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色素ラジカル-光励起多重項の自在制御に基づいた光機能分子の創製

研究課題

研究課題/領域番号 16H04128
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機能物性化学
研究機関東京大学

研究代表者

石井 和之  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (20282022)

研究分担者 榎本 恭子  東京大学, 生産技術研究所, 技術専門職員 (50772711)
研究協力者 横井 孝紀  
唐澤 正信  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2017年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2016年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード色素 / ラジカル / 光励起多重項 / 光機能
研究成果の概要

本研究では、ビタミンC検出用蛍光プローブを新規に開発し、静脈から投与された、マウス中のビタミンCをイメージングすることに初めて成功した。二つのニトロキシドラジカルが結合したフタロシアニンR2cを血清アルブミン二量体で包むことにより、“ビタミンCとの効率良い反応(従来比100倍以上)”と“他の様々な生体内酸化還元物質からの保護”を両立させている。蛍光プローブをマウスに注射した後、ビタミンCを注射すると、数分以内に肝臓、心臓、肺および胆嚢周囲の蛍光が増大した。これより、静脈から投与したビタミンCが、活性な状態で、これらの臓器に輸送されたことをリアルタイムで観測することに初めて成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果により、投与されたビタミンCが活性な状態でどの臓器に輸送されるかを知ることができるようになるため、高濃度ビタミンC療法への有用な知見が期待できるとともに、アルブミン二量体との複合化法は、蛍光プローブ開発における新たな分子設計指針として有用と考えられる。
本研究成果は、Scientific Reports誌に論文が掲載(2018, 8, 1560)され、日本経済新聞、日経産業新聞、海外web記事等に紹介された。社会的Impact FactorであるAltmericは93となり、本誌Top 10 in Biochemistry and Molecular Biologyにも選出された。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (56件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 2件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (33件) (うち国際学会 6件、 招待講演 7件) 産業財産権 (3件) (うち外国 2件)

  • [国際共同研究] ルーヴェンカトリック大学(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] KU Leuven(Belgium)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Encapsulation of zinc phthalocyanine into bovine serum albumin aggregates2019

    • 著者名/発表者名
      Takanori Yokoi, Shingo Hattori, Kazuyuki Ishii
    • 雑誌名

      J. Coord. Chem.

      巻: 72 号: 4 ページ: 707-715

    • DOI

      10.1080/00958972.2019.1566538

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular Power Spring: Circular Dichroism Inversion of Polythiophene Aggregates from the Right-Handed Helix to Left-Handed Helix2019

    • 著者名/発表者名
      Shingo Hattori, Stefaan Vandendriessche, Toshiyuki Hirano, Fumitoshi Sato, Guy Koeckelberghs, Thierry Verbiest, Kazuyuki Ishii
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 123 号: 13 ページ: 2925-2929

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.8b11832

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] フタロシアニンの新規光機能開拓2019

    • 著者名/発表者名
      石井和之
    • 雑誌名

      化学工業

      巻: 70 ページ: 59-64

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] フタロシアニンとヒト血清アルブミンの複合化2019

    • 著者名/発表者名
      服部伸吾, 村田康輔, 石井和之
    • 雑誌名

      生産研究

      巻: 71

    • NAID

      130007685294

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] フタロシアニンを用いたビタミンC検出用蛍光プローブの開発2019

    • 著者名/発表者名
      横井孝紀, 石井和之
    • 雑誌名

      生産研究

      巻: 71

    • NAID

      130007685295

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dependence of phthalocyanine-based fluorescence on albumin structure: A fluorescent probe for ascorbic acid2018

    • 著者名/発表者名
      Takanori Yokoi, Kazuyuki Ishii
    • 雑誌名

      J. Photochem. Photobiol. A: Chem.

      巻: 364 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2018.05.036

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transient absorption studies on photothermal energy transfer and heat dissipation:Phthalocyanine-based thin films on Bi, Al-substituted DyIG substrates2018

    • 著者名/発表者名
      Masanobu Karasawa, Kazuyuki Ishii
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 704 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2018.05.031

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 体内のビタミンCを検出する技術2018

    • 著者名/発表者名
      石井和之
    • 雑誌名

      PHARM STAGE

      巻: 18 ページ: 41-44

    • NAID

      40021573556

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 濃縮速度に基づく超分子キラリティ選択2018

    • 著者名/発表者名
      服部伸吾, 石井和之
    • 雑誌名

      光化学協会誌

      巻: 49 ページ: 24-27

    • NAID

      40021561401

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Pulsed laser induced heat transfer from phthalocyanine-based thin film to a Bi, Al-substituted DyIG substrate: photothermal demagnetization observed by magnetic circular dichroism and numerical analysis2018

    • 著者名/発表者名
      M. Karasawa, K. Ishii
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 未定 号: 17 ページ: 12241-12247

    • DOI

      10.1039/c8cp01789a

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In vivo fluorescence bioimaging of ascorbic acid in mice: Development of an efficient probe consisting of phthalocyanine, TEMPO, and albumin2018

    • 著者名/発表者名
      T. Yokoi, T. Otani, K. Ishii
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 1560-1560

    • DOI

      10.1038/s41598-018-19762-8

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photoelectrochemical oxygen reduction reactions using phthalocyanine-based thin films on an ITO electrode2018

    • 著者名/発表者名
      N. T. Hong Trang, K. Ishii
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 122 号: 6 ページ: 3539-3547

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b10201

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Near infra-red S0⇔T1 transitions of iridium(III) phthalocyanine: Degeneracy of the T1 state evidenced by magnetic circular dichroism2017

    • 著者名/発表者名
      K. Murata, K. Ishii
    • 雑誌名

      Eur. J. Inorg. Chem.

      巻: 44 号: 44 ページ: 5103-5107

    • DOI

      10.1002/ejic.201700668

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magneto-chiral dichroism measurements using a pulsed electromagnet2017

    • 著者名/発表者名
      S. Hattori, Y. Yamamoto, T. Miyatake, *K. Ishii
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 674 ページ: 38-41

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2017.02.033

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaporation Rate-Based Selection of Supramolecular Chirality2017

    • 著者名/発表者名
      S. Hattori, S. Vandendriessche, G. Koeckelberghs, *T. Verbiest, *K. Ishii
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 53 号: 21 ページ: 3066-3069

    • DOI

      10.1039/c6cc09842h

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Catalytic Transformation of Dinitrogen into Ammonia and Hydrazine by Iron-Dinitrogen Complexes Bearing Pincer Ligand2016

    • 著者名/発表者名
      S. Kuriyama, K. Arashiba, K. Nakajima, Y. Matsuo, H. Tanaka, K. Ishii, K. Yoshizawa, Y. Nishibayashi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 7 号: 1 ページ: 12181-12181

    • DOI

      10.1038/ncomms12181

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Magnetic Hysteresis of Molecular Faraday Effects of Phthalocyanine-Based Thin Films on Bi, Al-Substituted DyIG Substrates at Room Temperature and Demagnetization of the Ferrimagnetic Substrates by Photothermal Effects of Phthalocyanines2016

    • 著者名/発表者名
      M. Karasawa, *K. Ishii
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 120 号: 38 ページ: 21811-21817

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.6b07316

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determination of the Absolute Configuration of Side Chains of Basic Amino Acid Residues Using the Water-Soluble Porphyrin-Based Exciton Chirality Method2016

    • 著者名/発表者名
      S. Hattori, K. Akagawa, K. Kudo, *K. Ishii
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 120 号: 39 ページ: 10280-10287

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.6b07925

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Photofunctions of Phthalocyanine Complexes2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Ishii
    • 学会等名
      233rd ECS Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of Soft Crystals with Superior Physical Properties & Functions2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Ishii
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Soft Crystals
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Photochemistry of Porphyrins Based on Orbital and Spin Angular Momenta2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Ishii
    • 学会等名
      10th Asian Photochemistry Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Chirality Induced by Aggregation of Aromatic Compounds2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Ishii
    • 学会等名
      SOLVAY WORKSHOP Chiral Symmetry Breaking at Molecular Level
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Magneto-Optical Effects of Phthalocyanine Complexes2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Ishii, Kazutaka Ozawa, Masanobu Karasawa, Kei Murata
    • 学会等名
      43rd International Conference on Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 有機金属フタロシアニンの赤色光励起によるホルムアルデヒド生成2018

    • 著者名/発表者名
      齊部佑紀、村田慧、石井和之
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] キラル会合体薄膜を前駆体としたフタロシアニンのキラル寡量化2017

    • 著者名/発表者名
      黒羽みずき, 石井和之
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学日吉キャンパス、横浜
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 疎水性フタロシアニンを用いたアルブミン寡量体の合成2017

    • 著者名/発表者名
      村田康輔, 石井和之
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学日吉キャンパス、横浜
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブ修飾電極を用いた電気化学的小分子活性化2017

    • 著者名/発表者名
      田中隼人, 石井和之
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学日吉キャンパス、横浜
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 光で操る分子の機能2017

    • 著者名/発表者名
      石井和之
    • 学会等名
      第7回光電子融合ワークショップ
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所、東京
    • 年月日
      2017-02-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fluorescence bioimaging of ascorbic acid intravenously injected into mice: Silicon phthalocyanine covalently linked to TEMPO radicals2017

    • 著者名/発表者名
      K. Ishii, T. Yokoi
    • 学会等名
      22nd International Symposium on Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds (ISPPCC 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel rhenium phthalocyanine complexes CO release by red light-irradiation2017

    • 著者名/発表者名
      K. Murata, Y, Koike, K. Ishii
    • 学会等名
      22nd International Symposium on Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds (ISPPCC 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ポルフィリン類縁体とアルブミンの複合化2017

    • 著者名/発表者名
      村田康輔、石井和之
    • 学会等名
      錯体化学会第67回討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 電子吸収スペクトルによるアルブミンと複合化したフタロシアニン会合体の解析2017

    • 著者名/発表者名
      村田康輔、石井和之
    • 学会等名
      第29回配位化合物の光化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Ir(III)フタロシアニン錯体の磁気円偏光二色性による励起三重項状態の観測2017

    • 著者名/発表者名
      村田慧、石井和之
    • 学会等名
      第56回電子スピンサイエンス学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 光機能性レニウムフタロシアニン錯体の合成と性質2017

    • 著者名/発表者名
      村田慧、小池洋輔、石井和之
    • 学会等名
      第8回光電子融合ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Near Infra-Red S0⇔T1 Transitions of Ir(III) Phthalocyanine: Degeneracy of the T1 State Evidenced by MCD2017

    • 著者名/発表者名
      村田慧、石井和之
    • 学会等名
      錯体化学会第67回討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] レニウムフタロシアニン錯体による光CO放出反応2017

    • 著者名/発表者名
      村田慧、小池洋輔、石井和之
    • 学会等名
      東京大学生産技術研究所光電子融合研究センター公開シンポジウム~光量子技術の新たな展開~
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ポリチオフェンキラル会合体の光物性2016

    • 著者名/発表者名
      服部伸吾,S. VANDENDRIESSCHE, G. KOECKELBERGHS,T. VERBIEST,石井和之
    • 学会等名
      2016年光化学討論会
    • 発表場所
      東京大学駒場Iキャンパス、東京東京
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Demagnetization of Bi, Al-substituted DyIG substrates by photothermal effects of phthalocyanines2016

    • 著者名/発表者名
      M. Karasawa,K. Ishii
    • 学会等名
      2016年光化学討論会
    • 発表場所
      東京大学駒場Iキャンパス、東京東京
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Fluorescence bioimaging of ascorbic acid in mice: Development of a phthalocyanine-based fluorescence probe encapsulated into serum albumin2016

    • 著者名/発表者名
      T. Yokoi, K. Ishii
    • 学会等名
      2016年光化学討論会
    • 発表場所
      東京大学駒場Iキャンパス、東京東京
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 液晶性分子中におけるフタロシアニン錯体のサーモクロミック特性2016

    • 著者名/発表者名
      石田虎太郎,石井和之
    • 学会等名
      第28回 配位化合物の光化学討論会
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学、京都
    • 年月日
      2016-08-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ネオジムポルフィリン錯体の励起状態ダイナミクス2016

    • 著者名/発表者名
      山下雄己,石井和之
    • 学会等名
      第28回 配位化合物の光化学討論会
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学、京都
    • 年月日
      2016-08-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] レニウムフタロシアニンの合成と光化学反応2016

    • 著者名/発表者名
      小池洋輔,石井和之
    • 学会等名
      第28回 配位化合物の光化学討論会
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学、京都
    • 年月日
      2016-08-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] フタロシアニン薄膜の光照射による無機磁性基板の消磁2016

    • 著者名/発表者名
      唐澤正信,石井和之
    • 学会等名
      第28回配位化合物の光化学討論会
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学、京都
    • 年月日
      2016-08-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 亜鉛フタロシアニン色素を用いた血清アルブミンの会合の誘起2016

    • 著者名/発表者名
      横井孝紀,石井和之
    • 学会等名
      第28回配位化合物の光化学討論会
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学、京都
    • 年月日
      2016-08-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 水溶性ポルフィリンを用いた 超分子励起子キラリティー法の開発:ペプチド側鎖絶対配置の決定2016

    • 著者名/発表者名
      服部伸吾,赤川賢吾,工藤一秋,石井和之
    • 学会等名
      第28回配位化合物の光化学討論会
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学、京都
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] フタロシアニンの会合挙動制御を利用したサーモクロミック材料2016

    • 著者名/発表者名
      石田虎太郎,石井和之
    • 学会等名
      光電子融合研究センター公開シンポジウム~光電子融合と先端材料~
    • 発表場所
      東京大学先端科学技術研究センター、東京
    • 年月日
      2016-04-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ネオジムポルフィリン錯体の二重発光特性2016

    • 著者名/発表者名
      山下雄己,石井和之
    • 学会等名
      光電子融合研究センター公開シンポジウム~光電子融合と先端材料~
    • 発表場所
      東京大学先端科学技術研究センター、東京
    • 年月日
      2016-04-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 励起子キラリティーを用いたペプチドの円偏光二色性解析2016

    • 著者名/発表者名
      服部伸吾,赤川賢吾,工藤一秋,石井和之
    • 学会等名
      光電子融合研究センター公開シンポジウム~光電子融合と先端材料~
    • 発表場所
      東京大学先端科学技術研究センター、東京
    • 年月日
      2016-04-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] フタロシアニン薄膜の磁気光学効果を利用した新規光磁気記録の提案2016

    • 著者名/発表者名
      唐澤正信,石井和之
    • 学会等名
      光電子融合研究センター公開シンポジウム~光電子融合と先端材料~
    • 発表場所
      東京大学先端科学技術研究センター、東京
    • 年月日
      2016-04-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] フタロシアニン誘導体を用いたビタミンC検出用蛍光プローブの開発2016

    • 著者名/発表者名
      横井孝紀,石井和之
    • 学会等名
      光電子融合研究センター公開シンポジウム~光電子融合と先端材料~
    • 発表場所
      東京大学先端科学技術研究センター、東京
    • 年月日
      2016-04-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 分子を用いた光機能材料開発2016

    • 著者名/発表者名
      石井和之
    • 学会等名
      光電子融合研究センター 公開シンポジウム~光電子融合と先端材料~
    • 発表場所
      東京大学先端科学技術研究センター、東京
    • 年月日
      2016-04-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] 階層構造を利用した流水圧損低減型吸着システム2018

    • 発明者名
      石井和之、榎本恭子
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 放射性物質吸着フィルタ及び放射性物質吸着装置2017

    • 発明者名
      高木和夫、石井和之
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 取得年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 温度応答性色材2017

    • 発明者名
      石井和之,石田虎太郎
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017-02-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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