人体や動物の体内を生きたまま透視する「バイオイメージング」は、最新の医学や生物学などの研究には欠かせない医工計測技術だ。現在はX線や超音波、核磁気共鳴などを用いた技術があるが、細胞内などの特定の生体分子を蛍光色素で光らせて可視化する「蛍光イメージング技術」は、2008年に下村脩先生が「緑色蛍光タンパク質（GFP）」の発見でノーベル化学賞を受賞するなど、近年、生命科学の分野で注目度と重要性を増している。
蛍光イメージング技術には、蛍光顕微鏡などの測定機器と「蛍光プローブ」が必要になる。蛍光プローブとは、特定の分子と反応することで蛍光を発したり、蛍光の色調が変化したりする機能性分子で、花岡先生は「私たちは有機合成化学の技術を用いて、標的分子に合わせた蛍光プローブをオーダーメイドのように作っています」と研究概要を説明する。

なお、蛍光顕微鏡は2014年に「超高解像度の蛍光顕微鏡の開発」に対してノーベル化学賞が贈られるなど進歩が著しい。その一方、蛍光プローブは、緑色蛍光色素であるフルオレセインなどの蛍光化合物が19世紀後半に登場していたものの、長年にわたって実用的なプローブ開発の研究はほとんど行われていなかった。花岡先生は「私の大学院時代の恩師である東京大学大学院・薬学系研究科教授だった長野哲雄先生が1990年代に開発を始めるまでは、カルシウムイオン（Ca²⁺）の濃度に反応するCa²⁺蛍光プローブなどが知られている程度でした」と言う。
ただし、それ以降は急速に開発が進み、単純に蛍光を点けたり消したりする研究は、やり尽くされてしまう。そこで花岡先生は「蛍光顕微鏡の性能が向上しているので、従来の緑色以外の波長（色調）の蛍光プローブを作れば、もっといろいろなことができるのではないか」と考えた。既存の緑色蛍光団以外の蛍光プローブを開発すれば、複数の分子を異なる色で同時に可視化する「マルチカラーイメージング」が可能になるほか、GFPとも併用できるなど、利点は多い。こうして開発されたのが赤色蛍光団「Tokyo Magenta類」だ。

具体的には、フルオレセインなどの色素骨格であるO（酸素）原子を他の原子に置き換える研究を進め、Si（ケイ素／シリコン）に置換することで500～560nm前後の吸収・蛍光波長（緑色）を約90nm長波長化させることに成功（図1、図2）。Tokyo Magenta類と、これを核とした蛍光プローブの開発で「平成25（2013）年度 中谷賞 奨励賞」を受賞した。

花岡先生は「OをSiに替えるだけと言うと簡単に聞こえるかもしれませんが、実はこれが難しくて、有機合成化学技術の進歩がなければできませんでした」と言う。また、技術的な難しさ以外でも、「生体にSiは使えないのではないか、と研究を疑問視する意見もありました。でも、地道に論文を書き続けることで有用性が理解されるようになり、それ以後しばらくは、数百種類に及ぶ緑色蛍光プローブのOをSiに置換するだけで、一流誌に掲載されるレベルの論文になりました。今ではSi置換プローブは広く使われていますので、蛍光色素の分野では大きな変化になったのではないかと思います」（花岡先生）と話す。

こうして開発された赤色蛍光プローブのうち、カルシウムイオン検出プローブなど数種類はすでに研究用として市販されている。花岡先生は「Tokyo Magentaでは特許を取ったのですが、ほとんどの市販製品では特許を取っていなかったので、僕たちにはあまりお金は入ってきません」と笑いながらも、「この製品を使って研究論文を書いた人たちが僕らの論文を引用してくれますし、それで新しい生命現象が解明されるのであれば、とても意義のあることだと思います」と研究者らしい眼差しで話していた。

花岡先生たちが近赤外領域で細かく波長を変えられる非対称型SiR類の合成手法を確立したことにより、様々な機器に最適な蛍光プローブを作ることができるようになった。しかし、成果はそれだけにとどまらない。
花岡先生は「この合成手法でいろいろな蛍光プローブを作るなかで、いくつか特徴的なものができました」という。そのうちのひとつが、2型糖尿病の創薬標的分子であり、食道がんを検出する際のバイオマーカーとしても注目されるDPP-4（ジペプチジルペプチダーゼ4）の活性を検出する近赤外蛍光プローブだ。

令和3年度 中谷賞 大賞を受賞した東京大学の浦野泰照先生らと一緒に国立がん研究センターで行った検証実験では、この近赤外蛍光プローブで、実際の臨床における食道がんの検出結果と一致する実験結果を出すことができた。

こうした成果を受け、花岡先生は「これまでの基礎研究試薬としての利用にとどまらず、創薬過程での応用や実臨床につながるものへと研究を進めていきたいです」と意欲を語る。

そんな夢を実現させるためにも、いろいろな蛍光プローブを開発する必要がある。花岡先生は「有機合成化学では、理論的な計算に基づいて生成できるものもありますが、作ってみて初めてその機能がわかるものも山ほどあります」と言う。
DPP-4の活性に反応するプローブを見つけたときと同様、たくさんのプローブを作ったなかから特徴的なものを見つける、という宝探し的な研究手法も有効であり、「それが化学のおもしろいところでもあります」（花岡先生）と言う。

この「おもしろさ」や「楽しさ」は花岡先生が研究者の道を進む原点でもあった。

花岡先生自身は「長野先生が熱意をもって研究されている姿を見てやりがいを感じた部分も大きいですが、単純に、蛍光イメージング技術はおもしろい、と感じたことも研究の道に進むきっかけでした」と言う。続けて「極端なことを言えば、既知の色素の分子構造に何かひとつ足すだけでも（実際にはそれが難しい場合が多いのですが）、誰も作ったことのない新しいものが作れる。学生にもそういうおもしろさを見つけて、興味をもって楽しんでもらいたいのですが……なかなかそういう学生は少ないのが現状です」と嘆く。

なかには「誰もやったことのない研究は、うまくいくかどうかわからないからやりたくない」などと言う学生もいるという。
花岡先生は「実験や研究で失敗することはまったく問題ではなく、その失敗の先に何があるのか、ということこそがおもしろい。とはいえ、それまで授業で習ってきたことを実験で再現する、与えられた問題に答える、という『勉強』だったものが、誰もやったことがないことに挑戦する『研究』に変わる時の戸惑いは、私も大学院生時代の一時期に感じたことがあります。そこを乗り越えて興味や楽しさを感じられるかどうかが、研究の道に進めるかどうかの分かれ道なのではないでしょうか」と分析。「だから、研究者の道を進みたいと考えている人には、新しいものに対する興味をもって、科学を楽しむ姿勢をもち続けてほしいです」（花岡先生）とアドバイスをくれた。