研究内容 [Research]

医薬・バイオ・化粧品、電子材料など様々な分野で応用可能な新しい機能性有機材料を創製する研究を通じて、

• これまで学んだ知識・経験を活用する力

• 未知の分野に対して自ら学び挑戦する力 を育み、

それぞれの目的達成のため、グループ一丸となって取り組んでいます。

蛍光有機材料は、光・熱など様々な外的要因によりその発光特性が失われるものが多数存在します。

本研究では、その発光特性を失うことのない蛍光有機材料の創製を目的として、特に電子線に対して高い耐性を有する蛍光材料の創製を目指しています。

合成した蛍光材料は、例えば、がん診断やDNAマイクロアレイなどの観察用標識試料としての応用法について検討しています。

この研究は、(株)アイエスティー、九州産業大学、九州大学病院、産業技術総合研究所など複数の機関との共同研究です。

1. NIR-FLUORESCENT ETHYL 4,7-BIS(5-ARYLTHIOPHEN-2-YL)-1,2,5-OXADIAZOLO[3,4-c]PYRIDINE-6-CARBOXYLATE , K. Nishi, N. Seto, W. Iwasaki, Y. Matsuoka, Y. Kashiwa, Y. Sano, T. Kawaharada, T. Yazumi, K. Mizuki, S. Isobe, Heterocycles 2015, 91(8), 1585-1590. 

2. Development of Pathological Diagnostics of Human Kidney Cancer by Multiple Staining Using New Fluorescent Fluolid Dyes, D. Wuxiuer, Y. Zhu, T. Ogaeri, K. Mizuki, Y. Kashiwa, K. Nishi, S. Isobe, T. Aoyagi, R. Kiyama, BioMed Research International, 2014, 2014, Article ID 437871.

3. Application of Fluolid-Orange-labeled probes for DNAmicroarray and immunological assays, Y. Zhu, T. Ogaeri, J. Suzuki, S. Dong, T. Aoyagi, K. Mizuki, M. Takasugi, S. Isobe and R. Kiyama, Biotechnol. Lett., 2011, 33, 9, 1759-1766.

4. A fluorescence scanning electron microscope,  T. Kanemaru, K. Hirata, S. Takasu, S. Isobe, K. Mizuki, S. Mataka, K.Nakamura, Materials Today, 2010, 12, Supplement 1, 18-23.

Figure 2: Stability of fluorescent dyes in histopathological sections. Fluorescent images were examined for a tissue section before (a: right image) or after (b: left image) the storage at room temperature for almost three years. A normal human kidney tissue section was subjected to quadruple staining with three different Fluolid dyes and DAPI. Antibodies against Kank1, CK7, and CD10 were used as the primary antibodies, and Fluolid-Green-conjugated anti-mouse IgG, Fluolid-Orange-conjugated anti-rabbit IgG, and Alexa Fluor 647-conjugated anti-goat IgG were used as the secondary antibodies. Bar = 20 μm. ｢文献1より引用｣ 

有機材料は、水に難溶・不溶のものが数多く存在しています。

本研究では、医薬・バイオでの特定分子検出材料や金属イオンの検出、病気の治療薬開発を目的として、難溶・不溶な有機材料を水溶化し特定分子・金属イオンの高感度検出が可能な材料を創製したり、水に不溶なフラーレンを水溶化し光線力学療法用の薬剤へ応用(文献1)したりしています。

1.  Synthesis, Aggregation Behavior, and Photodynamic Properties of a Water-Soluble Fulleropyrrolidine Bearing an N-PEG Pyridinium Unit , K. Mizuki, S. Matsumoto, T. Honda, K. Maeda, S. Toyama, D. Iohara, F. Hirayama, S. Okazaki, K. Takeshita, T. Hatta, Chem. Pharm. Bull., 2018, 66(8), 822–825. 

生物や人体にはいまだ解明されていない現象が数多く存在しています。解明する手段は様々存在しますが、その方法の一つに物質（分子・組織）の可視化があります。

本研究では、新しい治療法や薬を開発する手がかりを見つけるべく、利用目的に応じた蛍光トレーサーを創製し、未知の生体現象を解明することを目指しています。

この研究は、富山大学 赤井教授、金沢医科大学 八田教授、崇城大学八田教授との共同研究です。

• Extracranial Outflow of Particles Solved in Cerebrospinal Fluid: Fluorescein Injection Study, T. Akai, T. Hatta, H. Shimada, K. Mizuki, N. Kudo, T. Hatta, H. Otani, Congenital Anomalies, 2018, 58(3), 93-98. 

• Paraquat toxicity induced by voltage-dependent anion channel 1 acts as an NADH-dependent oxidoreductase,  H. Shimada, K. I. Hirai, E. Simamura, T. Hatta, H. Iwakiri, K. Mizuki, T. Sawasaki, S. Matsunaga, Y. Endo, S. Shimizu, Journal of Biological Chemistry, 2009, 284(42), 28642-28649.

多孔性材料として盛んに研究が進められているMOFやHOFの高機能化のため、新たな有機配位子の構造的な特徴を利用した低対称性MOFの構築し、触媒能や分子補足のを向上させる研究を進めています。

次々と有機ELを搭載した製品が実用化される一方で、製造コスト・製品寿命・発光効率などの解決すべき問題も数多く指摘されています。

本研究では、それらの問題点を改善すべく、凝集誘起発光特性やエキシマー発光特性などを有する非ドープ型有機EL用蛍光材料の創出を目指しています。

• Synthesis and Optical Properties of Polyarylimidazole Derivatives Containing Naphthyl Groups in the 4,5-Position for Coated and Non-Doped OLED Materials, K. Mizuki, D. Sakai, Y. Hatashima, T. Hatta, HETEROCYCLES, 2019, 98(6), 813-821.