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本研究の目的は，イリジウム錯体を基軸としたマルチカラー発光酸素プローブ分子を設計・合成し，３次元培養された積層細胞内や細胞塊(スフェロイド)内の酸素濃度および濃度分布を，共焦点顕微鏡を用いて高感度，非侵襲的にリアルタイム計測・イメージングすることである。
平成31年度は，芳香族配位子にジエチルアミノクマリン(C545T)類，補助配位子にエチレンジアミン類を用いたカチオン性イリジウム錯体の合成を行い，スペクトル特性，光物理特性，電気化学特性に関する測定を行った。また，細胞移行性の実験からエチレンジアミンの窒素原子に結合した水素をブチル基に置換した化合物において，細胞親和性が大きく向上し，また，ミトコンドリアに主に集積することを見出した。開発したイリジウム錯体はりん光寿命が長いため，市販のマイクロプレートリーダーの時間分解計測機能を用いることで，りん光寿命計測ができることがわかった。大腸がん由来の生細胞にイリジウム錯体を取り込ませ，細胞の呼吸活性を変化させる試薬を添加したところ，呼吸を活性化する試薬では，細胞内の酸素濃度が時間に依存して減少すること，一方，呼吸を阻害する試薬では，酸素濃度がわずかに増加することを定量的に示した。
平成30年度に実施した平面培養細胞およびスフェロイドの知見もとに，共焦点蛍光・りん光寿命顕微鏡を用いて，組織のイメージングを試みた。麻酔下にあるマウスの肝臓の肝小葉が単一細胞レベルでイメージングできることがわかり，また，肝小葉に酸素分圧勾配があることを明らかにした。
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