2018 Fiscal Year Research-status Report
Research on highly-luminous, water-soluble dyes with rapid response against external environmental changes
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17K06850
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
砂金 宏明 国立研究開発法人物質・材料研究機構, エネルギー・環境材料研究拠点, 主幹研究員 (40343850)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 分子スイッチ / 水溶性フタロシアニン / 分子イメージング / バイオイメージング / 発光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体組織深部における分子イメージングを可能にするため、深赤～近赤外域（650-900 nm）に高い輝度（モル吸光係数と蛍光収率の積）の蛍光を発する水溶性化学プローブを開発することを本研究の目的とする。この波長領域に強い光吸収と蛍光を示す有機色素フタロシアニン（一般に水に不溶で会合しやすい）を五価リンの錯体とすることで、水中でも会合し難い新規蛍光色素を開発する。酸・塩基と迅速に反応するリン錯体の特性を利用し、化学プローブとしての可能性を検討する。この研究の成果は、緑色光を用いるが故に小動物や表層組織に限られた従来のイメージングを大型動物や組織深部への発展を可能とし、癌の蛍光診断の実現と普及に貢献すると期待される。
2018年度は、前年度に得られた水溶性のアニオン型リンーフタロシアニン錯体を単離し、質量分析・元素分析等によって同定した。また分光測定により、水溶液中でもアニオン型リン錯体は両性であり、酸・アルカリのいずれとも反応し、それぞれ共役酸（プロトン化体）と共役塩基（脱プロトン化体）を生じることを明らかにした。また生じた共役酸・塩基ともにオリジナルの化学種とは異なる波長に発光極大と蛍光量子収率をもつことが判り、化学プローブとして有望であることを示唆している。さらにカチオン型リン錯体を合成する目的で、ピリジンを周辺置換基に持つフタロニトリル（フタロシアニンの前駆体）ならびにそれからピリジン置換フタロシアニン無金属体を合成した。
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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
アニオン型リンーフタロシアニン錯体の系統は順調に進捗しており、ほぼ目標を達成しつつある。一方でカチオン型錯体の原料となる、ピリジン置換フタロシアニン無金属体の合成までは順調に進んだが、無金属体にリンを挿入する反応が想定外の副反応に妨害されている。しかしながら、全体的に見ればほぼ目的を達成しつつあるため、一部で多少の遅れはあるものの、おおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
アニオン型錯体についてはほぼ期待通りの結果が得られており、ｐH依存性を詳細に調べた後に発表する。カチオン型錯体については置換基のピリジンのアルキル化を先行させてからリン錯体を合成する迂回策を検討する。。
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| Causes of Carryover |
１) 複数の業者間の競争により、当初の見積額より大幅に納入額が低かった物品が幾つかあった。
２) 当該研究代表者が当該年度半ばに健康を害して入院したために参加を取りやめた研究集会があった。
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