セント・アンドリュース大学の科学者たちは、二光子を同時に吸収し、円偏光を発光できる有機材料の最初の試料を作製した。この稀な特性の組み合わせは、生体組織の深部スキャンに革命をもたらすと期待されている。
蛍光顕微鏡用の通常の色素は組織の厚みの中で急速に散乱し、信号は数百マイクロメートルの深さですでに減衰する。多共鳴熱活性化遅延蛍光材料（MR-TADF）のクラスに属する新しいキラル分子は異なる挙動を示す。すなわち、赤外光の二光子を一度に吸収し、その後、明確に規定された偏光を持つ可視光を放出する。
一本ではなく二本の光線を同時に放ち、しかも光がどちら向きにねじれているかを「記憶」する懐中電灯を想像してほしい。まさにこれらの化合物はそのように機能する。分子のキラリティー、すなわちその鏡像的な非対称性が、放出される光を主に一方向に回転させ、それによってノイズを除去し、より鮮明な画像を得ることができる。
二光子吸収それ自体はすでに医学で利用されている。赤外光は可視光よりも深く浸透し、組織への損傷も少ない。円偏光発光を加えることで信号はさらに情報豊かになり、研究者たちは以前は一つのぼやけた塊に溶け合っていた構造を見分けられるようになる。
Nature Communicationsに発表されたこの研究は、エリ・ジスマン＝コールマン教授のグループがダラム大学の同僚たちと協力して行った。現時点では実験室の試料にすぎないが、すでに明らかなのは、こうした材料が腫瘍や血管、神経線維を数ミリメートルの深さで非侵襲的に可視化する手法の基盤になり得るということだ。
将来的には、医師たちはレントゲンや強い磁場を使わずに内臓の三次元画像を得られるようになり、生物学者たちは生きた生物全体の内部で生きたプロセスをリアルタイムで観察できるようになるだろう。一つの材料が二つの課題を同時に解決する。すなわち、深い浸透と高コントラストの偏光信号である。
研究者たちはすでに、新しい化合物を生物学的環境で試験し始めている。
