　２　　であった、これに対し、溶液３　ｍ　ｌに対し
ドライアイス　０．１５ｇを加えた場合の蛍光強度は　
３．５　　となり添加前の１７．５倍に・まで向上した
。この値は、従来法で脱酸素した場合の値にほぼ匹敵す
る。また、アントラセン及びローダミンＢ溶液について
も、それぞれ１．　３倍、　１．１倍の値が得られた。

実施例　２ 蛍光寿命測定時におけるドライアイス添加の効果を調べ
た。蛍光性物質としてベンゼン、ナフタレン、アントラ
セン、フェナントレン及びピレン（いずれもｎ−ヘキサ
ン溶液、３ｍ１）を選び、　ドライアイス添加前後の蛍
光寿命を比較した。以下に、蛍光寿命の測定結果を表に
して示す。各蛍光性物質の蛍光寿命は、　ドライアイス
添加前（脱酸素無し）は溶存酸素の影響により非常に短
いが、　ドライアイスを小量（０，１５−０，２ｇ　）
添加すると、従来法で脱酸素した場合の奔命にほとんど
近くなる。すなわち、溶液に小量のドライアイスを添加
するという簡単な操作で蛍光寿命の測定が可能となる。

蛍光寿命の測定結果 発光性物質名　ドライアイス添加 ベンゼン　　　　　２８．４ ナフタレン　　　　９７．９ アントラセン　　　　５．５７ フェナントレン　　５４．３ ピレン　　　　　４６４ 単位：　ナノ秒 従来法 ９ ６ ４．９ ７ ５０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 蛍光性物質を含む溶液に二酸化炭素を吸収させることを
   特徴とする蛍光収率の向上法。