スピロ環化平衡を利用した、細胞が発生する力を測定・検出するメカノフォアの開発

今年度は、生体の発生する非常に小さな力を可視化する高感度な小分子型メカノフォアとして利用することを志向し、生理的条件下においてスピロ環化平衡特性を有することが知られるAMSiR及びHMSiRに対して、力負荷部位としてのヒドロキシ基をアルキルリンカーを介して付与した２種類のパイロット化合物HPAMSiR及びHHPMSiRを合成、評価した。具体的には、引張力負荷実験として、パイロット化合物のうちHPAMSiRについて、メカノフォアの評価系として代表的であるポリウレタンを用いて評価、すなわち、HPAMSiR含有ポリウレタンを合成し、引張試験を行った。HPAMSiR含有ポリウレタンについては、ポリテトラヒドロフラン（平均分子量2000）、1,4-ブタンジオール、ジフェニルメタンジイソシアネート、及びHPAMSiRを原料とし、ジラウリン酸ジブチルスズを触媒としてTHF溶媒中において液相合成した後、①メタノール中で析出②テトラヒドロフランに溶解③ヘキサン中において再び析出の工程により取得した。取得したHPAMSiR含有ポリウレタンにより形成した薄層フィルムについて、励起光存在下で引張力を負荷したところ、ポリウレタン中に含まれる色素由来の蛍光の上昇は観測されなかった。また、フィルム形成の際に有機酸としての２ブロモ安息香酸を含有させた薄層フィルムを作成したところ、引張力の有無に関わらず色素由来の蛍光が観測された。以上から、作成したポリウレタンにはHPAMSiRが取り込まれているものの、少なくともポリウレタンのような非水系条件においては、ポリマーの伸長により負荷できる程度の引張力によってはHPAMSiRの開環が見られないことが明らかとなった。

今年度は、生体の発生する非常に小さな力を可視化する高感度な小分子型メカノフォアとして利用することを志向し、生理的条件下においてスピロ環化平衡特性を有することが知られるAMSiR及びHMSiRに対して、力負荷部位としてのヒドロキシ基をアルキルリンカーを介して付与した２種類のパイロット化合物HPAMSiR及びHHPMSiRを合成、評価した。具体的には、引張力負荷実験として、パイロット化合物のうちHPAMSiRについて、メカノフォアの評価系として代表的であるポリウレタンを用いて評価、すなわち、HPAMSiR含有ポリウレタンを合成し、引張試験を行った。HPAMSiR含有ポリウレタンについては、ポリテトラヒドロフラン（平均分子量2000）、1,4-ブタンジオール、ジフェニルメタンジイソシアネート、及びHPAMSiRを原料とし、ジラウリン酸ジブチルスズを触媒としてTHF溶媒中において液相合成した後、①メタノール中で析出②テトラヒドロフランに溶解③ヘキサン中において再び析出の工程により取得した。取得したHPAMSiR含有ポリウレタンにより形成した薄層フィルムについて、励起光存在下で引張力を負荷したところ、ポリウレタン中に含まれる色素由来の蛍光の上昇は観測されなかった。また、フィルム形成の際に有機酸としての２ブロモ安息香酸を含有させた薄層フィルムを作成したところ、引張力の有無に関わらず色素由来の蛍光が観測された。以上から、作成したポリウレタンにはHPAMSiRが取り込まれているものの、少なくともポリウレタンのような非水系条件においては、ポリマーの伸長により負荷できる程度の引張力によってはHPAMSiRの開環が見られないことが明らかとなった。