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2013 年度 実績報告書

細胞内酸素濃度イメージングのための蛍光・りん光同時発光型分子酸素計の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23500511
研究機関群馬大学

研究代表者

吉原 利忠  群馬大学, 理工学研究院, 助教 (10375561)

キーワードりん光 / 蛍光 / 酸素 / イリジウム錯体 / 細胞 / レシオ
研究概要

本研究は,細胞内の酸素濃度および濃度分布を高感度,非侵襲的にリアルタイムイメージング,計測するための蛍光・りん光同時発光型分子酸素計を開発することである。本年度は,青色蛍光を示すクマリン系蛍光色素であるC343と,深赤色りん光を示すカチオン性イリジウム錯体である(btq)2Ir(phen)をプロリン残基数4のオリゴプロリンリンカーで結合させたC343-Pro4-BTQ+の合成を行った。開発したC343-Pro4-BTQ+は,アセトニトリル中においてC343由来の蛍光と(btq)2Ir(phen)由来のりん光が同時に観測された。また,溶液中の酸素分圧をマスフローメーターで0-160mmHgの範囲で変化させたところ,C343の蛍光強度は一定の値を示したのに対して,(btq)2Ir(phen)のりん光強度は,酸素分圧の増加ともに減少を示した。
21%酸素条件下で培養したHeLa,MCF7細胞にC343-Pro4-BTP,C343-Pro4-BTP+およびC343-Pro4-BTQ+溶液を最終濃度5μMで添加し,20時間培養後,蛍光顕微鏡で観察をおこなったところ,C343-Pro4-BTP は培養液中で凝集体を形成するため顕微画像の取得が困難であるのに対して,C343-Pro4-BTP+,C343-Pro4-BTQ+は細胞内から明瞭な発光が観測された。また,C343に由来する蛍光は,培養酸素濃度に依存しないのに対して,(btp)2Ir(phen),(btq)2Ir(phen)に由来するりん光は,2.5%酸素条件下において,21%酸素条件下よりも増加した。また,C343-Pro4-BTP+とC343-Pro4-BTQ+の発光強度を比較するとC343-Pro4-BTQ+のほうが高い値を示していることから,レシオ型酸素プローブとしてより有効に機能することが明らかとなった。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 2件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Mitochondrial Respiratory Function Induces Endogenous Hypoxia2014

    • 著者名/発表者名
      S. Prior, A. Kim, T. Yoshihara, S. Tobita, T. Takeuchi, and M. Higuchi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 9 ページ: e88911

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0088911

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Systematic Structure-Property Investigations on a Series of Alternating Carbazole-Thiophene Oligomers2014

    • 著者名/発表者名
      S. Kato, S. Shimizu, A. Kobayashi, T. Yoshihara, S. Tobita, Y. Nakamura
    • 雑誌名

      J. Org. Chem

      巻: 79 ページ: 618-629

    • DOI

      10.1021/jo402416f

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluorescent Peptides Labeled with Environment-Sensitive 7-Aminocoumarines and their Interaction with Lipid Bilayer Membranes and Living Cells2013

    • 著者名/発表者名
      T. Murase, T. Yoshihara, K. Yamada, S. Tobita
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. J

      巻: 86 ページ: 510-519

    • DOI

      10.1246/bcsj.20120314

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tetraalkoxyphenanthrene-Fused Dehydroannulenes: Synthesis, Self-Assembly, and Electronic, Optical, and Electrochemical Properties2013

    • 著者名/発表者名
      S. Kato, N. Takahashi, H. Tanaka, A. Kobayashi, T. Yoshihara, S. Tobita, T. Yamanobe, H. Uehara, and Y. Nakamura
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 19 ページ: 12138-12151

    • DOI

      10.1002/chem.201301262

    • 査読あり
  • [学会発表] Phosphorescence Imaging of Living Cells and Hypoxic Tissues Using Iridium Complxes

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshihara, M. Hosaka, T. Takeuchi, and S. Tobita
    • 学会等名
      The Third International Symposium on Element Innovation
    • 発表場所
      Kiryu, Japan
    • 招待講演
  • [学会発表] カチオン性イリジウム錯体を用いたミトコンドリア局在性を示す分子酸素センサーの開発

    • 著者名/発表者名
      吉原利忠,村山沙織,菊池俊毅,飛田成史
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会(2014)
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
  • [学会発表] イリジウム錯体を用いた生細胞のりん光寿命イメージングと酸素応答

    • 著者名/発表者名
      吉原利忠,増田剛,畠山泰典,藤倉大地,飛田成史
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会2013京都
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府京都市)
  • [学会発表] 細胞膜透過性を向上させた近赤外りん光イリジウム錯体の開発

    • 著者名/発表者名
      吉原利忠,八木橋美樹,田中亜沙美,穂坂正博,竹内利行,飛田成史
    • 学会等名
      2013年光化学討論会
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県松山市)
  • [学会発表] カチオン性イリジウム錯体をのりん光を用いた生細胞・小動物イメージング

    • 著者名/発表者名
      吉原利忠,市川和貴,村山沙織,寺田幹,穂坂正博,竹内利行,飛田成史
    • 学会等名
      第17回酸素ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      弘前大学(青森県弘前市)
  • [学会発表] 細胞・組織内酸素濃度イメージングのためのプローブ分子および計測システムの開発

    • 著者名/発表者名
      吉原利忠
    • 学会等名
      第35回日本光医学・光生物学会
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(静岡県浜松市)
    • 招待講演
  • [学会発表] 近赤外りん光を示すイリジウム錯体の開発および細胞・組織イメージング

    • 著者名/発表者名
      吉原利忠,八木橋美樹,寺田幹,穂坂正博,竹内利行,飛田成史
    • 学会等名
      第1回低酸素研究会
    • 発表場所
      早稲田大学先端生命医科学センター(東京都新宿区)
  • [学会発表] 低酸素組織の光イメージングを目指したジピリナート類を配位子に有する近赤外りん光イリジウム錯体の開発

    • 著者名/発表者名
      吉原利忠,八木橋美樹,田中亜沙美,寺田幹,穂坂正博,竹内利行,飛田成史
    • 学会等名
      第8回日本分子イメージング学会学術大会
    • 発表場所
      横浜赤レンガ倉庫(神奈川県横浜市)
  • [産業財産権] 新規化合物およびそれを利用した酸素濃度測定試薬2013

    • 発明者名
      吉原利忠,村山沙織,飛田成史
    • 権利者名
      国立大学法人群馬大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-244186
    • 出願年月日
      2013-11-26
  • [産業財産権] 細胞・組織内酸素濃度測定のための高感度近赤外りん光イリジウム錯体2013

    • 発明者名
      吉原利忠,小野寺研一,菊池俊毅,飛田成史
    • 権利者名
      国立大学法人群馬大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-244120
    • 出願年月日
      2013-11-26

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公開日: 2015-05-28  

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