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薬剤の放出を蛍光で追跡するための多環状ホストの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K05761
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機能物性化学
研究機関福岡大学

研究代表者

林田 修  福岡大学, 理学部, 教授 (20231532)

研究分担者 草野 修平  国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (80759291)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードホストゲスト化学 / 分子認識 / ゲスト放出 / 薬物送達 / ジスルフィド / シクロファン / ジスルフィド結合 / ホストゲスト / 薬剤放出 / 薬剤送達システム
研究成果の概要

本研究では、還元応答的なゲスト放出と蛍光法による同時検出を目指した。そのために還元条件下で開裂するジスルフィド結合に着目し、シスチンを用いて2つのシクロファンを連結し2つのローダミン部位(蛍光基)を導入した還元応答性の2環状ホスト2を合成した。合成した2は蛍光基どうしの自己消光により蛍光強度が大きく抑えられていたが、ジチオトレイトールなどの還元剤の添加によりシクロファン単量体へ開裂し、ホスト由来の蛍光強度が大きく上昇した。さらに、2は還元剤の添加により捕捉したゲスト分子を放出できることを明らかにした。2環状ホスト2を用いて還元応答的なゲスト放出と蛍光法による同時検出に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研では“薬剤(ゲスト)を放出する”と同時に“光り出す”などの機能をもった多環状ホストを開発することに成功した。還元剤などの外部刺激に応じてゲストを放出し、ホストの蛍光強度が約3倍に上昇することがわかった。これらの結果は、分子認識化学の分野においてホスト分子の更なる機能化のための貴重な分子設計指針を与えるともに、薬剤運搬システムの開発に繋がるものと期待できる。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Stimuli-Responsive Supramolecular Coaggregation and Disaggregation of Host-Guest Conjugates Having A Disulfide Linkage2020

    • 著者名/発表者名
      Osamu Hayashida, Kana Shibata
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 85 ページ: 5493-5502

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis, Guest-binding, and Effective Fluorescence Quenching Behaviors of A Dabsyl-appended Cyclophane Tetramer2019

    • 著者名/発表者名
      Osamu Hayashida, Chihiro Nada, Kana Shibata
    • 雑誌名

      Fukuoka University Science Reports

      巻: 50 ページ: 13-19

    • NAID

      120006840678

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Synthesis of Branch-Type Cyclophane Tetramers Having a Multivalently Enhanced Guest-Binding Ability2019

    • 著者名/発表者名
      Osamu Hayashida, Chihiro Nada, Shuhei Kusano
    • 雑誌名

      Adv. Chem. Eng. Sci.

      巻: 4 号: 01 ページ: 76-86

    • DOI

      10.4236/aces.2019.91006

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis of a water-soluble macrocyclic anthracenophane and its size-selective molecular Recognition2016

    • 著者名/発表者名
      K. Nakamura, S. Kusano, and O. Hayashida
    • 雑誌名

      J. Incl. Phenom. Macrocycl. Chem

      巻: 85 号: 3-4 ページ: 121-126

    • DOI

      10.1007/s10847-017-0696-6

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of water-soluble cyclophane hexamers having a triphenylene core and their enhanced guest-binding behavior2016

    • 著者名/発表者名
      O. Hayashida, T. Matsuo, K. Nakamura, and S. Kusano
    • 雑誌名

      J. Org. Chem

      巻: 81 号: 10 ページ: 4196-4201

    • DOI

      10.1021/acs.joc.6b00558

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and effect of linker length on guest-binding affinity of water-soluble tetraazacyclophane dimers2016

    • 著者名/発表者名
      O. Hayashida, K. Matsushita, and S. Kusano
    • 雑誌名

      J. Incl. Phenom. Macrocycl. Chem

      巻: 84 号: 3-4 ページ: 237-243

    • DOI

      10.1007/s10847-016-0602-7

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] pHおよび還元応答性のシクロファン2量体の合成とゲスト捕捉挙動2020

    • 著者名/発表者名
      田中 優大・林田 修
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] PEG鎖で連結したシクロファン2量体の合成と超分子会合挙動2020

    • 著者名/発表者名
      冨田 天翔・林田 修
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ジスルフィド部位を有する水溶性シクロファン類の合成と還元刺激による機能制御2019

    • 著者名/発表者名
      林田 修・柴田 佳奈・末岡 忠大・田中 優大
    • 学会等名
      第17回 ホスト・ゲスト化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] PNIPAMポリマーを導入した感温性シクロファンの合成と温度応答的なゲスト捕捉挙動2019

    • 著者名/発表者名
      田中 陽菜・林田 修
    • 学会等名
      第17回 ホスト・ゲスト化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ダブシルジスルフィド部位を有する刺激応答型シクロファンの合成と会合特性の評価2019

    • 著者名/発表者名
      柴田 佳奈、田中 優大、林田修
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PNIPAMを導入した感温性シクロファンの合成と温度刺激によるゲスト捕捉と分離2019

    • 著者名/発表者名
      田中 陽菜、林田修
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] pH応答性と還元応答性を持つシクロファン2量体の合成とホスト機能の評価2019

    • 著者名/発表者名
      田中 優大、柴田 佳奈、林田修
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ダブシルジスルフィド部位を導入した水溶性シクロファンの合成と会合特性の評価2019

    • 著者名/発表者名
      柴田 佳奈・田中 陽菜・林田 修
    • 学会等名
      第30回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] PNIPAM を導入したシクロファンの合成と LCST 挙動によるゲスト捕捉と分離2019

    • 著者名/発表者名
      田中 陽菜・柴田 佳奈・林田 修
    • 学会等名
      第30回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Reduction-responsible Host-guest Properties of Functionalized Water-soluble Cyclophanes2019

    • 著者名/発表者名
      HAYASHIDA, Osamu; SHIBATA, Kana; NISHINO, Kana
    • 学会等名
      CEMsupra 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Supramolecular properties of reduction-responsible water-soluble cyclophanes2019

    • 著者名/発表者名
      HAYASHIDA, Osamu; SHIBATA, Kana; NISHINO, Kana
    • 学会等名
      The Asian Conference on Supramolecular Chemistry (ACSC2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 感温性ポリマー(PNIPAM)を導入したシクロファンの合成と温度変化によるゲスト捕捉と分離2019

    • 著者名/発表者名
      田中 陽菜・林田 修
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ジスルフィド部位を有する両親媒性シクロファンの会合挙動と還元応答2019

    • 著者名/発表者名
      末岡 忠大・柴田 佳奈・田中 陽菜・林田 修
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ジスルフィド結合を介してダブシル部位を導入した水溶性シクロファンの会合体形成および刺激応答性の評価2019

    • 著者名/発表者名
      柴田 佳奈・林田 修
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 多量化した水溶性シクロファン類の合成とゲスト捕捉能の制御2018

    • 著者名/発表者名
      林田 修・柴田 佳奈・末岡 忠大・草野 修平
    • 学会等名
      第29回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ジスルフィド部位を有する両親煤性シクロファンの合成と還元応答的会合特性2018

    • 著者名/発表者名
      末岡 忠大・草野 修平・林田 修
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ダブシルスルフィド部位を有する水溶性シクロファンの合成と還元応答2018

    • 著者名/発表者名
      柴田 佳奈・草野 修平・林田 修
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ジスルフィドで連結したローダミン含有シクロファン2量体の還元刺激における蛍光応答2017

    • 著者名/発表者名
      西野 加奈・草野 修平・林田 修
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会2017
    • 発表場所
      慶應義塾大学 日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ダブシル基を有する水溶性シクロファン四量体の合成と蛍光性ゲストに対する分子認識2017

    • 著者名/発表者名
      灘 ちひろ・草野 修平・林田 修
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会2017
    • 発表場所
      慶應義塾大学 日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Syntheses and host-guest properties of functionalized cyclophanes2017

    • 著者名/発表者名
      Osamu Hayashida, Chihiro Nada, Tadahiro Sueoka, Shuhei Kusano
    • 学会等名
      2017 GLOBAL RESEARCH EFFORTS ON ENERGY AND NANOMATERIALS
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] アルキルジスルフィド部位を有する水溶性シクロファンの合成と会合特性2017

    • 著者名/発表者名
      末岡 忠大・草野 修平・林田 修
    • 学会等名
      第28回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ダブシルジスルフィド部位を導入した水溶性シクロファンの合成とゲスト結合挙動2017

    • 著者名/発表者名
      柴田 佳奈・草野 修平・林田 修
    • 学会等名
      第28回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 灘 ちひろ・柴田 佳奈・草野 修平・林田 修2017

    • 著者名/発表者名
      消光性シクロファン四量体の合成と蛍光スペクトル法によるゲスト認識
    • 学会等名
      第53回化学関連支部九州大会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] シスチンを有する還元応答型シクロファン二量体の合成とホスト機能の評価2016

    • 著者名/発表者名
      西野 加奈,・草野 修平・林田 修
    • 学会等名
      有機合成化学協会九州山口支部第28回若手研究者のためのセミナー
    • 発表場所
      九州大学 伊都キャンパス
    • 年月日
      2016-08-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] シスチンを有する還元応答型シクロファン二量体の合成とホスト機能の評価2016

    • 著者名/発表者名
      西野 加奈・草野 修平・林田 修
    • 学会等名
      第53回化学関連支部九州大会シンポジウム
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2016-07-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ビオチンを側鎖に導入したシクロファンの合成とアビジンとの複合体形成2016

    • 著者名/発表者名
      小島 実和・草野 修平・林田 修
    • 学会等名
      第53回化学関連支部九州大会シンポジウム
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2016-07-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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