発光性含カルコゲンジベンゾバレレンポリマーの合成と過酸化物センサーへの応用展開

含硫族发光二苯并戊烯聚合物的合成及其在过氧化物传感器中的应用

基本信息

批准号：
14J09624
负责人：
安中辰朗
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo (2015)Saitama University (2014)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、生理活性物質である硫化水素と次亜塩素酸の両方に活性である可逆的な蛍光プローブの開発を目的とした。これを達成することによって、経時的な生体環境の追跡が可能となるが、可逆的なターンオン型硫化水素蛍光プローブは未だ開発されていない。ここでは、セレン原子の酸化還元を機能発言の源とする生体内抗酸化酵素のグルタチオンペルオキシダーゼをモデルとし、高い蛍光性を有するセレニド/セレノキシドの酸化還元系に基づく蛍光プローブの開発を行った。セレノキシドは簡便かつ収率の高い二段階の反応によって得られた。アセトニトリル/リン酸緩衝生理食塩水中において、セレニドとセレノキシドの間には大きな蛍光オンオフ性が観測された。セレノキシドは硫化水素と迅速、定量的、選択的に反応し、高蛍光セレニドを与え、引き続く次亜塩素酸の添加によって、セレノキシドが再生された。このように、セレニド/セレノキシドの酸化還元系が可逆的かつ高性能で硫化水素に対してターンオン型で作用する素蛍光プローブであることを明らかにした。しかしながら、セレニドの蛍光色は青色であり、青色蛍光は生体組織の吸収、散乱による感度低下や細胞障害を引き起こす可能性があり、長波長領域での可視化が求められている。次に、長波長領域の蛍光を示すセレニド/セレノキシドの酸化還元系の開発を検討した。材料としては、分子内に強い電子供与基であるアミノ基と電子求引基であるシアノ基を有する、プッシュプル型化合物を設計した。同様の二段階反応によって、収率良く得られたセレニド/セレノキシドは橙色の蛍光を示し、それらの間には大きな蛍光オンオフ性が観測された。今後は、得られた橙色蛍光を示すセレニド/セレノキシドの硫化水素検出能を調査すると共に、細胞中での可視化を目指した水溶性の発現を検討する。

在这项研究中，我们的目标是开发一种可逆荧光探针，该探针对生理活性物质硫化氢和次氯酸都有活性。实现这一点使得随着时间的推移跟踪生物环境成为可能，但尚未开发出可逆开启的硫化氢荧光探针。在这里，我们以体内抗氧化酶谷胱甘肽过氧化物酶为模型，开发了一种基于高荧光硒化物/氧化硒氧化还原系统的荧光探针，其功能来源于硒原子的氧化还原。通过简单且高产率的两步反应获得了氧化硒。在乙腈/磷酸盐缓冲盐水中，硒化物和氧化硒之间观察到大的荧光开关特性。氧化硒与硫化氢快速、定量、选择性地反应，得到高荧光硒化物，随后添加次氯酸再生氧化硒。因此，我们证明了硒化物/氧化硒氧化还原系统是一种可逆的、高性能的基本荧光探针，它以开启的方式作用于硫化氢。然而，硒化物的荧光颜色为蓝色，蓝色荧光可能会因活体组织的吸收和散射而导致灵敏度下降或细胞损伤，需要长波长区域的可视化。接下来，我们研究了在长波长范围内表现出荧光的硒化物/氧化硒氧化还原系统的开发。作为一种材料，我们设计了一种推挽型化合物，其分子中具有强给电子基团氨基和吸电子基团氰基。通过类似的两步反应，以良好的产率获得的硒化物/氧化硒表现出橙色荧光，并且在它们之间观察到大的荧光开关特性。未来，我们将研究呈现橙色荧光的硒化物/氧化硒的硫化氢检测能力，并检查水溶性的表达以在细胞中可视化。