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Cancer theranostics using near-infrared absorbing metal complex as a photothermal probe

Research Project

Project/Area Number 17H03073
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Analytical chemistry
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Iki Nobuhiko  東北大学, 環境科学研究科, 教授 (50282108)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西條 芳文  東北大学, 医工学研究科, 教授 (00292277)
鈴木 敦子 (升谷敦子)  東北大学, 環境科学研究科, 助教 (10633464)
高橋 透  福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (30361166)
唐島田 龍之介  東北大学, 環境科学研究科, 助教 (40783303)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2017: ¥9,490,000 (Direct Cost: ¥7,300,000、Indirect Cost: ¥2,190,000)
Keywordsセラノスティクス / プローブ / 近赤外光 / 白金錯体 / 光音響イメージング / 光熱治療 / ラジカル / がん / イメージング / 光熱療法 / 近赤外吸収プローブ / ジラジカル / デリバリー / スイッチング / ラジカル配位子 / 光熱変換 / 分析試薬 / 金属錯体 / 近赤外プローブ / 分子プローブ
Outline of Final Research Achievements

We studied functions of a series of Pt(II)-diradical complexes aimed at application to a probe for theranostics of cancer to provide accurate but affordable diagnostics and therapeutic method. The prerequisites of the probe are functions such as near-infrared (NIR) absorption, its switching, photothermal effect, delivery to cancer cells or tumor, stability in cancer cells. We modeled four Pt(II) complexes that can partially fulfill those prerequisites and successfully obtained guidelines for molecular design of a probe for theranostics. This study is a milestone to provide a clear path to obtain the ultimate probe that can meet the requirement of theranostics and to proceed to animal experiment.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

当該白金(II)-ジラジカル錯体は歴史的にはその特異な電子構造から,錯体化学の中で検討されてきた.我々はそのユニークなNIR吸収帯とそのスイッチングの特徴に着目し,環境認識プローブなど分析化学的な応用に展開してきた.当研究は分析化学の試薬デザインの世界を越境し,医学の世界に次のようなインパクトを与える.すなわち比較的簡単な分子に生体という場で分析化学的な機能を発揮させ,それが従来の洗練された医療に比べ誰でも容易にアクセスできる診断・治療技術を提供する,というものである.これは医療費の削減など社会的意義を有すると共に,分析化学へもフィードバックされる学術的意義がある.

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (54 results)

All 2020 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 4 results) Presentation (45 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 7 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Photostable near-infrared-absorbing diradical-platinum(ii) complex solubilized by albumin toward a cancer photothermal therapy agent2020

    • Author(s)
      Sawamura Ryota、Sato Masataka、Masuya-Suzuki Atsuko、Iki Nobuhiko
    • Journal Title

      RSC Advances

      Volume: 10 Issue: 11 Pages: 6460-6463

    • DOI

      10.1039/d0ra00652a

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Speciation of Chromium2019

    • Author(s)
      IKI Nobuhiko
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 35 Issue: 1 Pages: 1-2

    • DOI

      10.2116/analsci.highlights1901

    • NAID

      130007554982

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • Year and Date
      2019-01-10
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      2018 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Capillary electrophoretic reactor for estimation of spontaneous dissociation rate of Trypsin?Aprotinin complex2019

    • Author(s)
      Sasaki Yumiko、Sato Yosuke、Takahashi Toru、Umetsu Mitsuo、Iki Nobuhiko
    • Journal Title

      Analytical Biochemistry

      Volume: 585 Pages: 113406-113406

    • DOI

      10.1016/j.ab.2019.113406

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Facile Preparation of Highly Luminescent Materials by Electrostatic Immobilization of Anionic Metal Complex onto Anion-Exchanger as Exemplified with Tri-Terbium(III) Cluster Complex of Thiacalix[4]arene-p-tetrasulfonate2019

    • Author(s)
      Shiraishi Narumi、Karashimada Ryunosuke、Iki Nobuhiko
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 92 Issue: 11 Pages: 1847-1852

    • DOI

      10.1246/bcsj.20190190

    • NAID

      130007745890

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Silver Nanoparticles2018

    • Author(s)
      IKI Nobuhiko
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 34 Issue: 11 Pages: 1223-1224

    • DOI

      10.2116/analsci.highlights1811

    • NAID

      130007503865

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • Year and Date
      2018-11-10
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Multi-coloration of Calixarene-coated Silver Nanoparticles for the Visual Discrimination of Metal Elements2017

    • Author(s)
      ABE Norioki、IKI Nobuhiko
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 33 Issue: 10 Pages: 1141-1145

    • DOI

      10.2116/analsci.33.1141

    • NAID

      130006163693

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
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      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Capillary electrophoretic separation of cis/trans isomers of bis(o-diiminobenzoquinonato)platinum(ii) complexes using β-cyclodextrins as the selector2017

    • Author(s)
      Masuya-Suzuki Atsuko、Hayashi Takumi、Tamura Kosaku、Iki Nobuhiko
    • Journal Title

      New J. Chem.

      Volume: 41 Issue: 15 Pages: 7605-7612

    • DOI

      10.1039/c7nj01558e

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      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis, metal binding and spectral properties of novel bis-1,3-diketone calix[4]arenes2017

    • Author(s)
      Sergey N. Podyachev, Svetlana N. Sudakova, Gulnaz Sh. Gimazetdinova, Nataliya A. Shamsutdinova,Victor V. Syakaev, Tatjiana A. Barsukova, Nobuhiko Iki, Asiya R. Mustafina
    • Journal Title

      New J. Chem.

      Volume: 41 Issue: 4 Pages: 1526-1537

    • DOI

      10.1039/c6nj03381d

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      2017 Annual Research Report
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  • [Presentation] がんのセラノスティクスを志向したPt(II)-ジラジカル金属錯体の設計2019

    • Author(s)
      澤村瞭太、鈴木敦子、壹岐伸彦
    • Organizer
      有機エレクトロニクス研究会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] NdとDyの相互分離を志向したLn-三脚型シッフ塩基錯体の選択的結晶化2019

    • Author(s)
      細堀浩司、安部佑美佳、唐島田龍之介、鈴木敦子、壹岐伸彦
    • Organizer
      第17回ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 疎水性カチオンによる自己組織化を制御した異核ランタニド-チアカリックスアレーン錯体の選択的合成法の開発2019

    • Author(s)
      唐島田龍之介、武者洸貴、及川桐子、壹岐伸彦
    • Organizer
      第17回ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Design of Therenostics System for Cancer Using Pt(II)-diradical Complex Having Photothermal Effect2019

    • Author(s)
      Nobuhiko Iki
    • Organizer
      Biomaterials Seminar
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 光熱療法を志向した近赤外吸収ジラジカル白金(II)錯体の光熱効果の調査2019

    • Author(s)
      澤村瞭太、佐藤将貴、鈴木敦子、壹岐伸彦
    • Organizer
      第1回環境科学討論会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] アルブミンで可溶化した疎水性近赤外吸収ジラジカル白金錯体の光熱効果とそれを利用したがん細胞殺傷効果の調査2019

    • Author(s)
      澤村瞭太、佐藤将貴、鈴木敦子、壹岐伸彦
    • Organizer
      みちのく分析科学シンポジウム2019
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] NdとDyの相互分離を志向したLn-三脚型シッフ塩基錯体の選択的結晶化2019

    • Author(s)
      細堀浩司、安部佑美佳、唐島田龍之介、鈴木敦子、壹岐伸彦
    • Organizer
      みちのく分析科学シンポジウム2019
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  • [Presentation] キャピラリー電気泳動反応器による鉄封鎖剤錯体の速度論的安定性の解析2019

    • Author(s)
      鈴木綾太、壹岐伸彦
    • Organizer
      みちのく分析科学シンポジウム2019
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  • [Presentation] イメージングとがん治療を志向したランタニドーチアカリックスアレーン錯体内包シリカナノ粒子の創製2019

    • Author(s)
      大和谷匠、唐島田龍之介、壹岐伸彦
    • Organizer
      みちのく分析化学シンポジウム2019
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  • [Presentation] ランタニド-三脚型シッフ塩基錯体におけるランタニド発光と配位環境の調査2019

    • Author(s)
      神戸貴史、山岡由和、五十嵐盟、鈴木敦子、唐島田龍之介、壹岐伸彦
    • Organizer
      みちのく分析化学シンポジウム2019
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  • [Presentation] Selective crystallization of Lanthanide-Tripodal Schiff Base_Complexes for the Separation of Neodymium and Dysprosium2019

    • Author(s)
      細堀浩司、安部佑美佳、唐島田龍之介、鈴木敦子、壹岐伸彦
    • Organizer
      平成31年度サマースクール
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  • [Presentation] Investigation of the Interaction between Nucleobases and Lanthanide-thiacalixarene Complex by Capillary Electrophoresis2019

    • Author(s)
      倉持慧、唐島田龍之介、壹岐伸彦
    • Organizer
      平成31年度サマースクール
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] CAPILLARY ELECTROPHORESIS AS A VERSATILE TOOL TO INVESTIGATE COMPLEXES IN AQUEOUS SOLUTIONS2019

    • Author(s)
      Nobuhiko Iki
    • Organizer
      XXIMendeleev Congress on General and Applied Chemistry
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 近赤外吸収ジラジカル白金(II)錯体の光熱変換を利用したがん細胞殺傷効果の調査2019

    • Author(s)
      澤村瞭太、佐藤将貴、鈴木敦子、壹岐伸彦
    • Organizer
      錯体化学会第69回討論会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 異核複核ランタニド-三脚型シッフ塩基錯体における異種ランタニド間相互作用の発現2019

    • Author(s)
      神戸貴史、唐島田龍之介、壹岐伸彦
    • Organizer
      錯体化学会第69回討論会
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  • [Presentation] Separation of Heterotrinuclear Lanthanide-Thiacalixarene Complex as a platform for f-f communication2019

    • Author(s)
      Ryunosuke Karashimada
    • Organizer
      化学系学協会東北大会
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    • Invited
  • [Presentation] 三脚型シッフ塩基を配位子とするYb(III)錯体の発光特性に関する調査及びLu(III)錯体との共結晶化によるYb(III)発光の増強2019

    • Author(s)
      後藤慧、唐島田龍之介、鈴木敦子、壹岐伸彦
    • Organizer
      錯体化学会第69回討論会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Ln-三脚型シッフ塩基錯体の選択的結晶化を利用したNdとDyの相互分離2019

    • Author(s)
      細堀浩司、唐島田龍之介、鈴木敦子、壹岐伸彦
    • Organizer
      第9回CSJ化学フェスタ2019
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  • [Presentation] Multifunctional metal complexes as probes toward theranostics: thiacalixarene_lanthanide(III) and diradical_Pt(II) complexes2019

    • Author(s)
      Nobuhiko Iki
    • Organizer
      3rd Asian Conference on Chemosensors and Imaging Probes
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] キャピラリー電気泳動を用いたランタニド-チアカリックスアレーン錯体と核酸塩基との相互作用の調査2019

    • Author(s)
      倉持慧、唐島田龍之介、壹岐伸彦
    • Organizer
      第38回キャピラリー電気泳動シンポジウム(SCE2019)
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  • [Presentation] キャピラリー電気泳動による同核・異核ランタニド -チアカリックスアレーン錯体の精密分離2019

    • Author(s)
      唐島田龍之介
    • Organizer
      第38回キャピラリー電気泳動シンポジウム(SCE2019)
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    • Invited
  • [Presentation] Ln-三脚型シッフ塩基錯体の選択的結晶化を利用したNdとDyの相互分離2019

    • Author(s)
      細堀浩司、唐島田龍之介、鈴木敦子、壹岐伸彦
    • Organizer
      2019年度日本分析化学会東北支部若手交流会
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  • [Presentation] 光熱変換プローブへの応用を志向した高い速度論的安定性を有する白金(II)ジラジカル錯体の設計2019

    • Author(s)
      堀井郷史、田村昂作、鈴木敦子、壹岐伸彦
    • Organizer
      2019年度日本分析化学会東北支部若手交流会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Pt(II)-diradical complexes absorbing near infrared light as redox-active probes for theranostics of cancer2019

    • Author(s)
      R. Sawamura、M. Sato、A. Masuya-Suzuki、Y. Nagasaki、and N. Iki
    • Organizer
      13th Asian Conference on Chemical Sensors (ACCS) 2019
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 医用診断・治療を志向したランタニド_チアカリックスアレーン錯体の新展開2019

    • Author(s)
      武者洸貴・大和谷 匠・唐島田龍之介・壹岐伸彦
    • Organizer
      有機エレクトロニクス研究会
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  • [Presentation] 光熱療法への応用を志向したジラジカル白金(II)錯体の光熱効果2019

    • Author(s)
      澤村瞭太、佐藤将貴、鈴木敦子、伊野浩介、珠玖仁、壹岐伸彦
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会
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  • [Presentation] イメージングとがん治療を志向したランタニドーチアカリックスアレーン錯体内包シリカナノ粒子の創製2019

    • Author(s)
      大和谷匠、唐島田龍之介、伊野浩介、珠玖仁、壹岐伸彦
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 六価クロムと1,5-ジフェニルカルバジドとの錯形成挙動の解明2018

    • Author(s)
      田首裕一朗、 壹岐伸彦
    • Organizer
      第78回分析化学討論会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] π共役系を拡張した白金(II)ジラジカル錯体のpH応答近赤外吸収スイッチング2018

    • Author(s)
      鈴木敦子、土屋智資、佐藤将貴、壹岐伸彦
    • Organizer
      第16回ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム
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  • [Presentation] 診断・治療への展開を志向した多機能性金属錯体の創製2018

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      壹岐伸彦
    • Organizer
      第28回金属の関与する生体関連反応シンポジウム
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      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 光音響プローブとしての応用を目指した白金(II)ジラジカル錯体の吸収波長の長波長化と近赤外吸収スイッチング挙動の検討2018

    • Author(s)
      土屋智資、佐藤将貴、鈴木敦子、壹岐伸彦
    • Organizer
      第28回金属の関与する生体関連反応シンポジウム
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ランタニドー三脚型シッフ塩基錯体における配位環境とランタニド発光の調査2018

    • Author(s)
      神戸貴史、 山岡由和、 五十嵐盟、 鈴木敦子、 唐島田龍之介、 壹岐伸彦
    • Organizer
      第68回錯体化学討論会
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  • [Presentation] Cellular Uptake and Photothermal Effect of Near-Infrared Absorbing Diradical-Platinum(II) Complex2018

    • Author(s)
      澤村瞭太、 佐藤将貴、 鈴木敦子、 伊野浩介、 珠玖仁、 壹岐伸彦
    • Organizer
      43rd International Conference on Coordination Chemistry
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Preparation of luminescent materials with a water-soluble terbium(III)-thiacalix[4]arene complex2018

    • Author(s)
      白石成美、壹岐伸彦
    • Organizer
      isCEBT2018
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  • [Presentation] 診断・治療への展開を志向した多機能性金属錯体の創製2018

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      壹岐伸彦
    • Organizer
      日本分析化学会第67年会
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  • [Presentation] 異核ランタニド-チアカリックスアレーン錯体の選択的合成とキャピラリー電気泳動による形成評価2018

    • Author(s)
      武者洸貴、唐島田龍之介、壹岐伸彦
    • Organizer
      SCE2018
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  • [Presentation] Dissociation Kinetics of Trypsin-Aprotinin Complex Revealed by Capillary Electrophoretic Reactor (CER)2017

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      Yumiko Sasaki, Yosuke Sato, Toru Takahashi, Nobuhiko Iki
    • Organizer
      the 46th International Symposium on High Performance Liquid Phase Separations and Related Techniques (HPLC 2017 Jeju)
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  • [Presentation] 白金ジラジカル錯体をプローブとして利用したがん細胞の光音響イメージング2017

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      佐藤将貴,鈴木敦子,伊野浩介,珠玖仁,西條芳文,壹岐伸彦
    • Organizer
      日本分析化学会第66年会
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  • [Presentation] 配位不飽和サイトを有する配位高分子の核酸構成単位に対する吸着能2017

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      鈴木敦子,益子直己,壹岐伸彦
    • Organizer
      日本分析化学会第66年会
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  • [Presentation] 配位原子の異なる二座配位子を用いた非対称な白金(II)ジラジカル錯体の合成とその近赤外吸収特性2017

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      名本洋輝,鈴木敦子,壹岐伸彦
    • Organizer
      日本分析化学会第66年会
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  • [Presentation] 水溶性ランタニド(III)-チアカリックスアレーン錯体とイオン交換体を用いる発光材料の創製2017

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      白石成美,唐島田龍之介,壹岐伸彦
    • Organizer
      第8回CSJ化学フェスタ2018
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  • [Presentation] Capillary Electrophoresis Depicting Thermodynamics and Kinetics of Complexes in Aqueous Solutions2017

    • Author(s)
      Nobuhiko Iki
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      the 46th International Symposium on High Performance Liquid Phase Separations and Related Techniques (HPLC 2017 Jeju)
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] キャピラリー電気泳動反応器(CER)による酵素-阻害剤複合体の速度論的安定性解析2017

    • Author(s)
      笹木 友美子,佐藤 陽介,高橋 透,壹岐 伸彦
    • Organizer
      SCE 2017
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  • [Presentation] 間接吸光キャピラリー電気泳動を用いたCr(III)の定量およびCr(VI)と1,5-ジフェニルカルバジドとの錯形成挙動の解明2017

    • Author(s)
      田首裕一朗, 壹岐伸彦
    • Organizer
      SCE 2017
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    • Author(s)
      Ryunosuke Karashimada, Haruna Sasaki, Nobuhiko Iki
    • Organizer
      ,the 46th International Symposium on High Performance Liquid Phase Separations and Related Techniques (HPLC 2017 Jeju)
    • Related Report
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    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 壹岐研究室ホームページ

    • URL

      https://sites.google.com/site/hoshlab/

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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