Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
本研究において、動物体内にて起こる特異的な生命イベントを、pH変化を指標にして非侵襲的に広視野かつ長時間観察することを可能にする蛍光プローブの開発を目指す。例えば、生体内において、臓器のpHは厳密に制御されている一方、がんのような活発に細胞増殖が起こる組織においては弱酸性pHを示すなど、pHを観察することで、幅広い生命現象における特異点を検出できる可能性がある。そこで本研究において、合成化学を駆使し、これら目的を達成する、動物体内のpH変化を非侵襲的に観察可能とする蛍光プローブの開発を行う。
本研究では、生体内にて起こる特異的な生命イベントを、pH変化を指標にして「広視野かつ長時間」観察することを可能にする蛍光プロ ーブの開発を目的としている。生体内において、臓器のpHは厳密に制御されている一方、がんなどの異常部位においては活発な細胞増殖から弱酸性 pHを示すなど、pHを観察することで幅広い生命現象に対して特異点を検出できる可能性がある。また、蛍光プローブとしては、動物での蛍光イメージングに適した650～900 nmの近赤外領域の蛍光を有し、かつ、蛍光プローブの体内分布を補正するために、吸収波長がpHによって変化することで二つの励起波長による蛍光強度の比（レシオ）を基に画像を構築するレシオイメージングへと応用できるように分子設計を行った。平成31年度には、これまでに開発に成功しているpH蛍光プローブ(J. Am. Chem. Soc., 140, 5925(2018))において、改良すべき蛍光量子収率の上昇を達成することに成功した。特に、Twisted Intramolecular Charge Transfer (TICT)状態への移行を抑えることで、大きな蛍光輝度の上昇を達成した。また、更なる分子修飾により、がんなどの弱酸性領域の測定に適したpKaを付与することに成功した。さらに、開発した蛍光プローブを800 nm付近に至る非常に長い蛍光波長を示し、かつ、pHに非感受性の近赤外蛍光色素と同時に高分子であるデキストランに標識することで、高い蛍光輝度を示すレシオ型pH近赤外蛍光プローブを開発することに成功した。令和2年度は、開発したレシオ型pH近赤外蛍光プローブを用いて、マウス腎臓でのpHの弱酸性やがんにおけるpHの弱酸性を観察することに成功した。このように、動物体内のpHを定量可能とする新たなレシオ型pH近赤外蛍光プローブを開発することに成功した。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2021 2020 2019 Other
All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (12 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results, Peer Reviewed: 12 results, Open Access: 5 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results, Invited: 6 results) Book (3 results) Remarks (2 results)
Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy
Volume: 248 Pages: 119179-119179
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Scientific Reports
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The Analyst
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10.1039/d0an01739f
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10.1038/s41598-020-62463-4
Angew. Chem. Int. Ed.
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10.1002/anie.201914826
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Commun. Chem.
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10.1021/acs.analchem.9b03016
Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters
Volume: 29 Issue: 22 Pages: 126684-126684
10.1016/j.bmcl.2019.126684
Journal of the American Chemical Society
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10.1021/jacs.9b08698
http://taisha.f.u-tokyo.ac.jp/index.html
http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~taisha/
