(57)【要約】  可逆的なセンシングが可能で、デバイス化可能なカルシウム等の多価金属イオンセンサとして有用な化合物及びその化合物を用いたイオンセンサの提供。  側鎖にカルボキシル基を有する繰り返し単位（Ａ）と、側鎖に凝集誘起発光能を示すエステル残基を有するカルボキシレート基を有する繰り返し単位（Ｂ）とを有するコポリマー。【特許請求の範囲】
【請求項１】
側鎖にカルボキシル基を有する繰り返し単位（Ａ）と、側鎖に凝集誘起発光能を示すエステル残基を有するカルボキシレート基を有する繰り返し単位（Ｂ）とを有するコポリマー。
【請求項２】
繰り返し単位（Ａ）が、アクリル酸、メタクリル酸、及びスチレンカルボン酸から選ばれるモノマー由来の繰り返し単位である請求項１記載のコポリマー。
【請求項３】
繰り返し単位（Ｂ）が、次式（１）又は（２）で示される化合物由来のエステル残基を有する、アクリレート、メタクリレート、及びスチレンカルボキシレートから選ばれるモノマー由来の繰り返し単位である請求項１又は２記載のコポリマー。
【化１】
2015015844.tif 000021
（式（１）中、Ｒ1は同一又は異なって、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環式基を示し、Ｅ1は、ケイ素原子又はゲルマニウム原子を示し、Ａ1及びＢ1は同一又は異なって、炭化水素基を示し、ｎは１〜４の整数を示す）
【化２】
2015015844.tif 000022
（式（２）中、Ｒ2及びＲ3は、同一又は異なって、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環式基を示し、Ａ2及びＢ2は、同一又は異なって、水素原子、置換基を有していてもよい炭化水素基、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環式基を示す。）
【請求項４】
式（１）又は（２）で表される化合物が、フェニル基上に１〜５個の親水性基が置換していてもよい１−メチル−１，２，３，４，５−ペンタフェニルシロール、２，３，４，５−テトラフェニル−１，１−ジメチルシロール又はテトラフェニルエチレンである請求項３記載のコポリマー。
【請求項５】
繰り返し単位（Ａ）と繰り返し単位（Ｂ）のモル比（Ａ／Ｂ）が、４〜１０００である請求項１〜４のいずれかに記載のコポリマー。
【請求項６】
数平均分子量が１０，０００〜１，０００，０００である請求項１〜５のいずれかに記載のコポリマー。
【請求項７】
多価金属イオン蛍光検出用コポリマーである請求項１〜６のいずれかに記載のコポリマー。
【請求項８】
さらに、多官能性モノマーに由来する繰り返し単位（Ｃ）を有する請求項１〜７のいずれかのコポリマー。
【請求項９】
繰り返し単位（Ｃ）を０．１〜１０モル％含有する請求項８記載のコポリマー。
【請求項１０】
繰り返し単位（Ｃ）が、２以上の重合性ビニル基を有するモノマー由来の繰り返し単位である請求項８又は９記載のコポリマー。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載のコポリマーを有する多価金属イオン検出用デバイス。
【請求項１２】
固体基材上に請求項１〜１０のいずれかに記載のコポリマーが固定化されている請求項１１記載の多価金属イオン検出用デバイス。
【請求項１３】
固体基材上への請求項１〜１０のいずれかに記載のコポリマーの固定化手段が、固体基材と前記コポリマーとの共有結合によるものである請求項１２記載の多価金属イオン検出用デバイス。
【請求項１４】
請求項１１〜１３のいずれかに記載のデバイスに、試料を接触させ、蛍光強度を測定することを特徴とする試料中の多価金属イオン濃度の定量法。
【請求項１５】
次式（３）で示される化合物。
【化３】
2015015844.tif 000023
（式（３）中、Ｒ4は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ5は直接結合、炭素数１〜８のアルキレン基又はフェニレン基を示し、Ｘは、次式（１）又は（２）で示される化合物由来の基を示す。）
【化４】
2015015844.tif 000024
（式（１）中、Ｒ1は同一又は異なって、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環式基を示し、Ｅ1は、ケイ素原子又はゲルマニウム原子を示し、Ａ1及びＢ1は同一又は異なって、炭化水素基を示し、ｎは１〜４の整数を示す。）
【化５】
2015015844.tif 000025
（式（２）中、Ｒ2及びＲ3は、同一又は異なって、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環式基を示し、Ａ2及びＢ2は、同一又は異なって、水素原子、置換基を有していてもよい炭化水素基、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環式基を示す。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規なコポリマー及びこれを用いた多価金属イオン検出用デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
カルシウムは、生体内で骨の成分として存在する他、筋肉の収縮、神経の興奮伝導、酵素の活性化、ホルモン分泌等に重要な作用をしており、具体的には細胞の浸透圧調整、Ｎａ、Ｋイオンとの拮抗作用、筋肉や神経の興奮性の調節、神経の刺激伝達、血液凝固、酵素活性の賦活因子として作用する。従って、生体内のカルシウムイオンの分布、変化をリアルタイムで測定することは、疾病の発見、治療経過、生理機能の研究等において重要である。細胞外のカルシウムイオン濃度は１〜２mMであり、一方、細胞内のカルシウムイオン濃度は細胞外の１００００分の１の５０〜１００nMである。【０００３】
このようなカルシウムイオンのセンサとしては、例えばグリコールエーテルジアミン四酢酸（ＥＧＴＡ）骨格を有する化合物（Ｆｕｒａ−２）が報告されている（非特許文献１）。しかしながら、このセンサーは、ｐＫａがおよそ６〜１０と会合定数が大きいことからnMオーダーのカルシウムイオン濃度は検出できるが、細胞外のカルシウムイオン濃度は検出できない。また細胞外カルシウム濃度下では不可逆的なセンシング能を有するにすぎず、デバイスとの一体化が困難であることから、細胞内のｉｎ  ｖｉｔｒｏイメージングで使用されているにすぎない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】J. Biol. Chem., 1985, 260, 3440
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、可逆的なセンシングが可能で、デバイス化可能なカルシウム等の多価金属イオンセンサとして有用な化合物及びその化合物を用いたイオンセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで本発明者は、ポリアクリル酸に代表される側鎖にカルボキシル基を有するポリマーに着目し、その一部に凝集誘起発光能を有する化合物を導入したコポリマーを製造し、種々の金属イオンセンシング効果を検討したところ、当該コポリマーがカルシウムイオン等の多価金属イオンと結合すると凝集誘起発光化合物による蛍光が生じ、かつその蛍光は可逆性であること、さらに当該コポリマーは固体基材等に固定化でき、デバイス化が可能であることを見出し、本発明を完成した。【０００７】
すなわち、本発明は、〔１〕〜〔１５〕を提供するものである。【０００８】
〔１〕側鎖にカルボキシル基を有する繰り返し単位（Ａ）と、側鎖に凝集誘起発光能を示すエステル残基を有するカルボキシレート基を有する繰り返し単位（Ｂ）とを有するコポリマー。
〔２〕繰り返し単位（Ａ）が、アクリル酸、メタクリル酸、及びスチレンカルボン酸から選ばれるモノマー由来の繰り返し単位である〔１〕記載のコポリマー。【０００９】
〔３〕繰り返し単位（Ｂ）が、次式（１）又は（２）で示される化合物由来のエステル残基を有する、アクリレート、メタクリレート、及びスチレンカルボキシレートから選ばれるモノマー由来の繰り返し単位である〔１〕又は〔２〕記載のコポリマー。【００１０】
【化１】
2015015844.tif 000002
【００１１】
（式（１）中、Ｒ1は同一又は異なって、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環式基を示し、Ｅ1は、ケイ素原子又はゲルマニウム原子を示し、Ａ1及びＢ1は同一又は異なって、炭化水素基を示し、ｎは１〜４の整数を示す）【００１２】
【化２】
2015015844.tif 000003
【００１３】
（式（２）中、Ｒ2及びＲ3は、同一又は異なって、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環式基を示し、Ａ2及びＢ2は、同一又は異なって、水素原子、置換基を有していてもよい炭化水素基、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環式基を示す。）【００１４】
〔４〕式（１）又は（２）で表される化合物が、フェニル基上に１〜５個の親水性基が置換していてもよい１−メチル−１，２，３，４，５−ペンタフェニルシロール、２，３，４，５−テトラフェニル−１，１−ジメチルシロール又はテトラフェニルエチレンである〔３〕記載のコポリマー。【００１５】
〔５〕繰り返し単位（Ａ）と繰り返し単位（Ｂ）のモル比（Ａ／Ｂ）が、４〜１０００である〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載のコポリマー。【００１６】
〔６〕数平均分子量が１０，０００〜１，０００，０００である〔１〕〜〔５〕のいずれかに記載のコポリマー。
〔７〕多価金属イオン蛍光検出用コポリマーである〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載のコポリマー。
〔８〕さらに、多官能性モノマーに由来する繰り返し単位（Ｃ）を有する〔１〕〜〔７〕のいずれかのコポリマー。
〔９〕繰り返し単位（Ｃ）を０．１〜１０モル％含有する〔８〕記載のコポリマー。
〔１０〕繰り返し単位（Ｃ）が、２以上の重合性ビニル基を有するモノマー由来の繰り返し単位である〔８〕又は〔９〕記載のコポリマー。
〔１１〕〔１〕〜〔１０〕のいずれかに記載のコポリマーを有する多価金属イオン検出用デバイス。
〔１２〕固体基材上に〔１〕〜〔１０〕のいずれかに記載のコポリマーが固定化されている〔１１〕記載の多価金属イオン検出用デバイス。
〔１３〕固体基材上への〔１〕〜〔１０〕のいずれかに記載のコポリマーの固定化手段が、固体基材と前記コポリマーとの共有結合によるものである〔１２〕記載の多価金属イオン検出用デバイス。
〔１４〕〔１〕〜〔１３〕のいずれかに記載のデバイスに、試料を接触させ、蛍光強度を測定することを特徴とする試料中の多価金属イオン濃度の定量法。
〔１５〕次式（３）で示される化合物。【００１７】
【化３】
2015015844.tif 000004
【００１８】
（式（３）中、Ｒ4は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ5は直接結合、炭素数１〜８のアルキレン基又はフェニレン基を示し、Ｘは、次式（１）又は（２）で示される化合物由来の基を示す。）
【化４】
2015015844.tif 000005
【００１９】
（式（１）中、Ｒ1は同一又は異なって、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環式基を示し、Ｅ1は、ケイ素原子又はゲルマニウム原子を示し、Ａ1及びＢ1は同一又は異なって、炭化水素基を示し、ｎは１〜４の整数を示す。）【００２０】
【化５】
2015015844.tif 000006
【００２１】
（式（２）中、Ｒ2及びＲ3は、同一又は異なって、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環式基を示し、Ａ2及びＢ2は、同一又は異なって、水素原子、置換基を有していてもよい炭化水素基、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環式基を示す。）
【発明の効果】
【００２２】
本発明のコポリマーを用いれば、カルシウムイオンに代表される多価金属イオンが高感度で検出でき、その検出性（発光性）は可逆的である。また、本発明のコポリマーは、樹脂性基材等への固定化が容易である。従って、本発明のコポリマーを用いれば、カルシウムイオンに代表される多価金属イオン検出用デバイスが作成可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】メタノール／水混合溶媒中でのｐｏｌｙ−１0.05の蛍光スペクトルを示す（１０mg／Ｌ、励起光＝３０７nm、以下同じ）。
【図２】Ｃａ2+濃度に対するｐｏｌｙ−１0.05の蛍光強度を示す。
【図３】Ｎａ+、Ｋ+、Ｍｇ2+、Ｃａ2+濃度に対するｐｏｌｙ−１0.05の蛍光強度変化を示す。
【図４】各種多価金属イオンに対するｐｏｌｙ−１0.05のＣａ2+センシング能を示す。
【図５】Ｎａ+、Ｍｇ2+の存在下におけるｐｏｌｙ−１0.05のＣａ2+センシング能を示す。
【図６】ｐｏｌｙ−１0.05のＣａ2+センシング能に対するＥＤＴＡの効果を示す。
【図７】ｐｏｌｙ−１の組成変化によるＣａ2+センシング能の変化を示す。
【図８】ｐｏｌｙ−１の組成変化によるＣａ2+センシング能の変化を示す。
【図９】ｐｏｌｙ−１0.20とｐｏｌｙ−１0.05のメタノール／水＝８／２におけるＣａ2+センシング能を示す。
【図１０】ｐｏｌｙ−１0.05の（ａ）５mg／Ｌ、（ｂ）１０mg／Ｌ、（ｃ）５０mg／Ｌにおける蛍光強度変化を示す。
【図１１】ｐｏｌｙ−１0.05の（ａ）５mg／Ｌ、（ｂ）１０mg／Ｌ、（ｃ）５０mg／Ｌにおける蛍光強度変化を示す。
【図１２】ｐｏｌｙ−１0.05のカルシウムセンシング能に対するＥｔ3Ｎ及びＴＦＡの添加効果を示す。
【図１３】ｇｅｌ−１の組成変化によるＣａ2+センシング能を示す。
【図１４】ｇｅｌ−１0.015のＣａ2+の可逆性を示す。
【図１５】ゲルの蛍光量子収率とＣａ2+センシング能の関係を示す。
【図１６】Ｈｅｐｅｓｂｕｆｆｅｒ：Ｈ2Ｏ＝５０：５０溶液中でのゲルのＣａ2+センシング能を示す。
【図１７】カルシウム濃度の変化と蛍光量子収率の再現性を示す。
【図１８】フレキシブル基板上でＯＬＥＤやＯＰＶと組み合わせてフレキシブルセンサーの構造概念図を示す。
【図１９】）ｐｏｌｙ−１０．０５、ｐｏｌｙ−１−ＮＭｅ２のＨ２Ｏ／ＭｅＯＨ＝１／１中（濃度１０ｍｇ／Ｌ）の規格化した吸収、蛍光スペクトルを示す。
【図２０】ｐｏｌｙ−１−ＮＭｅ２の０、１、５  ｏｒ  １０ｍＭ（１０ｍｇ／Ｌ，２９３Ｋ，ｉｎ  ＭｅＯＨ／ｗａｔｅｒ＝１／１，λｅｘ＝３４１ｎｍ）におけるＣａＣｌ2センシング能（ＦＬスペクトル）を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明のコポリマーは、少なくとも、側鎖にカルボキシル基を有する繰り返し単位（Ａ）と、側鎖に凝集誘起発光能を示すエステル残基を有するカルボキシレート基を有する繰り返し単位（Ｂ）とを有する。
【００２５】
繰り返し単位（Ａ）としては、側鎖にカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を有する限り、主鎖は特に限定されないがラジカル重合による主鎖が好ましい。そのような主鎖としては、式（４）
【００２６】
【化６】
2015015844.tif 000007
【００２７】
（式（４）中、Ｒ4は水素原子又はメチル基を示す。）
で表される主鎖が好ましい。
【００２８】
また、主鎖とカルボキシル基との間は、直接結合していてもよく、炭素数１〜８のアルキレン基、フェニレン基などの二価の炭化水素基を介していてもよいが、直接結合であるのがより好ましい。
【００２９】
繰り返し単位（Ａ）の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、スチレンカルボン酸等のモノマー由来の繰り返し単位が好ましく、式（５）で表される繰り返し単位がさらに好ましい。
【００３０】
【化７】
2015015844.tif 000008
【００３１】
（式（５）中、Ｒ4は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ5は直接結合、炭素数１〜８のアルキレン基又はフェニレン基を示す。）
【００３２】
繰り返し単位（Ｂ）は、側鎖に、凝集誘起発光能を示すエステル残基を有するカルボキシレート基を有する。
凝集誘起発光能を示すエステル残基としては、次式（１）又は（２）で示される化合物由来の基が挙げられる。
【００３３】
【化８】
2015015844.tif 000009
【００３４】
（式（１）中、Ｒ1は同一又は異なって、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環式基を示し、Ｅ1は、ケイ素原子又はゲルマニウム原子を示し、Ａ1及びＢ1は同一又は異なって、炭化水素基を示し、ｎは１〜４の整数を示す。）
【００３５】
【化９】
2015015844.tif 000010
【００３６】
（式（２）中、Ｒ2及びＲ3は、同一又は異なって、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環式基を示し、Ａ2及びＢ2は、同一又は異なって、水素原子、置換基を有していてもよい炭化水素基、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環式基を示す。）
【００３７】
Ｒ1、Ｒ2及びＲ3で示される芳香族炭化水素基としては、炭素数６〜１４の芳香族炭化水素基が挙げられ、具体的にはフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基が挙げられる。また、芳香族複素環式基としては、１〜３個の窒素原子、酸素原子又は硫黄原子を有する芳香族複素環式基が好ましく、ピロリル基、イミダゾリル基、ピリジル基、ピリミジニル基、チエニル基、チアゾリル基等が挙げられる。これらの芳香族炭化水素基又は芳香族複素環式基に置換し得る基としては、親水性基が好ましく、ヒドロキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、スルホ基、チオール基、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基、及びスルフィニル基から選ばれる１〜５個がより好ましい。ここで、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基としては、Ｃ1〜Ｃ6アルキルアミノ基、ジ（Ｃ1〜Ｃ6アルキル）アミノ基が好ましい。
【００３８】
Ｒ1、Ｒ2及びＲ3の好ましい例は、前記１〜５個の親水性置換基を有していてもよいフェニル基である。
【００３９】
Ａ1及びＢ1で示される炭化水素基としては、炭素数１〜６のアルキル基、芳香族炭化水素基が好ましい。ここでアルキル基としては、具体的にはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、イソプロピル基等が挙げられる。芳香族炭化水素基としては、前記Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3と同様の芳香族炭化水素基、特に１〜５個の親水性置換基を有していてもよいフェニル基が好ましい。
【００４０】
Ａ2及びＢ2で示される炭化水素基、芳香族複素環式基としては、前記Ｒ1、Ｒ2及びＲ3として示した芳香族炭化水素基又は芳香族複素環式基が好ましい。また、これらの炭化水素基又は複素環式基に置換し得る基は、親水性基が好ましく、ヒドロキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、スルホ基、チオール基、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基、及びスルフィニル基から選ばれる１〜５個がより好ましい。ここで、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基としては、Ｃ1〜Ｃ6アルキルアミノ基、ジ（Ｃ1〜Ｃ6アルキル）アミノ基が好ましい。
【００４１】
Ａ2及びＢ2の好ましい例は、前記１〜５個の親水性基を有していてもよいフェニル基である。
【００４２】
ｎは、４が特に好ましい。
【００４３】
式（１）で表される化合物の特に好ましい例は、フェニル基上に前記１〜５個の親水性基が置換していてもよい２，３，４，５−テトラフェニル−１，１−ジメチルシロール又は１−メチル−１，２，３，４，５−ペンタフェニルシロール（ＴＰＳ）である。式（２）で表される化合物の特に好ましい例は、フェニル基上に前記１〜５個の親水性基が置換していてもよいテトラフェニルエチレン（ＴＰＥ）である。
【００４４】
繰り返し単位（Ｂ）の側鎖に前記のカルボキシレート基を有する限り、主鎖は特に限定されないがラジカル重合による主鎖が好ましい。そのような主鎖としては、式（６）
【００４５】
【化１０】
2015015844.tif 000011
【００４６】
（式（６）中、Ｒ4は水素原子又はメチル基を示す。）
で表される主鎖が好ましい。
【００４７】
また、主鎖とカルボキシレート基との間は、直接結合していてもよく、炭素数１〜８のアルキレン基、フェニレン基などの二価の炭化水素基を介していてもよいが、直接結合であるのがより好ましい。
【００４８】
繰り返し単位（Ｂ）の具体例としては、アクリレート、メタクリレート、スチレンカルボキシレート等のモノマー由来の繰り返し単位が好ましく、式（７）で表される繰り返し単位がさらに好ましい。
【００４９】
【化１１】
2015015844.tif 000012
【００５０】
（式（７）中、Ｒ4は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ5は直接結合、炭素数１〜８のアルキレン基又はフェニレン基を示し、Ｘは前記式（１）又は（２）で表される化合物由来の基を示す。）
【００５１】
本発明のコポリマーにおける繰り返し単位（Ａ）と繰り返し単位（Ｂ）のモル比（Ａ／Ｂ）は、カルシウムイオン等に対する感度の点から、２以上１０００以下であることが好ましく、３〜１０００がより好ましく、４〜１０００がさらに好ましく、５〜１０００がさらに好ましい。
【００５２】
また、本発明のコポリマーは、繰り返し単位（Ａ）と繰り返し単位（Ｂ）とを有する限り、他の繰り返し単位を有していてもよい。当該他の繰り返し単位としては、多官能性モノマーに由来する繰り返し単位（Ｃ）、エチレン、スチレン、アルキル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド等に由来する繰り返し単位等が挙げられる。このうち、繰り返し単位（Ａ）及び繰り返し単位（Ｂ）に加えて、多官能性モノマーに由来する繰り返し単位（Ｃ）を有するコポリマーは、架橋構造形成によりゲル化し、多価金属イオンセンサとして特に好ましい。
【００５３】
繰り返し単位（Ｃ）としては、２以上の重合性ビニル基を有するモノマー由来の繰り返し単位であればよく、例えばポリオールポリ不飽和カルボキシレート、直鎖又は分岐鎖アルキレンポリアクリルアミド、ポリオールポリアクリルアミド、ジビニルベンゼン類等が挙げられる。このうち、ポリオールポリ不飽和カルボキシレートとしては、ポリオールポリ（メタ）アクリレートが好ましい。ここで、ポリオールとしては、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール（１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオールを含む）、ポリブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ポリグリセリン、ペンタエリスリトール、１，６−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ビスフェノールＡ、トリシクロ〔５．２．１．０2,6〕デカンジメタノール、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、リン酸ビス（２−ヒドロキシエチル）、ヘキサフルオロヘキサンジオール、デカンジオール、ペンタンジオール等の２〜５価のポリオールが好ましい。
直鎖又は分岐鎖アルキレンポリアクリルアミドとしては、炭素数１〜４の直鎖又は分岐鎖アルキレンポリアクリルアミドが好ましく、メチレンビスアクリルアミド、エチレンビスアクリルアミド、プロピレンビスアクリルアミド等が挙げられる。また、ポリオールジアクリルアミドとしては、（１，２−ジヒドロキシエチレン）ビスアクリルアミド等が挙げられる。ジビニルベンゼン類としては、オルト−、メタ−又はパラ−ジビニルベンゼン等が挙げられる。
【００５４】
繰り返し単位（Ｃ）は、ゲル形成性及びイオン測定感度の点から、本発明コポリマー中に０．１〜１０モル％含有するのが好ましく、０．１〜８モル％含有するのがより好ましく、０．５〜５モル％含有するのがさらに好ましく、１〜５モル％含有するのがさらに好ましい。
また、繰り返し単位（Ｃ）の含有率によってゲルの膨潤度が上昇し、当該膨潤度はＣａ2+センシング能の点から、３４０％以上が好ましく、３４０〜１５００％がより好ましく、５００〜１５００％がさらに好ましい。
【００５５】
さらに本発明のコポリマーには、基材との結合部位となる官能基を有していてもよく、そのような官能基としては、アルコール、チオール、アミン、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、シロキサン、ビニル、アセチレン等が挙げられる。
【００５６】
本発明のコポリマーの数平均分子量（Ｍｎ）は、カルシウムイオン等に対する感度の点から１０，０００以上１，０００，０００以下が好ましく、１０，０００〜８００，０００がより好ましく、１０，０００〜５００，０００がさらに好ましい。数平均分子量は、後記実施例記載の方法で測定できる。
【００５７】
本発明のコポリマーの共重合形態は、ランダム共重合、交互共重合、ブロック共重合、グラフト共重合のいずれでもよいが、ランダム共重合が好ましい。
【００５８】
次に本発明のコポリマーの製造法について説明する。
本発明のコポリマーは、例えば繰り返し単位（Ａ）となるモノマー及び繰り返し単位（Ｂ）となるモノマー、さらに必要に応じて繰り返し単位（Ｃ）となるモノマーをラジカル共重合させればよい。また、カルボキシル基が保護された繰り返し単位（Ａ）となるモノマーと、繰り返し単位（Ｂ）となるモノマーと、必要に応じて繰り返し単位（Ｃ）となるモノマーとをラジカル共重合させた後、繰り返し単位（Ａ）のカルボキシル基の保護基を脱離させる方法も挙げられる。
【００５９】
ここで、前記式（７）で表される繰り返し単位となるモノマーは、次式（３）で示される。
【００６０】
【化１２】
2015015844.tif 000013
【００６１】
（式（３）中、Ｒ4、Ｒ5及びＸは前記と同じ。）
【００６２】
このモノマー（３）は、例えば（メタ）アクリルハライドとＸＯＨとをトリエチルアミンのような塩基の存在下で反応させることにより得ることができる。
【００６３】
繰り返し単位（Ａ）のカルボキシル基の保護基としては、ｔｅｒｔ−ブチル基が好ましい。
前記ラジカル共重合反応は、重合開始剤の存在下に行なわれる。上記重合開始剤としては、例えば、２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）、ジメチル２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル等のアゾ系開始剤；２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン等の光重合開始剤；ジ(３，５，５−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド、過酸化ベンゾイル等の過酸化物が挙げられ、これら重合開始剤は１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて使用できる。
重合開始剤の合計使用量は、繰り返し単位（Ａ）のモノマーに対し、通常０．０００２〜０．２質量倍程度である。
【００６４】
また、ラジカル共重合反応には溶媒、連鎖移動剤を使用してもよい。溶媒としては、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド系溶媒；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒；酢酸エチル、酢酸ブチル、γ−ブチロラクトン等のエステル系溶媒；トルエン、ベンゼン等の芳香族系溶媒；１、４−ジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテル系溶媒が挙げられ、これら溶媒は１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて使用できる。これら溶媒の合計使用量は、繰り返し単位（Ａ）のモノマーに対し、通常０．５〜１５質量倍程度である。
また、上記連鎖移動剤としては、メルカプトエタノール、チオグリセロール、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタン等が挙げられる。
また、共重合反応時間は通常０．５〜２４時間程度であり、反応温度は、溶媒の沸点以下で適宜選択すればよいが、通常０〜１２０℃程度である。
【００６５】
共重合反応後、繰り返し単位（Ａ）のカルボキシル基の保護基、例えばｔｅｒｔ−ブチル基の脱離は、トリフルオロ酢酸処理により容易に行うことができる。
【００６６】
本発明のコポリマーは、カルシウムイオン等の非存在下では蛍光を発生せず、カルシウムイオンの濃度に依存して強い蛍光を発生する。これは、コポリマー中のカルボキシル基が多価金属イオンと結合して架橋構造を形成するため、凝集誘起発光能を有する基が凝集による蛍光が発生するものである。また、繰り返し単位（Ｃ）を有する本発明のコポリマーは、ゲル化しているため特定箇所に固定することができ、長期間安定して多価金属イオンを計測可能である。
【００６７】
かくして、本発明のコポリマーは、後記実施例に示すように、カルシウム等の多価金属イオンと反応して蛍光を生じるので、種々の多価金属イオンセンサとして有用である。また、本発明のコポリマーは、キレート剤の存在下で蛍光を消失し、蛍光の発生が可逆的であるので、多価金属イオン検出用デバイスとして有用である。また、繰り返し単位（Ｃ）を有するコポリマーは、ゲルの形態になっており、長期間にわたって安定した多価金属イオンセンサとして有用である。
【００６８】
本発明のコポリマーを多価金属イオンセンサデバイス（多価金属イオン検出用デバイス）とするには、基材上に本発明のコポリマーを形成させる。基材上にコポリマーを形成させるには、基材上で前記繰り返し単位（Ａ）となるモノマーと前記繰り返し単位（Ｂ）となるモノマーとを共重合させるのが好ましい。例えば、基材上にα−ブロモ−α，α−ジメチルアセテート基を導入後、これに繰り返し単位（Ａ）となるモノマーと繰り返し単位（Ｂ）となるモノマーとを表面開始共重合させることによって製造することができる。
また、繰り返し単位（Ｃ）を有する本発明のコポリマーは、ゲルであるためそのまま多価金属イオンセンサとして利用できる他、基材上でゲル重合させて固定化することにより、イオンセンサデバイスとすることもできる。本発明のコポリマーにより形成されるゲルはｍＭオーダーという細胞外カルシウム濃度に近い濃度範囲でのカルシウムセンシングが可能であることから、細胞外でカルシウム濃度を検出する、デバイスへの応用が可能である。すなわち、フレキシブル基板上で有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）や有機太陽電池（ＯＰＶ）と組み合わせてフレキシブルカルシウムセンサーが構築可能であると考えられる。また、それを集積することにより大面積のカルシウムセンシングデバイスの構築も可能になる。
【００６９】
ここで基材としては、ガラス、透明樹脂フィルム、透明樹脂針等が挙げられる。透明樹脂の素材としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、エチレン−酢酸ビニル共重合体が挙げられる。
【００７０】
多価金属イオン検出用デバイスに、試料を接触させ、発生した蛍光強度を測定すれば、試料中の多価金属イオン濃度が定量できる。ここで試料としては、カルシウムイオンの場合には、血液、血漿、血清、リンパ液、尿などの体液、各種組織等が挙げられる。また、カルシウムイオン以外の多価金属イオンとしては、亜鉛、鉛、カドミウム、水銀、銅、クロム、マンガン、ヒ素、コバルト等の重金属イオンが挙げられる。これらの重金属イオンの場合には、河川水、湖沼水、排水等の各種環境水、土壌等が挙げられる。
【００７１】
測定は、具体的には、デバイスと試料を接触後、デバイスに励起光を照射して、発生する蛍光を測定することにより行なわれる。従って、蛍光測定キットには、前記デバイス、励起光照射器、及び蛍光測定器が含まれる。得られた蛍光強度から多価金属イオン濃度を定量するには、予め作成された検量線を用いるのが簡単である。
【実施例】
【００７２】
次に実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。【００７３】
実施例１
（１）アルゴンガス雰囲気下、亜鉛粉末（１５．６ｇ）及びテトラヒドロフラン２００mlを反応容器に投入した。−５〜０℃に冷却し、１０℃以下に維持したシリンジでＴｉＣｌ4（１３．２ml）をゆっくり添加した。混合物を室温にて０．５時間攪拌し、２．５時間加熱還流した。再び−５〜０℃に冷却し、ピリジン（５．０ml）を加え１０分攪拌した。ｐ−ヒドロキシベンゾフェノン（４．８０ｇ）及びベンゾフェノン（５．２８ｇ）のテトラヒドロフラン（３０ml）溶液をシリンジでゆっくり加えた。添加後、反応混合物を７０℃に加熱し、ＴＬＣで原料がなくなるまで還流した。１０％Ｋ2ＣＯ3水溶液を加え、次いでジクロロメタンを加えた。有機相を水及び食塩水で洗浄し、ＭｇＳＯ4で乾燥後、減圧で乾固し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ＣＨＣｌ3）で精製し、ｐ−ヒドロキシテトラフェニルエチレン（ｐ−ヒドロキシＴＰＥ）を２．７６ｇ（収率３２％）得た。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ 6.98-7.15(m,15H), 6.89(dd,J=8.68,2.07Hz,2H), 6.56(dd,J=8.76,2.23Hz,2H), 4.63(s,1H)ppm.【００７４】
（２）ｐ−ヒドロキシテトラフェニルエチレン（０．９１０ｇ）及びトリエチルアミン（１．４６ml）のジクロロメタン（３０ml）溶液を０℃に冷却し、アクリロイルクロリド（４２０μL）のジクロロメタン５ml溶液を滴下した。反応混合物を、ＴＬＣで原料がなくなるまで室温で３時間攪拌した。反応液に炭酸水素ナトリウムを加え、さらにジクロロメタンを加えた。有機相を水及び食塩水で洗浄し、ＭｇＳＯ4で乾燥後、減圧で乾固した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン：ＣＨＣｌ3＝１：１）で精製し、ｐ−ヒドロキシテトラフェニルエチレン  アクリレート０．７５６ｇ（ｐ−ヒドロキシＴＰＥアクリレート）（収率７２％）を得た。テトラフェニルエチレンをＴＰＥと略した。
1H NMR(400MHz, CDCl3, 293 K) δ7.01-7.11(m,15H), 6.89(d,J=9.0Hz,2H), 6.56(dd,J=17.3,1.3Hz,1H), 6.27(dd,J=10.5,17.3Hz,1H), 5.99(dd,J=10.5,1.3Hz,1H)ppm.
13C NMR(100MHz, CDCl3, 293K) δ 164.3, 149.0, 143.7, 143.6, 143.5, 141.4, 141.3,140.0, 132.4, 132.3, 131.4, 131.3, 128.1, 127.9, 127.8, 127.7, 126.6, 126.5, 120.7ppm.
FT-IR(KBr) ν 3076, 3054, 3024, 1756, 1677, 1599, 1502, 1443, 1356, 1200, 1166, 1140, 1017, 763, 748, 699, 613, 572, 498 cm-1.
HRMS(FAB)Cald for C29H22O2[M]+m/z=402.1620, Found:m/z=402.167【００７５】
実施例２
（１）実施例１で得たｐ−ヒドロキシＴＰＥ（２１．３mg，５モル％）、ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート（１４６μL，９５モル％）及び２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）（ＡＩＢＮ）のジメチルホルムアミド（１ml）溶液を、減圧／アルゴンガスを使用して３回脱酸素した。６０℃で１２時間攪拌し、室温まで冷却し、溶媒留去して、（ｐ−ヒドロキシＴＰＥアクリレート）0.05−（ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート）9.95−コポリマーを１５６mg得た。
1H NMR(400MHz, CDCl3, 293 K) δ 6.79-7.11, 2.05-2.39, 1.71-1.86, 1.20-1.63ppm. 
FT-IR(KBr) ν 2979, 2935, 1731, 1481, 1457, 1393, 1368, 1257, 1149, 1034, 909, 846, 751, 701, 471, 430cm-1.
Mn=24,000, Mw=44,000, PDI=1.86(GPC : eluent ; DMF, PSt standards).【００７６】
（２）（１）で得られたコポリマー１０．０mgをトリフルオロ酢酸（５８．０μL）に溶解し、室温で１２時間攪拌した。反応液を溶媒留去して（ｐ−ヒドロキシＴＰＥアクリレート）0.05−（アクリル酸）9.95−コポリマーを９．８０mg得た。
1H NMR(400 MHz, CD3OD, 293 K) δ 6.79-7.21, 2.28-2.65, 1.40-2.22 ppm. 
FT-IR(KBr) ν 2961, 2361, 1716, 1503, 1454, 1417, 1249, 1168, 802, 701, 614, 503, 414 cm-1.【００７７】
実施例３
（１）実施例２（１）と同様にして、（ｐ−ヒドロキシＴＰＥアクリレート）0.01−（ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート）9.99−コポリマーを得た。
1H NMR(400 MHz, CDCl3, 293 K) δ 6.78-7.15, 2.08-2.35, 1.71-1.89, 1.20-1.62ppm.
FT-IR (KBr) ν 2980, 2936, 1731, 1481, 1458, 1394, 1368, 1258, 1148, 1035, 909, 847, 752, 701, 471, 435cm-1.
Mn=21000, Mw=29000, PDI=1.36 (GPC : eluent ; DMF, PSt standards).【００７８】
（２）実施例２（２）と同様にして、（ｐ−ヒドロキシＴＰＥアクリレート）0.01−（アクリル酸）9.99−コポリマーを得た。【００７９】
1H NMR(400MHz, CD3OD, 293 K) δ 6.82-7.21, 2.22-2.64, 1.42-2.10ppm
FT-IR(KBr) ν 2961, 2349, 1717, 1456, 1417, 1253, 1169, 802, 701, 617, 511, 463,436, 404cm-1.【００８０】
実施例４
（１）実施例２（１）と同様にして、（ｐ−ヒドロキシＴＰＥアクリレート）0.02−（ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート）0.80−コポリマーを得た。
1H NMR(400MHz, CDCl3, 293 K) δ 6.45-7.24, 0.60-2.76ppm.
FT-IR(KBr) ν 3439, 3055, 2978, 2933, 2360, 1757, 1728, 1599, 1503, 1493, 1408, 1444, 1393, 1368, 1256, 1200, 1149, 1075, 1031, 1018, 846, 762, 749, 700, 614, 572, 473, 430cm-1.
Mn=34,000, Mw=67,000, PDI=1.98(GPC : eluent ; DMF, PSt standards).【００８１】
（２）実施例２（２）と同様にして、（ｐ−ヒドロキシＴＰＥアクリレート）0.20−（アクリル酸）0.80−コポリマーを得た。
1H NMR(400MHz, CD3OD, 293 K) δ 6.62-7.21, 1.10-2.79ppm.
FT-IR(KBr) ν 3054, 2932, 2362, 1718, 1599, 1502, 1444, 1406, 1198, 1166, 1075, 1030, 1017, 803, 763, 748, 699, 613, 572cm-1.【００８２】
実施例５
（１）実施例２（１）と同様にして、（ｐ−ヒドロキシＴＰＥアクリレート）0.50−（ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート）0.50−コポリマーを得た。
1H NMR(400 MHz, CDCl3, 293 K) δ 6.50-7.20, 1.05-2.95ppm.
FT-IR(KBr) ν 3440, 3054, 3022, 2977, 2932, 2360, 1757, 1727, 1599, 1502, 1493, 1444, 1393, 1368, 1251, 1200, 1165, 1147, 1075, 1030, 1018, 845, 762, 748, 699, 614, 572, 496cm-1.
Mn=18,000, Mw=35,000, PDI=1.95(GPC : eluent ; DMF, PSt standards).【００８３】
（２）実施例２（２）と同様にして、（ｐ−ヒドロキシＴＰＥアクリレート）0.50−（アクリル酸）0.50−コポリマーを得た。
1H NMR(400 MHz, CDCl3, 293 K) δ 6.39-7.24, 0.65-3.05ppm.
FT-IR(KBr) ν 3438, 3053, 3024, 2931, 2361, 1950, 1752, 1599, 1576, 1502, 1493, 1444, 1199, 1166, 1075, 1030, 1017, 762, 749, 698, 613, 572, 496cm-1.【００８４】
実施例２−実施例５で得られたコポリマーの構造及び特性を表１に示す。【００８５】
【化１３】
2015015844.tif 000014
【００８６】
【表１】
2015015844.tif 000015
【００８７】
実施例６（メタノール／水混合溶媒中のｐｏｌｙ−１0.05の発光）
Ｐｏｌｙ−１0.05の溶解性を調べたところ、メタノールに対しては溶解性を示すが、水には不溶であることが分かった。本発明では、生体内でのＣａ2+認識を目的にしているため、水系で実験を行う必要があったが、ここではまずメタノールと水の混合溶媒系での実験を行うことにした。
そこで、様々な組成比のメタノール/水混合溶媒（メタノール／水＝１００／０〜メタノール／水＝１／９９）中で、ｐｏｌｙ−１0.05のＵＶスペクトル、蛍光スペクトルを測定した。
ＵＶ−ｖｉｓスペクトルにおいて、水を加えていくに従い、沈殿形成に伴う光散乱が観測されたが、それ以外に大きな変化は観測されなかった。
一方、蛍光スペクトルにおいては大きな変化が観測された（図１）。すなわちｐｏｌｙ−１0.05は、メタノール１００％溶液において蛍光性はほとんど観測されなかったが、水を加えるに従い蛍光性が大きく上昇した。
以降の実験では、メタノール／水＝５／５の混合溶媒でＣａ2+との反応性を評価した。【００８８】
実施例７（Ｃａ2+センシング能）
（１）前述の通り、ｐｏｌｙ−１0.05は水に不溶であるため、メタノール／水＝５／５の混合溶媒にｐｏｌｙ−１0.05を溶解させ、Ｃａ2+を添加した時の蛍光挙動の変化について検討した。具体的には、１０mg／Ｌのｐｏｌｙ−１0.05溶液に対し、ＣａＣｌ2を少量ずつ添加したときの、蛍光スペクトルを観察した。その蛍光スペクトルの変化は、図２に、Ｃａ2+濃度に対して、極大蛍光波長（λmax＝４６５nm）における蛍光強度をプロットした。【００８９】
図２の蛍光スペクトルにおいてはＣａＣｌ2を加えるに従い、蛍光強度の上昇が観測された。この蛍光強度の上昇は、ｐｏｌｙ−１0.05はＣａ2+の存在下では、ポリマー鎖の凝集が誘起され、ＴＰＥ部位の分子内回転運動が抑制されて、蛍光強度が上昇するために起こると考えられる。このスペクトル変化が単なる塩析による溶解性の低下に起因するものか否かについて調べるために、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＭｇＣｌ2の他の金属イオンについても同様にｐｏｌｙ−１0.05に添加していき、蛍光強度の変化を観察した。図３に、金属塩濃度に対して、極大蛍光波長（λmax＝４６５nm）における蛍光強度をプロットしたグラフを示す。【００９０】
図３より、Ｎａ+、Ｋ+、Ｍｇ2+をｐｏｌｙ−１0.05に添加していったところ、驚くべきことに蛍光強度の上昇はＣａ2+に比べ僅かであり、ｐｏｌｙ−１0.05はＣａ2+を選択的にセンシングできることが分かった。すなわち、この蛍光スペクトル変化が単なる塩析による溶解性の低下に起因するのではなく、Ｃａ2+を添加することで、ポリマー鎖の凝集が誘起され、ＴＰＥ部位の分子内回転運動が抑制されたことに起因することが示唆された。【００９１】
（２）また図３より、同じ２価の金属イオンであるＣａ2+とＭｇ2+では、蛍光スペクトルの変化に大きな差があることが分かる。この選択性について考察するために、他のアルカリ土類金属であるＳｒ2+やＢａ2+、また遷移金属であるＺｎ2+、Ｆｅ2+の塩化物をｐｏｌｙ−１0.05に添加し、蛍光スペクトルを測定した。図４に、金属塩濃度に対して、極大蛍光波長（λmax＝４６５ｎｍ）における蛍光強度をプロットした。【００９２】
Ｃａ2+をｐｏｌｙ−１0.05に対して添加していった際には、約１．０mMのCaCl2を添加することで蛍光強度はほぼ飽和するが、Ｓｒ2+、Ｂａ2+では約０．１mMの添加で蛍光強度は飽和した。またＺｎ2+の場合では、約０．４mMの添加で蛍光強度は飽和した。すなわちｐｏｌｙ−１0.05は、Ｓｒ2+、Ｂａ2+、Ｚｎ2+に対してはＣａ2+よりも敏感に応答することが分かった。
アルカリ土類金属においては、Ｍｇ2+、Ｃａ2+、Ｓｒ2+、Ｂａ2+の順にイオン半径が大きくなるが、ｐｏｌｙ−１0.05の応答性はおよそこの順になっており、イオン半径の大きいアルカリ土類金属イオンほどｐｏｌｙ−１0.05と強く相互作用し、ポリマーの凝集を促進することが示唆された。遷移金属であるＺｎ2+の添加による蛍光スペクトルの変化は、Ｃａ2+に比べ大きかった。一方、Ｆｅ2+の添加によりｐｏｌｙ−１0.05の蛍光強度は減少していったため、Ｆｅ2+は消光剤として働くことが考えられる。このように遷移金属イオンではＺｎ2+のようにｐｏｌｙ−１0.05に添加することで蛍光強度を上昇させるものと、Ｆｅ2+のように蛍光強度を減少させるものがあることが分かった。【００９３】
（３）次に、Ｎａ+やＭｇ2+の存在下でもｐｏｌｙ−１0.05はＣａ2+を選択的にセンシングすることができるか検討した。１．０mMのＮａ+、Ｍｇ2+が添加されたｐｏｌｙ−１0.05の溶液に、１．０mMのＣａ2+を添加したときの蛍光スペクトルの変化を観察した（図５）。【００９４】
まず、１．０mMのＮａＣｌまたはＭｇＣｌ2をｐｏｌｙ−１0.05に添加したところ蛍光強度はほとんど上昇しなかった。そこにＣａＣｌ2を１．０mM添加したところ、蛍光強度は大幅に上昇した。このことは、Ｎａ+やＭｇ2+存在下でも、ｐｏｌｙ−１0.05はＣａ2+を選択的にセンシングできることを示している。このことは多くの共雑物が存在する生体内においても、ｐｏｌｙ−１0.05はＣａ2+を選択的にセンシングできる可能性を示唆している。【００９５】
（４）また、ｐｏｌｙ−１0.05のＣａ2+センシングの可逆性を調べるために、Ｃａ2+が添加されたｐｏｌｙ−１0.05にＥＤＴＡを添加した。ＥＤＴＡはＣａ2+キレート剤であり、Ｃａ2+の会合定数はｐＫa＝１０．７６である。１．０mMのＣａ2+が添加されたｐｏｌｙ−１0.05に対してＥＤＴＡを１．０mM添加し、蛍光スペクトルの変化を観測した（図６）。【００９６】
１．０mMのＣａ2+が添加されたｐｏｌｙ−１0.05に１．０mMのＥＤＴＡを添加したところ、蛍光強度はＣａ2+添加前の強度まで減少した（図６）。これはｐｏｌｙ−１0.05と相互作用していたＣａ2+がＥＤＴＡにキレートされ、ｐｏｌｙ−１0.05はＣａ2+添加前の状態に戻ったことに由来すると考えられる。このことからｐｏｌｙ−１0.05のＣａ2+センシングは可逆性があることが示唆される。【００９７】
実施例８（Ｐｏｌｙ−１の組成変化によるＣａ2+センシング能の変化）
ＴＰＥ部位とポリアクリル酸部位の組成比の違いによって、ｐｏｌｙ−１のＣａ2+センシング能にどのような影響があるのか調べるために、ｐｏｌｙ−１0.01、ｐｏｌｙ−１0.05、ｐｏｌｙ−１0.20、ｐｏｌｙ−１0.50のＣａ2+に対する応答挙動について検討した。まず、様々な組成比のメタノールと水の混合溶媒、またはDMFと水の混合溶媒を用いて、ｐｏｌｙ−１0.01、ｐｏｌｙ−１0.05、ｐｏｌｙ−１0.20、ｐｏｌｙ−１0.50の蛍光スペクトルの変化を観測した。ｐｏｌｙ−１0.50はメタノールに溶解しなかったため、ＤＭＦ／水混合溶媒を用いた。そこで図７（ａ）〜（ｄ）に、メタノール／水またはＤＭＦ／水混合溶媒中の水の組成比に対して、極大蛍光波長（λmax=４６５nm）における蛍光強度をプロットしたグラフを示す。【００９８】
図７（ａ）〜（ｄ）をみると、ｐｏｌｙ−１0.01、ｐｏｌｙ−１0.05では含水量が４０％付近から蛍光強度が上昇するが、ｐｏｌｙ−１0.20やｐｏｌｙ−１0.50では含水量が１０％付近から上昇し始め、５０％のときにすでに蛍光強度が飽和している。これは、ｐｏｌｙ−１0.20やｐｏｌｙ−１0.50は、より疎水的であることに由来するものと考えられる。
そこで、組成比の異なるｐｏｌｙ−１0.01、ｐｏｌｙ−１0.05、ｐｏｌｙ−１0.20、ｐｏｌｙ−１0.50に対して、メタノール／水＝１／１またはＤＭＦ／水＝１／１の混合溶媒を用いてＣａＣｌ2を添加していき、蛍光スペクトルの変化を観測した。図８に、Ｃａ2+濃度に対して、極大蛍光波長（λmax＝４６５nm）における飽和値で規格化した蛍光強度をプロットしたグラフを示す。【００９９】
ｐｏｌｙ−１0.01、ｐｏｌｙ−１0.05では、ＣａＣｌ2を添加すると蛍光強度は上昇したが、ｐｏｌｙ−１0.20、ｐｏｌｙ−１0.50ではＣａＣｌ2を添加しても、蛍光強度にほとんど変化は見られなかった。これは、含水量が５０％のｐｏｌｙ−１0.20、ｐｏｌｙ−１0.50では、溶媒の効果によって既に蛍光強度が飽和状態であるためｐｏｌｙ−１0.20、ｐｏｌｙ−１0.50は既に凝集しており、Ｃａ2+を添加してもｐｏｌｙ−１0.20、ｐｏｌｙ−１0.50はさらに凝集することができなかったためと考えられる。
そこで低含水条件において、ｐｏｌｙ−１0.20、ｐｏｌｙ−１0.50のＣａ2+滴定実験を行った。メタノール／水＝８／２またはＤＭＦ／水＝８／２の混合溶媒中では蛍光強度は飽和していないことが分かる（図７（ｃ），（ｄ））。そこでこの組成比の混合溶媒中のｐｏｌｙ−１0.20、ｐｏｌｙ−１0.50に対してＣａＣｌ2を添加し蛍光スペクトル変化を観測した。図９に、Ｃａ2+濃度に対して、極大蛍光波長（λmax＝４６５nm）における蛍光強度をプロットしたグラフを示す。【０１００】
溶媒組成比がメタノール／水＝８／２のｐｏｌｙ−１0.20およびＤＭＦ／水＝８／２のｐｏｌｙ−１0.50にＣａ2+を添加すると、蛍光強度は上昇し、０．１mMのＣａ2+濃度で飽和した。よって、ＴＰＥ部位を多くもつｐｏｌｙ−１でも、低含水条件ではＣａ2+をセンシングできることが分かった。
また、ｐｏｌｙ−１0.01、ｐｏｌｙ−１0.05のＣａ2+濃度の検出範囲が０ｍＭ〜１．０ｍＭであるのに対し（図８）、ｐｏｌｙ−１0.20、ｐｏｌｙ−１0.50はＣａ2+濃度の検出範囲は０mM〜０．１mMであることも分かる（図９）。これは、ｐｏｌｙ−１0.20、ｐｏｌｙ−１0.50がｐｏｌｙ−１0.01、ｐｏｌｙ−１0.05に比べより疎水的であることや、Ｃａ2+と相互作用しポリマー鎖の凝集を引き起こすカルボン酸部位が少ないことに由来するものと考えられる。つまり、ｐｏｌｙ−１の組成を変えることによって、Ｃａ2+濃度の検出範囲が変化することが分かった。【０１０１】
実施例９（Ｐｏｌｙ−１0.05の濃度変化によるＣａ2+センシング能の変化）
Ｐｏｌｙ−１0.05の濃度の違いによって、ｐｏｌｙ−１のＣａ2+センシング能にどのような変化があるか検討した。そこで（ａ）５mg／Ｌ、（ｂ）１０mg／Ｌ、（ｃ）５０mg／Ｌの濃度の異なる３種類のｐｏｌｙ−１0.05の溶液に対してＣａＣｌ2を添加し、蛍光スペクトルの変化を観測した。図１０に、Ｃａ2+濃度に対して、極大蛍光波長（λmax＝４６５nm）における飽和時の蛍光強度で規格化した蛍光強度をプロットしたグラフをに示す。【０１０２】
５mg／Ｌの濃度のｐｏｌｙ−１0.05では約０．３mMのＣａ2+の添加で蛍光強度は飽和し、５０mg／Ｌの濃度のｐｏｌｙ−１0.05では３０〜５０mMのＣａ2+の添加で蛍光強度は飽和した。これは、薄い濃度のｐｏｌｙ−１0.05では、濃い濃度のｐｏｌｙ−１0.05に比べポリマー数が少なくなり、Ｃａ2+と相互作用しポリマー鎖の凝集を引き起こすカルボン酸部位が少なくないため、より少量のＣａ2+の添加で蛍光強度は飽和するものと考えられる。
そこで、図１０の横軸をＰＡＡ部位のカルボン酸（ＣＯＯＨ）に対するＣａ2+量の比に変換したグラフを図１１に示す。【０１０３】
このようにポリマーとＣａ2+の量比で規格化しても、ｐｏｌｙ−１0.05の濃度が異なると、蛍光強度が飽和するカルボン酸（ＣＯＯＨ）に対するＣａ2+量の比が異なることが分かった。すなわち５mg／Ｌの濃度のｐｏｌｙ−１0.05はカルボン酸（ＣＯＯＨ）に対するＣａ2+量の比が約１０のとき蛍光強度は飽和しているが、５０mg／Ｌの濃度のｐｏｌｙ−１0.05はカルボン酸（ＣＯＯＨ）に対するＣａ2+の量が５０〜１００のときに飽和している。これは、カルボン酸はＣａ2+と相互作用する場合にはプロトンが解離したカルボキシラート（ＣＯＯ-）の状態で相互作用しており、ｐｏｌｙ−１0.05の濃度が薄くなることによって、カルボン酸（ＣＯＯＨ）の解離度が上昇し、カルボン酸（ＣＯＯＨ）とＣａ2+の相互作用が起こりやすくなっていることに由来する。
この考えに基づくと、ｐｏｌｙ−１0.05に塩基や酸を添加し、カルボン酸（ＣＯＯＨ）の解離度を変化させることで、Ｃａ2+センシング挙動も変化すると考えられる。そこで０．１mMもしくは１．０mMのＣａ2+が添加されたｐｏｌｙ−１0.05にＴＦＡまたはトリエチルアミンを加え、蛍光スペクトルの変化を観察した。図１２にその蛍光スペクトルを示す。【０１０４】
０．１mMのＣａＣｌ2が添加されたｐｏｌｙ−１0.05に、トリエチルアミンを添加することで、蛍光強度が上昇し０．５mMのトリエチルアミンを加えた時点で飽和した。また１mMのＣａＣｌ2が添加されたｐｏｌｙ−１0.05に、ＴＦＡを添加すると、蛍光強度は減少した。これらの変化は、トリエチルアミンをｐｏｌｙ−１0.05に加えることで、カルボン酸（ＣＯＯＨ）の解離度が上昇し多くのカルボキシラートが生成し、Ｃａ2+との相互作用が強くなり、ポリマー鎖の凝集が誘起され、ＴＦＡをｐｏｌｙ−１0.05に加えることで、カルボン酸（ＣＯＯＨ）の解離度は減少し、Ｃａ2+との相互作用が弱くなり、Ｃａ2+放出することに由来するものと考えられる。このように、酸性度・塩基性度の変化によって、ｐｏｌｙ−１0.05のＣａ2+センシング能は変化することが分かった。【０１０５】
実施例１０（ＴＰＥへの親水性基導入の効果）
ジメチルアミノ基を有し、５４６nm付近に極大蛍光波長を有するカルシウムセンサーの構築を行った。
ジメチルアミノ化ＴＰＥを有するアクリレートモノマー、およびポリマーは以下のようにして合成した。【０１０６】
（１）アルゴンガス雰囲気下、亜鉛粉末（３．２５g）及びテトラヒドロフラン６０mlを反応容器に投入した。−５〜０℃に冷却し、１０℃以下に維持したシリンジでＴｉＣｌ4（２．７５ml）をゆっくり添加した。混合物を室温にて０．５時間攪拌し、２．５時間加熱還流した。再び−５〜０℃に冷却し、ピリジン（１．０ml）を加え１０分攪拌した。ｐ−ヒドロキシベンゾフェノン（０．９９ｇ）及び４，４’−ジメチルアミノベンゾフェノン（１．３４ｇ）のテトラヒドロフラン（３０ml）溶液をシリンジでゆっくり加えた。添加後、反応混合物を７０℃に加熱し、ＴＬＣで原料がなくなるまで還流した。１０％Ｋ2ＣＯ3水溶液を加え、次いでジクロロメタンを加えた。有機相を水及び食塩水で洗浄し、ＭｇＳＯ4で乾燥後、減圧で乾固し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ＣＨＣｌ3：ＭｅＯＨ＝９５：５）で精製し、Rf値０．３０のスポットの生成物を集め粗精製物を（３１０mg）得た。
この粗精製物（４３．４mｇ）及びトリエチルアミン（５６μL）のジクロロメタン（０．５ml）溶液を０℃に冷却し、アクリロイルクロリド（１６μL）のジクロロメタン５ml溶液を滴下した。反応混合物を、ＴＬＣで原料がなくなるまで室温で３時間攪拌した。反応液に炭酸水素ナトリウムを加え、さらにジクロロメタンを加えた。有機相を水及び食塩水で洗浄し、ＭｇＳＯ4で乾燥後、減圧で乾固した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ＣＨＣｌ3：ＭｅＯＨ＝９９：１）で精製し、４−ヒドロキシ−４’，４”−ビス（ジメチルアミノ）テトラフェニルエチレン  アクリレート４２．７ｍｇ（４’，４”−ビス（ジメチルアミノ）ＴＰＥ−アクリレート）（２段階収率１２％）を得た。
1H NMR (400MHz, CDCl3, 293 K) δ 7.03-7.26 (m, 7H), 6.87-6.91 (m, 6H), 6.56 (dd,J = 17.29, 1.32 Hz, 1H), 6.47 (d, J = 8.96 Hz, 2H), 6.45 (d, J = 8.96 Hz, 2H), 6.28 (dd, J = 17.29, 1.32 Hz, 1H), 5.96 (dd, J = 10.44, 1.32 Hz, 1H), 2.90 (s, 6H), 2.88 (s, 6H) ppm
13C NMR (100MHz, CDCl3, 293 K) δ 164.4, 148.9, 148.9, 148.3, 145.0, 142.9, 141.7, 135.9, 132.5, 132.4, 132.2, 132.0, 131.6, 128.2, 127.6, 125.6, 120.4, 111.5, 111.4, 40.4 ppm.
FT-IR: ν 3449, 3083, 3035, 2921, 2889, 2802, 1746, 1608, 1519, 1444, 1402, 1354, 1294, 1248, 1198, 1166, 1153, 1126, 1065, 1018, 976, 946, 902, 818, 768, 739, 700, 589, 471, 454, 432, 420 cm-1.【０１０７】
（２）（１）で得た４’，４”−ビス（ジメチルアミノ）ＴＰＥ−アクリレート（１２．２mg，５モル％）、ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート（６９．０μL，９５モル％）及び２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）（ＡＩＢＮ）のジメチルホルムアミド（０．５ml）溶液を、減圧／アルゴンガスを使用して３回脱酸素した。６０℃で１２時間攪拌し、室温に冷却し、溶媒留去して、（４’，４”−ビス（ジメチルアミノ）ＴＰＥ−アクリレート）0.05−（ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート）9.95−コポリマーを７３．０mg得た。
1H NMR (400MHz, CDCl3, 293 K) δ 6.72-7.16 (m), 6.35-6.53 (m), 2.80-2.95 (m), 2.12-2.45 (m), 1.14-1.93 (m) ppm. 
FT-IR(KBr) ν3437, 2978, 2933, 1729, 1609, 1520, 1480, 1450, 1393, 1367, 1256, 1149, 947, 845, 752, 700, 578, 471, 449, 418 cm-1.
Mn=24,000, Mw=44,000, PDI=1.86(GPC : eluent ; DMF, PSt standards).【０１０８】
（３）（２）で得られたコポリマー３０．０mgをトリフルオロ酢酸（４００μL）に溶解し、室温で１２時間攪拌した。反応液を溶媒留去して（４’，４”−ビス（ジメチルアミノ）ＴＰＥ−アクリレート）0.05−（アクリル酸）9.95−コポリマーを１７mg得た。
1H NMR δ 6.83-7.21 (m), 3.01-3.24 (m), 2.31-2.60 (m), 1.45-2.18 (m) ppm
FT-IR (KBr) ν 3448, 2959, 1719, 1509, 1451, 1411, 1250, 1196, 1018, 901, 800, 723, 703, 605, 579, 521, 482, 443, 418 cm-1【０１０９】
（４）（３）で得られたコポリマーを水／メタノール＝１／１混合溶媒に溶解させ（１０mg／L）、カルシウムクロリドを滴下して行ったところ、蛍光強度は増大し、カルシウムセンサーとして機能した。その蛍光スペクトルは５４６nmに極大波長を有し、黄色に発光した。このように、このセンサーでは異なる発光波長のＡＩＥ色素を用いることにより、その発光波長を選択することが可能であることが分かった。【０１１０】
実施例１１（基材への固定化）
このポリマーは表面開始重合（SIP: Surface-Initiated Polymerization）法を用いて基材へ固定化することも可能である。ここではガラス基板への固定化方法について説明する。まず、基板への固定化が可能なRAFT剤を調整する。トリメトキシシリルプロピルメタクリレート（２９８mg）、２−シアノ−２−プロピルドデシルトリチオカルボナート（１０５mg）、２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）（ＡＩＢＮ,１６mg）をトルエン（１．０ml）溶液に溶解させ、減圧／アルゴンガスを使用して３回脱酸素した。８０℃で１２時間撹拌し、溶媒を減圧留去することによってトリメトキシシリル基を有するＲＡＦＴ剤を得る。
硫酸、塩酸、ＵＶオゾンクリーナーで対象となるガラス基板をよく洗浄する。０．０１モル／Lのシトリメトキシシリル基を有するＲＡＦＴ剤のトルエンに基板を浸漬し８０℃で１６時間静置する。系を室温に戻し基板を取り出し、トルエン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、メタノール、アセトンで洗浄し、真空下で乾燥させることにより、ＲＡＦＴ開始基が固定化されたガラス基板を得る。【０１１１】
ＴＰＥ−アクリレート（１２．２mg，５モル％）、ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート（６９．０μL，９５モル％）及び２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）（ＡＩＢＮ）のトルエン（０．５ml）溶液に修飾ガラス基板を浸漬し、減圧／アルゴンガスを使用して３回脱酸素した。６０℃で１２時間攪拌し、室温に冷却し、トルエン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、メタノール、アセトンで基板を洗浄し、（ＴＰＥ−アクリレート）0.05−（ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート）9.95−コポリマーが固定化されたガラス基板を得た。（ATR-FT-IR (Ge) ν 2979, 2935, 1729, 1481, 1457, 1393, 1367, 1258, 1149, 846, 752, 471 cm-1）この基板をトリフルオロ酢酸に浸漬し、１２時間放置し、トルエン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、メタノール、アセトンで基板を洗浄することにより、（ＴＰＥ−アクリレート）0.05−（アクリル酸）9.95−コポリマーが固定化されたガラス基板を得た。（ATR-FT-IR (Ge) ν 2960, 1717, 1456, 1419, 1250, 1170, 802, 738 cm-1.）このガラス基板の蛍光スペクトルを測定したところ、テトラフェニルエテン部分に由来する発光が確認され、基材への固定化が確認された。シランカップリング材で表面修飾可能な基材であればどのような基材への固定化も可能である。【０１１２】
実施例１２
ＳＩＰ法のほかにも、ゲル化によってもポリマーを不溶化させることができる。TPE-アクリレート（２０．１mg，５モル％）、アクリル酸（６１．７μL，９０モル％）、テトラエチレングリコールビスアクリレート（１５．１mg,５モル％）及び２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）（ＡＩＢＮ）のジメチルホルムアミド（０．５ml）溶液を、減圧／アルゴンガスを使用して３回脱酸素した。６０℃で１２時間攪拌することによって不溶の固体が得られる。この固体を、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、メタノール、アセトンで基板を洗浄することによって目的のゲルを得た。（FT-IR (KBr) ν2934, 1729, 1645, 1444, 1388, 1254, 1167, 1106, 807, 702, 669 cm-1.）
このゲルをメタノール／水＝１／１混合溶液中に浸漬し、カルシウムクロリドを添加しながら蛍光量子収率を測定して行ったところ、カルシウムクロリドを添加するに従って、蛍光量子収率は上昇し、カルシウムセンサーとして機能することが分かった。【０１１３】
実施例１３
光重合開始剤をＡＩＢＮ  １モル％から２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン（ＩＲＧＡＣＵＲＥ６５１、ＢＡＳＦ社）２モル％に代え、白色光を照射して重合した。その結果、実施例１２と同様のゲルが得られた。【０１１４】
実施例１４
実施例１３と同様の方法で、各モノマーの比率を変化させて、ゲル重合してコポリマーを得た。得られたコポリマーの構造とモル比と膨潤度の関係を表２に示す。ここで膨潤度は、ＨＥＰＥＳ  ｂｕｆｆｅｒ（pH７．４）／メタノール＝１／１の混合溶媒を用いてゲルを３０分間膨潤させた時の膨潤度を示す。【０１１５】
【化１４】
2015015844.tif 000016
【０１１６】
【表２】
2015015844.tif 000017
【０１１７】
表２より、ｚのモル比により膨潤度が変化し、ゲル化重合していることがわかる。【０１１８】
実施例１５
（１）実施例１３で得られたコポリマーのＣａ2+センシング能を評価した。ＨＥＰＥＳ  ｂｕｆｆｅｒ／メタノール＝１／１の混合溶媒に３０分膨潤させたｇｅｌ−１0.01〜ｇｅｌ−１0.10にＣａ2+を添加し実施例７と同様にして蛍光量子収率を測定した。その結果を図１３に示す。
図１３から、ｚのモル比が０．０５モル（５モル％）以下で、蛍光量子収率が変化し、Ｃａ2+の測定が可能であることがわかる。【０１１９】
（２）次に、ｇｅｌ−１のＣａ2+センシングにおける可逆性を検討した。ｇｅｌ−１0.03，ｇｅｌ−１0.02，ｇｅｌ−１0.015，ｇｅｌ−１0.01にＣａ2+を０．２mM添加し蛍光量子収率を測定した。その後、溶媒を加え、Ｃａ2+濃度を１／２（０．１mM）に希薄化し、蛍光量子収率を測定した。【０１２０】
架橋度の低いｇｅｌ−１0.02，ｇｅｌ−１0.015，ｇｅｌ−１0.01では、Ｃａ2+濃度を０．１mMまで希薄化すると蛍光量子収率は減少し、Ｃａ2+センシングが可逆的であることが示唆された。架橋度が高いｇｅｌ−１では、Ｃａ2+を一度取り込むと濃度を希薄化してもＣａ2+を放出しにくくなると考えられる。【０１２１】
次にｇｅｌ−１0.015を用いて、可逆性についてさらなる知見を得るために、Ｃａ2+濃度を繰り返し変化させ、蛍光量子収率の変化を測定した（図１４）。Ｃａ2+濃度を高くすると蛍光量子収率は高くなり、またＣａ2+濃度を低くするとそれに伴い蛍光量子収率は低くなり、その変化は繰り返し確認できた。このことから、ｇｅｌ−１0.015のＣａ2+センシングは可逆的であると考えられる。【０１２２】
実施例１６
実施例１２と同様に、重合開始剤としてＡＩＢＮ（熱重合開始剤）を用い、架橋剤であるモノマー（Ｃ）のモル比を変化させてゲル重合を行った。その結果、架橋剤のモル比が１〜５モル％（ｚ＝０．０１〜０．０５）の範囲で、ゲル化し、かつＣａ2+センシング能に優れたコポリマーが得られた。また、膨潤度が３４０％以上、さらに３４０〜１５００％、特に５００〜１５００％のゲルがＣａ2+センシング能に優れていた。【０１２３】
この時重合濃度と架橋剤添加量（ｚ）を変えながらゲルを合成した（表３）。全てのゲルは、メタノールとアセトンでソックスレー抽出器でそれぞれ１２時間ずつ洗浄することにより精製した。重合濃度２．０Ｍではｚ＜１の条件ではゲルは生成しなかった。これらのゲルをＨＥＰＥＳ  ｂｕｆｆｅｒ（ｐＨ７．４）／メタノール＝１／１中で３０分膨潤させた後の膨潤度（表３）と、その後カルシウム添加に対する蛍光量子収率の変化（図１５）を測定した。４．０Ｍの重合濃度で調製したゲルは、ｚが小さいほど高い膨潤度を示したがいずれも低い値であった。また、カルシウムを添加しても蛍光量子収率はほとんど変化しなかった。一方で、２．０Ｍの重合濃度で調製したゲルは、ｚが小さいほど顕著に高い膨潤度を示した。また、これらのゲルにカルシウムを添加し、蛍光量子収率を測定した所、ｇｅｌ−１ｅ，ｆはほとんど蛍光量子収率に変化はないが、ｇｅｌ−１ｇ，ｈはカルシウムの添加に伴い蛍光量子収率が顕著に増大した。さらに重合濃度を薄めて１．５Ｍの重合濃度で調製したゲルはより高い膨潤度を示した。また、これらのゲルにカルシウムを添加し、蛍光量子収率を測定した所、膨潤度のより高いｇｅｌ−１ｊはカルシウムの添加に伴い蛍光量子収率が顕著に増大した。
膨潤度の高いゲルほどゲル中の高分子鎖の運動性が高いために、蛍光量子収率の大きな変化が起ったものと考えられる。【０１２４】
【表３】
2015015844.tif 000018
【０１２５】
実施例１７（水中でのカルシウムセンシング）
また、ｇｅｌ−１ｊは、ＨＥＰＥＳ  ｂｕｆｆｅｒ（ｐＨ７．４）／メタノール＝１／１中だけではなく、ＨＥＰＥＳ  ｂｕｆｆｅｒ（ｐＨ７．４）中でもカルシウムセンシング能を示した（図１６）。また、ゲルの周囲のカルシウム濃度を減少させることにより、蛍光量子収率は初期値まで減少した。その後も、周囲のカルシウム濃度の濃度を上下させることにより、ゲルの蛍光量子収率も再現性良く上下した（図１７）。【０１２６】
実施例１８
（１）フレキシブル基板上でＯＬＥＤやＯＰＶと組み合わせてフレキシブルセンサーを構築する概念図を図１８に示す。【０１２７】
（２）異なる吸収波長、蛍光波長のセンサーの構築
このようなＯＬＥＤ、ＯＰＶと組み合わせた際には励起光、蛍光の波長の調節も重要である。このような場合、蛍光性部位の化学構造を変化させることにより調節可能である。
例えば、テトラフェニルエテンにジメチルアミノ基を二つ導入した誘導体は、無置換のそれよりも長波長側に吸収と蛍光を有する。そこで我々は、ジメチルアミノ基を有するテトラフェニルエテンにビニル基を導入したモノマー１−ＮＭｅ２を合成した。【０１２８】
【化１５】
2015015844.tif 000019
【０１２９】
（３）アルゴンガス雰囲気下、亜鉛粉末（３．２５ｇ）及びテトラヒドロフラン６０mlを反応容器に投入した。−５〜０℃に冷却し、１０℃以下に維持したシリンジでＴｉＣｌ4（２．７５ml）をゆっくり添加した。混合物を室温にて０．５時間攪拌し、２．５時間加熱還流した。再び−５〜０℃に冷却し、ピリジン（１．０ml）を加え１０分攪拌した。ｐ−ヒドロキシベンゾフェノン（０．９９ｇ）及びジメチルアミノベンゾフェノン（１．３４ｇ）のテトラヒドロフラン（３０ml）溶液をシリンジでゆっくり加えた。添加後、反応混合物を７０℃に加熱し、ＴＬＣで原料がなくなるまで還流した。１０％Ｋ2ＣＯ3水溶液を加え、次いでジクロロメタンを加えた。有機相を水及び食塩水で洗浄し、ＭｇＳＯ4で乾燥後、減圧で乾固し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ＣＨ2Ｃｌ2：ＭｅＯＨ＝９５．５）で精製し、ｐ−ヒドロキシジメチルアミノテトラフェニルエチレンを３１０ｍｇ（収率１４％）得た。【０１３０】
ｐ−ヒドロキシジメチルアミノテトラフェニルエチレン（４３．４ｍｇ）及びトリエチルアミン（５６．０μＬ）のジクロロメタン（５００μＬ）溶液を０℃に冷却し、アクリロイルクロリド（１６．０μＬ）のジクロロメタン５００μＬ溶液を滴下した。反応混合物を、ＴＬＣで原料がなくなるまで室温で２時間攪拌した。反応液に炭酸水素ナトリウムを加え、さらにジクロロメタンを加えた。有機相を水及び食塩水で洗浄し、ＭｇＳＯ4で乾燥後、減圧で乾固した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ＣＨＣｌ3：ＭｅＯＨ＝９９：１）で精製し、ｐ−ヒドロキシテトラジメチルアミノフェニルエチレン  アクリレート４２．７（収率８８％）を得た。これを以下、１−ＮＭｅ2と略す。
Yellow solid: 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.00 - 7.15 (m, 7H), 6.85 - 6.93 (m, 6H), 6.56 (dd, J = 17.0, 1.3 Hz, 1H), 6.46 (t, J = 8.7 Hz, 4H), 6.27 (dd, J = 10.5, 17.3 Hz, 1H), 5.99 (dd, J = 10.5, 1.3 Hz, 1H), 2.89 (d, J = 4.9 Hz, 12H) ppm.
FT-IR (KBr) ν 3469, 3034, 2886, 2801, 1747, 1608, 1520, 1444, 1403, 1354, 1294, 1249, 1167, 1065, 1017, 977, 947, 903, 819, 768, 740, 702, 580, 538 cm-1.
HRMS (FAB) Calcd for C33H32N2O2 [M]+ m/z = 488.2464. Found: m/z = 488.2470.【０１３１】
（４）次に、１−ＮＭｅ2を実施例２（１、２）と同様にして、同様の手法で重合し、ジメチルアミノ化テトラフェニルエテンを蛍光性部位として有するポリアクリル酸（ｐｏｌｙ−１−ＮＭｅ2）を合成した。【０１３２】
【化１６】
2015015844.tif 000020
【０１３３】
poly-2-NMe2 
Yellow solid: 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 6.72 - 7.15, 6.38 - 6.56, 2.79 - 2.92, 2.09 - 2.50, 2.34 - 2.98 ppm.
FT-IR (KBr) ν 3437, 2979, 2933, 1730, 1609, 1521, 1480, 1450, 1393, 1367, 1256, 1149, 846, 752, 700, 472 cm-1.【０１３４】
poly-1-NMe2 
Yellow solid: 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 6.79 - 7.37, 2.28 - 2.57, 1.36 - 2.14 ppm.
FT-IR (KBr) ν 3448, 2959, 1719, 1509, 1451, 1411, 1251, 1197, 800, 723, 704 cm-1.【０１３５】
（５）得られたｐｏｌｙ−１−ＮＭｅ２はｐｏｌｙ−１よりも長波長側に吸収と蛍光を示した（図１９）。さらに、この溶液にＣａＣｌ２を添加した所、蛍光強度は増大し、このｐｏｌｙ−１−ＮＭｅ２もカルシウムセンサーとして機能する（図２０）。
これらの結果よりＡＩＥ部位の構造を変えることにより吸収波長（励起波長）、蛍光波長（検出波長）を変化させることが可能であり、様々なＯＬＥＤ、ＯＰＶに対応できるカルシウムセンサーを設計できることがわかる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図２０】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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