龍谷大学先端理工学部の内田欣吾教授のグループが、種を弾き飛ばすホウセンカの実を模倣した「光を照射することで内包物を放出する結晶カプセル」の開発に成功した。
この結晶カプセルは、フォトサリエント現象と呼ばれる、光を照射すると結晶が割れたり跳んだりする現象を利用している。光を当てることで結晶を構成する有機分子に光反応が起こり、別の分子に変わるなどして分子のサイズが初めの状態と変わることで、結晶表面にひずみが生じ結晶が破壊されると考えられている。
光でカプセル内に収めたものを放出するカプセルについては、世界に例がない。光応答物質であるジアリールエテン（DAE）の研究を続けてきた本グループでは、DAEを用いた光応答カプセルの開発に取り組んできた。
今回、有機溶媒の中に、内包させる物質とDAEの分子1oを溶解させると、通常の再結晶法によりその物質を内包したDAE結晶カプセルを生成できることを見出した。この結晶カプセルに紫外光を照射すると、フォトサリエント効果により壊れ、内包物（実験では緑の蛍光色素）がカプセル周囲に広がった。
再結晶の時間を短縮すると、得られる結晶カプセルのサイズを小さくできることも見出した。このミニカプセルに紫外光を照射すると、同様に壊れ、内包物が放出された。
また、「生体の窓」と呼ばれる、生体内に深く浸透する波長域の近赤外光でも、結晶を破壊できることが確認された。このことは、生体内に導入後も、カプセルを内部で光破壊させて薬物などの放出に使うことができる可能性を示している。
さらに、結晶では分子が規則正しく並んでいるため、偏光面の向きを変えながら紫外光を当てることで、特定の結晶だけにフォトサリエント現象を誘起でき、カプセル破壊の制御ができることもわかった。
このように、光を介した遠隔操作で内包物を放出する機能は、様々な応用の可能性が期待されるという。
論文情報：
【Chemical Science】Molecular crystalline capsules that release their contents by light
