公募研究
生命現象を理解する上で、生きている状態のままの生体でリアルタイムかつ高い時空間分解能で生命現象を可視化することは、それらの理解の上で極めて重要である。このような観察を実現する技術として、簡便性や高い感度、高い時空間分解能から蛍光イメージングが生命科学研究において汎用されている。本研究においては、合成化学を駆使して新しい機能を持つ有機小分子の創製を行った。特に有機小分子内での分子の動きを制御することによって、光照射によって生じる「分子の励起状態」を制御し、光機能性分子(蛍光プローブや光増感剤)の開発を目指した。生体内における異常な低酸素状態はがんや虚血性疾患などと密接に関与している。本年度は、低酸素環境を認識し発蛍光する蛍光プローブに加えて、低酸素環境で活性化し光増感能を回復する機能性光増感剤の開発を行った。このような機能性光増感剤の開発は、がん細胞に取り込ませてレーザー照射によって治療を行う光線力学療法(PDT)や、細胞死を誘導してその機能を解析するcell ablationに応用される。これまでに開発に成功している低酸素環境を検出する蛍光プローブの分子デザインとして、アゾ基が低酸素環境下選択的に還元的開裂反応を受けること、及びアゾ化合物が一般的に無蛍光物質であることに着目した。すなわち、蛍光団の共役系にアゾ基を導入することで蛍光を消失させ、低酸素環境依存的にアゾ基が還元的開裂を受けることで蛍光が回復する低酸素感受性蛍光プローブの開発に成功している。一方、光増感剤の分子設計としては、重原子効果により高い効率で一重項酸素を生成することが知られているSe-xanthene系色素のアゾ誘導体としてdiMe SeRを開発し、それを母核としたdiMe azoSeRをデザイン・合成し、さらに生細胞への応用も行った。これら研究を通して、本「柔らかな分子系」の有用性を示すことに成功した。
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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