CN116917738A - 水溶性荧光聚合物染料 - Google Patents

Abstract

提供了水溶性荧光聚合物染料和聚合物串联染料。聚合物染料包含具有芳基和/或杂芳基共聚单体的共轭链段的水溶剂化光收集多发色团。可以调节共聚单体的摩尔比以提供有益的技术特性，诸如增加的水溶性和改善的吸收和发射光谱。例如，共轭链段可以具有被水溶性基团(WSG)取代的第一共聚单体，和第二共聚单体，其中第一共聚单体的量等于或大于第二共聚单体的量。多发色团。聚合物串联染料进一步包含信号发色团，该信号发色团与多发色团以邻近能量接收的方式共价连接。还提供了包含主题水溶性聚合物染料的抗聚集的经标记特异性结合成员。还提供了评估样品中靶分析物的存在的方法，以及标记其中使用主题聚合物染料的靶标分子的方法。还提供了用于实践主题方法的系统和试剂盒。

Description

水溶性荧光聚合物染料

相关申请的交叉引用

根据35U.S.C.§119(e)，本申请要求2021年4月7日提交的美国临时专利申请序列号63/171,722的提交日的优先权；该申请的公开内容通过引用以其整体并入本文。

背景技术

荧光染料是在用其吸收的波长的光照射时发出(通常)不同波长的光的化合物。荧光染料在生物化学、生物学和医学方面有多种应用，例如用于诊断试剂盒、显微术或药物筛选。荧光染料的特征在于许多参数，其允许用户根据所需目的选择合适的染料。感兴趣的参数包括最大激发波长、最大发射波长、斯托克斯位移、消光系数、荧光量子产率和荧光寿命。可以根据感兴趣的应用来选择染料，以便例如允许激发辐射穿透到生物样品中，从而最小化背景荧光并且/或者实现高信噪比。

分子鉴定涉及两个分子的特异性结合。对靶标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，诸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。可以通过用荧光染料标记来检测靶标生物分子。

发明内容

本发明人已经认识到，具有等量的第一共聚单体和第二共聚单体的聚合物染料可能具有不利的性质。例如，增加的水溶性可能是聚合物染料的期望性质，但是其中仅第一共聚单体被水溶性基团取代的聚合物染料可能具有低水溶性。由于其低水溶性，此类染料可能会经历团聚、沉降和加工困难。此外，本发明人还发现，将水溶性基团附接至两种共聚单体可能以不期望的方式(例如，通过使荧光聚合物染料的最大发射波长偏移)改变聚合物染料的光学性质。在一些情况下，偏移导致与不同聚合物染料的发射光谱重叠，使得更难以通过光谱区分两种聚合物染料。

本发明人研究了具有不等量的第一共聚单体和第二共聚单体的聚合物染料。据发现，增加被水溶性基团取代的第一共聚单体的相对量导致水溶性增加，同时还保持或甚至改善聚合物染料的光学性质。例如，增加第一共聚单体的量减少或消除了某些聚合物染料的吸收光谱中不期望的侧峰。

提供了水溶性荧光聚合物染料和聚合物串联染料。聚合物染料包含具有芳基和/或杂芳基共聚单体的共轭链段的水溶剂化光收集多发色团。可以调节共聚单体的摩尔比以提供有益的技术特性，诸如增加的水溶性和改善的吸收和发射光谱。例如，共轭链段可以具有被水溶性基团(WSG)取代的第一共聚单体，和第二共聚单体，其中第一共聚单体的量等于或大于第二共聚单体的量。聚合物串联染料进一步包含信号发色团，该信号发色团与多发色团以邻近能量接收的方式共价连接。还提供了包含主题水溶性聚合物染料的抗聚集的经标记特异性结合成员。还提供了评估样品中靶分析物的存在的方法，以及标记其中使用主题聚合物染料的靶标分子的方法。还提供了用于实践主题方法的系统和试剂盒。

附图说明

应理解，下面描述的附图仅用于说明目的。附图无意以任何方式限制本教导的范围。

图1示出了通过基于所需最大吸收波长和所需最大发射波长选择共聚单体M¹和M²来合成聚合物染料的示例性方法。

图2描绘了两种不同的多发色团的吸收和发射光谱。

具体实施方式

定义

在更详细地描述示例性实施方案之前，阐述以下定义来说明和定义说明书中使用的术语的含义和范围。

除非另有定义，本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。尽管如此，为了清楚和易于参考，下面定义了某些术语。

必须注意的是，如本文和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物，除非上下文另外明确指出。例如，术语“一引物”是指一个或更多个引物，即单个引物和多个引物。还应当注意的是，权利要求可以被撰写为排除任何可选元素。因此，该陈述旨在充当结合权利要求要素的叙述使用诸如“唯一”、“仅”等排他性术语，或使用“否定”限制的先行基础。

如本文所用的，术语“样品”涉及含有一种或更多种感兴趣的分析物的材料或材料混合物，在一些情况下为液体形式。在一些实施方案中，该术语以其最广泛的含义使用时，是指含有细胞或产生细胞代谢物的任何植物、动物或细菌材料，例如从个体分离的组织或液体(包括但不限于血浆、血清、脑脊液、淋巴液、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液体，以及来自环境的样品。术语“样品”也可以指“生物样品”。如本文所用的，术语“生物样品”是指整个生物体或其组织、细胞或组成部分的子集(例如体液，包括但不限于血液、黏液、淋巴液、滑液、脑脊液、唾液、羊水、羊膜血、尿液、阴道液和精液)。“生物样品”还可以指从整个生物体或其组织、细胞或组成部分的子集或其级分或部分制备的匀浆、裂解物或提取物，包括但不限于血浆、血清、脊髓液、淋巴液、皮肤外部部分、呼吸道、肠道和泌尿生殖道、泪液、唾液、乳汁、血细胞、肿瘤和器官。在某些实施方案中，样品已从动物或植物取出。生物样品可以包括细胞。术语“细胞”以其常规含义使用，指活生物体(真核生物和原核生物二者)的基本结构单位，至少具有细胞核和细胞膜。在某些实施方案中，细胞包括原核细胞，诸如来自细菌的原核细胞。在其他实施方案中，细胞包括真核细胞，诸如从来自动物、植物或真菌的生物样品获得的细胞。

如本文所用的，术语“支持物结合”和“连接至支持物”可互换使用，并且是指共价或非共价连接至感兴趣的支持物的部分(例如，特异性结合成员)。共价连接可以涉及两个相容官能团(例如，两个化学选择性官能团、亲电子基团和亲核基团等)的化学反应，从而在两个感兴趣的部分(例如支持物与特异性结合成员)之间形成共价键。在一些情况下，非共价连接可以涉及两个感兴趣的部分(例如，两个亲和部分，诸如半抗原与抗体或生物素部分与链霉亲和素等)之间的特异性结合。在某些情况下，非共价连接可以涉及对底物的吸收。

如本文所用的，术语“多肽”是指任何长度的氨基酸的聚合形式，包括长度范围为2-50个氨基酸的肽和长度大于50个氨基酸的多肽。术语“多肽”和“蛋白质”在本文中可互换使用。术语“多肽”包括编码氨基酸和非编码氨基酸的聚合物、化学或生物化学修饰或衍生的氨基酸的聚合物，以及具有修饰的肽主链的多肽，其中常规主链已被非天然存在的或合成的主链替代。多肽可以具有任何方便的长度，例如，2个或更多个氨基酸，诸如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，诸如高达500个或1000个或更多个氨基酸。“肽”可以是2个或更多个氨基酸，诸如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，诸如至多50个氨基酸。在一些实施方案中，肽的长度为5至30个氨基酸。

如本文所用的，术语“分离的”是指从在纯化之前感兴趣的部分所缔合的其他组分至少60％游离、至少75％游离、至少90％游离、至少95％游离、至少98％游离、甚至至少99％游离的感兴趣的部分。

“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，诸如100个或更多、1000个或更多、10,000个或更多、100,000个或更多、10⁶个或更多、10⁷个或更多、10⁸个或更多或10⁹个或更多成员。

数字范围包括定义该范围的数字。

如本文所用的，术语“特异性结合”是指捕获剂(或特异性结合对的第一成员)优先结合至存在的特定分析物(或特异性结合对的第二成员)的能力(例如，在不同分析物的均匀混合物中)。在一些情况下，特异性结合相互作用将会区分样品中的所需分析物与不需要的分析物，对所需分析物的特异性为对不需要的分析物的特异性10倍或更多，诸如100倍或更多，或者1000倍或更多。在一些情况下，当捕获剂和分析物特异性地结合在捕获剂/分析物复合体中时，捕获剂与分析物之间的亲和力为至少10^-8M、至少10^-9M、诸如高达10^-10M。

如本文所用的，术语“亲和力(affinity)”和“亲合力(avidity)”具有相同的含义并且在本文中可以互换使用。“亲和力”是指结合的强度，增加的结合亲和力与较低的Kd相关。在实施方案中，亲和力通过例如由Biacore系统使用的表面等离子共振(SPR)来确定。一个分子对另一分子的亲和力是通过例如在25℃时测量相互作用的结合动力学来确定的。

本文所述的方法包括多个步骤。根据需要，可以在步骤之间经过预定时间量之后执行每个步骤。因此，执行每个步骤之间的时间可以是1秒或更长、10秒或更长、30秒或更长、60秒或更长、5分钟或更长、10分钟或更长、60分钟或更长，以及包括5小时或更长。在某些实施方案中，每个后续步骤在前一步骤完成后立即执行。在其他实施方案中，步骤可以在完成前一步骤后的温育或等待时间之后进行，该等待时间是例如数分钟到过夜的等待时间。

如本文所用的，术语“评估”、“确定”、“测量”、“评估”和“测定”可互换使用，并且包括定量和定性确定。

如本文所用的，术语“分离”是指两种要素的物理分离(例如，通过大小或亲和力等)以及一种要素的降解，而使另一要素保持完整。

如本文所用的，术语“接头(linker)”或“连接体(linkage)”是指连接两个基团并具有长度为100个原子或更少的主链的连接部分。接头或连接体可以是连接两个基团的共价键或长度为1至100个原子的链，例如长度为1、2、3、4、5、6、8、10、12、14、16、18、20或更多个碳原子的链，其中接头可以是直链、支链、环状的或是单原子。在一些情况下，接头是分支接头，分支接头是指连接三个或更多个基团的连接部分。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被硫、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，诸如醚、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是饱和的或不饱和的，并且在一些情况下，接头主链中存在不超过一个、两个或三个不饱和键。接头可以包含一个或更多个取代基，例如烷基、芳基或烯基基团。接头可以包括但不限于聚乙二醇；醚、硫醚、叔胺、烷基，它们可以是直链或支链的，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。接头主链可以包括环状基团，例如，芳基、杂环或环烷基，其中环状基团的2个或更多个原子，例如，2、3或4个原子包含在主链中。接头可以是可切割的或不可切割的。

如本文所用的，术语“聚环氧乙烷”、“PEO”、“聚乙二醇”和“PEG”可互换使用，并且是指包含由式--(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或更小，诸如1000或更小、500或更小、200或更小、100或更小、50或更小、40或更小、30或更小、20或更小、15或更小，诸如3至15，或10至15。应理解，PEG聚合物基团可以具有任何方便的长度并且可以包括多种末端基团和/或另外的取代基，包括但不限于烷基、芳基、羟基、氨基、酰基、酰氧基和酰氨基末端和/或取代基。可适用于主题多发色团的PEG基团包括那些由S.Zalipsky在“Functionalized poly(ethylene glycol)for preparation ofbiologically relevant conjugates”,Bioconjugate Chemistry 1995,6(2),150-165中和由Zhu等人在“Water-Soluble Conjugated Polymers for Imaging,Diagnosis,andTherapy”,Chem.Rev.,2012,112(8),pp 4687-4735中描述的PEG。

如本文所用的，术语“烷基”本身或作为另一取代基的一部分是指通过从母烷烃的单个碳原子除去一个氢原子而衍生的饱和支链或直链单价烃基。感兴趣的烷基基团包括但不限于甲基；乙基、丙基，如丙烷-1-基或丙烷-2-基；和丁基，如丁烷-1-基、丁烷-2-基、2-甲基-丙烷-1-基或2-甲基-丙烷-2-基。在一些实施方案中，烷基基团包含1至20个碳原子。在一些实施方案中，烷基基团包含1至10个碳原子。在某些实施方案中，烷基基团包含1至6个碳原子，诸如1至4个碳原子。举例而言，该术语包括直链和支链烃基基团，诸如甲基(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”是指如本文所定义的烷基基团，其中烷基链中的一个或更多个碳原子已任选地被杂原子(诸如-O-、-N-、-S-)、-S(O)_n-(其中n为0至2)、-NR-(其中R为氢或烷基)取代并且具有1至5个取代基，该取代基选自烷氧基、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、酰基氨基、酰基氧基、氨基、氨基酰基、氨基酰基氧基、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、硫代芳基氧基、硫代杂芳基氧基、硫代杂环氧基、硫代基、硫代烷氧基、取代的硫代烷氧基、芳基、芳基氧基、杂芳基、杂芳基氧基、杂环基、杂环基氧基、羟基氨基、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，并且选自氢、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。

“烷氧基”是指基团-O-烷基，其中烷基如本文所定义。举例而言，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。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所定义。

术语“取代的烷氧基”是指取代的烷基-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-基团，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所定义。

“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，条件是至少一个R不是氢。

“芳基”本身或作为另一取代基的一部分是指通过从芳环体系的单个碳原子除去一个氢原子而衍生的单价芳族烃基。感兴趣的芳基基团包括但不限于衍生自醋蒽烯、苊、醋菲烯、蒽、薁、苯、蒄、荧蒽、芴、并六苯、己芬、并环己二烯(hexalene)、不对称引达省、对称引达省、茚满、茚、萘、并八苯、辛芬、并环辛四烯、卵苯、戊-2,4-二烯、并五苯、并环戊二烯、戊芬、苝、非那烯、菲、苉、七曜烯、芘、皮蒽、玉红省、苯并[9,10]菲、三萘等的基团。在某些实施方案中，芳基基团包含6至20个碳原子。在某些实施方案中，芳基基团包含6至12个碳原子。芳基基团的实例是苯基和萘基。

“杂芳基”本身或作为另一取代基的一部分是指通过从杂芳环系统的单个原子除去一个氢原子而衍生的单价杂芳基。感兴趣的杂芳基基团包括但不限于衍生自吖啶、砷杂茚、咔唑、β-咔啉、色满、色烯、桂啉、呋喃、咪唑、吲唑、吲哚、二氢吲哚、吲哚嗪、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、咱啶、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、吡咯嗪、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、呫吨、苯并二氧杂环戊烯等的基团。在某些实施方案中，杂芳基基团来自5-20元杂芳基。在某些实施方案中，杂芳基基团来自5-10元杂芳基。在某些实施方案中，杂芳基基团是衍生自噻吩、吡咯、苯并噻吩、苯并呋喃、吲哚、吡啶、喹啉、咪唑、噁唑和吡嗪的那些。

“杂环”、“杂环的”、“杂环烷基”和“杂环基”是指具有单环或多个稠合环(包括稠合桥环和螺环系)并且具有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。这些环原子选自氮、硫或氧，其中，在稠环系统中，一个或更多个环可以是环烷基、芳基或杂芳基，条件是附接点是通过非芳香环。在某些实施方案中，杂环基团的氮和/或硫原子任选被氧化以提供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氮杂环丁烷、吡咯、咪唑、吡唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、吲哚嗪、异吲哚、吲哚、二氢吲哚、吲唑、嘌呤、喹嗪、异喹啉、喹啉、酞嗪、萘吡啶、喹喔啉、喹唑啉、桂啉、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、邻苯二甲酰亚胺、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(也称为硫杂吗啉基)、1,1-二氧代硫代吗啉基、哌啶基、吡咯烷、四氢呋喃基等。

除非杂环取代基的定义另有限制，否则此类杂环基团可以任选被1至5个或1至3个取代基取代，该取代基选自烷氧基、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、酰基氨基、酰基氧基、氨基、取代的氨基、氨基酰基、氨基酰基氧基、氧基氨基酰基、叠氮基、氰基、卤素、羟基、氧代、硫酮基、羧基、羧基烷基、硫代芳氧基、硫代杂芳氧基、硫代杂环氧基、硫醇、硫代烷氧基、取代的硫代烷氧基、芳基、芳氧基、杂芳基、杂芳基氧基、杂环基、杂环氧基、羟基氨基、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如本文所定义。

“亚烷基”是指优选具有1至6个且更优选1至3个碳原子的二价脂族烃基基团，其是直链或支链的，并且任选被一个或更多个选自-O-、-NR¹⁰-、-NR¹⁰C(O)-、-C(O)NR¹⁰-等的基团间隔。举例而言，该术语包括亚甲基(-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。“取代的亚烷基”是指有1至3个氢被如下文“取代的”定义中针对碳所描述的取代基取代的亚烷基。

“取代的”是指其中一个或更多个氢原子独立地被相同或不同的取代基取代的基团。感兴趣的取代基包括但不限于亚烷基二氧基(诸如亚甲基二氧基)、-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是卤素；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，或者任选地，R⁶⁰和R⁶¹与它们所键合的氮原子一起形成环杂烷基或取代的环杂烷基环；并且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与它们所键合的氮原子一起形成环杂烷基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、-SCN、-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如上定义。例如，取代的基团可以带有亚甲基二氧基取代基或选自卤素原子、(1-4C)烷基基团和(1-4C)烷氧基基团的一个、两个或三个取代基。当被取代的基团是芳基或杂芳基基团时，取代基(例如，如本文所述)可以称为“芳基取代基”。

在整个说明书中可以出现术语的其他定义。

具体实施方式

提供了水溶性荧光聚合物染料和聚合物串联染料。聚合物染料包含具有芳基和/或杂芳基共聚单体的共轭链段的水溶剂化光收集多发色团。可以调节共聚单体的摩尔比以提供有益的技术特性，诸如增加的水溶性和改善的吸收和发射光谱。例如，共轭链段可以具有被水溶性基团(WSG)取代的第一共聚单体，和第二共聚单体，其中第一共聚单体的量等于或大于第二共聚单体的量。多发色团。聚合物串联染料进一步包含信号发色团，该信号发色团与多发色团以邻近能量接收的方式共价连接。还提供了包含主题水溶性聚合物染料的抗聚集的经标记特异性结合成员。还提供了评估样品中靶分析物的存在的方法，以及标记其中使用主题聚合物染料的靶标分子的方法。还提供了用于实践主题方法的系统和试剂盒。

在更详细地描述本发明之前，应理解，本发明不限于所描述的特定实施方案，因此当然可以变化。还应理解，本文所使用的术语仅是为了描述特定实施方案的目的，并且不旨在进行限制，因为本发明的范围将仅由所附权利要求书限制。

在提供数值范围的情况下，应理解，在该范围的上下限之间的每个中间值(除非上下文另外明确指出，否则直至下限单位的十分之一)以及所陈述范围中的任何其他陈述值或中间值都涵盖在本发明内。这些较小范围的上限和下限可以独立地包括在该较小范围内并且也涵盖在本发明内，但遵循所强调范围中任何具体排除的限制。当所强调范围包括一个或两个限值时，排除其中一个或两个所包括的限值的范围也包括在本发明中。

本文中给出的某些范围的数值前面带有术语“约”。本文使用术语“约”来为其后的确切数字以及与该术语后面的数字接近或近似的数字提供字面支持。在确定数字是否接近或近似具体列举的数字时，接近或近似的未列举的数字可以是这样的数字，其在呈现的上下文中提供与具体列举的数字的基本等同物。

除非另有定义，本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。现在描述代表性的说明性方法和材料，尽管与本文描述的那些类似或等同的任何方法和材料也可以用于本发明的实践或测试。

本说明书中引用的所有出版物和专利均通过引用并入本文，如同每个单独的出版物或专利被具体且单独地指示通过引用并入一样，并且通过引用并入本文以公开和描述与出版物引用相关的方法和/或材料。对任何出版物的引用是针对其在申请日之前的公开内容，并且不应被解释为承认本发明无权凭借在先发明而早于此类出版物。此外，所提供的公开日期可能与实际公开日期不同，这可能需要独立确认。

应注意的是，如本文和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物，除非上下文另外明确指出。还应当注意的是，权利要求可以被撰写为排除任何可选元素。因此，该陈述旨在充当结合权利要求要素的叙述使用诸如“唯一”、“仅”等排他性术语，或使用“否定”限制的先行基础。

如本领域技术人员在阅读本公开后将显而易见的是，本文中描述和示出的各个实施方案中的每一个都具有分立的组分和特征，这些组分和特征可以容易地与其他若干实施方案中的任何一个的特征分离或组合而不背离本发明的范围或精神。任何所叙述的方法可以按照所叙述的事件的顺序或者以逻辑上可能的任何其他顺序来执行。

为了语法流畅性和功能性解释已经或将要描述装置和方法，但是应当明确理解，除非根据35U.S.C.§112明确表述，否则权利要求书不应被解释为以任何方式必然受到对“手段”或“步骤”限定的解释的限制，而是应被赋予在等同司法原则下权利要求所提供的定义的含义和等同项的全部范围，而权利要求根据35U.S.C.§112明确表述的情况应当在35U.S.C.§112下被赋予所有的法定等同项。

聚合物染料

如上文所总结的，本公开提供了水溶性聚合物染料。主题水溶性聚合物染料包含具有芳基和/或杂芳基共聚单体的共轭链段的光收集多发色团。可以调节共聚单体的摩尔比以提供有益的技术特性，诸如增加的水溶性和改善的吸收和发射光谱。例如，共轭链段可以具有被水溶性基团(WSG)取代的第一共聚单体，和第二共聚单体，其中第一共聚单体的量等于或大于第二共聚单体的量。

例如，水溶性光收集多发色团可以包含式(I)的共轭链段：

其中：

M¹和M²各自独立地为芳基或杂芳基共聚单体；

R¹和R²各自独立地为水溶性基团；

R³选自氢、烷基、取代的烷基、烷氧基、取代的烷氧基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、卤素、氰基和羟基；并且

a和b限定共轭链段内的每个单元的mol％，其中a大于或等于b。

式(I)中的a和b之间的比率还描述了共聚单体M¹与共聚单体M²之间的摩尔比。例如，a可以在0.50至0.80的范围内并且b可以在0.50至0.20的范围内，并且在这样的情况下，M¹与M²的摩尔比在3:1至9:1的范围内。在一些情况下，a可以在0.01至0.99的范围内并且b可以在0.99至0.01的范围内，例如，a在0.20至0.99的范围内并且b在0.80至0.01的范围内，a在0.35至0.99的范围内并且b在0.65至0.01的范围内，a在0.50至0.99的范围内并且b在0.50至0.01的范围内，a在0.50至0.80的范围内并且b在0.50至0.20的范围内，以及a在0.60至0.70的范围内并且b在0.30至0.40。在一些情况下，M¹与M²的摩尔比在1.5:1至20:1的范围内，诸如2:1至15:1、3:1至9:1和4:1至8:1。在一些情况下，例如在上文记载的范围的一些中，a大于0.50。

M¹R¹基团表示M¹被一个或更多个R¹基团取代，诸如一个R¹基团、两个R¹基团、三个R¹基团或四个或更多个R¹基团。类似地，M¹R²和M²R³基团表示M¹和M²各自独立地分别被一个或更多个R²或R³基团取代，诸如一个R基团、两个R基团、三个R基团或四个或更多个R基团。M¹和M²可以是相同基团或不同基团。

如上文所述，M¹和M²各自独立地为芳基共聚单体或杂芳基共聚单体。在一些实施方案中，M¹和M²中的一者或两者可以是5元芳族基团、6元芳族基团、稠合双环芳族基团、稠合三环芳族基团或其组合。例如，M¹和M²中的一者或两者可以是苯基基团、吡啶基基团、萘基基团、联萘基基团或稠合三环芳香族基团。在共聚单体是稠合三环芳族基团的情况下，在一些实施方案中共聚单体可以由以下结构描述：

其中：

每个R⁴独立地为H或一个或更多个烷基、取代的烷基、芳基或杂芳基取代基，并且其

中任何两个方便的R⁴基团任选地环形连接；

Y是C(R⁵)₂、-C(R⁵)₂C(R⁵)₂-、-C(R⁵)₂Si(R⁵)₂-、NR⁵、Si(R⁵)₂或Se；

每个R⁵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为接头并且Z¹为化学选择性标签和WSG；并

且

每个Z独立地为CH、CR⁴或N，其中每个环中Z的至少两个是CH或CR⁴；

每个*表示用于附接至M²基团或另一M¹基团的位置；并且

至少一个R⁴或R⁵为水溶性基团。

例如，Y在一些实施方案中可以是C(R⁵)₂或-C(R⁵)₂C(R⁵)₂-。在一些情况下，每个Z是CH或CR⁴，例如，每个Z均是CH。如上文所述，至少一个R⁴或R⁵是水溶性基团，例如，R⁴或R⁵可以是式(I)的R¹或R²。换言之，式(I)的R¹和R²基团可以连接至M¹的芴的芳环。在一些情况下，指示用于附接至M²基团或另一M¹基团的位置的两个星号(*)位于芴的2和7号位。

在一些实施方案中，M¹和M²中的一者或两者是由以下结构中的一个描述的稠合三环基团：

在一些实施方案中，M¹和M²中的一者或两者是苯基、萘基或联萘基基团，例如由以下结构中的一个描述的稠合三环基团：

其中：

每个*指示用于附接至另一共聚单体的位置；并且

每个R⁶独立地为H或一个或更多个烷基、取代的烷基、芳基或杂芳基取代基，并且其中任何两个方便的R⁶基团任选地环形连接，其中该结构具有为水溶性基团的至少一个R⁶，其中每个环可以被一个或更多个R⁶基团取代。

在一些实施方案中，M¹是稠合三环共聚单体并且M²是稠合双环或稠合三环共聚单体。例如，M¹可以是6-5-6稠合三环共聚单体，例如，芴并且M²可以是6-5稠合双环或6-6-5稠合三环共聚单体，例如，具有上文所示的结构。

例如，在一些实施方案中，M¹具有选自以下的结构：

并且M²具有选自以下的结构：

如上所述，M¹和M²独立地为包含π键的芳基或杂芳基共聚单体。在一些情况下，多发色团是π共轭的，例如，M¹中的π键与M²中的π键共轭。

如上所述，R¹和R²各自独立地为水溶性基团。R¹和R²可以相同的基团或者R¹和R²可以是不同的基团。如本文所用的，术语“水增溶性基团”、“水溶性基团”和WSG可互换使用，并且是指在水性环境中例如在生理条件下充分溶剂化的基团或取代基，并且其在水性环境中赋予其所附接的分子改善的水溶性。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度。水溶性基团可以是在水性环境中良好溶剂化的任何方便的亲水基团。水溶性基团可以在任何方便的位置附接到共聚单体，以提供远离共轭聚合物主链而突出的侧链基团，从而在水性环境中提供高溶剂化。在一些情况下，水溶性基团是非离子型水溶性基团。

本公开的水溶性聚合物染料在水性条件下具有溶解度，这使得其特别适合应用于多种生物测定。主题水溶性聚合物及其缀合物可以抵抗不期望的聚集，这在各种生物测定中提供有利的荧光和光谱性质。染料的聚集是不希望的，因为它会导致荧光信号减少，例如通过聚集引起的染料荧光猝灭。主题水溶性共轭聚合物染料可用作各种生物传感器的荧光报告剂，并为诸如流式细胞术和成像等应用提供卓越亮度的信号以及一系列激发和发射波长选项。

在某些情况下，水溶性聚合物染料在水或缓冲剂中具有0.1mg/ml或更大的溶解度，诸如1mg/mL或更大、3mg/mL或更大、10mg/mL或更大、20mg/mL或更大、30mg/mL或更大、40mg/mL或更大、50mg/mL或更大、60mg/mL或更大、70mg/mL或更大、80mg/mL或更大、90mg/mL或更大、100mg/mL或更大，或甚至更大。在一些情况下，水溶性聚合物染料在水中的溶解度为0.1mg/ml至100mg/ml。应理解，水溶性聚合物染料可以在某些条件下在水性体系中形成离散的水溶剂化纳米颗粒。在某些情况下，水溶剂化的纳米颗粒能够抗聚集并可用于多种生物测定。

水溶性基团可以包括水溶性聚合物，例如基于聚环氧烷的聚合物，诸如聚乙二醇“PEG”(参见例如“Poly(ethylene glycol)Chemistry:Biotechnical and BiomedicalApplications”,J.M.Harris,Ed.,Plenum Press,New York,N.Y.(1992)；和“Poly(ethylene glycol)Chemistry and Biological Applications”,J.M.Harris及S.Zalipsky,Eds.,ACS(1997)；以及国际专利申请：WO 90/13540、WO 92/00748、WO 92/16555、WO 94/04193、WO 94/14758、WO 94/17039、WO 94/18247、WO 94/28937、WO 95/11924、WO 96/00080、WO 96/23794、WO 98/07713、WO 98/41562、WO 98/48837、WO 99/30727、WO 99/32134、WO 99/33483、WO 99/53951、WO 01/26692、WO 95/13312、WO 96/21469、WO 97/03106、WO 99/45964和美国专利号4,179,337；5,075,046；5,089,261；5,100,992；5,134,192；5,166,309；5,171,264；5,213,891；5,219,564；5,275,838；5,281,698；5,298,643；5,312,808；5,321,095；5,324,844；5,349,001；5,352,756；5,405,877；5,455,027；5,446,090；5,470,829；5,478,805；5,567,422；5,605,976；5,612,460；5,614,549；5,618,528；5,672,662；5,637,749；5,643,575；5,650,388；5,681,567；5,686,110；5,730,990；5,739,208；5,756,593；5,808,096；5,824,778；5,824,784；5,840,900；5,874,500；5,880,131；5,900,461；5,902,588；5,919,442；5,919,455；5,932,462；5,965,119；5,965,566；5,985,263；5,990,237；6,011,042；6,013,283；6,077,939；6,113,906；6,127,355；6,177,087；6,180,095；6,194,580；6,214,966)。

感兴趣的水溶性聚合物基团的实例包括但不限于含有聚环氧烷、聚酰胺环氧烷或其衍生物的那些，包括包含式-(CH₂-CH₂-O)-的环氧乙烷重复单元的聚环氧烷和聚酰胺环氧烷。感兴趣的水溶性聚合物基团的其他实例包括具有式-[C(O)-X-C(O)-NH-Y-NH]_n-或-[NH-Y-NH-C(O)-X-C(O)]_n-的分子量大于1,000道尔顿的聚酰胺，其中X和Y是可以相同或不同并且可以是支链或直链的二价基团，并且n为2-100的离散整数，诸如2至50，并且其中X和Y之一或两者包含生物相容性、基本上非抗原性的水溶性重复单元，其可以是直链或支链的。水溶性重复单元的其他实例包括式-(CH₂-CH₂-O)-或-(O-CH₂-CH₂)-的环氧乙烷。此类水溶性重复单元的数目可显著变化，此类单元的数目为2至500、2至400、2至300、2至200、2至100、6-100，例如2至50或6至50。实施方案的实例是其中X和Y之一或两者选自以下的重复单元：-((CH₂)_n1-(CH₂-CH₂-O)_n2-(CH₂)-或-((CH₂)_n1-(O-CH₂-CH₂)_n2-(CH₂)_n-1-)，其中n1是1至6、1至5、1至4或1至3并且其中n2是2至50、2至25、2至15、2至10、2至8或2至5。实施方案的另一实例是其中X是-(CH₂-CH₂)-并且其中Y是-(CH₂-(CH₂-CH₂-O)₃-CH₂-CH₂-CH₂)-或-(CH₂-CH₂-CH₂-(O-CH₂-CH₂)₃-CH₂)-的重复单元。

感兴趣的水增溶基团包括但不限于羧酸根、膦酸根、磷酸根、磺酸根、硫酸根、亚磺酸根、锍、酯、聚乙二醇(PEG)和修饰的PEG、羟基、胺、氨基酸、铵、胍、吡啶鎓、聚胺和锍、多元醇、直链或环状糖、伯胺、仲胺、叔胺或季胺和聚胺、膦酸酯基团、次膦酸酯基团、抗坏血酸酯基团、二醇，包括聚醚、-COOM′、-SO₃M′、-PO₃M′、-NR₃ ⁺、Y′、(CH₂CH₂O)_pR及其混合物，其中Y′可以是任何卤素、硫酸根、磺酸根或含氧阴离子，p可以是1至500，每个R可以独立地为H或烷基(例如甲基)并且M'可以是阳离子抗衡离子或氢、--(CH₂CH₂O)_yyCH₂CH₂XR^yy、--(CH₂CH₂O)_yyCH₂CH₂X--、--X(CH₂CH₂O)_yyCH₂CH₂--、乙二醇和聚乙二醇，其中yy选自1至1000，X选自O、S和NR^ZZ，并且R^ZZ和R^YY独立地选自H和C_1-3烷基。在一些情况下，WSG是(CH₂)_x(OCH₂CH₂)_yOCH₃，其中每个x独立地为0-20的整数，每个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被离子基团(例如磺酸根)取代的非离子型聚合物(例如，PEG聚合物)。

如本文所用的，改性聚合物，如改性PEG，是指在任一端或两个末端已被改性或衍生化的水溶性聚合物，例如，以包括末端取代基(例如，末端的烷基、取代的烷基、烷氧基或取代的烷氧基等)和/或适合于将聚合物附接至多发色团(例如，经由支化基团)的末端连接官能团(例如，适合于经由酰胺键形成进行附接的氨基或羧酸基团)。主题水溶性聚合物可以适合于包含任何方便的连接基团。

应理解，在一些情况下，水溶性聚合物可以包括相对于聚合物长度的一些分散性，这取决于聚合物起始材料的制备和/或纯化方法。在一些情况下，主题水溶性聚合物是单分散的。在一些情况下，主题水溶性聚合物是基本上单分散的，例如包含20重量％或更少的非靶标物质，诸如15重量％或更少、10重量％或更少、5重量％或更少、2重量％或更少或1重量％或更少。

水溶性聚合物可以包含一种或更多种间隔基或接头。间隔基或接头的实例包括包含在水溶性聚合物中使用的一种或更多种重复单元的直链或支链部分、二氨基和/或二酸单元、天然或非天然氨基酸或其衍生物，以及脂族部分，包括烷基、芳基、杂烷基、杂芳基、烷氧基等，其可以含有例如至多18个碳原子或甚至另外的聚合物链。

当存在时，水溶性基团或聚合物部分的一种或更多种间隔基或接头可以包括生物稳定或可生物降解的聚合物链或单元。例如，具有重复连接体的聚合物在生理条件下具有不同程度的稳定性，这取决于键的不稳定性。具有此类键的聚合物可以根据其在生理条件下的相对水解速率(基于低分子量类似物的已知水解速率)进行分类，例如从不太稳定到更稳定，例如聚氨酯(-NH-C(O)-O)>聚原酸酯(-O-C((OR)(R’))-O-)>聚酰胺(-C(O)-NH)。类似地，将水溶性聚合物附接至靶标分子的连接体系可以是生物稳定的或可生物降解的，例如，从不太稳定到更稳定：碳酸酯(-O-C(O)-O)>酯(-C(O)-O)>氨基甲酸酯(-NH-C(O)-O-)>原酸酯(-O-C((OR)(R’))-O-)>酰胺(-C(O)-NH-)。一般来说，可能需要避免使用硫酸化多糖，这取决于硫酸基团的不稳定性。此外，使用聚碳酸酯和聚酯可能不太理想。这些键以举例的方式提供，并不旨在限制可用于本文公开的修饰的醛标记多肽的水溶性聚合物的聚合物链或连接体系中的键的类型。

水溶性基团可以包括聚(环氧烷)基团，例如聚(乙二醇)基团。在一些实施方案中，聚(乙二醇)基团可以包含2至60个乙二醇基团，诸如2至40或6至60。在一些实施方案中，水溶性基团可以是直链的，例如，具有以下结构的水溶性基团：

其中：

s为2-60(例如，2至40或6至60)；

t为0-10(例如，0-6诸如0、1、2或3)；

R¹¹为H、烷基(例如，甲基)或取代的烷基。

在一些情况下，水溶性基团包含(CH₂)_x(OCH₂CH₂)_yOCH₃，其中每个x独立地为0-20的整数，每个y独立地为0-50的整数；和任选被一个或更多个卤素、羟基、C₁-C₁₂烷氧基或(OCH₂CH₂)_zOCH₃取代的苄基，其中每个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，取代基中的一个或更多个是被至少一个选自(CH₂)_x(OCH₂CH₂)_yOCH₃的WSG基团(例如，一个或两个WSG基团)取代的苄基，其中每个x独立地为0-20的整数并且每个y独立地为0至50的整数。

水溶性基团可以是包含支化基团的支化非离子型水溶性基团(WSG)，该支化基团与其所附接的共聚单体连接，并提供与两个、三个或更多个非离子型水可溶性聚合物的进一步连接体。在一些情况下，WSG中使用的两种或更多种水溶性聚合物是聚乙二醇(PEG)基团或改性的PEG基团。可以使用提供3个或更多个附接点(例如，4个或更多个)的任何方便的支化基团，诸如与共轭聚合物主链的共聚单体的一个连接点和与非离子型水溶性聚合物的两个或更多个附接点(例如，2、3、4个或更多)。支化基团可以经由任选的接头利用任何方便的连接官能团和连接化学法而附接至共聚单体和非离子型水溶性聚合物。在某些情况下，支化基团是非芳族的。在某些情况下，支化基团是环状的。在一些情况下，支化基团为取代的芳基或杂芳基环，例如，三取代或四取代的芳基环，诸如三取代或四取代的苯基环，或三取代或四取代的杂芳基环，诸如三取代或四取代的吡啶基环。在某些情况下，支化基团是非环状的。在一些情况下，支化基团是原子，例如，C、Si、N。在某些情况下，支化基团是连接官能团，诸如酰胺基或磺酰胺基团。在某些情况下，支化基团是氨基酸残基或支化接头，诸如甘油或氨基甘油。示例性支化水溶性基团描述于美国专利号10,533,092中，该专利通过引用并入本文。

在一些情况下，支化非离子型WSG独立地选自：-Y¹-(CH₂CH₂O)_r-R’；-Y¹-O-CH[(CH₂)_q-O-(CH₂CH₂O)_r-R’]₂；以及-Y¹-CH₂-Ph(Y¹-(CH₂CH₂O)_r-R’)_s；其中Y¹选自共价键、-O-、-CONH-、-NHCO-、NHSO₂-、-SO₂-NH-、-CONR-、-NRCO-、NRSO₂-、-SO₂-NR-(例如，其中R为烷基或取代的烷基)、-(CH₂)_q-SO₂-NH-、-(CH₂)_q-CONH-和-(CH₂)_q-O-，q和r各自独立地为1至50的整数，s为1、2或3并且每个R’独立地为H、烷基(例如，甲基)或取代的烷基。

在一些情况下，支化非离子型WSG具有下式之一：

其中：

每个B¹和B²独立地为支化基团；

每个W¹独立地为例如包含6个或更多个单体单元的非离子型水溶性聚合物；

T³为与稠合6-5-6三环共聚单体的任选接头；并且

每个p和q独立地为0或1，其中若存在，每个T¹和每个T²独立地为接头。在某些情况下，每个W¹独立地为PEG或改性PEG聚合物。在某些情况下，每个W¹独立地选自取代的烷基、PEG或改性PEG基团和WSG。在某些情况下，每个W¹独立地为PEG或改性PEG聚合物，其具有6-30个单体单元，诸如6-24或10-30、10-24或10-20、12-24、12-20、12-16或16-20个单体单元。

在一些情况下，支化非离子型WSG具有下式：

其中：

每个B¹为支化基团；

每个W¹独立地为例如包含6个或更多个单体单元的非离子型水溶性聚合物；

T³为与稠合6-5-6三环共聚单体的任选接头；并且

每个p独立地为0或1，其中若存在，每个T¹独立地为接头。在某些情况下，每个W¹独立地为PEG或改性PEG聚合物。在某些情况下，每个W¹独立地选自取代的烷基、PEG或改性PEG基团和WSG。在某些情况下，每个W¹独立地为PEG或改性PEG聚合物，其具有6-30个单体单元，诸如6-24或10-30、10-24或10-20、12-24、12-20、12-16或16-20个单体单元。在支化非离子型WSG的一些实施方案中，B¹为四取代的芳基基团(例如，1,3,4,5-苯基)。

在支化非离子型WSG的一些实施方案(例如，如上式中描绘的)中，B¹选自CH、N、C(＝O)N、SO₂N、三取代的芳基基团(例如，1,3,5-苯基)、四取代的芳基基团和三取代的杂芳基基团。在支化非离子型WSG的一些实施方案中，每个p为0。在支化非离子型WSG的一些实施方案中，p为1并且每个T¹选自-(CH₂)_n-O-、-O-(CH₂)_n-、-(CH₂)_n-和-O-，其中n为从1至12，例如，1至6。在支化非离子型WSG的一些实施方案中，每个T²和/或T³独立地为C1-C12-烷基接头，例如，C1-C6-烷基接头，其中一个或更多个主链原子任选被杂原子取代。

在一些实施方案中，支化非离子型WSG选自以下结构之一：

/>

其中：

T⁵为与共聚单体(例如，稠合6-5-6三环共聚单体)的任选接头；

T⁶为接头；

每个s独立地为6至100(例如，6至50)的整数；并且

每个R¹¹独立地为氢、烷基或取代的烷基。

在某些情况下，每个s独立地为6至30，诸如6至24、6至20、11至20、12至20、12至18或12至16。在某些情况下，每个s独立地为6至30，诸如6至24、8至24、10至24、12至24、13至24、14至24、15至22或16至20。在一些情况下，每个s独立地为11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23或24。在一些实施方案中，每个s独立地为7或更大，诸如8、9或更大、10或更大、11或更大、12或更大、13或更大、14或更大、15或更大，或甚至更大，并且在一些情况下，具有至多50个单体单元，诸如至多40个、至多30个或至多24个单体单元。在一些情况下，每个s独立地为6-30个单体单元，诸如6-24或10-30、10-24或10-20、12-24、12-20、12-16或16-20个单体单元。在一些情况下，每个s相同。在支化非离子型WSG的一些实施方案中，T⁵和/或T⁶为C1-C12-烷基接头，例如C1-C6-烷基接头，其中一个或更多个主链原子任选被杂原子(例如，-O-)取代。在支化非离子型WSG的一些实施方案中，每个R¹¹为H。在支化非离子型WSG的一些实施方案中，每个R¹¹为甲基。

如本文所述，R³选自氢、烷基、取代的烷基、烷氧基、取代的烷氧基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、卤素、氰基和羟基。在一些情况下，R³不包含聚(环氧烷)基团，例如聚(乙二醇)基团。在一些情况下，R³不是水溶性基团，即，R³在其所附接至分子上不赋予改善的水溶性。在一些情况下，R³为非离子型基团，例如，氢原子。

在其中R³为氢原子的实施方案中，M²R³为未取代的芳基或杂芳基基团，例如，M²R³可以具有选自以下的结构：

其中：

每个*表示用于附接至M¹基团的位置；并且

R¹³为氢、烷基或取代的烷基。

在一些情况下，M²R³具有选自以下的结构：

/>

在一些情况下，水溶性光收集多发色团包含式(II)的共轭链段：

其中：

M¹和M²各自独立地为芳基或杂芳基共聚单体；

R¹为水溶性基团；

R³选自氢、烷基、取代的烷基、烷氧基、取代的烷氧基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、卤素、氰基和羟基；并且

c和d限定共轭链段内各单元的mol％，其中c大于或等于d。

式(II)中的c和d之间的比率还描述了共聚单体M¹与共聚单体M²之间的摩尔比。例如，c可以在0.51至0.99的范围内并且d可以在0.49至0.01的范围内，例如，c可以在0.60至0.95的范围内并且d可以在0.40至0.05的范围内，以及c可以在0.75至0.90的范围内并且d可以在0.25至0.10的范围内。例如，在其中c为0.75并且d为0.25的情况下，M¹和M²之间的摩尔比为3:1。

在一些实施方案中，多发色团包含形成共轭体系的多个第一光学活性单元，该共轭体系具有(例如，如本文所述)吸收波长，在该吸收波长处第一光学活性单元吸收光以形成激发态。在某些情况下，多发色团包含共轭聚合物段，或包含包括带隙降低的n-共轭重复单元的低聚结构。

主题多发色团可以具有一种或更多种所需的光谱性质，诸如特定最大吸收波长、特定最大发射波长、消光系数、量子产率等。主题聚合物染料和聚合物串联染料提供多种吸收和发射谱，它们取决于多种因素，诸如组成聚合物的所选共聚单体、连接基团、取代基和任选的连接信号发色团。在一些情况下，聚合物染料最大吸收波长在300nm至600nm诸如350nm至560nm或400nm至560nm的范围内。在某些实施方案中，多发色团的最大吸收波长为600nm或更小，诸如575nm或更小、550nm或更小、525nm或更小、500nm或更小、475nm或更小、450nm或更小、440nm或更小、430nm或更小、420nm或更小、410nm或更小、400nm或更小，或甚至更小。在某些实施方案中，多发色团仅吸收UV光。在一些情况下，多发色团具有250nm至500nm，诸如300nm至475nm或350nm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300nm至400nm范围内的最大吸收波长。在某些情况下，多发色团具有在300nm至350nm范围内的最大吸收波长。在某些情况下，多发色团具有在350nm至400nm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600nm诸如400nm至560nm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。

在一些情况下，多发色团具有360nm至440nm诸如375nm至430nm、390nm至420nm或400nm至410nm范围内的最大吸收波长。在一些实施方案中，多发色团具有390nm至450nm诸如405nm至435nm或415nm至425nm范围内的最大吸收波长。在一些情况下，多发色团具有390nm至450nm，诸如400nm至440nm或415nm至425nm范围内的最大发射波长。在一些情况下，多发色团具有475nm至545nm，诸如490nm至530nm、500nm至520nm或505nm至515nm范围内的最大发射波长。在诸如其中组合物是具有受体发色团的聚合物串联染料的一些实施方案中，最大发射波长在620nm至680nm诸如630nm至670nm或640nm至660nm范围内。在诸如其中组合物是具有受体发色团的聚合物串联染料的一些实施方案中，最大发射波长在680nm至740nm诸如690nm至730nm或705nm至715nm范围内。在诸如其中组合物是具有受体发色团的聚合物串联染料的一些实施方案中，最大发射波长在750nm至820nm，诸如765nm至805nm，或775nm至795nm，或780nm至790nm范围内。在一些情况下，这些最大波长适用于溶解在水中并在20℃下测量的组合物。

在一些实施方案中，多发色团具有在300至900nm诸如350至850nm、350至600nm、360至500nm、370至500nm、380至500nm、390至500nm或400至500nm的范围内的最大发射波长，其中感兴趣的发射最大值的具体实例包括但不限于：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，多发色团具有选自395nm、460nm、490nm、550nm、560nm、605nm、650nm、680nm、700nm和805nm的最大发射波长。在某些情况下，多发色团具有395nm±5nm的最大发射波长。在一些情况下，多发色团本身具有在375至900nm的范围内(诸如在380nm至900nm、390nm至900nm或400nm至900nm的范围内)的最大发射波长。在某些情况下，多发色团具有在500nm至550nm范围内的最大发射波长。在某些情况下，多发色团具有在550nm至600nm范围内的最大吸收波长。在一些情况下，多发色团具有400nm至600nm，诸如425nm至575nm或450nm至550nm范围内的最大发射波长。

在一些情况下，多发色团具有5x 10⁵cm^-1M^-1或更大，诸如6x 10⁵cm^-1M^-1或更大、7x10⁵cm^-1M^-1或更大、8x 10⁵cm^-1M^-1或更大、9x 10⁵cm^-1M^-1或更大，诸如1x 10⁶cm^-1M^-1或更大、1.5x 10⁶cm^-1M^-1或更大、2x 10⁶cm^-1M^-1或更大、2.5x 10⁶cm^-1M^-1或更大、3x 10⁶cm^-1M^-1或更大、4x 10⁶cm^-1M^-1或更大、5x 10⁶cm^-1M^-1或更大、6x 10⁶cm^-1M^-1或更大、7x 10⁶cm^-1M^-1或更大或8x10⁶cm^-1M^-1或更大的消光系数。在这样的情况下，多发色团可以具有5个或更多个重复单元，诸如6个或更多、7个或更多、8个或更多、9个或更多、10个或更多，或甚至更多个重复单元。在一些实施方案中，多发色团具有5x 10⁵M^-1cm^-1或更大的摩尔消光系数。在某些实施方案中，多发色团具有1x 10⁶M^-1cm^-1或更大的摩尔消光系数。

在一些情况下，多发色团具有40,000cm^-1M^-1/重复单元或更大，诸如45,000cm^-1M^-1/重复单元或更大、50,000cm^-1M^-1/重复单元或更大、55,000cm^-1M^-1/重复单元或更大、60,000cm^-1M^-1/重复单元或更大、70,000cm^-1M^-1/重复单元或更大、80,000cm^-1M^-1/重复单元或更大、90,000cm^-1M^-1/重复单元或更大、100,000cm^-1M^-1/重复单元或更大，或甚至更大的消光系数。在一些情况下，本文所述的40,000cm^-1M^-1/重复单元或更大是平均的消光系数。在某些情况下，多发色团的重复单元可以包括单一单体、两种共聚单体、或三种或更多种共聚单体。在一些情况下，多发色团具有40,000cm^-1M^-1/共聚单体或更大，诸如45,000cm^-1M^-1/共聚单体或更大、50,000cm^-1M^-1/共聚单体或更大、55,000cm^-1M^-1/共聚单体或更大、60,000cm^-1M^-1/共聚单体或更大、70,000cm^-1M^-1/共聚单体或更大、80,000cm^-1M^-1/共聚单体或更大、90,000cm^-1M^-1/共聚单体或更大、100,000cm^-1M^-1/共聚单体或更大，或甚至更大的消光系数。在一些情况下，40,000cm^-1M^-1/共聚单体或更大是平均消光系数。

在一些情况下，式(I)或(II)的共轭链段具有与M¹基团(例如，M¹-M¹-M¹-M¹和M¹-M¹-M¹-M¹-M¹-M¹)的共轭链段的吸收光谱相似的吸收光谱。例如，式(I)或(II)的共轭链段与M¹基团的共轭链段的最大吸收波长之差为50nm或更小，诸如25nm或更小、20nm或更小、15nm或更小、10nm或更小或者5nm或更小。多发色团与光接触可以导致这种光被一个或更多个M¹基团吸收。

本文描述的多发色团的激发导致从多发色团发射光。例如，多发色团可以通过吸收光来激发。例如，聚(芴)的最大吸收波长为约400nm，并且包含芴作为共聚单体M¹可以提供具有约400nm的最大吸光度的多发色团。多发色团的激发导致M²发射光。换句话说，M²基团的特性(identity)影响共轭链段的发射光谱，例如，最大发射波长。在一些实施方案中，式(I)或(II)的多发色团的共轭链段的发射光谱可以与M¹-M²单元的共轭链段(例如，式M¹-M²-M¹-M²或M¹-M²-M¹-M²-M¹-M²的共轭链段)的发射光谱类似。例如，式(I)或(II)的共轭链段与M¹-M²单元的共轭链段的最大发射波长之差为50nm或更小，诸如25nm或更小、20nm或更小、15nm或更小、10nm或更小或者5nm或更小。在一些情况下，M²共聚单体为喹喔啉并且发射最大值为约510nm。

如本文所用的，术语“光收集多发色团”、“多发色团”、“聚合物染料”和“共轭聚合物”可互换使用，并且是指这样的共轭聚合物，其具有能够捕获具有特定吸收最大波长的光并将其转换为更长最大发射波长的发射光的结构。在一些情况下，光收集多发色团本身是荧光的。共轭聚合物(CP)的特征在于离域电子结构，并且可能具有比聚合物链的长度短得多的有效共轭长度，因为主链可能包含大量紧密相邻的共轭链段。在一些情况下，共轭聚合物对于光收集是有效的，并经由福斯特能量转移到受体来提供光学放大。

如本文所用的，术语“单元”是指聚合物的结构亚单元。术语单元意在包括单体、共聚单体、共嵌段、共轭链段、重复单元等。“重复单元”是聚合物的亚单元，其由被视为单体的单元所需的最小数目的不同结构特征定义，使得当该单元重复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，当聚合物是多嵌段聚合物或单元的无规排列时，每个嵌段可以限定不同的重复单元，例如，n-嵌段和m-嵌段。应理解，n和/或m个重复单元或嵌段的多种排列是可能的，并且在本文描述的主题多发色团的所示式中，各种长度的n和m个共嵌段的任何方便的线性排列包括在整个聚合物的结构内。应理解，聚合物还可以由以聚合物中各单元的mol％值表示的式表示，并且这样的式可以表示重复单元的各种排列，诸如无规或多嵌段聚合物。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，诸如两个、三个、四个或更多个共聚单体基团。如本文所用的，术语“共聚单体”或“共聚单体基团”是指聚合物的结构单元，其本身可以是聚合物的重复单元的一部分。在一些实施方案中，共轭聚合物包括由聚合单体嵌段组成的嵌段共聚物。在这样的情况下，嵌段共聚物可以被描述为具有不同的重复单元，每个重复单元对应于聚合物的不同共嵌段。在一些情况下，聚合物是含有两种不同的共嵌段的二嵌段共聚物。在这样的情况下，聚合物可以被描述为包括共嵌段，其中每个共嵌段可以由共聚单体组成，诸如一种、两种、三种或更多种共聚单体。

多发色团可以具有任何方便的长度。在一些情况下，多发色团的单体重复单元或链段的具体数目可以落入2至500,000，诸如2至100,000、2至30,000、2至10,000、2至3,000或2至1,000个单元或链段，或诸如5至100,000、10至100,000、100至100,000、200至100,000或500至50,000个单元或链段的范围内。在一些情况下，多发色团的单体重复单元或链段的具体数目可以落在2至1,000，诸如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个单元或链段。多发色团可以包含3个或更多个M¹基团、10个或更多、50个或更多、100个或更多、1,000个或更多、10,000个或更多个，或者100,000个或更多个。多发色团可以包含3至100,000个M¹基团，诸如10至100,000、100至100,000或1,000至100,000。

多发色团可以具有任何方便的分子量(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500至500,000，诸如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50,000至100,000范围内的平均分子量。

在一些实施方案中，多发色团包括特定的芳基或杂芳基共聚单体，其按摩尔数计占多发色团的5％或更多(例如，5mol％)，诸如按摩尔数计占多发色团的10％或更多、15％或更多、20％或更多、25％或更多、30％或更多、40％或更多、45％或更多、50％或更多、60％或更多、70％或更多，或甚至更多。在这样的情况下，多发色团可以包括5个或更多个重复单元，诸如10个或更多、20个或更多、30个或更多、40个或更多、50个或更多、60个或更多、70个或更多、80个或更多、90个或更多、100个或更多、200个或更多、500个或更多、1000个或更多、10,000个或更多，或甚至更多重复单元。在这样的情况下，多发色团可以包括5个或更多个共聚单体单元，诸如10个或更多、20个或更多、30个或更多、40个或更多、50个或更多、60个或更多、70个或更多、80个或更多、90个或更多、100个或更多、200个或更多、500个或更多、1000个或更多、10,000个或更多，或甚至更多共聚单体单元。在某些实施方案中，感兴趣的芳基或杂芳基共聚单体按摩尔数计占多发色团的25％或更多，诸如按摩尔数计30％或更多、40％或更多、45％或更多、50％或更多，或甚至更多，该多发色团包括5个或更多个重复单元，诸如10个或更多、20个或更多、30个或更多、40个或更多、50个或更多、60个或更多、70个或更多、80个或更多、90个或更多、100个或更多重复单元。

应理解，在一些情况下，主题多发色团可以包括共嵌段(例如，n和m个共嵌段)或n和m个重复单元的无规排列。主题多发色团可以包括在整个聚合物的结构内各种长度的n和m个共嵌段的任何方便的线性排列。在一些情况下，本文结构中描绘的共聚单体的线性排列是无规的。另外，多发色团可以包括在此类n和/或m个共嵌段内的共聚单体的任何方便的排列。除非有相反指示，否则共聚单体的所有可能的排列都旨在包括在本文所述的聚合物染料中。可以利用多种聚合物合成方法来制备在主题多发色团的制备中感兴趣的共聚单体和共嵌段。应理解，在一些情况下，聚合方法可以产生包括共轭聚合物群体的组合物，该聚合物群体包括关于该群体的每个共轭聚合物中存在的特定长度和/或末端基团(即，端基)的一些变化。本文描绘的通式可以指单一化合物或指聚合化合物的群体或子群体。如本文所用的，*表示共价附接至共轭聚合物的不饱和主链的位点。应理解，本文描绘的式的主题聚合物是所述结构的一种表现方式，并且也可以使用其他表现方式，诸如指示共轭聚合物段中特定共聚单体的mol％比率的表现方式。

聚合物串联染料

还提供了聚合物串联染料，其包括多发色团，例如包含式(I)或(II)的共轭链段的多发色团，以及共价连接至多发色团的受体信号发色团。供体多发色团能够将能量转移至与多发色团处于邻近能量接收的受体信号发色团。因此，多发色团供体的激发导致能量转移至共价附接的受体信号发色团并从其发射。连接至供体水溶剂化光收集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，其数量范围为1mol％至50mol％，诸如5mol％至25mol％或10mol％至25mol％。

从荧光水溶剂化光收集多发色团供体到连接的受体信号发色团的能量转移机制包括，例如，共振能量转移(例如，福斯特(或荧光)共振能量转移，FRET)、量子电荷交换(Dexter能量转移)等。在一些情况下，这些能量传递机制的范围相对较短；也就是说，光收集多发色团体系与受体的紧邻提供了有效的能量转移。在一些情况下，在有效能量转移的条件下，出现来自受体的发射放大，其中当入射光(“泵浦光”)处于被光收集多发色团吸收的波长时与当发冷光信号发色团直接由泵浦光激发时相比来自该发冷光信号发色团的发射更强烈。

从多发色团到受体信号发色团的能量转移的另一机制是从多发色团发射光。换言之，多发色团的激发可以导致从多发色团发射光，随后由受体信号发色团吸收这种光。

连接至供体水溶剂化光收集多发色团的信号发色团受体单元的数量可以变化，其中在一些情况下，其数量范围为1mol％至50mol％，诸如5mol％至25mol％或10mol％至25mol％。

“有效”能量转移是指由供体收集的能量的10％或更多，诸如20％或更多或30％或更多被转移到受体。“放大”是指当通过来自供体光收集多发色团的能量转移激发时，与用等效强度的入射光直接激发相比，来自信号发色团的信号是1.5倍或更大。可以使用任何方便的方法来测量信号。在一些情况下，1.5x或更大的信号是指发射的光的强度。在某些情况下，1.5x或更大的信号是指信噪比增加。在聚合物串联染料的某些实施方案中，当被多发色团激发时，与用入射光直接激发信号发色团相比，信号发色团发射是1.5倍或更多，诸如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，或者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或更高的量子产率，诸如0.04或更高、0.05或更高、0.06或更高、0.07或更高、0.08或更高、0.09或更高、0.1或更高、0.15或更高、0.2或更高、0.3或更高，或甚至更高的量子产率。在一些情况下，聚合物串联染料的消光系数为5x10⁵cm^-1M^-1或更大，诸如6x10⁵cm^-1M^-1或更大、7x10⁵cm^-1M^-1或更大、8x10⁵cm^-1M^-1或更大、9x10⁵cm^-1M^-1或更大，诸如1x10⁶cm^-1M^-1或更大、1.5x10⁶cm^-1M^-1或更大、2x10⁶cm^-1M^-1或更大、2.5x10⁶cm^-1M^-1或更大、3x10⁶cm^-1M^-1或更大、4x10⁶cm^-1M^-1或更大、5x10⁶cm^-1M^-1或更大、6x10⁶cm^-1M^-1或更大、7x10⁶cm^-1M^-1或更大，或者8x10⁶cm^-1M^-1或更大。在一些实施方案中，聚合物串联染料具有5×10⁵M^-1cm^-1或更大的摩尔消光系数。在某些实施方案中，聚合物串联染料具有1×10⁶M^-1cm^-1或更大的摩尔消光系数。

主题聚合物串联染料提供了来自发光信号发色团染料的荧光发射，该荧光发射比此类发光染料在分离时可能发出的发射更亮。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或更大，诸如60mM^-1cm^-1或更大、70mM^-1cm^-1或更大、80mM^-1cm^-1或更大、90mM^-1cm^-1或更大、100mM^-1cm^-1或更大、150mM^-1cm^-1或更大、200mM^-1cm^-1或更大、250mM^-1cm^-1或更大、300mM^-1cm^-1更大，或甚至更多。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是直接激发发光染料的亮度的至少5倍，诸如至少10倍、至少20倍、至少30倍、至少50倍、至少100倍、至少300倍、或是直接激发的发光染料的亮度甚至更多倍。

在一些情况下，信号发色团是荧光团。在某些情况下，信号发色团是猝灭剂。任何方便的荧光染料可以在聚合物串联染料中用作受体发色团。术语“荧光染料”和“荧光团”在本文中可互换使用。信号发色团(Z¹)可以是选自罗丹明、香豆素、呫吨、花青、聚甲炔、芘、二吡咯亚甲基二氟化硼、萘二甲酰亚胺、藻胆蛋白、多甲藻叶绿素蛋白、其缀合物，及其组合。在某些实施方案中，信号发色团(Z¹)是花青染料、呫吨染料、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、DY654、DY 682、DY 700、DY 701、DY 704、DY 730、DY 731、DY 732、DY 734、DY 752、DY 778、DY782、DY 800、DY 831、Biotium CF 555、Cy 3.5和二乙氨基香豆素。在一些实施方案中，受体发色团是花青染料、呫吨染料、香豆素染料、噻嗪染料或吖啶染料。感兴趣的荧光染料包括但不限于荧光素、6-FAM、罗丹明、德克萨斯红、四甲基罗丹明、羧基罗丹明、羧基罗丹明6G、羧基对甲氨基酚、羧基罗丹明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-罗丹明)、HEX、荧光黄、滨海蓝、俄勒冈绿488、俄勒冈绿500、俄勒冈绿514、Alexa Fluor 350、Alexa Fluor 430、Alexa Fluor488、Alexa Fluor 532、Alexa Fluor 546、Alexa Fluor 568、Alexa Fluor 594、AlexaFluor 633、Alexa Fluor 647、Alexa Fluor 660、Alexa Fluor 680、Alexa Fluor 700、7-氨基-4-甲基香豆素-3-乙酸、BODIPY FL、BODIPY FL-Br.sub.2、BODIPY 530/550、BODIPY558/568、BODIPY 564/570、BODIPY 576/589、BODIPY 581/591、BODIPY 630/650、BODIPY650/665、BODIPY R6G、BODIPY TMR、BODIPY TR、其缀合物，及其组合。感兴趣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与选自Cy3、Cy3.5、Cy5、Cy5.5、Cy7、Alexa488、Alexa 647和Alexa700的受体荧光团连接的聚合物染料。在某些实施方案中，聚合物串联染料包括与选自Dyomics染料(诸如DY 431、DY 485XL、DY 500XL、DY 530、DY 610、DY 633、DY 640、DY 651、DY 654、DY 682、DY 700、DY701、DY 704、DY 730、DY 731、DY 732、DY 734、DY 752、DY 754、DY 778、DY 782、DY 800或DY831)、Biotium CF 555、Cy 3.5和二乙氨基香豆素的受体荧光团连接的聚合物染料。

在一些实施方案中，选择的信号发色团具有在300至900nm范围内的最大发射波长，诸如350至850nm、350至600nm、360至500nm、370至500nm、380至500nm、390至500nm或400至500nm，其中感兴趣的信号发色团的发射最大值的具体实例包括但不限于：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。

任何方便的端基可以用于主题多发色团的末端。如本文所用的，术语“端基”和“末端基团”可互换使用，是指位于多发色团聚合结构末端的基团，例如，如本文所述。端基在本文中也称为G¹和G²基团。感兴趣的G¹和G²基团包括但不限于末端封端基团、π共轭链段、接头和连接的特异性结合成员。在一些实施方案中，末端封端基团是在聚合后缀合至多发色团的主链的单价基团。在某些情况下，末端封端基团是芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、烷基或取代的烷基。在一些情况下，末端共聚单体直接连接至化学选择性标签或接头。在某些情况下，末端封端基团衍生自聚合方法中使用的单体，例如能够进行进一步缀合的端基，诸如卤素(例如Br)、硼酸或硼酸酯。在一些情况下，G¹和/或G²是π共轭链段。如本文所用的，π共轭链段是指可以与多发色团共轭的共轭聚合物的任何方便的链段，即，允许π电子跨相邻单元离域。在某些实施方案中，G¹和/或G²是接头，诸如包含适合于与特异性结合部分缀合的官能团的接头。应理解，可以选择位于多发色团的G¹和/或G²位置处的接头，以便与任何其他接头正交，该接头包括可以存在于多发色团的侧链处的化学选择性标签(例如，如本文所述)。在某些实施方案中，氨基官能团或其衍生物包含在G¹和/或G²以及羧酸官能团或其衍生物处。在某些实施方案中，羧酸官能团或其衍生物包含在G¹和/或G²以及氨基官能团或其衍生物处。

在本文所述的式的一些实施方案中，G¹和G²中的至少一个是-L³-Z⁴，其中L³是接头(例如，如本文所述的)并且Z⁴是特异性结合成员(例如，如本文所述的)。在本文所述的式的一些实施方案中，G¹和G²中的至少一个是-L³-Z³，其中L³是接头(例如，如本文所述的)并且Z³为化学选择性标签(例如，如本文所述的)。任何方便的化学选择性标签和缀合化学都可以适用于主题多发色团。感兴趣的化学选择性标签包括但不限于胺、活性酯、马来酰亚胺、硫醇、氟化硫(VI)交换化学(SuFEX)、磺酰氟、Diers Alder环加成点击试剂和点击化学、四嗪、反式环辛烯、醛、烷氧基胺、炔烃、环辛炔、叠氮化物等。在一些情况下，Z³选自羧酸、活性酯(例如，N-羟基琥珀酰亚胺酯(NHS)或磺基-NHS)、氨基、马来酰亚胺、碘乙酰基和硫醇。在本文描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-共轭芳基基团，L是接头，并且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基团可以直接连接至末端共聚单体。在本文描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；并且

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是生物分子。感兴趣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、其结构类似物及其组合。在某些情况下，Z是抗体。在一些情况下，Z是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Fab片段、F(ab')₂片段、scFv、双抗体和三抗体。

应理解，对于本文描述的任何结构和式，在主题多发色团的一些情况下，所描绘的端基可以位于与所示那些相反的末端，例如，端基G¹和-Ph-L-Z可以对调。在本文所述的多发色团(例如，式(II)至(VI))的一些实施方案中，G^l和G²中的至少一个选自以下结构1-33之一：

/>

/>

*＝与不饱和主链共价附接的位点；

其中R'独立地为H、卤素、C_1-C₁₂烷基、(C_1-C₁₂烷基)NH₂、C₂-C₁₂烯烃、C₂-C₁₂炔烃、C₃-C₁₂环烷基、C_1-C₁₂卤代烷基、C_2-C₁₈(杂)芳基、C_2-C₁₈(杂)芳基氨基、—[CH₂—CH₂]_r′—Z¹或(C₁-C₁₂)烷氧基-X¹；以及其中Z¹是-OH或-COOH；X¹是-NH₂、-NHCOOH、-NHCOOC(CH₃)₃、-NHCO(C3-C12)环烷基(C1-C4)烷基-N-马来酰亚胺；或—NHCO[CH₂—CH₂—O]_s′(CH₂)_s′NH₂；r'是1至20的整数；；每个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，或任选被卤素、羟基、C_1-C₁₂烷氧基或(OCH₂CH₂)_y″CH₃取代的一个或更多个苄基，其中每个y”独立地为0至50的整数并且R'不同于R；

其中k为2、4、8、12或24；

其中R¹⁵选自具有以下结构的I-u：

*＝与主链共价附接的位点。

在本文所述的多发色团(例如，式(V)-(XVI))的一些实施方案中，至少一个端基(例如，T²-Z²、G¹、G²、-L-Z、-L³-Z³)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为如本文所述的任何芴共聚单体所定义；并且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，诸如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。

在一些实施方案中，多发色团包括一个或更多个以下基团，例如作为用于缀合至另一分子上的相容官能团的端基或侧链基团：

/>

经标记的特异性结合成员

本公开的方面包括经标记的特异性结合成员。经标记的特异性结合成员是主题聚合物染料(例如，如本文所述的)和特异性结合成员的缀合物。本文描述的任何聚合物染料或聚合物串联染料可以缀合至特异性结合成员。特异性结合成员和聚合物染料可以经由任选的接头在两个分子的任何方便的位置处彼此缀合(例如，共价连接)。

在一些实施方案中，经标记的特异性结合成员是抗聚集的。如本文所用的，“抗聚集”是指经标记的特异性结合成员能够在目标含水缓冲液中以1mg/ml或更高的浓度形成均匀的含水组合物而无聚集沉淀，诸如2mg/ml或更高、3mg/ml或更高、4mg/ml或更高、5mg/ml或更高、6mg/ml或更高、7mg/ml或更高、8mg/ml或更高、9mg/ml或更高、10mg/ml或更高，或者甚至更多经标记的特异性结合成员。

在一些情况下，抗聚集的经标记特异性结合成员包含多发色团和共价连接至多发色团的特异性结合成员，所述多发色团包含具有式(I)或(II)的结构的共轭链段。例如，抗聚集的经标记特定结合成员可以包括：

水溶性光收集多发色团，其包含具有式(I)结构的共轭链段：

其中：

M¹和M²各自独立地为芳基或杂芳基共聚单体；

R¹和R²各自独立地为水溶性基团；

R³选自氢、烷基、取代的烷基、烷氧基、取代的烷氧基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、卤素、氰基和羟基；

a和b定义了共轭链段内各单元的mol％，其中a大于或等于b；并且

多发色团的激发导致M²发射光；和

与多发色团共价连接的特异性结合成员。

支化非离子型水溶性基团(WSG)可以能够赋予经标记的特异性结合成员超过1mg/mL的水中溶解度，诸如超过2mg/mL、超过3mg/mL、超过4mg/mL、超过5mg/mL、超过6mg/mL、超过7mg/mL、超过8mg/mL、超过9mg/mL或超过10mg/mL。在某些情况下，支化非离子型水溶性基团(WSG)能够赋予聚合物染料10mg/mL或更高的水(例如，含水缓冲液)中溶解度，赋予聚合物染料诸如20mg/mL或更高、30mg/mL或更高、40mg/mL或更高、50mg/mL或更高、60mg/mL或更高、70mg/mL或更高、80mg/mL或更高、90mg/mL或更高、100mg/mL或更高，或甚至更高的水中溶解度。

如本文所用的，术语“特异性结合成员”是指彼此具有结合特异性的一对分子中的一个成员。分子对的一个成员可以在其表面上具有区域或空腔，它们特异性地结合到分子对的另一个成员的表面上的区域或其中的空腔。因此，该对的成员具有彼此特异性结合以产生结合复合体的特性。在一些实施方案中，结合复合体中特异性结合成员之间的亲和力的特征在于K_d(解离常数)为10^-6M或更小，诸如10^-7M或更小，包括10^-8M或更小，例如，10^-9M或更小、10^-10M或更小、10^-11M或更小、10^-12M或更小、10^-13M或更小、10^-14M或更小，包括10^-15M或更小。在一些实施方案中，特异性结合成员以高亲合力特异性地结合。高亲合力是指结合成员以表观亲和力特异性结合，表观亲和力的特征在于表观K_d为10x10^-9M或更小，诸如1x10^-9M或更小、3x10^-10M或更小、1×10^-10M或更小、3×10^-11M或更小、1×10^-11M或更小、3×10^-12M或更小、或者1×10^-12M或更小。

特异性结合成员可以是蛋白质的。如本文所用的，术语“蛋白质的”是指由氨基酸残基组成的部分。蛋白质部分可以是多肽。在某些情况下，蛋白质的特异性结合成员是抗体。在某些实施方案中，蛋白质特异性结合成员是抗体片段，例如与聚合物染料特异性结合的抗体的结合片段。如本文所用的，术语“抗体”和“抗体分子”可互换使用，是指由基本上由全部或部分鉴定的免疫球蛋白基因编码的一种或更多种多肽组成的蛋白质。例如在人类中，公认的免疫球蛋白基因包括kappa(k)、lambda(l)和重链基因座，它们共同包含无数可变区基因和恒定区基因mu(u)、delta(d)、gamma(g)、sigma(e)和alpha(a)分别编码IgM、IgD、IgG、IgE和IgA同种型。免疫球蛋白轻链或重链可变区由被也称为“互补决定区”或“CDR”的三个高变区中断的“框架”区(FR)组成。框架区和CDR的范围已被精确定义(参见"Sequences of Proteins of Immunological Interest,"E.Kabat等人,U.S.Departmentof Health and Human Services,(1991))。本文讨论的所有抗体氨基酸序列的编号均符合Kabat系统。不同轻链或重链的框架区序列在一个物种内相对保守。抗体的框架区，即组成轻链和重链的组合框架区，用于定位和对齐CDR。CDR主要负责与抗原的表位结合。术语抗体意在包括全长抗体并且可以指来自任何生物体的天然抗体、工程化抗体或重组生成的用于实验、治疗或如下进一步定义的其他目的的抗体。

感兴趣的抗体片段包括但不限于Fab、Fab'、F(ab')2、Fv、scFv或抗体的其他抗原结合子序列，它们通过完整抗体的修饰产生或使用重组DNA技术从头合成的那些。抗体可以是单克隆或多克隆的，并且可以对细胞具有其他特定活性(例如，拮抗剂、激动剂、中和性、抑制性或刺激性抗体)。应理解，抗体可以具有额外的保守氨基酸取代，其对抗原结合或其他抗体功能基本上没有影响。

在某些实施方案中，特异性结合成员是Fab片段、F(ab')₂片段、scFv、双抗体或三抗体。在某些实施方案中，特异性结合成员是抗体。在一些情况下，特异性结合成员是鼠抗体或其结合片段。在某些情况下，特异性结合成员是重组抗体或其结合片段。

在一些实施方案中，经标记的特异性结合成员包括：水溶剂化的光收集多发色团(例如，如本文所述的)；和信号发色团，其与多发色团以邻近能量接收的方式共价连接(例如，如本文所述的)；以及与多发色团共价连接的特异性结合成员。在经标记的特异性结合成员的一些情况下，本文描述的任何式(例如，式(V)和(VII)-(VIII))的多发色团，其中：G¹和G²各自独立地选自末端基团(例如端基)、π共轭链段、接头和连接的特异性结合成员组成，其中G¹和G²中的至少一个是连接的特异性结合成员。

方法

如上所述，本发明的方面包括评估样品中靶分析物的存在的方法。该方法的方面包括使样品与特异性地结合靶分析物的聚合物染料缀合物接触，以产生标记组合物接触的样品。如本文所用的，术语“聚合物染料缀合物”和“经标记的特异性结合成员”可互换使用。因此，聚合物染料缀合物可以包括：(i)水溶剂化聚合物染料(例如，如本文所述)；(ii)特异性结合成员(例如，如本文所述的)。在一些情况下，聚合物染料缀合物进一步包含信号发色团，其与聚合物染料的多发色团以邻近能量接收的方式共价连接。

所提供的为评估样品中靶分析物的存在的方法。例如，在一些情况下，评价样品中靶分析物的存在的方法包括：

(a)使样品与特异性地结合靶分析物的抗聚集的聚合物染料缀合物接触，以产生标记组合物接触的样品，其中聚合物染料缀合物包含：

(i)包含具有式(I)或(II)结构的共轭链段的水溶性光收集多发色团，和

(ii)特异性结合成员；和

(b)测定标记组合物接触的样品中聚合物染料缀合物-靶分析物结合复合体的存在，以评价样品中是否存在靶分析物。

可以使用任何方便的方法使样品与特异性结合靶分析物的聚合物染料缀合物接触，以产生标记组合物接触的样品。在一些情况下，在特异性结合成员特异性地结合靶分析物(如果存在)的条件下，使样品与聚合物染料缀合物接触。为了使缀合物的特异性结合成员与靶分析物特异性地结合，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宜溶液。该溶液可以是平衡盐溶液，例如生理盐水、PBS、Hank平衡盐溶液等，它们方便地补充有胎牛血清、人血小板裂解物或其他因子，与可接受的低浓度如5-25mM缓冲液剂结合。方便的缓冲液包括HEPES、磷酸盐缓冲液、乳酸缓冲液等。各种介质是市售的并且可以根据靶分析物的性质使用，包括dMEM、HBSS、dPBS、RPMI、Iscove's介质等，在一些情况下补充有胎牛血清或人血小板裂解物。可以根据所包含的样品的组分来选择溶液的最终成分。

缀合物的特异性结合成员与靶分析物发生特异性结合的温度可以变化，并且在一些情况下可以在5℃至50℃的范围内，诸如10℃至40℃、15℃至40℃、20℃至40℃，例如20℃、25℃、30℃、35℃或37℃(例如，如上所述)。在一些情况下，选择发生特异性结合的温度以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，温度是25℃、30℃、35℃或37℃。在某些情况下，特异性结合成员是抗体或其片段，并且发生特异性结合的温度是室温(例如，25℃)、30℃、35℃或37℃。可以选择用于特异性结合的任何方便的孵育时间以允许形成所需量的结合复合体，并且在一些情况下，可以是1分钟(min)或更长，诸如2min或更长、10min或更长、30min或更长、1小时或更长、2小时或更长，或甚至6小时或更长。

任何方便的特异性结合成员均可用于缀合物中。感兴趣的特异性结合成员包括但不限于特异性地结合多种细胞类型的细胞表面蛋白的那些试剂，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。感兴趣的靶细胞包括具有可以被方便的特异性结合成员缀合物捕获的方便的细胞表面标志物或抗原的细胞。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+)。在主题方法中，任何方便的细胞表面蛋白或细胞标记物都可以被靶向用于与聚合物染料缀合物特异性结合。在一些实施方案中，靶细胞包含选自细胞受体和细胞表面抗原的细胞表面标志物。在一些情况下，靶细胞可以包括细胞表面抗原，诸如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末端)、SSEA-3、TRA-1-60抗原、双唾液酸神经节苷脂GD2和CD71。

可以选择任何方便的靶标来利用所述主题方法进行评估。感兴趣的靶标包括但不限于核酸，诸如RNA、DNA、PNA、CNA、HNA、LNA或ANA分子，蛋白质，诸如融合蛋白、修饰的蛋白质如磷酸化、糖基化、泛素化、SUMO化或乙酰化蛋白质，或抗体、肽、聚集的生物分子、细胞、小分子、维生素和药物分子。如本文所用的，术语“靶蛋白”是指靶家族的所有成员及其片段。靶蛋白可以是任何感兴趣的蛋白质，如治疗或诊断靶标，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”旨在包括重组和合成分子，其可以使用任何方便的重组表达方法或使用任何方便的合成方法来制备，或商业购买。在一些实施方案中，聚合物染料缀合物包括抗体或抗体片段。在主题方法中可以靶向特异性地结合感兴趣的抗体或抗体片段的任何方便的靶分析物。

在一些实施方案中，靶分析物与细胞相关。在某些情况下，靶分析物是细胞的细胞表面标志物。在某些情况下，细胞表面标志物选自细胞受体和细胞表面抗原。在一些情况下，靶分析物是细胞内靶标，并且该方法还包括裂解该细胞。

在一些实施方案中，样品可以包括从中分离出靶细胞的异质细胞群体。在一些情况下，样品包括外周全血、其中红细胞在细胞分离之前已被裂解的外周全血、脐带血、骨髓、密度梯度纯化的外周血单核细胞或匀浆组织。在一些情况下，样品包括全血、骨髓或脐带血中的造血祖细胞(例如，CD34+细胞)。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，样品是包含(或疑似包括)病毒细胞(例如，HIV)的样品。

经标记的特异性结合成员可用于主题方法，例如用于用聚合物染料或聚合物串联染料标记靶细胞、颗粒、靶标或分析物。例如，经标记的特异性结合成员可用于标记要在流式细胞仪中处理(例如，检测、分析和/或分选)的细胞。经标记的特异性结合成员可以包括特异性地结合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。经标记的特异性结合成员可以用于研究多种生物(例如，细胞)特性或过程，诸如细胞周期、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。经标记的特异性结合成员可以用于包括(或可以包括)细胞、颗粒或分析物的抗体介导的标记的任何应用。

在该方法的一些情况下，标记的特异性结合成员包括如本文所述的多发色团。在某些情况下，G¹和G²各自独立地选自末端基团、π共轭链段、接头和连接的特异性结合成员，其中G¹和G²中的至少一个是连接的特异性结合成员。

该方法的方面包括测定标记组合物接触的样品中聚合物染料缀合物-靶分析物结合复合体的存在，以评估样品中是否存在靶分析物。一旦样品已与聚合物染料缀合物接触，则可以利用任何方便的方法来测定所产生的标记组合物接触的样品中聚合物染料缀合物-靶分析物结合复合体的存在。聚合物染料缀合物-靶分析物结合复合体是在缀合物的特异性结合成员与靶分析物(如果存在)特异性结合时产生的结合复合体。测定标记组合物接触的样品可以包括检测来自结合复合体(如果存在)的荧光信号。在一些情况下，测定包括分离步骤，其中将靶分析物(如果存在)与样品分离。可以利用多种方法从样品分离靶分析物，例如经由固定在支持物上。感兴趣的测定方法包括但不限于其中使用诸如亲和素-生物素或半抗原-抗-半抗原抗体的特异性结合成员对的任何方便的方法和测定形式。可以适合与主题组合物一起使用的感兴趣的方法和测定形式包括但不限于流式细胞术法、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，该方法进一步包括使样品与特异性地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是支持物结合的。可以利用任何方便的支持物来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，载体是颗粒，如磁性颗粒。在一些情况下，第二特异性结合成员和聚合物染料缀合物产生夹心复合体，可以使用任何方便的方法分离和检测该夹心复合体(如果存在)。在一些实施方案中，该方法进一步包括流式细胞术分析聚合物染料缀合物-靶分析物结合复合体，即荧光标记的靶分析物。测定聚合物染料缀合物-靶分析物结合复合体的存在可以提供测定结果(例如，定性或定量测定数据)，其可用于评估样品中是否存在靶分析物。

在主题方法中可以利用任何方便的支持物来固定该方法的任何方便的组分，例如，经标记的特异性结合成员、靶标、第二特异性结合成员等。感兴趣的支持物包括但不限于：固体基质，其中基底可以具有多种构造，例如片、珠或其他结构，诸如具有孔的板；珠、聚合物、颗粒、纤维网、水凝胶、多孔基质、针、微阵列表面、色谱支持物等。在一些情况下，支持物选自颗粒、平面固体基质、纤维网、水凝胶、多孔基质、针、微阵列表面和色谱支持物。支持物可以并入系统中，该系统提供通过任何方便的方法辅助的细胞分离，如手动操作的注射器、离心机或自动液体处理系统。在一些情况下，支持物可用于自动液体处理系统，以进行细胞的高通量分离，如流式细胞仪。

在该方法的一些实施方案中，分离步骤包括施加外部磁场以固定磁性颗粒。任何方便的磁体都可以用作外部磁场(例如，磁场梯度)的源。在一些情况下，外部磁场通过磁源产生，例如通过永磁体或电磁体。在一些情况下，固定磁性颗粒意味着磁性颗粒聚集在最靠近磁场梯度源(即，磁体)的表面附近。

分离可以进一步包括一个或更多个任选的洗涤步骤以从支持物去除样品的未结合材料。可以使用任何方便的洗涤方法，例如，用生物相容性缓冲液洗涤固定化支持物，其保留聚合物染料和特异性结合成员的特异性结合相互作用。从支持物分离和任选地洗涤样品的未结合材料提供了富集的靶细胞群，其中可以除去不需要的细胞和材料。

在某些实施方案中，该方法进一步包括检测经标记的靶标。检测经标记的靶标可以包括用一种或更多种激光激发多发色团，并且随后使用一种或更多种光学检测器检测来自聚合物串联染料的荧光发射。经标记的靶标的检测可以使用任何方便的仪器和方法进行，包括但不限于流式细胞术、FACS系统、荧光显微镜；使用酶标仪进行荧光、冷光、紫外线和/或可见光检测；高效液相色谱法(HPLC)；和质谱分析。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来实践主题方法。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。可以利用对荧光材料进行测定的多种方法，诸如Lakowicz,J.R.,Principles of FluorescenceSpectroscopy,New York:Plenum Press(1983)；Herman,B.,Resonance energy transfermicroscopy,in:Fluorescence Microscopy of Living Cells in Culture,Part B,Methods in Cell Biology,vol.30,ed.Taylor,D.L.&Wang,Y.-L.,San Diego:AcademicPress(1989),pp.219-243；Turro,N.J.,Modern Molecular Photochemistry,Menlo Park:Benjamin/Cummings Publishing Col,Inc.(1978),pp.296-361中描述的那些方法。

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源的激发辐射穿过激发光学器件。激发光学器件引起激发辐射来激发样品。作为响应，样品中荧光标记的靶标发射波长与激发波长不同的辐射。然后收集光学器件收集样品的发射光。装置可以包括温度控制器，以在扫描样品时将样品保持在特定温度。在某些情况下，多轴平移台使容纳多个样品的微量滴定板移动，以便定位待暴露的不同孔。多轴平移台、温度控制器、自动对焦功能以及与成像和数据收集相关的电子设备可以由适当编程的数字计算机进行管理。计算机还可以将测定过程中收集的数据转换为另一种格式以供呈现。

在一些实施方案中，评估样品中靶分析物的存在的方法进一步包括在流式细胞仪中检测荧光。在一些实施方案中，评价样品中靶分析物的存在的方法还包括使用荧光显微术对标记组合物接触的样品进行成像。荧光显微镜成像可以用于鉴定接触样品中的聚合物染料缀合物-靶分析物结合复合体，以评估该靶分析物是否存在。可用于主题方法的感兴趣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多种标记、分离、检测和/或分析方法。在一些实施方案中，该方法包括：使靶分子与聚合物染料(例如，如本文所述)接触以产生经标记的靶分子，其中聚合物染料包括共价连接至靶分子的缀合标签。在一些情况下，聚合物染料还包括信号发色团，其与聚合物染料的多发色团以邻近能量接收的方式共价连接。在该方法的一些情况下，聚合物染料成员包括根据式(I)-(IV)中任一个的多发色团(例如，如本文所述)，其中G¹和G²之一是末端基团并且G¹和G²中另一个是缀合标签。

例如，标记靶分子的方法可以包括：使靶分子与聚合物染料接触以产生经标记的靶分子，其中聚合物染料包括：水溶性光收集多发色团，其包含具有式(I)或(II)结构的共轭链段的组合物，和缀合标签。

如本文所用的，术语“缀合标签(conjugation tag)”是指包括化学选择性官能团(例如，如本文所述)的基团，该化学选择性官能团在任选的活化和/或脱保护后可以与靶分子的相容官能团共价连接。任何方便的缀合标签均可以用于主题聚合物染料，以便将染料缀合至感兴趣的靶分子。在一些实施方案中，缀合标签包括选自氨基、羧酸或其衍生物、硫醇、羟基、肼、酰肼、叠氮化物、炔烃和蛋白质反应性基团(例如，氨基反应性、硫醇反应性、羟基反应性、咪唑基反应性或胍基反应性)的末端官能团。

任何方便的方法和试剂都可以适用于主题标记方法，以便将缀合标签共价连接至靶分子。用于标记靶标的感兴趣的方法包括但不限于由Hermanson,BioconjugateTechniques,Third edition,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，缀合标签包括氨基官能团并且靶分子包括活化的酯官能团，诸如NHS酯或磺基-NHS酯，或反之亦然。在某些情况下，缀合标签包括马来酰亚胺官能团并且靶分子包括硫醇官能团，或反之亦然。在某些情况下，缀合标签包括炔(例如，环辛炔基团)官能团并且靶分子包括叠氮官能团，或反之亦然，其可以通过点击化学进行缀合。

可以选择任何方便的靶分子来利用主题方法进行标记。感兴趣的靶分子包括但不限于核酸，诸如RNA、DNA、PNA、CNA、HNA、LNA或ANA分子，蛋白质，诸如融合蛋白、修饰的蛋白质如磷酸化、糖基化、泛素化、SUMO化或乙酰化蛋白质，或抗体、肽、聚集的生物分子、细胞、小分子、维生素和药物分子。如本文所用的，术语“靶蛋白”是指靶家族的所有成员及其片段。靶蛋白可以是任何感兴趣的蛋白质，例如治疗或诊断靶标，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”旨在包括重组和合成分子，其可以使用任何方便的重组表达方法或使用任何方便的合成方法来制备，或商业购买。在一些实施方案中，靶分子是特异性结合成员(例如，如本文所述)。在某些情况下，特异性结合成员是抗体。在一些情况下，特异性结合成员是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Fab片段、F(ab')₂片段、scFv、双抗体和三抗体。

在一些情况下，该方法包括分离步骤，其中从反应混合物分离经标记的靶分子，例如过量的试剂或未标记的靶标。可以利用多种方法从样品分离靶标，例如经由固定在支持物上、沉淀、色谱法等。

在一些情况下，该方法进一步包括检测和/或分析标记的靶分子。在一些情况下，该方法进一步包括荧光检测标记的靶分子。可以使用任何方便的方法结合主题方法和组合物来检测和/或分析标记的靶分子。可用于主题方法的分析感兴趣靶标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。感兴趣的检测方法包括但不限于荧光光谱、荧光显微术、核酸测序、荧光原位杂交(FISH)、蛋白质质谱法、流式细胞术等。

检测可以经由聚合物染料或聚合物串联染料直接实现，或通过次级检测系统间接实现。后者可以基于任何一种或几种不同原理的组合，包括但不限于抗体标记的抗物种抗体和其他形式的免疫学或非免疫学桥接和信号放大系统(例如，生物素-链霉亲和素技术、蛋白A和蛋白G介导的技术，或核酸探针/抗核酸探针等)。合适的报道分子可以是免疫细胞化学、分子生物学、光、荧光和电子显微镜、细胞免疫表型、细胞分选、流式细胞术、细胞可视化、检测、计数和/或信号输出定量领域中已知的那些分子。可以标记多于一种的特异性和/或非特异性抗体，并同时或依次使用以增强靶标检测、鉴定和/或分析。

还提供了制备如本文所述的多发色团的方法。例如，该方法可以包括使单体A、B和C彼此接触，

其中单体A和B被配置为共价连接并且单体A和C被配置为共价连接，从而生成包含具有式(I)结构的共轭链段的多发色团：

例如，单体可以通过Suzuki偶联、Stille偶联或C-H键芳基化偶联共价连接。在示例性的Suzuki偶联中，单体A各自可以包含两个硼酸酯基团，单体B可以各自包含两个溴化物基团，并且单体C可以各自包含两个溴化物基团。使此类单体(例如在钯催化剂存在下)反应可以导致单体A与单体B共价连接以及单体A与单体C共价连接。在C-H键芳基化反应中，一种单体可以包含溴化物基团并且第二单体可以具有C(芳基)-H键，例如，其中反应涉及钯催化剂，例如，Pd(OAc)₂。在Stille偶联反应中，一种单体可以包含-SnBu₃基团，并且第二单体可以包含溴化物基团，例如，其中该反应包括Pd(0)催化剂。

改变单体的比率可以用于产生式(I)的共轭链段，两个单元之间具有不同的比率，即“a”和“b”有不同值，其在式(I)中显示为下标。两个单元之间具有不同比率的共轭链段可以具有不同的光学特性，例如不同的最大吸收波长、不同的最大发射波长。在一些情况下，a和b的不同比率提供具有较少侧峰、较低强度侧峰或其组合的光谱。在一些情况下，单体A的数量等于单体B和C的数量之和。还提供了制备多发色团的方法，其包括使单体A和B彼此接触，

其中单体A和B被配置为共价连接，从而生成包含具有式(II)结构的共轭链段的多发色团：

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制备多发色团的方法可以包括设计多发色团以具有特定的吸收和发射光谱。例如，如果含有多发色团的样品与对应于其吸收光谱的光接触，则多发色团可以吸收光并被激发，然后发射与其发射光谱相对应的荧光。测量基于特定激发光源(例如，激光)的发射光谱可以用于鉴定样品中的多发色团。

在一些情况下，样品含有两种或更多种荧光化合物，例如，两种或更多种多发色团。因此，设计多发色团的吸收光谱、发射光谱或两者以减少或避免与其他化合物的吸收和发射光谱重叠是有用的。例如，如果两个多发色团具有显著不同的吸收光谱，例如不同的最大吸收波长，则可以激发第一多发色团而不显著激发第二多发色团。第二多发色团的激发减少将导致第二多发色团的发射强度降低，从而有助于第一多发色团的检测。具有相对窄波长分布的光源，例如激光，也可用于激发第一多发色团，而不显著激发第二多发色团。在一些情况下，第一多发色团的最大吸收波长与第二多发色团的最大吸收波长相差10nm或更大，诸如25nm或更大、50nm或更大，或者75nm或更大。

另外，多发色团的发射光谱可以被设计为避免或减少与第二多发色团的发射光谱的重叠。因此，即使两个多发色团都被显著激发并且以显著强度发射荧光，所发射的荧光的测量也可以区分两个多发色团。例如，在一些实施方案中，第一多发色团的最大发射波长与第二多发色团的最大发射波长相差10nm或更大，诸如25nm或更大、50nm或更大，或75nm或更大。

图1显示了用于设计和制造多发色团、聚合物串联染料或抗聚集的经标记特异性结合成员的示例性方法。该方法包括选择期望的吸收光谱，例如期望的最大吸收波长。例如，最大吸收波长可以接近激光的最大发射波长，例如，在20nm或更小内，诸如10nm或更小或5nm或更小。示例性激光器是405nm GaN激光器、458和488氩离子激光器以及532nm Nd:YVO₄和KTP激光器。Lakowicz,J.R.,Principles of Fluorescence Spectroscopy,NewYork:Plenum Press(1983)；Herman,B.,Resonance energy transfer microscopy,in:Fluorescence Microscopy of Living Cells in Culture,Part B,Methods in CellBiology,vol.30,ed.Taylor,D.L.&Wang,Y.-L.,San Diego:Academic Press(1989),pp.219-243；Turro,N.J.,Modern Molecular Photochemistry,Menlo Park:Benjamin/Cummings Publishing Col,Inc.(1978),pp.296-361中描述了另外的激光器。可以选择的最大吸收波长不同于用于激发不同多发色团的最大吸收波长。基于所选的吸收光谱，可以选择共聚单体M¹。例如，芴共聚单体可以给出约400nm的最大吸收波长，其可与405nm激光激发源一起使用。此外，可以选择水溶性基团R¹和R²以增加多发色团在含水介质中的溶解度。

还如所示，图1是选择期望的发射光谱，例如期望的最大发射波长的步骤。可以选择发射光谱以与第二多发色团的发射光谱具有最小重叠。例如，选择喹喔啉作为M²可以给出约500nm的最大发射波长。减少两个多发色团的发射光谱之间的重叠可以提高单独检测和区分样品中的多发色团的能力。该方法还包括选择与M²连接的R³的步骤。在一些情况下，选择的R³对M²的发射光谱影响最小，例如，R³不具有任何与M²共轭的π电子。在其他情况下，选择R³来修改M²的发射光谱，例如，R³确实具有与M²共轭的任何π电子。

图1的方法还包括选择共聚单体的比率。例如，如果需要具有式(I)的链段的多发色团，则选择M¹R¹、M¹R²和M²R³的相对量以给出所需的a和b值。如果需要具有式(II)链段的多发色团，则选择M¹R¹和M²R³的相对量以给出所需的c和d值。此外，可以任选地选择信号发色团、特异性结合成员或其组合。然后，可以通过使适当的化合物以适当的比率彼此接触来合成所需的组合物。

图1的方法可以被认为包括以下步骤：基于期望的吸收光谱选择共聚单体M¹、选择水溶性基团R¹和R²、基于期望的发射光谱选择共聚单体M²、选择R³、选择所述共聚单体的比率，任选地选择信号发色团和特异性结合成员，以及合成组合物。

该方法还可以包括通过测量多发色团的一种或更多种性质来调节多发色团的性质，然后利用基于测量的一种或更多种不同选择来重复该方法。例如，可以选择不同的M¹共聚单体来调节吸收光谱，或者可以选择不同的M²共聚单体来调节发射光谱。作为另一个实例，可以调节共聚单体之间的比率以便增加水溶性，同时保持期望的光学性质。例如，由于R¹和R²是水溶性基团，增加M¹与M²的比率将增加水溶性基团的比例，从而增加水溶性。可以监测光学特性以确定增加的M¹与M²比率是否不利地影响多发色团的光学特性，例如发射光谱。

在一些情况下，共聚单体比率的调节也可以导致改善多发色团的光学性质。例如，改变M¹与M²的比率可以减少或消除吸收和发射光谱中不需要的侧峰。改变M¹与M²的比率还可以增加峰的锐度，例如，在调节共聚单体比率后，峰的半峰全宽(FWHM)会减小。如本文所用的，关于吸收和发射光谱，半峰全宽是指吸收或发射强度等于其最大值一半时的两个波长值之间的差(例如，以nm为单位)。

系统

本发明的方面进一步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样品视场或装载有样品和经标记的特异性结合成员的流动通道。在一些实施方案中，该系统是流式细胞术系统，包括：包括流动路径的流式细胞仪；流动路径中的组合物，其中该组合物包括：样品；和经标记的特异性结合成员(例如，如本文所述)。例如，经标记的特异性结合成员可以包含水溶性光收集多发色团，其包含具有式(I)或(II)结构的共轭链段和特异性地结合至靶分析物并且共价结合至多发色团的特异性结合成员。在一些实施方案中，用于分析样品的系统是荧光显微镜系统，包括：包括样品视场的荧光显微镜；以及设置在样品视场中的组合物，其中该组合物包括样品；和经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，经标记的特异性结合成员包括：水溶剂化的光收集多发色团(例如，如本文所述)和特异性地结合与多发色团共价连接的靶分析物的特异性结合成员。在一些情况下，经标记的特异性结合成员进一步包含信号发色团，其与聚合物染料的多发色团以邻近能量接收的方式共价连接。在主题系统的一些情况下，经标记的特异性结合成员、多发色团由式(I)或(II)中的任一个描述，例如，其中：G¹和G²各自独立地选自末端基团、π共轭链段、接头和连接的特异性结合成员，其中G¹和G²中的至少一个是连接的特异性结合成员。

在系统的某些实施方案中，组合物进一步包含是支持物结合的并且特异性地结合靶分析物的第二特异性结合成员。在一些情况下，支持物包括磁性颗粒。因此，在某些情况下，系统还可以包含配置用于向流动通道的测定区域施加的可控外部顺磁场。

样品可以包含细胞。在一些情况下，样品是含细胞的生物样品。在一些情况下，样品包含与靶细胞特异性地结合的经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地结合的靶分析物是细胞的细胞表面标志物。在某些情况下，细胞表面标志物选自细胞受体和细胞表面抗原。

在某些情况下，系统还可以包含光源，其被配置为将光引导至流动通道的测定区域或样品视场。系统可以包含检测器，其被配置为接收来自流动通道的测定区域或样品视场的信号，其中信号由荧光组合物提供。另外任选地，样品分析系统可以包含用于检测一个或更多个附加信号的一个或更多个附加检测器和/或光源。

在某些方面，系统可以进一步包含基于计算机的系统，其被配置为检测荧光信号的存在。“基于计算机的系统”是指硬件装置、软件装置和数据存储装置，它们用于分析本发明的信息。本发明的基于计算机的系统的最少硬件包括中央处理单元(CPU)、输入装置、输出装置和数据存储装置。技术人员可以容易地认识到，任一种当前可用的基于计算机的系统均适用于主题系统中。数据存储装置可以包括任何包括如上所述的本信息的记录的任何制品，或可以访问这一制品的存储访问器。

在计算机可读介质上“记录”数据、编程或其他信息是指使用本领域已知的任何此类方法存储信息的过程。可以基于用于访问所存储的信息的手段来选择任何方便的数据存储结构。可以使用多种数据处理器程序和格式进行存储，例如文字处理文本文件、数据库格式等。

“处理器”指的是执行其所需功能的任何硬件和/或软件组合。例如，本文中的任何处理器可以是可编程数字微处理器，诸如以电子控制器、大型机、服务器或个人计算机(台式或便携式)的形式可用的。在处理器可编程的情况下，合适的编程可以从远程位置传送到处理器，或者预先保存在计算机程序产品中(诸如便携式或固定式计算机可读存储介质，无论是基于磁、光还是固态装置)。例如，磁介质或光盘可以承载程序，并且可以由与位于其对应站点处的每个处理器通信的合适的读取器来读取。

除了传感器装置和信号处理模块之外，例如如上所述，本发明的系统可以包含许多附加组件，诸如数据输出装置，例如监视器和/或扬声器、数据输入装置(例如接口端、键盘等)、流体处理组件、电源等。

在某些方面，系统包含流式细胞仪。感兴趣的流式细胞仪包括但不限于美国专利号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中描述的那些装置；它们的公开内容通过引用并入本文。

其他系统也可以用于实践主题方法。在某些方面，系统可以是装载有具有本文讨论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含被配置为将光引导至流动通道的测定区域或样品视场的光源。荧光计或显微镜还可以包含检测器，其被配置为接收来自流动通道的测定区域或视场的信号，其中信号由荧光组合物提供。

试剂盒

本发明的方面进一步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或作为起始材料包含在试剂盒中，或者提供用于例如上述方法中。

试剂盒可以包括聚合物染料和容器，该聚合物染料包括水溶剂化的光收集多发色团(例如，如本文所述)。可以使用任何方便的容器，诸如管、瓶、或多孔条或板中的孔、盒、袋、隔热容器等。主题试剂盒可以进一步包含选自聚合物串联染料、荧光团、特异性结合成员、特异性结合成员缀合物、支持物结合的特异性结合成员、细胞、支持物、生物相容性含水洗脱缓冲液和使用说明的一种或更多种组件。在试剂盒的一些实施方案中，多发色团共价地连接至特异性结合成员。在一些情况下，特异性结合成员是抗体。在某些情况下，特异性结合成员是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Fab片段、F(ab')2片段、scFv、双抗体和三抗体。

在某些实施方案中，试剂盒用于评估样品中靶分析物(诸如细胞内靶标)的存在。因此，在一些情况下，试剂盒包含一种或更多种适用于裂解细胞的组件。试剂盒的一种或更多种附加组件可以在单独的容器(例如，单独的管、瓶或多孔条或板中孔)中提供。

在某些情况下，试剂盒进一步包含用于进行流式细胞术测定的试剂。感兴趣的试剂包括但不限于用于重构和稀释的缓冲剂、用于使细胞样品接触多发色团的缓冲剂、洗涤缓冲剂、对照细胞、对照珠、用于流式细胞术校准的荧光珠以及其组合。试剂盒还可以包含一种或更多种细胞固定剂，诸如多聚甲醛、戊二醛、甲醇、丙酮、福尔马林或其任意组合或缓冲液。此外，试剂盒可以包含细胞透化试剂，诸如甲醇、丙酮或去污剂(例如，triton、NP-40、皂苷、吐温20、洋地黄皂苷、leucoperm或其任何组合或缓冲液。本领域技术人员熟悉的其他蛋白质转运抑制剂、细胞固定试剂和细胞透化试剂均在主题试剂盒的范围内。

试剂盒的组合物可以以液体组合物提供，诸如任何合适的缓冲液。备选地，试剂盒的组合物可以以干燥组合物(例如，可以是冻干的)提供，并且试剂盒可以任选地包含用于重构干燥组合物的一种或更多种缓冲剂。在某些方面，试剂盒可以包含组合物的等份，它们在单独的容器(例如，单独的管、瓶或多孔条或板中孔)中提供。

此外，一种或更多种组件可以组合到单个容器例如玻璃或塑料小瓶、管或瓶中。在某些情况下，试剂盒可以进一步包含存在所有组件(及其单独的容器)的容器(例如，盒、袋、隔热容器、瓶、管等)。试剂盒可以进一步包含包装，该包装与试剂盒容器分离或与其附接，并且在包装上印刷有关于试剂盒、组件和/或试剂盒使用说明的信息。

除了上述组件外，主题试剂盒可以进一步包含用于实践主题方法的说明。这些说明可以以多种形式存在于主题试剂盒中，其中的一个或更多个可以存在于试剂盒中。这些说明可以存在的形式之一是作为在合适的介质或基底(例如，印刷有信息的一张或更多张纸)上的印刷信息、试剂盒的包装、包装插页等。另一手段可以是计算机可读介质，例如，记录有信息的软盘、CD、DVD、便携式闪存驱动器等。可以存在的又一手段是网站地址，可以通过互联网使用该网站地址来访问已移除站点处的信息。试剂盒中可存在任何方便的手段。

实用性

如本文所述的聚合物染料、组合物、方法和系统可用于多种应用，包括其中需要感兴趣的靶标的标记、检测和/或分析的诊断和研究应用。此类应用包括诸如细胞计数、显微术、免疫测定(例如竞争性或非竞争性)、游离分析物的评估、受体结合配体的评估等方法。本文描述的组合物、系统和方法可用于分析多种样品中的任何一种，包括但不限于生物流体、细胞培养物样品和组织样品。在某些方面，本文描述的组合物、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，诸如荧光激活细胞分选或分析、免疫测定、免疫染色等。在某些情况下，组合物和方法用于其中有兴趣对样品中靶分析物的存在进行评估的应用。

在一些情况下，方法和组合物用于其中有兴趣对来自样品的靶标进行检测和/或分析的任何测定形式，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。在某些情况下，方法和组合物用于有兴趣对靶标分子进行荧光标记的任何应用。主题组合物可适用于使用特异性结合成员对(诸如生物素-链霉亲和素和半抗原-抗半抗原抗体)的任何方便的应用。

实施例

实施例1：水溶性光收集多发色团的合成和光学性质

主题多发色团的合成可以通过称为C-H键芳基化的技术来实现(方案1)。也可以使用其他方法，诸如Suzuki偶联法(方案2)或Stille偶联法(方案3)。以下示例性合成方案可适用于合成具有如本文所述的多种共聚单体的主题聚合物染料。

方案1：CH键芳基化法

方案2：Suzuki偶联法

方案3：Stille偶联法

使用芴和喹喔啉共聚单体合成多发色团1，如下所示。选择共聚单体的摩尔比以提供图例中所示的两个基团的0.50比0.50的比率。芴二溴化物共聚单体被两个R₄基团取代，而芴二硼酸酯共聚单体被两个R₅基团取代。

多发色团1

其中

还根据用于多发色团1的方法合成了参考多发色团。参考多发色团具有如下所示的化学结构，即，参考多发色团具有1:1比率的芴共聚单体与喹喔啉共聚单体。相比之下，由于包含两个芴共聚单体的额外基团，多发色团1的芴共聚单体与喹喔啉共聚单体的比率为3:1。

参考多发色团

其中

如化学结构中所示，芴共聚单体被水溶性基团R₄和R₅取代，而喹喔啉共聚单体未被水溶性基团取代。因此，多发色团1含有比参考多发色团更高比例的水溶性基团。溶解度测试显示，多发色团1比参考多发色团更易溶于水。

记录了多发色团1和参考多发色团的吸收和发射光谱，如图2所示。吸收光谱显示为虚线，而发射光谱显示为实线。两种多发色团均具有约500nm的最大发射波长，并且参考多发色团在约410nm处具有侧峰。两种多发色团的最大吸收波长约为400nm。另外，参考多发色团在约320nm和260nm处具有侧吸收峰，而多发色团1在约290nm处具有比参考多发色团的侧峰强度更低的侧峰。

根据针对多发色团1描述的方法，用不同的共聚单体以不同的摩尔比合成了另外的多发色团2-6。另外的多发色团2-6的化学结构如下所示，其中多发色团2和3包含喹喔啉共聚单体，而多发色团4-6包含2-苯基-2H-苯并[d][1,2,3]三唑共聚单体。多发色团2、5和6中两个基团的比率为0.75比0.25，而多发色团3和4中两个基团的比率为0.50比0.50。因此，在多发色团2、5和6中芴共聚单体与第二共聚单体的比率为7:1，而在多发色团3和4中该比率为3:1。

多发色团2

多发色团3

多发色团4

多发色团5

多发色团6

尽管有所附权利要求，本公开还由以下条款条款限定：

1.一种水溶性光收集多发色团，其包含具有式(I)结构的共轭链段：

其中：

M¹和M²各自独立地为芳基或杂芳基共聚单体；

R¹和R²各自独立地为水溶性基团；

R³选自氢、烷基、取代的烷基、烷氧基、取代的烷氧基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、卤素、氰基和羟基；

a和b限定所述共轭链段内各单元的mol％，其中a大于或等于b；并且

所述多发色团的激发导致M²发射光。

2.根据条款1所述的水溶性光收集多发色团，其中M¹为5元芳族基团、6元芳族基团、稠合双环芳族基团、稠合三环芳族基团或其组合。

3.根据条款2所述的水溶性光收集多发色团，其中M¹为苯基基团、吡啶基基团、萘基基团、联萘基基团、稠合三环芳香族基团或其组合。

4.根据条款3所述的水溶性光收集多发色团，其中M¹为稠合三环芳族基团。

5.根据条款4所述的水溶性光收集多发色团，其中M¹为由以下结构描述的稠合三环芳族基团：

其中：

每个R⁴独立地为H或一个或更多个烷基、取代的烷基、芳基或杂芳基取代基并且其中任何两个方便的R⁴基团任选地环形连接；

Y是C(R⁵)₂、-C(R⁵)₂C(R⁵)₂-、-C(R⁵)₂Si(R⁵)₂-、NR⁵、Si(R⁵)₂或Se；

每个R⁵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为接头并且Z¹为化学选择性标签和WSG；并且

每个Z独立地为CH、CR⁴或N，其中每个环中Z的至少两个是CH或CR⁴；

每个*表示用于附接至M²基团或另一M¹基团的位置；并且

至少一个R⁴或R⁵为水溶性基团。

6.根据条款5所述的水溶性光收集多发色团，其中Y为C(R⁵)₂。

7.根据条款5所述的水溶性光收集多发色团，其中Y为-C(R⁵)₂C(R⁵)₂-。

8.根据条款5-7中任一项所述的水溶性光收集多发色团，其中每个Z为CH或CR⁴。

9.根据条款4所述的水溶性光收集多发色团，其中M¹为由以下结构之一描述的稠合三环基团：

10.根据条款3所述的水溶性光收集多发色团，其中M¹为由以下结构之一描述的基团：

其中每个R⁶独立地为H或一个或更多个烷基、取代的烷基、芳基或杂芳基取代基，并且其中任何两个方便的R⁶基团任选地环形连接，其中所述结构具有为水溶性基团的至少一个R⁶。

11.根据条款1-10中任一项所述的水溶性光收集多发色团，其中R¹和R²各自独立地为非离子型水溶性基团。

12.根据条款11所述的水溶性光收集多发色团，其中R¹和R²各自独立地包含聚(环氧烷)基团。

13.根据条款12所述的水溶性光收集多发色团，其中所述聚(环氧烷)基团为聚(乙二醇)基团。

14.根据条款13所述的水溶性光收集多发色团，其中所述聚(乙二醇)基团包含2至40个乙二醇基团。

15.根据条款1-14中任一项所述的水溶性光收集多发色团，其中R¹和R²中的一个或更多个独立地为包含2种或更多种水溶性聚合物的支化的水溶性基团。

16.根据条款15所述的水溶性光收集多发色团，其中每种水溶性聚合物独立地具有6-30个单体单元。

17.根据条款15或16中任一项所述的水溶性光收集多发色团，其中每个支化的水溶性基团独立地具有以下结构之一：

其中：

每个B¹和B²独立地为支化基团；

每个W¹独立地为包含6-30个单体单元的水溶性聚合物；

T³为任选的接头；并且

每个p和q独立地为0或1，其中若存在，每个T¹和每个T²独立地为接头。

18.根据条款17所述的水溶性光收集多发色团，其中每个B¹和B²独立地选自CH、N、C(＝O)N、SO₂N、三取代的芳基基团(例如，1,3,5-苯基)、四取代的芳基基团和三取代的杂芳基基团。

19.根据条款1-18中任一项所述的水溶性光收集多发色团，其中M¹和M²是不同的基团。

20.根据条款1-19所述的水溶性光收集多发色团，其中R¹和R²是不同的基团。

21.根据条款1-20中任一项所述的水溶性光收集多发色团，其中R³不包含聚(乙二醇)基团。

22.根据条款21所述的水溶性光收集多发色团，其中R³不为水溶性基团。

23.根据条款1-22中任一项所述的水溶性光收集多发色团，其中R³为非离子型基团。

24.根据条款23所述的水溶性光收集多发色团，其中R³为氢。

25.根据条款1-24中任一项所述的水溶性光收集多发色团，其中a在0.50至0.80的范围内并且b在0.50至0.20的范围内。

26.根据条款25所述的水溶性光收集多发色团，其中a在0.60至0.70的范围内并且b在0.40至0.30的范围内。

27.根据条款1-26中任一项所述的水溶性光收集多发色团，其中所述多发色团具有在250nm至500nm范围内的最大吸收波长。

28.根据条款27所述的水溶性光收集多发色团，其中所述最大吸收波长在350nm至450nm的范围内。

29.根据条款1-28中任一项所述的水溶性光收集多发色团，其中所述多发色团具有从400nm至600nm范围的最大发射波长。

30.根据条款29所述的水溶性光收集多发色团，其中所述最大发射波长在450nm至550nm的范围内。

31.根据条款1-30中任一项所述的水溶性光收集多发色团，其中所述多发色团是π共轭的。

32.根据条款1-31中任一项所述的水溶性光收集多发色团，其中所述多发色团包含10或更多个M¹基团。

33.一种水溶性光收集多发色团，其包含式(II)的共轭链段：

其中：

M¹和M²各自独立地为芳基或杂芳基共聚单体；

R¹为水溶性基团；

R³选自氢、烷基、取代的烷基、烷氧基、取代的烷氧基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、卤素、氰基和羟基；

c和d限定所述共轭链段内各单元的mol％，其中c大于或等于d；并且

所述多发色团的激发导致M²发射光。

34.根据条款33所述的水溶性光收集多发色团，其中M¹为5元芳族基团、6元芳族基团、稠合双环芳族基团、稠合三环芳族基团或其组合。

35.根据条款34所述的水溶性光收集多发色团，其中M¹为苯基基团、吡啶基基团、萘基基团、联萘基基团、稠合三环芳香族基团或其组合。

36.根据条款35所述的水溶性光收集多发色团，其中M¹为稠合三环芳族基团。

37.根据条款36所述的水溶性光收集多发色团，其中M¹为由以下结构描述的稠合三环基团：

其中：

每个R⁴独立地为H或一个或更多个烷基、取代的烷基、芳基或杂芳基取代基并且其中任何两个方便的R⁴基团任选地环形连接；

Y是C(R⁵)₂、-C(R⁵)₂C(R⁵)₂-、-C(R⁵)₂Si(R⁵)₂-、NR⁵、Si(R⁵)₂或Se；

每个R⁵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为接头并且Z¹为化学选择性标签和WSG；并且

每个Z独立地为CH、CR⁴或N，其中每个环中Z的至少两个是CH或CR⁴；

每个*表示用于附接至M²基团或另一M¹基团的位置；并且

至少一个R⁴或R⁵为水溶性基团。

38.根据条款38所述的水溶性光收集多发色团，其中Y为C(R⁵)₂。

39.根据条款38所述的水溶性光收集多发色团，其中Y为-C(R⁵)₂C(R⁵)₂-。

40.根据条款37-39中任一项所述的水溶性光收集多发色团，其中每个Z为CH或CR⁴。

41.根据条款36中任一项所述的水溶性光收集多发色团，其中M¹为由以下结构之一描述的稠合三环基团：

42.根据条款35所述的水溶性光收集多发色团，其中M¹为由以下结构之一描述的基团：

其中每个R⁶独立地为H或一个或更多个烷基、取代的烷基、芳基或杂芳基取代基，并且其中任何两个方便的R⁶基团任选地环形连接，其中所述结构具有为水溶性基团的至少一个R⁶。

43.根据条款33-42中任一项所述的水溶性光收集多发色团，其中R¹为非离子型水溶性基团。

44.根据条款43所述的水溶性光收集多发色团，其中R¹包含聚(环氧烷)基团。

45.根据条款44所述的水溶性光收集多发色团，其中所述聚(环氧烷)基团为聚(乙二醇)基团。

46.根据条款45所述的水溶性光收集多发色团，其中所述聚(乙二醇)基团包含2至40个乙二醇基团。

47.根据条款33-46中任一项所述的水溶性光收集多发色团，其中R¹为包含2种或更多种水溶性聚合物的支化的水溶性基团。

48.根据条款47所述的水溶性光收集多发色团，其中每种水溶性聚合物独立地具有6-30个单体单元。

49.根据条款48所述的水溶性光收集多发色团，其中每个支化的水溶性基团独立地具有以下结构之一：

其中：

每个B¹和B²独立地为支化基团；

每个W¹独立地为包含6-30个单体单元的水溶性聚合物；

T³为任选的接头；并且

每个p和q独立地为0或1，其中若存在，每个T¹和每个T²独立地为接头。

50.根据条款49所述的水溶性光收集多发色团，其中每个B¹和B²独立地选自CH、N、C(＝O)N、SO₂N、三取代的芳基基团(例如，1,3,5-苯基)、四取代的芳基基团和三取代的杂芳基基团。

51.根据条款33-50中任一项所述的水溶性光收集多发色团，其中M¹和M²是不同的基团。

52.根据条款33-51中任一项所述的水溶性光收集多发色团，其中R³不包含聚(乙二醇)基团。

53.根据条款52所述的水溶性光收集多发色团，其中R³不为水溶性基团。

54.根据条款33-53中任一项所述的水溶性光收集多发色团，其中R³为非离子型基团。

55.根据条款54所述的水溶性光收集多发色团，其中R³为氢。

56.根据条款33-55中任一项所述的水溶性光收集多发色团，其中c在0.75至0.90的范围内并且d在0.25至0.10的范围内。

57.根据条款33-56中任一项所述的水溶性光收集多发色团，其中所述多发色团具有在250nm至500nm范围内的最大吸收波长。

58.根据条款57所述的水溶性光收集多发色团，其中所述最大吸收波长在350nm至450nm的范围内。

59.根据条款33-58中任一项所述的水溶性光收集多发色团，其中所述多发色团具有从400nm至600nm范围的最大发射波长。

60.根据条款59所述的水溶性光收集多发色团，其中所述最大发射波长在450nm至550nm的范围内。

61.根据条款33-60中任一项所述的水溶性光收集多发色团，其中所述多发色团是π共轭的。

62.根据条款33-61中任一项所述的水溶性光收集多发色团，其中所述多发色团包含10或更多个M¹基团。

63.一种聚合物串联染料，其包含：

包含具有式(I)结构的共轭链段的水溶性光收集多发色团：

其中：

M¹和M²各自独立地为芳基或杂芳基共聚单体；

R¹和R²各自独立地为水溶性基团；

R³选自氢、烷基、取代的烷基、烷氧基、取代的烷氧基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、卤素、氰基和羟基；

a和b限定所述共轭链段内各单元的mol％，其中a大于或等于b；并且

所述多发色团的激发导致M²发射光；以及

与所述多发色团以邻近能量接收的方式共价连接的信号发色团。

64.根据条款63所述的聚合物串联染料，其中所述信号发色团的发射具有0.1或更大的量子产率。

65.根据条款63-64中任一项所述的聚合物串联染料，其中所述信号发色团的发射具有50mM^-1cm^-1或更大的亮度。

66.根据条款63-65中任一项所述的聚合物串联染料，其中所述信号发色团为荧光团。

67.根据条款63-65中任一项所述的聚合物串联染料，其中所述信号发色团为猝灭剂。

68.根据条款63-67中任一项所述的聚合物串联染料，其中所述信号发色团选自罗丹明、香豆素、呫吨、花青、聚甲炔、芘、二吡咯亚甲基二氟化硼、萘二甲酰亚胺、藻胆蛋白、多甲藻叶绿素蛋白、其缀合物，及其组合。

69.根据条款63-68中任一项所述的聚合物串联染料，其中所述信号发色团选自荧光素、6-FAM、罗丹明、德克萨斯红、加州红、iFluor594、四甲基罗丹明、羧基罗丹明、羧基罗丹明6G、羧基对甲氨基酚、羧基罗丹明110、级联蓝、级联黄、香豆素、 Cy-Chrome、DyLight 350、DyLight 405、DyLight488、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-罗丹明)、HEX、荧光黄、滨海蓝、俄勒冈绿488、俄勒冈绿500、俄勒冈绿514、Alexa/>350、Alexa430、Alexa/>488、Alexa/>532、Alexa/>546、Alexa/>568、Alexa/>594、Alexa/>633、Alexa/>647、Alexa/>660、Alexa/>680、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、其缀合物，及其组合。

70.根据条款63-69中任一项所述的聚合物串联染料，其中所述信号发色团连接至共聚单体，所述共聚单体占所述多发色团的摩尔数的5％至50％，并且其中所述多发色团为包含5个或更多个重复单元的共轭聚合物。

71.根据条款63-70中任一项所述的聚合物串联染料，其中所述多发色团包含末端基团-L³Z³并且L³为接头并且Z³为特异性结合成员。

72.根据条款71所述的聚合物串联染料，其中所述接头选自烷基、取代的烷基、烷基-酰氨基、烷基-酰氨基-烷基和聚(乙二醇)部分。

73.根据条款71-72中任一项所述的聚合物串联染料，其中-L³-Z³由以下结构描述：

其中：

s为0或从1-12的整数；以及

Z³为特异性结合成员。

74.根据条款71-73中任一项所述的聚合物串联染料，其中Z³为生物分子。

75.根据条款71-74中任一项所述的聚合物串联染料，其中Z³为抗体。

76.根据条款71-74中任一项所述的聚合物串联染料，其中Z³为其结合衍生物的抗体片段。

77.根据条款76所述的聚合物串联染料，其中所述抗体片段或其结合衍生物选自Fab片段、F(ab')₂片段、scFv、双抗体和三抗体。

78.一种抗聚集的经标记特异性结合成员，其包含：

包含具有式(I)结构的共轭链段的水溶性光收集多发色团：

其中：

M¹和M²各自独立地为芳基或杂芳基共聚单体；

R¹和R²各自独立地为水溶性基团；

R³选自氢、烷基、取代的烷基、烷氧基、取代的烷氧基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、卤素、氰基和羟基；

a和b限定所述共轭链段内各单元的mol％，其中a大于或等于b；并且

所述多发色团的激发导致M²发射光；以及

与所述多发色团共价连接的特异性结合成员。

79.根据条款78所述的抗聚集的经标记特异性结合成员，其进一步包含与所述多发色团以邻近能量接收的方式共价连接的信号发色团。

80.根据条款78或79所述的抗聚集的经标记特异性结合成员，其中所述特异性结合成员为抗体。

81.根据条款78或79所述的抗聚集的经标记特异性结合成员，其中所述特异性结合成员为抗体片段或其结合衍生物。

82.根据条款81所述的抗聚集的经标记特异性结合成员，其中所述抗体片段或其结合衍生物选自Fab片段、F(ab')₂片段、scFv、双抗体和三抗体。

83.根据条款79-82中任一项所述的抗聚集的经标记特异性结合成员，其中所述信号发色团选自罗丹明、香豆素、呫吨、花青、聚甲炔、芘、二吡咯亚甲基二氟化硼、萘二甲酰亚胺、藻胆蛋白、多甲藻叶绿素蛋白、其缀合物及其组合。

84.一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地结合所述靶分析物的抗聚集的聚合物染料缀合物接触以

产生标记组合物接触的样品，其中所述聚合物染料缀合物包含：

(i)包含具有式(I)结构的共轭链段的水溶性光收集多发色团：

/>

其中：

M¹和M²各自独立地为芳基或杂芳基共聚单体；

R¹和R²各自独立地为水溶性基团；

R³选自氢、烷基、取代的烷基、烷氧基、取代的烷氧基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、卤素、氰基和羟基；

a和b限定所述共轭链段内各单元的mol％，其中a大于或等于b；并且

所述多发色团的激发导致M²发射光；和

(ii)特异性结合成员；以及

(b)测定所述标记组合物接触的样品中聚合物染料缀合物-靶分析物结合复合体的存在，以评估所述靶分析物是否存在于所述样品中。

85.根据条款84所述的方法，其中所述聚合物染料缀合物进一步包含与所述多发色团以邻近能量接收的方式共价连接的信号发色团。

86.根据条款84或85所述的方法，其进一步包括使所述样品与第二特异性结合成员接触，所述第二特异性结合成员是支持物结合的并且特异性地结合所述靶分析物。

87.根据条款86所述的方法，其中所述支持物包括磁性颗粒。

88.根据条款84-87中任一项所述的方法，其中所述靶分析物与细胞相关。

89.根据条款88所述的方法，其中所述靶分析物为所述细胞的细胞表面标志物。

90.根据条款89所述的方法，其中所述细胞表面标志物选自细胞受体和细胞表面抗原。

91.根据条款84-88中任一项所述的方法，其中所述靶分析物为细胞内靶标，并且所述方法进一步包括裂解所述细胞。

92.根据条款84-91中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括对经荧光标记的靶分析物进行流式细胞术分析。

93.一种标记靶标分子的方法，所述方法包括：

使所述靶标分子与聚合物染料接触，以产生经标记的靶标分子，其中所述聚合物染料包含：

包含具有式(I)结构的共轭链段的水溶性光收集多发色团：

其中：

M¹和M²各自独立地为芳基或杂芳基共聚单体；

R¹和R²各自独立地为水溶性基团；

R³选自氢、烷基、取代的烷基、烷氧基、取代的烷氧基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、卤素、氰基和羟基；

a和b限定所述共轭链段内各单元的mol％，其中a大于或等于b；并且

所述多发色团的激发导致M²发射光；和

共价连接至所述靶标分子的缀合标签。

94.根据条款93所述的方法，其中所述聚合物染料进一步包含与所述多发色团以邻近能量接收的方式共价连接的信号发色团。

95.根据条款93-94中任一项所述的方法，其进一步包括对经标记的靶标分子进行荧光检测。

96.根据条款93-95中任一项所述的方法，其中所述缀合标签包含末端官能团，所述末端官能团选自氨基、硫醇、羟基、肼、酰肼、叠氮化物、炔烃、马来酰亚胺、碘乙酰基、胺、活性酯和蛋白质反应性基团。

97.根据条款93-96中任一项所述的方法，其中所述靶标分子为特异性结合成员。

98.根据条款97所述的方法，其中所述特异性结合成员为抗体。

99.根据条款97所述的方法，其中所述特异性结合成员为抗体片段或其结合衍生物。

100.根据条款99所述的方法，其中所述抗体片段或其结合衍生物选自Fab片段、F(ab')2片段、scFv、双抗体和三抗体。

101.一种流式细胞术系统，其包含：

包含流动路径的流式细胞仪；

在所述流动路径中的组合物，其中所述组合物包含：

样品；和

抗聚集的经标记特异性结合成员，其包含：

包含具有式(I)结构的共轭链段的水溶性光收集多发色团：

其中：

M¹和M²各自独立地为芳基或杂芳基共聚单体；

R¹和R²各自独立地为水溶性基团；

R³选自氢、烷基、取代的烷基、烷氧基、取代的烷氧基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、卤素、氰基和羟基；

a和b限定所述共轭链段内各单元的mol％，其中a大于或等于b；并且

所述多发色团的激发导致M²发射光；以及

特异性地结合靶分析物并且与所述多发色团共价连接的特异性结合成员。

102.根据条款101所述的流式细胞仪，其中所述经标记特异性结合成员进一步包含与所述多发色团以邻近能量接收的方式共价连接的信号发色团。

103.根据条款101-102中任一项所述的流式细胞仪，其中所述组合物进一步包含第二特异性结合成员，所述第二特异性结合成员是支持物结合的并且特异性地结合所述靶分析物。

104.根据条款101-103中任一项所述的流式细胞仪，其中所述支持物包括磁性颗粒。

105.根据条款101-104中任一项所述的流式细胞仪，其中所述样品包含细胞。

106.根据条款101-105中任一项所述的流式细胞仪，其中所述靶分析物为所述细胞的细胞表面标志物。

107.根据条款106所述的流式细胞仪，其中所述细胞表面标志物选自细胞受体和细胞表面抗原。

108.一种试剂盒，其包含：

包含具有式(I)结构的共轭链段的水溶性光收集多发色团：

其中：

M¹和M²各自独立地为芳基或杂芳基共聚单体；

R¹和R²各自独立地为水溶性基团；

R³选自氢、烷基、取代的烷基、烷氧基、取代的烷氧基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、卤素、氰基和羟基；

a和b限定所述共轭链段内各单元的mol％，其中a大于或等于b；并且

所述多发色团的激发导致M²发射光；以及

容器。

109.根据条款108所述的试剂盒，其进一步包含选自聚合物串联染料、荧光团、特异性结合成员、特异性结合成员缀合物、细胞、支持物、生物相容性水性洗脱缓冲液和使用说明的一种或更多种组件。

110.根据条款108-109中任一项所述的试剂盒，其中所述多发色团由条款1-62中任一项描述。

111.根据条款108-110中任一项所述的试剂盒，其中所述多发色团共价连接至特异性结合成员。

112.根据条款111所述的试剂盒，其中所述特异性结合成员为抗体。

113.根据条款111所述的试剂盒，其中所述特异性结合成员为抗体片段或其结合衍生物。

114.根据条款113所述的试剂盒，其中所述抗体片段或其结合衍生物选自Fab片段、F(ab')2片段、scFv、双抗体和三抗体。

115.根据条款108-114中任一项所述的试剂盒，其中多发色团进一步包含以邻近能量接收的方式共价连接至所述多发色团的受体信号发色团。

116.一种用于制备水溶性光收集多发色团的方法，包含：

使单体A、B和C彼此接触，

其中单体A和B被配置为共价连接，并且单体A和C被配置为共价连接，

由此生成包含具有式(I)结构的共轭链段的水溶性光收集多发色团：

其中：

M¹和M²各自独立地为芳基或杂芳基共聚单体；

R¹和R²各自独立地为水溶性基团；

R³选自氢、烷基、取代的烷基、烷氧基、取代的烷氧基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、卤素、氰基和羟基；

a和b限定所述共轭链段内各单元的mol％，其中a大于或等于b；并且

所述多发色团的激发导致M²发射光。

117.根据条款116所述的方法，其中单体A的数目等于单体B和C的数目之和。

在至少一些先前描述的实施方案中，在一个实施方案中使用的一个或更多个要素可以可互换地在另一个实施方案中使用，除非这样的替换在技术上不可行。本领域技术人员应理解，在不脱离所要求保护的主题的范围的情况下，可以对上述方法和结构进行各种其他省略、添加和修改。所有这样的修改和改变旨在落入由所附权利要求限定的主题的范围内。

本领域技术人员应理解，一般来说，本文中使用的术语，尤其是所附权利要求(例如，所附权利要求的主体)中使用的术语通常旨在作为“开放”术语(例如，术语“包括”应解释为“包括但不限于”，术语“具有”应解释为“至少具有”，术语“包含”应解释为“包含但不限于”，等等)。本领域技术人员还应理解，如果意图是特定数目的引入的权利要求叙述，那么将在权利要求中明确地叙述这样的意图，并且在没有这样的叙述的情况下，不存在这样的意图。例如，为了帮助理解，以下所附权利要求可以含有使用介绍性短语“至少一个”和“一个或更多个”来引入权利要求叙述。然而，此类短语的使用不应被解释为暗示，通过不定冠词“一”或“一个”引入权利要求叙述将含有此类引入的权利要求叙述的任何特定权利要求限制为仅包含一个此类叙述的实施方案，即使当同一权利要求包括介绍性短语“一个或更多个”或“至少一个”以及不定冠词诸如“一”或“一个”(例如，“一”和/或“一个”应解释为表示“至少一个”或“一个或更多个”)；这同样适用于使用定冠词来引入权利要求叙述的情况。另外，即使明确记载了所引入的权利要求叙述的具体数目，本领域技术人员将认识到，这样的叙述应当被解释为至少表示所叙述的数目(例如，不带其他修饰语的单纯叙述“两个叙述物”是指至少两个叙述物，或者两个或更多个叙述物)。此外，在使用类似于“A、B和C等中的至少一个”的惯例的那些情况下，一般来说，这样的构造意在为本领域技术人员将理解该惯例的意思(例如，“具有A、B和C中的至少一个的系统”将包括但不限于以下系统：单独A、单独B、单独C、A和B一起、A和C一起、B和C一起、和/或A、B和C一起等)。此外，在那些使用类似于“A、B或C等中的至少一个”的惯例的情况下，一般来说，这样的构造意在为本领域技术人员将理解惯例的意思(例如，“具有A、B或C中的至少一个的系统”将包括但不限于以下系统：单独A、单独B、单独C、A和B一起、A和C一起、B和C一起、和/或A、B和C一起等)。本领域技术人员还应理解，实际上任何呈现两个或更多个备选术语的转折词和/或短语，无论是在说明书、权利要求书还是附图中，都应被理解为考虑包括术语之一、任一项术语或两项术语的可能性。例如，短语“A或B”将被理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。

另外，在根据马库什组描述本公开内容的特征或方面的情况下，本领域技术人员将认识到，本公开内容也因此根据马库什组的任何个体成员或成员子组来描述。

如本领域技术人员将理解的，出于任何和所有目的，例如就提供书面描述而言，本文公开的所有范围还涵盖任何和所有可能的子范围及其子范围的组合。任何列出的范围可以容易地被认为是充分描述的并且使得相同的范围能够被分解成至少相等的一半、三分之一、四分之一、五分之一、十分之一等。作为非限制性示例，本文讨论的每个范围可以容易地分解为下三分之一、中三分之一和上三分之一等。如本领域技术人员还可以理解的，所有诸如“直到”、“至少”、“大于”、“小于”和类似的语言包括所列举的数字并指随后可被分解为如上所述的子范围的范围。最后，如本领域技术人员将理解的，范围包括每个单独的成员。因此，例如，具有1-3个物品的组是指具有1、2或3个物品的组。类似地，具有1-5个物品的组是指具有1、2、3、4或5个物品的组，诸如此类。

尽管为了清楚理解的目的，已经通过说明和示例的方式对前述发明进行了一些详细的描述，但是根据本发明的教导，对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，可以进行某些改变和修改而不脱离所附权利要求的精神或范围。

因此，前述内容仅说明本发明的原理。应理解，本领域技术人员将能够想到各种布置，尽管本文没有明确描述或示出，但是这些布置体现了本发明的原理并且被包括在其精神和范围内。此外，本文记载的所有示例和条件语言主要旨在帮助读者理解本发明的原理以及发明人为促进本领域而贡献的概念，并且应被解释为不限于此类具体记载的示例和条件。此外，本文中记载本发明的原理、方面和实施方案及其具体示例的所有陈述旨在涵盖其结构和功能等同物。另外，这样的等同物旨在包括当前已知的等同物和未来开发的等同物，即，无论结构如何，所开发的执行相同功能的任何元素。此外，本文所公开的任何内容均不旨在献给公众，无论此类公开内容是否在权利要求中明确记载。

因此，本发明的范围并不旨在限于本文所示和描述的示例性实施方案。相反，本发明的范围和精神由所附权利要求体现。在权利要求中，35U.S.C.§112(f)或35U.S.C.§112(6)被明确定义为仅当确切的短语“用于……的手段(means for)”或确切的短语“用于……的步骤(step for)”记载于权利要求中的某限定的开头时才被援引用于权利要求中的此类限定；如果权利要求中的限定中未使用此类确切的短语，则不援引35U.S.C.§112(f)或35U.S.C.§112(6)。

Claims (15)

1.一种水溶性光收集多发色团，包含具有式(I)结构的共轭链段：

其中：

M¹和M²各自独立地为芳基或杂芳基共聚单体；

R¹和R²各自独立地为水溶性基团；

R³选自氢、烷基、取代的烷基、烷氧基、取代的烷氧基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、卤素、氰基和羟基；

a和b限定所述共轭链段内各单元的mol％，其中a大于或等于b；以及

所述多发色团的激发导致M²发射光。

2.根据权利要求1所述的水溶性光收集多发色团，其中M¹为5元芳族基团、6元芳族基团、稠合双环芳族基团、稠合三环芳族基团或其组合。

3.根据权利要求2所述的水溶性光收集多发色团，其中M¹为苯基基团、吡啶基基团、萘基基团、联萘基基团、稠合三环芳族基团或其组合。

4.根据权利要求3所述的水溶性光收集多发色团，其中M¹为稠合三环芳族基团。

5.根据权利要求4所述的水溶性光收集多发色团，其中M¹为由以下结构描述的稠合三环芳族基团：

其中：

每个R⁴独立地为H或一个或更多个烷基、取代的烷基、芳基或杂芳基取代基，以及其中任何两个方便的R⁴基团任选地环形连接；

Y为C(R⁵)₂、-C(R⁵)₂C(R⁵)₂-、-C(R⁵)₂Si(R⁵)₂-、NR⁵、Si(R⁵)₂或Se；

每个R⁵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为接头并且Z¹为化学选择性标签和WSG；以及

每个Z独立地为CH、CR⁴或N，其中每个环中Z的至少两个是CH或CR⁴；

每个*表示用于附接至M²基团或另一M¹基团的位置；以及

至少一个R⁴或R⁵为水溶性基团。

6.根据权利要求5所述的水溶性光收集多发色团，其中Y为C(R⁵)₂。

7.根据权利要求5所述的水溶性光收集多发色团，其中Y为-C(R⁵)₂C(R⁵)₂-。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的水溶性光收集多发色团，其中每个Z为CH或CR⁴。

9.根据权利要求4所述的水溶性光收集多发色团，其中M¹为由以下结构之一描述的稠合三环基团：

10.根据权利要求3所述的水溶性光收集多发色团，其中M¹为由以下结构之一描述的基团：

其中每个R⁶独立地为H或一个或更多个烷基、取代的烷基、芳基或杂芳基取代基，以及其中任何两个方便的R⁶基团任选地环形连接，其中所述结构具有为水溶性基团的至少一个R⁶。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的水溶性光收集多发色团，其中R¹和R²各自独立地为非离子型水溶性基团。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的水溶性光收集多发色团，其中a在0.50至0.80的范围内并且b在0.50至0.20的范围内。

13.一种聚合物串联染料，包含：

包含具有式(I)结构的共轭链段的水溶性光收集多发色团：

其中：

M¹和M²各自独立地为芳基或杂芳基共聚单体；

R¹和R²各自独立地为水溶性基团；

R³选自氢、烷基、取代的烷基、烷氧基、取代的烷氧基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、卤素、氰基和羟基；

a和b限定所述共轭链段内各单元的mol％，其中a大于或等于b；并且

所述多发色团的激发导致M²发射光；以及

与所述多发色团以邻近能量接收的方式共价连接的信号发色团。

14.一种抗聚集的经标记特异性结合成员，其包含：

包含具有式(I)结构的共轭链段的水溶性光收集多发色团：

其中：

M¹和M²各自独立地为芳基或杂芳基共聚单体；

R¹和R²各自独立地为水溶性基团；

R³选自氢、烷基、取代的烷基、烷氧基、取代的烷氧基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、卤素、氰基和羟基；

a和b限定所述共轭链段内各单元的mol％，其中a大于或等于b；并且

所述多发色团的激发导致M²发射光；以及

与所述多发色团共价连接的特异性结合成员。

15.一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地结合所述靶分析物的抗聚集的聚合物染料缀合物接触，以产生标记组合物接触的样品，其中所述聚合物染料缀合物包含：

(i)包含具有式(I)结构的共轭链段的水溶性光收集多发色团：

其中：

M¹和M²各自独立地为芳基或杂芳基共聚单体；

R¹和R²各自独立地为水溶性基团；

R³选自氢、烷基、取代的烷基、烷氧基、取代的烷氧基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、卤素、氰基和羟基；

a和b限定所述共轭链段内各单元的mol％，其中a大于或等于b；并且

所述多发色团的激发导致M²发射光；和

(ii)特异性结合成员；以及

(b)测定所述标记组合物接触的样品中聚合物染料缀合物-靶分析物结合复合体的存在，以评估所述靶分析物是否存在于所述样品中。