CN109689796A - 可激发蓝色的水溶剂化聚合物染料 - Google Patents

Abstract

提供了具有蓝色激发光谱的水溶剂化聚合物染料和聚合物串联染料。所述聚合物染料为可以包括含有噻吩的共聚单体的共轭聚合物。所述聚合物串联染料还包括共价连接于共轭聚合物的与其靠近而能够接收能量的信号发色团。还提供了包括主题聚合物染料的标记的特异性结合成员。还提供了评估样品中靶分析物的存在的方法和标记靶分子的方法，主题聚合物染料可用于所述方法中。还提供了实践主题方法的系统和试剂盒。

Description

可激发蓝色的水溶剂化聚合物染料

相关申请的交叉引用

按照美国法典第35篇第119条(e)款，本申请要求2016年7月11日提交的美国临时专利申请序列号62/360,882的提交日期的优先权，所述申请的公开内容以引用的方式并入本文中。

引言

荧光染料是在用吸收的波长光照射时发出(通常)不同波长的光的化合物。荧光染料可用于生物化学、生物学和医学中的多种应用，例如诊断试剂盒、显微术或药物筛选中。荧光染料由许多参数表征，这些参数允许使用者视所想要的目的而选择合适的染料。所关注的参数包括激发波长最大值、发射波长最大值、斯托克斯位移(Stokes shift)、消光系数、荧光量子产率和荧光寿命。可以根据所关注的应用选择染料，以例如允许激发辐射渗透至生物样品，使背景荧光最小和/或实现高信噪比。

分子识别涉及两种分子的特异性结合。对靶生物分子具有结合特异性的分子可用于多种研究和诊断应用，例如分析物的标记和分离、流式细胞术、原位杂交、酶联免疫吸附测定(ELISA)、蛋白质印迹分析、磁性细胞分离和色谱法。靶生物分子可以通过用荧光染料标记来检测。

发明内容

提供了具有蓝色激发光谱的水溶剂化聚合物染料和聚合物串联染料。聚合物染料为可以包括含有噻吩的共聚单体的共轭聚合物。聚合物串联染料还包括共价连接于共轭聚合物的与其接近而能够接收能量的信号发色团。还提供了包括主题聚合物染料的标记的特异性结合成员。还提供了评估样品中靶分析物的存在的方法和标记靶分子的方法，主题聚合物染料可用于所述方法中。还提供了实践主题方法的系统和试剂盒。

附图说明

应了解如下所述的图式仅仅是出于说明的目的。所述图式不意图以任何方式限制本发明的教示内容的范围。

图1展示本公开的例示性聚合物染料1-7的结构。

图2示出例示性染料1-7的标准化吸收光谱。

定义

在更详细地描述例示性实施方案前，阐述以下定义以说明和定义用于描述中的术语的含义和范围。

除非另外定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语都具有与本发明所属领域的一般技术人员通常所了解的含义相同的含义。然而，为了清楚和便于参考，下文定义某些术语。

必须指出，如本文和随附权利要求书中所用，除非上下文另外清楚规定，否则单数形式“一种(a/an)”和“所述”包括多个指示物。举例来说，术语“引物”是指一个或多个引物，即单个引物和多个引物。进一步指出，权利要求书可以撰写成排除任何任选的要素。因而，此陈述意图作为与权利要求要素的叙述一起使用排他性术语如“单独地”、“仅”等，或采用“负面”限制的先前基础。

如本文所用，术语“样品”是指含有一种或多种所关注的分析物的物质或物质混合物，在一些情况下呈液体形式。在一些实施方案中，如以最广泛意义使用的术语是指含有细胞或产生细胞代谢物的任何植物、动物或细菌物质，例如从个体分离的组织或流体(包括不限于血浆、血清、脑脊髓液、淋巴、眼泪、唾液和组织切片)或从体外细胞培养物成分分离的组织或流体，以及来自环境的样品。术语“样品”还可以指“生物样品”。如本文所用，术语“生物样品”是指整个生物体或其组织、细胞或构成部分的子集(例如体液，包括(但不限于)血液、粘液、淋巴液、滑液、脑脊髓液、唾液、羊水、羊膜脐带血、尿、阴道液和精液)。“生物样品”还可以指从整个生物体或其组织、细胞或构成部分的子集制备的匀浆、溶解产物或提取物，或其一部分或部分，包括但不限于血浆、血清、脊髓液、淋巴液、皮肤、呼吸道、肠道和泌尿生殖道的外切片、眼泪、唾液、乳汁、血细胞、肿瘤和器官。在某些实施方案中，已经从动物或植物去除样品。生物样品可以包括细胞。术语“细胞”以其常规意义使用以指真核和原核的活生物体的基本结构单元，其至少具有核和细胞膜。在某些实施方案中，细胞包括例如来自细菌的原核细胞。在其它实施方案中，细胞包括真核细胞，例如从来自动物、植物或真菌的生物样品获得的细胞。

如本文所用，术语“结合载体”和“连接于载体”可互换使用，且是指共价或非共价连接于所关注的载体的部分(例如特异性结合成员)。共价连接可以涉及两种相容官能团(例如两种化学选择性官能团、亲电试剂和亲核试剂等等)的化学反应，形成所关注的两个部分(例如载体和特异性结合成员)之间的共价键。在一些情况下，非共价连接可以涉及所关注的两个部分(例如两个亲和力部分，例如半抗原与抗体或生物素部分与链霉抗生物素等等)之间的特异性结合。在某些情况下，非共价连接可以涉及吸收至底物。

如本文所用，术语“多肽”是指具有任何长度的氨基酸的聚合物形式，包括长度在2-50个氨基酸范围内的肽和长度超过50个氨基酸的多肽。术语“多肽”与“蛋白质”在本文中可互换使用。术语“多肽”包括编码和非编码氨基酸的聚合物、经化学或生物化学修饰或衍生的氨基酸和具有其中常规主链已被替换为非天然存在或合成主链的经修饰的肽主链的多肽。多肽可以具有任何合适的长度，例如2个或更多个氨基酸，例如4个或更多个氨基酸、10个或更多个氨基酸、20个或更多个氨基酸、50个或更多个氨基酸、100个或更多个氨基酸、300个或更多个氨基酸，例如多达500个或1000个或更多个氨基酸。“肽”可以为2个或更多个氨基酸，例如4个或更多个氨基酸、10个或更多个氨基酸、20个或更多个氨基酸，例如多达50个氨基酸。在一些实施方案中，肽长度介于5个与30个氨基酸之间。

如本文所用，术语“分离”是指所关注的部分至少60％不含、至少75％不含、至少90％不含、至少95％不含、至少98％不含且甚至至少99％不含在纯化前所述部分相关联的其它组分。

“多个”含有至少2个成员。在某些情况下，多个可以具有10个或更多个，例如100个或更多个、1000个或更多个、10,000个或更多个、100,000个或更多个、10⁶个或更多个、10⁷个或更多个、10⁸个或更多个或者10⁹个或更多个成员。

数值范围包括界定该范围的数值。

如本文所用，术语“特异性结合”是指捕捉剂(或特异性结合对的第一成员)优先结合于例如不同分析物的均匀混合物中存在的特定分析物(或特异性结合对的第二成员)的能力。在一些情况下，特异性结合相互作用将以合乎需要的分析物超过不合需要的分析物10倍或更多，例如100倍或更多或者1000倍或更多的特异性区别样品中合乎需要与不合需要的分析物。在一些情况下，当在捕捉剂/分析物复合物中捕捉剂和分析物特异性结合时两者之间的亲和力至少为10^-8M，至少10^-9M，例如多达10^-10M。

如本文所用，术语“亲和力”和“亲合力”具有相同含义且在本文中可互换使用。“亲和力”是指结合的强度，结合亲和力增加与Kd较低有关。

本文所述的方法包括多个步骤。每个步骤可以根据需要在步骤之间过去预定的时间量之后进行。因而，进行每个步骤之间的时间可以为1秒或更多、10秒或更多、30秒或更多、60秒或更多、5分钟或更多、10分钟或更多、60分钟或更多且包括5小时或更多。在某些实施方案中，每个后续步骤在前面步骤完成后立即进行。在其它实施方案中，步骤可以在前面步骤完成后的孵育或等待时间之后进行，例如几分钟至过夜等待时间。

如本文所用，术语“评估”、“测定(determining)”、“测量”和“评定”和“测定(assaying)”可互换使用且包括定量与定性测定。

如本文所用，术语“分离”是指两种要素(例如按大小或亲和力等等)的物理分离，以及一种要素降解，保持另一要素完整。

如本文所用，术语“接头”或“连接”是指连接两个基团的连接部分且具有长度为100个原子或更少的主链。接头或连接可以为连接两个基团的共价键或长度在1个原子与100个原子之间的链，例如长度为1、2、3、4、5、6、8、10、12、14、16、18、20个或更多个碳原子的链，其中接头可以为直链、支链、环状或单个原子。在一些情况下，接头为支链接头，其是指连接三个或更多基团的连接部分。在某些情况下，接头主链的一个、两个、三个、四个或五个或更多个碳原子可以任选地经硫、氮或氧杂原子取代。在一些情况下，接头主链包括连接官能团，例如醚、硫醚、氨基、酰胺、磺酰胺、氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸酯、脲、硫脲、酯、硫酯或亚胺。主链原子之间的键可以为饱和或不饱和，且在一些情况下接头主链中存在至多一个、两个或三个不饱和键。接头可以包括一个或多个取代基，例如烷基、芳基或烯基。接头可以包括不限于聚乙二醇；醚、硫醚、叔胺、烷基，烷基可以为直链或支链，例如甲基、乙基、正-丙基、1-甲基乙基(异丙基)、正丁基、正戊基、1,1-二甲基乙基(叔丁基)等等。接头主链可以包括环状基团，例如芳基、杂环基或环烷基，其中环状基团的2个或更多个原子，例如2、3或4个原子包括在主链中。接头可以为可裂解或不可裂解的。

如本文所用，术语“聚氧化乙烯”、“PEO”、“聚乙二醇”和“PEG”可互换使用且是指包括由式--(CH₂--CH₂--O--)_n-描述的链的聚合物基团或其衍生物。在一些实施方案中，“n”为5000或更少，例如1000或更少、500或更少、200或更少、100或更少、50或更少、40或更少、30或更少、20或更少、15或更少，例如3至15或10至15。应了解PEG聚合物基团可以具有任何合适的长度，且可以包括多种端基和/或其它取代基团，包括但不限于烷基、芳基、羟基、氨基、酰基、酰氧基和酰氨基端基和/或取代基团。适用于主题多发色团中的PEG基团包括以下中所述的那些PEG：S.Zalipsky,“Functionalized poly(ethylene glycol)for preparationof biologically relevant conjugates”,Bioconjugate Chemistry 1995,6(2),150-165；和Zhu等人,“Water-Soluble Conjugated Polymers for Imaging,Diagnosis,andTherapy”,Chem.Rev.,2012,112(8),第4687-4735页。

如本文所用，单独或作为另一取代基的一部分的术语“烷基”是指通过从母烷烃的单个碳原子去除一个氢原子而衍生的饱和支链或直链单价烃基。所关注的烷基包括(但不限于)甲基；乙基；丙基，例如丙-1-基或丙-2-基；和丁基，例如丁-1-基、丁-2-基、2-甲基-丙-1-基或2-甲基-丙-2-基。在一些实施方案中，烷基包括1至20个碳原子。在一些实施方案中，烷基包括1至10个碳原子。在某些实施方案中，烷基包括1至6个碳原子，例如1至4个碳原子。举例来说，此术语包括直链和支链烃基，例如甲基(CH₃-)、乙基(CH₃CH₂-)、正丙基(CH₃CH₂CH₂-)、异丙基((CH₃)₂CH-)、正丁基(CH₃CH₂CH₂CH₂-)、异丁基((CH₃)₂CHCH₂-)、仲丁基((CH₃)(CH₃CH₂)CH-)、叔丁基((CH₃)₃C-)、正戊基(CH₃CH₂CH₂CH₂CH₂-)和新戊基((CH₃)₃CCH₂-)。

术语“取代的烷基”是指如本文中定义的烷基，其中烷基链中的一个或多个碳原子已经任选地经例如-O-、-N-、-S-、-S(O)_n-(其中n为0至2)、-NR-(其中R为氢或烷基)的杂原子替换，且具有1至5个选自由以下组成的组的取代基：烷氧基、取代的烷氧基、环烷基、取代的环烷基、环烯基、取代的环烯基、酰基、酰氨基、酰氧基、氨基、氨基酰基、氨基酰氧基、氧基氨基酰基、叠氮基、氰基、卤素、羟基、氧代基、硫酮基、羧基、羧基烷基、硫基芳基氧基、硫基杂芳氧基、硫基杂环氧基、硫醇、硫基烷氧基、取代的硫基烷氧基、芳基、芳氧基、杂芳基、杂芳氧基、杂环基、杂环氧基、羟氨基、烷氧基氨基、硝基、-SO-烷基、-SO-芳基、-SO-杂芳基、-SO₂-烷基、-SO₂-芳基、-SO₂-杂芳基和-NR^aR^b，其中R’和R’可以相同或不同且选自氢、任选取代的烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基和杂环基。

“烷氧基”是指基团-O-烷基，其中烷基如本文中定义。举例来说，烷氧基包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基、仲丁氧基、正戊氧基等等。术语“烷氧基”还指基团烯基-O-、环烷基-O-、环烯基-O-和炔基-O-，其中烯基、环烷基、环烯基和炔基如本文中定义。

术语“取代的烷氧基”是指基团取代的烷基O-、取代的烯基-O-、取代的环烷基-O-、取代的环烯基-O-和取代的炔基-O-，其中取代的烷基、取代的烯基、取代的环烷基、取代的环烯基和取代的炔基如本文中定义。

“氨基”是指基团-NH₂。

术语“取代的氨基”是指基团-NRR，其中每个R独立地选自由以下组成的组：氢、烷基、取代的烷基、环烷基、取代的环烷基、烯基、取代的烯基、环烯基、取代的环烯基、炔基、取代的炔基、芳基、杂芳基和杂环基，限制条件为至少一个R不为氢。

单独或作为另一取代基的一部分的“芳基”是指通过从芳族环系统的单个碳原子去除一个氢原子而衍生的单价芳烃。所关注的芳基包括(但不限于)衍生自醋蒽烯、苊烯、醋菲烯、蒽、甘菊环、苯、六苯并苯、荧蒽、芴、并六苯、萘并四并苯、己芬(hexalene)、不对称苯并二茚(as-indacene)、对称苯并二茚、茚满、茚、萘、并八苯(octacene)、八苯(octaphene)、辛芬(octalene)、卵苯、戊-2,4-二烯、并五苯、并环戊二烯、戊芬、二萘嵌苯、非那烯(phenalene)、菲、二萘品苯、七曜烯、芘、皮蒽、玉红省、苯并菲、联三萘等。在某些实施方案中，芳基包括6至20个碳原子。在某些实施方案中，芳基包括6至12个碳原子。芳基的实例为苯基和萘基。

单独或作为另一取代基的一部分的“杂芳基”是指通过从杂芳族环系统的单个原子去除一个氢原子而衍生的单价杂芳基。所关注的杂芳基包括(但不限于)衍生自以下的基团：吖啶、砷杂茚、咔唑、β-咔啉、色满、色烯、噌啉、呋喃、咪唑、吲唑、吲哚、吲哚啉、吲嗪、异苯并呋喃、异色烯、异吲哚、异吲哚啉、异喹啉、异噻唑、异噁唑、萘啶、噁二唑、噁唑、萘嵌间二氮杂苯、菲啶、菲咯啉、吩嗪、酞嗪、蝶啶、嘌呤、吡喃、吡嗪、吡唑、哒嗪、吡啶、嘧啶、吡咯、吡咯烷、喹唑啉、喹啉、喹嗪、喹喔啉、四唑、噻二唑、噻唑、三唑、苯并三唑、噻吩、三唑、氧杂蒽、苯并间二氧杂环戊烯等等。在某些实施方案中，杂芳基为5-20元杂芳基。在某些实施方案中，杂芳基为5-10元杂芳基。在某些实施方案中，杂芳基为衍生自噻吩、吡咯、苯并噻吩、苯并呋喃、吲哚、吡啶、喹啉、咪唑、噁唑和吡嗪的杂芳基。

“杂环(Heterocycle)”、“杂环(heterocyclic)”、“杂环烷基”和“杂环基”是指具有单个环或多个缩合环，包括稠合桥接和螺环系统且具有3至20个环原子，包括1至10个杂原子的饱和或不饱和基团。这些环原子选自由氮、硫或氧组成的组，其中在稠环系统中，一个或多个环可以为环烷基、芳基或杂芳基，限制条件为连接点通过非芳族环。在某些实施方案中，杂环基的氮和/或硫原子任选地氧化，提供N-氧化物、-S(O)-或-SO₂-部分。

杂环和杂芳基的实例包括(但不限于)吖丁啶、吡咯、咪唑、吡唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、吲嗪、异吲哚、吲哚、二氢吲哚、吲唑、嘌呤、喹嗪、异喹啉、喹啉、酞嗪、萘基吡啶、喹喔啉、喹唑啉、噌啉、蝶啶、咔唑、咔啉、菲啶、吖啶、菲咯啉、异噻唑、吩嗪、异噁唑、吩噁嗪、吩噻嗪、咪唑烷、咪唑啉、哌啶、哌嗪、吲哚啉、苯邻二甲酰亚胺、1,2,3,4-四氢异喹啉、4,5,6,7-四氢苯并[b]噻吩、噻唑、噻唑烷、噻吩、苯并[b]噻吩、吗啉基、硫代吗啉基(又称为硫杂吗啉基)、1,1-二氧代基硫代吗啉基、哌啶基、吡咯烷、四氢呋喃基等等。

除非另外通过杂环取代基的定义进行限制，否则此类杂环基团可以任选地经1至5个或1至3个选自以下的取代基取代：烷氧基、取代的烷氧基、环烷基、取代的环烷基、环烯基、取代的环烯基、酰基、酰氨基、酰氧基、氨基、取代的氨基、氨基酰基、氨基酰氧基、氧基氨基酰基、叠氮基、氰基、卤素、羟基、氧代基、硫酮基、羧基、羧基烷基、硫基芳基氧基、硫基杂芳氧基、硫基杂环氧基、硫醇、硫基烷氧基、取代的硫基烷氧基、芳基、芳氧基、杂芳基、杂芳氧基、杂环基、杂环氧基、羟氨基、烷氧基氨基、硝基、-SO-烷基、-SO-取代的烷基、-SO-芳基、-SO-杂芳基、-SO₂-烷基、-SO₂-取代的烷基、-SO₂-芳基、-SO₂-杂芳基和稠合杂环。

术语“烷芳基”或“芳烷基”是指基团-亚烷基-芳基和取代的亚烷基-芳基，其中亚烷基、取代的亚烷基和芳基在本文中定义。

“亚烷基”是指优选具有1至6个且更优选1至3个碳原子且任选地间杂有一个或多个选自-O-、-NR¹⁰-、-NR¹⁰C(O)-、-C(O)NR¹⁰-等等的基团的直链或支链二价脂族烃基。举例来说，此术语包括亚甲基(-CH₂-)、亚乙基(-CH₂CH₂-)、亚正丙基(-CH₂CH₂CH₂-)、亚异丙基(-CH₂CH(CH₃)-)、(-C(CH₃)₂CH₂CH₂-)、(-C(CH₃)₂CH₂C(O)-)、(-C(CH₃)₂CH₂C(O)NH-)、(-CH(CH₃)CH₂-)等等。“取代的亚烷基”是指1至3个氢经如下文“取代”中针对碳所述的取代基置换的亚烷基。

“取代”是指其中一个或多个氢原子独立地经相同或不同取代基置换的基团。所关注的取代基包括(但不限于)亚烷基二氧基(例如亚甲基二氧基)、-M、-R⁶⁰、-O^-、＝O、-OR⁶⁰、-SR⁶⁰、-S^-、＝S、-NR⁶⁰R⁶¹、＝NR⁶⁰、-CF₃、-CN、-OCN、-SCN、-NO、-NO₂、＝N₂、-N₃、-S(O)₂O^-、-S(O)₂OH、-S(O)₂R⁶⁰、-OS(O)₂O^-、-OS(O)₂R⁶⁰、-P(O)(O^-)₂、-P(O)(OR⁶⁰)(O^-)、-OP(O)(OR⁶⁰)(OR⁶¹)、-C(O)R⁶⁰、-C(S)R⁶⁰、-C(O)OR⁶⁰、-C(O)NR⁶⁰R⁶¹,-C(O)O^-、-C(S)OR⁶⁰、-NR⁶²C(O)NR⁶⁰R⁶¹、-NR⁶²C(S)NR⁶⁰R⁶¹、-NR⁶²C(NR⁶³)NR⁶⁰R⁶¹和-C(NR⁶²)NR⁶⁰R⁶¹，其中M为卤素；R⁶⁰、R⁶¹、R⁶²和R⁶³独立地为氢、烷基、取代的烷基、烷氧基、取代的烷氧基、环烷基、取代的环烷基、环杂烷基、取代的环杂烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基或取代的杂芳基，或任选地R⁶⁰和R⁶¹连同其键结的氮原子一起形成环杂烷基环或取代的环杂烷基环；且R⁶⁴和R⁶⁵独立地为氢、烷基、取代的烷基、芳基、环烷基、取代的环烷基、环杂烷基、取代的环杂烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基或取代的杂芳基，或任选地R⁶⁴和R⁶⁵连同其键结的氮原子一起形成环杂烷基环或取代的环杂烷基环。在某些实施方案中，取代基包括-M、-R⁶⁰、＝O、-OR⁶⁰、-SR⁶⁰、-S^-、＝S、-NR⁶⁰R⁶¹、＝NR⁶⁰、-CF₃、-CN、-OCN、-SC N、-NO、-NO₂、＝N₂、-N₃、-S(O)₂R⁶⁰、-OS(O)₂O^-、-OS(O)₂R⁶⁰、-P(O)(O^-)₂、-P(O)(OR⁶⁰)(O^-)、-OP(O)(OR⁶⁰)(OR⁶¹)、-C(O)R⁶⁰、-C(S)R⁶⁰、-C(O)OR⁶⁰、-C(O)NR⁶⁰R⁶¹、-C(O)O^-、-NR⁶²C(O)NR⁶⁰R⁶¹。在某些实施方案中，取代基包括-M、-R⁶⁰、＝O、-OR⁶⁰、-SR⁶⁰、-NR⁶⁰R⁶¹、-CF₃、-CN、-NO₂、-S(O)₂R⁶⁰、-P(O)(OR⁶⁰)(O^-)、-OP(O)(OR⁶⁰)(OR⁶¹)、-C(O)R⁶⁰、-C(O)OR⁶⁰、-C(O)NR⁶⁰R⁶¹、-C(O)O^-。在某些实施方案中，取代基包括-M、-R⁶⁰、＝O、-OR⁶⁰、-SR⁶⁰、-NR⁶⁰R⁶¹、-CF₃、-CN、-NO₂、-S(O)₂R⁶⁰、-OP(O)(OR⁶⁰)(OR⁶¹)、-C(O)R⁶⁰、-C(O)OR⁶⁰、-C(O)O^-，其中R⁶⁰、R⁶¹和R⁶²如上所定义。举例来说，取代的基团可以载有亚甲基二氧基取代基或一个、两个或三个选自卤素原子、(1-4C)烷基和(1-4C)烷氧基的取代基。当取代的基团为芳基或杂芳基时，取代基(例如如本文所述)可以称为“芳基取代基”。

术语的其它定义可能在说明书通篇出现。

具体实施方式

如上所概述，提供了具有蓝色激发光谱的水溶剂化聚合物染料和聚合物串联染料。聚合物染料可以为包括含有噻吩的共聚单体的共轭聚合物。聚合物串联染料还包括共价连接于多发色团的与其靠近而能够接收能量的信号发色团。还提供了包括主题聚合物染料的标记的特异性结合成员。还提供了评估样品中靶分析物的存在的方法和标记靶分子的方法，主题聚合物染料可用于所述方法中。还提供了实践主题方法的系统和试剂盒。

在更详细地描述多种实施方案前，应了解本公开的教示内容不局限于所描述的具体实施方案，因而当然可以变化。还应了解本文中使用的术语仅仅是出于描述具体实施方案的目的，且不意图限制，因为本发明的教示内容的范围仅仅受随附权利要求书限制。

本文中使用的章节标题仅仅是出于组织的目的，且不应视为以任何方式限制所描述的主题。虽然结合多种实施方案描述本发明的教示内容，但是不意图本发明的教示内容限于此类实施方案。相反地，如本领域的技术人员所了解，本发明的教示内容涵盖多种替代物、修改和同等物。

除非另外定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的一般技术人员通常所了解的含义相同的含义。虽然与本文所述的方法和材料类似或同等的任何方法和材料也可以用于实践或测试本发明的教示内容，但是现在描述一些例示性方法和材料。

任何公布的引用是为了其在提交日期前的公开内容，且不应该视为承认本发明的权利要求书没有权利先于根据先前发明的此类公布。此外，公布日期可以与实际公布日期不同，实际公布日期可以独立地证实。

如本领域的技术人员在阅读本公开后显而易见，本文中所描述和示出的个别实施方案中的每一个具有离散组分和特征，在不脱离本发明的教示内容的范围或精神下所述组分和特征容易与任一其它若干实施方案的特征分离或组合。任何叙述的方法都可以按叙述的事件的次序或按逻辑上可能的任何其它次序进行。

本文中提及的所有专利和公布，包括此类专利和公布内公开的所有序列，都以引用的方式明确地并入。

在进一步描述本发明时，首先更详细地描述包括捕光多发色团的聚合物染料和还包括信号发色团的相关聚合物串联染料。然后，描述了包括主题聚合物染料的标记的特异性结合成员。接着评述主题聚合物染料可用于的所关注的方法。还描述了可以用于实践本公开的方法的系统和试剂盒。

聚合物染料

如上所概述，本公开提供了具有蓝色激发光谱的水溶剂化聚合物染料。主题聚合物染料可以为包括基于噻吩的共聚单体的π共轭聚合物。聚合物可以为共聚单体的交替共聚物或无规共聚物。在一些情况下，主题聚合物染料提供相对于所关注的其它染料窄的吸热峰宽。在多色应用中，能够使用多个激发光源对于实现多样性和大量参数来说是至关重要的。当峰宽窄时，通过除预期波长以外的来源激发的量减少。除窄峰宽外，将在其它共同激发光源处的吸收减至最少对较高参数实验来说是至关重要的。交叉光源激发程度可以通过选择具体结构、共聚单体和共聚嵌段的混合物，针对主题聚合物染料进行调整。

主题聚合物染料的特征在于共轭聚合物链上的末端，其可以包括提供生物共轭的游离化学选择性官能团。在一些情况下，此类官能团称为末端接头。在这些末端接头下，可以形成共价键以连接生物分子，例如抗体、多核苷酸或适体。举例来说，聚合物染料标记的抗体可作为展现大亮度的试剂用于流式细胞术。另外，正交化学选择性官能团可以沿着共轭聚合物链安置，其可以用于生物共轭或者供体-受体聚合物串联染料中受体信号发色团的连接。

如本文所用，术语“捕光多发色团”、“聚合物染料”和“共轭聚合物”可互换使用，且是指具有能够捕获具有特定最大吸收波长的光并将其转化成具有更长的发射最大波长的发射光的结构的共轭聚合物。在一些情况下，捕光多发色团本身发荧光。共轭聚合物(CP)的特征在于离域电子结构且可以具有基本上比聚合物链的长度短的有效共轭长度，因为主链可以含有很多紧密靠近的共轭区段。在一些情况下，共轭聚合物有效捕光并经由福斯特能量转移(Forster energy transfer)至受体提供光放大。

如本文所用，术语“单元”是指聚合物的结构子单元。术语单元意图包括单体、共聚单体、共聚嵌段、共轭区段、重复单元等等。“重复单元”为聚合物的子单元，其由将该单元视为单体所需的最小数目的不同结构特征定义，因此当单元重复n次时，所得结构描述聚合物或其嵌段。在一些情况下，聚合物可以包括两种或更多种不同的重复单元，例如当聚合物为多嵌段聚合物或单元的无规排列时，每个嵌段可以定义不同的重复单元，例如n嵌段和m嵌段。应了解n和/或m个重复单元或嵌段的多种排列是可能的，且在本文所述的主题多发色团的所描绘式中，多种长度的n和m个共聚嵌段的任何合适的线性排列包括在总聚合物的结构内。在一些情况下，聚合物的重复单元包括单个单体基团。在某些情况下，聚合物的重复单元包括两个或更多个单体基团，即共聚单体基团，例如两个、三个、四个或更多个共聚单体基团。如本文所用，术语“共聚单体”或“共聚单体基团”是指本身可以为聚合物的重复单元的一部分的聚合物的结构单元。在一些实施方案中，共轭聚合物包括由聚合单体的嵌段构成的嵌段共聚物。在此类情况下，嵌段共聚物可以被描述为具有各对应于聚合物的不同共同嵌段的不同重复单元。在一些情况下，聚合物为含有两种不同共聚嵌段的二嵌段共聚物。在此类情况下，聚合物可以被描述为包括共聚嵌段，其中每个共聚嵌段可以由共聚单体，例如一个、两个、三个或更多个共聚单体构成。

多发色团可以具有任何合适的长度。在一些情况下，多发色团的单体重复单元或区段的具体数目可以在2至500,000，例如2至100,000、2至30,000、2至10,000、2至3,000或2至1,000个单元或区段，或例如5至100,000、10至100,000、100至100,000、200至100,000或500至50,000个单元或区段的范围内。在一些情况下，多发色团的单体重复单元或区段的具体数目可以在2至1,000，例如2至500、2至100、3至100、4至100、5至100、6至100、7至100、8至100、9至100或10至100个单元或区段的范围内。

多发色团可以具有任何合适的分子量(MW)。在一些情况下，多发色团的MW可以表示为平均分子量。在一些情况下，聚合物染料具有在500至500,000，例如1,000至100,000、2,000至100,000、10,000至100,000范围内的平均分子量，或甚至在50,000至100,000范围内的平均分子量。

主题聚合物染料可以包括能够提供合乎需要的所关注的光谱性质的某一最低含量的含有噻吩的共聚单体。聚合物染料(例如如本文所述)中含有噻吩的共聚单体的含量(例如摩尔％值)可以根据具体的含有噻吩的共聚单体或根据聚合物染料中所有含有噻吩的共聚单体的累积总数测量并提及。在一些实施方案中，多发色团包括占以多发色团的摩尔浓度计5％(例如5摩尔％)或更多，例如10％或更多、15％或更多、20％或更多、25％或更多、30％或更多、35％或更多、40％或更多、45％或更多、50％或更多、55％或更多、60％或更多、65％或更多、70％或更多、75％或更多、80％或更多、85％或更多、90％或更多或甚至以多发色团的摩尔浓度计更多的含有噻吩的共聚单体。在此类情况下，多发色团可以包括5个或更多个重复单元，例如10个或更多个、20个或更多个、30个或更多个、40个或更多个、50个或更多个、60个或更多个、70个或更多个、80个或更多个、90个或更多个、100个或更多个、200个或更多个、500个或更多个、1000个或更多个、10,000个或更多个或甚至更多个重复单元。在此类情况下，多发色团可以包括5个或更多个共聚单体单元，例如10个或更多个、20个或更多个、30个或更多个、40个或更多个、50个或更多个、60个或更多个、70个或更多个、80个或更多个、90个或更多个、100个或更多个、200个或更多个、500个或更多个、1000个或更多个、10,000个或更多个或甚至更多个共聚单体单元。在某些实施方案中，所关注的含有噻吩的共聚单体占以多发色团的摩尔浓度计25％，例如30％或更多、40％或更多、45％或更多、50％或更多或甚至以多发色团的摩尔浓度计更多，其包括5个或更多重复单元，例如10个或更多个、20个或更多个、30个或更多个、40个或更多个、50个或更多个、60个或更多个、70个或更多个、80个或更多个、90个或更多个、100个或更多个重复单元。

在一些实施方案中，多发色团包括形成共轭系统的多个第一光学活性单元，其具有其中该第一光学活性单元吸收光，从而形成激发态的吸收波长(例如如本文所述)。在某些情况下，多发色团包括共轭聚合物区段或包括降低带隙的n共轭重复单元的寡聚物结构。

主题多发色团可以具有一种或多种合乎需要的光谱性质，例如特定的最大吸收波长、特定的发射最大波长、消光系数、量子产率等等。主题聚合物染料和聚合物串联染料提供了多种吸收和发射特征，其取决于多种因素，例如构成聚合物的所选择的共聚单体、连接基团、取代基和任选的连接的信号发色团。

主题水溶剂化聚合物染料具有蓝色激发光谱。如本文所用，蓝色激发光谱为具有位于375nm至575nm范围内的半峰全宽(FWHM)的激发光谱。半峰全宽(FWHM)为由因变量等于其最大值一半时自变量的两个极值之间的差所给出的函数的程度的表述。换句话说，其为在y轴上为最大振幅一半的那些点之间测量的激发光谱曲线的宽度(两个特定波长的差或范围)。在一些情况下，FWHM可以称为波长之间的差。在一些情况下，FWHM可以参考界定FWHM的波长所位于和测量的光谱特定区域而提及。

在某些实施方案中，聚合物染料具有半峰全宽(FWHM)位于375nm至550nm范围内的蓝色激发光谱。在某些实施方案中，聚合物染料具有半峰全宽(FWHM)位于375nm至525nm范围内的蓝色激发光谱。在某些实施方案中，聚合物染料具有半峰全宽(FWHM)位于375nm至500nm范围内的蓝色激发光谱。在某些实施方案中，聚合物染料具有半峰全宽(FWHM)位于375nm至475nm范围内的蓝色激发光谱。在某些实施方案中，聚合物染料具有半峰全宽(FWHM)位于375nm至450nm范围内的蓝色激发光谱。在某些实施方案中，聚合物染料具有半峰全宽(FWHM)位于400nm至575nm范围内的蓝色激发光谱。在某些实施方案中，聚合物染料具有半峰全宽(FWHM)位于410nm至575nm范围内的蓝色激发光谱。在某些实施方案中，聚合物染料具有半峰全宽(FWHM)位于420nm至575nm范围内的蓝色激发光谱。在某些实施方案中，聚合物染料具有半峰全宽(FWHM)位于430nm至575nm范围内的蓝色激发光谱。在某些实施方案中，聚合物染料具有半峰全宽(FWHM)位于440nm至575nm范围内的蓝色激发光谱。在某些实施方案中，聚合物染料具有半峰全宽(FWHM)位于450nm至575nm范围内的蓝色激发光谱。在某些实施方案中，聚合物染料具有半峰全宽(FWHM)位于460nm至575nm范围内的蓝色激发光谱。在一些情况下，水溶剂化聚合物染料具有FWHM为200nm或更小，例如180nm或更小、175nm或更小、170nm或更小、160nm或更小、150nm或更小、140nm或更小、130nm或更小、120nm或更小、110nm或更小、100nm或更小或甚至更小的蓝色激发光谱。

在一些情况下，聚合物染料吸收最大波长在375至575nm，例如400nm至550nm、410nm至550nm、420nm至540nm、430nm至540nm或440nm至530nm范围内。在某些实施方案中，多发色团具有550nm或更小，例如525nm或更小、500nm或更小、490nm或更小、480nm或更小、470nm或更小、460nm或更小、450nm或更小、425nm或更小或甚至更小的最大吸收波长。在某些情况下，多发色团具有在375nm至440nm范围内的最大吸收波长。在某些情况下，多发色团具有在400nm至450nm范围内的最大吸收波长。在某些情况下，多发色团具有在450nm至500nm范围内的最大吸收波长。在某些情况下，多发色团具有在500nm至550nm范围内的最大吸收波长。在一些情况下，本文公开的聚合物染料可以提供在440nm至530nm范围内的最大吸收波长。在某些情况下，聚合物染料提供高消光系数和高量子产率，这些产生亮荧光试剂。在某些情况下，聚合物染料无黄色-绿色吸收。在一些情况下，聚合物染料在562nm或更大，例如570nm或更大、580nm或更大、590nm或更大、600nm或更大、610nm或更大或620nm或更大下无吸收。

在某些情况下，多发色团具有380nm±5nm的最大吸收波长。在某些情况下，多发色团具有390nm±5nm的最大吸收波长。在某些情况下，多发色团具有400nm±5nm的最大吸收波长。在某些情况下，多发色团具有410nm±5nm的最大吸收波长。在某些情况下，多发色团具有420nm±5nm的最大吸收波长。在某些情况下，多发色团具有430nm±5nm的最大吸收波长。在某些情况下，多发色团具有440nm±5nm的最大吸收波长。在某些情况下，多发色团具有450nm±5nm的最大吸收波长。在某些情况下，多发色团具有460nm±5nm的最大吸收波长。在某些情况下，多发色团具有470nm±5nm的最大吸收波长。在某些情况下，多发色团具有480nm±20nm的最大吸收波长。在某些情况下，多发色团具有480nm±10nm的最大吸收波长。在某些情况下，多发色团具有480nm±5nm的最大吸收波长。在某些情况下，多发色团具有490nm±5nm的最大吸收波长。在某些情况下，多发色团具有500nm±5nm的最大吸收波长。在某些情况下，多发色团具有510nm±5nm的最大吸收波长。在某些情况下，多发色团具有520nm±5nm的最大吸收波长。在某些情况下，多发色团具有530nm±5nm的最大吸收波长。在某些情况下，多发色团具有540nm±5nm的最大吸收波长。在某些情况下，多发色团具有550nm±5nm的最大吸收波长。在某些情况下，多发色团具有560nm±5nm的最大吸收波长。在某些情况下，多发色团具有570nm±5nm的最大吸收波长。

在一些实施方案中，多发色团具有在300至900nm，例如350至850nm、350至600nm、360至500nm、370至500nm、380至500nm、390至500nm或400至500nm范围内的发射最大波长，其中所关注的发射最大值的特定实例包括(但不限于)：395nm±5nm、460nm±5nm、490nm±5nm、550nm±5nm、560nm±5nm、605nm±5nm、650nm±5nm、680nm±5nm、700nm±5nm、805nm±5nm。在某些情况下，多发色团具有是选自由以下组成的组的发射最大波长：395nm、460nm、490nm、550nm、560nm、605nm、650nm、680nm、700nm和805nm。在某些情况下，多发色团具有395nm±5nm的发射最大波长。在一些情况下，多发色团本身具有在375至900nm范围内(例如在380nm至900nm、390nm至900nm或400nm至900nm)范围内的发射最大波长。

在一些情况下，多发色团具有5×10⁵cm^-1M^-1或更多，例如6×10⁵cm^-1M^-1或更多、7×10⁵cm^-1M^-1或更多、8×10⁵cm^-1M^-1或更多、9×10⁵cm^-1M^-1或更多、例如1×10⁶cm^-1M^-1或更多、1.5×10⁶cm^-1M^-1或更多、2×10⁶cm^-1M^-1或更多、2.5×10⁶cm^-1M^-1或更多、3×10⁶cm^-1M^-1或更多、4×10⁶cm^-1M^-1或更多、5×10⁶cm^-1M^-1或更多、6×10⁶cm^-1M^-1或更多、7×10⁶cm^-1M^-1或更多或者8×10⁶cm^-1M^-1或更多的消光系数。在此类情况下，多发色团可以具有5个或更多个重复单元，例如6个或更多个、7个或更多个、8个或更多个、9个或更多个、10个或更多个或者甚至更多个重复单元。在一些实施方案中，多发色团具有5×10⁵M^-1cm^-1或更多的摩尔消光系数。在某些实施方案中，多发色团具有1×10⁶M^-1cm^-1或更多的摩尔消光系数。

在一些情况下，多发色团具有每个重复单元40,000cm^-1M^-1或更多，例如每个重复单元45,000cm^-1M^-1或更多、每个重复单元50,000cm^-1M^-1或更多、每个重复单元55,000cm^-1M^-1或更多、每个重复单元60,000cm^-1M^-1或更多、每个重复单元70,000cm^-1M^-1或更多、每个重复单元80,000cm^-1M^-1或更多、每个重复单元90,000cm^-1M^-1或更多、每个重复单元100,000cm^-1M^-1或更多或甚至更多的消光系数。在一些情况下，本文所述的每个重复单元40,000cm^-1M^-1或更多为平均消光系数。在某些情况下，多发色团的重复单元可以包括单个单体、两个共聚单体或三个或更多个共聚单体。在一些情况下，多发色团具有每个共聚单体40,000cm^-1M^-1或更多，例如每个共聚单体45,000cm^-1M^-1或更多、每个共聚单体50,000cm^-1M^-1或更多、每个共聚单体55,000cm^-1M^-1或更多、每个共聚单体60,000cm^-1M^-1或更多、每个共聚单体70,000cm^{- 1}M^-1或更多、每个共聚单体80,000cm^-1M^-1或更多、每个共聚单体90,000cm^-1M^-1或更多、每个共聚单体100,000cm^-1M^-1或更多或甚至更多的消光系数。在一些情况下，每个共聚单体40,000cm^-1M^-1或更多为平均消光系数。

应了解在一些情况下主题多发色团可以包括共聚嵌段(例如n个和m个共聚嵌段)或n个和m个重复单元的无规排列。主题多发色团可以在总聚合物的结构内包括多种长度的n个和m个共聚嵌段的任何合适的线性排列。另外，多发色团可以在此类n个和/或m个共聚嵌段内包括共聚单体的任何合适的排列。除非相反指示，否则共聚单体的所有可能排列意图包括在本文所述的聚合物染料内。多种聚合物合成法可以用于制备在主题多发色团的制备中所关注的共聚单体和共聚嵌段。应了解在一些情况下，聚合方法可以产生包括一群共轭聚合物的组合物，该群共轭聚合物在具体长度和/或该群的每个共轭聚合物中存在的端基(即末端基团)方面包括一些变化。本文中所描绘的式可以指单个化合物或一群聚合化合物或聚合化合物的子群。如本文所用，^*表示与共轭聚合物的不饱和主链的共价连接点。

在一些实施方案中，主题聚合物染料为包括基于噻吩的共聚单体和芳基或杂芳基共聚单体的π共轭聚合物。所关注的芳基或杂芳基共聚单体包括但不限于稠合三环共聚单体，例如芴共聚单体、咔唑共聚单体、噻咯共聚单体或桥接联苯共聚单体。稠合三环共聚单体为包括三环芳族基的共聚单体，该三环芳族基具有三个呈如下构型的稠环，其中两个芳基或杂芳基6元环与中心5或6元碳环或杂环稠合。在一些情况下，稠合三环共聚单体包括两个与中心5或6元碳环或杂环稠合的苯并或吡啶并环。稠合三环共聚单体可以经由稠环的任何合适的环原子与聚合物主链相邻的共聚单体呈π共轭。中心5或6元环可以为碳环或杂环，芳族或部分饱和，且可以进一步包括侧链取代基，例如WSG和/或与化学选择性标签的接头。桥接联苯共聚单体为具有联苯基的稠合三环共聚单体，在联苯基中两个苯基环经由中心6元环进一步彼此连接。在某些情况下，稠合三环共聚单体通过以下结构来描述：

其中：

Y为C(R³)₂、-C(R³)₂C(R³)₂-、NR³、Si(R³)₂或Se；

Z为CH、CR或N；

每一个R³独立地选自H、烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、酰基、取代的酰基、烷氧基、取代的烷氧基、酰氨基、取代的酰氨基、芳烷基、取代的芳烷基、PEG部分、-L¹-Z¹，其中L¹为接头且Z¹为化学选择性标签(例如包括化学选择性官能团的标签)和WSG；且

每一个R独立地为H或一个或多个芳基或杂芳基取代基。在一些情况下，每一个R是指一个或两个独立地选自卤素、磺酸酯基、烷氧基、取代的烷氧基、烷基和取代的烷基的环取代基。在某些情况下，每一个环中的至少两个Z为CH或CR。在某些情况下，每一个环中的一个且仅一个Z为N。

在某些情况下，稠合三环共聚单体由以下结构之一描述：

其中：

Y为C(R³)₂、-C(R³)₂C(R³)₂-、NR³、Si(R³)₂或Se；

每一个R³独立地选自H、烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、酰基、取代的酰基、烷氧基、取代的烷氧基、酰氨基、取代的酰氨基、芳烷基、取代的芳烷基、PEG部分、-L¹-Z¹，其中L¹为接头且Z¹为化学选择性标签(例如包括化学选择性官能团的标签)和WSG；且

每一个R独立地为H、R³或一个或多个芳基或杂芳基取代基。在一些情况下，每一个R是指一个或两个环取代基独立地选自卤素、磺酸酯基、烷氧基、取代的烷氧基、烷基和取代的烷基。符号“*”表示与共轭聚合物的不饱和主链的共价连接位点，例如π共轭区段、端基、接头和连接的特异性结合成员。应了解对于本文所述的包括2,7-π共轭的稠合三环共聚单体的任一式，还可以描绘包括类似的3,6-π共轭的共聚单体的类似式。在某些情况下，稠合三环共聚单体为芴共聚单体，其中Y为C(R³)₂。在一些情况下，稠合三环共聚单体为咔唑共聚单体，其中Y为NR³。在一些情况下，稠合三环共聚单体为噻咯共聚单体，其中Y为Si(R³)₂。在一些情况下，稠合三环共聚单体为桥接联苯共聚单体，其中Y为-C(R³)₂C(R³)₂-。在一些情况下，稠合三环共聚单体为桥接联苯共聚单体，其中Y为-CHR³CHR³-。在本文所述的任一稠合三环共聚单体的某些情况下，每一个R独立地选自H、卤素、烷氧基、取代的烷氧基、烷基和取代的烷基。在某些情况下，每一个R独立地选自H、氟、氯、甲氧基、取代的烷氧基、烷基和取代的烷基。

在某些情况下，稠合三环共聚单体由以下结构之一描述：

其中：

每一个R³独立地选自H、烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、酰基、取代的酰基、烷氧基、取代的烷氧基、酰氨基、取代的酰氨基、芳烷基、取代的芳烷基、PEG部分、-L¹-Z¹，其中L¹为接头且Z¹为化学选择性标签(例如包括化学选择性官能团的标签)和WSG；且

每一个R独立地为H、R³或一个或多个芳基或杂芳基取代基。在一些情况下，每一个R是指一个或两个环取代基独立地选自卤素、磺酸酯基、烷氧基、取代的烷氧基、烷基和取代的烷基。在一些情况下，每一个R为氟或甲氧基。在一些情况下，至少一个R³为WSG。在一些情况下，至少一个R³为-L¹-Z¹。

在一些情况下，多发色团包括具有式(I)的结构的共轭区段：

其中：

M¹、M²和M³独立地为芳基或杂环共聚单体，其中M¹、M²和M³中的至少一个为含有噻吩的共聚单体；

Z¹为化学选择性官能团或连接的信号发色团；

Z⁵和Z⁶独立地为CR或N，其中R选自H、卤素、烷氧基、取代的烷氧基、烷基和取代的烷基；

G¹和G²每一个独立地选自端基、π共轭区段、接头和连接的特异性结合成员；

Y¹、Y²和Y³独立地为C(R³)₂、-C(R³)₂C(R³)₂-、NR³、Si(R³)₂或Se；

每一个R³独立地选自H、烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、酰基、取代的酰基、烷氧基、取代的烷氧基、酰氨基、取代的酰氨基和WSG；

a-i独立地为0或1；

n、m和o每一个独立地为0或1至10,000的整数；且

p为1至100,000的整数。在式(I)的一些情况下，共聚单体M²和M³中的一个包括连接的化学选择性官能团或连接的信号发色团。

在式(I)的某些实施方案中，Y¹为C(R³)₂。在式(I)的一些实施方案中，Y¹为NR³。在式(I)的某些情况下，Y¹为Si(R³)₂。在式(I)的某些情况下，Y¹为-C(R³)₂C(R³)₂-。在式(I)的一些情况下，Y¹为-CHR³CHR³-。在式(I)的某些情况下，Y¹为Se。在式(I)的某些实施方案中，Y²为C(R³)₂。在式(I)的一些情况下，Y²为NR³。在式(I)的某些实施方案中，Y²为Si(R³)₂。在式(I)的某些情况下，Y²为-C(R³)₂C(R³)₂-。在式(I)的一些情况下，Y²为-CHR³CHR³-。在式(I)的一些实施方案中，Y²为Se。在式(I)的某些情况下，Y³为C(R³)₂，其中一个R³包含Z¹。在式(I)的一些情况下，Y³为NR³，其中R³包含Z¹。在式(I)的某些情况下，Y³为Si(R³)₂，其中一个R³包含Z¹。在式(I)的某些情况下，Y³为-C(R³)₂C(R³)₂-，其中一个R³包含Z¹。在式(I)的一些情况下，Y³为-CHR³CHR³-，其中一个R³包含Z¹。在式(I)的某些实施方案中，Z¹为化学选择性官能团。在式(I)的某些情况下，Z¹为连接的信号发色团。在式(I)的某些实施方案中，G¹和G²中的至少一个为接头。在式(I)的某些实施方案中，G¹和G²中的至少一个为连接的特异性结合成员。

在式(I)的一些情况下，每一个稠合三环共聚单体具有相同核心结构，例如芴、咔唑、噻咯或桥接联苯共聚单体。在式(I)的一些情况下，每一个稠合三环共聚单体独立地选自芴、咔唑、噻咯和桥接联苯共聚单体。在式(I)的稠合三环共聚单体的某些情况下，Z⁵和Z⁶中的一个为CR。在式(I)的稠合三环共聚单体的一些情况下，Z⁵和Z⁶两者都独立地为CR。在式(I)的稠合三环共聚单体的一些实施方案中，Z⁵为CR且Z⁶为N。在式(I)的稠合三环共聚单体的某些情况下，Z⁵为N且Z⁶为CR。在式(I)的稠合三环共聚单体的某些情况下，Z⁵和Z⁶中的一个为CH。在式(I)的稠合三环共聚单体的某些情况下，Z⁵和Z⁶两者都为CH。在式(I)的稠合三环共聚单体的一些实施方案中，Z⁵为CR且Z⁶为N。在式(I)的稠合三环共聚单体的某些情况下，Z⁵为N且Z⁶为CR。

在式(I)的某些情况下，M¹、M²和M³独立地为杂环共聚单体，其中M¹、M²和M³中的至少一个为含有噻吩的共聚单体。

在式(I)的一些情况下，多发色团包括具有式(Ia)的结构的共轭区段：

在式(I)的某些实施方案中，M¹、M²和M³每一个独立地为含有噻吩的共聚单体。在式(I)的某些情况下，a+c≤1。在式(I)的某些情况下，d+f≤1。在式(I)的某些情况下，g+i≤1。在式(I)的某些情况下，b+e+h≥1。在式(I)的某些情况下，n+m+o≥1。在一些情况下，a+c≤1；d+f≤1；g+i≤1；b+e+h≥1；且n+m+o≥1。在某些情况下，n≥1。在某些情况下，m＝0。在某些情况下，o＝0。在一些情况下，a+c＝1。在某些情况下，b＝1和e＝1。在一些情况下，a+c＝1。在某些情况下，b+e+h＝2。在一些情况下，d+f＝1。在某些情况下，b＝1，e＝1且h＝0。在一些情况下，g+i＝1。在某些情况下，b＝1，e＝0和h＝1。

在式(I)的一些实施方案中，聚合物染料具有式(Ib)的结构：

在式(Ib)的一些情况下，每一个稠合三环共聚单体具有相同核心结构，例如芴、咔唑、噻咯或桥接联苯共聚单体。在式(Ib)的一些情况下，每一个稠合三环共聚单体独立地选自芴、咔唑、噻咯和桥接联苯共聚单体。在式(Ib)的稠合三环共聚单体的某些情况下，Z⁵和Z⁶中的一个为CR。在式(Ib)的稠合三环共聚单体的一些情况下，Z⁵和Z⁶两者都独立地为CR。在式(Ib)的稠合三环共聚单体的一些实施方案中，Z⁵为CR且Z⁶为N。在式(Ib)的稠合三环共聚单体的某些情况下，Z⁵为N且Z⁶为CR。在式(Ib)的稠合三环共聚单体的某些情况下，Z⁵和Z⁶中的一个为CH。在式(Ib)的稠合三环共聚单体的某些情况下，Z⁵和Z⁶两者都为CH。在式(Ib)的稠合三环共聚单体的一些实施方案中，Z⁵为CR且Z⁶为N。在式(Ib)的稠合三环共聚单体的某些情况下，Z⁵为N且Z⁶为CR。

在式(I)和(Ib)的一些实施方案中，聚合物染料具有式(Ic)的结构：

在式(Ib)-(Ic)的某些情况下，h、i和o每一个为0。在式(Ib)-(Ic)的某些情况下，b和c每一个为1。在式(Ib)-(Ic)的某些情况下，e和f每一个为1。在式(Ib)-(Ic)的某些情况下，e、f和m每一个为0。在式(Ib)-(Ic)的某些情况下，h和i每一个为1。在式(Ib)-(Ic)的某些情况下，h、i和o每一个为0；b和c每一个为1；且e和f每一个为1。在某些情况下，M²连接于信号发色团或化学选择性官能团。在式(Ib)-(Ic)的某些情况下，e、f和m每一个为0；b和c每一个为1；且h和i每一个为1。在某些情况下，Z¹为连接的信号发色团。在一些情况下，Z¹为连接的化学选择性官能团。

在式(I)的一些实施方案中，聚合物染料具有式(II)的结构：

其中u、v、w、x、y和z表示多发色团中每一个共聚单体的摩尔％值。在式(IIa)的一些情况下，每一个稠合三环共聚单体具有相同核心结构，例如芴、咔唑、噻咯或桥接联苯共聚单体。在式(IIa)的一些情况下，每一个稠合三环共聚单体独立地选自芴、咔唑、噻咯和桥接联苯共聚单体。在式(IIa)的稠合三环共聚单体的某些情况下，Z⁵和Z⁶中的一个为CR。在式(IIa)的稠合三环共聚单体的一些情况下，Z⁵和Z⁶两者都独立地为CR。在式(IIa)的稠合三环共聚单体的一些实施方案中，Z⁵为CR且Z⁶为N。在式(IIa)的稠合三环共聚单体的某些情况下，Z⁵为N且Z⁶为CR。在式(IIa)的稠合三环共聚单体的某些情况下，Z⁵和Z⁶中的一个为CH。在式(IIa)的稠合三环共聚单体的某些情况下，Z⁵和Z⁶两者都为CH。在式(IIa)的稠合三环共聚单体的一些实施方案中，Z⁵为CR且Z⁶为N。在式(IIa)的稠合三环共聚单体的某些情况下，Z⁵为N且Z⁶为CR。在某些情况下，R为H、卤素、烷氧基、取代的烷氧基、烷基和取代的烷基。在一些情况下，R为氟、甲氧基、低级烷基或取代的低级烷基。

在一些实施方案中，聚合物染料具有式(IIb)的结构：

其中u、v、w、x、y和z表示多发色团中每一个共聚单体的摩尔％值。应了解本文所述的任一聚合物染料还可以由包括针对存在的共聚单体每一个的摩尔％值的式，例如对应于式(IIa)-(IIb)的式描述。应了解式(Ia)和(Ic)的任一聚合物染料可以由式(II)表示。在式(IIa)-(IIb)的一些情况下，u+w+y占以多发色团的摩尔浓度计5％或更多(例如5摩尔％)，例如10％或更多、15％或更多、20％或更多、25％或更多、30％或更多、35％或更多、40％或更多、45％或更多、50％或更多、55％或更多、60％或更多、65％或更多、70％或更多、75％或更多、80％或更多、85％或更多、90％或更多或甚至更多。在某些情况下，z为0。在式(IIa)-(IIb)的一些情况下，M¹、M²和M³每一个为含有噻吩的共聚单体。在式(II)的一些情况下，M¹为含有噻吩的共聚单体。在式(IIa)-(IIb)的一些情况下，M²为含有噻吩的共聚单体。在式(IIa)-(IIb)的一些情况下，M³为含有噻吩的共聚单体。在式(IIa)-(IIb)的一些情况下，v+x+z占以多发色团的摩尔浓度计80％或更少(例如80摩尔％)，例如75％或更少、70％或更少、65％或更少、60％或更少、55％或更少、50％或更少、45％或更少、40％或更少、35％或更少、30％或更少、25％或更少、20％或更少、15％或更少、10％或更少或甚至更少。

在式(IIa)-(IIb)的一些情况下，u为5％或更多，例如10％或更多、15％或更多、20％或更多、25％或更多、30％或更多、35％或更多、40％或更多、45％或更多、50％或更多、55％或更多、60％或更多、65％或更多、70％或更多、75％或更多、80％或更多、85％或更多、90％或更多或甚至更多。在式(IIa)-(IIb)的一些情况下，w为5％或更多，例如10％或更多、15％或更多、20％或更多、25％或更多、30％或更多、35％或更多、40％或更多、45％或更多、50％或更多、55％或更多、60％或更多、65％或更多、70％或更多、75％或更多、80％或更多、85％或更多、90％或更多或甚至更多。在式(IIa)-(IIb)的一些情况下，y为1％或更多，例如2％或更多、5％或更多、10％或更多、15％或更多、20％或更多、25％或更多、30％或更多、35％或更多、40％或更多、45％或更多、50％或更多、55％或更多、60％或更多、65％或更多、70％或更多、75％或更多、80％或更多、85％或更多、90％或更多或甚至更多。在式(IIa)-(IIb)的一些情况下，v为80％或更少，例如75％或更少、70％或更少、65％或更少、60％或更少、55％或更少、50％或更少、45％或更少、40％或更少、35％或更少、30％或更少、25％或更少、20％或更少、15％或更少、10％或更少或甚至更少。在式(IIa)-(IIb)的一些情况下，x为80％或更少，例如75％或更少、70％或更少、65％或更少、60％或更少、55％或更少、50％或更少、45％或更少、40％或更少、35％或更少、30％或更少、25％或更少、20％或更少、15％或更少、10％或更少或甚至更少。在式(IIa)-(IIb)的一些情况下，z为80％或更少，例如75％或更少、70％或更少、65％或更少、60％或更少、55％或更少、50％或更少、45％或更少、40％或更少、35％或更少、30％或更少、25％或更少、20％或更少、15％或更少、10％或更少或甚至更少。

在式(I)-(IIb)的一些实施方案中，聚合物染料具有式(IIIa)的结构：

在式(IIIa)的一些情况下，稠合三环共聚单体选自芴、咔唑、噻咯和桥接联苯共聚单体。在式(IIIa)的某些情况下，Z⁵和Z⁶中的一个为CR。在式(IIIa)的一些情况下，Z⁵和Z⁶两者都独立地为CR。在式(IIIa)的一些实施方案中，Z⁵为CR且Z⁶为N。在式(IIIa)的某些情况下，Z⁵为N且Z⁶为CR。在式(IIIa)的某些情况下，Z⁵和Z⁶中的一个为CH。在式(IIIa)的某些情况下，Z⁵和Z⁶两者都为CH。在式(IIIa)的一些实施方案中，Z⁵为CR且Z⁶为N。在式(IIIa)的某些情况下，Z⁵为N且Z⁶为CR。在某些情况下，R为H、卤素、烷氧基、取代的烷氧基、烷基和取代的烷基。在一些情况下，R为氟、甲氧基低级烷基或取代的低级烷基。

在式(I)-(IIIa)的一些实施方案中，聚合物染料具有式(IIIb)的结构：

其中n为1至100,000的整数且M¹为含有噻吩的共聚单体。在式(III)-(IIIb)的某些实施方案中，Y¹为C(R³)₂。在式(III)-(IIIb)的某些实施方案中，Y¹为-C(R³)₂C(R³)₂-。在式(IIIa)-(IIIb)的一些情况下，Y²为-CHR³CHR³-。在式(IIIa)-(IIIb)的某些情况下，Y¹为NR³。在式(III)-(IIIb)的某些实施方案中，Y¹为Si(R³)₂。在一些情况下，每一个R³独立地选自H、烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、酰基、取代的酰基、烷氧基、取代的烷氧基、酰氨基、取代的酰氨基、取代的磺酰氨基和WSG。在某些情况下，至少一个R³为WSG。在某些情况下，两个R³基团独立地为WSG。

在式(I)-(IIa)的一些实施方案中，聚合物染料具有式(IVa)的结构：

其中：M¹和M²每一个独立地为含有噻吩的共聚单体；每一个n和m独立地为1至10,000的整数；且p为1至100,000的整数。在式(IVa)的一些情况下，每一个稠合三环共聚单体具有相同核心结构，例如芴、咔唑、噻咯或桥接联苯共聚单体。在式(IVa)的一些情况下，每一个稠合三环共聚单体独立地选自芴、咔唑、噻咯和桥接联苯共聚单体。在式(IVa)的一些情况下，稠合三环共聚单体选自芴、咔唑、噻咯和桥接联苯共聚单体。在式(IVa)的某些情况下，Z⁵和Z⁶中的一个为CR。在式(IVa)的一些情况下，Z⁵和Z⁶两者都独立地为CR。在式(IVa)的一些实施方案中，Z⁵为CR且Z⁶为N。在式(IVa)的某些情况下，Z⁵为N且Z⁶为CR。在式(IVa)的某些情况下，Z⁵和Z⁶中的一个为CH。在式(IVa)的某些情况下，Z⁵和Z⁶两者都为CH。在式(IVa)的一些实施方案中，Z⁵为CR且Z⁶为N。在式(IVa)的某些情况下，Z⁵为N且Z⁶为CR。在某些情况下，R为H、卤素、烷氧基、取代的烷氧基、烷基和取代的烷基。在一些情况下，R为氟、甲氧基低级烷基或取代的低级烷基。

在式(I)-(IVa)的一些实施方案中，聚合物染料具有式(IVb)的结构：

其中：M¹和M²每一个独立地为含有噻吩的共聚单体；每一个n和m独立地为1至10,000的整数；且p为1至100,000的整数。在式(IVa)-(IVb)的某些情况下，Y¹为NR³；Y²为C(R³)₂；且M¹和M²为相同的含有噻吩的共聚单体。在式(IVa)-(IVb)的某些情况下，Y¹为C(R³)₂；Y²为NR³；且M¹和M²为相同的含有噻吩的共聚单体。在式(IVa)-(IVb)的某些情况下，Y¹和Y²每一个独立地为C(R³)₂；且M¹和M²为相同的含有噻吩的共聚单体。在式(IVa)-(IVb)的某些情况下，Y¹为NR³；Y²为C(R³)₂；且M¹和M²为不同的含有噻吩的共聚单体。在式(IVa)-(IVb)的某些情况下，Y¹为C(R³)₂；Y²为NR³；且M¹和M²为不同的含有噻吩的共聚单体。在式(IVa)-(IVb)的某些情况下，Y¹和Y²每一个独立地为C(R³)₂；且M¹和M²为不同的含有噻吩的共聚单体。在式(IVa)-(IVb)的某些情况下，Y¹和Y²每一个独立地为Si(R³)₂。在式(IVa)-(IVb)的某些情况下，Y¹为Si(R³)₂。在式(IVa)-(IVb)的某些情况下，Y²为Si(R³)₂。在式(IVa)-(IVb)的一些情况下，Y¹为-C(R³)₂C(R³)₂-。在式(IVa)-(IVb)的一些情况下，Y¹为-CHR³CHR³。在式(IVa)-(IVb)的一些情况下，Y²为-C(R³)₂C(R³)₂-。在式(IVa)-(IVb)的一些情况下，Y²为-CHR³CHR³。在一些情况下，每一个R³独立地选自H、烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、酰基、取代的酰基、烷氧基、取代的烷氧基、酰氨基、取代的酰氨基和WSG。在某些情况下，至少一个R³为WSG。在某些情况下，两个R³基团独立地为WSG。

在式(I)-(IIb)的某些实施方案中，聚合物染料具有式(Va)的结构：

其中：M¹和M³每一个独立地为含有噻吩的共聚单体；每一个n和每一个o独立地为1至10,000的整数；且p为1至100,000的整数。在式(Va)的一些情况下，每一个稠合三环共聚单体具有相同核心结构，例如芴、咔唑、噻咯或桥接联苯共聚单体。在式(Va)的一些情况下，每一个稠合三环共聚单体独立地选自芴、咔唑、噻咯和桥接联苯共聚单体。在式(Va)的一些情况下，稠合三环共聚单体选自芴、咔唑、噻咯和桥接联苯共聚单体。在式(Va)的某些情况下，Z⁵和Z⁶中的一个为CR。在式(Va)的一些情况下，Z⁵和Z⁶两者都独立地为CR。在式(Va)的一些实施方案中，Z⁵为CR且Z⁶为N。在式(Va)的某些情况下，Z⁵为N且Z⁶为CR。在式(Va)的某些情况下，Z⁵和Z⁶中的一个为CH。在式(Va)的某些情况下，Z⁵和Z⁶两者都为CH。在式(Va)的一些实施方案中，Z⁵为CR且Z⁶为N。在式(Va)的某些情况下，Z⁵为N且Z⁶为CR。在某些情况下，R为H、卤素、烷氧基、取代的烷氧基、烷基和取代的烷基。在一些情况下，R为氟、甲氧基低级烷基或取代的低级烷基。

在式(I)-(IIb)的某些实施方案中，聚合物染料具有式(Vb)的结构：

其中：M¹和M³每一个独立地为含有噻吩的共聚单体；每一个n和每一个o独立地为1至10,000的整数；且p为1至100,000的整数。在式(Va)-(Vb)的一些情况下，Y³-Z¹为C(R³)(T¹-Z¹)，其中Z¹为化学选择性官能团或连接的信号发色团且T¹为接头。在式(Va)-(Vb)的一些情况下，Y³-Z¹为N-T¹-Z¹，其中Z¹为化学选择性官能团或连接的信号发色团且T¹为接头。在式(Va)-(Vb)的一些情况下，Y³-Z¹为Si(R³)(T¹-Z¹)，其中Z¹为化学选择性官能团或连接的信号发色团且T¹为接头。在某些情况下，Z¹为化学选择性官能团。在一些情况下，Z¹为连接的信号发色团。在式(Va)-(Vb)的一些实施方案中，Y¹为NR³；且M¹和M³为相同的含有噻吩的共聚单体。在式(Va)-(Vb)的一些实施方案中，Y¹为C(R³)₂；且M¹和M³为相同的含有噻吩的共聚单体。在式(Va)-(Vb)的一些情况下，Y¹为NR³；且M¹和M³为不同的含有噻吩的共聚单体。在式(Va)-(Vb)的一些实施方案中，Y¹为C(R³)₂；且M¹和M³为不同的含有噻吩的共聚单体。在式(Va)-(Vb)的一些情况下，Y¹为-C(R³)₂C(R³)₂-。在式(Va)-(Vb)的一些情况下，Y¹为-CHR³CHR³-。在式(Va)-(Vb)的一些实施方案中，Y¹为Si(R³)₂。在式(Va)-(Vb)的一些实施方案中，M¹和M³为相同的含有噻吩的共聚单体。在式(Va)-(Vb)的一些实施方案中，M¹和M³为不同的含有噻吩的共聚单体。

在式(I)-(II)的某些实施方案中，聚合物染料具有式(VIa)的结构：

其中：M¹和M²中的至少一个为含有噻吩的共聚单体；每一个n和每一个o独立地为1至10,000的整数；Z¹为连接的化学选择性官能团或连接的信号发色团；且p为1至100,000的整数。在式(VIa)的一些情况下，每一个稠合三环共聚单体具有相同核心结构，例如芴、咔唑、噻咯或桥接联苯共聚单体。在式(VIa)的一些情况下，每一个稠合三环共聚单体独立地选自芴、咔唑、噻咯和桥接联苯共聚单体。在式(VIa)的稠合三环共聚单体的某些情况下，Z⁵和Z⁶中的一个为CR。在式(VIa)的稠合三环共聚单体的一些情况下，Z⁵和Z⁶两者都独立地为CR。在式(VIa)的稠合三环共聚单体的一些实施方案中，Z⁵为CR且Z⁶为N。在式(VIa)的稠合三环共聚单体的某些情况下，Z⁵为N且Z⁶为CR。在式(VIa)的稠合三环共聚单体的某些情况下，Z⁵和Z⁶中的一个为CH。在式(VIa)的稠合三环共聚单体的某些情况下，Z⁵和Z⁶两者都为CH。在式(VIa)的稠合三环共聚单体的一些实施方案中，Z⁵为CR且Z⁶为N。在式(VIa)的稠合三环共聚单体的某些情况下，Z⁵为N且Z⁶为CR。在某些情况下，R为H、卤素、烷氧基、取代的烷氧基、烷基和取代的烷基。在一些情况下，R为氟、甲氧基低级烷基或取代的低级烷基。

在式(I)-(VIa)的某些实施方案中，聚合物染料具有式(VIb)的结构：

其中：M¹和M²中的至少一个为含有噻吩的共聚单体；每一个n和每一个o独立地为1至10,000的整数；Z¹为连接的化学选择性官能团或连接的信号发色团；且p为1至100,000的整数。在式(VIa)-(VIb)的一些情况下，M¹和M²每一个独立地为含有噻吩的共聚单体。在式(VIa)-(VIb)的一些情况下，Z¹为连接的化学选择性官能团。在式(VIa)-(VIb)的一些情况下，Z¹为连接的信号发色团。在式(VIa)-(VIb)的一些实施方案中，Y¹为NR³。在式(VIa)-(VIb)的一些实施方案中，Y¹为C(R³)₂。在式(VIa)-(VIb)的一些实施方案中，Y²为NR³。在式(VIa)-(VIb)的一些实施方案中，Y²为C(R³)₂。在式(VIa)-(VIb)的某些情况下，Y¹和Y²每一个独立地为Si(R³)₂。在式(VIa)-(VIb)的某些情况下，Y¹为Si(R³)₂。在式(VIa)-(VIb)的某些情况下，Y²为Si(R³)₂。在式(VIa)-(VIb)的一些情况下，Y¹为-C(R³)₂C(R³)₂-。在式(VIa)-(VIb)的一些情况下，Y¹为-CHR³CHR³。在式(VIa)-(VIb)的一些情况下，Y²为-C(R³)₂C(R³)₂-。在式(VIa)-(VIb)的一些情况下，Y²为-CHR³CHR³。在式(VIa)-(VIb)的一些情况下，M¹和M²具有相同的根本的未取代的含有噻吩的共聚单体，除了M²包括连接的Z¹，且M¹任选地经R³基团取代。在式(VIa)-(VIb)的一些情况下，M¹和M²为不同的含有噻吩的共聚单体。在一些情况下，每一个R³独立地选自H、烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、酰基、取代的酰基、烷氧基、取代的烷氧基、酰氨基、取代的酰氨基和WSG。在某些情况下，至少一个R³为WSG。在某些情况下，两个R³基团独立地为WSG。

含有噻吩的共聚单体

本公开的方面包括水溶剂化聚合物染料(例如如本文所述，例如式(I)-(VIb)之一的聚合物染料)，所述水溶剂化聚合物染料包括含有噻吩的共聚单体。术语“含有噻吩的共聚单体”是指包括噻吩环且能够与π共轭聚合物主链经由相邻的共聚单体共轭的杂环基团或取代的杂环基团。噻吩为具有式C₄H₄S的5元芳族杂环，其可以经任何合适的取代基取代(例如在2、3、4和/或5位和/或与任何合适的芳基或杂芳基环系统连接或稠合(例如在2,3-位、3,4-位和/或4,5-位与额外环稠合)。共聚单体为二价的，因而在环系统的两个位点经取代以共价连接于共轭聚合物的不饱和主链。在一些情况下，共聚单体的噻吩环经由噻吩环的2和/或5位连接于共轭聚合物主链。

任何合适的含有噻吩的杂环基团都适用作主题共轭聚合物中的含有噻吩的共聚单体。所关注的含有噻吩的杂环基团包括(但不限于)噻吩、1-苯并噻吩、2-苯并噻吩、二苯并噻吩和聚噻吩，例如稠合二噻吩或稠合三噻吩，所述基团可以经由基团的任两个合适的位置连接于共轭聚合物且可以任选地进一步经例如WSG取代。在一些情况下，含有噻吩的共聚单体为单环(例如取代的噻吩)。在一些情况下，含有噻吩的共聚单体包含稠合噻吩环，例如1-苯并噻吩、2-苯并噻吩和其取代的型式。在一些情况下，含有噻吩的共聚单体包含芳基或杂芳基环系统作为不直接连接于共轭聚合物主链的取代基。

在式(I)-(VIb)的一些实施方案中，含有噻吩的共聚单体(M¹-M³)选自式(VII)、(VIII)和(IX)：

其中：

A1和A2每一个为稠合单环或双环基团；

每一个R³独立地选自H、氨基、取代的氨基、卤素、氰基、烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、酰基、取代的酰基、酰氨基、取代的酰氨基、磺酸、氰基、烷氧基、取代的烷氧基、WSG和-T²-Z²，其中Z²为化学选择性官能团或连接的受体发色团，且T²为接头；

n为0、1、2、3或4；且

每一个*为与共轭聚合物的不饱和主链的共价连接位点。在式(I)-(VIb)的一些情况下，含有噻吩的共聚单体(例如M¹、M²和/或M³)由式(VII)描述。在式(I)-(VIb)的一些情况下，含有噻吩的共聚单体(例如M¹、M²和/或M³)由式(VIII)描述。在式(I)-(VIb)的一些情况下，所述含有噻吩的共聚单体(例如M¹、M²和/或M³)由式(IX)描述。

所关注的稠合单环或双环基团包括具有一个或两个5、6和/或7元环的稠合碳环和杂环基团，其在与噻吩环稠合时形成稠合二环或三环系统。稠合碳环和杂环可以为饱和或不饱和。在式(VIII)-(IX)的某些情况下，A1和A2为稠合单环基团，例如稠合苯并环、稠合吡啶环、稠合苯并噻吩环系统或稠合7元杂环。在式(VIII)-(IX)的一些情况下，A1和A2选自稠合单环杂环、稠合单环杂芳基和稠合双环杂芳基。

在式(VII)-(IX)的一些实施方案中，含有噻吩的共聚单体选自式(X)-(XVII)：

其中：

X¹为CR³、NR³、O或S；

每一个X²独立地为N、O或S，其中当X²为N时，相邻的为双键且当X²为O或S时，相邻的为单键；

每一个X³独立地为O、S或CH；

R¹和R²一起形成任选地经一个或多个R³基团取代的5或6元稠合芳环或杂芳环；且

Y⁴为NR³、C(R³)₂或Si(R³)₂。

在式(XV)的某些实施方案中，X¹为CR³。在式(XV)的某些实施方案中，X¹为CH。在式(XV)的某些情况下，X¹为NR³。在式(XV)的某些情况下，X¹为O。在式(XV)的一些实施方案中，X¹为S。在式(XV)的某些情况下，R³为WSG且X¹为O或S。

在式(XII)-(XIII)的某些实施方案中，每一个X²为N。在式(XIII)-(XIV)的某些实施方案中，每一个X²为O。在式(XIII)-(XIV)的某些实施方案中，每一个X²为S。在式(XII)的某些实施方案中，每一个X³为O。在式(XII)的某些实施方案中，每一个X³为S。在式(XII)的某些实施方案中，每一个X³为CH。

在聚合物染料的一些实施方案中，含有噻吩的共聚单体(例如共聚单体M¹-M³)独立地选自式(XVIII)和(XIX)：

其中：

R¹和R²一起形成任选地经一个或多个R³基团取代的5或6元稠合芳环或杂芳环；且

每一个R³独立地选自H、氨基、取代的氨基、卤素、氰基、烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、酰基、取代的酰基、酰氨基、取代的酰氨基、磺酸、氰基、烷氧基、取代的烷氧基和-T²-Z²，其中Z²为化学选择性官能团或连接的受体发色团，且T²为接头。

在式(I)-(XVII)的一些实施方案中，含有噻吩的共聚单体(例如M¹、M²和/M³)由以下结构(a)至(q)之一描述：

其中：

每一个R⁴独立地选自H、氨基、取代的氨基、卤素、氰基、烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、酰基、取代的酰基、酰氨基、取代的酰氨基、磺酸、氰基、烷氧基、取代的烷氧基、WSG和-T²-Z²，其中Z²为化学选择性官能团或连接的信号发色团，且T²为接头；且

每一个s为0或1至50的整数。在某些情况下，每一个s独立地为1至20，例如3至20、3至15、3至12或6至12。在某些情况下，每一个s独立地为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12。在一些情况下，每一个s为3。在一些情况下，每一个s为4。在一些情况下，每一个s为5。在一些情况下，每一个s为6。在一些情况下，每一个s为7。在一些情况下，每一个s为8。在一些情况下，每一个s为9。在一些情况下，每一个s为10。在一些情况下，每一个s为11。在一些情况下，至少一个R⁴为-T²-Z²。在一些实施方案中，T²为烷基接头，例如C1-C6烷基接头。在一些实施方案中，T²为取代的烷基接头。在一些实施方案中，T²为烷氧基接头(例如-O-烷基-)。在一些实施方案中，T²为取代的烷氧基。在一些情况下，Z²为化学选择性官能团。在一些情况下，Z²为连接的信号发色团。在一些情况下，每一个R⁴为WSG。在一些情况下，每一个R⁴为取代的烷基基团。在一些情况下，每一个R⁴为烷氧基或取代的烷氧基。

含有噻吩的共聚单体(例如共聚单体M¹-M³)可以为任何合适的稠合三环共聚单体。所关注的三环共聚单体包括(但不限于)包括两个经由稠合中心5-或6元芳基或杂芳基环连接的噻吩环的那些共聚单体。稠合中心环可以为吡咯、苯并环或环戊二烯。在聚合物染料的一些实施方案中，含有噻吩的共聚单体(例如共聚单体M¹-M³)独立地选自式(e)-(i)：

其中：每一个R⁴独立地选自H、氨基、取代的氨基、卤素、氰基、烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、酰基、取代的酰基、酰氨基、取代的酰氨基、磺酸、氰基、烷氧基、取代的烷氧基和-T²-Z²，其中Z²为化学选择性官能团或连接的受体发色团，且T²为接头；且每一个s为0或1至50的整数(例如s为1至20等，例如s为11)。

在式(I)-(XVI)的一些实施方案中，至少一个含有噻吩的共聚单体由结构(a)描述。在式(I)-(XVI)的一些实施方案中，至少一个含有噻吩的共聚单体由结构(b)描述。在式(I)-(XVI)的一些实施方案中，至少一个含有噻吩的共聚单体由结构(c)描述。在式(I)-(XVI)的一些实施方案中，至少一个含有噻吩的共聚单体由结构(d)描述。在式(I)-(XVI)的一些实施方案中，至少一个含有噻吩的共聚单体由结构(e)描述。在式(I)-(XVI)的一些实施方案中，至少一个含有噻吩的共聚单体由结构(f)描述。在式(I)-(XVI)的一些实施方案中，至少一个含有噻吩的共聚单体由结构(g)描述。在式(I)-(XVI)的一些实施方案中，至少一个含有噻吩的共聚单体由结构(h)描述。在式(I)-(XVI)的一些实施方案中，至少一个含有噻吩的共聚单体由结构(i)描述。在式(I)-(XVI)的一些实施方案中，至少一个含有噻吩的共聚单体由结构(j)描述。在式(I)-(XVI)的一些实施方案中，至少一个含有噻吩的共聚单体由结构(k)描述。在式(I)-(XVI)的一些实施方案中，至少一个含有噻吩的共聚单体由结构(l)描述。在式(I)-(XVI)的一些实施方案中，至少一个含有噻吩的共聚单体由结构(m)描述。在式(I)-(XVI)的一些实施方案中，至少一个含有噻吩的共聚单体由结构(n)描述。在式(I)-(XVI)的一些实施方案中，至少一个含有噻吩的共聚单体由结构(o)描述。在式(I)-(XVI)的一些实施方案中，至少一个含有噻吩的共聚单体由结构(p)描述。在式(I)-(XVI)的一些实施方案中，至少一个含有噻吩的共聚单体由结构(q)描述。

在式(I)-(XVII)和(a)-(q)的一些实施方案中，含有噻吩的共聚单体(例如M¹、M²和/M³)由以下结构(ba)至(bu)之一描述：

在一些情况下，至少一个含有噻吩的共聚单体(例如M¹、M²和/M³)具有结构(ba)。在一些情况下，至少一个含有噻吩的共聚单体(例如M¹、M²和/M³)具有结构(bb)。在一些情况下，至少一个含有噻吩的共聚单体(例如M¹、M²和/M³)具有结构(bc)。在一些情况下，至少一个含有噻吩的共聚单体(例如M¹、M²和/M³)具有结构(bd)。在一些情况下，至少一个含有噻吩的共聚单体(例如M¹、M²和/M³)具有结构(be)。在一些情况下，至少一个含有噻吩的共聚单体(例如M¹、M²和/M³)具有结构(bf)。在一些情况下，至少一个含有噻吩的共聚单体(例如M¹、M²和/M³)具有结构(bg)。在一些情况下，至少一个含有噻吩的共聚单体(例如M¹、M²和/M³)具有结构(bh)。在一些情况下，至少一个含有噻吩的共聚单体(例如M¹、M²和/M³)具有结构(bi)。在一些情况下，至少一个含有噻吩的共聚单体(例如M¹、M²和/M³)具有结构(bj)。在一些情况下，至少一个含有噻吩的共聚单体(例如M¹、M²和/M³)具有结构(bk)。在一些情况下，至少一个含有噻吩的共聚单体(例如M¹、M²和/M³)具有结构(bl)。在一些情况下，至少一个含有噻吩的共聚单体(例如M¹、M²和/M³)具有结构(bm)。在一些情况下，至少一个含有噻吩的共聚单体(例如M¹、M²和/M³)具有结构(bn)。在一些情况下，至少一个含有噻吩的共聚单体(例如M¹、M²和/M³)具有结构(bo)。在一些情况下，至少一个含有噻吩的共聚单体(例如M¹、M²和/M³)具有结构(bp)。在一些情况下，至少一个含有噻吩的共聚单体(例如M¹、M²和/M³)具有结构(bq)。在一些情况下，至少一个含有噻吩的共聚单体(例如M¹、M²和/M³)具有结构(br)。在一些情况下，至少一个含有噻吩的共聚单体(例如M¹、M²和/M³)具有结构(bs)。在一些情况下，至少一个含有噻吩的共聚单体(例如M¹、M²和/M³)具有结构(bt)。在一些情况下，至少一个含有噻吩的共聚单体(例如M¹、M²和/M³)具有结构(bu)。

在式(I)-(VI)的一些实施方案中，聚合物染料包括具有以下结构中的一个的共轭区段：

其中n为1至100,000且每一个R¹¹、R¹²和R¹³独立地为取代的烷基、取代的芳烷基或WSG。

在式(I)、(Ib)、(II)和(V)的一些实施方案中，聚合物染料包括具有以下结构中的一个的共轭区段：

其中n和o独立地为1至10,000且每一个R¹¹、R¹²和R¹³独立地为取代的烷基、取代的芳烷基或WSG。在式(I)、(Ib)、(II)和(VI)的一些实施方案中，聚合物染料包括具有以下结构的共轭区段：

其中n和m独立地为1至10,000且每一个R¹¹独立地为取代的烷基、取代的芳烷基或WSG。在式(I)、(Ib)、(II)和(VI)的一些实施方案中，聚合物染料包括具有以下结构中的一个的共轭区段：

其中n和m独立地为1至10,000且每一个R¹¹、R¹²和R¹³独立地为取代的烷基、取代的芳烷基或WSG。

在某些情况下，共轭区段的每一个R¹¹、R¹²和R¹³独立地选自以下取代基：

其中每一个s为1至50的整数。在某些情况下，每一个s独立地为1至20，例如3至20、3至15、3至12或6至12。在某些情况下，每一个s独立地为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12。在一些情况下，每一个s为3。在一些情况下，每一个s为4。在一些情况下，每一个s为5。在一些情况下，每一个s为6。在一些情况下，每一个s为7。在一些情况下，每一个s为8。在一些情况下，每一个s为9。在一些情况下，每一个s为10。在一些情况下，每一个s为11。在某些情况下，每一个R¹¹为取代基(yy)，其中s为3至20(例如11)。在某些情况下，每一个R¹²为取代基(zz)，其中s为3至20(例如11)。在某些情况下，每一个R¹³为取代基(xx)，其中s为3至20(例如11)。在任一个共轭区段结构的某些实施方案中，聚合物染料的末端包括以下接头。

水增溶取代基

主题聚合物染料可以水溶剂化。任何合适的水增溶基团(WSG)可以包括在本文所述的多发色团(例如式(I)-(VIb)的多发色团、式(VII)-(XVII)和(a)-(q)的共聚单体)中，以提供增加的水溶性。虽然溶解性的增加可能变化，但在一些情况下、增加(与无WSG的化合物相比)2倍或更多，例如5倍、10倍、25倍、50倍、100倍或更多。如本文所用，术语“水增溶基团”、“水溶性基团”和WSG可互换使用且是指在水性环境中，例如在生理条件下充分溶剂化且赋予其连接的分子以提高的水溶性的基团或取代基。在一些实施方案中，与缺乏WSG的对照多发色团相比，WSG增加多发色团在主要水溶液中的溶解性。在一些情况下，多发色团的WSG为能够赋予超过10mg/mL的水溶性的非离子侧基。水增溶基团可以为在水性环境中充分溶剂化的任何合适的亲水性基团。在一些情况下，亲水性水增溶基团带电，例如带正电或带负电。在某些情况下，亲水性水增溶基团为中性亲水性基团。在一些实施方案中，WSG为亲水性聚合物，例如聚乙二醇、经修饰的PEG、肽序列、类肽、碳水化合物、噁唑啉、多元醇、树突状结构、树枝状聚甘油、纤维素、壳聚糖或其衍生物。所关注的水增溶基团包括(但不限于)羧酸酯、膦酸酯、磷酸酯、磺酸酯、硫酸酯、亚磺酸酯、锍、酯、聚乙二醇(PEG)和经修饰的PEG、羟基、胺、氨基酸、铵、胍盐、吡啶鎓、多胺和锍、多元醇、直链或环状糖、伯胺、仲胺、叔胺或季铵和多胺、膦酸酯基、亚膦酸酯基、抗坏血酸基团、二醇，包括聚醚、-COOM′、-SO₃M′、-PO₃M′、-NR₃ ⁺、Y′、(CH₂CH₂O)_pR和其混合物，其中Y′可以为任何卤素、硫酸酯、磺酸酯或含氧阴离子，p可以为1至500，每一个R可以独立地为H或烷基(例如甲基)且M′可以为阳离子平衡离子或氢、--(CH₂CH₂O)_yyCH₂CH₂XR^yy、--(CH₂CH₂O)_yyCH₂CH₂X--、--X(CH₂CH₂O)_yyCH₂CH₂--、二醇和聚乙二醇，其中yy选自1至1000，X选自O、S和NR^ZZ，且R^ZZ和R^YY独立地选自H和C_1-3烷基。在一些情况下，WSG为(CH₂)_x(OCH₂CH₂)_yOCH₃，其中每一个x独立地为0-20的整数，每一个y独立地为0至50的整数。在一些情况下，水增溶基团包括在末端经离子基团(例如磺酸酯基)取代的非离子聚合物(例如PEG聚合物)。

在式的一些实施方案中，共聚单体包括选自以下的取代基：(CH₂)_x(OCH₂CH₂)_yOCH₃，其中每一个x独立地为0-20的整数，每一个y独立地为0至50的整数；和任选地经一个或多个卤素、羟基、C₁-C₁₂烷氧基或(OCH₂CH₂)_zOCH₃取代的苯甲基，其中每一个z独立地为0至50的整数。在一些情况下，取代基为(CH₂)₃(OCH₂CH₂)₁₁OCH₃。在一些实施方案中，取代基中的一个或多个为经至少一个选自(CH₂)_x(OCH₂CH₂)_yOCH₃的WSG基团(例如一或两个WSG基团)取代的苯甲基，其中每一个x独立地为0-20的整数，且每一个y独立地为0至50的整数。

多个WSG可以经由支链接头包括在主题多发色团中的单个位置。在某些实施方案中，支链接头为芳烷基取代基，进一步经水增溶基团二取代。因而，在一些情况下，支链接头基团为将多发色团连接于两个或更多个水增溶基团的多发色团的取代基。在某些实施方案中，支链接头为氨基酸，例如经由氨基和羧酸基连接于三个基团的赖氨酸氨基酸。在一些情况下，多个WSG经由支链接头的并入赋予多发色团以合乎需要的溶解性。在一些情况下，WSG为能够赋予超过10mg/mL的水溶性的非离子侧链基。

在一些实施方案中，多发色团包括选自由以下组成的组的取代基：烷基、芳烷基和杂环基团，每一个基团进一步经水增溶基团、亲水性聚合物基团、例如聚乙二醇(PEG)(例如2-20个单元的PEG基团)取代。

在式(I)-(XVII)和(a)-(q)中的任一个的某些情况下，共聚单体中的一个或多个可以经独立地选自H、取代的芳基、烷基和以下结构之一的基团(例如所描绘式的R³和R⁴取代基)取代：

其中：每一个T⁵独立地为任选的接头；且每一个s为1至50的整数。在某些情况下，每一个s独立地为1至20，例如3至20、3至15、3至12或6至12。在某些情况下，每一个s独立地为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12。在一些情况下，每一个s为3。在一些情况下，每一个s为4。在一些情况下，每一个s为5。在一些情况下，每一个s为6。在一些情况下，每一个s为7。在一些情况下，每一个s为8。在一些情况下，每一个s为9。在一些情况下，每一个s为10。在一些情况下，每一个s为11。在一些情况下，每一个s为12。在一些情况下，每一个s为14。在一些情况下，每一个s为16。在一些实施方案中，T⁵为烷基接头，例如C1-C6烷基接头。在一些实施方案中，T⁵为取代的烷基接头。在一些实施方案中，T⁵为烷氧基接头(例如-O-烷基-)。在一些实施方案中，T⁵为取代的烷氧基。应了解在本文所述的任一WSG基团中可以利用羟基封端的PEG链代替甲氧基封端的PEG链。

在一些情况下，WSG为选自以下结构之一的树突状结构：

在一些情况下，WSG为选自以下结构之一的多元醇：

在一些情况下，WSG为以下结构的噁唑啉：

在一些情况下，WSG为选自以下结构之一的类肽：

聚合物串联染料

水溶性捕光多发色团本身可以发荧光且能够将能量传递至连接的受体信号发色团。因而，主题聚合物串联染料还包括与供体水溶剂化捕光多发色团在能量接收上靠近的共价连接的受体信号发色团。因而，多发色团供体的激发引起能量传递至共价连接的受体信号发色团和从共价连接的受体信号发色团发射。连接于供体水溶剂化捕光多发色团的信号发色团受体单元的数目可以变化，其中在一些情况下数值在1摩尔％至50摩尔％，例如5摩尔％至25摩尔％或10摩尔％至25摩尔％范围内。

能量从荧光水溶剂化捕光多发色团供体传递至连接的受体信号发色团的机制包括例如共振能量传递(例如福斯特(或荧光)共振能量传递，FRET)、量子电荷交换(德克斯特能量转移(Dexter energy transfer)等等。在一些情况下，这些能量传递机制相对短程；也就是说，捕光多发色团系统与受体的紧密靠近提供了有效的能量传递。在一些情况下，在有效的能量传递的条件下，来自受体的发射得到增强，其中当入射光(“泵浦光”)在为捕光多发色团所吸收的波长下时来自发光信号发色团的发射比发光信号发色团直接由泵浦光激发更强烈。

“有效”能量传递意指被供体捕获的能量的10％或更多，例如20％或更多或30％或更多转移至受体。“增强”意指与用同等强度的入射光直接激发相比，当由来自供体捕光多发色团的能量传递激发时来自信号发色团的信号大1.5倍或更大。信号可以使用任何合适的方法测量。在一些情况下，1.5倍或更大的信号是指发射光的强度。在某些情况下，1.5倍或更大的信号是指增加的信噪比。在聚合物串联染料的某些实施方案中，与用入射光直接激发信号发色团相比，当由多发色团激发时信号发色团发射大1.5倍或更多，例如2倍或更大、3倍或更大、4倍或更大、5倍或更大、6倍或更大、8倍或更大、10倍或更大、20倍或更大、50倍或更大、100倍或更大或与用入射光直接激发信号发色团相比甚至更大。

聚合物串联染料的连接的发光信号发色团发射可以具有0.03或更多的量子产率，例如0.04或更多、0.05或更多、0.06或更多、0.07或更多、0.08或更多、0.09或更多、0.1或更多、0.15或更多、0.2或更多、0.3或更多或甚至更多的量子产率。在一些情况下，聚合物串联染料具有5×10⁵cm^-1M^-1或更多，例如6×10⁵cm^-1M^-1或更多、7×10⁵cm^-1M^-1或更多、8×10⁵cm^{- 1}M^-1或更多、9×10⁵cm^-1M^-1或更多，例如1×10⁶cm^-1M^-1或更多、1.5×10⁶cm^-1M^-1或更多、2×10⁶cm^-1M^-1或更多、2.5×10⁶cm^-1M^-1或更多、3×10⁶cm^-1M^-1或更多、4×10⁶cm^-1M^-1或更多、5×10⁶cm^-1M^-1或更多、6×10⁶cm^-1M^-1或更多、7×10⁶cm^-1M^-1或更多或8×10⁶cm^-1M^-1或更多的消光系数。在一些实施方案中，聚合物串联染料具有5×10⁵M^-1cm^-1或更多的摩尔消光系数。在某些实施方案中，聚合物串联染料具有1×10⁶M^-1cm^-1或更多的摩尔消光系数。

主题聚合物串联染料提供来自发光信号发色团染料的荧光发射，其比可能来自单独此类荧光染料的发射更亮。聚合物串联染料的连接的发光信号发色团发射可以具有50mM^-1cm^-1或更多，例如60mM^-1cm^-1或更多、70mM^-1cm^-1或更多、80mM^-1cm^-1或更多、90mM^-1cm^-1或更多、100mM^-1cm^-1或更多、150mM^-1cm^-1或更多、200mM^-1cm^-1或更多、250mM^-1cm^-1或更多、300mM^-1cm^-1或更多或甚至更多的亮度。在某些情况下，聚合物串联染料的连接的信号发色团发射的亮度比直接激发的发光染料的亮度大至少5倍，例如大至少10倍、大至少20倍、大至少30倍、大至少50倍、大至少100倍、大至少300倍或甚至比直接激发的发光染料的亮度更大。

在一些实施方案中，聚合物串联染料具有式(I)-(VI)之一，其中连接的信号发色团(例如如本文所述)作为共聚单体的取代基包括。在式(I)-(VI)的一些情况下，聚合物串联染料包括一个或多个如由(VII)-(XVII)、(a)-(q)和(ba)-(bu)描述的共聚单体。任何合适的信号发色团可以经由相容的化学选择性官能团的偶合而连接于本文所述的任何合适的聚合物染料。可以选择信号发色团以提供合乎需要的发射光谱和发射最大波长。

主题聚合物染料可以包括所关注的任何合适的部分可以共轭的侧链化学选择性官能团。包括此类侧链基团的共聚单体在本文中可以称为连接共聚单体。聚合物染料可以与信号发色团共轭，以产生具有合乎需要的光谱性质的聚合物串联染料。在一些情况下，多发色团(例如式(I)、(II)或(VI))包括具有连接的化学选择性官能团或连接的受体发色团的含有噻吩的共聚单体(例如M²或M³)。在一些情况下，多发色团(例如式(I)、(II)或(V))包括具有式(XVIII)-(XIX)之一的结构的共聚单体：

其中：W¹为烷基、取代的烷基或WSG(例如如本文所述)；且染料为信号发色团。在某些实施方案中，共聚单体连接于信号发色团且具有以下结构之一：

如本文所用，术语“化学选择性官能团”和“化学选择性标签”可互换使用且是指可以选择性地与另一个相容官能团在一些情况下在任选地活化所述官能团之一后反应形成共价键的官能团。任何合适的化学选择性标签和共轭化学适用于主题多发色团中。所关注的化学选择性官能团包括(但不限于)硫醇和硫醇反应基团，例如顺丁烯二酰亚胺、碘乙酰胺或乙烯砜、胺和羧酸或其活性酯，以及可以经由点击化学彼此反应的基团，例如叠氮化物和炔基(例如环辛炔基)、氟化硫(VI)交换化学(SuFEX)、磺酰氟、四嗪、炔以及醛、羟基、酰肼基、肼基、醛、酮、烷氧基胺、瞵、环氧化物等等。

任何合适的连接共聚单体可以并入主题多发色团以提供所关注的任何合适的部分(例如连接的信号发色团)可以连接的连接基团。所关注的连接共聚单体包括(但不限于)在本文中的式(例如式(XVIII)-(XIX))中描述的那些共聚单体、芴共聚单体、亚苯基亚乙烯基共聚单体、亚苯基亚乙炔基共聚单体、咔唑共聚单体、C₂-C₁₂炔共聚单体、亚芳基-亚乙炔基共聚单体、亚杂芳基-亚乙炔基共聚单体、亚芳基共聚单体和亚杂芳基共聚单体。如本文所用，术语芳基或杂芳基共聚单体和亚芳基或亚杂芳基共聚单体可互换使用。在某些情况下，连接共聚单体为含有噻吩的共聚单体(例如如本文所述)。在某些情况下，连接共聚单体为取代的芳基或杂芳基共聚单体，例如芴共聚单体(例如如本文所述)。

在本文所述的任一式的一些情况下，信号发色团连接于构成以多发色团的摩尔浓度计1％至50％，例如以摩尔浓度计1％至20％、1％至10％或11至20％的共聚单体。在某些情况下，多发色团为包含5个或更多个重复单元的共轭聚合物。

任何合适的化学选择性官能团可以包括在主题多发色团(例如在-Z¹、-Z²处和/或G¹或G²端基，包括(但不限于)羧酸、活性酯(例如NHS或磺基-NHS酯)、氨基、羟基、硫醇、顺丁烯二酰亚胺、碘乙酰基、酰肼基、肼基、醛、酮、叠氮基、炔、瞵和环氧化物中。在一些情况下，化学选择性官能团或接头可以直接连接于末端共聚单体。应了解在本文所述的聚合物串联染料结构中，在一些情况下，基团Z¹和Z²出现在结构中这些基团可互换使用的同等位置处以提及连接的信号发色团或者能够随后与合适的发色团前体共轭以产生连接的信号发色团的化学选择性官能团。

在一些情况下，信号发色团为荧光团。在某些情况下，信号发色团为猝灭剂。任何合适的荧光染料都可以作为受体发色团用于聚合物串联染料中。术语“荧光染料”与“荧光团”在本文中可互换使用。信号发色团(Z¹)可以为选自以下的染料分子：若丹明、香豆素、氧杂蒽、花青、聚次甲基、芘、二吡咯亚甲基二氟化硼、萘二甲酰亚胺、藻胆蛋白、多甲藻素叶绿素蛋白、其共轭物和其组合。在某些实施方案中，信号发色团(Z¹)为花青染料、氧杂蒽染料、香豆素染料、噻嗪染料和吖啶染料。在一些情况下，信号发色团(Z¹)选自DY 431、DY 485XL、DY 500XL、DY 610、DY 640、DY 654、DY 682、DY 700、DY 701、DY 704、DY 730、DY 731、DY732、DY 734、DY 752、DY 778、DY 782、DY 800、DY 831、Biotium CF 555、Cy 3.5和二乙基氨基香豆素。在一些实施方案中，受体发色团为花青染料、氧杂蒽染料、香豆素染料、噻嗪染料或吖啶染料。所关注的荧光染料包括(但不限于)荧光素、6-FAM、若丹明、得克萨斯红(TexasRed)、四甲基若丹明、羧基若丹明、羧基若丹明6G、羧基对甲氨基酚、羧基若丹明110、级联蓝、级联黄、香豆素、Cy2、Cy3、Cy3.5、Cy5、Cy5.5、Cy-Chrome、藻红蛋白、PerCP(多甲藻素叶绿素-a蛋白)、PerCP-Cy5.5、JOE(6-羧基-4',5'-二氯-2',7'-二甲氧基荧光素)、NED、ROX(5-(和-6)-羧基-X-若丹明)、HEX、荧光黄、海蓝、俄勒冈绿488、俄勒冈绿500、俄勒冈绿514、Alexa Fluor 350、Alexa Fluor 430、Alexa Fluor 488、Alexa Fluor 532、Alexa Fluor546、Alexa Fluor 568、Alexa Fluor 594、Alexa Fluor 633、Alexa Fluor 647、AlexaFluor 660、Alexa Fluor 680、Alexa Fluor 700、7-氨基-4-甲基香豆素-3-乙酸、BODIPYFL、BODIPY FL-Br.sub.2、BODIPY 530/550、BODIPY 558/568、BODIPY 564/570、BODIPY576/589、BODIPY 581/591、BODIPY 630/650、BODIPY650/665、BODIPY R6G、BODIPY TMR、BODIPY TR、其共轭物和其组合。所关注的镧系元素螯合物包括(但不限于)铕螯合物、铽螯合物和钐螯合物。在一些实施方案中，聚合物串联染料包括连接于选自Cy3、Cy3.5、Cy5、Cy5.5、Cy7、Alexa488、Alexa 647和Alexa700的受体荧光团的聚合物染料。在某些实施方案中，聚合物串联染料包括连接于选自Dyomics染料(例如DY 431、DY 485XL、DY 500XL、DY530、DY 610、DY 633、DY 640、DY 651、DY 654、DY 682、DY 700、DY 701、DY 704、DY 730、DY731、DY 732、DY 734、DY 752、DY 754、DY 778、DY 782、DY 800或DY 831)、Biotium CF555、Cy 3.5和二乙基氨基香豆素的受体荧光团的聚合物染料。

在一些实施方案中，所选择的信号发色团具有在300至900nm，例如350至850nm、350至600nm、360至500nm、370至500nm、380至500nm、390至500nm或400至500nm范围内的发射最大波长，其中所关注的信号发色团的发射最大值的特定实例包括(但不限于)：395nm±5nm、420nm±5nm、430nm±5nm、440nm±5nm、450nm±5nm、460nm±5nm、470nm±5nm、480nm±5nm、490nm±5nm、500nm±5nm、510nm±5nm、520nm±5nm、530nm±5nm、540nm±5nm、550nm±5nm、560nm±5nm、570nm±5nm、580nm±5nm、590nm±5nm、605nm±5nm、650nm±5nm、680nm±5nm、700nm±5nm、805nm±5nm。

末端基团

可以在主题多发色团的末端处利用任何合适的末端基团(例如G¹和G²)。如本文所用，术语“末端基团”和“端基”可互换使用以指位于例如如本文所述的多发色团的聚合物结构的末端的基团。所关注的G¹和G²基团包括(但不限于)封端基团、π共轭区段、接头和连接的特异性结合成员。在一些实施方案中，封端基团为在聚合后与多发色团的主链共轭的单价基团。在某些情况下，封端基团为芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、烷基或取代的烷基。在某些情况下，封端基团源自于聚合方法中所用的单体，例如能够进行进一步共轭的端基，例如卤素(例如Br)、硼酸或硼酸酯。在一些情况下，G¹和/或G²为π共轭区段。如本文所用，π共轭区段是指多发色团可以共轭，即允许π电子跨过相邻单元离域的共轭聚合物的任何合适区段。在某些实施方案中，G¹和/或G²为接头，例如包括适合于与特异性结合部分共轭的官能团的接头。应了解位于多发色团的G¹和/或G²位置的接头可以选成与包括可以存在于多发色团的侧链(例如Z²)处的化学选择性标签的任何其它接头正交。在某些实施方案中，氨基官能团或其衍生物包括在G¹和/或G²且羧酸官能团或其衍生物包括在Z²。在某些实施方案中，羧酸官能团或其衍生物包括在G¹和/或G²且氨基官能团或其衍生物包括在Z²。

在本文所述的式的一些实施方案中，G¹和G²中的至少一个为-L³-Z⁴，其中L³为接头(例如如本文所述)且Z⁴为特异性结合成员(例如如本文所述)。在本文所述的式的一些实施方案中，G¹和G²中的至少一个为-L³-Z³，其中L³为接头(例如如本文所述)且Z³为化学选择性标签(例如如本文所述)。在一些情况下，Z³选自羧酸、活性酯(例如N-羟基丁二酰亚胺基酯(NHS)或磺基-NHS)、氨基、顺丁烯二酰亚胺、碘乙酰基和硫醇。在一些情况下，Z³为可用于生物正交共轭化学中的化学选择性官能团，例如叠氮化物或炔(例如环辛炔)、氟化硫(VI)交换化学(SuFEX)、磺酰氟或四嗪。在本文所述的式的某些实施方案中，G¹和G²中的至少一个由以下结构描述：

*-Ar-L-Z

其中Ar为π共轭芳基，L为接头且Z为化学选择性标签或特异性结合成员。在一些情况下，L-Z基团可以直接连接于末端共聚单体。在本文所述的式的某些实施方案中，G¹和G²中的至少一个由以下结构描述：

其中：

q为0或1-12的整数；

L为任选的接头；且

Z为化学选择性标签或特异性结合成员。

在某些实施方案中，Z为生物分子。所关注的生物分子包括(但不限于)多肽、多核苷酸、碳水化合物、脂肪酸、类固醇、嘌呤、嘧啶、衍生物、其结构类似物和其组合。在某些情况下，Z为抗体。在一些情况下，Z为抗体片段或其结合衍生物。在一些情况下，抗体片段或其结合衍生物选自由以下组成的组：Fab片段、F(ab')₂片段、scFv、双抗体和三链抗体。Z可以为任何合适的化学选择性标签。在一些情况下，Z为可用于生物正交点击化学的化学选择性官能团，例如叠氮化物或炔(例如环辛炔)、四嗪或炔或磺酰氟。在一些情况下，Z选自羧酸、活性酯(例如N-羟基丁二酰亚胺基酯(NHS)或磺基-NHS)、氨基、羟基、酰肼基、肼基、醛、酮、烷氧基胺、叠氮基、炔、瞵、环氧化物顺丁烯二酰亚胺、碘乙酰基和硫醇。

应了解对于本文中描绘的任一结构和式，在主题多发色团的一些情况下，所描绘的末端基团可以位于与所示的末端基团相对的末端，例如末端基团G¹和-Ph-L-Z可以转换。在本文所述的多发色团(例如式(I)-(VIb)的一些实施方案中，G¹和G²中的至少一个选自以下结构1-33之一：

^*＝与不饱和主链的共价连接位点；

其中R′独立地为H、卤素、C₁-C₁₂烷基、(C₁-C₁₂烷基)NH₂、C₂-C₁₂烯、C₂-C₁₂炔、C₃-C₁₂环烷基、C₁-C₁₂卤烷基、C₂-C₁₈(杂)芳基、C₂-C₁₈(杂)芳基氨基、—[CH₂—CH₂]_r′—Z¹或(C₁-C₁₂)烷氧基-X¹；且其中Z¹为—OH或—COOH；X¹为—NH₂、—NHCOOH、—NHCOOC(CH₃)₃、—NHCO(C3-C12)环烷基(C1-C4)烷基-N-顺丁烯二酰亚胺；或—NHCO[CH₂—CH₂—O]_s′(CH₂)_s′NH₂；r′为1至20的整数；且每一个s′独立地为1至20的整数；(CH₂)₃(OCH₂CH₂)_x″OCH₃，其中x″独立地为0至50的整数；或视情况经一个或多个卤素、羟基、C₁-C₁₂烷氧基或(OCH₂CH₂)_y″CH₃取代的苯甲基，其中每一个y″独立地为0至50的整数且R′与R不同；

其中k为2、4、8、12或24；

其中R¹⁵选自由具有结构的l-u组成的组：

^*＝与主链的共价连接位点。

在本文所述的多发色团(例如式(I)-(VIb)的一些实施方案中，至少一个末端基团(例如T²-Z²、G¹、G²、-L-Z、-L³-Z)或侧链基团选自以下结构之一：

其中r为0或1-50的整数；k为0或1-50的整数(例如1-20)；R¹如针对本文所述的任一芴共聚单体定义；且R¹⁶选自H、OH、NH₂、-NH(CH₂)r-NH₂和-NH(CH₂)_rCOOH。在某些情况下，r为1至20，例如3至20、3至15、3至12或6至12。在某些情况下，r为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12。在一些情况下，r为3。在一些情况下，r为4。在一些情况下，r为5。在一些情况下，r为6。在一些情况下，r为7。在一些情况下，r为8。在一些情况下，r为9。在一些情况下，r为10。在一些情况下，r为11。在本文所述的多发色团(例如式(I)-(VIb)的一些实施方案中，至少一个末端基团(例如T²-Z²、G¹、G²、-L-Z、-L³-Z)为

标记的特异性结合成员

本公开的方面包括标记的特异性结合成员。标记的特异性结合成员为主题聚合物染料(例如如本文所述)与特异性结合成员的共轭物。本文所述的聚合物染料和聚合物串联染料中的任一个可以结合于特异性结合成员。特异性结合成员和聚合物染料可以在两个分子的任何合适位置经由任选的接头彼此共轭(例如共价连接)。在某些情况下，聚合物染料的端基(例如G¹或G²)中的至少一个包括连接的特异性结合成员。

如本文所用，术语“特异性结合成员”是指对彼此具有结合特异性的一对分子的一个成员。该对分子的一个成员可以在其表面上具有一个区域或腔，该区域或腔特异性结合于该对分子的另一个成员的表面上的区域或腔。因此，该对的成员具有彼此特异性结合的特性，从而产生结合复合物。在一些实施方案中，结合复合物中特异性结合成员之间的亲和力的特征在于10^-6M或更少，例如10^-7M或更少，包括10^-8M或更少，例如10^-9M或更少、10^-10M或更少、10^-11M或更少、10^-12M或更少、10^-13M或更少、10^-14M或更少，包括10^-15M或更少的K_d(解离常数)。在一些实施方案中，特异性结合成员以高亲合力特异性结合。高亲合力意指结合成员以由K_d表征的10×10^-9M或更少，例如1x 10^-9M或更少、3×10^-10M或更少、1×10^-10M或更少、3×10^-11M或更少、1×10^-11M或更少、3×10^-12M或更少或1×10^-12M或更少的表观亲和力特异性结合。

特异性结合成员可以为蛋白质。如本文所用，术语“蛋白质”是指由氨基酸残基构成的部分。蛋白质部分可以为多肽。在某些情况下，蛋白质特异性结合成员为抗体。在某些实施方案中，蛋白质特异性结合成员为抗体片段，例如特异性结合于聚合物染料的抗体的结合片段。如本文所用，术语“抗体”和“抗体分子”可互换使用，且是指由一个或多个基本上由所有或一部分的识别的免疫球蛋白基因编码的多肽组成的蛋白质。例如人类中识别的免疫球蛋白基因包括一起构成无数可变区基因的κ(k)、λ(l)和重链基因座，和分别编码IgM、IgD、IgG、IgE和IgA同型的恒定区基因μ(u)、δ(d)、γ(g)、σ(e)和α(a)。免疫球蛋白轻链或重链可变区由间杂有三个高变区(又称“互补决定区”或“CDR”)的“构架”区(FR)组成。构架区和CDR的范围已经精确定义(参见"Sequences of Proteins of ImmunologicalInterest",E.Kabat等人,U.S.Department of Health and Human Services,(1991))。本文中论述的所有抗体氨基酸序列的编号遵照Kabat系统。不同轻链或重链的构架区的序列在一个物种内相对保守。作为成分轻链和重链的组合构架区的抗体构架区用于定位和对准CDR。CDR主要负责结合于抗原的抗原表位。术语抗体意图包括全长抗体且可指来自任何生物体的天然抗体、工程化抗体或如下文进一步定义的出于实验、治疗或其它目的而重组产生的抗体。

所关注的抗体片段包括(但不限于)Fab、Fab'、F(ab')2、Fv、scFv或抗体的其它抗原结合子序列，由整个抗体的修饰产生或使用重组DNA技术重新合成的抗体。抗体可以为单克隆或多克隆的，且可以在细胞上具有其它特定活性(例如拮抗剂、激动剂、中和、抑制或刺激抗体)。应了解，抗体可以具有额外的保守氨基酸取代，所述取代基本上对抗原结合或其它抗体功能无影响。

在某些实施方案中，特异性结合成员为Fab片段、F(ab')₂片段、scFv、双抗体或三链抗体。在某些实施方案中，特异性结合成员为抗体。在一些情况下，特异性结合成员为鼠科抗体或其结合片段。在某些情况下，特异性结合成员为重组抗体或其结合片段。

在一些实施方案中，标记的特异性结合成员包括：水溶剂化捕光多发色团(例如如本文所述)；和共价连接于多发色团的在能量接收上靠近的信号发色团(例如如本文所述)；和共价连接于多发色团的特异性结合成员。在标记的特异性结合成员的一些情况下，本文所述的任一式(例如式(V)和(VII)-(VIII))的多发色团，其中：G¹和G²每一个独立地选自端基(例如末端基团)、π共轭区段、接头和连接的特异性结合成员，其中G¹和G²中的至少一个为连接的特异性结合成员。

方法

如以上所概述，本发明的方面包括针对靶分析物的存在评估样品的方法。该方法的方面包括使样品与特异性结合靶分析物的聚合物染料共轭物接触，产生标记组合物接触的样品。如本文所用，术语“聚合物染料共轭物”和“标记的特异性结合成员”可互换使用。因而，聚合物染料共轭物可以包括：(i)水溶剂化聚合物染料(例如如本文所述)；和(ii)特异性结合成员(例如如本文所述)。在一些情况下，聚合物染料共轭物还包含共价连接于多发色团的在能量接收上靠近的信号发色团。

任何合适的方法都可以用于使样品与特异性结合于靶分析物的聚合物染料共轭物接触，产生标记组合物接触的样品。在一些情况下，在使特异性结合成员特异性结合于靶分析物(如果存在)条件下使样品与聚合物染料共轭物接触。为使共轭物的特异性结合成员与靶分析物特异性结合，可以使用维持样品组分和特异性结合成员的生物活性的适当溶液。溶液可以为平衡盐溶液，例如生理盐水、PBS、汉克平衡盐溶液等等，宜补充胎牛血清、人类血小板溶解产物或其它因子，结合低浓度，例如5-25mM的可接受缓冲液。合适的缓冲液包括HEPES、磷酸盐缓冲液、乳酸盐缓冲液等等。多种培养基可购得且可以根据靶分析物的性质使用，包括dMEM、HBSS、dPBS、RPMI、Iscove培养基等等，在一些情况下补充有胎牛血清或人类血小板溶解产物。溶液的最终组分可以依赖于包括的样品组分来选择。

发生共轭物的特异性结合成员与靶分析物的特异性结合的温度可以变化，且在一些情况下，可以在5℃至50℃，例如10℃至40℃、15℃至40℃、20℃至40℃范围内，例如20℃、25℃、30℃、35℃或37℃(例如如上所述)。在一些情况下，选择特异性结合发生的温度与特异性结合成员和/或靶分析物的生物活性相容。在某些情况下，温度为25℃、30℃、35℃或37℃。在某些情况下，特异性结合成员为抗体或其片段且特异性结合发生的温度为室温(例如25℃)、30℃、35℃或37℃。可以选择特异性结合的任何合适孵育时间，允许形成需要量的结合复合物，且在一些情况下，可以为1分钟(min)或更多，例如2min或更多、10min或更多、30min或更多、1小时或更多、2小时或更多或甚至6小时或更多。

任何合适的特异性结合成员可以用于共轭物中。所关注的特异性结合成员包括(但不限于)特异性结合多种细胞类型的细胞表面蛋白的那些剂，所述细胞类型包括但不限于干细胞，例如多能干细胞、造血干细胞、T细胞、T调节细胞、树突状细胞、B细胞(例如记忆B细胞、抗原特异性B细胞)、粒细胞、白血病细胞、淋巴瘤细胞、病毒细胞(例如HIV细胞)NK细胞、巨噬细胞、单核细胞、成纤维细胞、上皮细胞、内皮细胞和红细胞样细胞。所关注的靶细胞包括具有可以被合适的特异性结合成员共轭物捕捉的合适的细胞表面标记物或抗原的细胞。在一些实施方案中，靶细胞选自含有HIV的细胞、Treg细胞、抗原特异性T细胞群体、肿瘤细胞或来自全血、骨髓或脐带血的造血祖细胞(CD34+)。对于特异性结合于主题方法中的聚合物染料共轭物来说，可以靶向任何合适的细胞表面蛋白或细胞标记物。在一些实施方案中，靶细胞包括选自细胞受体和细胞表面抗原的细胞表面标记物。在一些情况下，靶细胞可以包括细胞表面抗原，例如CD11b、CD123、CD14、CD15、CD16、CD19、CD193、CD2、CD25、CD27、CD3、CD335、CD36、CD4、CD43、CD45RO、CD56、CD61、CD7、CD8、CD34、CD1c、CD23、CD304、CD235a、T细胞受体α/β、T细胞受体γ/δ、CD253、CD95、CD20、CD105、CD117、CD120b、Notch4、Lgr5(N端)、SSEA-3、TRA-1-60抗原、双唾液酸神经节苷脂GD2和CD71。

可以选择任何合适的靶用于利用主题方法的评估。所关注的靶包括(但不限于)核酸，例如RNA、DNA、PNA、CNA、HNA、LNA或ANA分子；蛋白质，例如融合蛋白；经修饰的蛋白质，例如磷酸化、糖基化、泛素化、类泛素化或乙酰化蛋白；或抗体、肽、聚集的生物分子、细胞、小分子、维生素和药物分子。如本文所用，术语“靶蛋白”是指靶家族的所有成员和其片段。靶蛋白可以为所关注的任何蛋白质，例如治疗或诊断靶，包括但不限于：激素、生长因子、受体、酶、细胞因子、骨诱导因子、集落刺激因子和免疫球蛋白。术语“靶蛋白”意图包括重组和合成分子，其可以使用任何合适的重组表达方法或使用任何合适的合成方法制备或商业上购得。在一些实施方案中，聚合物染料共轭物包括抗体或抗体片段。在主题方法中可以靶向特异性结合所关注的抗体或抗体片段的任何合适的靶分析物。

在一些实施方案中，靶分析物与细胞有关。在某些情况下，靶分析物为细胞的细胞表面标记物。在某些情况下，细胞表面标记物选自由细胞受体和细胞表面抗原组成的组。在一些情况下，靶分析物为细胞内靶，且方法还包括使细胞溶解。

在一些实施方案中，样品可以包括分离出靶细胞的非均质细胞群体。在一些情况下，样品包括外周全血、其中在细胞分离前红血球已经溶解的外周全血、脐带血、骨髓、密度梯度纯化的外周血单核细胞或均质化组织。在一些情况下，样品包括全血中的造血祖细胞(例如CD34+细胞)、骨髓或脐带血。在某些实施方案中，样品包括外周血中的肿瘤细胞。在某些情况下，样品为包括(或怀疑包括)病毒细胞(例如HIV)的样品。

标记的特异性结合成员可用于主题方法中，例如用聚合物染料或聚合物串联染料标记靶细胞、粒子、靶或分析物。举例来说，标记的特异性结合成员可用于标记有待在流式细胞仪中加工(例如检测、分析和/或分选)的细胞。标记的特异性结合成员可以包括特异性结合于例如多种细胞类型的细胞表面蛋白(例如如本文所述)的抗体。标记的特异性结合成员可以用于研究多种生物(例如细胞)性质或过程，例如细胞周期、细胞增殖、细胞分化、DNA修复、T细胞信号传导、细胞凋亡、细胞表面蛋白表达和/或呈递等等。标记的特异性结合成员可以用于包括(或可以包括)抗体介导的细胞、粒子或分析物的标记的任何应用。

在所述方法的一些情况下，标记的特异性结合成员包括根据式(I)-(VI)中的任一个的多发色团(例如如本文所述)。在某些情况下，G¹和G²每一个独立地选自由以下组成的组：端基、π共轭区段、接头和连接的特异性结合成员，其中G¹和G²中的至少一个为连接的特异性结合成员。

所述方法的方面包括针对聚合物染料共轭物-靶分析物结合复合物的存在，测定标记组合物接触的样品，以评估靶分析物是否存在于样品中。一旦样品已经接触聚合物染料共轭物，那么可以利用任何合适的方法，针对聚合物染料共轭物-靶分析物结合复合物的存在，测定所产生的标记组合物接触的样品。聚合物染料共轭物-靶分析物结合复合物为在共轭物的特异性结合成员特异性结合于靶分析物(如果存在)后产生的结合复合物。测定标记组合物接触的样品可以包括检测来自结合复合物(如果存在)的荧光信号。在一些情况下，测定包括分离步骤，其中从样品分离靶分析物(如果存在)。可以利用多种方法，例如经由固定在载体上，将靶分析物从样品分离。所关注的测定方法包括(但不限于)其中使用、关注例如亲和素-生物素或半抗原-抗半抗原抗体的成对特异性结合成员的任何合适的方法和测定格式。适用于主题组合物的所关注的方法和测定格式包括(但不限于)流式细胞术方法、原位杂交法、酶联免疫吸附测定(ELISA)、蛋白质印迹分析、磁性细胞分离测定和荧光染料纯化色谱法。

在某些实施方案中，所述方法还包括使样品与特异性结合靶分析物的第二特异性结合成员接触。在某些情况下，第二特异性结合成员为结合的载体。可以利用任何合适的载体固定主题方法的组分(例如第二特异性结合成员)。在某些情况下，载体为粒子，例如磁性粒子。在一些情况下，第二特异性结合成员和聚合物染料共轭物产生可以使用任何合适的方法分离和检测(如果存在)的夹心复合物。在一些实施方案中，所述方法还包括通过流式细胞术分析聚合物染料共轭物-靶分析物结合复合物，即荧光标记的靶分析物。针对聚合物染料共轭物-靶分析物结合复合物的存在的测定可以提供测定结果(例如定性或定量测定数据)，所述测定结果可以用于评估靶分析物是否存在于样品中。

主题方法中可以利用任何合适的载体固定所述方法的任何合适的组分，例如标记的特异性结合成员、靶、第二特异性结合成员等等。所关注的载体包括(但不限于)：固体底物，其中底物可以具有多种构型，例如纸张、珠粒或其他结构，例如具有孔的平板；珠粒、聚合物、粒子、纤维网、水凝胶、多孔基体、钉、微阵列表面、色谱法载体等等。在一些情况下，载体选自由以下组成的组：粒子、平面固体底物、纤维网、水凝胶、多孔基体、钉、微阵列表面和色谱法载体。载体可以并入提供由任何合适的方法辅助的细胞分离的系统中，例如人工操作的注射器、离心机或自动化液体处置系统。在一些情况下，载体可用于高流通量分离细胞的自动化液体处置系统，例如流式细胞仪。

在所述方法的一些实施方案中，分离步骤包括施加外部磁场来固定磁性粒子。任何合适的磁铁都可以用作外部磁场的来源(例如磁场梯度)。在一些情况下，外部磁场由磁性来源，例如由永久磁铁或电磁体产生。在一些情况下，固定磁性粒子意指磁性粒子靠近最接近磁场梯度来源，即磁铁的表面累积。

分离还可以包括一个或多个任选的洗涤步骤以将样品的未结合物质从载体去除。可以使用任何合适的洗涤方法，例如用保持聚合物染料与特异性结合成员的特异性结合相互作用的生物相容性缓冲液洗涤固定载体。从载体分离和任选地洗涤样品的未结合物质提供了其中可以去除不希望的细胞和物质的富集靶细胞群体。

在某些实施方案中，所述方法还包括检测标记的靶。检测标记的靶可以包括用一个或多个激光器激发多发色团并随后使用一个或多个光检测器检测来自聚合物串联染料的荧光发射。可以使用任何合适的仪器和方法检测标记的靶，所述仪器和方法包括但不限于流式细胞术、FACS系统、荧光显微术；使用板式读数器的荧光、发光、紫外线和/或可见光检测；高效液相色谱法(HPLC)；和质谱分析法。当在本公开的方法和组合物中使用荧光标记的组分时，认识到可以使用不同类型的荧光检测系统实践主题方法。在一些情况下，可以进行高通量筛选，例如使用96孔或更大的微量滴定板的系统。可以利用在荧光材料上进行测定的多种方法，例如以下中所述的那些方法：Lakowicz,J.R.,Principles ofFluorescence Spectroscopy,New York：Plenum Press(1983)；Herman,B.,Resonanceenergy transfer microscopy,Fluorescence Microscopy of Living Cells inCulture,Part B,Methods in Cell Biology,第30卷,编辑Taylor,D.L.&Wang,Y.-L.,SanDiego：Academic Press(1989),第219-243页；Turro,N.J.,Modern MolecularPhotochemistry,Menlo Park：Benjamin/Cummings Publishing Col公司(1978),第296-361页。

可以使用荧光计测量样品中的荧光。在一些情况下，来自具有第一波长的激发光源的激发辐射通过激发光学装置。激发光学装置引起激发辐射激发样品。作为响应，样品中荧光标记的靶发射波长与激发波长不同的辐射。接着会聚光学装置将来自样品的发射会聚。装置可以包括温度控制器以维持样品在扫描时处于特定温度下。在某些情况下，多轴平移阶段移动保存多个样品的微量滴定板以安置有待暴露的不同孔。多轴平移阶段、温度控制器、自聚焦特征和与成像和数据收集有关的电子设备可以由适当编程的数字计算机来管理。计算机还可以将测定期间收集的数据转换成另一呈现格式。

在一些实施方案中，针对靶分析物的存在评估样品的方法还包括检测流式细胞仪中的荧光。在一些实施方案中，针对靶分析物的存在评估样品的方法还包括使用荧光显微术将标记组合物接触的样品成像。荧光显微术成像可以用于鉴别接触的样品中的聚合物染料共轭物-靶分析物结合复合物以评估是否存在靶分析物。可用于主题方法的所关注的显微术方法包括激光扫描共焦显微术。

还提供了标记靶分子的方法。主题聚合物染料可用于标记、分离、检测和/或分析的多种方法中。在一些实施方案中，所述方法包括：使靶分子与聚合物染料(例如如本文所述)接触以产生标记的靶分子，其中聚合物染料包括共价连接于靶分子的共轭标签。在一些情况下，聚合物染料还包括共价连接于聚合物染料的多发色团的在能量接收上靠近的信号发色团。在所述方法的一些情况下，聚合物染料成员包括根据式(I)-(VI)(例如如本文所述)中的任一个的多发色团，其中G¹和G²中的一个为端基，且G¹和G²中的另一个为共轭标签。

如本文所用，术语“共轭标签”是指包括可以在任选的活化和/或脱除保护基后与靶分子的相容官能团共价连接的化学选择性官能团(例如如本文所述)的基团。任何合适的共轭标签可以用于主题聚合物染料中以使染料与所关注的靶分子共轭。在一些实施方案中，共轭标签包括选自以下的末端官能团：氨基、羧酸或其衍生物、硫醇、羟基、肼、酰肼、叠氮化物、炔和蛋白反应基团(例如氨基反应、硫醇反应、羟基反应、咪唑基反应或胍基反应)。

任何合适的方法和试剂适用于主题标记方法中以将共轭标签共价连接于靶分子。所关注的用于标记靶的方法包括但不限于Hermanson,Bioconjugate Techniques,第三版,Academic Press,2013描述的那些方法和试剂。接触步骤可以在水溶液中进行。在一些情况下，共轭标签包括氨基官能团且靶分子包括活化酯官能团，例如NHS酯或磺基-NHS酯，或反过来。在某些情况下，共轭标签包括顺丁烯二酰亚胺官能团且靶分子包括硫醇官能团，或反过来。在某些情况下，共轭标签包括炔(例如环辛炔基团)官能团且靶分子包括叠氮化物官能团，或反过来，所述官能团可以经由点击化学共轭。

可以选择任何合适的靶分子用于利用主题方法进行标记。所关注的靶分子包括(但不限于)核酸，例如RNA、DNA、PNA、CNA、HNA、LNA或ANA分子；蛋白质，例如融合蛋白；经修饰的蛋白质，例如磷酸化、糖基化、泛素化、类泛素化或乙酰化蛋白；或抗体、肽、聚集的生物分子、细胞、小分子、维生素和药物分子。如本文所用，术语“靶蛋白”是指靶家族的所有成员和其片段。靶蛋白可以为所关注的任何蛋白质，例如治疗或诊断靶，包括但不限于：激素、生长因子、受体、酶、细胞因子、骨诱导因子、集落刺激因子和免疫球蛋白。术语“靶蛋白”意图包括重组和合成分子，其可以使用任何合适的重组表达方法或使用任何合适的合成方法制备或商业上购得。在一些实施方案中，靶分子为特异性结合成员(例如如本文所述)。在某些情况下，特异性结合成员为抗体。在一些情况下，特异性结合成员为抗体片段或其结合衍生物。在一些情况下，抗体片段或其结合衍生物选自由以下组成的组：Fab片段、F(ab')₂片段、scFv、双抗体和三链抗体。

在一些情况下，所述方法包括分离步骤，其中标记的靶分子从反应混合物，例如过量试剂或未标记的靶分离。可以利用多种方法，例如经由固定在载体上、沉淀、色谱法等等，将靶从样品分离。

在一些情况下，所述方法还包括检测和/或分析标记的靶分子。在一些情况下，所述方法还包括荧光检测标记的靶分子。可以利用任何合适的方法，结合主题方法和组合物检测和/或分析标记的靶分子。分析可用于主题方法的所关注的靶的方法包括(但不限于)流式细胞术、荧光显微术、原位杂交、酶联免疫吸附测定(ELISA)、蛋白质印迹分析、磁性细胞分离测定和荧光染料纯化色谱法。所关注的检测方法包括但不限于荧光光谱分析、荧光显微术、核酸测序、荧光原位杂交(FISH)、蛋白质质谱分析、流式细胞术等等。

检测可以直接经由聚合物染料或聚合物串联染料实现，或通过第二检测系统间接实现。后者可以基于若干不同原理中的任一种或组合，包括(但不限于)抗体标记的抗物种抗体和免疫学或非免疫学桥接和信号放大系统的其它形式(例如生物素-链霉抗生物素技术、蛋白A和蛋白G介导的技术或核酸探针/抗核酸探针等等)。合适的报导分子可以为在免疫细胞化学、分子生物学、光、荧光和电子显微镜术、细胞免疫表型分析、细胞分选、流式细胞术、细胞目测、检测、计数和/或信号输出定量领域中已知的那些报导分子。超过一种具有特异性和/或非特异性的抗体可以同时或连续标记和使用以增强靶检测、鉴别和/或分析。

系统

本发明的方面还包括用于实践主题方法和组合物的系统。样品分析系统可以包括装载样品和标记的特异性结合成员的样品视场或流槽。在一些实施方案中，系统为流式细胞术系统，包括：流式细胞仪，包括流径；流径中的组合物，其中组合物包括：样品；和标记的特异性结合成员(例如如本文所述)。

在一些实施方案中，用于分析样品的系统为荧光显微术系统，包括：荧光显微镜，包含样品视场；和布置在样品视场中的组合物，其中组合物包含样品；和标记的特异性结合成员(例如如本文所述)。

在系统的一些情况下，标记的特异性结合成员包括：水溶剂化捕光多发色团(例如如本文所述)和特异性结合共价连接于多发色团的靶分析物的特异性结合成员。在一些情况下，标记的特异性结合成员还包含共价连接于聚合物染料的多发色团的在能量接收上靠近的信号发色团。在主题系统的一些情况下，标记的特异性结合成员、多发色团由式(I)-(VI)(例如如本文所述)中的任一个描述，其中：G¹和G²每一个独立地选自由以下组成的组：端基、π共轭区段、接头和连接的特异性结合成员，其中G¹和G²中的至少一个为连接的特异性结合成员。

在系统的某些实施方案中，组合物还包括使结合载体且特异性结合靶分析物的第二特异性结合成员。在一些情况下，载体包括磁性粒子。因而，在某些情况下，系统还可以包括被配置用于施加于流槽的测定区的可控制的外部顺磁场。

样品可以包括细胞。在一些情况下，样品为含有细胞的生物样品。在一些情况下，样品包括特异性结合于靶细胞的标记的特异性结合成员。在某些情况下，由特异性结合成员特异性结合的靶分析物为细胞的细胞表面标记物。在某些情况下，细胞表面标记物选自由细胞受体和细胞表面抗原组成的组。

在某些方面，系统还可以包括光源，其被配置成将光引导至流槽的测定区或样品视场。系统可以包括检测器，所述检测器被配置成接受来自流槽的测定区或样品视场的信号，其中信号由荧光组合物提供。任选地，样品分析系统还可以包括一个或多个用于检测一种或多种额外信号的额外检测器和/或光源。

在某些方面，系统还可以包括基于计算机的系统，其被配置成检测荧光信号的存在。“基于计算机的系统”是指用于分析本发明的信息的硬件装置、软件装置和数据存储装置。本发明的基于计算机的系统的最低硬件包括中央处理器(central processing unit，CPU)、输入装置、输出装置和数据存储装置。熟练的技术人员易了解任一种现行的基于计算机的系统适用于主题系统。数据存储装置可以包括任何产品，包括记录如上所述的本发明的信息，或可以存取此类产品的存储器存取装置。

为了“记录”数据，编程或有关计算机可读媒体的其它信息是指一种使用如本领域中已知的任何此类方法存储信息的方法。可以基于用于存取存储信息的装置选择任何合适的数据存储结构。多种数据处理程序和格式可以用于存储，例如文字处理文本文件、数据库格式等等。

“处理器”提及将执行其需要的功能的任何硬件和/或软件组合。举例来说，本文中的任何处理器可以为可编程的数字微处理器，例如可以呈电子控制器主机、服务器或个人计算机(台式或便携式)形式可用。在处理器可编程的情况下，合适的编程可以从边远地区连通至处理器，或预先保存在计算机程序产品(例如便携式或固定计算机可读存储媒体，基于磁性、光学或固态装置)中。举例来说，磁介质或光盘可以运载编程，且可以通过与每个处理器在其对应的站通信的合适读取器读取。

除传感器装置和例如如上所述的信号处理模块外，本发明的系统可以包括许多额外组件，例如数据输出装置，例如监测器和/或扬声器；数据输入装置，例如接口端口、键盘等等；流体处置组件、电源等等。

在某些方面，系统包括流式细胞仪。所关注的流式细胞仪包括但不限于以下中所述的那些装置：美国专利No.：4,704,891；4,727,029；4,745,285；4,867,908；5,342,790；5,620,842；5,627,037；5,701,012；5,895,922；和6,287,791；其公开内容以引用的方式并入本文中。

其它系统可用于实践主题方法。在某些方面，系统可以为装载具有本文中论述的任何实施方案的荧光组合物的样品的荧光计或显微镜。荧光计或显微镜可以包括光源，其被配置成将光引导至流槽的测定区或样品视场。荧光计或显微镜还可以包括检测器，所述检测器被配置成接受来自流槽的测定区或样品视场的信号，其中信号由荧光组合物提供。

试剂盒

本发明的方面还包括用于实践主题方法和组合物的试剂盒。本发明的组合物可以作为试剂盒中的试剂包括，作为起始物质或者为用于例如上述方法中而设。

试剂盒可以包括含有水溶剂化捕光多发色团(例如如本文所述)的聚合物染料和容器。可以利用任何合适的容器，例如管、瓶或多孔条或板中的孔、盒、袋、绝热容器等等。主题试剂盒还可以包括一种或多种选自以下的组分：聚合物串联染料、荧光团、特异性结合成员、特异性结合成员共轭物、结合载体的特异性结合成员、细胞、载体、生物相容性水性洗脱缓冲液和使用说明书。在试剂盒的一些实施方案中，多发色团共价连接于特异性结合成员。在一些情况下，特异性结合成员为抗体。在某些情况下，特异性结合成员为抗体片段或其结合衍生物。在某些情况下，抗体片段或其结合衍生物选自由以下组成的组：Fab片段、F(ab')2片段、scFv、双抗体和三链抗体。

在某些实施方案中，试剂盒可用于针对靶分析物、例如细胞内靶的存在评估样品。因而，在一些情况下，试剂盒包括一种或多种适合于溶解细胞的组分。试剂盒的一种或多种额外组分可以提供于分开的容器(例如分开的管、瓶或多孔条或板中的孔)。

在某些方面，试剂盒还包括用于执行流式细胞术测定的试剂。所关注的试剂包括(但不限于)用于复原和稀释的缓冲液、用于接触细胞样品多发色团的缓冲液、洗涤缓冲液、对照细胞、对照珠粒、用于流式细胞仪校准的荧光珠粒和其组合。试剂盒还可以包括一种或多种细胞固定试剂，例如多聚甲醛、戊二醛、甲醇、丙酮、福尔马林或其任何组合或缓冲液。此外，试剂盒可以包括细胞渗透试剂，例如甲醇、丙酮或清洁剂(例如triton、NP-40、皂角苷、吐温20、毛地黄皂苷、leucoperm或其任何组合或缓冲液。熟练的技术人员熟悉的其它蛋白质输送抑制剂、细胞固定试剂和细胞渗透试剂在主题试剂盒的范围内。

试剂盒的组合物可以呈例如任何合适缓冲液的液体组合物提供。可替代地，试剂盒的组合物可以呈干燥组合物提供(例如可以冻干)，且试剂盒可以任选地包括一种或多种用于复原干燥组合物的缓冲液。在某些方面，试剂盒可以包括提供于分开的容器(例如分开的管、瓶或多孔条或板中的孔)中的组合物的等分试样。

另外，一种或多种组分可以组成至单个容器，例如玻璃或塑料小瓶、管或瓶。在某些情况下，试剂盒还可以包括其中存在所有组分(和其分开的容器)的容器(例如盒、袋、绝热容器、瓶、管等等)。试剂盒还可以包括包装，其与试剂盒容器分开或连接于试剂盒容器，且上面印刷有关试剂盒、试剂盒组分和/或使用说明书的信息。

除以上组分外，主题试剂盒还可以包括用于实践主题方法的说明书。这些说明书可以呈多种形式存在于主题试剂盒中，其一种或多种可以存在于试剂盒中。这些说明书可以存在的一种形式如将信息印刷在合适的媒体或衬底(例如印刷信息的一张或数张纸)上，试剂盒的包装中，包装说明书中等等。又一装置将为上面已经记录信息的计算机可读媒体，例如磁盘、CD、DVD、便携式闪存盘等等。又一个可以存在的装置为可以经由因特网使用以在远的场所存取信息的网站地址。任何合适的装置可以存在于试剂盒中。

效用

如本文所述的聚合物染料、组合物、方法和系统可用于需要标记、检测和/或分析所关注的靶的多种应用，包括诊断和研究应用。主题聚合物染料可以用作多种应用中的荧光标记以在430nm至530nm的激发光源下利用。用于多种生物检测技术中的关键激光源为氩(Ar)离子激光器，其用作488nm光的连续波源。由于此类激光源早期利用，所以实际上所有流式细胞仪都具有488nm来源。因此关注在488nm下激发的主题聚合物染料且可用于流式细胞术仪器和实验设备。另外，Ar离子激光器具有若干接近于488nm的具有显著强度的线。伴随着现代二极管激光器的宽范围波长的利用和此范围在UV-可见光谱中的中央位置，关注440nm至530nm的区域用于激发主题聚合物染料。

所关注的应用包括(但不限于)例如细胞计量术、显微术、免疫测定(例如竞争或非竞争)、游离分析物的评定、受体结合配体的评定等方法。本文所述的组合物、系统和方法可以用于分析包括但不限于生物流体、细胞培养样品和组织样品的许多样品中的任一种。在某些方面，本文所述的组合物、系统和方法可用于其中使用荧光标记检测样品中的分析物(如果存在)的方法，例如荧光活化的细胞分选或分析、免疫测定、免疫染色等等。在某些情况下，组合物和方法可用于其中关注评估样品中靶分析物的存在的应用。

在一些情况下，方法和组合物可用于其中关注从样品检测和/或分析靶的任何测定格式，包括但不限于流式细胞术、荧光显微术、原位杂交、酶联免疫吸附测定(ELISA)、蛋白质印迹分析、磁性细胞分离测定和荧光染料纯化色谱法。在某些情况下，方法和组合物可用于其中关注靶分子的荧光标记的任何应用。主题组合物适用于其中使用成对特异性结合成员，例如生物素-链霉抗生物素和半抗原-抗半抗原抗体的任何合适的应用。

实施例

实施例1：经由C-H键芳基化合成共轭聚合物

主题染料的合成可以通过称为C-H键芳基化的技术实现(方案1)。还可以利用其它方法，例如铃木偶合法(Suzuki coupling method)(方案2)或施蒂勒偶合法(Stillecoupling method)(方案3)。不同于涉及硼酸酯/硼酸单体的合成的铃木偶合，或涉及毒性锡试剂的施蒂勒偶合，相对于可以采用的其它偶合反应，此方法使用更简单的单体且实现高分子量。图2中展示根据本文所述的方法制备的若干例示性染料(参见图1)的吸收特征。

方案1：C-H键芳基化方法

C-H键芳基化例示性程序

聚合物合成程序：

向装有涂布特氟龙的搅拌棒的单颈圆底烧瓶(具有侧臂)加入单体A(446.2mg，0.1775mmol)、单体B(212.9mg，0.1775mmol)、碳酸钾(61.3mg，0.444mmol)、Pd(OAc)2(2.0mg)、特戊酸(5.4mg)和二甲基乙酰胺溶剂(1.25mL)。烧瓶安装有冷凝器且连接至史兰克线(Schlenk line)。通过吹氮和三次冷冻-抽吸-解冻循环使溶液脱气。接着在氮气保护下在80℃下搅拌混合物过夜。

使所得聚合物溶液冷却至室温，用20％EtOH/H₂O稀释，并与EDTA(60mg)一起在23℃下搅拌1h。将混合物旋转过滤且用20％EtOH/H₂O冲洗。在真空干燥后收集聚合物(550mg)。Mn＝105kDa；Mw＝191kDa；吸收λ_max＝471nm；荧光λ_max＝516nm。

方案2：铃木偶合法

方案3：施蒂勒偶合法

尽管随附权利要求书，但本文中阐述的公开内容还由以下条款定义：

条款1.一种水溶剂化聚合物染料，其具有蓝色激发光谱。

条款2.根据条款1的聚合物染料，其中所述聚合物染料包含含有噻吩的共聚单体。

条款3.根据条款1-2中任一项的聚合物染料，其中所述聚合物染料无562nm下的黄色-绿色吸收。

条款4.根据条款1至3中任一项的聚合物染料，其中所述聚合物染料的激发光谱具有宽度为100nm或更小的半峰全宽(FWHM)。

条款5.根据条款1-4中任一项的聚合物染料，其中所述聚合物染料具有488nm±20nm的吸收最大波长。

条款6.根据条款1-5中任一项的聚合物染料，其中所述聚合物染料具有1×10⁶M^{- 1}cm^-1或更多的消光系数。

条款7.根据条款1-6中任一项的聚合物染料，其中所述聚合物染料经能够赋予超过10mg/mL的水溶性的非离子侧基取代。

条款8.根据条款1-7中任一项的聚合物染料，其中所述聚合物染料包含具有式(I)的结构的共轭区段：

其中：

每一个M¹、M²和M³独立地为芳基或杂环共聚单体，其中M¹、M²和M³中的至少一个为含有噻吩的共聚单体；

Z¹为化学选择性官能团或连接的受体发色团；

Z⁵和Z⁶独立地为CR或N，其中R为H、卤素、烷氧基、取代的烷氧基、烷基和取代的烷基；

G¹和G²每一个独立地选自端基、π共轭区段、接头和连接的特异性结合成员；

Y¹、Y²和Y³独立地为C(R³)₂、-C(R³)₂C(R³)₂-、NR³、Si(R³)₂或Se；

每一个R³独立地选自H、烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、酰基、取代的酰基、烷氧基、取代的烷氧基、酰氨基、取代的酰氨基和WSG(例如水溶性基团)；

a-i独立地为0或1；

n、m和o每一个独立地为0或1至10,000的整数；且

p为1至100,000的整数。

条款9.根据条款8的聚合物染料，其中M¹、M²和M³每一个独立地为含有噻吩的共聚单体。

条款10.根据条款8-9中任一项的聚合物染料，其中：

a+c≤1；

d+f≤1；

g+i≤1；

b+e+h≥1；且

n+m+o≥1。

条款11.根据条款8-10中任一项的聚合物染料，其中所述聚合物染料具有式(Ib)-(Ic)中的一个的结构：

条款12.根据条款8-11中任一项的聚合物染料，其中所述聚合物染料具有式(IIa)-(IIb)中的一个的结构：

其中u、v、w、x、y和z表示所述多发色团中每一个共聚单体的摩尔％值。

条款13.根据条款8-12中任一项的聚合物染料，其中所述聚合物染料具有式(IIIa)-(IIIb)中的一个的结构：

其中n为1至100,000的整数。

条款14.根据条款13的聚合物染料，其中Y¹为C(R³)₂。

条款15.根据条款13的聚合物染料，其中Y¹为NR³。

条款16.根据条款8-12中任一项的聚合物染料，其中所述聚合物染料具有式(IVa)-(IVb)中的一个的结构：

其中：

M¹和M²每一个独立地为含有噻吩的共聚单体；

每一个n和m独立地为1至10,000的整数；

p为1至100,000的整数。

条款17.根据条款16的聚合物染料，其中：

Y¹为NR³；Y²为C(R³)₂；且M¹和M²为相同的含有噻吩的共聚单体；或

Y¹为C(R³)₂；Y²为NR³；且M¹和M²为相同的含有噻吩的共聚单体。

条款18.根据条款16的聚合物染料，其中：Y¹和Y²每一个独立地为C(R³)₂；且M¹和M²为相同的含有噻吩的共聚单体。

条款19.根据条款8或11的聚合物染料，其中所述聚合物染料具有式(Va)-(Vb)中的一个的结构：

其中：

M¹和M³每一个独立地为含有噻吩的共聚单体；

每一个n和每一个o独立地为1至10,000的整数；且

p为1至100,000的整数。

条款20.根据条款19的聚合物染料，其中Y³-Z¹为C(R³)(T¹-Z¹)，其中Z¹为连接的信号发色团且T¹为接头。

条款21.根据条款19的聚合物染料，其中Y³-Z¹为N-T¹-Z¹，其中Z¹为连接的信号发色团且T¹为接头。

条款22.根据条款19-21中任一项的聚合物染料，其中：Y¹为NR³；且M¹和M³为相同的含有噻吩的共聚单体。

条款23.根据条款19-21中任一项的聚合物染料，其中：Y¹为C(R³)₂；且M¹和M³为相同的含有噻吩的共聚单体。

条款24.根据条款8或11的聚合物染料，其中所述聚合物染料具有式(VIa)-(VIb)中的一个的结构：

其中：

M¹和M²每一个独立地为含有噻吩的共聚单体；

每一个n和每一个m独立地为1至10,000的整数；

Z¹为连接的化学选择性官能团或连接的信号发色团；且

p为1至100,000的整数。

条款25.根据条款24的聚合物染料，其中Y¹和Y²为NR³。

条款26.根据条款24的聚合物染料，其中Y¹和Y²为C(R³)₂。

条款27.根据条款24的聚合物染料，其中Y¹为NR³且Y²为C(R³)₂，或Y¹为C(R³)₂且Y²为NR³。

条款28.根据条款2-27中任一项的聚合物染料，其中所述含有噻吩的共聚单体由式(VII)、(VIII)或(IX)描述：

其中：

A1和A2每一个为稠合单环或双环基团；

每一个R³独立地选自H、氨基、取代的氨基、卤素、氰基、烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、酰基、取代的酰基、酰氨基、取代的酰氨基、磺酸、氰基、烷氧基、取代的烷氧基、WSG和-T²-Z²，其中Z²为化学选择性官能团或连接的信号发色团，且T²为接头；

n为0、1、2、3或4；且

每一个^*为与共轭聚合物的不饱和主链的共价连接位点。

条款29.根据条款28的聚合物染料，其中A1和A2选自稠合单环杂环、稠合单环杂芳基和稠合双环杂芳基。

条款30.根据条款28-29中任一项的聚合物染料，其中所述含有噻吩的共聚单体由式(X)-(XVII)之一描述：

其中：

X¹为CR³、NR³、O或S；

X²为N、O或S，其中当X²为N时，每一个为双键且当X²为O或S时，每一个为单键；

R¹和R²一起形成任选地经一个或多个R³基团取代的5或6元稠合芳环或杂芳环；且

Y⁴为NR³、C(R³)₂或Si(R³)₂。

条款31.根据条款30的聚合物染料，其中所述含有噻吩的共聚单体由以下结构(a)至(q)之一描述：

其中：

每一个R⁴独立地选自H、氨基、取代的氨基、卤素、氰基、烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、酰基、取代的酰基、酰氨基、取代的酰氨基、磺酸、氰基、烷氧基、取代的烷氧基和-T²-Z²，其中Z²为化学选择性官能团或连接的受体发色团，且T²为接头；且

每一个s为0或1至50的整数。

条款32.根据条款8-31中任一项的聚合物染料，其中每一个R³和每一个R⁴独立地选自H、取代的芳基、烷基和以下结构：

其中：每一个T⁵独立地为任选的接头；且每一个s为0或1至50的整数。

条款33.根据条款28-32中任一项的聚合物染料，其中所述含有噻吩的共聚单体由以下结构(ba)至(bu)之一描述：

条款34.根据条款8-33中任一项的聚合物染料，其中所述聚合物染料包含共聚单体连接于具有式(XVI)的结构的信号发色团：

其中：W为烷基、取代的烷基或WSG；且染料为信号发色团。

条款35.根据条款34的聚合物染料，其中所述聚合物染料包含共聚单体连接于具有以下结构中的一个的信号发色团：

条款36.根据条款8-30中任一项的聚合物染料，其中共聚单体M¹-M³独立地选自式(XVIII)和(XIX)：

其中：

R¹和R²一起形成任选地经一个或多个R³基团取代的5或6元稠合芳环或杂芳环；且

每一个R³独立地选自H、氨基、取代的氨基、卤素、氰基、烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、酰基、取代的酰基、酰氨基、取代的酰氨基、磺酸、氰基、烷氧基、取代的烷氧基和-T²-Z²，其中Z²为化学选择性官能团或连接的受体发色团，且T²为接头。

条款37.根据条款8-30中任一项的聚合物染料，其中共聚单体M¹-M³独立地选自式(e)-(i)：

其中：

每一个R⁴独立地选自H、氨基、取代的氨基、卤素、氰基、烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、酰基、取代的酰基、酰氨基、取代的酰氨基、磺酸、氰基、烷氧基、取代的烷氧基和-T²-Z²，其中Z²为化学选择性官能团或连接的受体发色团，且T²为接头；且

每一个s为0或1至50的整数。

条款38.根据条款36-37中任一项的聚合物染料，其中每一个R³和每一个R⁴独立地选自H、取代的芳基、烷基和以下结构：

其中：

每一个T⁵独立地为任选的接头；且

每一个s为0或1至50的整数。

条款39.一种聚合物串联染料，其包含：

根据条款1-38中任一项的具有蓝色激发光谱的聚合物染料；和

共价连接于所述聚合物染料的与其靠近而能够接收能量的信号发色团。

条款40.根据条款39的聚合物串联染料，其中所述聚合物染料包含含有噻吩的共聚单体。

条款41.根据条款39的聚合物串联染料，其中所述聚合物染料具有440nm至530nm的最大吸收波长。

条款42.根据条款39的聚合物串联染料，其中所述信号发色团发射具有0.1或更多的量子产率。

条款43.根据条款39的聚合物串联染料，其中所述聚合物染料具有1×10⁶M^-1cm^-1或更多的消光系数。

条款44.根据条款39-43中任一项的聚合物串联染料，其中所述多发色团经能够赋予超过10mg/mL的水溶性的非离子侧基取代。

条款45.根据条款39-44中任一项的聚合物串联染料，其中所述信号发色团为荧光团。

条款46.根据条款39-44中任一项的聚合物串联染料，其中所述信号发色团为猝灭剂。

条款47.根据条款39-46中任一项的聚合物串联染料，其中所述信号发色团选自若丹明、香豆素、氧杂蒽、花青、聚次甲基、芘、二吡咯亚甲基二氟化硼、萘二甲酰亚胺(napthalimide)、藻胆蛋白、多甲藻素叶绿素蛋白、其共轭物和其组合。

条款48.根据条款39-45和47中任一项的聚合物串联染料，其中所述信号发色团选自荧光素、6-FAM、若丹明、得克萨斯红、加利福尼亚红、iFluor594、四甲基若丹明、羧基若丹明、羧基若丹明6G、羧基对甲氨基酚、羧基若丹明110、级联蓝、级联黄、香豆素、 Cy-Chrome、DyLight 350、DyLight 405、DyLight 488、DyLight 549、DyLight 594、DyLight 633、DyLight 649、DyLight 680、DyLight 750、DyLight 800、藻红蛋白、PerCP(多甲藻素叶绿素-a蛋白)、PerCP-Cy5.5、JOE(6-羧基-4',5'-二氯-2',7'-二甲氧基荧光素)、NED、ROX(5-(和-6)-羧基-X-若丹明)、HEX、荧光黄、海蓝、俄勒冈绿(Oregon Green)488、俄勒冈绿500、俄勒冈绿514、Alexa350、Alexa430、Alexa488、Alexa532、Alexa546、Alexa568、Alexa594、Alexa633、Alexa647、Alexa660、Alexa680、7-氨基-4-甲基香豆素-3-乙酸、FL、FL-Br2、530/550、558/568、564/570、576/589、581/591、630/650、650/665、R6G、TMR、TR、其共轭物和其组合。

条款49.根据条款39至49中任一项的聚合物串联染料，其中：

所述信号发色团连接于占以所述多发色团的摩尔浓度计1％至20％的共聚单体；和

所述聚合物染料为包含5个或更多个重复单元的共轭聚合物。

条款50.根据条款39至45和47-49中任一项的聚合物串联染料，其中当由所述聚合物染料激发时，与用入射光直接激发所述受体发色团相比，所述信号发色团发射大1.5倍或更多。

条款51.根据条款39-50中任一项的聚合物串联染料，其中所述聚合物染料包含端基-L³-Z，其中L³为接头且Z为特异性结合成员。

条款52.根据条款51的聚合物串联染料，其中所述接头选自由烷基、取代的烷基、烷基-酰氨基、烷基-酰氨基-烷基和PEG部分组成的组。

条款53.根据条款51的聚合物串联染料，其中-L³-Z由以下结构描述：

其中：q为0或1-12的整数；且Z为所述特异性结合成员。

条款54.根据条款51-53中任一项的聚合物串联染料，其中Z为生物分子。

条款55.根据条款51-54中任一项的聚合物串联染料，其中Z为抗体。

条款56.根据条款51-54中任一项的聚合物串联染料，其中Z为抗体片段或其结合衍生物。

条款57.根据条款56的聚合物串联染料，其中所述抗体片段或其结合衍生物选自由以下组成的组：Fab片段、F(ab')₂片段、scFv、双抗体和三链抗体。

条款58.一种标记的特异性结合成员，其包含：

根据条款1-38中任一项的具有蓝色激发光谱的聚合物染料；和

共价连接于所述聚合物染料的特异性结合成员。

条款59.根据条款58的标记的特异性结合成员，其中所述聚合物染料包含含有噻吩的共聚单体。

条款60.根据条款58-59中任一项的标记的特异性结合成员，其中所述聚合物染料包含共价连接于所述聚合物染料的与其靠近而能够接收能量的信号发色团。

条款61.根据条款59-60中任一项的标记的特异性结合成员，其中所述特异性结合成员为抗体。

条款62.根据条款59-60中任一项的标记的特异性结合成员，其中所述特异性结合成员为抗体片段或其结合衍生物。

条款63.根据条款62的标记的特异性结合成员，其中所述抗体片段或其结合衍生物选自由以下组成的组：Fab片段、F(ab')₂片段、scFv、双抗体和三链抗体。

条款64.根据条款60的标记的特异性结合成员，其中所述信号发色团选自若丹明、香豆素、氧杂蒽、花青、聚次甲基、芘、二吡咯亚甲基二氟化硼、萘二甲酰亚胺、藻胆蛋白、多甲藻素叶绿素蛋白、其共轭物和其组合。

条款65.一种评估样品中靶分析物的存在的方法，所述方法包括：

(a)使所述样品与特异性结合所述靶分析物的聚合物染料共轭物接触，产生标记组合物接触的样品，其中所述聚合物染料共轭物包含：

(i)根据条款1-38中任一项的具有蓝色激发光谱的聚合物染料；和

(ii)共价连接于所述聚合物染料的特异性结合成员；以及

(b)针对聚合物染料共轭物-靶分析物结合复合物的存在，测定所述标记组合物接触的样品，以评估所述靶分析物是否存在于所述样品中。

条款66.根据条款65的方法，其中所述聚合物染料包含含有噻吩的共聚单体。

条款67.根据条款65-66中任一项的方法，其中所述聚合物染料包含共价连接于所述多发色团的与其靠近而能够接收能量的信号发色团。

条款68.根据条款65-67中任一项的方法，还包括使所述样品与结合载体且特异性结合所述靶分析物的第二特异性结合成员接触。

条款69.根据条款68的方法，其中所述载体包含磁性粒子。

条款70.根据条款65-69中任一项的方法，其中所述靶分析物与细胞有关。

条款71.根据条款70的方法，其中所述靶分析物为所述细胞的细胞表面标记物。

条款72.根据条款71的方法，其中所述细胞表面标记物选自由细胞受体和细胞表面抗原组成的组。

条款73.根据条款70的方法，其中所述靶分析物为细胞内靶，且所述方法还包括使所述细胞溶解。

条款74.根据条款65-73中任一项的方法，其中所述方法还包括通过流式细胞术分析所述荧光标记的靶分析物。

条款75.一种标记靶分子的方法，所述方法包括：

使所述靶分子与聚合物染料接触以产生标记的靶分子，其中所述聚合物染料具有蓝色激发光谱且包含共价连接于所述靶分子的共轭标签。

条款76.根据条款75的方法，其中所述聚合物染料包含含有噻吩的共聚单体。

条款77.根据条款75-76中任一项的方法，其中所述聚合物染料包含共价连接于所述聚合物染料的与其靠近而能够接收能量的信号发色团。

条款78.根据条款75-77中任一项的方法，其还包括荧光检测所述标记的靶分子。

条款79.根据条款75-78中任一项的方法，其中所述共轭标签包含选自氨基、硫醇、羟基、肼、酰肼、叠氮化物、炔、顺丁烯二酰亚胺、碘乙酰基、胺、活性酯和蛋白质反应基团的末端官能团。

条款80.根据条款75-79中任一项的方法，其中所述靶分子为特异性结合成员。

条款81.根据条款80的方法，其中所述特异性结合成员为抗体。

条款82.根据条款80的方法，其中所述特异性结合成员为抗体片段或其结合衍生物。

条款83.根据条款82的方法，其中所述抗体片段或其结合衍生物选自由以下组成的组：Fab片段、F(ab')₂片段、scFv、双抗体和三链抗体。

条款84.一种流式细胞测量系统，其包括：

包含流径的流式细胞仪；

在所述流径中的组合物，其中所述组合物包含：

样品；和

一种标记的特异性结合成员，其包含：

根据条款1-38中任一项的具有蓝色激发光谱的聚合物染料；和

特异性结合靶分析物且共价连接于所述聚合物染料的特异性结合成员。

条款85.根据条款84的系统，其中所述聚合物染料包含含有噻吩的共聚单体。

条款86.根据条款84-85中任一项的系统，其中所述标记的特异性结合成员还包含共价连接于所述聚合物染料的与其靠近而能够接收能量的信号发色团。

条款87.根据条款84-86中任一项的系统，其中所述组合物还包含结合载体且特异性结合所述靶分析物的第二特异性结合成员。

条款88.根据条款85的系统，其中所述载体包含磁性粒子。

条款89.根据条款84-88中任一项的系统，其中所述样品包含细胞。

条款90.根据条款89的系统，其中所述靶分析物为所述细胞的细胞表面标记物。

条款91.根据条款90的系统，其中所述细胞表面标记物选自由细胞受体和细胞表面抗原组成的组。

条款92.一种试剂盒，其包含：具有蓝色激发光谱的聚合物染料；和容器。

条款93.根据条款92的试剂盒，其中所述聚合物染料包含含有噻吩的共聚单体。

条款94.根据条款92-93中任一项的试剂盒，所述试剂盒还包含一种或多种选自由以下组成的组的组分：聚合物串联染料、荧光团、特异性结合成员、特异性结合成员共轭物、细胞、载体、生物相容性水性洗脱缓冲液和使用说明书。

条款95.根据条款92-94中任一项的试剂盒，其中所述聚合物染料由条款2-53中任一项描述。

条款96.根据条款92-95中任一项的试剂盒，其中所述聚合物染料共价连接于特异性结合成员。

条款97.根据条款96的试剂盒，其中所述特异性结合成员为抗体。

条款98.根据条款96的试剂盒，其中所述特异性结合成员为抗体片段或其结合衍生物。

条款99.根据条款98的试剂盒，其中所述抗体片段或其结合衍生物选自由以下组成的组：Fab片段、F(ab')₂片段、scFv、双抗体和三链抗体。

条款100.根据条款92-99中任一项的试剂盒，其中聚合物染料还包含共价连接于所述聚合物染料的与其靠近而能够接收能量的受体信号发色团。

虽然为了清楚理解，以上发明已经借助于图例和实施例相当详细地描述，但本领域的一般技术人员根据本发明的教示内容显而易见可以在不脱离随附权利要求书的精神或范围下进行某些改变和修改。

因此，前述内容仅仅说明本发明的原理。应了解本领域的技术人员将能够设计出多种排列，虽然本文中未明确描述或展示这些排列，但其体现出本发明的原理且包括在其精神和范围内。此外，本文中叙述的所有实施例和条件性语言主要意图帮助读者理解本发明的原理和本发明人用于促进本领域的概念，且将视为不限于此类特定叙述的实施例和条件。此外，本文中叙述本发明的原理、方面和实施方案的所有声明以及其特定实施例意图涵盖其结构和功能同等物。另外，意图此类同等物包括当前已知的同等物和将来研发的同等物，即不管结构如何，执行相同功能的任何研发要素。因此，本发明的范围不意图限于本文所示和所述的例示性实施方案。更确切些，本发明的范围和精神由以下体现。

Claims (20)

1.一种水溶剂化聚合物染料，其具有蓝色激发光谱。

2.根据权利要求1所述的聚合物染料，其中所述聚合物染料包含含有噻吩的共聚单体。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的聚合物染料，其中所述聚合物染料的激发光谱具有宽度为100nm或更小的半峰全宽(FWHM)。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的聚合物染料，其中所述聚合物染料包含具有式(I)的结构的共轭区段：

其中：

每一个M¹、M²和M³独立地为芳基或杂芳基共聚单体，其中M¹、M²和M³中的至少一个为含有噻吩的共聚单体；

Z¹为化学选择性官能团或连接的受体发色团；

每一个Z⁵和Z⁶独立地为CR或N，其中R选自H、卤素、烷氧基、取代的烷氧基、烷基和取代的烷基；

G¹和G²每一个独立地选自端基、π共轭区段、接头和连接的特异性结合成员；

Y¹、Y²和Y³独立地为C(R³)₂、-C(R³)₂C(R³)₂-、NR³、Si(R³)₂或Se；

每一个R³独立地选自H、烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、酰基、取代的酰基、烷氧基、取代的烷氧基、酰氨基、取代的酰氨基和WSG；

a-i独立地为0或1；

每一个n、m和o独立地为0或1至10,000的整数；且

p为1至100,000的整数。

5.根据权利要求4所述的聚合物染料，其中：

a+c≤1；

d+f≤1；

g+i≤1；

b+e+h≥1；且

n+m+o≥1。

6.根据权利要求4-5中任一项所述的聚合物染料，其中所述聚合物染料具有式(Ic)的结构：

7.根据权利要求4-6中任一项所述的聚合物染料，其中所述聚合物染料具有式(IIIb)的结构：

其中n为1至100,000的整数。

8.根据权利要求4-6中任一项所述的聚合物染料，其中所述聚合物染料具有式(IVb)的结构：

其中：

M¹和M²每一个独立地为含有噻吩的共聚单体；

每一个n和m独立地为1至10,000的整数；

p为1至100,000的整数。

9.根据权利要求6所述的聚合物染料，其中所述聚合物染料具有：

a)式(Vb)的结构：

其中：

M¹和M³每一个独立地为含有噻吩的共聚单体；

每一个n和每一个o独立地为1至10,000的整数；且p为1至100,000的整数；或

b)式(VIb)的结构：

其中：

M¹和M²每一个独立地为含有噻吩的共聚单体；

每一个n和每一个m独立地为1至10,000的整数；

Z¹为连接的化学选择性官能团或连接的信号发色团；且

p为1至100,000的整数。

10.根据权利要求9所述的聚合物染料，其中Y³-Z¹为C(R³)(T¹-Z¹)，其中Z¹为连接的信号发色团且T¹为接头。

11.根据权利要求9所述的聚合物染料，其中：

Y¹和Y²每一个独立地为C(R³)₂；且

M¹、M²和M²为相同的含有噻吩的共聚单体。

12.根据权利要求2-11中任一项所述的聚合物染料，其中所述含有噻吩的共聚单体具有式(VII)、(VIII)或(IX)：

其中：

A1和A2每一个为稠合单环或双环基团

每一个R³独立地选自H、氨基、取代的氨基、卤素、氰基、烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、酰基、取代的酰基、酰氨基、取代的酰氨基、磺酸、氰基、烷氧基、取代的烷氧基、WSG和-T²-Z²，其中Z²为化学选择性官能团或连接的信号发色团，且T²为接头；

n为0、1、2、3或4；且

每一个^*为与共轭聚合物的不饱和主链的共价连接位点。

13.根据权利要求12所述的聚合物染料，其中所述含有噻吩的共聚单体由式(X)-(XVII)之一描述：

其中：

X¹为CR³、NR³、O或S；

X²为N、O或S，其中当X²为N时，每一个为双键且当X²为O或S时，每一个为单键；

R¹和R²一起形成任选地经一个或多个R³基团取代的5或6元稠合芳环或杂芳环；且

Y⁴为NR³、C(R³)₂或Si(R³)₂。

14.根据权利要求13所述的聚合物染料，其中所述含有噻吩的共聚单体由以下结构(a)至(q)之一描述：

其中：

每一个R⁴独立地选自H、氨基、取代的氨基、卤素、氰基、烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、酰基、取代的酰基、酰氨基、取代的酰氨基、磺酸、氰基、烷氧基、取代的烷氧基和-T²-Z²，其中Z²为化学选择性官能团或连接的受体发色团，且T²为接头；且

每一个s为0或1至50的整数。

15.根据权利要求12-14中任一项所述的聚合物染料，其中所述含有噻吩的共聚单体由以下结构(ba)至(bu)之一描述：

16.根据权利要求4-11中任一项所述的聚合物染料，其中共聚单体M¹-M³独立地选自式(XVIII)和(XIX)的共聚单体：

其中：

R¹和R²一起形成任选地经一个或多个R³基团取代的5或6元稠合芳环或杂芳环；且

每一个R³独立地选自H、氨基、取代的氨基、卤素、氰基、烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、酰基、取代的酰基、酰氨基、取代的酰氨基、磺酸、氰基、烷氧基、取代的烷氧基和-T²-Z²，其中Z²为化学选择性官能团或连接的受体发色团，且T²为接头。

17.根据权利要求4-11中任一项所述的聚合物染料，其中共聚单体M¹-M³独立地选自式(e)-(i)的共聚单体：

其中：

每一个R⁴独立地选自H、氨基、取代的氨基、卤素、氰基、烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、酰基、取代的酰基、酰氨基、取代的酰氨基、磺酸、氰基、烷氧基、取代的烷氧基和-T²-Z²，其中Z²为化学选择性官能团或连接的受体发色团，且T²为接头；且

每一个s为0或1至50的整数。

18.根据权利要求12-17中任一项所述的聚合物染料，其中每一个R³和每一个R⁴独立地选自H、取代的芳基、烷基和以下结构：

其中：

每一个T⁵独立地为任选的接头；且

每一个s为0或1至50的整数。

19.一种聚合物串联染料，其包含：

根据权利要求1-18中任一项所述的具有蓝色激发光谱的聚合物染料；和

共价连接于所述聚合物染料的与其靠近而能够接收能量的信号发色团。

20.一种标记的特异性结合成员，其包含：

根据权利要求1-18中任一项所述的具有蓝色激发光谱的聚合物染料；和

共价连接于所述聚合物染料的特异性结合成员。