脳マイクロダイゼイゼートにおけるESIPT活性化プローブを用いた硫化水素の選択的蛍光検出

科学分野:

• 神経科学
• 分析化学
• 生化学

背景:

• 硫化水素（H2S）は、中枢神経系における重要な神経修飾因子です。
• 内因性のチオールや硫黄化合物からの干渉のため、脳内のH2Sの正確な定量化は困難です。

研究 の 目的:

• H2Sを選択的かつ高感度に検出する蛍光プローブを開発すること。
• 複雑な生物学的システムにおけるH2S定量化の課題を克服すること。

主な方法:

• 励起状態分子内プロトン移動（ESIPT）ベースの蛍光プローブの設計。
• シアノ基置換カルバメートユニットを利用してESIPTを抑制し、ターンオン蛍光を実現。
• マウスモデルにおける蛍光分光法およびマイクロダイゼイゼートを用いたプローブ性能の検証。

主要な成果:

• プローブは、H2S検出時に594 nmで明確なターンオン蛍光を示しました。
• 線形蛍光増強（R^2 = 0.997）を2-50μMの範囲で達成し、検出限界は0.206μMでした。
• 干渉種に対する高い選択性と生理的条件下での安定性を示しました。
• 正常およびパーキンソン病マウスの海馬マイクロダイゼイゼート中の内因性H2Sを定量化することに成功しました。

結論:

• 開発されたプローブは、神経化学研究におけるH2S定量化のための堅牢な分析ツールです。
• パーキンソン病のような疾患モデルを含む、脳内のH2Sダイナミクスの信頼性の高い測定を可能にします。
• 生物学的に関連性の高い分子を高感度かつ選択的に検出するためのESIPTベースプローブの可能性を強調しています。