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生体内のpHは骨代謝、がん細胞の浸潤など様々な生命現象に関わっている。そのため、生きた動物個体内でpHを定量する手法は極めて有用である。しかしながら、in vivoイメージングに適した光の波長である650～900 nmの近赤外光領域において実用的なpHプローブは開発されていない。そこで本研究においては、新たに近赤外蛍光pHプローブを開発し、in vivoでがんにおける弱酸性環境を定量的にイメージングすることを目指した。
In vivoイメージングにおいて、プローブはその体内動態によって生体内で濃度差を生じるため、off-on型蛍光プローブではなく、プローブ濃度差の影響を受けないレシオ型蛍光プローブの開発を行った。これまでの当研究室の知見から、ピペリジン構造を有する非対称Siローダミン類はレシオ型pHプローブとして機能することが分かっていた。そこで、Siローダミン類よりも長波長の蛍光を示す近赤外蛍光団Pローダミン類にピペリジン構造を導入することで、近赤外光領域に吸収・蛍光波長を有するレシオ型pHプローブの開発を行った。
各種誘導体を合成・評価した結果、650 nm以上に吸収・蛍光波長を有し、蛍光量子収率が0.11、pKa が6.8を示すプローブを開発することに成功した。開発した蛍光プローブをデキストランにラベルし、動物への投与時の血中半減期の上昇と、Enhanced Permeability and Retention（EPR）効果による腫瘍への集積を狙った。プローブのデキストラン結合体を、Colon26細胞を用いて作成した皮下腫瘍モデルマウスへと静脈内投与し、腫瘍周辺の蛍光イメージングを行った結果、腫瘍部位において弱酸性化している様子を観察することに成功した。
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