CN117642412A - 化合物及使用了该化合物的标记生物物质 - Google Patents

化合物及使用了该化合物的标记生物物质 Download PDF

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CN117642412A CN202280048864.3A CN202280048864A CN117642412A CN 117642412 A CN117642412 A CN 117642412A CN 202280048864 A CN202280048864 A CN 202280048864A CN 117642412 A CN117642412 A CN 117642412A
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Abstract

一种具有至少2个荧光体部及由下述通式(I)表示的结构的化合物及标记生物物质。式中,X1~X3表示‑O‑、‑S‑、>NR1或>CR2R3。R1~R3表示氢原子或取代基。La及Lb表示单键或2价连接基团。n为2以上的整数。其中,由()n括起来的结构中所包含的R1~R3、La及Lb中的至少一者包含‑(L‑O)gRE,不存在这些基团中的‑(L‑O)gRE与荧光体及生物物质中的至少任一者键合的情况。L表示亚烷基,RE表示氢原子或烷基,g为1~24。*表示键合键。

Description

化合物及使用了该化合物的标记生物物质
技术领域
本发明涉及一种化合物及使用了该化合物的标记生物物质。
背景技术
为了观察活体内对各种刺激(疾病、环境变化等)的变化,多使用利用荧光性化合物(荧光色素)标记了对目标检测对象物质具有键合性的活体分子(抗体等)的荧光标记生物物质。
例如,即使在从蛋白质混合物检测特定的蛋白质的免疫印迹法(以下,也简称为WB。)中,也利用使用对该蛋白质具有键合性的荧光标记抗体来检测上述特定的蛋白质的有无或存在量的荧光法。
并且,在分析活体中的活体分子、细胞及组织等的动态及功能等的生物成像技术中,利用观察通过荧光标记可视化的活体的特定的部位的活体荧光成像作为活体观察的技术之一。
在上述荧光标记中,通常使用有机荧光色素分子,通常通过使用键合了多个荧光色素分子的荧光标记生物物质,提高亮度(荧光强度)。然而,花青色素、若丹明色素等表示荧光性的有机色素的大部分包含具有高平面性的芳香族发色团,因此容易产生标记后的色素之间的相互作用,其结果,容易产生基于色素之间的自缔合等的相互作用的荧光强度的降低。而且,随着每个活体分子1分子的荧光色素的分子数(荧光标记率:DOL)增加,基于自缔合等的荧光强度有进一步下降的倾向。
另一方面,在与荧光标记不同的领域中,已知有利用FRET(FluorescenceResonance Energy Transfer;荧光共振能量转移)现象的色素化合物。作为利用这种FRET现象的色素化合物,例如,如非专利文献1中所记载的那样,记载有通过包含脯氨酸的氨基酸的肽链连接被激励光激励的荧光体部I(能量供给体)及从荧光体部I接受能量而发光或消光的其他荧光体部II(能量受容体)的化合物。
而且,在专利文献1中,记载有用于根据发光寿命和/或发光强度排列确定分子的方法,且记载有作为用于核酸的排列确定方法的发光标记核苷酸,通过包含聚乙二醇结构的连接体部键合色素与核苷酸而成的化合物。
以往技术文献
非专利文献
非专利文献1:Synthesis of Polyproline Spacers between NIR Dye Pairsfor FRET to Enhance Photoacoustic Imaging
专利文献
专利文献1:日本特表2018-521308号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
用于荧光标记的色素要求在溶液或膜等各种状态下显示出优异的荧光强度。然而,在利用如上述非专利文献1中所记载的FRET现象的色素化合物中,虽然从荧光体部I发出荧光但是能量被荧光体部II接收,因此导致作为化合物的荧光强度变低。而且,如上述专利文献1中所记载的那样,在连接色素与核苷酸的连接体部的主链结构中具有聚乙二醇结构的情况下,与具有聚乙二醇结构作为取代基的情况相比,没有成分获得排除体积效果而导致色素缔合,因此荧光强度变低。
本发明的课题在于提供一种化合物,其在溶液及膜中的任一状态下也能够获得显示出优异的荧光强度的标记生物物质。并且,本发明的课题在于提供一种将该化合物与生物物质键合而成的标记生物物质。
用于解决技术课题的手段
即,本发明的上述课题通过下述方法得到解决。
〔1〕
一种化合物,其具有至少2个荧光体部及由下述通式(I)表示的结构。
[化学式1]
式中,X1~X3表示-O-、-S-、>NR1或>CR2R3
R1~R3表示氢原子、烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、-(L-O)gRE、酰基、-NR8R9或-OR10
R8~R10表示氢原子、烷基、烯基、炔基、酰基、芳基、杂芳基或-(L-O)gRE
L表示亚烷基,RE表示氢原子或烷基,g为1~24。
La及Lb表示单键或将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及>P(=O)ORB中的1种或2种以上组合而成的连接基团。RA及RB表示氢原子或取代基。
n为2以上的整数。
其中,由()n括起来的结构具有>NR1及>CR2R3中的至少任一者,且由上述()n括起来的结构中所包含的R1~R3中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团;和/或La及Lb中的至少一者为具有包含-(L-O)gRE的基团作为取代基的基团。不存在上述包含-(L-O)(L-O)gRE的R1~R3、La及Lb中的-(L-O)gRE与荧光体及生物物质中的至少任一者键合的情况。
*表示键合键。
〔2〕
根据〔1〕所述的化合物,其由下述通式(II)表示。
[化学式2]
式中,R4及R5表示氢原子、烷基、烯基、炔基、酰基、氨基、羟基、烷氧基、硫烷基、芳基或杂芳基。
R6及R7表示氢原子、羟基、硫烷基、烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、氨基、酰基、杂芳基、阴离子性基团、阳离子性基团或Q。
Q表示羧基、能够与生物物质键合的取代基或能够与固体支撑体键合的取代基。
L1及L6表示亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2或>P(=O)ORB,L2~L5表示单键或将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及>P(=O)ORB中的1种或2种以上组合而成的连接基团。
M表示上述荧光体部、生理活性物质部、前体药物部或放射性同位素含有部。
其中,M中的至少2个表示上述荧光体部。
m为1以上的整数。
X1~X3、R1~R3、La、L、RA、RB、RE、g及n与上述X1~X3、R1~R3、La、L、RA、RB、RE、g及n含义相同。
其中,由()n括起来的结构具有>NR1及>CR2R3中的至少任一者,且由上述()n括起来的结构中所包含的R1~R3中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团;和/或La、L3及L4中的至少一者为具有包含-(L-O)gRE的基团作为取代基的基团。不存在上述包含-(L-O)(L-O)gRE的R1~R3、La、L3及L4中的-(L-O)gRE与荧光体及生物物质中的至少任一者键合的情况。
〔3〕
根据〔2〕所述的化合物,其由下述通式(III)表示。
[化学式3]
式中,Y1~Y3、Z1~Z3及W1~W3表示氢原子、烷基、烯基、炔基、酰基、氨基、羟基、烷氧基、硫烷基、芳基或杂芳基。
LL1及LL2表示单键或将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及>P(=O)ORB中的1种或2种以上组合而成的连接基团。
s、t及u为0以上的整数。
R1~R7、L1、L2、L5、L6、X1~X3、M、L、RA、RB、RE、g、n及m与上述R1~R7、L1、L2、L5、L6、X1~X3、M、L、RA、RB、RE、g、n及m含义相同。
其中,由()n括起来的结构具有>NR1及>CR2R3中的至少任一者,且由上述()n括起来的结构中所包含的R1~R3中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团和/或Y1~Y3、Z1~Z3及W1~W3中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团。不存在上述包含-(L-O)gRE的R1~R3、Y1~Y3、Z1~Z3及W1~W3中的-(L-O)gRE与荧光体及生物物质中的至少任一者键合的情况。
〔4〕
根据〔3〕所述的化合物,其由下述通式(IV)表示。
[化学式4]
式中,R6A及R7A表示氢原子、羟基、硫烷基、烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、杂芳基、氨基、酰基、阴离子性基团、阳离子性基团或Q。其中,R6A及R7A中的至少一者表示Q。
L7及L8表示将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及>P(=O)ORB中的1种或2种以上组合而成的连接基团。
Y4及Y5表示氢原子、烷基、烯基、炔基、酰基、氨基、羟基、烷氧基、硫烷基、芳基或杂芳基。
R4、R5、L2、L5、X1~X3、Y1~Y3、Z1~Z3、W1~W3、M、Q、RA、RB、n、m、s、t及u与上述R4、R5、L2、L5、X1~X3、Y1~Y3、Z1~Z3、W1~W3、M、Q、RA、RB、n、m、s、t及u含义相同。
〔5〕
根据〔3〕或〔4〕所述的化合物,其满足下述条件(Z1)~(Z3)中的至少一者。
条件(Z1):上述s为1以上的整数且上述Y1、Z1及W1中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团。
条件(Z2):上述t为1以上的整数且上述Y2、Z2及W2中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团。
条件(Z3):上述u为1以上的整数且上述Y3、Z3及W3中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团。
〔6〕
根据〔1〕至〔5〕中任一项所述的化合物,其中,
由上述通式(I)表示的结构包含X1~X3为>CR2R3的结构。
〔7〕
根据〔6〕所述的化合物,其中,
上述由通式(I)表示的结构所包含的X1~X3为>CR2R3的结构中的至少一个R2为-NR8R9或-OR10
〔8〕
根据〔7〕所述的化合物,其中,
上述由通式(I)表示的结构所包含的X1~X3为>CR2R3,至少1个R2为-NR8R9或-OR10的结构中的R8~R10中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团。
〔9〕
根据〔2〕所述的化合物,其由下述通式(V)表示。
[化学式5]
式中,X4~X9表示-O-、-S-、>NR101或>CR102R103
其中,X4~X6中的一者为具有-L10-M作为R101~R103中的任意一者的碳原子或氮原子,X7~X9中的一者为具有-L11-M作为R101~R103中的任意一者的碳原子或氮原子。
均不是-L10-M及-L11-M中的任一个的R101~R103表示氢原子、烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、-NR8R9、-OR10或阴离子性基团。
L10及L11表示单键或2价连接基团。
R1~R3、R6~R10、X1~X3、M、n及m与上述R1~R3、R6~R10、X1~X3、M、n及m含义相同。
其中,由()n括起来的结构具有>NR1及>CR2R3中的至少任一者,且由上述()n括起来的结构所包含的R1~R3中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团。不存在上述包含-(L-O)gRE的R1~R3与荧光体及生物物质中的至少任一者键合的情况。
〔10〕
根据〔9〕所述的化合物,其由下述通式(VI)表示。
[化学式6]
式中,R6A及R7A表示氢原子、羟基、硫烷基、烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、杂芳基、氨基、酰基、阴离子性基团、阳离子性基团或Q。其中,R6A及R7A中的至少一者表示Q。
L12及L13表示连接基团。
na及nb为0以上的整数。
L10、L11、X1~X9、M、Q、n及m与上述L10、L11、X1~X9、M、Q、n及m含义相同。
其中,由()n、()na或()nb括起来的结构均具有>NR1及>CR2R3中的至少任一者,且由上述()n、()na及()nb括起来的结构的每一个具有包含-(L-O)gRE的基团作为R1~R3中的至少一者。不存在上述包含-(L-O)gRE的R1~R3与荧光体及生物物质中的至少任一者键合的情况。
〔11〕
根据〔10〕所述的化合物,其中,
(A)上述na为1以上的整数,且上述R6A为上述Q,和/或(B)上述nb为1以上的整数,且上述R7A为上述Q。
其中,在上述(A)的情况下,上述L13的最短连接原子数为7以下,在上述(B)的情况下,上述L12的最短连接原子数为7以下。
〔12〕
根据〔9〕至〔11〕中任一项所述的化合物,其中,
由上述通式(I)表示的结构包含X1~X3为>CR2R3的结构。
〔13〕
根据〔12〕所述的化合物,其中,
上述由通式(I)表示的结构所包含的X1~X3为>CR2R3的结构中的至少一个R2为-NR8R9或-OR10
〔14〕
一种标记生物物质,其由〔1〕至〔13〕中任一项所述的化合物与生物物质键合而成。
〔15〕
根据〔14〕所述的标记生物物质,其中,
上述生物物质为蛋白质、氨基酸、核酸、核苷酸、糖链及磷脂中的任一种。
发明效果
本发明的化合物在溶液及膜中的任意状态下也能够获得显示出优异的荧光强度的标记生物物质。并且,本发明的标记生物物质显示出优异的荧光强度。
具体实施方式
在本发明中,在具有多个由特定的符号或式表示的取代基、连接基团或结构单元等(以下,称为取代基等)时,或者同时规定多个取代基等时,只要没有特别说明,各个取代基等彼此可以相同或不同。这对于取代基等的数量的规定也相同。并且,在多个取代基等靠近时(尤其,相邻时),只要没有特别说明,它们可以彼此连接而形成环。并且,只要没有特别说明,环、例如脂环、芳香族环及杂环可以进一步稠合而形成稠环。
例如,在本发明中,由后述通式(I)表示的结构中去除La及Lb的结构是指,由下述通式(i)表示的结构连接n个(n为2以上的整数)。此时,n个由通式(i)表示的结构可以彼此相同,也可以彼此不同。另外,下述通式(i)中的X1~X3与后述通式(I)中的X1~X3含义相同。这对于由()s括起来的结构,由()t括起来的结构,由()u括起来的结构,由()m括起来的结构,由()na括起来的结构及由()nb括起来的结构也相同,存在s个的结构可以彼此相同,也可以彼此不同,存在t个的结构可以彼此相同,也可以彼此不同,存在u个的结构可以彼此相同,也可以彼此不同,存在m个的结构可以彼此相同,也可以彼此不同,存在na个的结构可以彼此相同,也可以彼此不同,存在nb个的结构可以彼此相同也可以彼此不同。
[化学式7]
在本发明中,只要没有特别说明,则关于双键,在分子内存在E型及Z型的情况下,可以是其中的任一种,并且,也可以是它们的混合物。而且,只要没有特别说明,在化合物中存在不对称碳原子或不对称中心的情况下,组态可以为R,S表述中的R及S中的任一个,而且也可以为它们的混合物。
在本发明中,关于化合物及取代基的表示,除了化合物本身及取代基本身以外,还用于包含其盐、其离子的含义。例如,羧基、磺基及膦酰基(-P(=O)(OH)2)等解离性阴离子性基团可以通过氢离子解离而采用离子结构,也可以采用盐结构。即,在本发明中,“羧基”以包含羧酸根离子或其盐的基团的含义使用,“磺基”以包含磺酸根离子或其盐的基团的含义使用,“膦酰基”以包含膦酸根离子或其盐的基团的含义使用。作为构成上述盐结构时的1价或多价阳离子,并不受特别限制,可以举出无机阳离子、有机阳离子等,具体而言,可以举出Na+、Li+及K+等碱金属阳离子、Mg2+、Ca2+及Ba2+等碱土类金属阳离子、以及三烷基铵阳离子、四烷基铵阳离子等有机铵阳离子。
在盐结构的情况下,其盐的种类可以是1种,也可以混合存在2种以上,也可以在化合物中混合存在盐型和游离酸结构的基团,并且也可以混合存在盐结构的化合物和游离酸结构化合物。
本发明的化合物均为中性化合物。在本发明中,化合物为中性是指电中性。具体而言,通过化合物内的具有电荷的基团或抗衡离子,将化合物整体的电荷调整为0。例如,在作为构成荧光体部的色素的一例举出的由通式(α)表示的花青色素中,R42键合的氮原子的形式电荷为+1,以使与该形式电荷成对,花青色素中或本发明的化合物中的其他结构中的磺基等解离性基团具有磺酸离子等离子结构,由此本发明的化合物作为化合物整体成为电荷0的化合物。
在与本发明中规定的花青色素有关的各通式中,为方便起见,将化合物所具有的正电荷确定为特定的氮原子所具有的结构来表示。其中,由于本发明中规定的花青色素具有共轭体系,因此实际上,除了上述氮原子以外的其他原子有时也能够带正电荷,只要是作为化学结构之一能够采用由各通式表示的结构的花青色素,则包含在由各通式表示的花青色素中。这对于负电荷也同样适用。
并且,在不损害本发明的效果的范围内,是指包含改变结构的一部分。此外,关于未明确记载经取代或未经取代的化合物,是指在不损害本发明的效果的范围内,可以具有任意的取代基。这关于取代基(例如,表述为“烷基”、“甲基(Methyl group)”、“甲基(Methyl)”等的基团)及连接基团(例如,表述为“亚烷基”、“亚甲基(Methylene group)”、“亚甲基(Methylene)”等的基团)也相同。在这种任意的取代基中,在本发明中优选取代基是选自后述的取代基组T中的取代基。
在本发明中,在规定某个基团的碳原子数的情况下,该碳原子数只要在本发明或本说明书中没有特别说明,则是指基团整体的碳原子数。即,当为该基团进一步具有取代基的方式时,是指包含该取代基的全部碳原子数。
并且,在本发明中使用“~”表示的数值范围是指作为下限值及上限值包含记载于“~”前后的数值的范围。
本发明的化合物为具有至少2个荧光体部及由后述通式(I)表示的结构的化合物。对于本发明的化合物在溶液及膜两状态下能够获得显示优异的荧光强度的标记生物物质的详细原因尚不清楚,但认为如下。
在分子内具有至少2个荧光体部的化合物通常与在分子内具有1个荧光体部的化合物相比,已知容易产生由在分子间或分子内的荧光体部的缔合引起的消光即荧光强度的下降。另一方面,本发明的化合物为具有至少2个荧光体部的化合物,其中,如由后述通式(I)所示,包含由源自脯氨酸的环结构等包含含氮饱和5元环的重复单元(重复数n为2以上的整数)构成的比较刚直的结构,因此能够抑制由荧光体部的缔合引起的消光。此外,由后述通式(I)表示的结构除了上述包含含氮饱和5元环的重复单元以外具有由-(L-O)gRE表示的聚亚烷基氧基,因此存在于上述比较刚直的结构附近的聚亚烷基氧基能够有效地显示排除体积效果。因此,认为使用本发明的化合物的获得的标记生物物质能够显示优异的荧光强度。
以下,对本发明的化合物进行详细说明。
<本发明的化合物>
本发明的化合物为具有至少2个荧光体部及由后述通式(I)表示的结构的化合物。
本发明的化合物可以是分类为聚合物或低聚物的化合物。
上述荧光体部在本发明的化合物中,作为与由下述通式(I)表示的结构不同的结构,在介由直接或连接基团与下述通式(I)中的键合键*键合的状态下含有即可。作为上述荧光体部直接或介由连接基团与通式(I)中的键合键*键合的方式,例如,可以举出由后述通式(II)表示的化合物。
而且,作为本发明的化合物,彼此相邻的各荧光体部介由下述通式(I)所表示的结构连接,即,优选为具有荧光体部作为取代基的2个结构介由包含由下述通式(I)表示的结构的基团连接而成化合物。
另外,具有与下述通式(I)中的键合键*键合的荧光体部作为取代基的结构并不受特别限制。例如,除了在后述的通式(II)中所示的结构以外,如后述的通式(II)中详细叙述的那样,通过L1与L2的组合、L1与La的组合、L4与L5的组合或L4与L6的组合,形成在由下述通式(I)表示的结构中记载的将碳原子、氮原子及X1~X3作为环构成原子的5元环,该5元环可以具有包含荧光体部的基团作为取代基。即,作为具有荧光体部作为取代基的结构,只要与下述通式(I)中的键合键键合,则记载于由下述通式(I)表示的结构的将碳原子、氮原子及X1~X3作为环构成原子的5元环可以为具有包含荧光体部的基团作为取代基的结构。作为这种化合物,例如,可以举出后述的由通式(V)或(VI)表示的化合物。
对于本发明的化合物所具有的荧光体部,能够适用后述通式(II)中的荧光体部的记载及具体例等。
(由通式(I)表示的结构)
[化学式8]
式中,X1~X3表示-O-、-S-、>NR1或>CR2R3
R1~R3表示氢原子、烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、-(L-O)gRE、酰基、-NR8R9或-OR10
R8~R10表示氢原子、烷基、烯基、炔基、酰基、芳基、杂芳基或-(L-O)gRE
L表示亚烷基,RE表示氢原子或烷基,g为1~24。
La及Lb表示单键或将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及>P(=O)ORB中的1种或2种以上组合而成的连接基团。RA及RB表示氢原子或取代基。
n为2以上的整数。
*表示键合键。
其中,由上述通式(I)表示的结构满足下述的规定(α)及(β)。
规定(α):满足下述的规定(α1)和/或(α2)。
规定(α1):由()n括起来的结构具有>NR1及>CR2R3中的至少任一者,且由上述()n括起来的结构所包含的R1~R3中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团。
规定(α2):La及Lb中的至少一者为具有包含-(L-O)gRE的基团作为取代基的基团。
规定(β):不存在上述的规定(α)规定的包含-(L-O)gRE的R1~R3、La及Lb中的-(L-O)gRE与荧光体及生物物质中的至少任一者键合的情况。
上述规定(α1)中的由“()n括起来的结构中所包含的R1~R3中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团”是指,上述由()n括起来的结构中所包含的R1~R3中的至少一者为-(L-O)gRE,或者具有包含-(L-O)gRE的基团作为取代基的烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基或酰基,或者由-NR8R9或-OR10表示的基团,且为R8~R10中的至少一者具有包含-(L-O)gRE的基团作为取代基的基团。另外,R8~R10中的至少一者为具有包含-(L-O)gRE的基团作为取代基的基团是指,R8~R10中的至少一者为-(L-O)gRE,或者为具有包含-(L-O)gRE的基团作为取代基的烷基、烯基、炔基、酰基、芳基或杂芳基。
上述规定(α1)所涉及的说明也同样能够适用于后述由通式(III)表示的化合物中的规定(α2-b)中。
上述规定(α2)是指,La及Lb中的至少一者为直接或介由连接基团具有由-(L-O)gRE表示的基团的2价的基团。具体而言,是指能够构成La或Lb的亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、>NRA及>P(=O)ORB中的至少一者具有包含-(L-O)gRE的基团作为取代基。
在上述规定(α2)中,在La具有包含-(L-O)gRE的基团作为取代基的情况下,将具有由()n括起来的结构中的键合键的氮原子设为第0位,优选为从该氮原子开始计,位于第1~12位的原子具有包含-(L-O)gRE的基团作为取代基,更优选为位于第1~6位的原子具有包含-(L-O)gRE的基团作为取代基,进一步优选为位于第1~3位的原子具有包含-(L-O)gRE的基团作为取代基。与Lb具有包含-(L-O)gRE的基团作为取代基的情况相比,将具有由()n括起来的结构中的键合键的>C=O的碳原子设为第0位,优选为从该碳原子开始计,位于第1~12位的原子具有包含-(L-O)gRE的基团作为取代基,更优选为位于第1~6位的原子具有包含-(L-O)gRE的基团作为取代基,进一步优选为位于第1~3位的原子具有包含-(L-O)gRE的基团作为取代基。例如,在后述的实施例中使用的化合物(1)中,La具有包含-(L-O)gRE的基团作为取代基,从由()n括起来的结构中的具有键合键的氮原子(第0位)开始计位于第2位的碳原子具有-C4H8NHC(=O)-(C2H4O)4CH3
上述规定(α2)所涉及的说明也同样能够适用于后述由通式(II)表示的化合物中的规定(α2-a)中。
上述规定(β)是指,上述包含-(L-O)gRE的R1~R3、La及Lb中的构成-(L-O)gRE的L及RE不与荧光体及生物物质中的至少任一者键合。
另外,上述荧光体是指,显示在后述荧光体部中记载的荧光的有机化合物(荧光色素),上述生物物质是指,在后述的标记生物物质中记载的生物物质。
上述规定(β)所涉及的说明也同样能够适用于后述由通式(II)表示的化合物中的规定(β-a)及后述由通式(III)表示的化合物中的规定(β-b)中。
由上述通式(I)表示的结构虽然满足上述规定(α)但未满足上述规定(β)的情况下,与满足上述规定(α)及(β)的情况相比,由-(L-O)gRE未获得充分的排除体积效果,导致色素缔合,且荧光强度差。
在本发明中,若考虑到立体异构体,则由上述通式(I)表示的结构中由()n括起来的结构优选为由下述通式(IA)或(IB)中的任一式表示的结构。另外,下述通式中的X1~X3及n与上述通式(I)中的X1~X3及n含义相同。
[化学式9]
X1~X3表示-O-、-S-、>NR1或>CR2R3,R1~R3表示氢原子、烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、-(L-O)gRE、酰基、-NR8R9或-OR10
能够用作R1~R3的烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基及-(L-O)gRE与后述的取代基组T中的烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基及-(L-O)gRE含义相同,优选的范围也相同。
能够用作上述R1~R3的烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基及酰基可以未经取代,也可以具有取代基。
作为R1~R3中的烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基及酰基可以具有的取代基,可以举出后述的取代基组T中的取代基,例如,优选为卤原子或-(L-O)gRE
在能够用作R1~R3的-NR8R9及-OR10中,R8~R10表示氢原子、烷基、烯基、炔基、酰基、芳基、杂芳基或-(L-O)gRE
能够用作R8~R10的烷基、烯基、炔基、酰基、芳基、杂芳基及-(L-O)gRE与后述的取代基组T中的烷基、烯基、炔基、酰基、芳基、杂芳基及-(L-O)gRE含义相同,优选的范围也相同。
能够用作上述R8~R10的烷基、烯基、炔基、酰基、芳基及杂芳基可以未经取代,也可以具有取代基。
作为R8~R10中的烷基、烯基、炔基、酰基、芳基及杂芳基可以具有的取代基,可以举出后述的取代基组T中的取代基,例如,优选为卤原子或-(L-O)gRE
作为R1,优选为氢原子、-NR8R9、-OR10或-(L-O)gRE
作为R2及R3,优选为氢原子、-NR8R9、-OR10或-(L-O)gRE,更优选为R2为氢原子、-NR8R9、-OR10或-(L-O)gRE,且R3为氢原子。
作为R8~R10,优选为氢原子、烷基、酰基或-(L-O)gRE,更优选为氢原子或-(L-O)gRE,或者具有-(L-O)gRE作为取代基的酰基,进一步优选为氢原子、-(L-O)gRE或-C(=O)(L-O)gRE
作为上述X1~X3,优选为至少任意1个为>CR2R3,更优选为至少2个为>CR2R3,剩余的1个为-O-、-S-或>CR2R3
在本发明中,从将由通式(I)表示的结构设为更刚直的结构的观点出发,由上述通式(I)表示的结构优选包含X1~X3为>CR2R3的结构。“由通式(I)表示的结构包含X1~X3为>CR2R3的结构”是指,即,连接有n个前述由通式(i)表示的结构中的至少一者由通式(i)表示的结构中的X1~X3均为>CR2R3。这是指,在与由通式(II)~(VI)表示的结构中由通式(I)表示的结构对应的结构中,连接有n个前述由通式(i)表示的结构中的至少一者由通式(i)表示的结构中的X1~X3均为>CR2R3
在由通式(I)表示的结构中,连接有n个前述由通式(i)表示的结构中上述X1~X3为>CR2R3的结构的个数比例优选为30%以上,更优选为60%以上,进一步优选为80%以上。对上限值并没有特别限制,能够设为100%以下。另外,在由通式(I)表示的结构中,还优选为连接有n个前述由通式(i)表示的结构全部为上述X1~X3为>CR2R3的结构。
在上述X1~X3为>CR2R3的结构中的至少一个R2在分子间进而存在多个的情况下,从抑制在分子内的由通式(I)表示的结构之间的相互作用的观点出发,优选为-NR8R9或-OR10,更优选为-NR8R9或-OR10,且R8~R10中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团。
另外,上述的“X1~X3为>CR2R3的结构中的至少一个R2为-NR8R9或-OR10,且R8~R10中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团”是指,即,在R2为-NR8R9的情况下,R8及R9中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团,在R2为-OR10的情况下,R10为包含-(L-O)gRE的基团。
而且,R10为包含-(L-O)gRE的基团是指,R10为-(L-O)gRE,或者具有-(L-O)gRE作为取代基的基团。这同样适用于R8及R9中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团。
La及Lb表示单键或将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及>P(=O)ORB中的1种或2种以上组合而成的连接基团。RA及RB表示氢原子或取代基。
能够构成La或Lb的亚烷基与从选自后述的取代基组T的烷基进一步去除1个氢原子而得的基团含义相同,优选的基团也相同。
能够构成La或Lb的亚烯基与从选自后述的取代基组T的烯基进一步去除1个氢原子而得的基团含义相同,优选的基团也相同。
能够构成La或Lb的亚炔基与从选自后述的取代基组T的炔基进一步去除1个氢原子而得的基团含义相同,优选的基团也相同。
能够构成La或Lb的亚芳基与从选自后述的取代基组T的芳基进一步去除1个氢原子而得的基团含义相同,优选的基团也相同。
能够构成La或Lb的杂亚芳基与从选自后述的取代基组T的杂芳基进一步去除1个氢原子而得的基团含义相同,优选的基团也相同。
能够构成La或Lb的亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基及杂亚芳基可以是未经取代的基团,也可以是具有取代基的基团。
作为能够构成La或Lb的上述亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基及杂亚芳基可以具有的取代基,并不受特别的限定,优选选自后述的取代基组T,更优选可以举出卤原子、烷基、酰氨基、氨基甲酰基或-(L-O)gRE。而且,能够构成La或Lb的上述亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基及杂亚芳基可以具有的取代基可以进一步被选自后述的取代基组T的取代基取代,例如,优选为-(L-O)gRE
并且,能够构成La或Lb的上述亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基及杂亚芳基可以具有的取代基的数量只要能够用作结构,则没有特别限制,能够设为至少1个以上,作为上限值,没有特别限制,例如,亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基及杂亚芳基中的所有氢原子可以被取代基取代。
作为能够用作能够构成La或Lb的>NRA中的RA及>P(=O)ORB中的RB的取代基,并不受特别的限定,优选为选自后述的取代基组T。作为RA,优选为氢原子、烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基或-(L-O)gRE,更优选为氢原子或烷基,进一步优选为氢原子。作为RB,优选为氢原子、烷基、烯基、炔基、芳基或杂芳基,更优选为氢原子或烷基,进一步优选为氢原子。
另外,能够用作RA及RB的上述烷基、烯基、炔基、芳基及杂芳基均可以是未经取代的基团,也可以是具有取代基的基团。
作为能够用作RA及RB的上述烷基、烯基、炔基、芳基及杂芳基可以具有的取代基,并不受特别的限定,优选选自后述的取代基组T,更优选可以举出卤原子、烷基或-(L-O)gRE。而且,能够构成La或Lb的上述烷基、烯基、炔基、芳基及杂芳基可以具有的取代基可以进一步被选自后述的取代基组T的取代基取代,例如,优选为-(L-O)gRE
能够构成La或Lb的将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及>P(=O)ORB中的2种以上组合而成的连接基团中,只要成为妥当的化学结构,则组合的基团的种类并不受特别限制,但例如,优选为2~6种,更优选为2~4种。另外,将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及>P(=O)ORB分别算为1种,最多为12种类。
另外,能够构成La或Lb的将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及>P(=O)ORB中的2种以上组合而成的连接基团中,组合的基团的数量并不受特别限制,但例如,优选举出2~10个,更优选为2~6个,进一步优选为2~4个。
La及Lb优选为单键、>C=O、>NRA或亚烷基、或者亚烷基及亚芳基中的至少1种与>C=O及>NRA中的至少1种的组合,更优选为单键、>C=O、>NRA或亚烷基与>C=O及>NRA的组合。
n为2以上的整数。n的下限值优选为3以上的整数,更优选为7以上的整数,进一步优选为9以上的整数,尤其优选为12以上的整数。对上限值没有特别限制,例如,能够设为72以下的整数,优选为36以下的整数,更优选为24以下的整数,进一步优选为18以下的整数。
<由通式(II)表示的化合物>
本发明的化合物优选由下述通式(II)表示。
[化学式10]
式中,R4及R5表示氢原子、烷基、烯基、炔基、酰基、氨基、羟基、烷氧基、硫烷基、芳基或杂芳基。
R6及R7表示氢原子、羟基、硫烷基、烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、氨基、酰基、杂芳基、阴离子性基团、阳离子性基团或Q。
Q表示羧基、能够与生物物质键合的取代基或能够与固体支撑体键合的取代基。
L1及L6表示亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2或>P(=O)ORB,L2~L5表示单键或将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及>P(=O)ORB中的1种或2种以上组合而成的连接基团。
M表示荧光体部、生理活性物质部、前体药物部或放射性同位素含有部。
其中,M中的至少2个表示荧光体部。
m为1以上的整数。
X1~X3、La、L、RA、RB、RE、g及n与上述X1~X3、La、L、RA、RB、RE、g及n含义相同。
其中,由上述通式(II)表示的化合物满足下述的规定(α-a)及(β-a)。
规定(α-a):满足前述的规定(α1)和/或下述的规定(α2-a)。
规定(α2-a):La、L3及L4中的至少一者为具有包含-(L-O)gRE的基团作为取代基的基团。
规定(β-a):不存在上述的规定(α-a)中规定的包含-(L-O)gRE的R1~R3、La、L3及L4中的-(L-O)gRE与荧光体及生物物质中的至少任一者键合的情况。
另外,R1~R3与上述的R1~R3含义相同。
R4及R5表示氢原子、烷基、烯基、炔基、酰基、氨基、羟基、烷氧基、硫烷基、芳基或杂芳基。
能够用作R4或R5的烷基、烯基、炔基、酰基、氨基、烷氧基、芳基及杂芳基与后述的取代基组T中的烷基、烯基、炔基、酰基、氨基、烷氧基、芳基及杂芳基含义相同,优选的范围也相同。
能够用作R4或R5的烷基、烯基、炔基、酰基、氨基、烷氧基、芳基及杂芳基可以未经取代,也可以具有取代基,作为可以具有的取代基,可以举出后述的取代基组T中的取代基,例如,优选为卤原子。
作为R4及R5,优选为氢原子或烷基,从合成的容易性的观点出发,更优选为氢原子。
R6及R7表示氢原子、羟基、硫烷基、烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、氨基、酰基、杂芳基、阴离子性基团、阳离子性基团或Q。
能够用作R6或R7的烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、氨基、酰基、杂芳基、阴离子性基团及阳离子性基团与后述的取代基组T中的烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、氨基、酰基、杂芳基、阴离子性基团及阳离子性基团含义相同,优选的范围也相同。
能够用作R6或R7的烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、氨基、酰基及杂芳基可以未经取代,也可以具有取代基。
作为R6或R7中的烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、氨基、酰基及杂芳基可以具有的取代基,可以举出后述的取代基组T中的取代基,优选为烷基、酰基、烷氧基、氨基、氨基甲酰基、酰氨基、阴离子性基团、阳离子性基团、-(L-O)gRE或Q、或者将它们组合2种以上而成的取代基。
能够用作R6或R7的Q表示羧基、能够与生物物质键合的取代基或能够与固体支撑体键合的取代基。
作为能够与生物物质键合的取代基,能够适用能够与后述的生物物质键合的取代基的记载,作为能够与固体支撑体键合的取代基,能够适用能够与后述的固体支撑体键合的取代基的记载。
作为R6,优选举出后述的由-L7R6A或-L13R6A表示的取代基的记载,作为R7,优选举出后述由-L8R7A或-L12R7A表示的取代基的记载。
在本发明中,从能够具有适当的亲水性和适当的排除体积效果,并且可以获得优异的荧光强度的观点出发,优选为R6及R7中的任意一者为包含-(L-O)gRE的基团,更优选为R7为-包含(L-O)gRE的基团。
L1及L6表示亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2或>P(=O)ORB,L2~L5表示单键或将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及>P(=O)ORB中的1种或2种以上组合而成的连接基团。RA及RB与上述的RA及RB含义相同。
能够构成L1~L6的亚烷基与从选自后述的取代基组T的烷基进一步去除1个氢原子而得的基团含义相同,优选的基团也相同。
能够构成L1~L6的亚烯基与从选自后述的取代基组T的烯基进一步去除1个氢原子而得的基团含义相同,优选的基团也相同。
能够构成L1~L6的亚炔基与从选自后述的取代基组T的炔基进一步去除1个氢原子而得的基团含义相同,优选的基团也相同。
能够构成L1~L6的亚芳基与从选自后述的取代基组T的芳基进一步去除1个氢原子而得的基团含义相同,优选的基团也相同。
能够构成L1~L6的杂亚芳基与从选自后述的取代基组T的杂芳基进一步去除1个氢原子而得的基团含义相同,优选的基团也相同。
能够构成L1~L6的亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基及杂亚芳基可以是未经取代的基团,也可以是具有取代基的基团。
作为能够构成L1~L6的上述亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基及杂亚芳基可以具有的取代基,并不受特别的限定,优选选自后述的取代基组T,更优选可以举出卤原子、烷基、酰氨基、氨基甲酰基或-(L-O)gRE。而且,能够构成L1~L6的上述亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基及杂亚芳基可以具有的取代基可以进一步被选自后述的取代基组T的取代基取代,例如,优选为-(L-O)gRE
并且,能够构成L1~L6的上述亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基及杂亚芳基可以具有的取代基的数量只要能够用作结构,则没有特别限制,能够设为至少1个以上,作为上限值,没有特别限制,例如,亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基及杂亚芳基中的所有氢原子可以被取代基取代。
在能够构成L2~L5的将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及>P(=O)ORB中的2种以上组合而成的连接基团中,只要成为妥当的化学结构,则组合的基团的种类并不受特别限制,但例如,优选为2~6种,更优选为2~4种。另外,将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、NRA、>S=O、>S(=O)2及>P(=O)ORB分别算为1种,最多为12种类。
另外,在能够构成L2~L5的将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及>P(=O)ORB中的2种以上组合而成的连接基团中,组合的基团的数量并不受特别限制,但例如,优选举出2~10个,更优选为2~6个,进一步优选为2~4个。
(i)L1、L6
L1优选为>C=O、>NRA、亚芳基、亚烷基、-O-或-S-,更优选为>C=O、>NRA、亚芳基或亚烷基,进一步优选为>C=O或>NRA
L6优选为>C=O、>NRA或亚芳基,更优选为>C=O或>NRA
(ii)L3、L4
L3及L4优选为单键、亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O或>NRA、或者亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基及杂亚芳基中的至少1种与>C=O及>NRA的组合,更优选为单键、亚烷基、>C=O或>NRA、或者亚烷基与>C=O及>NRA的组合。
其中,L3优选为单键。
(iii)L2、L5
L2及L5优选为将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O及>NRA中的1种或2种以上组合而成的基团,更优选为由*-Lx-Ly-**表示的基团。
Lx为单键或将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基及杂亚芳基中的1种或2种以上组合而成的基团,Ly为单键、-O-、-S-、>C=O或>NRA。*表示向L1及L3键合的碳原子或L4及L6键合的碳原子的键合键,**表示与M的键合键。其中,在Ly为单键的情况下,Lx为杂亚芳基或者包含位于*侧的将亚烷基、亚烯基、亚炔基及亚芳基中的1种或2种以上组合而成的基团及位于**侧的杂亚芳基的基团。
在上述的由*-Lx-Ly-**表示的基团中,L2及L5优选为Ly为单键、-S-、>C=O或>NRA的基团,更优选为Ly为>C=O或>NRA的基团,进一步优选为Lx为亚烷基且Ly为>C=O或>NRA的基团。
另外,在由上述通式(II)表示的化合物中,将M与L1及La键合的碳原子或L4及L6键合的碳原子连接的连接链(包含L2的连接链及包含L5的连接链的各连接链)中的最短原子数例如为1~60即可,优选为1~40。在M为荧光体部的情况下,上述最短原子数是指,在荧光体部M中,将用于显示荧光的共轭结构部分与L1及La键合的碳原子或L4及L6键合的碳原子连接的连接链中构成最短链的原子数。
另外,在由上述通式(II)表示的化合物中,还优选在M的共轭结构部分-后述的连接基团由ZZZ-L2-表示的结构中由“-连接基团ZZZ-L2-”表示的连接链中的任一部分、及M的共轭结构部分-后述的由连接基团ZZZ-L5-表示的结构中由-连接基团ZZZ-L5-”表示的连接链中的任一部分具有后述由-(CH2-CH2-O)b-表示的结构(b也如后所述。)。
在由通式(II)表示的化合物中,相邻的基团彼此可以相互键合而形成环。作为可以相互键合而形成环的相邻的基团的组合,例如,可以举出L1与L2的组合、L1与La的组合、L2与R4的组合、L4与L5的组合、L4与L6的组合或L5与R5的组合。
上述相邻的基团彼此可以相互键合而形成的环可以为芳香族环及脂肪族环中的任一种,也可以为烃环及杂环中的任一种,优选为5或6元环。
作为上述脂肪族环,优选举出环戊烷环、环己烷环或以上述由通式(I)表示的结构中记载的碳原子、氮原子及X1~X3为环构成原子的5元环,更优选为以上述由通式(I)表示的结构中记载的碳原子、氮原子及X1~X3为环构成原子的5元环。
作为上述芳香族环,优选为苯环或含氮芳香族杂环,更优选为苯环或环构成原子由碳原子及氮原子构成的含氮芳香族杂环,进一步优选为苯环或吡啶环。
这些环可以具有取代基,作为可以具有的取代基,没有特别限制,选自取代基组T。
作为通过L2与R4的组合或L5与R5的组合形成的环,可以为上述脂肪族环及芳香族环中的任一种,优选为上述的脂肪族环。
作为通过L1与L2的组合、L1与La的组合、L4与L5的组合或L4与L6的组合形成的环,上述脂肪族环及芳香族环中的任一种,优选为以上述由通式(I)表示的结构中记载的碳原子、氮原子及X1~X3为环构成原子的5元环或苯环。
例如,由通式(II)的虚线包围的下述结构能够设为,
[化学式11]
包含以下结构的结构。在以下结构中,*表示连接部。
[化学式12]
m为1以上的整数。对上限值没有特别限制,例如,能够设为30以下的整数,优选为20以下的整数,更优选为15以下的整数,进一步优选为10以下的整数。
M表示荧光体部、生理活性物质部、前体药物部或放射性同位素含有部。
作为M能够采用的荧光体部(以下,也称为荧光体部M),只要是包括显示荧光的有机化合物的结构部,则没有特别的限制而能够使用。而且,荧光体部M可以为由显示荧光的有机化合物构成的结构部进一步具有连接基团的结构部。作为这种连接基团,并不受特别限制,例如能够举出后述的连接基团ZZZ。例如,在由通式(II)表示的化合物中,优选举出荧光体部M通过该连接基团ZZZ与L2或L5键合的化合物。
作为荧光体部M,例如,可以优选地举出由呫吨色素、若丹明色素、香豆素色素、花青色素、芘色素、噁嗪色素、方酸菁色素、吡啶基噁唑色素及吡咯亚甲色素中的至少1种色素构成的结构部。
作为上述的呫吨色素、若丹明色素、香豆素色素、花青色素、芘色素、噁嗪色素、方酸菁色素、吡啶基噁唑色素及吡咯亚甲色素,没有特别限制,能够使用作为这些色素通常已知的色素。
上述荧光体部M作为一方式,优选为由吡咯亚甲色素构成的结构部。作为吡咯亚甲色素,能够举出二吡咯亚甲基硼络合物。作为二吡咯亚甲基硼络合物,能够使用国际公开第2019/230963号中记载的由通式(1)或(4)表示的荧光性化合物(二吡咯亚甲基硼络合物)、国际公开第2021/100814号中记载的由通式(1)表示的化合物(二吡咯亚甲基硼络合物),能够将这些记载引用并入本说明书中。
另外,关于构成上述荧光体部M的色素,以不具有能够与生物物质键合的取代基的方式并入。
在本发明中,化合物所具有的所有荧光体部M优选为光吸收特性彼此等效的荧光体部。在本发明中,“光吸收特性彼此等效的荧光体部”是指,满足各荧光体部的吸收光谱中的最大吸收波长之差为15nm以内的关系。
在本发明中,化合物所具有的所有荧光体部M更优选为在各荧光体部的吸收光谱中的最大吸收波长中满足最靠低波长侧的最大吸收波长与最靠高波长侧的最大吸收波长之差为15nm以内的关系的化合物。
作为化合物中具有2个荧光体部的化合物,如上所述,已知有产生FRET现象的化合物。该化合物中的被激励光激励的荧光体部I(能量供给体)和从荧光体部I接受能量而消光或发光的其他荧光体部II(能量受容体)的各吸收光谱中最大吸收波长之差通常超过15nm。在这种化合物中,虽然从荧光体部I发出荧光但是能量被荧光体部II接收,因此导致作为化合物的荧光强度变低。
与此相对,如上所述,在本发明的化合物具有光吸收特性彼此等效的荧光体部情况下,能够抑制FRET现象,而容易获得与荧光体部的数量成比例的荧光强度。
作为上述的光吸收特性彼此等效的荧光体部的化学结构,只要满足上述的最大吸收波长之差则没有特别限制,优选为荧光体部的主骨架的结构相同。其中,取代基的组态及链长等可以不同,而且在具有阴离子性基团或阳离子性基团的情况下,抗衡离子也可以彼此不同。上述最大吸收波长之差优选为10nm以内,更优选为5nm以内。
另外,荧光体部的吸收光谱是指,使用分光光度计测定利用PBS缓冲液(Phosphate-buffered saline:磷酸盐缓冲盐水)稀释的构成荧光体部的荧光体单体的光谱。
在本发明的化合物中,上述荧光体部M的数量为2个以上。对上限值没有特别限制,例如能够设为30个以下,优选为20个以下,更优选为15个以下。
上述荧光体部M作为另一方式,优选为由花青色素构成的结构部,更优选为由下述通式(α)所表示的花青色素构成的结构部。
[化学式13]
式中,R1~R4表示烷基或-(CH2-CH2-O)b-R21。b为1~50,R21表示烷基。
R11~R13表示氢原子、烷基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、氨基或卤原子,相邻的基团彼此可以相互键合而形成5元环或6元环。
R22~R25及R32~R35表示氢原子、烷基、烷氧基、芳基、磺基、氨磺酰基、羧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基、氨基甲酰基、酰氨基、硝基或卤原子。
R41及R42表示烷基或-(CH2-CH2-O)b-R21。R21及b与上述的R21及b含义相同。R41及R42可以彼此键合而形成环。
a为1~3的整数。
通过从上述的R1~R4、R11~R13、R22~R25、R32~R35、R41或R42中的任一个去除1个氢原子,成为1价的结构部。
其中,由式(α)表示的花青色素为中性。
由上述通式(α)表示的花青色素依赖于通过共轭双键连接的重复数为2a+3的次甲基链的长度,当a=1时,在520~600nm的波长区域(585nm附近),具有激励吸收波长,当a=2时,在620~700nm的波长区域(685nm附近),具有激励吸收波长,当a=3时,在740~830nm的波长区域(785nm附近),具有激励吸收波长。因此,具有由通式(α)所表示的花青色素构成的结构部作为荧光体部M的本发明的化合物分别在使用与化合物的吸收激励波长对应的大致500~800nm的波长区域的任意波长(例如,600nm、700nm、800nm附近)的光源作为激励光源的荧光标记中,能够用作显示优异的荧光强度的化合物。
在多色WB中,在从可见区域到近红外区域的范围内,检测多个发光色。因此,需要以多个色素的吸收发光波形成为适当的波长关系的方式进行选择,以免在使色素激励发光时相互干涉而产生串扰。理想的是,调整成在某个激励光中仅有1个色素发光,其他色素不发光。从该观点出发,例如,在多色WB的近红外区域的发光中,使用700nm附近和800nm附近这样的波长某种程度分离的2种激励光源。
利用近红外光激励的荧光检测与利用可见光激励的检测相比,能够抑制膜的自家荧光,即背景荧光,因此容易提高信噪比(S/N比),能够高灵敏度地检测目标蛋白质。因此,近年来,在微量蛋白质的分析研究中,利用近红外区域的发光的荧光检测WB的必要性增加。
然而,在近红外区域,通常荧光色素的荧光量子产率低,不易获得高的信号量。即使在具有上述700nm附近和800nm附近的2种化合物的多色WB中,具有由通式(α)所表示的花青色素构成的结构部作为荧光体部M的本发明的化合物中a=2或3的化合物也能够用作显示出优异的荧光强度的化合物,尤其,对于更高灵敏度地观察、检测蛋白质的要求,与使用了以往的花青色素的荧光标记相比,也能够显示出优异的荧光强度。
(i)R1~R4
R1~R4表示烷基或-(CH2-CH2-O)b-R21
能够用作R1~R4的烷基与后述的取代基组T中的烷基含义相同。
未经取代的烷基的碳原子数优选为1~6,更优选为1~4,进一步优选为1~2。
在烷基具有取代基的情况下,作为具有取代基的烷基的烷基部分的碳原子数,优选为1~10,更优选为1~8,进一步优选为2~6,尤其优选为2~5。并且,作为构成具有取代基的烷基的最长链的原子数,优选为3~35,更优选为3~25,进一步优选为3~15,尤其优选为3~11。
在本发明中,“具有取代基的烷基的烷基部分的碳原子数”是指除了烷基所具有的取代基部分以外的碳原子数。
在本发明中,“构成具有取代基的烷基的最长链的原子数”是指包含取代基部分的原子数(即,从总原子数中减去不构成最长链的分子链的原子数而得的原子数)。另外,在磺基、羧基等具有解离性的氢原子的取代基构成最长链的情况下,无论有无解离,都包含氢原子进行计算。并且,不包含后述的能够与生物物质键合的取代基部分中的原子数。
作为能够用作R1~R4的烷基可以具有的取代基,可以举出烷氧基、羧基、烷氧基羰基、酰氧基、氨基甲酰基、酰氨基、磺基、膦酰基及-(CH2-CH2-O)b-R21、以及由这些取代基的组合构成的基团。
作为能够用作R1~R4的具有取代基的烷基,只要是具有上述取代基的烷基,则没有特别限制。
作为能够用作R1~R4的烷基,优选为未经取代的烷基。
(-(CH2-CH2-O)b-R21)
能够用作R1~R4的-(CH2-CH2-O)b-R21中,b为1~50,R21表示烷基。
b是指平均重复数(也简称为重复数。),优选为1~24,更优选为1~12,进一步优选为1~10,尤其优选为4~10,最优选为4~8。
关于上述平均重复数,能够对化合物进行1H-NMR测定,由平均积分值计算。在本发明中规定的平均重复数是指,将通过上述方法计算出的平均重复数的小数第一位四舍五入而获得的数。
R21中的烷基能够适用能够用作上述R1~R4的烷基的记载。
作为能够用作R1~R4的-(CH2-CH2-O)b-R21及作为R1~R4的烷基能够作为取代基具有的-(CH2-CH2-O)b-R21,优选为-(CH2-CH2-O)b-未经取代的烷基。
从提高荧光色素本身的荧光强度的观点出发,优选为R1~R4中的至少一者包含由-(CH2-CH2-O)b-表示的结构,更优选为R1及R2中的至少一者和R3及R4中的至少一者包含由-(CH2-CH2-O)b-表示的结构。
本发明的化合物中的所有荧光体部M为由通式(α)所表示的花青色素构成的结构部,进一步优选为R1及R2中的至少一者与R3及R4中的至少一者包含由-(CH2-CH2-O)b-表示的结构。
由上述-(CH2-CH2-O)b-表示的结构优选通过采用-(CH2-CH2-O)b-R21作为R1~R4导入。
上述-(CH2-CH2-O)b-中的b与上述-(CH2-CH2-O)b-R21中的b含义相同。
R1~R4的取代基相对于花青色素骨架(平面)向垂直方向突出,因此推测通过包含由-(CH2-CH2-O)b-表示的结构作为该取代基,稠环部分不易发生π-π相互作用(抑制缔合的效果增强),能够抑制由缔合引起的荧光强度的下降。
(ii)R11~R13
R11~R13分别独立地表示氢原子、烷基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、氨基或卤原子。相邻的基团彼此可以相互键合而形成5元环或6元环。
能够用作R11~R13的烷基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、氨基及卤原子与后述的取代基组T中的烷基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、氨基及卤原子含义相同,优选范围也相同。
作为R11~R13中的烷基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基及氨基可以具有的取代基,可以举出后述的取代基组T中的取代基。
在R11~R13中,相邻的基团彼此相互键合而形成的5元环或6元环可以为芳香族性或脂肪族性中的任一种,优选为脂肪族性。并且,优选形成6元环。化合物中的上述5元环或6元环的数量没有特别限制,优选为1或2个,更优选为1个。
例如,以a=3的情况为例,作为具有R11~R13中相邻的基团彼此键合而形成的环的结构,可以优选举出下述结构。另外,在下述例中,记载了未形成环结构的R11~R13为氢原子,环结构不具有取代基的结构,但并不限定于这些。并且,在下述中,省略记载波浪线末端的结构。
[化学式14]
R11及与假吲哚环键合的碳原子所具有的R13优选为氢原子。
R12及除了上述以外的R13优选为氢原子或烷基。
在R11~R13中,除了R11及与假吲哚环键合的碳原子所具有的R13以外的R12~R13中的相邻的基团彼此(即,除了与假吲哚环键合的碳原子所具有的R13以外的R13和R12中的相邻的基团彼此)优选相互键合而形成5或6元环,更优选形成6元环。而且,优选在连接吲哚啉环及假吲哚环的键合的中心部分形成上述5或6元环。在连接吲哚啉环及假吲哚环的键的中心部分形成的环是指含有来自吲哚啉环及假吲哚环的键合原子数相等的碳原子作为环构成原子的环。
上述荧光体部M通过从上述的R1~R4、R11~R13、R22~R25、R32~R35、R41或R42中的任一个中去除1个氢原子,成为1价的结构部。
具体而言,通过从能够用作R1~R4、R11~R13、R22~R25、R32~R35、R41或R42的取代基中去除1个氢原子成为1价的结构部,或者能够用作R11~R13、R22~R25或R32~R35的氢原子被去除,而成为在键合有R11~R13、R22~R25或R32~R35的碳原子上具有键合键的1价的结构部。
其中,上述荧光体部M优选通过从上述R41及R42键合而形成的环上去除1个氢原子成为1价的结构部,或者通过从能够用作R12(优选为从吲哚啉环及假吲哚环的键合原子数相等的碳原子上的R12)的取代基去除1个氢原子成为1价的结构部。
(iii)R22~R25及R32~R35
R22~R25及R32~R35表示氢原子、烷基、烷氧基、芳基、磺基、氨磺酰基、羧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基、氨基甲酰基、酰氨基、硝基或卤原子。关于这些R22~R25及R32~R35,相邻的基团彼此可以相互键合而形成稠环。
能够用作R22~R25及R32~R35的烷基、烷氧基、芳基、磺基、氨磺酰基、羧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基、氨基甲酰基、酰氨基、硝基及卤原子分别与后述的取代基组T中的烷基、烷氧基、芳基、磺基、氨磺酰基、羧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基、氨基甲酰基、酰氨基、硝基及卤原子含义相同。
作为R22~R25及R32~R35中相邻的基团彼此相互键合而形成的稠环,没有特别限制,但例如,可以举出萘环(通过相邻的基团彼此相互键合而形成苯环,与R22~R25键合的苯环或R32~R35键合的苯环一起形成的萘环)。另外,从抑制缔合的观点出发,优选R22~R25及R32~R35中相邻的基团彼此不相互键合,不形成稠环。
从提高水溶性及抑制缔合的观点出发,优选为R22~R25中的至少一者和R32~R35中的至少一者具有亲水性基团,更优选为R22~R25所键合的环及R32~R35所键合的环的每一个具有至少1个亲水性基团。例如,R22~R25及R32~R35中相邻的基团彼此相互键合而分别形成萘环作为稠环的情况下,是指R22~R25所键合的环的数量为2个,R32~R35所键合的环的数量为2个,更优选为R22~R25中的至少2个及R32~R35中的至少2个具有亲水性基团。只要是可能的结构,则上限值没有特别限制,能够根据后述的作为化合物整体的亲水性基团的数量适当调整。
作为亲水性基团,没有特别限制,例如,可以举出具有取代基的烷氧基、羧基、磺基及膦酰基,优选为磺基。
R22~R25及R32~R35优选为氢原子、烷基、磺基、硝基或卤原子,更优选为氢原子、烷基、磺基或卤原子,进一步优选为氢原子、烷基或磺基。
(iv)R41及R42
R41及R42表示烷基或-(CH2-CH2-O)b-R21。R21及b与上述的R21及b含义相同。
作为R41及R42中的烷基可以具有的取代基,可以举出烷氧基、羧基、烷氧基羰基、酰氧基、氨基甲酰基、酰氨基、磺基及膦酰基以及由这些取代基的组合构成的基团。
能够用作R41及R42的烷基与后述的取代基组T中的烷基含义相同。
未经取代的烷基的碳原子数优选为1~6,更优选为1~4,进一步优选为1~3。
具有取代基的烷基的烷基部分的碳原子数优选为1~10,更优选为1~8,进一步优选为1~7,进一步优选为1~6,进一步优选为1~5。并且,构成具有取代基的烷基的最长链的原子数优选为3~14,更优选为3~12,进一步优选为3~10。
作为能够用作R41及R42的具有取代基的烷基,从进一步提高水溶性的观点出发,优选为具有烷氧基、羧基、磺基及膦酰基中的至少一者作为取代基的烷基,更优选为具有羧基及磺基中的至少一者作为取代基的烷基。另外,也可以是具有由上述优选的取代基(烷氧基、羧基、磺基及膦酰基)和除了这些取代基以外的基团的组合构成的取代基的烷基。
并且,也能够优选适用能够用作上述R1~R4的具有取代基的烷基的方式。
能够用作R41及R42的-(CH2-CH2-O)b-R21能够优选适用上述R1~R4中的-(CH2-CH2-O)b-R21的记载。
R41及R42可以彼此键合而形成环。
由上述通式(α)表示的花青色素中,作为R41及R42相互键合而形成环的结构,优选举出由下述通式(β)表示的花青色素。
[化学式15]
式中,Lx及Ly表示亚烷基或-(CH2-CH2-O)b-亚烷基-*。*表示与U的键合位置。
连接基团U表示原子数1~100的2价连接基团。
R1~R4、R11~R13、R22~R25、R32~R35、b及a与上述通式(α)中的R1~R4、R11~R13、R22~R25、R32~R35、b及a含义相同,除非另有说明,优选的范围也相同。
R1~R4、Lx、Ly及U中的至少一者包含由-(CH2-CH2-O)b-表示的结构。b与上述b含义相同。
其中,由式(β)表示的花青色素为中性。
能够用作Lx及Ly的亚烷基相当于从能够用作R41及R42的具有取代基的烷基中去除1个氢原子或取代基而获得的亚烷基。
能够用作Lx及Ly的亚烷基的亚烷基部分的碳原子数能够优选适用R41及R42中的具有取代基的烷基的烷基部分的碳原子数的记载。
能够用作Lx及Ly的-(CH2-CH2-O)b-亚烷基-*相当于从能够用作R41及R42的-(CH2-CH2-O)b-R21(R21表示具有取代基的烷基。)中作为R21的烷基中去除1个氢原子或取代基而获得的-(CH2-CH2-O)b-亚烷基。
在能够用作Lx及Ly的-(CH2-CH2-O)b-亚烷基-*中,b优选为1~10,更优选为1~8,亚烷基部分的碳原子数能够优选适用R41及R42中的具有取代基的烷基的烷基部分的碳原子数的记载。
从进一步提高荧光强度的观点出发,Lx及Ly优选均包含由-(CH2-CH2-O)b-表示的结构。
构成连接基团U的总原子数为1~100,优选为10~90,更优选为20~90,进一步优选为30~80。
连接基团U优选为选自亚烷基、-O-、-NR50-、-COO-、-CONR50-及-SO2NR50-的3个以上键合而形成的2价连接基团。R50表示氢原子或烷基。
能够用作连接基团U的亚烷基的亚烷基部分的碳原子数优选为1~10,更优选为1~8,进一步优选为1~7,尤其优选为1~6,最优选为1~5。
在本发明中,“亚烷基的亚烷基部分的碳原子数”是指,除了亚烷基所具有的取代基部分以外的碳原子数。
能够用作R50的烷基能够优选适用上述R1~R4中的烷基的记载。
作为R50,优选为氢原子。
构成连接基团U的上述亚烷基、-O-、-NR50-、-COO-、-CONR50-及-SO2NR50-的数量优选为3~11,更优选为3~7,进一步优选为3~5,尤其优选为3。
在连接基团U中,与Lx及Ly的连接部优选为-O-、-NR50-、-COO-、-CONR50-或-SO2NR50-。即,连接基团U优选介由构成连接基团U的-O-、-NR50-、-COO-、-CONR50-或-SO2NR50-与Lx及Ly的亚烷基键合。连接基团U更优选为2价连接基团,其中,与Lx及Ly的连接部是-O-、-NR50-、-COO-、-CONR50-或-SO2NR50-,并且上述连接部彼此通过亚烷基连接。
连接基团U优选通过去除1个氢原子成为1价的结构部即荧光体部M。在连接基团U中,作为去除1个氢原子的部位,可以举出亚烷基或作为R50的烷基,优选为亚烷基。
在连接基团U中,在亚烷基或作为R50的烷基中去除1个氢原子时,可以从亚烷基或作为R50的烷基直接去除1个氢原子,连接基团ZZZ与亚烷基或作为R50的烷基键合,该连接基团ZZZ可以成为键合键。
作为上述连接基团ZZZ,可以举出亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NR60、>S=O、>S(=O)2、>P(=O)OR70、-COO-、-CONR60-及-(CH2-CH2-O)p-、以及由这些取代基的组合构成的基团。组合的数量没有特别限制,例如,能够设为2~20,优选为2~7,更优选为2~5。
R60及R70为氢原子或烷基,优选为氢原子。作为能够用作R60及R70的烷基,能够优选适用上述R50中的烷基的记载。
p表示重复数,优选为1~10,更优选为1~8,进一步优选为1~4。
(v)a
a为1~3的整数,优选为2或3的整数。
在由上述通式(α)表示的花青色素中,R1~R4、R41及R42中的至少一者优选包含由-(CH2-CH2-O)b-表示的结构。b与上述b含义相同。由此,认为具有由通式(α)所表示的花青色素构成的结构部的本发明的化合物能够具有适度的亲水性和适度的排除体积效果,所获得的标记生物物质能够显示出优异的荧光强度。
而且,关于由上述通式(α)表示的花青色素,从作为本发明的化合物赋予充分的亲水性的观点出发,由通式(α)表示的花青色素的每一分子的亲水性基团的数量优选为2个以上,更优选为2~8个,进一步优选为2~6个,尤其优选为3~6个。
作为亲水性基团,能够适用前述R22~R25及R32~R35能够采用的亲水性基团的记载。
只要没有特别说明,亲水性基团的位置并不受特别限制,作为具有上述亲水性基团的基团,例如可以优选举出R11~R13、R22~R25、R32~R35、R41或R42
另外,在由上述通式(α)或(β)表示的结构中,可以从任意取代基去除1个氢原子成为1价的结构部(荧光体部M),但例如优选为从连接基团U去除1个氢原子1个成为1价的结构部、或者通过从能够用作R12(优选为从吲哚啉环及假吲哚环的键合原子数相等的碳原子上的R12)的取代基去除1个氢原子成为1价的结构部。
作为能够用作M的生理活性物质部,只要是由生理活性物质构成的结构部,则没有特别限制而能够使用。作为生理活性物质,例如,可以举出维生素、辅酶、荷尔蒙、抗生素、神经递质、细胞因子等,更具体而言,日本特开2021-020956的[0095]段中记载的卡利奇霉素、阿霉素、道诺霉素、丝裂霉素C、博来霉素、环胞苷、长春新碱、长春花碱、甲氨蝶呤、顺氯氨铂或其衍生物、澳瑞他汀或其衍生物、美坦生或其衍生物、紫杉醇或其衍生物、喜树碱或其衍生物等,能够适用日本特开2021―020956的[0095]~[0099]段的记载。
作为能够用作M的前体药物部,只要是由在活体内被代谢而变化为生理活性物质的化合物构成的结构部,则没有特别限制而能够使用。作为前体药物,例如,能够适用日本特开2020-105187的[0003]段的记载(2-吡咯啉阿霉素的前体药物方式)。
作为能够用作M的放射性同位素含有部,只要是包含能够啊医疗领域利用的放射性同位素的结构部,则没有特别限制而能够使用。作为放射性同位素,例如,可以举出碘131、铟111、钇90及镥177、铜64,但不限于这些。能够适用日本特开2021-11483的[0225]段的记载。作为包含放射性同位素的结构部,可以举出上述放射性同位素键合或配位于氨基或叔胺的氮原子、硫烷基、芳基或杂芳基等的结构部。作为叔胺的氮原子配位于上述放射性同位素的结构部,可以举出DOTA(1,4,7,10-四氮环十二烷-1,4,7,10-四乙酸)等配位于上述放射性同位素而形成络合物的结构部,作为硫烷基配位于上述放射性同位素的结构部,可以举出由二乙酰基双(N(4)-甲基氨基硫脲)铜(II)等络合物构成的结构部。
<由通式(III)表示的化合物>
由上述通式(II)表示的化合物优选为由下述通式(III)表示。
[化学式16]
式中,Y1~Y3、Z1~Z3及W1~W3表示氢原子、烷基、烯基、炔基、酰基、氨基、羟基、烷氧基、硫烷基、芳基或杂芳基。
LL1及LL2表示单键或将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及>P(=O)ORB中的1种或2种以上组合而成的连接基团。
s、t及u为0以上的整数。
R4~R7、L1、L2、L5、L6、X1~X3、M、L、RA、RB、RE、g、n及m与上述R4~R7、L1、L2、L5、L6、X1~X3、M、L、RA、RB、RE、g、n及m含义相同。
其中,由上述通式(III)表示的化合物满足下述的规定(α-b)及(β-b)。
规定(α-b):满足前述的规定(α1)和/或下述的规定(α2-b)。
规定(α2-b):Y1~Y3、Z1~Z3及W1~W3中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团。
规定(β-b):不存在上述的规定(α-b)中规定的包含-(L-O)gRE的R1~R3、Y1~Y3、Z1~Z3及W1~W3中的-(L-O)gRE与荧光体及生物物质中的至少任一者键合的情况。
另外,R1~R3与上述的R1~R3含义相同。
其中,由s、t或u括起来的结构不是上述由通式(I)表示的结构。即,Y1与W1或Z1键合或Y2或W2或Z2键合,或者Y3与W3或Z3键合没有形成由通式(I)表示的结构。
Y1~Y3、Z1~Z3及W1~W3表示氢原子、烷基、烯基、炔基、酰基、氨基、羟基、烷氧基、硫烷基、芳基或杂芳基。
能够用作Y1~Y3、Z1~Z3或W1~W3的烷基、烯基、炔基、酰基、氨基、烷氧基、芳基及杂芳基与后述的取代基组T中的烷基、烯基、炔基、酰基、氨基、烷氧基、芳基及杂芳基含义相同,优选的范围也相同。
能够用作Y1~Y3、Z1~Z3或W1~W3的烷基、烯基、炔基、酰基、氨基、烷氧基、芳基及杂芳基可以未经取代,也可以具有取代基,作为可以具有的取代基,可以举出后述的取代基组T中的取代基,例如,优选为卤原子、酰氨基、氨基甲酰基或-(L-O)gRE
而且,能够构成Y1~Y3、Z1~Z3或W1~W3的上述烷基、烯基、炔基、酰基、氨基、烷氧基、芳基及杂芳基可以具有的取代基可以进一步被选自后述的取代基组T的取代基取代,例如,优选为-(L-O)gRE
Y1~Y3优选为氢原子、烷基、芳基或杂芳基,更优选为氢原子。
W1~W3优选为氢原子、烷基、芳基或杂芳基,更优选为氢原子。
Z1~Z3优选为烷基、芳基或杂芳基,更优选为烷基。
在由通式(III)表示的化合物中,抑制由通式(I)表示的结构之间的相互作用,因此优选包含具有空间排斥作用的基团,从该观点出发,Y1~Y3、Z1~Z3及W1~W3中的至少一者优选为包含-(L-O)gRE的基团,更优选为包含-(L-O)gRE的烷基。
其中,“Y1~Y3、Z1~Z3及W1~W3中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团”是指,满足下述条件(Z1)~(Z3)中的至少一者。
条件(Z1):上述s为1以上的整数且上述Y1、Z1及W1中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团。
条件(Z2):上述t为1以上的整数且上述Y2、Z2及W2中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团。
条件(Z3):上述u为1以上的整数且上述Y3、Z3及W3中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团。
而且,“Y1~Y3、Z1~Z3及W1~W3中的至少一者为包含-(L-O)gRE的烷基”是指,将上述条件(Z1)~(Z3)中的“包含-(L-O)gRE的基团”改读为“包含-(L-O)gRE的烷基”的基础上,满足上述条件(Z1)~(Z3)中的至少一者。
LL1及LL2表示单键或将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及>P(=O)ORB中的1种或2种以上组合而成的连接基团。RA及RB与上述的RA及RB含义相同。
作为能够构成LL1及LL2的亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、>NRA及>P(=O)ORB,能够优选适用上述能够构成La或Lb的亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、>NRA及>P(=O)ORB的记载。
LL1及LL2优选为>C=O、>NRA、亚烷基、亚芳基或杂亚芳基,更优选为>C=O或NRA。另外,RA优选为氢原子。
s、t及u为0以上的整数。
对s、t及u的上限值没有特别限制,例如,能够设为20以下,优选为10以下,更优选为5以下。其中,s、t及u优选为0或1的整数。
另外,在也能够分类为由t括起来的结构与由u括起来的结构中的任一种的情况下,优先分类为由u括起来的结构。
<由通式(IV)表示的化合物>
由上述通式(III)表示的化合物优选由下述通式(IV)表示。
[化学式17]
式中,R6A及R7A表示氢原子、羟基、硫烷基、烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、杂芳基、氨基、酰基、阴离子性基团、阳离子性基团或Q。其中,R6A及R7A中的至少一者表示Q。
L7及L8表示将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及>P(=O)ORB中的1种或2种以上组合而成的连接基团。
Y4及Y5表示氢原子、烷基、烯基、炔基、酰基、氨基、羟基、烷氧基、硫烷基、芳基或杂芳基。
R4、R5、L2、L5、X1~X3、Y1~Y3、Z1~Z3、W1~W3、M、Q、RA、RB、n、m、s、t及u与上述R4、R5、L2、L5、X1~X3、Y1~Y3、Z1~Z3、W1~W3、M、Q、RA、RB、n、m、s、t及u含义相同。
R6A或R7A及L7或L8分别确定为R6A或R7A为未经取代的基团,L7或L8成为最长的基团。其中,在由-L7R6A或-L8R7A表示的基团具有阴离子性基团、阳离子性基团或Q的情况下,位于最末端侧(-L7R6A中的R6A侧、-L8R7A中的R7A侧)的阴离子性基团、阳离子性基团或Q被确定为R6A或R7A
R6A及R7A表示氢原子、羟基、硫烷基、烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、杂芳基、氨基、酰基、阴离子性基团、阳离子性基团或Q。其中,R6A及R7A中的至少一者表示Q。
能够用作R6A及R7A的烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、杂芳基、氨基、酰基、阴离子性基团及阳离子性基团与后述的取代基组T中的烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、杂芳基、氨基、酰基、阴离子性基团及阳离子性基团含义相同,优选的范围也相同。其中,均为未经取代的基团。
能够用作R6A及R7A的Q与前述的Q含义相同,优选的范围也相同。
R6A优选为烷基、硫烷基、芳基、杂芳基或Q,更优选为烷基或Q。
R7A优选为烷基、硫烷基、芳基、杂芳基或Q,更优选为烷基或Q。
L7及L8表示将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及>P(=O)ORB中的1种或2种以上组合而成的连接基团。RA及RB与前述的RA及RB含义相同。
能够构成L7或L8的亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、>NRA及>P(=O)ORB能够优选适用前述能够构成L1~L6的亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、>NRA及>P(=O)ORB的记载。
作为能够构成L7或L8的上述亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基及杂亚芳基可以具有的取代基,并不受特别的限定,优选选自后述的取代基组T,更优选可以举出卤原子、芳基、烷基、酰氨基、氨基甲酰基或-(L-O)gRE。而且,能够构成L7或L8的上述亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基及杂亚芳基可以具有的取代基可以进一步被选自后述的取代基组T的取代基取代,例如,优选为-(L-O)gRE
并且,能够构成L7或L8的上述亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基及杂亚芳基可以具有的取代基的数量只要能够用作结构,则没有特别限制,能够设为至少1个以上,作为上限值,没有特别限制,例如,亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基及杂亚芳基中的所有氢原子可以被取代基取代。
在本发明中,从合成的容易性的观点出发,优选为L7及L8中的任意一者包含由-(L-O)g-表示的结构,更优选为L8包含由-(L-O)g-表示的结构。L及g与后述的聚亚烷基氧基中的L及g含义相同。
L7更优选为将亚烷基、-O-、>C=O及>NRA中的1种或2种以上组合而成的连接基团,进一步优选为亚烷基、-O-、>C=O、>NRA、-NRA-亚烷基键合在由-[NRA-亚烷基-C(=O)]-表示的重复单元(重复数优选为1~20)的右侧的基团、-NRA-(L-O)g-亚烷基或-C(=O)-(L-O)g-亚烷基。
L8更优选为将亚烷基、-O-、>C=O及>NRA中的1种或2种以上组合而成的连接基团,进一步优选为亚烷基、-O-、>C=O、>NRA、-NRA-亚烷基键合在由-[NRA-亚烷基-C(=O)]-表示的重复单元(重复数优选为1~20)的右侧的基团、-NRA-(L-O)g-亚烷基或-C(=O)-(L-O)g-亚烷基。
Y4及Y5表示氢原子、烷基、烯基、炔基、酰基、氨基、羟基、烷氧基、硫烷基、芳基或杂芳基。
能够用作Y4或Y5的烷基、烯基、炔基、酰基、氨基、烷氧基、芳基及杂芳基与后述的取代基组T中的烷基、烯基、炔基、酰基、氨基、烷氧基、芳基及杂芳基含义相同,优选的范围也相同。
另外,能够用作Y4或Y5的上述烷基、烯基、炔基、酰基、氨基、烷氧基、芳基及杂芳基均可以为未经取代的基团,也可以为具有取代基的基团。
Y4及Y5优选为氢原子或烷基,更优选为氢原子。
<由通式(V)表示的化合物>
由上述通式(II)表示的化合物还优选为由下述通式(V)表示。由下述通式(V)表示的化合物相当于在由上述通式(II)表示的化合物中,L1及L4为>NH,La及L6为>C=O,L3为单键,R4及R5为氢原子,L1与L2以及L4与L5分别相互键合而形成特定的5元环的化合物。
[化学式18]
式中,X4~X9表示-O-、-S-、>NR101或>CR102R103
其中,X4~X6中的一者为具有-L10-M作为R101~R103中的任意一者的碳原子或氮原子,X7~X9中的一者为具有-L11-M作为R101~R103中的任意一者的碳原子或氮原子。
均不是-L10-M及-L11-M中的任一个的R101~R103表示氢原子、烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、-NR8R9、-OR10或阴离子性基团。
L10及L11表示单键或2价连接基团。
R6~R10、X1~X3、M、n及m与前述的通式(II)中的R6~R10、X1~X3、M、n及m含义相同。
其中,由()n括起来的结构具有>NR1及>CR2R3中的至少任一者,且由上述()n括起来的结构所包含的R1~R3中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团。不存在上述包含-(L-O)gRE的R1~R3与荧光体及生物物质中的至少任一者键合的情况。作为该规定的说明,在前述的通式(I)中的规定(α)及(β)所涉及的说明中,能够适用规定(α1)的说明和规定(β)中与规定(α1)对应的部位的说明。
另外,R1~R3与上述的R1~R3含义相同。
作为X4~X6,X4~X6中的一者为>NR101或>CR102R103且当X4~X6中的一者为>NR101时R101为-L10-M,当X4~X6中的一者为>CR102R103时R102或R103为-L10-M,除此以外,除非另有说明,能够适用前述的通式(I)中的X1~X3的记载。
而且,作为X7~X9,X7~X9中的一者为>NR101或>CR102R103,且当X7~X9中的一者为>NR101时R101为-L11-M,当X7~X9中的一者为>CR102R103时R102或R103为-L11-M,除此以外,除非另有说明,能够适用前述的通式(I)中的X1~X3的记载。
即,作为X4及X7能够适用前述的X1的记载、作为X5及X8能够适用前述的X2的记载、作为X6及X9能够适用前述的X3的记载,作为均不是-L10-M及-L11-M中的任一个的R101、R102及R103,能够分别适用前述的通式(I)中的R1、R2及R3的记载。
在X4~X9中不具有-L10-M及-L11-M中的任一个的>NR101及>CR102R103中,R101优选为烷基,R102及R103优选为氢原子。
作为在X4~X6中不具有上述的-L10-M的2个基团,优选至少1个为>CR102R103,更优选为至少1个为>CR102R103,剩余1个为-O-、-S-或>CR102R103,进一步优选为2个均为>CR102R103
作为在X7~X9中不具有上述的-L11-M的2个基团,优选至少1个为>CR102R103,更优选为至少1个为>CR102R103,剩余1个为-O-、-S-或>CR102R103,进一步优选为2个均为>CR102R103
作为在X4~X6中作为R101~R103中的任意1个具有-L10-M的>NR101或>CR102R103,优选为R103为-L10-M,由>CR102R103表示的基团,更优选为R102为氢原子,R103为-L10-M,由>CR102R103表示的基团。
作为在X7~X9中作为R101~R103中的任意1个具有-L11-M的>NR101或>CR102R103,优选为R103为-L11-M,由>CR102R103表示的基团,更优选为R102为氢原子,R103为-L11-M,由>CR102R103表示的基团。
在X4~X6中具有-L10-M的基团并不受特别限制,但优选为X5
在X7~X9中具有-L11-M的基团并不受特别限制,但优选为X8
L10及L11优选为单键或将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及>P(=O)ORB中的1种或2种以上组合而成的连接基团,更优选为将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及>P(=O)ORB中的1种或2种以上组合而成的基团,进一步优选为由*-Lx1-Ly1-**表示的基。
关于能够构成L10及L11的亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、>NRA及>P(=O)ORB,除非另有说明,能够适用前述能够构成La及Lb的亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、>NRA及>P(=O)ORB的记载。
Lx1为单键或将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基及杂亚芳基中的1种或2种以上组合而成的基团,Ly1为单键、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2或>P(=O)ORB。另外,在*-Lx1-Ly1-**中,*表示向X4~X9的键合键,**表示与M的键合键。
在上述由*-Lx1-Ly1-**表示的基团中,L10及L11优选为Ly1为单键、-S-、>C=O或>NRA的基团,更优选为Ly1为>C=O或>NRA的基团,进一步优选为Lx1为单键,Ly1为>C=O或>NRA的基团。
另外,在由上述通式(V)表示的化合物中,连接M与X4~X9中的任一个的连接链(包含L10的连接链及包含L11的连接链的各连接链)中的最短原子数例如可以为1~60,优选为1~40。在M为荧光体部的情况下,上述最短原子数是指,在荧光体部M中,构成连接用于显示荧光的共轭结构部分和X4~X9中的任一个的连接链中最短链的原子数。
另外,在由上述通式(V)表示的化合物中,还优选在M的共轭结构部分由-前述的连接基团ZZZ-L10-表示的结构中由“-连接基团ZZZ-L10-”表示的连接链中的任意部分及M的共轭结构部分由-前述的连接基团ZZZ-L11-表示的结构中由“-连接基团ZZZ-L11-”表示的连接链中的任意部分中具有前述的由-(CH2-CH2-O)b-表示的结构(b也如前所述。)。
<由通式(VI)表示的化合物>
由上述通式(V)表示的化合物优选由下述通式(VI)表示。
[化学式19]
式中,R6A及R7A表示氢原子、羟基、硫烷基、烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、杂芳基、氨基、酰基、阴离子性基团、阳离子性基团或Q。其中,R6A及R7A中的至少一者表示Q。
L12及L13表示连接基团。
na及nb为0以上的整数。
L10、L11、X1~X9、M、Q、n及m与上述L10、L11、X1~X9、M、Q、n及m含义相同。
其中,由()n、()na或()nb括起来的结构均具有>NR1及>CR2R3中的至少任一者,且由上述()n、()na及()nb括起来的结构的每一个具有包含-(L-O)gRE的基团作为R1~R3中的至少一者。不存在上述包含-(L-O)gRE的R1~R3与荧光体及生物物质中的至少任一者键合的情况。作为该规定的说明,除非另有说明,能够适用前述的通式(I)中的规定(α)及(β)所涉及的说明。即,在前述的通式(I)中的规定(α)及(β)中的由()n括起来的结构所涉及的说明中,将由()n括起来的结构改读为由()na括起来的结构,而且将由()n括起来的结构改读为由()nb括起来的结构,能够适用于由()n括起来的结构,由()na括起来的结构及由()nb括起来的结构的每一个。
除非另有说明,R6A及R7A与前述的通式(IV)中的R6A及R7A含义相同。即,作为R6A及R7A能够适用前述的通式(IV)中的R6A及R7A的记载。
R6A或R7A及L12或L13分别确定为R6A或R7A为未经取代的基团,L12或L13成为最长的基团。其中,在由-L13R6A或-L12R7A表示的基团具有阴离子性基团、阳离子性基团或Q的情况下,位于最末端侧(-L13R6A中的R6A侧、-L12R7A中的R7A侧)的阴离子性基团、阳离子性基团或Q被确定为R6A或R7A
L12及L13表示连接基团。
作为能够用作L12及L13的连接基团,例如,优选为将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及>P(=O)ORB中的1种或2种以上组合而成的连接基团。RA及RB表示氢原子或取代基。
作为能够构成L12及L13的亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、>NRA及>P(=O)ORB,能够适用前述通式(IV)的能够构成的L7或L8的亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、>NRA及>P(=O)ORB的记载。
由上述通式(VI)表示的化合物优选为(A)na为1以上的整数且R6A为Q和/或(B)nb为1以上的整数且R7A为Q。
其中,在上述(A)的情况下,L13的最短连接原子数为7以下,在上述(B)的情况下,L12的最短连接原子数为7以下。
关于上述的2价连接基团L13,“L13的最短连接原子数”是指,在na为1以上的整数的情况下,构成连接由()na括起来的结构中所示的N中与L13直接键合的N与R6A的最短链的原子数,在na为0的情况下,是指构成连接由()m括起来的结构中所示的N中与L13直接键合的N与R6A的最短链的原子数。
而且,关于上述的2价连接基团L12,“L12的最短连接原子数”是指,在nb为1以上的整数的情况下,构成连接由()nb括起来的结构中所示的>C=O中与L12直接键合的>C=O与R7A的最短链的原子数,在nb为0的情况下,是指在通式(VI)中构成连接由()nb括起来的结构的左侧中所示的>C=O与R7A的最短链的原子数。
例如,在后述的实施例中使用的化合物(6)中,L12为-NHC2H4-,R7A为-COOH,因此L12的最短连接原子数为3。
关于由上述通式(VI)表示的化合物,R6A及R7A中的至少一者为Q。尤其,认为通过满足上述的(A)和/或(B),连接体主链的运动性下降,由此能够抑制色素缔合。
上述的L12的最短连接原子数及L13的最短连接原子数优选为1~5,更优选为1~4。
在本发明中,从合成的容易性的观点出发,还优选为L12及L13中的任一者为包含-(L-O)g-的基团。
L12更优选为将亚烷基、-O-、>C=O及>NRA中的1种或2种以上组合而成的连接基团,更优选为-NRA-亚烷基或-NRA-(L-O)g-亚烷基,进一步优选为-NRA-亚烷基。
L13更优选为将亚烷基、-O-、>C=O及>NRA中的1种或2种以上组合而成的连接基团,更优选为>NRA或>C=O。
na及nb为0以上的整数。
在R6A为Q的情况下,na优选为0~20,更优选为2~20,进一步优选为4~18。
在R7A为Q的情况下,nb优选为0~20,更优选为2~20,进一步优选为4~18。
在R6A为Q的情况下,na优选为0~20,更优选为0~10,进一步优选为0~5。
在R7A为Q的情况下,nb优选为0~20,更优选为0~10,进一步优选为0~5。
在利用肽合成法获得本发明的化合物中由通式(II)~(VI)中的任一式表示的化合物的情况下,通常,纸面上右侧为C末端结构,纸面上左侧为N末端结构。
本发明的化合物优选至少包含1个由上述Q表示的取代基、即羧基、能够与生物物质键合的取代基或能够与固体支撑体键合的取代基。
本发明的化合物通过羧基或能够与后述的生物物质键合的取代基与生物物质键合,能够获得目标标记生物物质。另外,羧基能够通过常规方法容易地衍生能够与生物物质键合的取代基。
而且,本发明的化合物通过羧基或后述能够与固体支撑体键合的取代基,能够与微粒等固体支撑体键合,而获得目标标记微粒等。作为微粒,并不受特别限定,能够举出包含了玻璃制珠、磁珠等非聚合物制珠、聚合物制珠等的对向本发明的化合物的键合有用的小型粒子。在某种实施方式中,微粒包含聚苯乙烯制珠。小型粒子只要是在荧光标记中常用的尺寸则并不受特别限制,但通常,平均粒子径为10nm~10μm。另外,羧基能够通过常规方法容易地衍生能够与固体支撑体键合的取代基。
在本发明中,为方便起见,在能够与生物物质键合的取代基及能够与固体支撑体键合的取代基中未包含羧基,“生物物质能够与键合的取代基”包含能够与由羧基衍生的生物物质键合的取代基,“固体支撑体能够与键合的取代基”包含能够与由羧基衍生的固体支撑体键合的取代基。其中,如上所述,通过羧基能够与生物物质或固体支撑体键合。
在本发明的化合物中,对具有由上述Q表示的取代基的位置没有特别限制,但优选在由通式(I)表示的结构及除了荧光体部以外的结构中具有,在由通式(II)表示的化合物中,优选在R6及R7中的至少一者中具有。
本发明的化合物中的由上述Q表示的取代基的数量合计为至少1个以上即可,从检测对象物质的定量的观点出发,优选为1~3个,更优选为1个或2个,进一步优选为1个。
以下,表示本发明的化合物的具体例,但本发明并不限于这些化合物。在下述具体例中,Dye表示荧光体部。
[化学式20]
[化学式21]
作为本发明的优选的方式,可以举出满足由上述通式(III)表示的化合物中以下方式I的化合物、满足由上述通式(V)表示的化合物中以下方式II的化合物。
(方式I)
Y1~Y3:氢原子、烷基、芳基或杂芳基
Z1~Z3:烷基、芳基或杂芳基
W1~W3:氢原子、烷基、芳基或杂芳基
LL1及LL2:>C=O、>NRA、亚烷基、亚芳基或杂亚芳基
s、t及u:0或1的整数
R4及R5:氢原子或烷基
R6:由-L7R6A表示的取代基(L7为将亚烷基、-O-、>C=O及>NRA中的1种或2种以上组合而成的连接基团,R6A为烷基、硫烷基、芳基、杂芳基或Q。)
R7:由-L8R7A表示的取代基(L8为将亚烷基、-O-、>C=O及>NRA中的1种或2种以上组合而成的连接基团,R7A为烷基、硫烷基、芳基、杂芳基或Q。)
L1:>C=O、>NRA、亚芳基、亚烷基、-O-或-S-
L2及L5:将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O及>NRA中的1种或2种以上组合而成的基团
L6:>C=O、>NRA或亚芳基
X1~X3:至少2个为>CR2R3,剩余的1个为-O-、-S-或>CR2R3。(R2及R3优选为氢原子、-NR8R9、-OR10或-(L-O)gRE。)
M中的荧光体部:由呫吨色素、若丹明色素、香豆素色素、花青色素、芘色素、噁嗪色素、方酸菁色素、吡啶基噁唑色素及吡咯亚甲色素中的至少1种色素构成的结构部
n:2~72的整数
m:1~30的整数
(方式II)
X4~X6:具有-L10-M的基团为由>CR102R103表示的基团(R102为氢原子,R103为-L10-M。),不具有-L10-M的2个基团中的至少一者为>CR102R103,剩余的1个为-O-、-S-或>CR102R103(R102及R103优选为氢原子、-NR8R9、-OR10或-(L-O)gRE。)。
X7~X9:具有-L11-M的基团为由>CR102R103表示的基团(R102为氢原子,R103为-L10-M。),不具有-L11-M的2个基团中的至少一者为>CR102R103,剩余的1个为-O-、-S-或>CR102R103(R102及R103优选为氢原子、-NR8R9、-OR10或-(L-O)gRE。)。
L10及L11:单键或将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O及>NRA中的1种或2种以上组合而成的基团
R6:由-L13R6A表示的取代基(L13为将亚烷基、-O-、>C=O及>NRA中的1种或2种以上组合而成的连接基团,R6A为烷基、硫烷基、芳基、杂芳基或Q。)
R7:由-L12R7A表示的取代基(L12为将亚烷基、-O-、>C=O及>NRA中的1种或2种以上组合而成的连接基团,R7A为烷基、硫烷基、芳基、杂芳基或Q。)
X1~X3:至少2个为>CR2R3,剩余的1个为-O-、-S-或>CR2R3。(R2及R3优选为氢原子、-NR8R9、-OR10或-(L-O)gRE。)
M中的荧光体部:由呫吨色素、若丹明色素、香豆素色素、花青色素、芘色素、噁嗪色素、方酸菁色素、吡啶基噁唑色素及吡咯亚甲色素中的至少1种色素构成的结构部
n:2~72的整数
m:1~30的整数
在这些方式中,关于通式(III)中的Y1~Y3、Z1~Z3、W1~W3、LL1、LL2、s、t、u、R4~R7、L1、L2、L5、L6、X1~X3、M、n及m,能够适用前述的Y1~Y3、Z1~Z3、W1~W3、LL1、LL2、s、t、u、R4~R7、L1、L2、L5、L6、X1~X3、M、n及m所涉及的优选的记载。而且,关于通式(V)中的X4~X9、L10、L11、R6、R7、X1~X3、M、n及m,能够适用前述的X4~X9、L10、L11、R6、R7、X1~X3、M、n及m所涉及的优选的记载。
本发明的化合物能够通过化合物所具有的至少1个能够与生物物质键合的取代基与蛋白质(包含肽)、氨基酸、核酸、核苷酸、糖链及脂质等生物物质键合,能够用作标记生物物质。
作为能够与生物物质键合的取代基,只要是用于与生物物质作用(包括附着)或键合的基团,则能够没有特别限制地使用,能够举出国际公开第2002/026891号等中记载的取代基。
作为“能够与生物物质键合的取代基”,具体而言,能够举出下述结构。
[化学式22]
X是指碘原子、溴原子等卤原子。*表示键合键。
除了上述以外,作为“能够与生物物质键合的取代基”,能够使用肽结构(聚氨基酸结构)、长链烷基等。
其中,可以优选举出NHS酯结构(N-羟基琥珀酰亚胺酯结构)、琥珀酰亚胺结构、马来酰亚胺结构、叠氮基、乙炔基、肽结构(聚氨基酸结构)、长链烷基(优选为碳原子数12~30)、季铵基。
在本发明的化合物中,作为至少具有1个能够与生物物质键合的取代基的化合物的具体例,例如,还可以举出上述的本发明的例示化合物中,将羧基适当取代为能够与上述的生物物质键合的取代基的方式作为具体例。另外,本发明并不限定于这些化合物。例如,在这些具体例中,关于羧基及磺基等具有解离性的氢原子的基团,可以通过氢原子解离而采用盐结构。
通过能够与化合物所具有的至少1个固体支撑体键合的取代基,使本发明的化合物能够与上述的微粒等固体支撑体键合,而能够用作固体支撑体试剂。
作为能够与固体支撑体键合的取代基,只要是用于作用(包含附着)或键合于固体支撑体的基团,则没有特别限制而能够使用,能够优选举出作为上述的能够与生物物质键合的取代基而举出的取代基等。其中,可以优选举出NHS酯结构(N-羟基琥珀酰亚胺酯结构)、琥珀酰亚胺结构或马来酰亚胺结构。
在本发明的化合物中,作为至少具有1个能够与固体支撑体键合的取代基的化合物的具体例,例如,还可以举出上述的本发明的化合物的例示化合物中,将羧基适当取代为能够与上述的固体支撑体键合的取代基的方式作为具体例。另外,本发明并不限定于这些化合物。例如,在这些具体例中,关于羧基及磺基等具有解离性的氢原子的基团,可以通过氢原子解离而采用盐结构。
本发明的化合物能够通过常规方法进行合成。例如,能够基于肽固相合成等肽合成来合成,还能够优选适用使用了国际公开第2018/174078号中记载的肽自动合成装置的方法。关于荧光体部、生理活性物质部、前体药物部及放射性同位素含有部,也根据常规方法合成而能够导入到本发明的化合物中。
关于具有能够与生物物质键合的取代基的化合物,也能够根据常规方法进行合成。例如,能够参考Bioconjugate Techniques(Third Edition、Greg T.Hermanson著)。
<<标记生物物质>>
本发明的标记生物物质为本发明的化合物与生物物质键合而成的物质。本发明的化合物具有由荧光体部引起的荧光性,显示优异的荧光强度,因此能够优选用于标记生物物质。本发明的化合物与生物物质的键合可以是本发明的化合物与生物物质直接键合的方式,也可以介由连接基团连接的方式。
作为上述生物物质,可以优选举出蛋白质(包括肽)、氨基酸、核酸、核苷酸、糖链及脂质。作为蛋白质,可以优选举出抗体,作为脂质,可以优选举出磷脂、脂肪酸及固醇,更优选磷脂。
上述生物物质中,作为临床病理上有用的物质没有特别限制,例如可以举出Ig(Immunoglobulin:免疫球蛋白)G、IgM、IgE、IgA、IgD等免疫球蛋白、补体、C反应蛋白(CRP)、铁蛋白、α1微球蛋白、β2微球蛋白等血浆蛋白及它们的抗体、α-甲胎蛋白、癌胚抗原(CEA)、前列腺性酸性磷酸酶(PAP)、CA(carbohydrate antigen:碳水化合物抗原(糖链抗原))19-9、CA-125等肿瘤标记及它们的抗体、黄体化激素(LH)、促卵泡激素(FSH)、人绒毛膜促性腺激素(hCG)、雌激素、胰岛素等激素类及它们的抗体、乙型肝炎病毒(HBV)相关抗原(HBs、HBe、HBc)、人类免疫缺陷病毒(HIV)、成人T细胞白血病(ATL)等病毒感染相关物质及它们的抗体等。
此外,也可以举出白喉病菌、肉毒杆菌、支原体、苍白密螺旋体等细菌及它们的抗体、弓形浆虫、滴虫、利什曼虫、锥虫、疟原虫等原虫类及它们的抗体、ELM3、HM1、KH2、v6.5、v17.2、v26.2(源自小鼠129、129/SV、C57BL/6、BALB/c)等ES细胞(Embryonic Stem Cell:胚胎干细胞)及它们的抗体、苯妥英、苯巴比妥等抗癫痫药、奎尼丁、地高辛等心血管药、茶碱等抗哮喘药、氯霉素、庆大霉素等抗生素等药物类及它们的抗体、其他酶、外毒素(苯乙烯吡啶(styrelidine O)等)及它们的抗体等。并且,还能够使用Fab’2、Fab、Fv等抗体片段。
作为本发明的化合物与生物物质相互作用而键合的具体的方式,例如,可以举出下述所记载的方式。
可以举出:
i)本发明的化合物中的肽与生物物质中的肽的非共价键(例如,氢键、包含螯合形成的离子键)或共价键;
ii)本发明的化合物中的长链烷基与生物物质中的脂质二重膜及脂质等的范德瓦耳斯力;
iii)由本发明的化合物中的NHS酯(N-羟基琥珀酰亚胺酯)与生物物质中的氨基的反应产生酰胺键;
iv)由本发明的化合物中的马来酰亚胺基团与生物物质中的硫烷基(-SH)的反应产生硫醚键;及
v)由本发明的化合物中的叠氮基与生物物质中的乙炔基的点击反应或本发明的化合物中的乙炔基与生物物质中的叠氮基的点击反应形成三唑环。
其中,在上述i)的方式中,本发明的化合物中的肽只要是与生物物质中的肽能够形成非共价键或共价键的肽则并不受特别限制,作为具有这种肽的位置,例如,可以优选举出通式(II)中的R6或R7
除了上述i)~v)的方式以外,例如还能够通过Lucas C.D.de Rezende andFlavio da Silva Emery,.A Review of the Synthetic Strategies for theDevelopment of BODIPY Dyes for Conjugation with Proteins,Orbital:TheElectronic Journal of Chemistry,2013,Vol 5,No.1,p.62-83中记载的方式键合。并且,在本发明的标记生物物质的制作中,也能够适当参考该文献中记载的方法等。
本发明的化合物中,关于由具有能够与生物物质键合的取代基的化合物和通过与此相互作用而键合的生物物质获得的本发明的标记生物物质,可以举出在日本特开2019-172826号公报的0038段的化合物例及生成物的记载中将除了能够与生物物质键合的取代基以外的部分取代为本发明的化合物的化合物以及其生成物。其中,本发明并不限于这些标记生物物质等。
<含有标记生物物质的试剂>
在含有本发明的标记生物物质的试剂中,本发明的标记生物物质没有特别限制,能够根据使用目的等适当选择其方式,例如溶解于生理盐水及磷酸缓冲液等水系介质中的溶液方式以及微粒子状粉末及冻结干燥粉末等固体方式等。
例如,在使用本发明的标记生物物质作为荧光标记试剂的情况下,也能够用作含有上述任一种方式的标记生物物质的试剂。
<标记生物物质的用途>
由本发明的化合物获得的本发明的标记生物物质能够显示出优异的荧光强度,能够稳定地检测从通过光照射激励的标记生物物质释放的荧光。因此,本发明的标记生物物质能够适用于使用荧光标记的各种技术,例如,能够适合用作多色WB或斑点杂交中的荧光标记试剂或活体荧光成像试剂。
使用本发明的标记生物物质进行的荧光检测通常包括以下(i)~(iii)或(iv)~(vii)的工序。包括(i)~(iii)的工序的荧光检测与使用利用本发明的化合物进行了荧光标记的一次抗体的直接法对应,包括(iv)~(vii)的工序的荧光检测与使用利用本发明的化合物进行荧光标记的二次抗体的间接法对应。
(i)分别准备下述(a)及(b)的工序
(a)含有作为目标的生物物质(以下,也称为“目标生物物质”。)的试样
(b)能够与上述(a)中的目标生物物质键合的生物物质(以下,也称为“一次生物物质”。)与本发明的化合物键合而成的本发明的标记生物物质(以下,也称为“本发明的标记生物物质A”。)
(ii)准备上述(a)中的目标生物物质与上述(b)的本发明的标记生物物质A中的一次生物物质键合而成的键合体(以下,也称为“荧光标记的键合体A”。)的工序
(iii)向上述荧光标记的键合体A照射本发明的标记生物物质A吸收的波长区域的光,检测本发明的标记生物物质A发出的荧光的工序
(iv)分别准备下述(c)~(e)的工序
(c)含有目标生物物质的试样
(d)能够与上述(c)中的目标生物物质键合的生物物质(以下,也称为“一次生物物质”。)
(e)能够与上述(d)的一次生物物质键合的生物物质(以下,也称为“二次生物物质”。)与本发明的化合物键合而成的本发明的标记生物物质(以下,也称为“本发明的标记生物物质B”。)
(v)准备上述(c)中的目标生物物质与上述(d)的一次生物物质键合而成的键合体(以下,也称为“键合体b”。)的工序
(vi)准备上述键合体b中的一次生物物质与本发明的标记生物物质B中的二次生物物质键合而成的键合体(以下,也称为“荧光标记的键合体B2”。)的工序
(vii)向上述荧光标记的键合体B2照射本发明的标记生物物质B吸收的波长区域的光,检测本发明的标记生物物质B发出的荧光的工序
作为能够与上述目标生物物质键合的生物物质(一次生物物质)及能够与一次生物物质键合的生物物质(二次生物物质),可以举出上述本发明的标记生物物质中的生物物质。能够根据目标生物物质(受检体中的生物物质)或一次生物物质适当选择,能够选择能够与受检体中的生物物质或一次生物物质特异键合的生物物质。
作为上述目标生物物质中的蛋白质,可以举出所谓的疾病标记。作为疾病标记,没有特别限制,例如可以举出α-甲胎蛋白(AFP)、PIVKA-II(protein induced by vitamin Kabsence or antagonist II:抗原蛋白K缺失或抗原II反转的蛋白)、BCA(breastcarcinoma-associated antigen:乳腺癌胚胎相关)225、碱性甲胎蛋白(BFP)、CA(carbohydrate antigen:糖链抗原)15-3、CA19-9、CA72-4、CA125、CA130、CA602、CA54/61(CA546)、癌胚抗原(CEA)、DUPAN-2、弹性蛋白酶1、免疫抑制酸性蛋白(IAP)、NCC-ST-439、γ-精蛋白(γ-Sm)、前列腺特异抗原(PSA)、前列腺酸性磷酸酶(PAP)、神经特异烯醇酶(NSE)、Iba1、淀粉样蛋白β、Tau、flotillin、鳞状细胞癌相关抗原(SCC抗原)、唾液酸LeX-i抗原(SLX)、SPan-1、组织多肽抗原(TPA)、唾液酸Tn抗原(STN)、CYFRA(cytokeratin:细胞角蛋白)胃蛋白酶原(PG)、C-反应性蛋白(CRP)、血清淀粉样蛋白A蛋白(SAA)、肌红蛋白、肌酸激酶(CK)、肌钙蛋白T、心室肌肌球蛋白轻链I等。
上述目标生物物质可以是细菌,作为该细菌,可以举出作为细胞微生物学性检查对象的细菌,虽没有特别限制,但例如可以举出大肠杆菌、沙门氏菌、呼吸道病菌、产生公众卫生上的问题的菌等。
上述目标生物物质可以是病毒,作为该病毒的抗原,没有特别限制,例如可以举出丙型、乙型肝炎病毒的抗原等肝炎病毒抗原、HIV病毒的p24蛋白抗原、CMV(巨细胞病毒)的pp65蛋白抗原、HPV(人乳头瘤病毒)的E6及E7蛋白等。
在上述(i)或(iv)中,含有目标生物物质的试样没有特别限制,能够按照常规方法制备。
并且,本发明的标记生物物质也没有特别限制,能够使能够与目标生物物质键合的生物物质与本发明的化合物按照常规方法键合而制备。键的形态及形成键的反应如上述本发明的标记生物物质中所说明。
在上述(v)中,目标生物物质与一次生物物质可以直接键合,也可以介由与目标生物物质及一次生物物质不同的其他生物物质键合。并且,在上述(vi)中,键合体b中的一次生物物质与本发明的标记生物物质B中的二次生物物质可以直接键合,也可以介由与一次生物物质及二次生物物质不同的其他生物物质键合。
本发明的标记生物物质也能够用作直接法及间接法的任一者中的荧光标记抗体,优选用作间接法中的荧光标记抗体。
在上述(ii)或(v)及(vi)中,本发明的标记生物物质等与目标生物物质的键合没有特别限制,能够按照常规方法进行。
在上述(iii)或(vii)中,关于用于激励本发明的标记生物物质的波长,只要是能够激励本发明的标记生物物质的发光波长(激励波长),则不受特别限定。通常,优选为300~1000nm,更优选为400~800nm。
作为在本发明中使用的荧光激励光源,只要是发射能够激励本发明的标记生物物质的发光波长(激励波长)的光源,则没有特别限定,例如,能够使用各种激光光源。并且,能够使用各种滤光器,获得优选的激励波长或仅检测荧光。
关于上述(i)~(vii)中的其他事项,没有特别限制,能够适当选择在使用荧光标记的荧光检测中通常使用的方法、试剂、装置等条件。
并且,关于除了上述(i)~(vii)以外的工序,也能够根据使用荧光标记的各种方法适当选择通常使用的方法、试剂、装置等条件。
例如,使用本发明的标记生物物质的多色WB通过作为目标生物物质通常使用的方法(利用电泳的蛋白质的分离、向膜的印迹、膜的结块)制作印迹膜,通过将本发明的标记生物物质用作标记抗体(优选为二次抗体),能够以优异的荧光强度检测目标生物物质。对于使用本发明的标记生物物质的斑点杂交,也与多色WB相同,通过作为目标生物物质通常使用的方法制作印迹硝基纤维素膜或印迹PVDF(聚偏氟乙烯)膜等,通过使用本发明的标记生物物质作为标记抗体(优选为二次抗体),能够以优异的荧光强度检测目标生物物质。
-取代基组T-
在本发明中,作为优选取代基,可以举出选自下述取代基组T中的取代基。
并且,在本发明中,在仅记载为取代基的情况下,参考该取代基组T,在仅记载有各个基团例如烷基的情况下,优选适用该取代基组T的对应的基团。
此外,在本发明中,在将烷基与环状(环)烷基区分记载的情况下,烷基以包含直链烷基及支链烷基的含义使用。另一方面,在未将烷基与环状烷基区分记载的情况及没有特别说明的情况下,烷基以包含直链烷基、支链烷基及环烷基的含义使用。这对于含有能够采用环状结构的基团(烷基、烯基、炔基等)的基团(烷氧基、烷硫基、烯氧基等)、含有能够采用环状结构的基团的化合物也相同。在基团能够形成环状骨架的情况下,形成环状骨架的基团的原子数的下限与关于能够采用该结构的基团在下述中具体地记载的原子数的下限无关,为3以上,优选为5以上。
在下述取代基组T的说明中,例如,如烷基和环烷基那样,为了明确直链或支链结构的基团和环状结构的基团,有时将它们分开记载。
作为取代基组T中包含的基团,包括下述基团。
可以举出烷基(优选为碳原子数1~30,更优选为碳原子数1~20,进一步优选为碳原子数1~12,进一步优选为碳原子数1~8,进一步优选为碳原子数1~6,尤其优选为碳原子数1~3)、烯基(优选为碳原子数2~30,更优选为碳原子数2~20,进一步优选为碳原子数2~12,进一步优选为碳原子数2~6,进一步优选为碳原子数2~4)、炔基(优选为碳原子数2~30,更优选为碳原子数2~20,进一步优选为碳原子数2~12,进一步优选为碳原子数2~6,进一步优选为碳原子数2~4)、环烷基(优选为碳原子数3~20)、环烯基(优选为碳原子数5~20)及芳基(可以是单环的基团,也可以是稠环的基团(优选为2~6环的稠环的基团)。在其为稠环的基团的情况下,由5~7元环等构成。芳基优选为碳原子数6~40,更优选为碳原子数6~30,进一步优选为碳原子数6~26,尤其优选为碳原子数6~10)、含杂原子环基(作为环构成原子具有至少1个氮原子、氧原子、硫原子、磷原子、硅原子或硒原子,可以是单环的基团,也可以是稠环的基团(优选为2~6环的稠环的基团)。在其为单环的基团的情况下,该环元数优选为5~7元,更优选为5元或6元。含杂原子环基的碳原子数优选为2~40,更优选为2~20。含杂原子环基包含芳香族含杂原子环基(杂芳基)及脂肪族含杂原子环基(脂肪族杂环基)。)、烷氧基(优选为碳原子数1~20,更优选为碳原子数1~12)、烯氧基(优选为碳原子数2~20,更优选为碳原子数2~12)、炔氧基(优选为碳原子数2~20,更优选为碳原子数2~12)、环烷氧基(优选为碳原子数3~20)、芳氧基(优选为碳原子数6~40,更优选为碳原子数6~26,进一步优选为碳原子数6~14)、杂环氧基(优选为碳原子数2~20)、聚亚烷基氧基、
烷氧基羰基(优选为碳原子数2~20)、环烷氧基羰基(优选为碳原子数4~20)、芳氧基羰基(优选为碳原子数6~20)、氨基(优选以碳原子数0~20,包含未经取代氨基(-NH2)、(单-或二-)烷基氨基、(单-或二-)烯基氨基、(单-或二-)炔基氨基、(单-或二-)环烷基氨基、(单-或二-)环烯基氨基、(单-或二-)芳基氨基、(单-或二-)杂环氨基。取代未经取代氨基的上述各基团与取代基组T的对应的基团含义相同。)、氨磺酰基(优选为碳原子数0~20,优选为烷基、环烷基或芳基的氨磺酰基。)、酰基(优选以碳原子数1~20,更优选以碳原子数2~15包含-C(=O)H、烷基羰基、环烷基羰基、芳基羰基、杂环羰基。)、酰氧基(优选为碳原子数1~20)、氨基甲酰基(优选为碳原子数1~20,优选为烷基、环烷基或芳基的氨基甲酰基。)、
酰氨基(优选为碳原子数1~20)、磺酰胺基(优选为碳原子数0~20,优选为烷基、环烷基或者芳基的磺酰胺基。)、烷硫基(优选为碳原子数1~20,更优选为碳原子数1~12)、环烷硫基(优选为碳原子数3~20)、芳硫基(优选为碳原子数6~40,更优选为碳原子数6~26,进一步优选为碳原子数6~14)、杂环硫基(优选为碳原子数2~20)、烷基、环烷基或者芳基磺酰基(优选为碳原子数1~20)、
甲硅烷基(优选为碳原子数1~30,更优选为碳原子数1~20,优选为烷基、芳基、烷氧基或芳氧基取代的甲硅烷基。)、甲硅烷氧基(优选为碳原子数1~20,优选为由烷基、芳基、烷氧基或芳氧基取代的甲硅烷氧基。)、羟基、氰基、硝基、卤原子(例如氟原子、氯原子、溴原子或碘原子)、氧原子(具体而言,将构成环的>CH2取代为>C=O)、羧基(-CO2H)、膦酰基〔-PO(OH)2〕、膦酰氧基〔-O-PO(OH)2〕、磺基(-SO3H)、硼酸基〔-B(OH)2〕、鎓基(也称为阳离子性基团。可以举出含有包含环状铵基的铵基、锍基、磷基,优选为碳原子数0~30、更优选为1~20)、硫烷基(-SH)、胍基(-NHC(=NH)NH2)、氨基酸残基或聚氨基酸残基。
(阴离子性基团)
在本发明中,阴离子性基团只要是具有阴离子的基团即可。作为这种阴离子性基团,可以举出羧基、膦酰基(膦酸基、-PO(OH)2)、膦酰氧基(磷酸基、-OPO(OH)2)及磺基等,优选为膦酰基、膦酰氧基或磺基,更优选为膦酰氧基或磺基。
阴离子性基团可以氢离子解离而采取离子结构,也可以采取盐结构。作为阴离子性基团具有盐结构时的1价或多价的阳离子,能够优选适用前述盐结构的记载中的1价或多价的阳离子的记载。
(阳离子性基团)
在本发明中,阳离子性基团只要是具有阳离子的基团即可。作为这种阳离子性基团,可以举出具有季铵离子的基团及具有季鏻离子的基团等,优选为具有季铵离子的基团。另外,作为具有季铵离子的基团中的N+所具有的取代基及具有季鏻离子的基团中的P+所具有的取代基,可以优选举出烷基及芳基,更优选为N+及P+所具有的所有取代基为烷基。
阳离子性基团除了离子结构以外,可以采取盐结构。作为阳离子性基团具有盐结构时的1价或多价的阴离子,例如,可以举出F-、Cl-等卤化物离子、BF4 -、PF6 -、双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺离子等1价或多价的有机阴离子。
(聚亚烷基氧基)
在本发明中,上述聚亚烷基氧基只要是由-(L-O)gRE表示的基团即可。
上述L表示从上述取代基组T中的烷基去1个除氢原子而获得的亚烷基,碳原子数优选为2~4,更优选为2或3,进一步优选为2,亚烷基的键合键即连接2个碳原子的最短链中所包含的碳原子数优选为0~2,更优选为0或1,进一步优选为0。即,L最优选为乙烯基。
上述g是指平均重复数(也简称为重复数。),为1~24,优选为1~12,更优选为4~12。在g如为1那样重复数小的情况下,通过由通式(I)表示的结构中的-(L-O)gRE及荧光体部或连接荧光体部与由通式(I)表示的结构的链的空间排斥等能够抑制荧光体部的缔合,能够显示优异的荧光强度。
上述RE表示氢原子或烷基。能够用作RE的烷基能够优选适用上述取代基组T中的烷基的记载,其中优选为甲基。作为RE,优选为甲基。
并且,作为多次组合选自取代基组T的取代基而成的基团,例如,可以举出具有氨基酸残基、聚氨基酸残基或聚亚烷基氧基作为取代基的上述烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、芳基、含杂原子环基、烷氧基、烯氧基、炔氧基、环烷氧基、芳氧基、杂环氧基、烷氧基羰基、环烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨基、氨磺酰基、酰基、酰氧基、氨基甲酰基、酰氨基、磺酰胺基、烷硫基、环烷硫基、芳硫基、杂环硫基、烷基、环烷基或芳基磺酰基。
选自取代基组T的取代基更优选为烷基、烯基、环烷基、芳基、含杂原子环基、烷氧基、环烷氧基、芳氧基、酰基、烷氧基羰基、环烷氧基羰基、氨基、酰氨基、氨基甲酰基、氰基、卤原子、阴离子性基团、阳离子性基团或聚亚烷基氧基,尤其优选为烷基、烯基、芳基、含杂原子环基、烷氧基、酰基、烷氧基羰基、氨基、酰氨基、氨基甲酰基、氰基、阴离子性基团、阳离子性基团或聚亚烷基氧基。
关于选自取代基组T中的取代基,只要没有特别说明,也包括组合多个上述基团而成的基团。例如,在化合物或取代基等包含烷基、烯基等时,它们可以被取代或未被取代。并且,在包含芳基、含杂原子环基等时,它们可以是单环或稠环,可以被取代或未被取代。
实施例
以下,根据实施例,对本发明进一步详细地进行说明,但本发明并不限定于此。另外,室温是指25℃。
在实施例中使用的化合物(1)~(3)及(6)、比较化合物(1)及(2)示于以下。
另外,各化合物中的M1或M2表示由后述结构式所表示的结构构成的各荧光体部,*表示键合部位。而且,在各化合物中,即使没有特别说明的情况下,磺基也可以包含盐结构(例如,钾盐、钠盐、TEA(三乙胺)盐或者DIPEA(N,N-二异丙基乙胺)盐)。
化合物(2)与比较化合物(1)为2个M1之间的距离相同程度的化合物。
而且,荧光体部M1与M2单独时的荧光强度为相同程度,对于后述的标记抗体所涉及的各种荧光强度的评价结果,认为荧光体部的不同之处是没有大的贡献。
[化学式23]
[化学式24]
以下,对各化合物的合成方法进行详细说明,但起始物质、色素中间体及合成途径并不限定于这些。
另外,在以下所示的各化合物的合成中使用的缩写如下述。
DBU:1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一碳烯
DIC:二异丙基碳二亚胺
PyAOP:(7-氮杂苯并三唑1-基氧基)三吡咯烷基鏻六氟磷酸盐
DMT-MM:4-(4,6-二甲氧基-1,3,5,-三嗪-2-基)-4-甲基吗啉盐酸
EDCI:1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐
HATU:1-[双(二甲基氨基)亚甲基]-1H-1,2,3-三唑并[4,5-b]吡啶鎓3-氧化物六氟磷酸盐
HOBt:1-羟基苯并三唑
NMP:N-甲基-2-吡咯烷酮
DMF:二甲基甲酰胺
DMAP:4-二甲基氨基吡啶
DIPEA:N-二异丙基乙胺
TEA:三乙胺
TFA:三氟乙酸
TFE:2,2,2-三氟乙醇
THF:四氢呋喃
Me:甲基
Ms:甲磺酰基
Et:乙基
tBu:叔丁基
Ac:乙酰基
Ts:p-甲苯磺酰基
Trt:三苯甲基(三苯基甲基)
Fmoc:9-芴基甲氧基羰基
Boc:叔丁氧基羰基
ivDde:1-(4,4-二甲基-2,6-二氧代环己基-1-亚基)-3-甲基丁基基
Ala:丙氨酸
Gly:甘氨酸
Lys:赖氨酸
Pro:脯氨酸
Resin:树脂
PEGm:表示以下结构,PEGm中的m为平均重复数。*表示键合键。
EOm:表示以下结构,EOm中的m为平均重复数。其中,EOm在碳原子侧与氮原子或酸素原子键合。*表示键合键。
[化学式25]
而且,%v/v是指容量百分比。
在没有特别记载的情况下,反相柱色谱法中的载体使用了SNAP Ultra C18(产品名称,Biotage Japan Ltd.制造)或Sfar C18(产品名称,Biotage Japan Ltd.制造),正相柱色谱法中的载体使用了Hi-Flash Column(产品名称,YAMAZEN CORPORATION制造)。
在反相柱色谱法或正相柱色谱法中使用的洗脱液中的混合比是容量比。例如,“乙腈:水=0:100→20:80”是指将“乙腈:水=0:100”的洗脱液改变为“乙腈:水=20:80”的洗脱液。
分离纯化HPLC(High Performance Liquid Chromatography:高效液相色谱)使用了2767(产品名称,Waters Corporation制造)。
MS谱图使用ACQUITY SQD LC/MS System〔产品名称,Waters Corporation制造,离子化法:ESI(ElectroSpray Ionization制造,电喷雾离子化)〕或LCMS-2010EV〔产品名称,Shimadzu Corporation制造,同时进行离子化法:ESI及APCI(Atmospheric PressureChemicalIonization,大气压化学离子化)的离子化法〕进行了测定。
另外,在合成各化合物时,根据国际公开第2018/174078号中记载的肽固相法的一般方法进行肽链的合成。
[通过肽自动合成装置进行肽固相合成的一般方法]
使用肽自动合成装置(Biotage Japan Ltd.制造、产品名称:SyroI)进行了肽固相合成。在合成装置中设置Rink Amide-ChemMatrix(注册商标、Biotage Japan Ltd.制造)、Fmoc氨基酸(0.5mol/L)的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶液、氰基-羟基亚氨基-乙酸乙酯(1.0mol/L)及二异丙基乙胺(0.1mol/L)的NMP溶液、二异丙基碳二亚胺(1.0mol/L)的NMP溶液、哌啶(20%v/v)的NMP溶液及乙酸酐(20%v/v)的NMP溶液,按照指南进行了合成。将Fmoc脱保护(20分)、基于NMP的清洗、Fmoc氨基酸的稠合(1小时)、基于NMP的清洗作为1各循环,将该循环进行重复,由此拉伸肽链。
[化合物(M1-1)的合成]
根据下述方案,合成了化合物(M1-1)。另外,化合物(1-C)与后述的化合物(M2-1)的合成中的化合物(1-C)相同。化合物(5)的MS测定结果如下。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=1723、(M-H+)-=1721
[化学式26]
[化学式27]
<化合物(1)的合成>
1)化合物(1-2)的合成
根据下述方案对化合物(1-2)进行了合成。
[化学式28]
(i)化合物(1-1)的合成
将H-Gly-Trt(2-Cl)-Resin(WATANABE CHEMICAL INDUSTRIES,LTD.制造、0.93mmol/g、53.8mg)用作起始原料,进行了肽固相合成。使用N-[(9H-芴-9-基甲氧基)羰基]甘氨酸(Fmoc-Gly-OH)进行的拉伸重复了4个循环。拉伸Nα-(9H-芴-9-基甲氧基)羰基)-Nε-[1-(4,4-二甲基-2,6-二氧代环己基-1-亚基)-3-甲基丁基]-L-赖氨酸(Fmoc-Lys(ivDde)-OH),使用N-(9-芴甲氧羰基)-L-脯氨酸(Fmoc-Pro-OH)进行的拉伸重复了12个循环。拉伸Nε-(叔丁氧羰基)-Nα-[(9H-芴-9-基甲氧基)羰基)-L-赖氨酸(Fmoc-Lys(Boc)-OH),并拉伸Nα-(9H-芴-9-基甲氧基)羰基)-Nε-[1-(4,4-二甲基-2,6-二氧代环己基-1-亚基)-3-甲基丁基]-L-赖氨酸(Fmoc-Lys(ivDde)-OH)之后,加入哌啶(20%v/v)的NMP溶液,使其反应20分钟,由此进行Fmoc基团的脱保护,并通过加入乙酸酐(20%v/v)的NMP溶液,使其反应10分钟,将N末端氨基进行乙酰基化。在结束拉伸后,利用二氯甲烷清洗树脂之后,在减压下蒸馏去除了溶剂。TFA:加入三异丙基硅烷:水=95:2.5:2.5的混合液2.0mL,进行了肽的剪切与脱保护。2小时后,滤出树脂,向滤液中加入甲基叔丁基醚(12mL),产生了固体。在将进行离心分离的固体沉淀之后,去除上清液。在利用甲基叔丁基醚清洗固体之后,减压下蒸馏去除溶剂,获得了55.2mg的白色固体的化合物(1-1)。
(ii)化合物(1-2)的合成
向10mL容量的茄形烧瓶中,加入化合物(1-1)20.5mg、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)400μL、三乙基胺(Et3N)7.5μL及甲基-PEG4-NHS酯(化合物(α))8.8mg,在室温下搅拌了1小时。之后,加入水合肼8.0μL,在室温下搅拌了4小时。在浓缩反应液后,通过分离纯化HPLC进行纯化,并实施冻结干燥,获得了15.7mg化合物(1-2)。
2)化合物(1-NHS)的合成
按照下述方案,合成化合物(1),且进一步合成了化合物(1-NHS)。
[化学式29]
(i)化合物(1)的合成
在10mL容量的茄形烧瓶中,加入化合物(1-2)1.5mg、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)150μL、三乙基胺(Et3N)1μL及化合物(M1-1)3.8mg,在室温下搅拌了1小时。之后,浓缩反应液通过分离纯化HPLC进行纯化,并实施冻结干燥,获得了2.7mg化合物(1)。化合物(1)的MS测定结果如下。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=5520、(M-H+)-=5518
(ii)化合物(1-NHS)的合成
向化合物(1)2.7mg中加入N,N-二甲基甲酰胺(DMF)270μL、N,N,N’,N’-四甲基-O-(N-琥珀酰亚胺基)脲六氟磷酸盐1.2mg及三乙胺(Et3N)1.3μL,搅拌了1小时。然后,减压蒸馏去除溶剂,加入乙酸乙酯去除上清液,实施真空干燥,由此获得了化合物(1-NHS)。
<化合物(2)的合成>
1)化合物(2-2)的合成
根据下述方案对化合物(2-2)进行了合成。
[化学式30]
(i)化合物(2-1)的合成
将H-Gly-Trt(2-Cl)-Resin(WATANABE CHEMICAL INDUSTRIES,LTD.制造、0.93mmol/g、53.8mg)用作起始原料,进行了肽固相合成。使用N-[(9H-芴-9-基甲氧基)羰基]甘氨酸(Fmoc-Gly-OH)进行的拉伸重复了4个循环。拉伸Nα-(9H-芴-9-基甲氧基)羰基)-Nε-[1-(4,4-二甲基-2,6-二氧代环己基-1-亚基)-3-甲基丁基]-L-赖氨酸(Fmoc-Lys(ivDde)-OH),使用N-(9-芴甲氧羰基)-L-脯氨酸(Fmoc-Pro-OH)进行的拉伸重复2个循环。拉伸(2S,4S)-(叔丁氧羰基)-4-氨基-1-(9H-芴-9-基甲氧基)羰基)-吡咯烷-2-羧酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S)),使用N-(9-芴甲氧羰基)-L-脯氨酸(Fmoc-Pro-OH)进行的拉伸重复3个循环,并拉伸(2S,4S)-(叔丁氧羰基)-4-氨基-1-(9H-芴-9-基甲氧基)羰基)-吡咯烷-2-羧酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S)),使用N-(9-芴甲氧羰基)-L-脯氨酸(Fmoc-Pro-OH)进行的拉伸重复3个循环。拉伸(2S,4S)-(叔丁氧羰基)-4-氨基-1-(9H-芴-9-基甲氧基)羰基)-吡咯烷-2-羧酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S)),且拉伸N-(9-芴甲氧羰基)-L-脯氨酸(Fmoc-Pro-OH)。在拉伸Nα-(9H-芴-9-基甲氧基)羰基)-Nε-[1-(4,4-二甲基-2,6-二氧代环己基-1-亚基)-3-甲基丁基]-L-赖氨酸(Fmoc-Lys(ivDde)-OH)之后,加入哌啶(20%v/v)的NMP溶液,使其反应20分钟,由此进行Fmoc基团的脱保护,并通过加入乙酸酐(20%v/v)的NMP溶液,使其反应10分钟,将N末端的氨基进行乙酰基化。在结束拉伸后,利用二氯甲烷清洗树脂之后,在减压下蒸馏去除了溶剂。TFA:加入三异丙基硅烷:水=95:2.5:2.5的混合液2.0mL,进行了肽的剪切与脱保护。2小时后,滤出树脂,向滤液中加入甲基叔丁基醚(12mL),产生了固体。在将进行离心分离的固体沉淀之后,去除上清液。在利用甲基叔丁基醚清洗固体之后,减压下蒸馏去除溶剂,获得了63.5mg的白色固体的化合物(2-1)。
(ii)化合物(2-2)的合成
以与化合物(1-2)的合成相同的方式,由化合物(2-1)5.0mg合成了化合物(2-2)3.8mg。
2)化合物(2)的合成
在上述的化合物(1)的合成中,使用化合物(2-2)代替化合物(1-2),除此以外,以相同的方式,由2.0mg的化合物(2-2)合成了3.0mg的上述的化合物(2)。化合物(2)的MS测定结果如下。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=5873、(M-H+)-=5871
3)化合物(2-NHS)的合成
在上述化合物(1-NHS)的合成中,使用化合物(2)来代替化合物(1),除此以外,以相同的方式,对下述化合物(2-NHS)进行合成。
[化学式31]
<化合物(3)的合成>
按照下述方案合成了化合物(3-9)。
[化学式32]
(i)化合物(3-1)的合成
将H-Pro-Trt(2-Cl)-Resin(WATANABE CHEMICAL INDUSTRIES,LTD.制造、0.94mmol/g、638.4mg)用作起始原料,进行了肽固相合成。拉伸N-(9-芴甲氧羰基)-L-脯氨酸(Fmoc-Pro-OH)。拉伸(2S,4S)-(叔丁氧羰基)-4-氨基-1-(9H-芴-9-基甲氧基)羰基)-吡咯烷-2-羧酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S)),使用N-(9-芴甲氧羰基)-L-脯氨酸(Fmoc-Pro-OH)进行的拉伸重复3个循环,并拉伸(2S,4S)-(叔丁氧羰基)-4-氨基-1-(9H-芴-9-基甲氧基)羰基)-吡咯烷-2-羧酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S)),使用N-(9-芴甲氧羰基)-L-脯氨酸(Fmoc-Pro-OH)进行的拉伸重复3个循环。在依次拉伸(2S,4S)-(叔丁氧羰基)-4-氨基-1-(9H-芴-9-基甲氧基)羰基)-吡咯烷-2-羧酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S))、N-(9-芴甲氧羰基)-L-脯氨酸(Fmoc-Pro-OH)之后,拉伸Nα-(9H-芴-9-基甲氧基)羰基)-Nε-[1-(4,4-二甲基-2,6-二氧代环己基-1-亚基)-3-甲基丁基]-L-赖氨酸(Fmoc-Lys(ivDde)-OH)。
在结束拉伸后,利用二氯甲烷清洗树脂之后,在减压下蒸馏去除了溶剂。TFA:加入三异丙基硅烷:水=95:2.5:2.5的混合液2.0mL,进行了肽的剪切与脱保护。2小时后,滤出树脂,向滤液中加入甲基叔丁基醚(12mL),产生了固体。在将进行离心分离的固体沉淀之后,去除上清液。在利用甲基叔丁基醚清洗固体之后,减压下蒸馏去除溶剂,获得了657.2mg的白色固体的化合物(3-1)。
(ii)化合物(3-2)的合成
向50mL容量的茄形烧瓶中,加入化合物(3-1)657.2mg、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)13mL、三乙基胺(Et3N)513μL及甲基-PEG4-NHS酯614mg,在室温下搅拌了1小时。浓缩反应液通过反相柱层析法进行纯化,并实施冻结干燥,获得了758.9mg的化合物(3-2)。
(iii)化合物(3-4)的合成
向50mL容量的茄形烧瓶中,加入300mg的国际公开第2020/175473号记载的化合物(4-1)作为化合物(3-3)、四氢呋喃(THF)3mL、Nα-(9H-芴-9-基甲氧基)羰基)-Nε-[1-(4,4-二甲基-2,6-二氧代环己基-1-亚基)-3-甲基丁基]-L-赖氨酸(Fmoc-Lys(ivDde)-OH)230.6mg、二异丙基碳二亚胺76.8μL及4-二甲氨基吡啶8.0mg,在室温下搅拌了2小时。通过添加乙腈(30mL),对析出的固体进行过滤,并减压干燥,由此获得了345mg的化合物(3-4)。
(iv)化合物(3-5)的合成
向50mL容量的茄形烧瓶中,加入化合物(3-4)105mg、氯仿(CHCl3)1mL及1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一碳烯(DBU)21.5μL,在35℃下搅拌了1小时。加入甲磺酸(MsOH)9.5μL、N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)50.2μL、化合物(3-2)211mg及(7-氮杂苯并三唑-1-基氧基)三吡咯烷基鏻六氟磷酸盐(PyAOP)49.6mg,在35℃下搅拌了3小时。通过添加乙腈(10mL),对析出的固体进行过滤,并减压干燥,由此获得了中间体化合物。
重复2次相同的操作,获得了261.9mg的化合物(3-5)。
(v)化合物(3-6)的合成
向100mL容量的茄形烧瓶中,加入化合物(3-5)200mg、氯仿(CHCl3)5mL及1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一碳烯(DBU)8.3μL,在35℃下搅拌了1小时。加入甲磺酸(MsOH)7.6μL、N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)15.4μL及乙酸酐(Ac2O)5.9μL,在35℃下搅拌了1小时。通过添加乙腈(50mL),对析出的固体进行过滤,并减压干燥,由此获得了157mg的化合物(3-6)。
(vi)化合物(3-7)的合成
向10mL容量的茄形烧瓶中,加入化合物(3-6)30.0mg、氯仿(CHCl3)600μL、2,2,2-三氟乙醇(TFE)60μL、三氟乙酸(TFA)6μL,在室温下搅拌了4小时。之后,过滤反应液,并通过向滤液中加入甲醇(MeOH)6mL,对产生的沉淀物进行了离心分离。对回收的化合物通过分离纯化HPLC进行纯化,并实施冻结干燥,获得了18.2mg化合物(3-7)。
(vii)化合物(3-8)的合成
向10mL容量的茄形烧瓶中,加入化合物(3-7)15mg、水200μL、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)200μL、1-氨基-3,6,9,12-四氧杂十五烷-15-酸叔丁酯1.5mg及4-(4,6-二甲氧基-1,3,5,-三嗪-2-基)-4-甲基吗啉盐酸(DMT-MM)2.4mg,在室温下搅拌了2小时。之后,浓缩反应液,加入三氟乙酸(TFA)400μL,在室温下搅拌了30分钟。之后,浓缩反应液,通过分离纯化HPLC进行纯化,并实施冻结干燥,获得了13.9mg化合物(3-8)。
(viii)化合物(3-9)的合成
向10mL容量的茄形烧瓶中,加入化合物(3-8)10mg、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)200μL及水合肼4.0μL,在室温下搅拌了4小时。之后,浓缩反应液通过分离纯化HPLC进行纯化,并实施冻结干燥,获得了5.6mg化合物(3-9)。
2)化合物(3)的合成
在上述的化合物(1)的合成中,使用化合物(3-9)代替化合物(1-2),除此以外,以相同的方式,由2.0mg的化合物(3-9)合成了3.5mg的上述的化合物(3)。化合物(3)的MS测定结果如下。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=13227、(M-H+)-=13225
3)化合物(3-NHS)的合成
在上述化合物(1-NHS)的合成中,使用了化合物(3)来代替化合物(1),除此以外,以相同的方式,对下述化合物(3-NHS)进行合成。
[化学式33]
<比较例化合物(1)的合成>
1)化合物(4-7)的合成
根据下述方案对化合物(4-7)进行了合成。
[化学式34]
(i)化合物(4-3)的合成
向50mL容量的茄形烧瓶中,加入作为化合物(4-1)的Nε-(1-(4,4-二甲基-2,6-二氧代环己酮-1-亚基)-3-甲基丁基)-Nα-[(9H-芴-9-基甲氧基)羰基)-L-赖氨酸(Fmoc-Lys(ivDde)-OH)750mg、四氢呋喃(THF)15mL、1-氨基-3,6,9,12-四氧杂十五烷-15-酸叔丁酯461mg、1-[双(二甲基氨基)亚甲基]-1H-1,2,3-三唑并[4,5-b]吡啶鎓3-氧化六氟磷酸盐(HATU)595mg及N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)273μL,在室温下搅拌了4小时。之后,利用乙酸乙酯及饱和食盐水进行分液后,减压蒸馏去除有机层,从而获得了粗产物形式的化合物(4-2)。
向50mL容量的茄形烧瓶中,加入化合物(4-2)、四氢呋喃(THF)7.5mL及哌啶258μL,在室温下搅拌了12小时。之后,利用乙酸乙酯及饱和食盐水进行分液后,减压蒸馏去除有机层,通过正相柱层析法进行纯化而获得了855mg化合物(4-3)。
(ii)化合物(4-4)的合成
向50mL容量的茄形烧瓶中,加入化合物(4-3)300mg、二氯甲烷(CH2Cl2)7.7mL、乙酸酐(Ac2O)83.2μL及三乙基胺(TEA)139μL,在室温下1搅拌了小时。之后,利用氯仿(CHCl3)及饱和食盐水进行分液后,减压蒸馏去除有机层而获得了粗产物。
向50mL容量的茄形烧瓶中,加入所获得的粗产物和三氟乙酸(TFA)3.5mL,在室温下搅拌了分钟30。之后,浓缩反应液通过反相柱层析法进行纯化,并实施冻结干燥,获得了287mg的化合物(4-4)。
(iii)化合物(4-5)的合成
向50mL容量的茄形烧瓶中,加入化合物(4-4)287mg、四氢呋喃(THF)5.7mL、1-氨基-3、6、9、12-四氧杂十五烷-15-酸叔丁酯172mg、1-[双(二甲基氨基)亚甲基]-1H-1,2,3-三唑并[4,5-b]吡啶鎓3-氧化六氟磷酸盐(HATU)255mg及N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)117μL,在室温下搅拌了4小时。之后,利用乙酸乙酯及饱和食盐水进行分液后,减压蒸馏去除有机层,从而获得了粗产物形式的化合物。
向50mL容量的茄形烧瓶中,加入所获得的粗产物和三氟乙酸(TFA)2.5mL,在室温下搅拌了分钟30。之后,浓缩反应液通过反相柱层析法进行纯化,并实施冻结干燥,获得了281mg的化合物(4-5)。
(iv)化合物(4-6)的合成
向50mL容量的茄形烧瓶中,加入化合物(4-5)140mg、四氢呋喃(THF)2.8mL、化合物(4-3)103mg、1-[双(二甲基氨基)亚甲基]-1H-1,2,3-三唑并[4,5-b]吡啶鎓3-氧化六氟磷酸盐(HATU)71.9mg及N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)33.0μL,在室温下搅拌了4小时。之后,利用乙酸乙酯及饱和食盐水进行分液后,减压蒸馏去除有机层,从而获得了粗产物形式的化合物。
向50mL容量的茄形烧瓶中,加入所获得的粗产物和四氢呋喃(THF)2.8mL及水合肼30.6μL,在室温下搅拌了12小时。之后,浓缩反应液通过反相柱层析法进行纯化,并实施冻结干燥,获得了152mg的化合物(4-6)。
(v)化合物(4-7)的合成
向50mL容量的茄形烧瓶中,加入化合物(4-6)108mg及三氟乙酸(TFA)3mL,在室温下搅拌了1.5小时。之后,浓缩反应液通过反相柱层析法进行纯化,并实施冻结干燥,获得了100mg的化合物(4-7)。
2)比较化合物(1)的合成
在上述的化合物(1)的合成中,使用化合物(4-7)代替化合物(1-2),除此以外,以相同的方式,由2.2mg的化合物(4-7)合成了3.9mg的上述的比较化合物(1)。比较化合物(1)的MS测定结果如下。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=4466、(M-H+)-=4464
3)比较化合物(1-NHS)的合成
在上述化合物(1-NHS)的合成中,使用比较化合物(1)来代替化合物(1),除此以外,以相同的方式,对下述比较化合物(1-NHS)进行合成。
[化学式35]
<比较化合物(2)的合成>
1)化合物(5-4)的合成
根据下述方案对化合物(5-4)进行了合成。
[化学式36]
(i)化合物(5-1)的合成
向100mL容量的茄形烧瓶中,加入化合物(4-3)300mg、四氢呋喃(THF)15mL、15―[(叔丁氧羰基)氨基]―4,7,10,13-四氧杂十五烷酸250mg、1-[双(二甲基氨基)亚甲基]-1H-1,2,3-三唑并[4,5-b]吡啶鎓3-氧化六氟磷酸盐(HATU)348mg及N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)132μL,在室温下搅拌了4小时。接着,加入三氟乙酸(TFA)5mL,在室温下搅拌了3小时。之后,利用乙酸乙酯及饱和食盐水进行分液后,减压蒸馏去除有机层,通过反相柱层析法进行纯化而获得了352mg的化合物(5-1)。
(ii)化合物(5-2)的合成
向50mL容量的茄形烧瓶中,加入化合物(4-4)300mg、四氢呋喃(THF)15mL、Nε-(叔丁氧羰基)-L-赖氨酸(H-Lys(Boc)-OH)173mg、1-[双(二甲基氨基)亚甲基]-1H-1,2,3-三唑并[4,5-b]吡啶鎓3-氧化六氟磷酸盐(HATU)355mg及N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)134μL,在室温下搅拌了4小时。之后,利用乙酸乙酯及饱和食盐水进行分液后,减压蒸馏去除有机层,通过反相柱层析法进行纯化而获得了348mg的化合物(5-2)。
(iii)化合物(5-3)的合成
向50mL容量的茄形烧瓶中,加入化合物(5-2)150mg、四氢呋喃(THF)3.0mL、化合物(5-1)217mg、1-[双(二甲基氨基)亚甲基]-1H-1,2,3-三唑并[4,5-b]吡啶鎓3-氧化六氟磷酸盐(HATU)126mg及N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)47.8μL,在室温下搅拌了4小时。接着,加入三氟乙酸(TFA)1.5mL,在室温下搅拌了3小时。之后,利用乙酸乙酯及饱和食盐水进行分液后,减压蒸馏去除有机层,通过反相柱层析法进行纯化而获得了198mg的化合物(5-3)。
(iv)化合物(5-4)的合成
以与化合物(2-2)的合成相同的方式,由化合物(5-3)50.0mg合成了化合物(5-4)32.8mg。
2)比较化合物(2)的合成
在上述的化合物(1)的合成中,使用化合物(5-4)代替化合物(1-2),除此以外,以相同的方式,由2.1mg的化合物(5-4)合成了3.2mg的上述的比较化合物(2)。比较化合物(2)的MS测定结果如下。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=4812、(M-H+)-=4810
3)比较化合物(2-NHS)的合成
在上述化合物(1-NHS)的合成中,使用比较化合物(2)来代替化合物(1),除此以外,以相同的方式,对下述比较化合物(2-NHS)进行合成。
[化学式37]
[化合物(M2-1)的合成]
根据下述方案,合成了化合物(M2-1)。化合物(7)的MS测定结果如下。MS(ESI m/z):(M+H+)+=1384、(M-H+)-=1382
[化学式38]
<化合物(6)的合成>
1)化合物(6-11)的合成
根据下述方案对化合物(6-11)进行了合成。
[化学式39]
(i)化合物(6-1)的合成
将H-Pro-Trt(2-Cl)-Resin(WATANABE CHEMICAL INDUSTRIES,LTD.制造、0.93mmol/g、53.8mg)用作起始原料,进行了肽固相合成。拉伸N-(9-芴甲氧羰基)-L-脯氨酸(Fmoc-Pro-OH)、(2S,4S)-(叔丁氧羰基)-4-氨基-1-(9H-芴-9-基甲氧基)羰基)-吡咯烷-2-羧酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S)),使用N-(9-芴甲氧羰基)-L-脯氨酸(Fmoc-Pro-OH)进行的拉伸重复了3个循环。拉伸(2S,4S)-(叔丁氧羰基)-4-氨基-1-(9H-芴-9-基甲氧基)羰基)-吡咯烷-2-羧酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S)),使用N-(9-芴甲氧羰基)-L-脯氨酸(Fmoc-Pro-OH)进行的拉伸重复了3个循环。拉伸了(2S,4S)-(叔丁氧羰基)-4-氨基-1-(9H-芴-9-基甲氧基)羰基)-吡咯烷-2-羧酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S)),N-(9-芴甲氧羰基)-L-脯氨酸(Fmoc-Pro-OH)。在结束拉伸后,利用二氯甲烷清洗树脂之后,在减压下蒸馏去除了溶剂。TFA:加入三异丙基硅烷:水=95:2.5:2.5的混合液2.0mL,进行了肽的剪切与脱保护。2小时后,滤出树脂,向滤液中加入甲基叔丁基醚(12mL),产生了固体。在将进行离心分离的固体沉淀之后,去除上清液。在利用甲基叔丁基醚清洗固体之后,减压下蒸馏去除溶剂,获得了51.2mg的白色固体的化合物(6-1)。
(ii)化合物(6-2)的合成
向50mL容量的茄形烧瓶中,加入化合物(6-1)352mg、氯仿(CHCl3)3.5mL、N-二异丙基乙胺(DIPEA)423μL及乙酸酐(Ac2O)115μL,在室温下搅拌了1小时。之后,浓缩反应液通过反相柱层析法进行纯化,并实施冻结干燥,获得了314mg的化合物(6-2)。
(iii)化合物(6-3)的合成
向50mL容量的茄形烧瓶中,加入化合物(6-1)372mg、氯仿(CHCl3)5.5mL、N-二异丙基乙胺(DIPEA)403μL及甲基-PEG4-NHS酯346mg,在室温下搅拌了1小时。浓缩反应液通过反相柱层析法进行纯化,并实施冻结干燥,获得了499mg的化合物(6-3)。
(iv)化合物(6-4)的合成
在上述的化合物(3-4)的合成中,使用N-[(9H-芴-9-基甲氧基)羰基]-β-丙氨酸(Fmoc-βAla-OH)来代替Nα-(9H-芴-9-基甲氧基)羰基)-Nε-[1-(4,4-二甲基-2,6-二氧代环己基-1-亚基)-3-甲基丁基]-L-赖氨酸(Fmoc-Lys(ivDde)-OH),除此以外,以相同的方式,由化合物(2-1)500mg合成了上述的化合物(6-4)593mg。
(v)化合物(6-5)的合成
向50mL容量的茄形烧瓶中,加入化合物(6-4)108mg、氯仿(CHCl3)2.2mL及1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一碳烯(DBU)26.8μL,在35℃下搅拌了1小时。加入甲磺酸(MsOH)11.7μL、N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)93.3μL、化合物(6-2)169mg及(7-氮杂苯并三唑-1-基氧基)三吡咯烷基鏻六氟磷酸盐(PyAOP)141mg,在35℃下搅拌了3小时。通过添加乙腈(10mL),对析出的固体进行过滤,并减压干燥,由此获得了219mg的化合物(6-5)。
(vi)化合物(6-6)的合成
在上述的化合物(6-5)的合成中,使用(2S,4S)-(叔丁氧羰基)-4-氨基-1-(9H-芴-9-基甲氧基)羰基)-吡咯烷-2-羧酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S))来代替化合物(6-2),除此以外,以相同的方式,由化合物(6-5)219mg合成了上述的化合物(6-6)233mg。
(vii)化合物(6-7)的合成
在上述的化合物(6-5)的合成中,使用化合物(6-3)来代替化合物(6-2),除此以外,以相同的方式,由化合物(6-6)38.0mg合成了上述的化合物(6-7)69.5mg。
(viii)化合物(6-8)的合成
在上述的化合物(6-5)的合成中,使用(2S,4S)-(叔丁氧羰基)-4-氨基-1-(9H-芴-9-基甲氧基)羰基)-吡咯烷-2-羧酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S))来代替化合物(6-2),除此以外,以相同的方式,由化合物(6-7)69.5mg合成了上述的化合物(6-8)48.9mg。
(ix)化合物(6-9)的合成
重复2次与上述化合物(6-7)及化合物(6-8)的合成相同的操作,由化合物(6-8)48.9mg合成了化合物(6-9)60.5mg。
(x)化合物(6-10)的合成
在上述的化合物(3-6)的合成中,使用化合物(6-9)来代替化合物(3-5),除此以外,以相同的方式,由化合物(6-9)60.5mg合成了上述的化合物(6-10)40.1mg。
(xi)化合物(6-11)的合成
向10mL容量的茄形烧瓶中,加入化合物(6-10)40.1mg、TFA:三异丙基硅烷:水=95:2.5:2.5的混合液1.0mL,在室温下搅拌了1小时。在向反应液中加入甲醇(MeOH)10mL而产生固体之后,通过过滤去除了固体。在浓缩滤液后,通过分离纯化HPLC进行纯化,并实施冻结干燥,获得了16.8mg化合物(6-11)。
化合物(6)的合成
在上述化合物(1)的合成中,使用化合物(6-11)来代替化合物(1-2),使用化合物(M2-1)来代替化合物(M1-1),除此以外,以相同的方式,由化合物(6-11)2.0mg合成了上述的化合物(6)0.75mg。化合物(6)的MS测定结果如下。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=9633、(M-H+)-=9631
化合物(6-NHS)的合成
在上述化合物(1-NHS)的合成中,使用化合物(6)来代替化合物(1),除此以外,以相同的方式,对下述化合物(6-NHS)进行合成。
[化学式40]
<实施例1>
关于上述的各化合物,作为设为标记物质的基础上的对溶液的适用及对膜的适用的使用方式中的适用性的指标,对溶液荧光强度、斑点印迹荧光强度及免疫印迹荧光强度进行了评价。
[0]荧光标记抗体的制作
向微型管中加入抗兔IgG抗体(2.3mg/ml)104μL及碳酸盐缓冲液10.4μL,实施振荡搅拌后,以相对于抗体1当量成为表A所示的摩尔当量比的方式加入化合物(1-NHS)的二甲基亚砜溶液,进一步进行了振荡搅拌。在4℃下静放24小时,使用离心式超滤过滤器(产品名称:Amicon Ultra UFC510096、Merck社制造)与PBS溶液(磷酸缓冲食盐水)对反应液实施纯化,获得了化合物(1)的IgG标记抗体。以相同的方式获得了各化合物及比较化合物的标记抗体。对于所获得的标记抗体,通过下述所示的方法计算出荧光标记率(DOL)。将结果汇总表示在表A中。
荧光标记率的计算方法使用了如下所示的通常的方法。[]中的记载表示单位,[-]是指没有单位。在本试验中,蛋白质是指抗兔IgG抗体。
荧光标记率=荧光色素的浓度/蛋白质的浓度
荧光色素的浓度是指标记的荧光色素的总摩尔浓度[M],蛋白质的浓度是指经荧光标记的蛋白质的摩尔浓度[M],分别通过下述式计算。
荧光色素的浓度=Dyemaxdye
蛋白质的浓度=(IgG280-(Dyemax×CF))/εprotein
上述式中的各符号如下所述。
Dyemax;荧光色素在最大吸收波长下的吸收[-]
εdye;荧光色素的摩尔吸光系数[M-1cm-1]
IgG280;荧光标记蛋白质在280nm下的吸收[-]
Dye280;荧光色素在280nm下的吸收[-]
εprotein;蛋白质的摩尔吸光系数[M-1cm-1]
CF(Correction Factor);Dye280/Dyemax[-]
[表A]
No. 标记抗体 10当量 15当量 20当量 30当量
001 化合物(1)-IgG 3.1 4.1 5.9 -
002 化合物(2)-IgG 3.3 4.2 5.8 -
003 化合物(3)-IgG 3.2 4.1 6.0 -
004 化合物(6)-IgG 3.1 - - 4.3
c01 比较化合物(1)-IgG 3.0 4.6 5.7 -
c02 比较化合物(2)-IgG 3.1 4.0 5.9 -
(表注)
在标记抗体栏中,化合物(Z)-IgG或比较化合物(Z)-IgG的表述分别表示是指,化合物(Z-NHS)的IgG标记抗体或比较化合物(Z-NHS)的IgG标记抗体。Z是指各化合物的编号。在以后的表中也含义相同。
由上述表A的结果可知以下内容。
在作为本发明的化合物的化合物(1)~(3)在相对于抗体1当量以10当量、15当量及20当量的任一摩尔当量添加的情况下,也显示出与使用不具有由通式(I)表示的结构的比较化合物(1)或(2)时相同程度或超过其程度的荧光标记率,作为与抗体的键合性,显示出实用上没有问题的充分的水准。这能够从No.c01或c02与No.001~003的对比中读取。而且,作为本发明的化合物的化合物(6),即使在相对于抗体1当量以10当量及30当量中的任一摩尔当量比添加的場合下,荧光标记率也为3.1以上,作为与抗体的键合性,显示出实用上没有问题的充分的水准。
另外,在以后的荧光强度的评价中,通过对化合物中的荧光体部的数量与荧光标记率(DOL)的乘积相同程度的例子彼此进行比较,能够比较将与蛋白质键合的荧光体部的数量调整为相同程度的状态中的荧光强度。
[1]溶液荧光强度的评价
将在上述中制备的标记抗体的溶液制备成蛋白质浓度0.005mg/mL,使用分光荧光强度计(产品名称:RF-5300,Shimadzu Corporation制造),以785nm的激励光统一曝光条件,计算出荧光波长810~840nm的范围的荧光强度的积分值。以比较化合物(1)-IgG的DOL3.0(添加10当量色素)的荧光波长810~840nm的范围的荧光强度的积分值为基准值,计算出与该基准值的比(标记抗体的荧光波长810~840nm的范围的荧光强度的积分值/基准值),根据以下评价基准进行了评价。将结果汇总表示在表1中。
-荧光强度(积分值)的评价基准-
AAA:荧光强度与基准值之比为2.4倍以上
AA:荧光强度与基准值之比为2.2倍以上且小于2.4倍
A:荧光强度与基准值之比为2.0倍以上且小于2.2倍
B:荧光强度与基准值之比为1.8倍以上且小于2.0倍
C:荧光强度与基准值之比为1.5倍以上且小于1.8倍
D:荧光强度与基准值之比为1.3倍以上且小于1.5倍
E:荧光强度与基准值之比为1.1倍以上且小于1.3倍
F:荧光强度与基准值之比为0.8倍以上且小于1.1倍
G:荧光强度与基准值之比小于0.8倍
[表1]
[2]斑点印迹荧光强度的评价
利用TBS-T缓冲液将源自人的转铁蛋白(20mg/mL)调整成50ng/mL,在硝基纤维素膜上慎重地点样2μL。在将膜干燥后,接着在TBS-T中利用Fish Gelatin封闭缓冲液阻断。接着,向PBS-T缓冲液30mL中加入兔抗人转铁蛋白的多克隆抗体6μL,浸渍膜并振荡1小时。然后,取出膜,利用TBS-T缓冲液清洗4次。然后,向TBS-T缓冲液30mL中加入标记抗体(抗兔IgG)15μL,在其中浸渍膜,在室温下搅拌1小时的同时进行孵化。将膜利用TBS-T缓冲液清洗3次,每次10分钟,最后利用TBS缓冲液清洗10分钟。将所获得的膜在40℃的热板上干燥1小时,使用Amersham Typhoon scanner(Cytiva公司制造)进行图像化,以785nm的激励光统一曝光条件,计算出荧光波长810~840nm的范围的荧光强度。以比较化合物(1)-IgG的DOL3.0(添加10当量色素)的荧光波长810~840nm的范围的荧光强度的积分值为基准值,计算出与该基准值的比(标记抗体的荧光波长810~840nm的范围的荧光强度的积分值/基准值),根据以下评价基准进行了评价。将结果汇总表示在表2中。
-荧光强度(积分值)的评价基准-
AAA:荧光强度与基准值之比为2.4倍以上
AA:荧光强度与基准值之比为2.2倍以上且小于2.4倍
A:荧光强度与基准值之比为2.0倍以上且小于2.2倍
B:荧光强度与基准值之比为1.8倍以上且小于2.0倍
C:荧光强度与基准值之比为1.5倍以上且小于1.8倍
D:荧光强度与基准值之比为1.3倍以上且小于1.5倍
E:荧光强度与基准值之比为1.1倍以上且小于1.3倍
F:荧光强度与基准值之比为0.8倍以上且小于1.1倍
G:荧光强度与基准值之比小于0.8倍
[表2]
[3]免疫印迹荧光强度评价
将转铁蛋白(Merck KGaA制造)利用Fluorescent Compatible Sample Buffer(4X,non-reducing)(Thermo Fisher Scientific,Inc.制造)稀释来设为1ng/uL、0.3ng/uL、0.1ng/μL,在95℃下加热处理了5分钟。对Novex 4-20% Tris-Glycine Mini Gels(Thermo Fisher Scientific,Inc.制造)加载前述转铁蛋白样品与PageRulerPrestainedNIR Protein Ladder(Thermo Fisher Scientific,Inc.制造)之后,在恒定电压225V下实施了45分钟电泳。将电泳后的凝胶和硝基纤维素膜(Cytiva公司制造)进行叠加,以恒定电压12V实施1小时的蛋白转印之后,将膜浸渍于Western Blot Blocking Buffer(FishGelatin)(Takara Bio Inc.制造)在4℃下静放了12小时。将膜利用TBS-T buffer进行清洗之后,浸渍于放了Transferrin用1次抗体(Dako公司制造)(5000倍稀释)的液体,振动1小时,将膜利用TBS-T buffer进行清洗。制备比较化合物(1)-IgG(25000倍稀释)的液体,将膜浸入,在遮光状态下振动1小时振后,利用TBS-T进行了清洗。将膜在40℃恒温槽避光1小时使其干燥。使用Amersham Typhoon scanner(Cytiva公司制造)进行图像化,以785nm的激励光统一测定条件,测定3.24mm2组分的荧光波长810~840nm的范围的荧光强度作为信号荧光强度。以与上述相同的方式对其他化合物的标记抗体测定了荧光强度。
以比较化合物(1)-IgG DOL3.0(色素10当量添加)的荧光波长810~840nm的范围的信号荧光强度的积分值为基准值,计算出与该基准值的比(标记抗体的荧光波长810~840nm的范围的信号荧光强度的积分值/基准值),根据以下评价基准进行了评价。将结果汇总表示在表3中。
-荧光强度(积分值)的评价基准-
A:信号荧光强度与基准值之比为2.0倍以上
B:信号荧光强度与基准值之比为1.8倍以上且小于2.0倍
C:信号荧光强度与基准值之比为1.5倍以上且小于1.8倍
D:信号荧光强度与基准值之比为1.3倍以上且小于1.5倍
E:信号荧光强度与基准值之比为1.1倍以上且小于1.3倍
F:信号荧光强度与基准值之比为0.9倍以上且小于1.1倍
G:信号荧光强度与基准值之比小于0.9倍
[表3]
由上述表1~3的结果可知以下内容。
比较化合物(1)虽然具有2个荧光体部,但不包含由通式(i)表示的含氮饱和5元环结构,未包含由-(L-O)gRE表示的聚亚烷氧基结构作为取代基,因此从不具有由通式(I)表示的结构的方面而言,并不是本发明中规定的化合物。关于使用了该比较化合物(1)的标记抗体,溶液荧光强度、斑点印迹荧光强度及免疫印迹荧光强度均低(No.c11、c21及c31)。
比较化合物(2)虽然具有2个荧光体部,但不包含由通式(i)表示的含氮饱和5元环结构,因此从不具有由通式(I)表示的结构的方面而言,并不是本发明中规定的化合物。关于使用了该比较化合物(2)的标记抗体,从包含由-(L-O)gRE表示的聚亚烷氧基结构作为取代基的方面而言,与使用了比较化合物(1)的情况相比,虽然荧光强度略有改善,但荧光强度并不充分。(相对于No.c11、c21及c31的No.c12、c22及c32)。
与此相对,相对于上述比较化合物(1)的标记抗体的荧光强度在溶液及斑点印迹中的至少任一种方式中,作为本发明的化合物的化合物(1)~(3)及(6)的标记抗体均具有1.5倍以上的荧光强度,在免疫印迹荧光强度的方式中,也具有1.3倍以上的荧光强度,并显示优异的荧光强度,而且,还抑制了荧光强度随着DOL的增加而下降(相对于No.c11的No.101~104、相对于No.c21的No.201~203、相对于No.c31的No.301~303)。从化合物(1)与(2)的比较,发现即使包含-(L-O)gRE的基团位于由通式(i)表示的含氮饱和5元环的环上或该含氮饱和5元环的连接基团部分上中的任意位置的情况下,也显示优异的荧光强度。而且,从化合物(2)与(3)的比较,发现即使在增加化合物中的荧光体部的数量的情况下,作为每个荧光体部的荧光强度也显示相同水平的优异的荧光强度。
如此,本发明的化合物为包含至少2个荧光体部及由通式(I)表示的特定结构的化合物,由此在溶液、斑点印迹及免疫印迹中的至少任一者方式中,能够对所获得的标记生物物质赋予优异的荧光强度。
对于本发明与其实施方式一同进行了说明,但本发明人认为,只要没有特别指定,在说明的任何细节中也不会对本发明进行限定,在不违反所附的技术方案所示的发明的精神和范围的情况下,应该作广泛的解释。
本申请主张基于2021年8月31日在日本申请的日本特愿2021-141999及2022年6月22日在日本申请的日本特愿2022-100573的优先权,在此作为参考将其内容作为本说明书中记载的一部分而引用。

Claims (15)

1.一种化合物,其具有至少2个荧光体部及由下述通式(I)表示的结构,
[化学式1]
式中,X1~X3表示-O-、-S-、>NR1或>CR2R3
R1~R3表示氢原子、烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、-(L-O)gRE、酰基、-NR8R9或-OR10
R8~R10表示氢原子、烷基、烯基、炔基、酰基、芳基、杂芳基或-(L-O)gRE
L表示亚烷基,RE表示氢原子或烷基,g为1~24,
La及Lb表示单键或将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及>P(=O)ORB中的1种或2种以上组合而成的连接基团,RA及RB表示氢原子或取代基,
n为2以上的整数,
其中,由()n括起来的结构具有>NR1及>CR2R3中的至少任一者,且由所述()n括起来的结构中所包含的R1~R3中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团、和/或La及Lb中的至少一者为具有包含-(L-O)gRE的基团作为取代基的基团,不存在所述包含-(L-O)gRE的R1~R3、La及Lb中的-(L-O)gRE与荧光体及生物物质中的至少任一者键合的情况,
*表示键合键。
2.根据权利要求1所述的化合物,其由下述通式(II)表示,
[化学式2]
式中,R4及R5表示氢原子、烷基、烯基、炔基、酰基、氨基、羟基、烷氧基、硫烷基、芳基或杂芳基,
R6及R7表示氢原子、羟基、硫烷基、烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、氨基、酰基、杂芳基、阴离子性基团、阳离子性基团或Q,
Q表示羧基、能够与生物物质键合的取代基或能够与固体支撑体键合的取代基,
L1及L6表示亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2或>P(=O)ORB,L2~L5表示单键或将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及>P(=O)ORB中的1种或2种以上组合而成的连接基团,
M表示所述荧光体部、生理活性物质部、前体药物部或放射性同位素含有部,
其中,M中的至少2个表示所述荧光体部,
m为1以上的整数,
X1~X3、R1~R3、La、L、RA、RB、RE、g及n与所述X1~X3、R1~R3、La、L、RA、RB、RE、g及n含义相同,
其中,由()n括起来的结构具有>NR1及>CR2R3中的至少任一者,且由所述()n括起来的结构中所包含的R1~R3中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团;和/或La、L3及L4中的至少一者为具有包含-(L-O)gRE的基团作为取代基的基团,不存在所述包含-(L-O)gRE的R1~R3、La、L3及L4中的-(L-O)gRE与荧光体及生物物质中的至少任一者键合的情况。
3.根据权利要求2所述的化合物,其由下述通式(III)表示,
[化学式3]
式中,Y1~Y3、Z1~Z3及W1~W3表示氢原子、烷基、烯基、炔基、酰基、氨基、羟基、烷氧基、硫烷基、芳基或杂芳基,
LL1及LL2表示单键或将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及>P(=O)ORB中的1种或2种以上组合而成的连接基团,
s、t及u为0以上的整数,
R1~R7、L1、L2、L5、L6、X1~X3、M、L、RA、RB、RE、g、n及m与所述R1~R7、L1、L2、L5、L6、X1~X3、M、L、RA、RB、RE、g、n及m含义相同,
其中,由()n括起来的结构具有>NR1及>CR2R3中的至少任一者,且由所述()n括起来的结构中所包含的R1~R3中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团、和/或Y1~Y3、Z1~Z3及W1~W3中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团,不存在所述包含-(L-O)gRE的R1~R3、Y1~Y3、Z1~Z3及W1~W3中的-(L-O)gRE与荧光体及生物物质中的至少任一者键合的情况。
4.根据权利要求3所述的化合物,其由下述通式(IV)表示,
[化学式4]
式中,R6A及R7A表示氢原子、羟基、硫烷基、烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、杂芳基、氨基、酰基、阴离子性基团、阳离子性基团或Q,其中,R6A及R7A中的至少一者表示Q,
L7及L8表示将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及>P(=O)ORB中的1种或2种以上组合而成的连接基团,
Y4及Y5表示氢原子、烷基、烯基、炔基、酰基、氨基、羟基、烷氧基、硫烷基、芳基或杂芳基,
R4、R5、L2、L5、X1~X3、Y1~Y3、Z1~Z3、W1~W3、M、Q、RA、RB、n、m、s、t及u与所述R4、R5、L2、L5、X1~X3、Y1~Y3、Z1~Z3、W1~W3、M、Q、RA、RB、n、m、s、t及u含义相同。
5.根据权利要求3或4所述的化合物,其满足下述条件(Z1)~(Z3)中的至少一者,
条件(Z1):所述s为1以上的整数且所述Y1、Z1及W1中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团,
条件(Z2):所述t为1以上的整数且所述Y2、Z2及W2中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团,
条件(Z3):所述u为1以上的整数且所述Y3、Z3及W3中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的化合物,其中,
由所述通式(I)表示的结构包含X1~X3为>CR2R3的结构。
7.根据权利要求6所述的化合物,其中,
由所述通式(I)表示的结构所包含的X1~X3为>CR2R3的结构中的至少一个R2为-NR8R9或-OR10
8.根据权利要求7所述的化合物,其中,
由所述通式(I)表示的结构所包含的X1~X3为>CR2R3,至少1个R2为-NR8R9或-OR10的结构中的R8~R10中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团。
9.根据权利要求2所述的化合物,其由下述通式(V)表示,
[化学式5]
式中,X4~X9表示-O-、-S-、>NR101或>CR102R103,
其中,X4~X6中的一者为具有-L10-M作为R101~R103中的任意一者的碳原子或氮原子,X7~X9中的一者为具有-L11-M作为R101~R103中的任意一者的碳原子或氮原子,
既非-L10-M亦非-L11-M的R101~R103表示氢原子、烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、-NR8R9、-OR10或阴离子性基团,
L10及L11表示单键或2价连接基团,
R1~R3、R6~R10、X1~X3、M、n及m与所述R1~R3、R6~R10、X1~X3、M、n及m含义相同,
其中,由()n括起来的结构具有>NR1及>CR2R3中的至少任一者,且由所述()n括起来的结构所包含的R1~R3中的至少一者为包含-(L-O)gRE的基团,不存在所述包含-(L-O)gRE的R1~R3与荧光体及生物物质中的至少任一者键合的情况。
10.根据权利要求9所述的化合物,其由下述通式(VI)表示,
[化学式6]
式中,R6A及R7A表示氢原子、羟基、硫烷基、烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、杂芳基、氨基、酰基、阴离子性基团、阳离子性基团或Q,其中,R6A及R7A中的至少一者表示Q,
L12及L13表示连接基团,
na及nb为0以上的整数,
L10、L11、X1~X9、M、Q、n及m与所述L10、L11、X1~X9、M、Q、n及m含义相同,
其中,由()n、()na或()nb括起来的结构均具有>NR1及>CR2R3中的至少任一者,且由所述()n、()na及()nb括起来的结构的每一个具有包含-(L-O)gRE的基团作为R1~R3中的至少一者,不存在所述包含-(L-O)gRE的R1~R3与荧光体及生物物质中的至少任一者键合的情况。
11.根据权利要求10所述的化合物,其中,
(A)所述na为1以上的整数,且所述R6A为所述Q,和/或(B)所述nb为1以上的整数,且所述R7A为所述Q,
其中,在上述(A)的情况下,所述L13的最短连接原子数为7以下,在上述(B)的情况下,所述L12的最短连接原子数为7以下。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的化合物,其中,
由所述通式(I)表示的结构包含X1~X3为>CR2R3的结构。
13.根据权利要求12所述的化合物,其中,
由所述通式(I)表示的结构所包含的X1~X3为>CR2R3的结构中的至少一个R2为-NR8R9或-OR10
14.一种标记生物物质,其由权利要求1至13中任一项所述的化合物与生物物质键合而成。
15.根据权利要求14所述的标记生物物质,其中,
所述生物物质为蛋白质、氨基酸、核酸、核苷酸、糖链及磷脂中的任一种。
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