2012 Fiscal Year Annual Research Report
超分子戦略による磁気共鳴―ランタニド発光デュアルイメージングプローブの創製
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23655060
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
壹岐 伸彦 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (50282108)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
星野 仁 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (20124620)
高橋 透 福井大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (30361166)
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| Keywords | イメージングプローブ / 発光イメージング / 磁気共鳴イメージング / ランタニド / チアカリックスアレーン |
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| Research Abstract |
医療分野のキーテクノロジーであるバイオイメージング法の感度や分解能の限界を打破することを目標に，磁気共鳴イメージング(MRI)とランタニド(Ln)発光イメージングとの重畳を実現するデュアルイメージングプローブ(DIP)を開発する．本研究では申請者らの見いだしたチアカリックスアレーン(TCA)が複数のLnを含むコアを2個のTCAで挟み込んだ超分子錯体Ln3TCA2を形成することを利用して新しいDIPを創製する．
本年度はまず，単離したDIPが機能する前提となる速度論的安定性を精査した．Ln3TCA2 (Ln: Gd, Eu, Yb)について酸触媒解離反応から加溶媒分解反応速度定数kdを算出し,半減期t1/2を求めたところ7 hとなった．市販コントラスト剤Gd-DTPAの体外排出速度（t1/2 = 1.2 h）に照らして，Gd3TCA2は速度論的に安定であるといえる．なお，Euについてはより速度論的に不安定（t1/2 = 0.5 h），Ybはより安定（t1/2 = 39.6 h）となった．これはイオン半径が小さくなるほど水分子のLnへの攻撃が困難となり，速度論的に安定になるためと考えた．
一方MRIプローブとしての性能の指標である1H緩和能を評価したところ，21 mM-1s-1となり,Gd-DTPAなど市販コントラスト剤を大きく上回る性能を得た．また発光プローブ機能評価のためNd3TCA2およびYb3TCA2の発光量子収率を決定した.それぞれ1.7, 2.3×10-4となり，既報のランタニド錯体のものに比べ遜色ない発光機能であった．
以上全研究期間を通してLnとTCAをベースに副核錯体の自己組織化挙動を解明し，異核副核錯体生成の可能性を見いだした．また副核錯体の速度論的安定性や緩和能,発光機能を評価し,磁気共鳴―発光DIP実現に大きな道筋をつけた.
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