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外部環境変化に迅速に応答する高輝度水溶性色素の開発に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K06850
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 構造・機能材料
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

砂金 宏明  国立研究開発法人物質・材料研究機構, エネルギー・環境材料研究拠点, 主幹研究員 (40343850)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード分子スイッチ / 蛍光プローブ / 化学プローブ / フタロシアニン / 水溶性 / 高原子価銀 / リン / 水溶性フタロシアニン / 分子イメージング / 蛍光 / バイオイメージング / 発光 / amphoteric / 機能材料 / 合成化学 / 光物性 / バイオセンサー / 機能性色素
研究成果の概要

生体組織深部における分子イメージングを可能にする目的で、外部刺激に応じて深赤~近赤外域(650-900 nm)に高い輝度(モル吸光係数と蛍光収率の積)の蛍光を発する水溶性化学プローブの開発を行った。当該研究助成によって得られた成果は大きく2つに集約され、一つはpHに迅速に反応し、可逆的に発光特性が変化する(酸性では見かけ上消光する)リンのフタロシアニン(Pc)錯体の開発であり、もう一つはバイオチオール(システインやグルタチオン等)と反応し、迅速かつ定量的に赤い蛍光を発する高原子価銀のPc錯体の開発である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

当該研究成果の意義は、外部環境に応じて速やかに発光或いは発光/消光する水溶性フタロシアニン(Pc)色素を開発したことにある。本研究で取り扱ったPcは赤い蛍光(発光極大波長700nm付近)を発するため、生体の他の組織(筋肉・血液等)による吸収や発光に妨害を受けることが少なく、緑色光を用いるが故に小動物や表層組織に限られた従来のイメージングを大型動物や組織深部への発展を可能とし、チオールと迅速かつ定量的に反応する銀錯体やpHによって可逆的に発光・消光するリンの錯体は、アルツハイマー病の予防・治療や癌の蛍光診断の実現と普及に貢献すると期待される。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Spectral investigation of phthalocyanine complexes of high-valence silver and their aggregates2021

    • 著者名/発表者名
      Isago Hiroaki、Fujita Harumi、Nakai Suzuko、Sugimori Tamotsu
    • 雑誌名

      Journal of Inorganic Biochemistry

      巻: 219 ページ: 111427-111427

    • DOI

      10.1016/j.jinorgbio.2021.111427

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Syntheses of Water-Soluble Silver(II)-Phthalocyanines toward Optical Sensing for Thiol Detection2021

    • 著者名/発表者名
      Isago Hiroaki、Fujita Harumi、Nakai Suzuko、Sugimori Tamotsu
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 60 号: 9 ページ: 6739-6745

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.1c00567

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Soft chromophore featured liquid porphyrins and their utilization toward liquid electret applications2019

    • 著者名/発表者名
      Ghosh Avijit、Yoshida Manabu、Suemori Kouji、Isago Hiroaki、Kobayashi Nagao、Mizutani Yasuhisa、Kurashige Yuki、Kawamura Izuru、Nirei Masami、Yamamuro Osamu、Takaya Tomohisa、Iwata Koichi、Saeki Akinori、Nagura Kazuhiko、Ishihara Shinsuke、Nakanishi Takashi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41467-019-12249-8

    • NAID

      120006898089

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Amphoteric phosphorous(V)-phthalocyanines as proton-driven switchable fluorescers toward deep-tissue bio-imaging2018

    • 著者名/発表者名
      Isago Hiroaki、Fujita Harumi、Sugimori Tamotsu
    • 雑誌名

      Journal of Inorganic Biochemistry

      巻: 180 ページ: 222-229

    • DOI

      10.1016/j.jinorgbio.2017.12.014

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solvent effects on molecular aggregation of highl ywater-soluble phthalocyanines2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Isago, Harumi Fujita
    • 雑誌名

      Journal of Porphyrins and Phthalocyanines

      巻: 22 号: 01n03 ページ: 102-111

    • DOI

      10.1142/s1088424618500141

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of the First Spin Crossover in an Iron(II) Complex with an S6 Coordination Environment: Tris[bis(N,N-diethylamino)carbeniumdithiocarboxylato]iron(II) Hexafluorophosphate2018

    • 著者名/発表者名
      Sugaya Tomoaki、Fujihara Takashi、Naka Takashi、Furubayashi Takao、Matsushita Akiyuki、Isago Hiroaki、Nagasawa Akira
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 24 号: 68 ページ: 17955-17963

    • DOI

      10.1002/chem.201803330

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Water-soluble Silver(II)-Phthalocyanines toward Fluorescence Sensing of Biothiols. Part 22021

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Isago, Harumi Fujita, Suzuko Nakai, Tamotsu Sugimori
    • 学会等名
      日本化学会第101回春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Water-soluble Silver(II)-Phthalocyanines toward Fluorescence Sensing of Biothiols2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Isago, Harumi Fujita, Tamotsu Sugimori
    • 学会等名
      錯体化学会第70回討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Syntheses and spectral investigation of water-soluble silver(II)-phthalocyanine complexes2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Isago, Harumi Fujita, Tamotsu Sugimori
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Syntheses and Spectral Investigation of Phthalocyanine Complexes of Silver in Higher Oxidation States2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Isago, Harumi Fujita, Suzuko Nakai, and Tamotsu Sugimori
    • 学会等名
      第69回錯体化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Spectral Investigation of Phthalocyanine Complexes of High-Valence Silver and their Aggregates2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Isago, Harumi Fujita, Suzuko Nakai, and Tamotsu Sugimori
    • 学会等名
      CEMS International Symposium on Supramolecular Chemistry and Functional Materials
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 銀フタロシアニン錯体の酸化ならびに生成物の分光学的性質2019

    • 著者名/発表者名
      砂金宏明,藤田晴美,杉森保
    • 学会等名
      日本化学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] スメクタイトに吸着した銀フタロシアニン錯体の水溶液中における分光学的性質2019

    • 著者名/発表者名
      砂金宏明,藤田晴美,杉森保
    • 学会等名
      日本化学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Study on syntheses of silver(II)-phthalocyanines and effects of molecular aggregation on their spectral properties2018

    • 著者名/発表者名
      H. Isago, H. Fujita, T. Sugimori
    • 学会等名
      日本化学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Study on Syntheses of Silver(II)-Phthalocyanines and Effects of Molecular Aggregation on their Spectral Properties2018

    • 著者名/発表者名
      砂金宏明、藤田晴美、中居寿々子、杉森保
    • 学会等名
      日本化学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Phosphorous-Phthalocyanines as Amphoteric Phosphors2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Isago, Harumi Fujita, Tamotsu Sugimori
    • 学会等名
      6th Georgian Bay International Conference on Bioinorganic Chemistry
    • 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] 三価アンチモン-フタロシアニン錯体と銀塩の反応2017

    • 著者名/発表者名
      砂金宏明、藤田晴美、杉森保
    • 学会等名
      錯体化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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