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2018 Fiscal Year Annual Research Report

development of innovative brain function activation method using hybrid materials based on interfacial control

Research Project

Project/Area Number 16H06047
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

小阪田 泰子  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (00579245)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords光化学 / 機能材料 / 生体膜 / 電子移動反応
Outline of Annual Research Achievements

本研究「界面光制御に基づくハイブリッド材料群を用いた革新的脳機能活性化法の創成」は、従来の光遺伝学的手法や、小分子・有機材料・無機材料単体あるいは混合物による活性化では実現不可能であった、共同的に機能する界面を用いた「膜電位光変換法」を日本発の独自新技術として創出し、光機能性ハイブリッド材料における脳活性化という革新的基盤技術へ繋げることを目指した。
そのために、(1)二次元金属ポルフィリンナノシート複合体材料と、(2)生体膜貫通型小分子の合成とその光化学的機能について検討した。
(1)では、紫外から近赤外領域にまで幅広い吸収を有する、僅か1 nmの厚みを有する超薄層ポルフィリン二次元ディスクポリマーを有機化学的に設計することでその合成を達成し、さらにその光応答性触媒機能を示した。
(2)では、光によって細胞機能を操作する方法として、細胞膜表面に挿入したイミド分子を用いる光誘起分子間電子移動反応を用いた膜機能光活性化法を報告した。イミド類での光誘起電子移動反応は多く報告されているが、従来全く試みられていないイミド分子での光誘起分子間電子移動反応の細胞利用に着目した。光照射による膜表面の電子的変化による細胞のカルシウム濃度を光によって操作する方法の開発として、光誘起電子移動で、生じたラジカルアニオンにより、活動電位を引き起こす閾値となりうる膜電位を10-20 mV上昇させ、カルシウム濃度等の関連する生体膜の機能を光活性化させることで、HEK細胞でのアスコルビン酸添加によるカルシウム濃度の変化を観察した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (14 results)

All 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results)

  • [Journal Article] Synthesis of porphyrin nanodisks from COFs through mechanical stirring and their photocatalytic activity2020

    • Author(s)
      Li Xinxi、Goto Tomoyo、Nomura Kota、Zhu Mingshan、Sekino Tohru、Osakada Yasuko
    • Journal Title

      Applied Surface Science

      Volume: 513 Pages: 145720~145720

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2020.145720

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Hard X-ray excited optical luminescence from protein-directed Au?20 clusters2020

    • Author(s)
      Liu Zuoyue、Jung Kyung Oh、Takahata Ryo、Sakamoto Masanori、Teranishi Toshiharu、Fujitsuka Mamoru、Pratx Guillem、Osakada Yasuko
    • Journal Title

      RSC Advances

      Volume: 10 Pages: 13824~13829

    • DOI

      10.1039/d0ra01935f

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Synthesis and photocatalytic activity of ultrathin two-dimensional porphyrin nanodisks via covalent organic framework exfoliation2019

    • Author(s)
      Fan Zeyu、Nomura Kota、Zhu Mingshan、Li Xinxi、Xue Jiawei、Majima Tetsuro、Osakada Yasuko
    • Journal Title

      Communications Chemistry

      Volume: 2 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s42004-019-0158-8

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Development of photo-functional nanomaterials with new properties and their application to bioscience2020

    • Author(s)
      Yasuko Osakada
    • Organizer
      日本化学会第100回春年会2020
  • [Presentation] Synthesis of 2D polymer using common solvent from porphyrin comprised covalent organic frameworks by mechanical stirring2020

    • Author(s)
      LI, Xinxi; OSAKADA, Yasuko
    • Organizer
      日本化学会第100回春年会2020
  • [Presentation] Synthesis and application of photo-luminescent polymer dots doped with iridium complex2020

    • Author(s)
      LIU, Zuoyue; OSAKADA, Yasuko
    • Organizer
      日本化学会第100回春年会2020
  • [Presentation] 共有結合性有機骨格構造の剥離による超薄型二次元ポルフィリンナノディスクの合成と光触媒活性2019

    • Author(s)
      FAN ZEYU・小阪田泰子
    • Organizer
      第9回CSJ化学フェスタ2019
  • [Presentation] Exfoliation of Two-Dimensional Nanosheets from Porphyrin Containing Covalent Organic Frameworks Using Common Solvents2019

    • Author(s)
      Li Xinxi・小阪田泰子
    • Organizer
      第9回CSJ化学フェスタ2019
  • [Presentation] 共有結合性有機骨格構造剥離による薄層二次元ポルフィリンナノディスクの合成と光触媒活性2019

    • Author(s)
      小阪田 泰子
    • Organizer
      第68回高分子討論会
  • [Presentation] Photoluminescence and X-ray imaging of protein-directed gold clusters2019

    • Author(s)
      Zuoyue Liu,Yasuko Osakada
    • Organizer
      放射線化学討論会
  • [Presentation] Synthesis and photocatalytic activity of ultrathin two-dimensional porphyrin nanodisks via covalent organic framework exfoliation2019

    • Author(s)
      FAN, Zeyu、OSAKADA, Yasuko
    • Organizer
      光化学討論会
  • [Presentation] Facile synthesis of thin layered porphyrin comprising covalent organic nanosheets using common solvents and evaluation of their photocatalytic activity2019

    • Author(s)
      LI,Xinxi・OSAKADA, Yasuko
    • Organizer
      光化学討論会
  • [Presentation] Synthesis and photoluminescence of gold nanoclusters directed by various proteins2019

    • Author(s)
      LIU, Zuoyue・OSAKADA, Yasuko
    • Organizer
      光化学討論会
  • [Presentation] Radiation and photochemistry based bioscience2019

    • Author(s)
      Yasuko Osakada
    • Organizer
      2019 The 4th Osaka Univ. KAERI Joint Workshop on Radiation Research

URL: 

Published: 2021-01-27  

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