JPH11119270A - 有機非線形光学材料及びその製造方法 - Google Patents
有機非線形光学材料及びその製造方法Info
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- JPH11119270A JPH11119270A JP28533497A JP28533497A JPH11119270A JP H11119270 A JPH11119270 A JP H11119270A JP 28533497 A JP28533497 A JP 28533497A JP 28533497 A JP28533497 A JP 28533497A JP H11119270 A JPH11119270 A JP H11119270A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 有機色素分子が導入される母材としてＤＮＡ
を用いることにより、ＳＨＧ発現のための電場配向処理
を要せず、しかも配向緩和が小さく、またＴＨＧ素子と
しても優れた安定性を示す有機非線形光学材料とその製
造方法を提供する。 【解決手段】 ＤＮＡの水溶液に脂質を添加して水に不
溶のＤＮＡ−脂質化合物を析出させ（Ｓ11）、濾過，水
洗，透析し（Ｓ12）、凍結乾燥させて（Ｓ13）、不純物
を除いたＤＮＡ−脂質化合物を得る。このＤＮＡ−脂質
化合物を有機溶剤に溶かし（Ｓ14）、キャストして透明
フィルムを形成する（Ｓ15）。得られた透明フィルム
を、非線形光学特性を有する有機色素分子の溶液に浸漬
して、透明フィルム内のＤＮＡ−脂質化合物に有機色素
分子を挿入し（Ｓ16）、更にそのフィルムを延伸して
（Ｓ17）、光学フィルムを得る。
を用いることにより、ＳＨＧ発現のための電場配向処理
を要せず、しかも配向緩和が小さく、またＴＨＧ素子と
しても優れた安定性を示す有機非線形光学材料とその製
造方法を提供する。 【解決手段】 ＤＮＡの水溶液に脂質を添加して水に不
溶のＤＮＡ−脂質化合物を析出させ（Ｓ11）、濾過，水
洗，透析し（Ｓ12）、凍結乾燥させて（Ｓ13）、不純物
を除いたＤＮＡ−脂質化合物を得る。このＤＮＡ−脂質
化合物を有機溶剤に溶かし（Ｓ14）、キャストして透明
フィルムを形成する（Ｓ15）。得られた透明フィルム
を、非線形光学特性を有する有機色素分子の溶液に浸漬
して、透明フィルム内のＤＮＡ−脂質化合物に有機色素
分子を挿入し（Ｓ16）、更にそのフィルムを延伸して
（Ｓ17）、光学フィルムを得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、二次あるいは三
次の非線形光学特性を示す有機非線形光学材料とその製
造方法に関する。
次の非線形光学特性を示す有機非線形光学材料とその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光の波長変換や材料の光屈折率を変化さ
せる等の光学特性の変換を行う非線形光学材料には、有
機材料と無機材料がある。非線形光学特性のうち、二次
非線形光学特性は、各種電気光学効果素子や光の波長変
換素子、例えば二次高調波発生（Second Harmonic Gene
ration，略してＳＨＧ）素子等に利用される。ＳＨＧ特
性は一般に、有機材料の方が無機材料より大きな変換効
率を有する。
せる等の光学特性の変換を行う非線形光学材料には、有
機材料と無機材料がある。非線形光学特性のうち、二次
非線形光学特性は、各種電気光学効果素子や光の波長変
換素子、例えば二次高調波発生（Second Harmonic Gene
ration，略してＳＨＧ）素子等に利用される。ＳＨＧ特
性は一般に、有機材料の方が無機材料より大きな変換効
率を有する。
【０００３】有機光学材料でＳＨＧ特性を発現させるた
めには、アミノ酸基等の電子供与性（ドナー性）基と、
ニトロ基等の電子吸引性（アクセプタ性）基とが、ベン
ゼン環等の共役系構造を介して配置されて中心対称構造
とならないこと、即ち非中心対称構造となることが基本
的に必要である。更に、効率の高いＳＨＧ特性を得るた
めには、分子分極率が大きいことが要求される。これら
の条件を満たす種々の有機色素が知られている。更に大
きなＳＨＧ発現のためには、光導波媒体中で有機色素分
子の分極方向が一方向に配向していることが要求され
る。一方、有機光学材料で三次非線形光学特性（Third
Harmonic Generation，略してＴＨＧ）を発現させるた
めには、一重結合と二重若しくは三重結合とが交互に並
んだ、いわゆる共役構造であって、その共役長が長く延
びた構造とすることが必要である。
めには、アミノ酸基等の電子供与性（ドナー性）基と、
ニトロ基等の電子吸引性（アクセプタ性）基とが、ベン
ゼン環等の共役系構造を介して配置されて中心対称構造
とならないこと、即ち非中心対称構造となることが基本
的に必要である。更に、効率の高いＳＨＧ特性を得るた
めには、分子分極率が大きいことが要求される。これら
の条件を満たす種々の有機色素が知られている。更に大
きなＳＨＧ発現のためには、光導波媒体中で有機色素分
子の分極方向が一方向に配向していることが要求され
る。一方、有機光学材料で三次非線形光学特性（Third
Harmonic Generation，略してＴＨＧ）を発現させるた
めには、一重結合と二重若しくは三重結合とが交互に並
んだ、いわゆる共役構造であって、その共役長が長く延
びた構造とすることが必要である。
【０００４】一般にこれらの有機光学材料を光情報処理
の媒体として用いるには、導波路構造が必要であり、薄
膜化が容易であることが必要である。このため、非線形
光学特性を有する有機色素分子を高分子とブレンドして
薄膜化することが行われる。更に、得られた薄膜内で色
素分子を一定方向に配向させるために、電場を薄膜にか
けるいわゆる電場配向（ポーリング）処理が行われる。
しかし高分子材料は、本質的な特性として、液体に近
い、いわゆる粘弾性特性を有する。このため電場配向を
行っても、配向させた色素分子が時間と共に無秩序にな
るいわゆる配向緩和が生じ、ＳＨＧ特性が低下するとい
う問題がある。
の媒体として用いるには、導波路構造が必要であり、薄
膜化が容易であることが必要である。このため、非線形
光学特性を有する有機色素分子を高分子とブレンドして
薄膜化することが行われる。更に、得られた薄膜内で色
素分子を一定方向に配向させるために、電場を薄膜にか
けるいわゆる電場配向（ポーリング）処理が行われる。
しかし高分子材料は、本質的な特性として、液体に近
い、いわゆる粘弾性特性を有する。このため電場配向を
行っても、配向させた色素分子が時間と共に無秩序にな
るいわゆる配向緩和が生じ、ＳＨＧ特性が低下するとい
う問題がある。
【０００５】ＴＨＧ素子としては、共役長の長い共役系
高分子がＴＨＧ活性が大きいことがよく知られていて、
例えばポリ（アセチレン）、ポリ（ピロール）、ポリ
（チオフェン）等が知られている。しかしこれらの共役
系高分子は一般に溶剤に対する溶解性に乏しく、薄膜化
のためには置換基の導入などの化学的修飾が必要であ
る。また共役系高分子は、比較的酸化され易く、化学的
安定性に欠けるという問題がある。
高分子がＴＨＧ活性が大きいことがよく知られていて、
例えばポリ（アセチレン）、ポリ（ピロール）、ポリ
（チオフェン）等が知られている。しかしこれらの共役
系高分子は一般に溶剤に対する溶解性に乏しく、薄膜化
のためには置換基の導入などの化学的修飾が必要であ
る。また共役系高分子は、比較的酸化され易く、化学的
安定性に欠けるという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の有
機非線形光学材料は、ＳＨＧ発現のためには電場配向が
必要であり、電場配向を行っても無機材料の場合に比べ
て配向緩和が大きく、またＴＨＧ素子は化学的安定性に
欠けるといった問題があった。この発明は、有機色素分
子が導入される母材としてデオキシリボ核酸（以下、Ｄ
ＮＡという）を用いることにより、ＳＨＧ発現のための
電場配向処理を要せず、しかも配向緩和が小さく、また
ＴＨＧ素子としても優れた安定性を示す有機非線形光学
材料とその製造方法を提供することを目的とする。
機非線形光学材料は、ＳＨＧ発現のためには電場配向が
必要であり、電場配向を行っても無機材料の場合に比べ
て配向緩和が大きく、またＴＨＧ素子は化学的安定性に
欠けるといった問題があった。この発明は、有機色素分
子が導入される母材としてデオキシリボ核酸（以下、Ｄ
ＮＡという）を用いることにより、ＳＨＧ発現のための
電場配向処理を要せず、しかも配向緩和が小さく、また
ＴＨＧ素子としても優れた安定性を示す有機非線形光学
材料とその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る有機非線
形光学材料は、ＤＮＡに非線形光学特性を有する有機色
素分子を挿入してなることを特徴とする。この発明にお
いて好ましくは、ＤＮＡは例えば長鎖アルキル基を有す
る脂質と反応させた水に不溶のＤＮＡ−脂質化合物とし
て、このＤＮＡ−脂質化合物に非線形光学特性を有する
有機色素分子が挿入され、且つフイルム化され、更に好
ましくは延伸されて、光学フィルムとされる。
形光学材料は、ＤＮＡに非線形光学特性を有する有機色
素分子を挿入してなることを特徴とする。この発明にお
いて好ましくは、ＤＮＡは例えば長鎖アルキル基を有す
る脂質と反応させた水に不溶のＤＮＡ−脂質化合物とし
て、このＤＮＡ−脂質化合物に非線形光学特性を有する
有機色素分子が挿入され、且つフイルム化され、更に好
ましくは延伸されて、光学フィルムとされる。
【０００８】この発明に係る有機非線形光学材料の製造
方法は、ＤＮＡの水溶液に脂質を添加してＤＮＡ−脂質
化合物を析出させる工程と、この工程で析出された前記
ＤＮＡ−脂質化合物を有機溶剤に溶かし、キャストして
透明フィルムを形成する工程と、この工程で得られた前
記透明フィルムを非線形光学特性を有する有機色素分子
の溶液に浸漬して前記透明フィルム内のＤＮＡ−脂質化
合物に前記有機色素分子を挿入する工程とを有すること
を特徴とする。この発明に係る有機非線形光学材料の製
造方法はまた、ＤＮＡの水溶液に脂質を添加してＤＮＡ
−脂質化合物を析出させる工程と、この工程で析出され
た前記ＤＮＡ−脂質化合物を有機溶剤に溶かし、その溶
液に非線形光学特性を有する有機色素分子を溶かして前
記ＤＮＡ−脂質化合物に有機色素分子を挿入する工程
と、この工程で有機色素分子が挿入されたＤＮＡ−脂質
化合物をキャストしてフィルムを形成する工程とを有す
ることを特徴とする。この発明において好ましくは、有
機色素分子が挿入されたＤＮＡ−脂質化合物からなるフ
ィルムを延伸して光学フイルムを得る。
方法は、ＤＮＡの水溶液に脂質を添加してＤＮＡ−脂質
化合物を析出させる工程と、この工程で析出された前記
ＤＮＡ−脂質化合物を有機溶剤に溶かし、キャストして
透明フィルムを形成する工程と、この工程で得られた前
記透明フィルムを非線形光学特性を有する有機色素分子
の溶液に浸漬して前記透明フィルム内のＤＮＡ−脂質化
合物に前記有機色素分子を挿入する工程とを有すること
を特徴とする。この発明に係る有機非線形光学材料の製
造方法はまた、ＤＮＡの水溶液に脂質を添加してＤＮＡ
−脂質化合物を析出させる工程と、この工程で析出され
た前記ＤＮＡ−脂質化合物を有機溶剤に溶かし、その溶
液に非線形光学特性を有する有機色素分子を溶かして前
記ＤＮＡ−脂質化合物に有機色素分子を挿入する工程
と、この工程で有機色素分子が挿入されたＤＮＡ−脂質
化合物をキャストしてフィルムを形成する工程とを有す
ることを特徴とする。この発明において好ましくは、有
機色素分子が挿入されたＤＮＡ−脂質化合物からなるフ
ィルムを延伸して光学フイルムを得る。
【０００９】ＤＮＡは、生物の遺伝情報を司る単位遺伝
子であり、図１に示すように、２本のポリヌクレオチド
鎖が一つの中心軸の回りに螺旋状に巻いた分子構造を有
する。それぞれのポリヌクレオチド鎖は共に右巻きで互
いに逆方向に走る。ヌクレオチド鎖の構成分子である核
酸塩基には、アデニン、チミン、グアニン、シトシンの
４種がある。これらの核酸塩基は、中心軸に対して垂直
な平面内で互いに内側に突出した形で存在して、いわゆ
るワトソン−クリック型塩基対を形成する。即ち、アデ
ニンに対してはチミン、グアニンに対してはシトシンが
特異的に水素結合する。これにより、ＤＮＡを構成する
２本のヌクレオチド鎖は相補的に結合している。
子であり、図１に示すように、２本のポリヌクレオチド
鎖が一つの中心軸の回りに螺旋状に巻いた分子構造を有
する。それぞれのポリヌクレオチド鎖は共に右巻きで互
いに逆方向に走る。ヌクレオチド鎖の構成分子である核
酸塩基には、アデニン、チミン、グアニン、シトシンの
４種がある。これらの核酸塩基は、中心軸に対して垂直
な平面内で互いに内側に突出した形で存在して、いわゆ
るワトソン−クリック型塩基対を形成する。即ち、アデ
ニンに対してはチミン、グアニンに対してはシトシンが
特異的に水素結合する。これにより、ＤＮＡを構成する
２本のヌクレオチド鎖は相補的に結合している。
【００１０】ＤＮＡの２重螺旋の中の核酸塩基対に対し
ては、種々の縮合芳香多環化合物、例えばアントラセ
ン、アセナフテン等が挿入（インターカレーション）さ
れて層間化合物を形成することが知られている。ＤＮＡ
は一般にはナトリウム塩の形であって水溶性であるため
に、これらの縮合多環化合物の挿入反応は起こりにく
い。しかし、ＤＮＡの水溶液に長鎖アルキル基を有する
アミン類等のいわゆる脂質を加えて、ナトリウムイオン
を脂質で交換すると、水に不溶のＤＮＡ−脂質化合物が
得られる。このＤＮＡ−脂質化合物は有機溶媒に可溶で
あり、例えばベンゼンやテトラヒドラフランに溶かして
キャストすることにより、透明なフィルムを得ることが
できる（例えば、JOURNAL of the AMERICAN CHEMICAL S
OCIETY, Vol.118, No.44, Nov. 6,1996参照）。
ては、種々の縮合芳香多環化合物、例えばアントラセ
ン、アセナフテン等が挿入（インターカレーション）さ
れて層間化合物を形成することが知られている。ＤＮＡ
は一般にはナトリウム塩の形であって水溶性であるため
に、これらの縮合多環化合物の挿入反応は起こりにく
い。しかし、ＤＮＡの水溶液に長鎖アルキル基を有する
アミン類等のいわゆる脂質を加えて、ナトリウムイオン
を脂質で交換すると、水に不溶のＤＮＡ−脂質化合物が
得られる。このＤＮＡ−脂質化合物は有機溶媒に可溶で
あり、例えばベンゼンやテトラヒドラフランに溶かして
キャストすることにより、透明なフィルムを得ることが
できる（例えば、JOURNAL of the AMERICAN CHEMICAL S
OCIETY, Vol.118, No.44, Nov. 6,1996参照）。
【００１１】本発明者等は、ＤＮＡ薄膜化技術を利用
し、ＤＮＡに非線形光学特性を有する有機色素分子を挿
入した薄膜を延伸することにより、格別の電場配向処理
を要せずにＳＨＧを発現させる得ることを実験的に確認
した。また、ＳＨＧ素子の配向緩和は従来の有機非線形
光学材料に比べて小さいこと、更にＴＨＧについても、
従来の有機非線形光学材料に比べて優れた安定性を示す
ことが確認された。
し、ＤＮＡに非線形光学特性を有する有機色素分子を挿
入した薄膜を延伸することにより、格別の電場配向処理
を要せずにＳＨＧを発現させる得ることを実験的に確認
した。また、ＳＨＧ素子の配向緩和は従来の有機非線形
光学材料に比べて小さいこと、更にＴＨＧについても、
従来の有機非線形光学材料に比べて優れた安定性を示す
ことが確認された。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施例を説明する。図２は、この発明の一実施例によ
る有機非線形光学フィルムの製造工程を示す。 まず、
水溶性のＤＮＡに対して、縮合芳香多環化合物のインタ
ーカレーション反応を容易にするための前処理を行う。
即ち、ＤＮＡを水に溶かした水溶液に、長鎖アルキル基
を有する脂質を溶かす（Ｓ11）。これにより、水に不溶
のＤＮＡ−脂質化合物（錯体）が析出沈殿する。そこで
沈殿したＤＮＡ−脂質化合物を濾過し、水洗した後、透
析して不純物を除く（Ｓ12）。得られたＤＮＡ−脂質化
合物は凍結乾燥する（Ｓ13）。
の実施例を説明する。図２は、この発明の一実施例によ
る有機非線形光学フィルムの製造工程を示す。 まず、
水溶性のＤＮＡに対して、縮合芳香多環化合物のインタ
ーカレーション反応を容易にするための前処理を行う。
即ち、ＤＮＡを水に溶かした水溶液に、長鎖アルキル基
を有する脂質を溶かす（Ｓ11）。これにより、水に不溶
のＤＮＡ−脂質化合物（錯体）が析出沈殿する。そこで
沈殿したＤＮＡ−脂質化合物を濾過し、水洗した後、透
析して不純物を除く（Ｓ12）。得られたＤＮＡ−脂質化
合物は凍結乾燥する（Ｓ13）。
【００１３】次に、得られたＤＮＡ−脂質化合物をベン
ゼン、クロロホルム等の有機溶剤に溶かし、この溶液に
非線形光学特性を示す有機色素分子である縮合芳香多環
化合物を溶かし（Ｓ14）、ガラス基板等の上でキャスト
した後、有機溶剤を蒸発させる（Ｓ15）。これにより、
ＤＮＡ−脂質化合物からなる透明フィルムが得られる。
次に、得られた透明フィルムを、非線形光学特性を有す
る縮合芳香多環化合物からなる有機色素分子を溶かした
溶液に約２４時間浸漬する（Ｓ16）。これにより、有機
色素分子は、ＤＮＡの核酸塩基対の間に挿入されて、層
間化合物を形成する。
ゼン、クロロホルム等の有機溶剤に溶かし、この溶液に
非線形光学特性を示す有機色素分子である縮合芳香多環
化合物を溶かし（Ｓ14）、ガラス基板等の上でキャスト
した後、有機溶剤を蒸発させる（Ｓ15）。これにより、
ＤＮＡ−脂質化合物からなる透明フィルムが得られる。
次に、得られた透明フィルムを、非線形光学特性を有す
る縮合芳香多環化合物からなる有機色素分子を溶かした
溶液に約２４時間浸漬する（Ｓ16）。これにより、有機
色素分子は、ＤＮＡの核酸塩基対の間に挿入されて、層
間化合物を形成する。
【００１４】用いる有機色素化合物としては、二次非線
形光学特性（ＳＨＧ）を発現させる場合には、例えば、
１−アミノ−３−ニトロ−アントラセン（ＡＮＡ）の
他、図３に例示するようなものが用いられる。また、三
次非線形光学特性（ＴＨＧ）を発現させる有機色素化合
物としては、代表的には、図４に示すようなものが用い
られる。
形光学特性（ＳＨＧ）を発現させる場合には、例えば、
１−アミノ−３−ニトロ−アントラセン（ＡＮＡ）の
他、図３に例示するようなものが用いられる。また、三
次非線形光学特性（ＴＨＧ）を発現させる有機色素化合
物としては、代表的には、図４に示すようなものが用い
られる。
【００１５】最後に、有機色素分子が挿入積層されたＤ
ＮＡ−脂質化合物フィルムを延伸する（Ｓ17）。この延
伸処理により、ＤＮＡ分子は延伸方向に配向され、ＤＮ
Ａ分子の塩基対の間に挿入積層された有機色素分子は延
伸方向と直交する方向に配向されて、非線形光学フィル
ムが得られる。得られた光学フィルムは例えば適当な基
板に貼り合わせて導波路構造として、ＳＨＧ波長変換素
子等として用いられる。あるいは同様の導波路構造の両
面に電極を形成して、電気光学スイッチ等の変調素子と
して用いられる。
ＮＡ−脂質化合物フィルムを延伸する（Ｓ17）。この延
伸処理により、ＤＮＡ分子は延伸方向に配向され、ＤＮ
Ａ分子の塩基対の間に挿入積層された有機色素分子は延
伸方向と直交する方向に配向されて、非線形光学フィル
ムが得られる。得られた光学フィルムは例えば適当な基
板に貼り合わせて導波路構造として、ＳＨＧ波長変換素
子等として用いられる。あるいは同様の導波路構造の両
面に電極を形成して、電気光学スイッチ等の変調素子と
して用いられる。
【００１６】図５は、この発明の別の実施例の製造工程
を、図２に対応させて示している。図２の製造法では、
有機色素分子の挿入処理をＤＮＡ−脂質化合物フィルム
形成後に行ったのに対して、この実施例では、ＤＮＡ−
脂質化合物を有機溶剤に溶かす工程（Ｓ14）において同
時に、非線形光学特性を有する有機色素分子を溶かし込
んで、挿入反応を起こさせる。その後、キャストして溶
剤を蒸発させ（Ｓ15）、得られたフィルムを延伸処理す
る（Ｓ17）ことは、先の実施例と同様である。
を、図２に対応させて示している。図２の製造法では、
有機色素分子の挿入処理をＤＮＡ−脂質化合物フィルム
形成後に行ったのに対して、この実施例では、ＤＮＡ−
脂質化合物を有機溶剤に溶かす工程（Ｓ14）において同
時に、非線形光学特性を有する有機色素分子を溶かし込
んで、挿入反応を起こさせる。その後、キャストして溶
剤を蒸発させ（Ｓ15）、得られたフィルムを延伸処理す
る（Ｓ17）ことは、先の実施例と同様である。
【００１７】以下に、具体的な実施例を説明する。原料
ＤＮＡには、鮭の精子から抽出したものを用いた。ＤＮ
Ａを１％濃度で水に溶かして、この水溶液１００ｍｌ
に、カチオン脂質であるＮ、Ｎ、Ｎ−トリメチル−Ｎ−
（３、６、９、１２−テトラオキサドコシル）アンモニ
ウムブロミド（ＴＴＡ）を５ｇ加えてかき混ぜる。これ
により白色の沈殿が生じる。この沈殿物を濾過し、更に
水でよく洗い、透析膜を用いて透析して不純物を除いた
のち、凍結乾燥させた。得られた乾燥物の構造を調べた
結果、図６に示すような、ＤＮＡと脂質であるＴＴＡと
の１対１のイオン性錯体であることが確認された。この
ＤＮＡ−脂質錯体は、水に不溶であるが、ベンゼン、ク
ロロフォルム等の有機溶剤に可溶であった。
ＤＮＡには、鮭の精子から抽出したものを用いた。ＤＮ
Ａを１％濃度で水に溶かして、この水溶液１００ｍｌ
に、カチオン脂質であるＮ、Ｎ、Ｎ−トリメチル−Ｎ−
（３、６、９、１２−テトラオキサドコシル）アンモニ
ウムブロミド（ＴＴＡ）を５ｇ加えてかき混ぜる。これ
により白色の沈殿が生じる。この沈殿物を濾過し、更に
水でよく洗い、透析膜を用いて透析して不純物を除いた
のち、凍結乾燥させた。得られた乾燥物の構造を調べた
結果、図６に示すような、ＤＮＡと脂質であるＴＴＡと
の１対１のイオン性錯体であることが確認された。この
ＤＮＡ−脂質錯体は、水に不溶であるが、ベンゼン、ク
ロロフォルム等の有機溶剤に可溶であった。
【００１８】ＤＮＡ−ＴＴＡ錯体を１％濃度でクロロフ
ォルムに溶かした溶液を、ガラス基板上でキャストし、
クロロフォルムを蒸発させると、無色透明のフィルムが
得られた。次に、二次非線形光学特性を有するＡＮＡを
１％濃度でメタノール中に溶かした溶液中に、ＤＮＡ−
ＴＴＡ脂質錯体フィルムを２４時間浸漬して乾燥させ
た。得られたフィルムには、ＡＮＡが挿入されたことが
紫外線スペクトルから確認された。
ォルムに溶かした溶液を、ガラス基板上でキャストし、
クロロフォルムを蒸発させると、無色透明のフィルムが
得られた。次に、二次非線形光学特性を有するＡＮＡを
１％濃度でメタノール中に溶かした溶液中に、ＤＮＡ−
ＴＴＡ脂質錯体フィルムを２４時間浸漬して乾燥させ
た。得られたフィルムには、ＡＮＡが挿入されたことが
紫外線スペクトルから確認された。
【００１９】更に、ＡＮＡ挿入フィルムを約３倍に延伸
した。Ｘ線観察の結果、得られたフィルム内でＤＮＡ分
子の主鎖が延伸方向に平行に配向されていること、従っ
て挿入されたＡＮＡは延伸方向（膜面方向）とは直交す
る方向に積層され配向されていることが明らかになっ
た。図７（ａ）（ｂ）は、延伸後のＤＮＡ−ＴＴＡ脂質
錯体フィルム７１におけるＤＮＡ分子７２の配向状態
と、ＤＮＡ分子７１の主鎖７１ａ，７１ｂの間に塩基対
に結合する形で挿入積層されたＡＮＡ積層体７３の様子
を示している。
した。Ｘ線観察の結果、得られたフィルム内でＤＮＡ分
子の主鎖が延伸方向に平行に配向されていること、従っ
て挿入されたＡＮＡは延伸方向（膜面方向）とは直交す
る方向に積層され配向されていることが明らかになっ
た。図７（ａ）（ｂ）は、延伸後のＤＮＡ−ＴＴＡ脂質
錯体フィルム７１におけるＤＮＡ分子７２の配向状態
と、ＤＮＡ分子７１の主鎖７１ａ，７１ｂの間に塩基対
に結合する形で挿入積層されたＡＮＡ積層体７３の様子
を示している。
【００２０】こうして得られたＡＮＡ挿入ＤＮＡ−ＴＴ
Ａ脂質錯体フィルムについて、ＹＡＧレーザを用いてマ
ーカーフリンジ法により二次非線形光学定数を測定した
ところ、３０ｐｍ／Ｖ以上であり、電場配向を行わずに
良好なＳＨＧ特性が発現することが確認された。更に、
このフィルムを６ヶ月室温に放置した後、再び二次非線
形光学定数を測定したところ、３０ｐｍ／Ｖ以上であ
り、殆ど配向緩和が起こっていないことが確認された。
従来の高分子を用いた非線形光学材料では、有機色素分
子が比較的自由な分子運動ができる状態で側鎖に結合さ
れるために配向緩和が大きい。そして、配向緩和を抑え
るためには例えば、電場配向した分子を化学的に架橋さ
せるといった工夫が行われる。これに対してＤＮＡを用
いるこの実施例の場合、挿入されたＡＮＡは、ＤＮＡの
塩基対の間にベンゼン環同士の強い結合で安定に保持さ
れるため、配向緩和が小さいという優れた性能を示すの
である。
Ａ脂質錯体フィルムについて、ＹＡＧレーザを用いてマ
ーカーフリンジ法により二次非線形光学定数を測定した
ところ、３０ｐｍ／Ｖ以上であり、電場配向を行わずに
良好なＳＨＧ特性が発現することが確認された。更に、
このフィルムを６ヶ月室温に放置した後、再び二次非線
形光学定数を測定したところ、３０ｐｍ／Ｖ以上であ
り、殆ど配向緩和が起こっていないことが確認された。
従来の高分子を用いた非線形光学材料では、有機色素分
子が比較的自由な分子運動ができる状態で側鎖に結合さ
れるために配向緩和が大きい。そして、配向緩和を抑え
るためには例えば、電場配向した分子を化学的に架橋さ
せるといった工夫が行われる。これに対してＤＮＡを用
いるこの実施例の場合、挿入されたＡＮＡは、ＤＮＡの
塩基対の間にベンゼン環同士の強い結合で安定に保持さ
れるため、配向緩和が小さいという優れた性能を示すの
である。
【００２１】次に、上記実施例で得られたＤＮＡ−ＴＴ
Ａ脂質錯体フィルムを、ＡＮＡ溶液に代わって、三次非
線形光学特性を有するアントラセンの５％メタノール溶
液に２４時間浸漬して、アントラセンをこの錯体フィル
ム中に挿入した。挿入量は錯体フィルムに対して重量比
で１０％であった。このアントラセン挿入錯体フィルム
について、ＹＡＧレーザを用いて三次非線形光学定数を
測定したところ、１０-10ｅｓｕ以上であることが確認
された。このフィルムを６ヶ月室温に放置した後、再び
三次非線形光学定数を測定したところ、殆ど変化がな
く、安定であることが確認された。
Ａ脂質錯体フィルムを、ＡＮＡ溶液に代わって、三次非
線形光学特性を有するアントラセンの５％メタノール溶
液に２４時間浸漬して、アントラセンをこの錯体フィル
ム中に挿入した。挿入量は錯体フィルムに対して重量比
で１０％であった。このアントラセン挿入錯体フィルム
について、ＹＡＧレーザを用いて三次非線形光学定数を
測定したところ、１０-10ｅｓｕ以上であることが確認
された。このフィルムを６ヶ月室温に放置した後、再び
三次非線形光学定数を測定したところ、殆ど変化がな
く、安定であることが確認された。
【００２２】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、有
機色素分子が導入される母材としてＤＮＡを用いること
により、ＳＨＧ発現のための電場配向処理を要せず、し
かも配向緩和が小さく、またＴＨＧ素子としても優れた
安定性を示す有機非線形光学材料を得ることができる。
機色素分子が導入される母材としてＤＮＡを用いること
により、ＳＨＧ発現のための電場配向処理を要せず、し
かも配向緩和が小さく、またＴＨＧ素子としても優れた
安定性を示す有機非線形光学材料を得ることができる。
【図１】 ＤＮＡの分子構造を示す。
【図２】 この発明の一実施例による光学フイルム製造
工程を示す。
工程を示す。
【図３】 二次非線形光学特性を示す有機色素分子の例
を示す。
を示す。
【図４】 三次非線形光学特性を示す有機色素分子の例
を示す。
を示す。
【図５】 この発明の他の実施例による光学フィルム製
造工程を示す。
造工程を示す。
【図６】 実施例により得られるＤＮＡ−ＴＴＡ脂質錯
体の分子構造を示す。
体の分子構造を示す。
【図７】 実施例により得られる延伸フィルムのＤＮＡ
分子配向とＡＮＡ挿入積層構造を示す。
分子配向とＡＮＡ挿入積層構造を示す。
７１…延伸フィルム、７２…ＤＮＡ分子、７３…ＡＮＡ
積層体。
積層体。
Claims (6)
- 【請求項１】 デオキシリボ核酸に非線形光学特性を有
する有機色素分子を挿入してなることを特徴とする有機
非線形光学材料。 - 【請求項２】 デオキシリボ核酸と脂質とからなるデオ
キシリボ核酸−脂質化合物に非線形光学特性を有する有
機色素分子が挿入され、且つ前記有機色素分子が挿入さ
れたデオキシリボ核酸−脂質化合物がフイルム化されて
いることを特徴とする有機非線形光学材料。 - 【請求項３】 前記脂質が長鎖アルキル基を有する脂質
であり、前記有機色素分子が縮合芳香多環化合物であ
り、且つ前記有機色素分子が挿入されたデオキシリボ核
酸−脂質化合物フィルムは延伸されていることを特徴と
する請求項２記載の有機非線形光学材料。 - 【請求項４】 デオキシリボ核酸の水溶液に脂質を添加
して水に不溶のデオキシリボ核酸−脂質化合物を析出さ
せる工程と、 この工程で析出された前記デオキシリボ核酸−脂質化合
物を有機溶剤に溶かし、キャストして透明フィルムを形
成する工程と、 この工程で得られた前記透明フィルムを非線形光学特性
を有する有機色素分子の溶液に浸漬して前記透明フィル
ム内のデオキシリボ核酸−脂質化合物に前記有機色素分
子を挿入する工程とを有することを特徴とする有機非線
形光学材料の製造方法。 - 【請求項５】 デオキシリボ核酸の水溶液に脂質を添加
して水に不溶のデオキシリボ核酸−脂質化合物を析出さ
せる工程と、 この工程で析出された前記デオキシリボ核酸−脂質化合
物を有機溶剤に溶かし、その溶液に非線形光学特性を有
する有機色素分子を溶かして前記デオキシリボ核酸−脂
質化合物に前記有機色素分子を挿入する工程と、 この工程で有機色素分子が挿入されたデオキシリボ核酸
−脂質化合物をキャストしてフィルムを形成する工程と
を有することを特徴とする有機非線形光学材料の製造方
法。 - 【請求項６】 前記脂質が長鎖アルキル基を有する脂質
であり、前記有機色素分子が縮合芳香多環化合物であ
り、且つ前記有機色素分子が挿入されたデオキシリボ核
酸−脂質化合物からなるフィルムを延伸して光学フィル
ムを得る工程を有することを特徴とする請求項４又は５
に記載の有機非線形光学材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28533497A JPH11119270A (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | 有機非線形光学材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28533497A JPH11119270A (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | 有機非線形光学材料及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11119270A true JPH11119270A (ja) | 1999-04-30 |
Family
ID=17690214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28533497A Pending JPH11119270A (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | 有機非線形光学材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11119270A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001181295A (ja) * | 1999-12-24 | 2001-07-03 | Asahi Denka Kogyo Kk | 成型体の製造方法 |
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| JP2009084225A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Dainippon Printing Co Ltd | 多孔質体、細胞培養膜、多孔質体の製造方法及び細胞培養膜の製造方法 |
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| US8497073B2 (en) | 2002-01-24 | 2013-07-30 | Biodesy, Llc | Method using a nonlinear optical technique for detection of interactions involving a conformational change |
| US9182406B2 (en) | 2008-08-04 | 2015-11-10 | Biodesy, Inc. | Nonlinear optical detection of molecules comprising an unnatural amino acid possessing a hyperpolarizability |
| US9428789B2 (en) | 2011-03-21 | 2016-08-30 | Biodesy, Inc. | Classification of kinase inhibitors using nonlinear optical techniques |
| US10768174B2 (en) | 2014-12-23 | 2020-09-08 | Bluelight Therapeutics, Inc. | Attachment of proteins to interfaces for use in nonlinear optical detection |
| US11486881B2 (en) | 2016-05-09 | 2022-11-01 | Quanta Therapeutics, Inc. | Methods and devices for detection of peripheral membrane protein interactions using nonlinear optical techniques |
-
1997
- 1997-10-17 JP JP28533497A patent/JPH11119270A/ja active Pending
Cited By (15)
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