有機リン蛍光色素の創製とバイオイメージングへの応用

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前年度までに得られたホスファローダミン色素の中でも，キサンテン骨格の9位をジメトキシフェニル基で置換したPREX 710は，特に高い化学的安定性と光安定性を有する。PREX 710は細胞膜透過性を有し，ミトコンドリア特異的に局在することがわかった。PREX 710は近赤外領域に吸収および蛍光極大をもつため，様々なオルガネラ染色剤との共染色が可能である。実際，細胞膜染色剤のDiIと核染色剤であるSiR-DNAをPREX 710と同時に添加することで，各オルガネラのマルチカラーイメージングを達成した。また，PREX 710で染色したHeLa細胞を30秒おきに7時間半，連続撮影したところ，細胞分裂する様子をライブで捉えることに成功した。最後に，PREX 710を用いたin vivo深部イメージングを実施した。PREX 710でラベル化したデキストラン（分子量70,000）をマウス尾静脈から投与し，脳深部の血管イメージング画像を取得した。その結果，表層から300-400マイクロメートル深部にある血管を検出することができ，脳血管を3次元的に画像化することができた。以上の結果は，PREX 710が新しい近赤外蛍光色素として有用であることを示している。ホスファローダミン色素の安定性を評価する過程で，興味深い現象を発見した。すなわち，ホスファローダミン色素をpH 11-12の水溶液中に溶解させると加水分解反応が進行し，アミノ基の１つが酸素原子に置換された選択的にロドールが得られた。さらに，強塩基であるpH 13以上の水溶液中では，もう一段階加水分解がおこり，２つとも酸素原子に置換されたフルオレセイン誘導体が生成した。ホスファロドールは，ユニークな溶媒依存性を示し，低極性溶媒中では電荷をもたない骨格であるが，極性溶媒中では双性イオンとして存在していることを明らかにした。