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2021 年度 実績報告書

近赤外2光子励起を用いた1細胞内での生物活性物質のin-situ合成

研究課題

研究課題/領域番号 20K21197
研究機関広島大学

研究代表者

安倍 学  広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 教授 (30273577)

研究分担者 森岡 徳光  広島大学, 医系科学研究科(薬), 教授 (20346505)
研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2022-03-31
キーワード2光子励起 / 光[2+2]付加環化反応 / ドラッグデリバリー
研究実績の概要

Sharplessらが,タンパク質存在下での1,3-双極子付加環化反応に成功して以来,生物活性物質による生命現象発現機構の解明に関する研究が活発化している.しかしながら,高い生物活性を示す物質は生体内条件下で化学的に不安定なことがあり寿命が短く,細胞内に導入する以前の段階で分解が起こり,細胞内でのその生物活性機構を研究するのは困難である.このような状況を踏まえ,本研究では,近赤外2光子励起を用いた1細胞内で生物活性物質をin-situ合成する手法の開発に挑戦し,生命現象の解明と新治療法の開発につながる究極のドラッグデリバリーシステムの構築を目指す萌芽的研究を実施した.本研究期間では,生物活性部位として知られているシクロブタン環を効率よく合成できる光[2+2]付加環化反応に着目した.この反応では,反応基質として,アルケンを用いるが,まず,近赤外の2光子に感応するクマリン部位に導入したスチリル基を量子化学計算で設計し,モデル化合物を合成して,吸収,発光,2光子吸収能などの光物性を調査した.量子化学計算によって,我々が以前に開発した近赤外領域に高い2光子感応性をもつ(E)-7-(diethylamino)-3-(4-(dimethylamino)styryl)-2H-chromen-2-one (1)が,810 nm付近に850 GM程度の2光子吸収能を有していることが判明した.そこで,1を大量合成し,その光吸収特性を測定した.その結果,1は,445 nm付近に1光子吸収最大波長を有していることがわかった.そこで,まず,1光子励起で,アルケンとしてフランを用いたモデル反応をDMSO中脱酸素下の条件で行った.反応混合物を分析した結果,フランとの反応は見受けられなかったが,1の二量体の生成が確認できた.この実験結果は,当初本研究で目標としていた,近赤外2光子励起を用いた1細胞内で生物活性物質をin-situ合成する手法の開発につながる有望な結果である.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Reims(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      University of Reims
  • [国際共同研究] National Central University(台湾)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      National Central University
  • [雑誌論文] Photoreaction of 4-(Bromomethyl)-7-(diethylamino)coumarin: Generation of a Radical and Cation Triplet Diradical during the C-Br Bond Cleavage2022

    • 著者名/発表者名
      Takano Ma-aya、Abe Manabu
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 24 ページ: 2804~2808

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.2c00694

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2-(4-Nitrophenyl)-1-indolyl-3-methyl Chromophore: A Versatile Photocage that Responds to Visible-light One-photon and Near-infrared-light Two-photon Excitations2022

    • 著者名/発表者名
      Lin Qianghua、Guo Runzhao、Hamao Kozue、Takagi Ryukichi、Abe Manabu
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 51 ページ: 153~156

    • DOI

      10.1246/cl.210668

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Studies on The Application of The Paterno‐Buchi Reaction to The Synthesis of Novel Fluorinated Scaffolds2021

    • 著者名/発表者名
      Gomez Fernandez Mario Andres、Lefebvre Corentin、Sudau Alexander、Genix Pierre、Vors Jean‐Pierre、Abe Manabu、Hoffmann Norbert
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 27 ページ: 15722~15729

    • DOI

      10.1002/chem.202102621

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Impact of Five-membered Heterocyclic Rings on Photophysical Properties Including Two-photon Absorption Character2021

    • 著者名/発表者名
      Pham Thuy Thi Thu、Chitose Youhei、Tam Tran Thi Thanh、Tseng Wei-Lun、Lin Tzu-Chau、Abe Manabu
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 50 ページ: 1810~1813

    • DOI

      10.1246/cl.210420

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [備考] The Research Group of Professor Dr. Manabu Abe

    • URL

      https://www.hiu-roc.com/

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公開日: 2022-12-28  

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