Bruni, S.; Longoni, M.; Minzoni, C.; Basili, M.; Zocca, I.; Pieraccini, S.; Sironi, M. “Resonance Raman and Visible Micro-Spectroscopy for the In-Vivo and In-Vitro Characterization of Anthocyanin-Based Pigments in Blue and Violet Flowers: A Comparison with HPLC-ESI-MS Analysis of the Extracts.” Molecules 2023, 28, 1709. https://doi.org/10.3390/molecules28041709
水溶性のフラボノイド(植物が生合成する多環式の芳香族化合物の総称)の一種であるアントシアニンは、花弁の赤・紫・青色を発現させる色素であり、食品産業における天然着色料や抗酸化物質としての利用、さらに文化財における染料の同定など、多方面で重要性が高まっていることから、近年その分析・同定に関する研究が活発に進められている。アントシアニンの化学構造はフラビリウムイオン（2-フェニルベンゾピリリウム）の配糖体を基本骨格とし、pH条件に応じて赤色のフラビリウム型や紫色のキノノイド塩基型など複数の構造を取る。花弁中で安定な青色が発現するためには、アントシアニンと共色素との非共有結合的な複合体形成（共色素効果）や金属イオンとの配位が関与する。これらの色素を生体内で非破壊的に分析できる手法として、試料に可視光を照射し散乱光を検出する共鳴ラマン分光法は、発色団の振動モードを選択的に増強できるため、高い分子特異性を有する。
しかし、従来のアントシアニン分析法は、花弁からの抽出・精製を経たのちに紫外可視吸収分光法や質量分析法を適用する手法が主流であり、抽出過程において色素の分子構造や共色素効果が変化する可能性があった。また、弱酸性〜中性条件下での可視吸収分光法では、ベンゾピリリウム核の置換様式の違いを明確に区別することが困難であるという問題点があった。
そこで、本研究ではCobolt社製457 nmレーザー（Twist）を共鳴ラマン散乱の励起光源として用い、12種の青色・紫色花弁に対して生体内（花弁上）および試験管内（抽出色素溶液）の両条件で顕微ラマン測定を行った。その結果、花弁上で取得した共鳴ラマン譜と抽出色素の溶液中の譜が良好に一致し、非破壊での生体内分析の妥当性が実証された。さらに、可視吸収分光法では識別困難であったベンゾピリリウム核の3,5-二置換型と3,7-二置換型の構造差異を、密度汎関数法（DFT）計算に基づく振動モード帰属と組み合わせることで、ラマン譜上の二つの異なるパターンとして明確に区別することに成功した。金属アントシアニン超分子錯体についても、錯体形成に伴う特徴的な振動周波数の変化を検出できることが示された。
※本要約は、オープンアクセス論文（CC BY 4.0）に基づいています。
ラマン分光に使用された457nmレーザー
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