류타니 대학 첨단 이공학부의 우치다 울고 교수의 그룹이 씨를 튀는 붕센카 열매를 모방한 '빛을 조사함으로써 내포물을 방출하는 결정 캡슐' 개발에 성공했다.
이 결정 캡슐은 포토 살리 언트 현상이라 불리는 빛을 조사하면 결정이 깨지거나 튀는 현상을 이용한다.빛을 가하면 결정을 구성하는 유기 분자에 광 반응이 일어나 다른 분자로 바뀌는 등 분자의 크기가 초기 상태로 바뀌면 결정 표면에 변형이 생겨 결정이 파괴된다고 생각합니다. 되었습니다.
빛으로 캡슐 내에 들어간 것을 방출하는 캡슐에 대해서는 세계에 예가 없다.광반응물질인 디아릴에텐(DAE)의 연구를 계속해 온 본 그룹에서는 DAE를 이용한 광응답 캡슐의 개발에 임해왔다.
이번에, 유기용매 중에, 내포시키는 물질과 DAE의 분자 1o를 용해시키면, 통상의 재결정법에 의해 그 물질을 내포한 DAE 결정 캡슐을 생성할 수 있는 것을 발견하였다.이 결정 캡슐에 자외선을 조사하면, 포토살리엔트 효과에 의해 파괴되어, 내포물(실험에서는 녹색의 형광 색소)이 캡슐 주위로 퍼졌다.
재결정의 시간을 단축하면, 얻어지는 결정 캡슐의 사이즈를 작게 할 수 있는 것을 발견하였다.이 미니 캡슐에 자외선을 조사하면 마찬가지로 파괴되어 내포물이 방출되었다.
또, 「생체의 창」이라고 불리는, 생체 내에 깊게 침투하는 파장 영역의 근적외광에서도, 결정을 파괴할 수 있는 것이 확인되었다.이것은 생체 내로 도입한 후에도 캡슐을 내부에서 광파괴시켜 약물 등의 방출에 사용할 수 있는 가능성을 나타내고 있다.
또한, 결정에서는 분자가 규칙적으로 나란히 있기 때문에, 편광면의 방향을 바꾸면서 자외광을 맞추는 것으로, 특정한 결정에만 포토살리엔트 현상을 유도할 수 있고, 캡슐 파괴의 제어를 할 수 있는 것을 알 수 있었다.
이와 같이, 광을 통한 원격 조작으로 내포물을 방출하는 기능은 다양한 응용 가능성이 기대된다고 한다.
논문 정보:【Chemical Science】Molecular crystalline capsules that release their contents by light