Development of functional dyes for near infrared region

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K05826
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Analytical chemistry
• Research Institution: Nagahama Institute of Bio-Science and Technology
• Principal Investigator: Shin-ichi Sasaki 長浜バイオ大学, バイオサイエンス学部, 教授 (50317294)
• Research Collaborator: TAMIAKI hitoshi ; SUZUKI koji ; IKEUCHI toshitaka
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 近赤外 / クロロフィル / 発光 / バイオセンシング / 光合成 / 色素

Outline of Final Research Achievements

To develop functional dyes in the Near-Infrared (NIR) region, several chlorophyll derivatives were designed and synthesized. 1) A series of chlorins were employed for fluorescent organic nanoparticles with Pluronic F127 as the encapsulation matrix, and successfully used for cancer cell imaging. 2) The chemiluminescence of coelenterazine, Renilla reniformis luciferase, was largely red-shifted to NIR region by intramolecular energy transfer in coelenterazine/chlorin conjugate. 3) Chlorin-indoline dyad having an excellent light absorption ability over the whole visible range was synthesized, and applied as photocatalyst for hydrogen evolution.

Free Research Field

有機合成化学、光化学、超分子化学、分析化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

光による医療診断への応用を目的として発光プローブを開発する際には、「生体の光学的窓」と呼ばれる近赤外（NIR）領域の波長利用が望まれる。本研究ではクロロフィル誘導体を合成し、NIR領域でのがん細胞イメージング蛍光色素として活用できることを示し、またクロロフィルと結合させることでウミシイタケの発光基質セレンテラジンの発光ピークの長波長にも成功した。これらの分子設計は天然色素の活用例として学術的意義があり、また開発したNIR領域の機能性色素はバイオセンシングの分野に大きなインパクトを与えるものと期待される。