2020 Fiscal Year Annual Research Report
Research on highly-luminous, water-soluble dyes with rapid response against external environmental changes
| Project/Area Number |
17K06850
|
|---|
| Research Institution | National Institute for Materials Science |
|---|
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)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 分子スイッチ / 化学プローブ / 蛍光プローブ / フタロシアニン / 水溶性 / 高原子価銀 / リン |
|---|
| 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（以下Ｐｃと略する）を水溶化することで、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、アルツハイマー病等神経疾患の予防・治療や癌の蛍光診断の実現と普及に貢献すると期待される。
最終年度は、前年度に得られた結果に基づき、アニオン型リンーフタロシアニン錯体の水溶液中における分光特性（磁気円偏光二色性）のｐH依存性を調べた。その結果、ｐHの変化に伴い完全可逆に分光特性も変化するが、錯体分子の対称性には変化が無い事を明らかにし、ｐHに感応する部位を特定した。
2019年度に合成したピリジン置換Ｐｃと銀イオンとの反応により、高原子価銀（一般に銀の酸化数は+1が最も安定と考えられているが、ここでは+2の銀）の錯体を得た。二価の銀は、その潜在的な酸化力と硫黄との高い親和性故に、バイオチオール（システインやグルタチオン等）を酸化する能力があると期待される。ピリジン置換Ｐｃの銀錯体は有機溶媒中ではチオールを酸化する能力を示さなかったが、ピリジン末端を四級化することによりカチオン型Ｐｃ錯体として水溶化したものは、細胞内におけるチオール濃度よりも低濃度でも迅速にかつ定量的に反応し、赤い蛍光を発することを見出した。
以上、当該研究課題によって開発された水溶性Ｐｃ色素は、外部環境変化に応じて迅速に作用する化学（蛍光）プローブとして有望であることが明らかになった。
|
