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2011 Fiscal Year Research-status Report

定量的低酸素イメージングプローブの開発

Research Project

Project/Area Number 23750081
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

小松 広和  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 研究員 (10407140)

Project Period (FY) 2011-04-28 – 2013-03-31
Keywords分子プローブ / 蛍光 / 燐光 / イメージング / 低酸素 / がん / レシオ測定 / ルテニウム錯体
Research Abstract

がんの次世代検出法としては、従来のがんの形態的情報の画像化を超えた、病態情報の一つである低酸素状態のイメージング法の開発が急務である。しかしながら、従来法の低酸素プローブでは可逆性がなく、イメージングにおける定量性・リアルタイム性に問題があった。そこで、光学的方法もしくはNMR/MRI法において定量的・可逆的な酸素応答を得ることを目指したレシオメトリックプローブの開発及びその細胞・生体イメージングへの応用実験を計画した。一年目では、まず初めにポルフィリン骨格を有する酸素プローブの開発を行った。ポルフィリン誘導体を合成し、モリブデンと配位させることでプローブモデル錯体P-Moを開発した。P-Moは、低酸素下において、NMR上で芳香族の1Hのシフト、および光学的特性ではSoret帯の吸収の長波長化とQバンドの吸収の変化、および600nm前後の蛍光の増大を示した。また、その応答に可逆性が見られた。しかしながら、開発したモデルプローブP-Moは光を当てると酸素錯形成が変化する挙動を示したことから、生体イメージング用のプローブとしては十分ではないと考えた。そこで研究計画を進展させ、可逆的な酸素応答を示すルテニウム錯体を用いた燐光プローブを開発することにした。初めにモデル錯体の開発を行った。ルテニウム錯体Ru-Phenは水系でバイオイメージングに適する600nm付近に燐光を示し、その燐光は酸素に可逆的に光学応答することがわかった。また、Ru-Phen誘導体を数種合成し、置換基効果を検討した。可逆的・リアルタイム性を有する光学イメージングプローブの開発に成功したことから、このレシオメトリック応答への改良および生体応用への進展によって、低酸素状態の定量的なイメージングを実現可能である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

ポルフィリン錯体P-Moにおける低酸素プローブの基礎物性評価が終了し、低酸素プローブとして可能な特性を有していることが確かめられた。さらに研究を進め、新たにルテニウム錯体において低酸素検出可能な燐光プローブの開発に成功している。

Strategy for Future Research Activity

2年目は、定量的なイメージングを可能にするためのレシオメトリック光学プローブの開発へと進展する。そのために、蛍光色素―ルテニウム錯体複合体を開発する。また細胞実験へと展開し、脂溶性のコントロールによるプローブの細胞動態制御を行う。さらには、細胞実験に加えて、動物実験として担がんマウスを用いたin vivoイメージングへの展開を試みる。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

新規プローブの開発のために有機合成用の試薬、溶媒、ガラス器具類が必要である。また、細胞でのプローブ実験のために細胞培養のための試薬、器具、細胞の費用の必要である。さらに、in vivo(マウス)でのイメージング実験のために実験動物および試薬、器具の費用が必要である。

  • Research Products

    (3 results)

All Other

All Presentation (3 results)

  • [Presentation] 低酸素細胞のリアルタイムイメージングに向けたルテニウム錯体の合成と評価1

    • Author(s)
      芳原和希、小松広和、田邉一仁、西本清一
    • Organizer
      日本化学会第92年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2012年3月26日
  • [Presentation] 低酸素細胞のリアルタイムイメージングに向けたルテニウム錯体の合成と評価2

    • Author(s)
      小松広和、芳原和希、石崎仁、田邉一仁、西本清一
    • Organizer
      日本化学会第92年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2012年3月26日
  • [Presentation] 酸素濃度に可逆的に応答する分子プローブ開発:ルテニウム錯体の合成と機能

    • Author(s)
      小松広和、芳原和希、原田浩、伊藤健雄、田邉一仁、平岡眞寛、西本清一
    • Organizer
      第5回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県)
    • Year and Date
      2011年9月12日

URL: 

Published: 2013-07-10  

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