2015 Fiscal Year Annual Research Report
光による神経細胞の解析と操作を目指した低分子プローブの開発
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25410082
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| Research Institution | Utsunomiya University |
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Principal Investigator |
大庭 亨 宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30291793)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 蛍光プローブ / 膜電位 / 神経細胞 / 超分子 / ケミカルバイオロジー / 電子移動 / 励起エネルギー移動 / 光異性化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の最終目標は心の健康のための精神・神経疾患の克服に貢献することであり，そのために助成期間内に神経細胞研究用の新規な低分子プローブを開発することを目的とする。特に，従来よりも感度の高い膜電位感受性蛍光色素（VSD）の開発を目指しており，その目標性能は1 mVあたりの蛍光強度変化が1％以上であることである。昨年度の課題は，①より褪色しにくい蛍光発色団を用いること，②適切な長さの分子ワイヤー部を持たせることの２点であった。今年度はキノリルピロール類，ピリジルピロール類，レゾルフィン類を中心に検討を行った。
キノリルピロール類では顕著な成果を挙げることができた。キノリン環，ピロール環，フェニレンエチニレン分子ワイヤーの配置を理論計算を元に検討し，新たな分子設計を行った。数種の誘導体を合成して分光特性を測定したところ，溶媒の極性（誘電率）に応答して青から赤までの広い色調範囲で蛍光色を変化させることがわかった。誘電率に対して応答することから，膜電位の変化に対しても応答すると期待される。また，強い環境応答性があるという点でも応用範囲が広いと期待される。神経細胞での膜電位測定は未検討だが，有望な色素であり，まずモデル系での膜電位測定を計画している。
ピリジルピロール類については，蛍光に対する官能基効果を初めて明らかにすることができた。電子豊富なピロール側に電子求引基，電子欠乏のピリジン側に電子供与基がある場合に蛍光強度が強くなった。ピリジルピロールに長鎖アルキル基を複合化し，細胞膜に挿入されやすい分子を合成することもできた。
レゾルフィン類については，比較的強い赤い（長波長域）蛍光を示す，両親媒性の新規な色素を得ることができた。
以上のように，本研究の目的である新規な膜電位感受性の開発に向け，有望な新規色素を合成するとともに，官能基効果を明らかにして分子設計の指針を確立することができた。
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Research Products
(13 results)
