蛍光スイッチングジアリールエテンを基本骨格として用いて、超解像蛍光顕微鏡の蛍光プローブに適用できる蛍光スイッチング分子システムを創出することを目的とした。ジアリールエテン誘導体について、光反応量子収率に対する反応点置換基の効果、イオン性置換基の導入による水溶化、および可視光照射による閉環反応の誘起を検討した。
反応点にイソブチル基を有するジアリールエテンを新規に合成し、光反応量子収率に対する反応点置換基の効果を検討した。反応点にイソブチル基を導入すると、従来のエチル基を有する分子に比べて、光閉環反応量子収率および閉環体の蛍光量子収率は大きく減少することなく、光開環反応量子収率が増大することを見出した。光開環反応量子収率を制御する上での反応点置換基の有効性が示唆された。
バイオイメージングへの応用に向けて、スルホン酸ナトリウムを有する水溶性ジアリールエテンを合成した。この分子は水に溶解し、水中においてフォトクロミズムと蛍光スイッチングを示した。
新しい光励起法として、可視光の照射によるジアリールエテンの閉環反応の誘起について検討した。光開環反応量子収率が著しく小さいジアリールエテン誘導体の溶液に可視光を照射すると、低い反応変換率で閉環体が生成することが観測された。この分子を染み込ませたろ紙やこの分子の単結晶についても、可視光の照射による閉環体の生成が認められた。A01宮坂グループとの共同研究により、蛍光スイッチングジアリールエテンに対して単一波長の可視レーザー光を照射した際の蛍光挙動を観測したところ、光異性化反応に伴う単一分子レベルでの蛍光ON/OFFスイッチングが観測され、その蛍光スポットを解析・積算することで超解像蛍光画像を構築できることが分かった。
超解像蛍光顕微鏡への応用に向けた分子設計指針を明らかにし、可視光照射による単一光源型超解像蛍光顕微鏡の可能性を見出した。