| Project/Area Number |
23K04698
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 32020:Functional solid state chemistry-related
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| Research Institution | Tsuyama National College of Technology |
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Principal Investigator |
守友 博紀 津山工業高等専門学校, 総合理工学科, 准教授 (30803548)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 康孝 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (30634753)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 多光子イメージング / 三光子励起 / 希土類金属錯体 / 赤外発光 / ナノエマルション / 多光子吸収 / 希土類金属 / 蛍光プローブ / バイオイメージング |
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| Outline of Research at the Start |
多光子励起蛍光顕微鏡は、生体組織を動的・三次元的・光の波長程度の高空間分解能で可視化する技術だが、生きた組織を観察できる深度はたかだか100μm程度である。そこで本研究では、1300 nmで高効率に三光子励起・930 nm発光を示すYb錯体の新規開発と生体適合性に優れるナノエマルション（ナノ油滴）への高密度集積によって「高効率三光子励起・赤外発光プローブ」を新規に創出し、多光子イメージングを生きた生体組織を傷つけることなくmm程度の深部まで観察できる技術へと高度化させる。本研究で得られるプローブは、生体深部観察の技術水準を飛躍的に向上させ、癌やアルツハイマーといった難治性疾患の基礎研究の進展に大きく貢献する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、多光子イメージングの深部観察範囲を高深度化させるため、高効率に三光子励起赤外発光を示す希土類金属錯体を、ナノ油滴（エマルション）へ高密度に充填させた新しいタイプのプローブを開発することを目指す。有機化合物であればナノエマルションへ包含させるための指針は、種々の先行研究により明らかになっている。その指針に基づき研究をスタートさせたところ、早々に「エマルションの合成過程で、界面活性剤と錯体との間で配位子交換反応が生じ、錯体の機能が損なわれてしまう」という問題に直面した。そこで2023年度は、希土類金属錯体の発光特性を損なうことなくエマルションに封入するための錯体設計指針の導出や、エマルションの合成条件の導出に主に注力してきた。
まず、配位子の構造の異なる種々のEu錯体を設計・合成し、エマルションへの合成を試みた。その際、調整温度や、用いる界面活性剤の種類について系統立てて検討し、Eu錯体の発光特性を損なうことなく包含できる条件を探索した。その結果、錯体の配位子は二座以上にすること、合成に用いる界面活性剤に含まれるカルボニル基は2つ以上とならないようにすること、という条件が明らかになった。このように、希土類金属錯体をエマルションに包含する際は、有機物を包含する場合とは違うノウハウが必要ということを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
エマルションに希土類金属錯体を安定して包含するノウハウを会得できたため、後はいかにして錯体の三光子励起発光効率を高めていくか、が鍵になる。これまで様々な多光子イメージング用プローブを開発してきた応募者であれば、十分に達成可能だと手応えを感じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、三光子吸収効率に優れ、かつエマルションに安定に包含できる希土類金属錯体を新規に設計し、合成中である。合成が完了次第、エマルションに包含し、三光子励起発光特性の評価、および生体イメージングへの試用に取り掛かる予定である。
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