高感度・高認識性を有する蛍光プローブによる環境・生体内微量有害重金属イオンの検出

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23550077
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機化学
• 研究機関: 奈良女子大学
• 研究代表者: 三方 裕司 奈良女子大学, 自然科学系, 准教授 (10252826)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 分子認識 / 蛍光プローブ / 重金属 / 生物無機化学 / キノリン / イソキノリン / 亜鉛 / カドミウム

研究概要

細胞親和性に優れた，特定金属イオンに対する高感度蛍光プローブ分子の開発研究を行った。金属配位部位と蛍光団を兼ね備えた分子をデザイン・合成し，その重金属イオンに対する蛍光プローブとしての機能を細胞外，細胞内で詳細に検討した。また，糖部位の導入による水溶性の向上と化合物の毒性軽減効果も検討した。
配位子の精密設計により，亜鉛，カドミウム，水銀イオンに対する選択的蛍光プローブの開発に成功した。本研究成果は，次世代の蛍光センサー分子創製のための重要な指針を提供することにつながると期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Isoquinoline-derivatized tris(2-pyridylmethyl)- amines as fluorescent zinc sensors with strict Zn^<2+>/Cd^<2+> selectivity (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Mikata, K. Kawata, S. Takeuchi, K. Nakanishi, H. Konno, S. Itami, K. Yasuda, S. Tamotsu and S. C. Burdette
  • 雑誌名: Dalton Trans 巻: (in press)
  • DOI: 10.1039/C4DT01054J
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bis(2-quinolylmethyl)ethylenediaminediacetic acids (BQENDAs), TQEN-EDTA hybrid molecules as fluorescent zinc sensors (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Mikata, S. Takeuchi, H. Konno, S. Iwatsuki, S. Akaji, I. Hamagami, M. Aoyama, K. Yasuda, S. Tamotsu and S. C. Burdette
  • 雑誌名: Dalton Trans 巻: (in press)
  • DOI: 10.1039/C4DT00261J
  • 査読あり
• [雑誌論文] 8-TQEN (N, N, N', N'-tetrakis- (8-quinolylmethyl)ethylenediamine) Analogs as Fluorescent Cadmium Sensors : Strategies to Enhance Cd^<2+>-Induced Fluorescence and Cd^<2+>/Zn^<2+> Selectivity (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Mikata, A. Takekoshi, A. Kizu, Y. Nodomi, M. Aoyama, K. Yasuda, S. Tamotsu, H. Konno and S. C. Burdette
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 4(25) ページ: 12849-12856
  • DOI: 10.1039/C4RA00010B
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quinoline-attached triazacyclononane(TACN) derivatives as fluorescent zinc sensors (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Mikata, Y. Nodomi, A. Kizu and H. Konno
  • 雑誌名: Dalton Trans 巻: 43(4) ページ: 1684-1690
  • DOI: 10.1039/C3DT52107A
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative Fluorescent Detection of Pyrophosphate with Quinoline-Ligated Dinuclear Zinc Complexes (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Mikata, A. Ugai, R. Ohnishi, and H. Konno
  • 雑誌名: Inorg. Chem 巻: 52(18) ページ: 10223-10225
  • DOI: 10.1021/ic401605m
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structures of Mosher's Salt and Ester Elucidated by X-Ray Crystallography (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Ichikawa, H. Ono and Y. Mikata
  • 雑誌名: CrystEngComm 巻: 15 ページ: 8088-8096
  • DOI: 10.1039/C3CE41160E
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis, Characterization, and Biological Studies of Emissive Rhenium-Glutamine Conjugates (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Huang, G. Langille, R. K. Gill, C. M. J. Li, Y. Mikata, M. Q. Wong, D. T. Yapp, T. Storr
  • 雑誌名: J. Biol. Inorg. Chem 巻: 18 ページ: 831-844
  • DOI: 10.1007/s00775-013-1023-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quinoline-Based Fluorescent Zinc Sensors with Enhanced Fluorescence Intensity, Zn/Cd Selectivity and Metal Binding Affinity by Conformational Restriction (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Mikata, Y. Sato, S. Takeuchi, Y. Kuroda, H. Konno and S. Iwatsuki
  • 雑誌名: Dalton Trans 巻: 42(26) ページ: 9688-9698
  • DOI: 10.1039/C3DT50719J
• [雑誌論文] Thioether-tethered bisquinoline derivatives as fluorescent probes for mercury(II) and iron(III) ions (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Mikata, F. Nakagaki, K. Nakanishi
  • 雑誌名: New. J. Chem 巻: 37(8) ページ: 2236-2240
  • DOI: 10.1039/C3NJ00233K
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heterocyclic bismuth carboxylates based on a diphenyl sulfone scaffold : Synthesis and antifungal activity against (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Murafuji, K. Kitagawa, D. Yoshimatsu, K. Kondo, K. Ishiguro, R. Tsunashima, I. Miyakawa, Y. Mikata
  • 雑誌名: Saccharomyces cerevisiae, Eur. J. Med. Chem 巻: 63 ページ: 531-535
  • DOI: 10.1016/j.ejmech.2013.02.036
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis, Crystal Structure and Electronic Absorption of Chlorophyll Derivatives Possessing a β-Diketonate Moiety at the C3 Position (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kinoshita, M. Kunieda, Y. Mikata, and H. Tamiaki
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett 巻: 54(10) ページ: 1243-1246
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2012.12.100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Triphenylphosphine-mediated reaction of dialkyl azodicarboxylate with activated alkenes leading to pyrazolines (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Yamazaki, Y. Maenaka, K. Fujinami, and Y. Mikata
  • 雑誌名: RSC Adv 巻: 2(21) ページ: 8095-8103
  • DOI: 10.1039/C2RA21249H
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differentiation of Oxygen Atom Chirality in Copper(II) Complexes with Dipicolylamine (DPA)-Derived Ligands (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Mikata, T. Fujimoto, N. Imai, and S. Kondo
  • 雑誌名: Eur. J. Inorg. Chem 巻: 27 ページ: 4310-4317
  • DOI: 10.1002/ejic.201200521
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and photodynamic properties of maltohexaose-conjugated porphyrins (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Mikata, M. Shibata, Y. Baba, T. Kakuchi, M. Nakai, and S. Yano
  • 雑誌名: J. Porphyrins Phthalocianines 巻: 16(11) ページ: 1177-1185
  • DOI: 10.1142/S1088424612501155
  • 査読あり
• [雑誌論文] Naphthyl Groups in Chiral Recognition : Structures of Salts and Esters Prepared from 2-Methoxy-2-Naphthylpropanoic Acids (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Ichikawa, H. Ono, and Y. Mikata
  • 雑誌名: Chem. Asian J 巻: 7(10) ページ: 2294-2304
  • DOI: 10.1002/asia.201200345
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quinoline-Based, Glucose-Pendant Fluorescent Zinc Probes (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Mikata, A. Ugai, K. Yasuda, S. Itami, S. Tamotsu, H. Konno, and S. Iwatsuki
  • 雑誌名: Chemistry & Biodiversity 巻: 9(9) ページ: 2064-2074
  • DOI: 10.1002/cbdv.201100445
  • 査読あり
• [雑誌論文] Syntheses, characterization, and antitumor activity of Pt(II) and Pd(II) complexes with sugar conjugated triazole ligands (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Yano, H. Ohi, M. Ashizaki, M. Obata, Y. Mikata, R. Tanaka, T. Nishioka, I. Kinoshita, Y. Sugai, I. Okura, S. Ogura, J. A. Czaplewska, M. Gottschaldt, U. S. Schubert, T. Funabiki, K. Morimoto, and M. Nakai
  • 雑誌名: Chemistry & Biodiversity 巻: 9(9) ページ: 1903-1915
  • DOI: 10.1002/cbdv.201100441
  • 査読あり
• [雑誌論文] Zinc-Specific Fluorescent Response of Tris(isoquinolylmethyl)amines (isoTQAs) (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Mikata, K. Kawata, S. Iwatsuki, and H. Konno
  • 雑誌名: Inorg. Chem 巻: 51(3) ページ: 1859-1865
  • DOI: 10.1021/ic202159v
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Rhenium(I) Tricarbonyl Complexes with Carbohydrate-Pendant Tridentate Ligands and their Cellular Uptake (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Mikata, K. Takahashi, Y. Noguchi, M. Naemura, A. Ugai, S. Itami, K. Yasuda, S. Tamotsu, T. Matsuo, and T. Storr
  • 雑誌名: Eur. J. Inorg. Chem 巻: 2 ページ: 217-225
  • DOI: 10.1002/ejic.201190115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photooxidative cleavage of zinc 20-substituted chlorophyll derivatives : conformationally P-helix-favored formation of regioselectively 19-20 opened linear tetrapyrroles (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Tamiaki, Y. Okamoto, Y. Mikata and S. Shoji
  • 雑誌名: Photochem. Photobiol. Sci 巻: 11(6) ページ: 898-907
  • DOI: 10.1039/C1PP05301A
  • 査読あり
• [学会発表] キノリン部位を有するトリス(2-ピリジルメチル)アミン(TPA)アナローグの亜鉛イオン選択的蛍光応答 (2014)
  • 著者名/発表者名: 納富由貴・三方裕司
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] イソキノリン誘導体を用いた亜鉛イオンの定量的蛍光検出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大西理佐・鵜飼杏奈・三方裕司
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] 水溶性TQEN誘導体の亜鉛イオンに対する蛍光特性の検証 (2014)
  • 著者名/発表者名: 武内沙郁・三方裕司
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] キノリン部位を有するo-フェニレンジアミン誘導体のカドミウム特異的蛍光応答 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木津朝子・三方裕司
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] キノリン部位を有するアミン誘導体のカドミウム選択的蛍光応答 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹腰綾香・三方裕司
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] Quinoline-ligated Dinuclear Zinc Complexes as a Fluorescenr Sensor for Pyrophosphate Anion (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Ohnishi, A. Ugai, and Y. Mikata
  • 学会等名: The 2nd Japan-France Coordination Chemistry Symposium
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 20131124-28
• [学会発表] Comparison of Fluorescence Properties of Quinoline-based Ethylenediamine Derivatives toward Zinc and Cadmium Ions (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Takeuchi and Y. Mikata
  • 学会等名: The 2nd Japan-France Coordination Chemistry Symposium
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 20131124-28
• [学会発表] Fluorescent Response of Quinoline-based TACN Derivatives toward Zinc(II) (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Nodomi, A. Kizu, H. Konno, and Y. Mikata
  • 学会等名: The 2nd Japan-France Coordination Chemistry Symposium
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 20131124-28
• [学会発表] Quinoline-based ligand design for fluorescent sensing of metal ions and anions (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Mikata
  • 学会等名: SPACC20
  • 発表場所: Changchun, China
  • 年月日: 20130911-14
• [学会発表] Quantitative Fluorescence Detection of Pyrophosphate with Quinoline-Ligated Dinuclear Zinc Complexes (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Mikata
  • 学会等名: ICBIC16
  • 発表場所: Grenoble, France
  • 年月日: 20130722-26
• [学会発表] キノリン誘導体を配位子とする亜鉛二核錯体によるピロリン酸の定量蛍光検出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 三方裕司・鵜飼杏奈
  • 学会等名: 第10回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
  • 発表場所: 和歌山
  • 年月日: 20130525-26
• [学会発表] 亜鉛イオン選択的蛍光応答を示すキノリンおよびイソキノリン誘導体の金属親和性に関する総合的考察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 武内沙郁・三方裕司
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 草津
  • 年月日: 20130322-25
• [学会発表] キノリン骨格を有する銅二核錯体の構造と反応性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹腰綾香・三方裕司
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 草津
  • 年月日: 20130322-25
• [学会発表] キノリンおよびイソキノリン部位を有するN, N'-ジメチルエチレンジアミン誘導体を用いたビス(μ-オキソ)マンガン二核錯体の合成とその特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 黒田靖子・三方裕司
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 草津
  • 年月日: 20130322-25
• [学会発表] キノリン部位を有する亜鉛二核錯体のピロリン酸に対する蛍光応答機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鵜飼杏奈・三方裕司
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 草津
  • 年月日: 20130322-25
• [学会発表] キノリン骨格を有するトリス(2-ピリジルメチル)アミン(TPA)類似体の金属イオンに対する蛍光応答 (2013)
  • 著者名/発表者名: 納富由貴・三方裕司
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 草津
  • 年月日: 20130322-25
• [学会発表] チオエーテル連結ビスキノリン誘導体の金属イオンに対する蛍光応答 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中西香織・三方裕司
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 草津
  • 年月日: 20130322-25
• [学会発表] キノリン部位を有するアミン誘導体の水銀(II)および鉄(III)イオン特異的蛍光応答 (2012)
  • 著者名/発表者名: 納富由貴・三方裕司
  • 学会等名: 第62回錯体化学討論会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 20120921-23
• [学会発表] 亜鉛イオン特異的蛍光センサーTQENの機能改善 (2012)
  • 著者名/発表者名: 武内沙郁・三方裕司
  • 学会等名: 第62回錯体化学討論会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 20120921-23
• [学会発表] Zinc-Specific Fluorescent Response of Quinoline-Based Tripodal Ligands (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Mikata and K. Kawata
  • 学会等名: ICCC40
  • 発表場所: Valencia, Spain
  • 年月日: 20120909-13
• [学会発表] TQEN and isoTQEN Derivatives on 1, 2-Cyclohexanediamine Platform as Fluorescent Zinc Sensors with Enhanced Fluorescence and Zn/Cd Selectivity (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Mikata, Y. Sato, S. Takeuchi, and Y. Kuroda
  • 学会等名: SPACC19
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 20120803-04
• [学会発表] Fluorescent Response of Quinoline-Based Ethylenediamine Derivatives toward Zinc Ion in Aqueous Solution (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Takeuchi and Y. Mikata
  • 学会等名: SPACC19
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 20120803-04
• [学会発表] Fluorescent Response of Quinoline-Based Amine Derivatives toward Metal Ion (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Nodomi and Y. Mikata
  • 学会等名: SPACC19
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 20120803-04
• [学会発表] イソキノリン部位を有するエチレンジアミン誘導体の水中における亜鉛イオン選択的蛍光応答 (2012)
  • 著者名/発表者名: 武内沙郁・三方裕司
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20120325-28
• [学会発表] 1, 4, 7-トリアザシクロノナン骨格を有するキノリン誘導体の亜鉛イオン選択的蛍光応答 (2012)
  • 著者名/発表者名: 納富由貴・三方裕司
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20120325-28
• [学会発表] Qunoline-Based Fluorescent Zinc Sensor with High Affinity and Selectivity (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Mikata
  • 学会等名: Zing Conference
  • 発表場所: Cancun, Mexico
  • 年月日: 20111209-13
• [学会発表] キノリン部位を有する水溶性亜鉛イオン蛍光センサーの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鵜飼杏奈・三方裕司
  • 学会等名: 第61回錯体化学討論会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20110917-19
• [学会発表] イソキノリン部位を有する配位子を用いたマンガン四核錯体の合成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 村上可愛・三方裕司
  • 学会等名: 第61回錯体化学討論会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20110917-19
• [学会発表] キノリン部位をもつ亜鉛二核錯体によるピロリン酸の蛍光検出 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鵜飼杏奈・三方裕司
  • 学会等名: バイオ関連合同シンポジウム
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 20110912-14
• [学会発表] Quinoline-Based Ligand Design for Metal Ion Sensing and Molecular Architecture (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Mikata
  • 学会等名: ICBIC15
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 20110807-12
• [学会発表] Quinoline-based fluorescent zinc sensor with glucose pendant (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Ugai, S. Iwatsuki, and Y. Mikata
  • 学会等名: ICBIC15
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 20110807-12
• [学会発表] Isoquinoline-based fluorescent zinc sensor molecules (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Kawata and Y. Mikata
  • 学会等名: ICBIC15
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 20110807-12
• [学会発表] Cellular Uptake of Rhenium(I) Tricarbonyl Complexes with Carbohydrate Pendant Ligands (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Mikata
  • 学会等名: SPACC18
  • 発表場所: Whistler, Canada
  • 年月日: 20110803-06
• [学会発表] Fluorescent Chemosensor Based on Isoquinoline for Detection for Zinc Ion in Living Cell. I (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Kawata and Y. Mikata
  • 学会等名: SPACC18
  • 発表場所: Whistler, Canada
  • 年月日: 20110803-06
• [学会発表] Fluorescent Characteristics of Water-Soluble (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Ugai, S. Iwatsuki, and Y. Mikata
  • 学会等名: Quinoline-Based Ligand Affected by Zinc Ion
  • 発表場所: Whistler, Canada
  • 年月日: 20110803-06
• [産業財産権] 金属イオン蛍光プローブ (2013)
  • 発明者名: 三方裕司
  • 権利者名: 国立大学法人奈良女子大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2013-004402
  • 出願年月日: 2013-01-25