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光増感剤を用いた汎用的センサーシステムの開発

公募研究

研究領域感覚と知能を備えた分子ロボットの創成
研究課題/領域番号 25104506
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京大学

研究代表者

寺井 琢也  東京大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (00508145)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2014年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2013年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード分子認識 / ナノマシン / 分析科学 / 先端機能デバイス / 合成化学
研究実績の概要

外界の状況を的確に認識して物理的な応答を返す「分子ロボット」の創成には、外部からの入力シグナルを感知し下流へと受け渡すセンサの開発が必要不可欠である。論理応答を実行する分子センサとしてこれまで主に研究されてきたのは蛍光発光をアウトプットとするものであるが、これらのセンサは下流デバイスへのシグナル伝達効率という観点では不十分な点が多い。そこで本研究では、光励起に伴い一重項酸素等の活性酸素種(ROS)を産生する「光増感剤」に着目し、これを基盤とする新たなセンサの開発を目指している。
本年度はまず、前年度において課題として残されていたリポソーム(GUV)表面への光増感剤の導入について研究を行った。具体的には、本新学術領域研究のメンバーでもある東京大学の豊田太郎博士と共同で遠心沈降法を用いたGUV調製の条件検討を行い、脂質膜内に光増感剤を導入したGUVの簡便な作成方法を開発した。続いて、蛍光色素あるいは加水分解酵素を内液に封入したGUVを作成し、光照射による内液成分の放出について検討を行った。その結果、蛍光色素の放出については「光増感剤あり、光照射あり」の時のみ有意なシグナルの上昇が確認され、本研究のコンセプトを示すことに成功した。一方、酵素の放出については差が観察されず、GUV上での光増感反応による膜透過性の向上は全ての分子に対して有効である訳ではないことが示唆された。換言すると、この結果は光照射によって所望の分子のみをベシクル内外へと輸送できる可能性を示すものであり、分子ロボティクスの観点から有用性が期待される。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 光増感剤を用いた汎用的センサーシステムの開発2015

    • 著者名/発表者名
      寺井琢也
    • 雑誌名

      Molecular Robotics Research Group News Letter

      巻: 11 ページ: 4-4

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Practical Fluorescence Detection of Acrolein in Human Plasma via a Two-step Tethering Approach2014

    • 著者名/発表者名
      Masataka Togashi, Takuya Terai, Hirotatsu Kojima, Kenjiro Hanaoka, Kazuei Igarashi, Yasunobu Hirata, Yasuteru Urano, and Tetsuo Nagano
    • 雑誌名

      Chem. Commun

      巻: 50 号: 95 ページ: 14946-14948

    • DOI

      10.1039/c4cc02578d

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Boron Dipyrromethene as a Fluorescent Caging Group for Single-photon Uncaging with Long-wavelength Visible Light2014

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro Umeda, Hironori Takahashi, Mako Kamiya, Tasuku Ueno, Toru Komatsu, Takuya Terai, Kenjiro Hanaoka, Tetsuo Nagano, and Yasuteru Urano
    • 雑誌名

      ACS Chem. Biol

      巻: 9 号: 10 ページ: 2242-2246

    • DOI

      10.1021/cb500525p

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective Ablation of β-Galactosidase-expressing Cells with a Rationally Designed Activatable Photosensitizer2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ichikawa, Mako Kamiya, Fumiaki Obata, Masayuki Miura, Takuya Terai, Toru Komatsu, Tasuku Ueno, Kenjiro Hanaoka, Tetsuo Nagano, Yasuteru Urano
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 53 号: 26 ページ: 6772-6775

    • DOI

      10.1002/anie.201403221

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 光増感剤を用いた汎用的センサーシステムの開発2015

    • 著者名/発表者名
      寺井琢也
    • 学会等名
      新学術領域「分子ロボティクス」第5回領域会議
    • 発表場所
      ラフォーレ伊東(静岡県伊東市)
    • 年月日
      2015-03-10 – 2015-03-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 光増感剤を用いた汎用的センサーシステムの開発2014

    • 著者名/発表者名
      寺井琢也、伊藤央樹
    • 学会等名
      第3 回「分子ロボティクス」新学術領域全体会議
    • 発表場所
      モンタナリゾート岩沼(宮城県岩沼市)
    • 年月日
      2014-03-14 – 2014-03-16
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] A Study on pH-Responsive Photosensitizers for Potential Applications in Molecular Robotics2013

    • 著者名/発表者名
      Takuya Terai, Hiroki Ito, Tetsuo Nagano
    • 学会等名
      CBI2013 annual meeting
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2013-10-29 – 2013-10-30
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 東京大学大学院薬学系研究科 薬品代謝化学教室

    • URL

      http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~taisha/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2018-03-28  

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