ミトコンドリアの動的機能解明のための多機能型二光子励起蛍光プローブの開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23350068
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能物質化学
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 川俣 純 山口大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (40214689)
• 研究分担者: 鈴木 康孝 山口大学, 大学院・医学系研究科, 助教 (30634753)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 非線形光学 / 二光子吸収 / 二光子励起蛍光顕微鏡 / 蛍光プローブ / 蛍光イメージング / 蛍光

研究概要

本研究では、(i)二光子励起蛍光効率が高くミトコンドリアの高感度な三次元イメージングが可能、(ii)水溶性が高く、染色に有機溶媒を必要としないため、細胞にダメージを与えず、長時間(1週間以上)のライブセルイメージングが可能、という特徴をもつ新規蛍光プローブを10種類以上開発した。
上記機能に加えて、外部刺激により染色挙動がスイッチングできる蛍光プローブも開発した。具体的には、細胞の活力を表す指標の一つであるミトコンドリアの膜電位の高低を検知し、ミトコンドリアと核との間で染色場所を可逆的に変化させる新規蛍光プローブの開発にも成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Two-Photon Absorption (TPA) Spectra of Tris(4, 7-diphenyl-1, 10-phenantholine)- metal(II) Perchlorate : Drastic Effects of Central Metal(II) Ions on TPA CrossSection (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Moritomo, K. Nakagawa. H. Sugihara, Y. Suzuki, J. Kawamata
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 43 ページ: 441-443
  • DOI: 10.1246/cl.131110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorescent Nanoparticles of 2-Ethylanthracene and Pyrene (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kasatani, M. Kakuichi, Y. Morita, H. Okamoto, Y. Suzuki, J. Kawamata
  • 雑誌名: Trans. Mater. Res. Soc. Jpn. 巻: 38 ページ: 345-348
  • DOI: 10.14723/tmrsj.38.345
  • 査読あり
• [雑誌論文] Third Order Nonlinear Optical Properties of a J-Aggregated Cyanine Dye Intercalated in Saponite (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Suzuki, Y. Tenma, Y. Nishioka, M. Tominaga, S. Tani, J. Kawamata
  • 雑誌名: Clay Science 巻: 17 ページ: 41-45
  • 査読あり
• [雑誌論文] 水溶性高効率二光子吸収化合物の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 守友博紀, 鈴木康孝, 川俣純
  • 雑誌名: 月刊「化学工業」 巻: 64(8) ページ: 569-573
• [雑誌論文] Incorporation of cationic electron donor of Ni-pridyltetrathiafulvalene with anionic electron accepter of polyoxometalate (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Tsunashima, T. Matsumoto, N. Hoshino, W. Niiho, M. Kimura, K. Kendo, Y. Suyama, Y. Nishioka, J. Kawamata, S. Noro, T. Nakamura, T, Akutagawa, K. Ishiguro
  • 雑誌名: Dalton Trans 巻: 41 ページ: 10060
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorescence Imaging of Mitochondria in Living Cells Using a Novel Fluorene Derivative with a large Two-Photon Absorption Cross-Section (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Tani, K. Nakagawa, T. Honda, Y. Suzuki, J. Kawamata
  • 雑誌名: Current Pharmaceutical Biotechnology 巻: 13(14) ページ: 2649
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel Moleculer Design Strategy for Eficient Two-Photon Absorption Materials (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Kawamata, Y. Suzuki
  • 雑誌名: Current Pharmaceutical Biotechnology 巻: 13(14) ページ: 2569
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient Nonliner Optical Properties of Dyes Confiend in Interlayer Nanospaces of Clay Minerals (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Suzuki, Y. Tenma, Y. Nishioka, J. Kawamata
  • 雑誌名: Chem Asian J 巻: 7(6) ページ: 1170-1179
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorescent organic nanoparticles (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Kasatani, Y. Fujikake, Y. Morita, H. Okamoto, Y. Suzuki, J. Kawamata
  • 雑誌名: Transactions of the Materials Research Society of Japan 巻: 36 (3) ページ: 421-424
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient Two-Photon Absorption Materials Consisting of Cationic Dyes and Clay Minerals (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Suzuki, Y. Tenma, Y. Nishioka, K. Kamada, K. Ohta, J. Kawamata
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 115 ページ: 20653-20661
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Red Fluorescence Two-Photon Absorption Probe for Sensitive Imaging of Live Mitochondria
  • 著者名/発表者名: M. Tominaga, S. Mochida, H. Sugihara, K. Satomi, H. Moritomo, A. Fujii, Y. Suzuki, J. Kawamata
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-photon absorotion properties of acetylene derivative confined in the interlayer space of a smectite
  • 著者名/発表者名: Y. Suzuki, H. Sugihara, K. Satomi, M. Tominaga, S. Mochida, J. Kawamata
  • 雑誌名: Appl. Clay Sci.
  • DOI: 10.1016/j.clay.2014.01.014
  • 査読あり
• [学会発表] 生細胞の二光子励起蛍光イメージングのための赤色発光を示すピレン誘導体 (2014)
  • 著者名/発表者名: 守友博紀, 杉原寛之, 里見浩一郎, 藤井旺成, 仁子陽輔, 小西玄一, 鈴木康孝, 川俣純
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] ベンゾチエニルピリジンとβ.ジケトン誘導体を配位子とするイリジウム錯体の二光子吸収特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤井旺成, 守友博紀, 里見浩一郎, 鈴木康孝, 川俣純
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2014-03-27
• [学会発表] 二光子励起蛍光顕微鏡による生細胞の観察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 守友博紀, 山田健悟, 藤井旺成, 杉原寛之, 里見浩一郎, 谷誠治, 鈴木康孝, 川俣純
  • 学会等名: 物質構造解析研究会第6回討論会
  • 発表場所: 山口大学(山口市)
  • 年月日: 2014-02-28
• [学会発表] ジシアノメチレン基が置換したキナクリドン誘導体の構造と光物性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 武田貴志, 杉原寛之, 富永亮, 鈴木康孝, 川俣純, 芥川智之
  • 学会等名: 第24回基礎有機化学討論会学習院大学(東京都豊島区)
  • 発表場所: 東京都豊島区
  • 年月日: 20130905-07
• [学会発表] Molecular Structure and Photophysical Properties of Quinacridone and Acridone Based Electron Acceptors (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Takeda, M. Tominaga, Y. Suzuki, J. Kawamata, T. Akutagawa
  • 学会等名: 15th International Symposium on Novel Aromatic Compounds
  • 発表場所: Howard Civil Service International House, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 20130728-0802
• [学会発表] A Novel Two-photon Excitable Fluorescence Probe for Monitoring Mitochondrial Membrane Potential (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Moritomo, K. Yamada, Y. Suzuki, S. Tani, J. Kawamata
  • 学会等名: International Conference on Photochemistry
  • 発表場所: K. U. Leuven, Leuven, Belgium
  • 年月日: 20130722-23
• [学会発表] 近赤外発光型高効率二光子励起蛍光化合物を用いた生細胞イメージング (2013)
  • 著者名/発表者名: 川俣純, 鈴木康孝
  • 学会等名: 第10回バイオオプティクス研究会
  • 発表場所: 東京農工大学(小金井市)
  • 年月日: 2013-12-06
  • 招待講演
• [学会発表] ルテニウム(II)錯体の光第二高調波発生円偏光二色性応答 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉原寛之, 持田修平, 鈴木康孝, 谷誠治, 川俣純
  • 学会等名: 錯体化学第63回討論会
  • 発表場所: 琉球大学(西原町)
  • 年月日: 2013-11-02
• [学会発表] Ru(II)錯体を用いた生細胞の二光子励起蛍光イメージング (2013)
  • 著者名/発表者名: 守友博紀, 藤井旺成, 鈴木康孝, 川俣純
  • 学会等名: 錯体化学第63回討論会
  • 発表場所: 琉球大学(西原町)
  • 年月日: 2013-11-02
• [学会発表] Two-photon absorption characteristics and cell imaging of novel styryl derivetives (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Moritomo, A. Tomoyuki, Y. Suzuki, J. Kawamata
  • 学会等名: International Symposium for the 70th Anniversary of the Tohoku Branch of the Chemical Society of Japan
  • 発表場所: Tohoku University, Sendai, Japan
  • 年月日: 2013-09-29
• [学会発表] Two photon absorption property of a novel quinacridone derivative (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Sugihara, M. Tominaga, K. Satomi, S. Tani, Y. Suzuki, J. Kawamata, T. Takeda, T. Akutagawa
  • 学会等名: International Symposium for the 70th Anniversary of the Tohoku Branch of the Chemical Society of Japan
  • 発表場所: Tohoku University, Sendai, Japan
  • 年月日: 2013-09-28
• [学会発表] スチルベン系高効率二光子励起蛍光プローブによるミトコンドリアの長時間イメージング (2013)
  • 著者名/発表者名: 守友博紀, 鈴木康孝, 谷誠治, 川俣純
  • 学会等名: 2013年光化学討論会愛媛大学
  • 発表場所: 松山市
  • 年月日: 2013-09-13
• [学会発表] フルオレン系高効率二光子励起蛍光プローブによる生細胞の二光子励起蛍光イメージング (2013)
  • 著者名/発表者名: 守友博紀, 鈴木康孝, 谷誠治, 川俣純
  • 学会等名: 日本化学会「低次元系光機能材料研究会」第2回サマーセミナーにぎたつ会館
  • 発表場所: 松山市
  • 年月日: 2013-09-09
• [学会発表] ジシアノメチレン基を導入したキナクリドン誘導体の二光子吸収特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉原寛之, 富永亮, 里見浩一郎, 谷誠治, 鈴木康孝, 川俣純, 武田貴志, 芥川智行
  • 学会等名: 日本化学会「低次元系光機能材料研究会」第2回サマーセミナーにぎたつ会館
  • 発表場所: 松山市
  • 年月日: 2013-09-09
• [学会発表] ミトコンドリア可視化機能を有するビフェニル誘導体の耐光性の向上 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田健悟, 守友博紀, 持田修平, 鈴木康孝, 谷誠治, 川俣純
  • 学会等名: 日本化学会「低次元系光機能材料研究会」第2回サマーセミナーにぎたつ会館
  • 発表場所: 松山市
  • 年月日: 2013-09-09
• [学会発表] 蛍光性ビフェニル誘導体の二光子吸収特性とミトコンドリア染色挙動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田健悟, 天満悠太, 嘉原理仁, 谷誠治, 川俣純
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学(横浜市)
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] ビフェニル系高効率二光子励起蛍光プローブによるミトコンドリアの膜電位のモニタリング (2013)
  • 著者名/発表者名: 守友博紀, 山田健悟, 藤井駿介, 鈴木康孝, 谷誠治, 川俣純
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学(草津市)
  • 年月日: 2013-03-24
• [学会発表] Nonlinear Optical Properties of Organic Material (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Kawamata
  • 学会等名: International Conference of Material Science 2013
  • 発表場所: アガルタラ(インド)
  • 年月日: 2013-02-23
  • 招待講演
• [学会発表] 二光子吸収断面積の大きなビフェニル誘導体によるミトコンドリア内膜の膜電位のモニター (2012)
  • 著者名/発表者名: 守友博紀, 山田健悟, 藤井駿介, 鈴木康孝, 谷誠治, 川俣純
  • 学会等名: 第9回バイオオプティクス研究会
  • 発表場所: 山口大学(山口市)
  • 年月日: 2012-12-07
• [学会発表] 光誘起による高効率二光子蛍光プローブのミトコンドリアからの脱離 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田健悟, 守友博紀, 鈴木康孝, 谷誠治, 川俣純
  • 学会等名: 第9回バイオオプティクス研究会
  • 発表場所: 山口大学(山口市)
  • 年月日: 2012-12-07
• [学会発表] スキャンブロックを用いた二光子励起蛍光イメージング (2012)
  • 著者名/発表者名: 川俣純
  • 学会等名: 第9回バイオオプティクス研究会
  • 発表場所: 山口大学(山口市)
  • 年月日: 2012-12-07
  • 招待講演
• [学会発表] 水溶性スチルバゾリウム誘導体による生細胞の染色 (2012)
  • 著者名/発表者名: 守友博紀, 山田健悟, 藤井駿介, 鈴木康孝, 谷誠治, 川俣純
  • 学会等名: 第2回CSJ化学フェスタ2012
  • 発表場所: 東京工業大学(東京都目黒区)
  • 年月日: 2012-10-17
• [学会発表] Spectroscopic Properties of a Solvatochromic Dye on a Clay Surface (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Matsuo, S. Mochida, Y. Nishioka, Y. Suzuki, S. Tani, J. Kawamata
  • 学会等名: The 2nd Asian Clay Conference
  • 発表場所: Ewha Women's University, Seoul, Korea
  • 年月日: 2012-09-07
• [学会発表] 細胞ダイ ナミ ク ス の可視化機能を有するビフェニル誘導体の分光学的性質 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田健悟, 天満悠太, 嘉原理仁, 本田拓也, 谷誠治, 川俣純
  • 学会等名: 山口大学理学部第12回講演会「システム設計に基づく有機分子の機能化 : 光・電子・生命機能への新展開」
  • 発表場所: 山口大学(山口市)
  • 年月日: 2012-01-17
• [学会発表] 高効率三次非線形光学材料の創製を目指したシアニン系色素J会合体の粘土ナノシート層間への固定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 天満悠太, 西岡幸泰, 鈴木康孝, 川俣純
  • 学会等名: 山口大学理学部第12回講演会「システム設計に基づく有機分子の機能化 : 光・電子・生命機能への新展開」
  • 発表場所: 山口大学(山口市)
  • 年月日: 2012-01-17
• [学会発表] 新規なフルオレン系およびビフェニル系蛍光色素の細胞染色挙動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 谷誠治, 本田拓也, 嘉原理仁, 山田健悟, 天満悠太, 川俣純
  • 学会等名: 第8回バイオオプティクス研究会北里大学
  • 発表場所: 相模原市
  • 年月日: 2011-12-17
  • 招待講演
• [学会発表] 有機ナノ粒子及びポリマー被覆膜中の色素の二光子吸収断面積 (2011)
  • 著者名/発表者名: 角一正樹, 藤野崇人, 高最宏幸, 笠谷和男, 森田由紀, 川俣純
  • 学会等名: MRS-J山口大学支部大会
  • 発表場所: 山口大学(宇部市)
  • 年月日: 2011-11-26
• [学会発表] 粘土表面でJ会合体を形成する有機色素からの非線形光学応答 (2011)
  • 著者名/発表者名: 天満悠太, 西岡幸泰, 鈴木康孝, 川俣純
  • 学会等名: 第55回粘土科学討論会
  • 発表場所: 鹿児島大学(鹿児島市)
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] Spectroscopic Properties of a Piezochromic Bianthrone Derivative Ion-Exchanged with a Clay Mineral (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Nishioka, Y. Tenma, Y. Suzuki, J. Kawamata
  • 学会等名: EUROCLAY 2011
  • 発表場所: Antalya, Turkey
  • 年月日: 2011-06-30
• [学会発表] Enhanced Two-Photon Absorption Cross-Sections of Composites Consisting of Cation Dyes and Synthetic Saponite (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Kawamata, Y. Suzuki, Y. Tenma, Y. Nishioka
  • 学会等名: EUROCLAY 2011
  • 発表場所: Antalya, Turkey
  • 年月日: 2011-06-30
• [図書] 「水溶性二光子吸収化合物」, 渡辺敏行監修『高効率二光子吸収材料の開発と応用』 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木康孝, 川俣純
  • 総ページ数: 40-51
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考]
  • URL: http://web.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~solid/
• [産業財産権] 二光子吸収化合物 (2014)
  • 発明者名: 鈴木康孝, 川俣純, 守友博紀, 富永亮, 小西玄一, 仁子洋輔
  • 権利者名: 国立大学法人山口大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願 2014-47329
  • 出願年月日: 2014-03-11