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2011 年度 実施状況報告書

超分子戦略による磁気共鳴―ランタニド発光デュアルイメージングプローブの創製

研究課題

研究課題/領域番号 23655060
研究機関東北大学

研究代表者

壹岐 伸彦  東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (50282108)

研究分担者 星野 仁  東北大学, 環境科学研究科, 教授 (20124620)
高橋 透  福井大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (30361166)
研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2013-03-31
キーワードイメージングプローブ / 発光イメージング / 磁気共鳴イメージング / ランタニド / チアカリックスアレーン
研究概要

医療分野のキーテクノロジーであるバイオイメージング法の感度や分解能の限界を打破すべく,磁気共鳴イメージング(MRI)とランタニド(Ln)発光イメージングとの重畳を実現するデュアルイメージングプローブ(DIP)を開発する.本研究では申請者らの見いだしたチアカリックスアレーン(TCA)が複数のLnを含むコアを2個のTCAで挟み込んだ超分子錯体を形成することを利用して新しいDIPを創製する.本年度は異核副核錯体の単離を想定し,その前段階としてLnn・TCAmの単一生成条件を精査した(n, m: 整数).その結果,TbIII- TCA二元系溶液では,Tb1・TCA1錯体が生成した後,pH 7.4ではTb3・TCA2およびTb4・TCA2錯体,pH 9.5ではTb3・TCA2およびTb2・TCA2錯体を生成することを解明した.YbIII‐TCA二元系溶液ではYb1・TCA1錯体が生成した後にYb3・TCA2錯体のみ生成することが解明した.NdIII‐TCA二元系溶液では,Nd1・TCA1錯体が生成した後にpHによらずNd3・TCA2およびNd4・TCA2錯体を生成することを解明した.さらに他のLnIIIとTCAとの自己組織化挙動を調査した結果,CeIIIからNdIIIはNdIII-TCA系,SmIIIからErIIIはTbIII-TCA系,TmIIIからLuIIIはYbIII-TCA系と同様のサンドイッチ型錯体を生成し,錯体の構造とLnIIIの原子番号(イオン半径)の間に規則性があることが判明した.生成した錯体はいずれも速度論的に安定であり,DIPの要件「解離しないこと」を満足している.また,上記自己組織化挙動の解明は,異核副核錯体を段階的に生成できる可能性を示唆しており,DIP実現に向けた重要なステップとなった.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

鍵となる異核副核錯体の生成にかかわる重要な知見,すなわち段階的な生成を明らかにしており,おおむね順調と言える.

今後の研究の推進方策

段階的にDIPを生成させ,その構造,速度論的安定性,磁気緩和特性,発光特性を評価する.

次年度の研究費の使用計画

次年度使用額は,今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり,次年度に計画している研究の遂行に使用する予定である.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Highly Efficient Near-Infrared-Emitting Lanthanide(III) Complexes Formed by Heterogeneous Self-Assembly of AgI, LnIII, and Thiacalix[4]arene-p-tetrasulfonate in Aqueous Solution (LnIII = NdIII, YbIII)2012

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiko Iki, Shouichi Hiro-oka, Teppei Tanaka, Chizuko Kabuto, and Hitoshi Hoshino
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 51 ページ: 1648-1656

    • 査読あり
  • [雑誌論文] pH-Responsive Switching of Near-Infrared Absorption of a Diradical Complex of PtII and 3,4-Diaminobenzoate Formed in Aqueous Solutions2011

    • 著者名/発表者名
      Kousaku Tamura, Atsuko Masuya, Nobuhiko Iki,* Yasunori Ohba, Seigo Yamauchi, and Hitoshi Hoshino
    • 雑誌名

      Inorg. Chim. Acta

      巻: 378 ページ: 81-86

    • DOI

      10.1016/j.ica.2011.08.018

    • 査読あり
  • [学会発表] チアカリックスアレーンの金属イオン精密認識能を基盤とする発光性ランタニド錯体の自律形成2011

    • 著者名/発表者名
      田中鉄兵・広岡祥一・壹岐伸彦・星野 仁
    • 学会等名
      化学系学協会東北大会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2011年9月17日
  • [学会発表] チアカリックスアレーンの精密認識能による超分子ランタニド錯体の自律的形成2011

    • 著者名/発表者名
      壹岐 伸彦・広岡 祥一・田中 鉄兵・星野 仁
    • 学会等名
      日本分析化学会第60年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2011年9月14日
  • [学会発表] チアカリックスアレーンの精密認識能による超分子ランタニド錯体の自律的形成2011

    • 著者名/発表者名
      壹岐伸彦・広岡祥一・田中鉄兵・星野仁
    • 学会等名
      第7回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2011年5月29日

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公開日: 2013-07-10  

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