Development of gold nanoparticles-based photosensitizer nanomachine capable of ON-OFF switching for reactive oxygen generation

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究課題では、外部環境の変化によって活性酸素、特に一重項酸素の発生能のON-OFFスイッチングが可能な金ナノ粒子系光増感性ナノマシンを開発する事が目的である。令和４年度に実施した研究実績の概要は以下の通りである。＜リガンド交換反応によるポルフィリン修飾金ナノ粒子の一重項酸素発生能の制御＞　前年度に合成が完了したAu-S結合によりポルフィリンを修飾した金ナノ粒子を用いて一重項酸素の発生効率を化学クエンチャーにより解析した所８％と抑制された。ここに金親和性の硫黄化合物である1-ドデカンチオールを添加すると、粒子界面上でのリガンド交換反応によってポルフィリン部位が脱離し、一重項酸素発生効率約４０％という顕著な増大が見られた。また様々な硫黄化合物を用いてリガンド交換反応を行った結果、明らかな一重項酸素の発生が確認された。これらの中でという会合性置換基を有する硫黄化合物を用いた場合は、リガンド交換反応後の金ナノ粒子の凝集を誘発し、一重項酸素発生効率の更なる増加現象（約６０％）を示した。＜光増感部の機械的運動が可能な擬ロタキサンの合成＞　本研究課題の最終目標は、一重項酸素発生能の可逆的コントロールである。しかしながら上記の共有結合型ポルフィリン修飾金ナノ粒子は光増感性ポルフィリンの金ナノ粒子界面からの解離現象によって一重項酸素発生能を発現している為に不可逆となる。そこで、可逆的な機械的往復運動が可能なロタキサンを界面修飾した金ナノ粒子を創製する事を目指し、ここでは大環状可動部にポルフィリンを有する擬ロタキサンを合成した。まずはベンゾ24-クラウン-8にポルフィリンを修飾した大環状化合物をLindsey法により調製した。別途、片端に3,5-ジt-ブチルベンジルアミノ基をストッパーとして有する軸成分分子を準備し、先の大環状化合物と混合する事で自己組織化的に擬ロタキサンを合成した。