単一の蛍光体から微小環境の物理的性質と化学的性質の両方を読み取ることは依然として課題である。ここでは、近赤外シアニンCyC4内に同時に存在する2つの分子平衡が、機構的に異なる2つの比率型（ratiometric）報告チャネルを符号化することを示す。メソ位のアミノ基と側鎖カルボキシラートは、チューニング可能な分子内水素結合を形成し、その水素結合が色素を閉環（700 nm）と開環（780 nm）の発光コンフォメーションへ切り替える。時間依存密度汎関数理論（TD-DFT）計算では、水素結合がLUMOを上昇させ、発光を青方偏移させることが示され、700/780の発光比が水素結合と極性の局所レポーターとして機能することが確立される。独立に、クロモフォアは混雑や共溶媒に富む条件下で自己会合し、540 nm励起により、530〜540 nm付近の青方偏移したH型吸収シグネチャと、610 nm付近の別個の発光を示す凝集体を形成する。この凝集体バンドの強度が単量体発光に対して与える比（Ra）は、混雑と自己会合の比率型レポーターとして働く。2つのチャネルは異なる分子平衡（分子内水素結合と分子間自己会合）に由来するため、互いに概ねデカップルされる。グリセロール滴定系列により、自己会合チャネル（Ra）を動かしても水素結合チャネルが本質的に固定されたままであることが確認される。さらに、タンパク質-PEGの生体高分子コンデンセートへ適用すると、塩濃度の増加に伴って2つの比は互いに逆方向に変化する。これにより、塩系列にわたって内部の化学環境（極性と水素結合）および物理環境（充填と自己会合）が共変することが示される。単一のCyC4測定により、結合した微小環境をマッピングでき、多数の要素を同時に、かつ比率で読み取る混雑微小環境センシングの一般的戦略が提供される。
https://doi.org/10.64898/2026.08.29.747692