蛍光イメージングとMRIで使える新イメージング材料：水に溶けて赤色発光

九州大学や東京科学大学、産業技術総合研究所（産総研）らによる研究グループは、水に溶けて発光するラジカル分子を開発した。この分子が蛍光イメージング（FI）や核磁気共鳴イメージング（MRI）のイメージング材料として活用できることを「世界で初めて」実証した。

[馬本隆綱，EE Times Japan]

水溶性発光ラジカルを用い細胞内FIやMRI画像の取得に成功

　九州大学や東京科学大学、産業技術総合研究所（産総研）らによる研究グループは2026年9月、水に溶けて発光するラジカル分子を開発したと発表した。この分子が蛍光イメージング（FI）や核磁気共鳴イメージング（MRI）のイメージング材料として活用できることを「世界で初めて」実証したという。

　FIやMRIといったバイオイメージング技術は基礎研究だけでなく、体内における薬剤や腫瘍の位置特定、臓器の状態検査などの臨床応用においても重要な画像化技術となっている。ところが、FIは高感度ではあるが撮影深度が比較的浅い。一方で撮影深度が深いMRIは感度が比較的低いなど、それぞれ一長一短ある。

FI／MRIの長所と短所およびTTMラジカルの分子構造［クリックで拡大］ 出所：九州大学他

　研究グループは今回、「tris（2,4,6-trichlorophenyl）methyl（TTM）ラジカル」に着目した。TTMラジカル誘導体は、赤色−近赤外を発光するメタルフリーの材料で、FIおよびMRIへの応用が期待されている。ただ、一般的な発光ラジカルは水に溶けにくく、たとえ溶けたとしてもほとんど、発光性がなくなってしまうという。

　そこで、水に溶けて発光するラジカルの開発に取り組んだ。具体的にはTTMに対して、水溶性かつ発光性を促す置換基（TP3BまたはTP9B）を3方向に結合した「TTM-trisTP3B」および「TTM-trisTP9B」を設計し合成を行った。

　開発したこれらの水溶性発光ラジカルは、水中でも高い安定性を示し、ピーク波長が約690nmという深赤色を発光した。発光効率を表す発光量子収率（PLQY）は1％以上となった。さらに、MRI造影剤として必要な常磁性緩和促進効果を併せ持つことも確認した。

開発した水溶性発光ラジカルの分子構造および、それぞれの水中における発光ピーク波長とPLQY［クリックで拡大］ 出所：九州大学他

　研究グループは、開発した水溶性発光ラジカルを用いて、FIとMRIの実験を行った。この結果、それぞれでHeLa細胞の蛍光イメージング画像および、縦緩和時間（T₁）−強調MRIファントム画像が得られたという。このことから、1つの発光ラジカルで、FIとMRIの両方に応用できることを実証した。

開発したTTM-trisTP3Bを用いたHeLa細胞の蛍光イメージング画像の分子構造および、TTM-trisTP3BとTTM-trisTP9Bを用いたT₁−強調MRIファントム画像［クリックで拡大］ 出所：九州大学他

　今回の研究成果は、九州大学先導物質化学研究所のアルブレヒト建准教授、大学院総合理工学府博士課程3年の安楽滉允氏、東京科学大学総合研究院化学生命科学研究所の岡田智准教授、量子科学技術研究開発機構（QST）量子医科学研究所の住吉晃主幹研究員、産総研分析計測標準研究部門の細貝拓也上級主任研究員らによるものである。