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錯体型水溶性蛍光イオンイメージングプローブの設計、合成と応用

研究課題

研究課題/領域番号 15F15041
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 分析化学
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

鈴木 孝治  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (80154540)

研究分担者 KAR CHIRANTAN  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2016年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2015年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード蛍光イメージング / イメージングプローブ
研究実績の概要

昨年までに選択的金属イオンプローブ設計での有用性を見出したシアニン基づくスピロ環形の金属イオンプローブを検討した。本年度は特に近年環境中の汚染金属が生体に与える影響が問題視されている水銀やカドミウムイオンの検出に着目し、生体内中性域pHにおいてHg2+およびCd2+(またはZn2+イオン)をそれぞれ選択的に検出できる2つの新たな化合物IR-NCSとIR-PYRを設計、合成した。これら2種類の分子プローブの蛍光と吸光スペクトル変化は近赤外線域にあり、生体深部からの光検出を可能とした。シアニン系誘導体色素IR-NCSの場合には、分子内のチオカルバジドへの不可逆的なHg2+配位から始まるスピロ環形成を経て、分子骨格である色素部位のπ電子共役系スピロラクタムの解裂をHg2+イオンが引き起こし、オキサジアゾールを形成すること。このときにIR-NCSのチオセミカルバジドが容易に変化して蛍光が発することにより、高感度にHg2+イオンだけを蛍光検出できる。一方、IR-PYRの場合には、電子ドナーとなるイオン配位部位としてピリジン部位とイミンおよびケトン化合物のO原子から複数のN原子を含む形の金属結合サイトをもつ色素をプローブ分子設計の基本とした。このような複数のドナー原子を構成している金属結合サイトは、Cu2+、Zn2+、Cd2+などの遷移金属イオンに配位し、それによって蛍光が変化する形とした。IR-NCSとIR-PYRともに合成に成功し、得られた1H NMR、13C NMRおよびMS-ESIは、目的物と合致していた。細胞内水銀イメージングがIR-NCSをプローブとして用いた場合の蛍光強度変化によって行われうるかどうかを調べた。IR-NCSプローブを用いたHg2+の細胞内濃度分布を共焦点顕微鏡の観察により行ったところ、期待通りの蛍光応答がみられ、Hg2+イオンイメージングが可能であった。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件)

  • [学会発表] SpyrolactumCapped Cyanine Dyes for Designing NIR Probes to Target Multiple Metal Ions2017

    • 著者名/発表者名
      C. Kar, S. Nishiyama, D. Citterio, K. Suzuki
    • 学会等名
      Pittcon 2017
    • 発表場所
      Chicago(USA)
    • 年月日
      2017-03-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spyrolactum Capped Cyanine Dyes for Designing of NIR Probes to Target Various Metal Ions2016

    • 著者名/発表者名
      C. Kar, D. Citterio, K. Suzuki
    • 学会等名
      RSC Tokyo International Conference 2016
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2016-09-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Single Probe to Sense Al(III) Colorimetrically and Cd(II) by Turn-On Fluorescence in Physiological Conditions and in Live Cells2015

    • 著者名/発表者名
      カー・チランタン
    • 学会等名
      日本分析化学会第64年会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] A Single Probe to Sense Al(III) Colorimetrically and Cd(II) by Turn-On Fluorescence in Physiological Conditions and in Live Cells2015

    • 著者名/発表者名
      カー・チランタン
    • 学会等名
      Royal Society of Chemistry Tokyo International Conference 2015
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県・千葉市)
    • 年月日
      2015-09-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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