| 研究課題/領域番号 |
22KJ1312
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| 補助金の研究課題番号 |
22J14247 (2022)
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 (2023)
補助金 (2022) |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分32020:機能物性化学関連
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| 研究機関 | 九州大学 (2023)
東京工業大学 (2022) |
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研究代表者 |
足立 惇弥 九州大学, 理学研究院, 助教
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| 研究期間 (年度) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
中途終了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2023年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
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| キーワード | 粘度応答性 / 蛍光プローブ / アントラセン / ミセル / ベシクル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
有機開殻種は通常の分子には見られない磁性や近赤外吸収のような魅力的な性質を有している。しかし、不安定性な化学種であるため、その特性を活かした高い機能の発現が進んでいなかった。本研究では、近年になって構造有機化学分野で培われてきた知見を生化学分野に取り入れることで革新的な分子機能を発現させる。つまり、生体膜の化学的なモデルである脂質二重層を利用して、有機開殻種の特性を活かした可逆的な機能の発現を目指す。本研究を生体系で有機開殻種を利用するシステム設計の端緒とし、安定性との兼ね合いで応用が進んでこなかった不安定化学種の新たな可能性を開拓する。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、脂質二重層を用いた新しい分子機能の開拓を目的に、π電子系分子の新しい機能性制御の達成を目指していた。中央に疎水性の芳香族部位、両末端に親水性部位を有する交互両親媒性モデル分子を設計し、水中における基本的な挙動を調べると、側鎖のオリゴ（エチレングリコール）鎖の長さによってミセルやベシクルに対する感度が変化することが分かった。分子内の発色団自体の発光特性は特に変化しないにもかかわらず、オリゴ（エチレングリコール）鎖の長さで分子の性質が変化するこという、関連研究を展開する上で重要な知見を獲得し、学術論文として発表した（Chem. Lett. 2023）。この検討の過程において、今回の交互両親媒性分子が脂質二重層の疎水領域に保持されないことが示唆され、逆に分子が細胞膜を透過し、特定の領域を染色することを見出した。種々の検討から、ミセルやベシクルに応答しなかった分子を用いることで非特異的な蛍光が抑えられ、細胞毒性も小さいことが確認された。さらに、細胞内の局所粘度を変化させるストレスを与えることで蛍光シグナルが変化することを実証した。以上の結果から、従来の系と異なる新しいメカニズムで粘度に応答する、生細胞内でも機能する蛍光プローブの開発に成功し、学術論文として発表した（Anal. Chem. 2023）。また、本分子群は細胞系とは異なる系でも粘度をターゲットとしたプローブとしても機能することを実証している。これは類似研究結果もあまり報告されていない興味深いプローブ特性であり、現在学術論文の執筆を進めている。
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