革新的高輝度近赤外発光イメージングプローブの創製

• 研究課題/領域番号: 24245016
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 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, 教授 (80154540)
• 研究分担者: 佐藤 守俊 東京大学, 総合文化研究科, 准教授 (00323501)
• 研究期間 (年度): 2012
• 研究課題ステータス: 中途終了 (2012年度)
• 配分額: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円); 2012年度: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
• キーワード: イメージングプローブ / 化学発光 / 発光イメージング / ルシフェラーゼ / ルシフェリン誘導体

研究概要

癌のような生体内の特定部位の可視化には、現状の蛍光プローブが抱える自家蛍光のない、発光型のプローブがイメージングに有利である。本研究では、新規のルシフェリンとルシフェラーゼの融合型発光プローブを開発するうえで、ルシフェリン骨格のベースとなる高輝度発光分子プローブの合成を始めた。
特に、生体深部からの光信号測定に有利な650ナノメートル以上の近赤外域での発光を目標にしたプローブ開発を目的としているため、ボロンジピロメテン(BDP)誘導体で、BDPをフランにより分子共役系を拡張した高輝度蛍光色素KFLを基本色素骨格の候補として選び、電子ドナーおよび電子アクセプターになる原子団の種類と導入位置の最適化構造を調べ、高輝度蛍光を実現する近赤外色素の設計を行う方針とした。この場合、分子骨格に電子ドナーとアクセプターを最適な位置で連結することにより、長波長するアプローチも検討する。単一分子の長波長化では、一般に分子骨格が大きくなるため、合成の難しさと分子の不安定さの課題があるが、色素団あるいは色素分子同士を繋いで長波長化するアプローチは、当該問題の回避に有効であるとともに、分子設計の自由度が高く、FRET(蛍光共鳴エネルギー移動)などを利用して長波長化できるメリットがある。連結型分子の骨格のKFLは、ストークスシフトを大きくできる利点もあるため、励起波長と発光波長を変化させるのに役立つとともに、内部消光を軽減させる効果もあるため、実用的に利用しやすいという利点がある。
新規発光ルシフェリンKFL誘導体の合成は、2-Methyl-4H-furo[3,2-b]pyrroleから2工程で、Dimethyl-{4-[(2-methyl-4H-furo[3,2-b]pyrrol-5-yl)-(2-methyl-furo[3,2-b]pyrrol-5-ylidene)-methyl]-phenyl}-amineを調製し、ベース色素の骨格の一部を完成させた。