SPs_20260207
作成日: 2026-02-07
日本語版（HP向け）
どんなテーマ？
スピロピラン（SP）は、光や酸・塩基などの刺激で構造が切り替わり、色や発光が変わる「フォトクロミック分子」です。
その性質を活かすと、目で見えるセンサー材料や、化学物質を検出して蛍光が立ち上がるプローブを設計できます。
論文紹介
1. Spiropyran-Modified Cellulose for Dual Solvent and Acid/Base Vapor Sensing
- 掲載誌: CHEMOSENSORS（JIF 2024: 3.7）
- 年: 2026（JAN 4）
- 著者: de Sá, DDS; Trigueiro, JPC; de Oliveira, LFC; Barud, HS; Alexis, F; Nobuyasu, RS; Miguez, FB; De Sousa, FB
- DOI: 10.3390/chemosensors14010017
やさしい解説（Abstractの要点を整理：本文の転載なし）
– 再生可能なバイオポリマー（セルロース）に、フォトクロミック分子スピロピランを共有結合で固定化し、溶媒蒸気と酸/塩基蒸気の両方を検知できる“スマート材料”を作製した研究です。
– 2種類のスピロピラン誘導体（SP1, SP2）を用い、Cel‑SP1 / Cel‑SP2 を合成。ラマン分光でエステル化（導入）を確認し、SEM‑EDSでセルロース形状が保たれつつ窒素元素（スピロピラン由来）が導入されたことを示しています。
– 固体状態で溶媒極性に応じた色変化（ソルバトクロミズム）と、pH（酸/塩基）に応じた色変化（アシドクロミズム）が明確に観測されました。
– 酸性蒸気でプロトン化メロシアニン形成に対応する吸収帯が現れ、塩基性蒸気でスピロピラン形へ戻る（部分/完全に戻る）挙動を示します。
– 溶媒・pH依存の発光も示し、とくにCel‑SP2がプロトン化に高感度である点が特徴です。
– 試作の“溶媒ストリップ”や“酸/塩基インジケータ”で、速い・肉眼で分かる・可逆な色変化を実証しており、持続可能な化学センサー材料としての可能性を示しています。
2. Fluorescence Turn-on Detection of Food Freshness Triggered by Competitive Displacement: Determination of Histamine Content in Fish
- 掲載誌: FOOD ANALYTICAL METHODS（JIF 2024: 3.0）
- 年: 2026（JAN 31）
- 著者: Cao, XL; Li, GH; He, DF; Li, F
- DOI: 10.1007/s12161-026-02997-x
やさしい解説（Abstractの要点を整理：本文の転載なし）
– 魚の鮮度指標となるヒスタミンを、超高感度に測るための“ターンオン型”蛍光プローブを提案した研究です。
– 仕組みは、SBE‑β‑シクロデキストリン（ホスト）の空洞にニトロ‑スピロピラン（ゲスト）が包接されると、非蛍光状態（SBE‑β‑CD@SP）になるというホスト–ゲスト相互作用を利用します。
– ヒスタミンを加えると競争的置換でスピロピランが空洞から追い出され、365 nm UVで素早く開環して蛍光性メロシアニン（MC）へ変換→蛍光が立ち上がる、という設計です。
– 検量では 10–70 nM の直線範囲（R²=0.996）と、検出下限 0.069 nM を示し、妨害アミンに対しても選択性が高いと報告しています。
– 実試料として魚試料への添加回収試験で 94.2–97.9% の回収率を示し、現場応用の可能性を示しています。
– “包接→置換→光で開環→発光”という、スピロピランとCDを組み合わせた分子設計は、食品安全だけでなく、他のバイオジェニックアミン検知への展開も期待できます。
English version (for website)
What is this topic about?
Spiropyrans (SPs) are photochromic molecules that can switch structure in response to stimuli such as light or acids/bases, leading to changes in color and luminescence.
This property enables practical designs for visual (colorimetric) sensor materials and turn‑on fluorescence probes.
Papers in the attached file
1. Spiropyran-Modified Cellulose for Dual Solvent and Acid/Base Vapor Sensing
- Journal: CHEMOSENSORS (2024 JIF: 3.7)
- Year: 2026 (JAN 4)
- Authors: de Sá, DDS; Trigueiro, JPC; de Oliveira, LFC; Barud, HS; Alexis, F; Nobuyasu, RS; Miguez, FB; De Sousa, FB
- DOI: 10.3390/chemosensors14010017
Plain-language bullets (paraphrased from the abstract; no verbatim text)
– This study creates sustainable sensor materials by covalently grafting photochromic spiropyran molecules onto renewable cellulose, enabling dual sensing of solvent vapors and acid/base vapors.
– Two spiropyran derivatives (SP1, SP2) were attached to cellulose to yield Cel‑SP1 and Cel‑SP2; Raman spectroscopy and SEM‑EDS support successful functionalization while preserving cellulose morphology.
– In the solid state, the materials show clear solvatochromism (color changes with solvent polarity) and acidochromism (color changes with acidic/basic vapors).
– Acidic vapors generate new absorption bands consistent with protonated merocyanine formation, while basic vapors drive partial/full reversion to the spiropyran form.
– Solvent‑ and pH‑dependent luminescence is also observed, with Cel‑SP2 being particularly sensitive to protonation.
– Prototype strips demonstrate fast, reversible, naked‑eye color transitions, highlighting spiropyran‑modified cellulose as a renewable platform for practical chemical sensing.
2. Fluorescence Turn-on Detection of Food Freshness Triggered by Competitive Displacement: Determination of Histamine Content in Fish
- Journal: FOOD ANALYTICAL METHODS (2024 JIF: 3.0)
- Year: 2026 (JAN 31)
- Authors: Cao, XL; Li, GH; He, DF; Li, F
- DOI: 10.1007/s12161-026-02997-x
Plain-language bullets (paraphrased from the abstract; no verbatim text)
– This paper proposes a turn‑on fluorescence probe for ultrasensitive detection of histamine, a key biomarker for fish freshness.
– It leverages host–guest chemistry: nitro‑spiropyran is encapsulated by sulfobutyl ether‑β‑cyclodextrin (SBE‑β‑CD) to form a non‑fluorescent complex (SBE‑β‑CD@SP).
– Upon adding histamine, competitive displacement ejects spiropyran from the cavity; under 365‑nm UV it rapidly ring‑opens to fluorescent merocyanine (MC), producing a turn‑on signal.
– Reported performance includes a linear range of 10–70 nM (R²=0.996) and a low detection limit of 0.069 nM, with good selectivity against interfering amines.
– Spike‑recovery tests in fish samples yield 94.2–97.9% recovery, supporting practical applicability.
– The displacement‑activated spiropyran/MC strategy could be extended to other biogenic amine sensing applications in food safety.
参考文献 / References（ファイル内）
- de Sá, DDS; Trigueiro, JPC; de Oliveira, LFC; Barud, HS; Alexis, F; Nobuyasu, RS; Miguez, FB; De Sousa, FB (2026). Spiropyran-Modified Cellulose for Dual Solvent and Acid/Base Vapor Sensing. CHEMOSENSORS 14(1) Article 17. doi:10.3390/chemosensors14010017
- Cao, XL; Li, GH; He, DF; Li, F (2026). Fluorescence Turn-on Detection of Food Freshness Triggered by Competitive Displacement: Determination of Histamine Content in Fish. FOOD ANALYTICAL METHODS 19(2) Article 89. doi:10.1007/s12161-026-02997-x
