2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of near-Infrared fluorescence imaging in the second optical window
| Project/Area Number |
19H04459
|
|---|
| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
|---|
Principal Investigator |
神 隆 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (80206367)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
精山 明敏 京都大学, 医学研究科, 教授 (70206605)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 生体の第2光学窓 / 短波赤外 / 近赤外 / 生体蛍光イメージング / 分子イメージング / 蛍光プローブ / がん |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、“生体の第2光学窓”と呼ばれる波長が（1-1.4ミクロン）領域での生体蛍光イメージング技術の開発を目的としている。生体の第2光学窓は、短波赤外の波長領域に対応する。短波赤外光は可視、近赤外の光に比べ生体組織による光吸収が少なく透過性に優れており、また組織中での光散乱が低減する。そのため、短波赤外蛍光を利用するイメージング法では、従来法に比べ高い空間分解能を有する生体深部蛍光画像が期待できる。また、短波赤外光では、光照射による生体へのダメージが少ないため長時間でのイメージングが可能な利点がある。このような生体の第2光学窓”と呼ばれる領域での生体蛍光イメージングには、波長が1-1.4ミクロンでの蛍光プローブが必要である。従来、カーボンナノチューブや量子ドットが短波赤外の蛍光プローブとして開発されてきたが、生体毒性のため応用が限られていた。本研究では、現在、唯一ヒトでの安全性が証明されている近赤外蛍光色素であるインドシアニングリーンをベースにそのパイ共役系を拡張することにより波長が（1-1.4ミクロン）領域で利用可能な蛍光プローブを合成に成功した。また、この色素とモノクロナール抗体との複合体による“生体の第2光学窓”における分子イメージング技術の開発に成功した。本研究において開発したシアニン系の蛍光プローブは、“生体の第2光学窓”における蛍光イメージング技術の生体応用に大きく貢献するものと期待できる。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
“生体の第2光学窓”での蛍光イメージング技術を生体応用する上で最も重要な要素技術が、生体毒性のない蛍光プローブの開発することである。現在、ヒトでの生体イメージング用の認められている唯一の近赤外蛍光色素はインドシアニングリーンである。本研究では、ヒトでの安全性が証明されているインドシアニングリーンをベースにそのパイ共役系を拡張することにより波長が（1-1.4ミクロン）領域で利用可能な蛍光プローブを合成に成功した。また、この色素とモノクロナール抗体との複合体による“生体の第2光学窓”における分子イメージング技術の開発に成功した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
現在までに、インドシアニングリーンをベースにしたシアニン系色素のパイ共役系の改変により、波長が（1-1.4ミクロン）領域での蛍光色素の開発に成功しているが、実用的なプローブとしては量子収率および水溶性をさらに向上させる必要がる。研究最終年度には、生体イメージングでの実用性の高い短波赤外蛍光色素の確立およびこれらの色素を修飾した生体分子による“生体の第2光学窓”での包括的な分子イメージング技術を確立する。
|
