2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of sono-activatable photosensitizer for photodynamic therapy of cancer
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16K05741
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
堀内 宏明 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (00334136)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
奥津 哲夫 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (20261860)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 光線力学療法 / 光増感剤 / 一重項酸素 / 活性制御 / 超音波 / 会合体 / 自己消光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ガンの光線力学療法における光副作用を低減するために、超音波照射による光増感剤の活性制御を目指している。具体的には超音波化学反応により、疎水性光増感剤を親水性光増感剤に変化させることにより、自己消光が生じる会合体(OFF状態)から自己消光の無い単量体(ON状態)に制御する系の研究を行った。
昨年度までの研究により、低分子化合物に導入した疎水性のテトラヒドロピラニルカルボン酸エステル基が、超音波照射によって親水性のカルボキシ基に変換できることを明らかにした。そこで本年度はテトラヒドロピラニルカルボン酸エステル基を有する光増感剤を用いて、超音波照射による光活性のON/OFFスイッチングが可能かどうかを検討した。
まず光増感剤として、カルボキシ基を有する水溶性ポルフィリン(TCPP)を選択した。そしてTCPPのカルボキシ基をテトラヒドロピラニルカルボン酸エステル基に変えた化合物(TPyPP)を合成した。このTPyPPを水中に溶かした結果、水中でTCPPは単量体であるのに対して、TPyPPは会合体を形成していることが明らかとなった。これは親水性のカルボキシ基が疎水性のテトラヒドロピラニルカルボン酸エステル基に変換したため、水溶性が低下したためであると考えられる。次にこの会合体による一重項酸素の生成量子収率を近赤外発光法により評価したところ、TCPPと比べて一重項酸素の生成量子収率は1/17に低下しており、光活性をほとんど示さないOFF状態にすることに成功した。さらに水中のTPyPP会合体に超音波照射を行った結果、テトラヒドロピラニルカルボン酸エステル基がカルボキシ基に変換されたTCPPが生成し、単量体に変換できた。生成したTCPP単量体は効率よく一重項酸素を生成するON状態であるため、超音波化学反応を用いた一重項酸素生成のON/OFFスイッチングに成功したといえる。
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