CN1900212A - 用于测定糖类的荧光单体化合物、荧光敏感物质及用于植入体内的糖类测定用传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种对葡萄糖等糖类的检测能力优良的荧光单体化合物、荧光敏感物质，以及使用所述荧光敏感物质的糖类测定用传感器。本发明涉及在与糖类结合而发出荧光的疏水性部位仅导入一种亲水性基团而得到的荧光单体化合物、以及该荧光单体化合物和含有(甲基)丙烯酰胺残基的聚合性单体共聚而得到的荧光敏感物质。通过导入亲水性基团可以提高荧光敏感物质对糖类的结合能力。

Description

用于测定糖类的荧光单体化合物、 荧光敏感物质及用于植入体内的糖类测定用传感器

技术领域

本发明涉及糖类检测能力优良的荧光单体化合物、荧光敏感物质、其制备方法、以及使用上述物质的用于植入体内的糖类测定用传感器(senor)等。

背景技术

体内植入型传感器有效用于观察各种疾病的病程、监视疗效等，近年成为广为研究的领域之一。特别是在糖尿病治疗中，据说，通过连续测定血糖而进行血糖控制，有助于延缓病情发展或减少并发症。

目前，多数糖尿病患者为了自我管理血糖而采用扎破手指等方法来采集血样，利用血糖仪读取测定值。但是该方法在使患者痛苦、或简便性方面存在问题。目前的现状是以一日测定次数有限，难以频繁测定来把握血糖值变化的规律。鉴于上述理由，认为体内植入型连续血糖仪的有用性较高。

另外，长久以来既在开发用于连续测定生物体内葡萄糖浓度的技术，例如，有利用能够与葡萄糖发生可逆反应而发出荧光的物质，通过荧光量的变化测定葡萄糖浓度的方法。作为上述荧光物质，公开了一种具有下述分子结构的发荧光性化合物，即，具有发荧光性原子团、至少一个苯基硼酸部位、和至少一个胺基氮原子，胺基氮原子位于苯基硼酸部位附近，且与该苯基硼酸进行分子内键合(特开平8-53467号公报)。发荧光性原子团可以使用萘基、蒽基等。所述化合物通过苯基硼酸部位与糖分子形成稳定的络合物时发出荧光。

另外，作为用于检测存在于水性环境中的样品浓度的指示高分子，也公开了一种具有亲水性单体、和蒽硼酸酯衍生物等形成激发物(excimer)的多环芳烃的化合物(WO 02/12251)。由于所述形成激发物的多环芳烃在水中的溶解性不充分，因而导入甲基丙烯酰胺等亲水性基团，使其即使在水性环境中也能够检测样品的浓度。

另外，作为荧光传感器也公开了在塑料薄膜等固相中直接固定荧光物质的方法(美国专利第6,319,540号说明书)。美国专利第6,319,540号说明书中使用了在具有发光性、发荧光性、及发色性的原子团中仅附加苯基硼酸的物质。

发明内容

但是，上述特开平8-53467号公报中记载的化合物作为发荧光性原子团具有萘基、蒽基等体积较大且为疏水性的部位，因此不易与水溶性的糖类结合，期待提高检测的灵敏度。另外，WO 02/12251记载的化含物在实施例6的G步骤中与甲基丙烯酸等亲水性单体进行聚合时以乙二醇作为溶液。使用有机溶剂进行聚合的情况下，在水溶液中进行测定时，可能得到产生偏差等不良性状的凝胶。

另外，将荧光物质直接固定在基体材料上以作为荧光传感器使用时，由于固定于表面的荧光物质的自由度有限，得到的信号变弱或者当高密度地固定荧光物质时可能发生消光，因此可能使荧光物质对被检测物质的检出能力低于固定前。

在该情形下，本发明的目的在于提供一种对葡萄糖等糖类的检测能力优良的荧光单体化合物、荧光敏感物质、以及使用所述荧光敏感物质的糖类测定用传感器。

本发明人等深入研究了糖类测定用荧光单体化合物与糖类的结合形态，结果发现在用于检测糖类的单体化合物中导入亲水性基团、或者在与糖类结合而发出荧光的疏水性部位中仅导入一种由聚亚烷基等形成的亲水性基团，则能够确保该疏水性部位的自由度，同时也能促进其与糖类的结合，若进一步使该荧光单体化合物与(甲基)丙烯酰胺共聚，则即使将其固定在基体材料上测定糖类时，在血液、体液等水溶液中的检测灵敏度也不会降低，从而完成了本发明。

本发明的糖类测定用荧光单体化合物、荧光敏感物质及检测层的糖类检测能力优良。另外，由于体液中的糖类检测能力优良，因此成为可以经受长期植入的荧光传感器。

通过对下述优选方案的说明以及附图来阐明本发明的上述及其它目的、方案及优点。

附图说明

图1示出9，10-双[[N-甲基-N-(二羟硼基苄基)氨基]甲基]蒽-2-羧酸-1-(6-丙烯酰胺-正己基)酰胺(F-AAm)的合成过程之一例。

图2示出9，10-双(亚甲基)[[N-(二羟硼基苄基)亚甲基]-N-[(丙烯酰聚氧乙烯)羰基氨基]-正六亚甲基]-2-乙酰蒽(F-PEG-AAm-1)的合成过程之一例。

图3示出9，10-双(亚甲基)[[N-(二羟硼基苄基)亚甲基]-N-[(丙烯酰聚氧乙烯)羰基氨基]-正六亚甲基]蒽-2-甲酸甲酯(F-PEG-AAm-2)的合成过程之一例。

图4示出将本发明的荧光敏感物质固定在基体材料上得到的检测层之一例的简图。

图5示出本发明的用于植入体内测定糖类的传感器的外观斜视图。

图6示出本发明的用于植入体内测定糖类的传感器的内部结构斜视图。

图7示出实施例3～10的荧光敏感物质的葡萄糖应答性。

图8示出实施例3～9的荧光敏感物质的葡萄糖应答性。

图9示出实施例16及比较例1的检测层的葡萄糖应答性。

图10示出实施例18、实施例20及比较例2的检测层的葡萄糖应答性。

具体实施方式

本发明的第一个方案为化学式1表示的荧光单体化合物。

[化学式1]

化学式1中，Q、Q’及D³可相同亦可不同，也可以共同形成稠环，是选自氢、卤素、羟基、可被取代的烷基、酰基、烷氧基、羧基、羧酸酯基、羧酰胺基、氰基、硝基、氨基及氨烷基的取代基。Q及Q’优选为氢、乙酰基、或硝基。

D¹、D²及D⁴中的至少一个为末端具有乙烯基、使所述荧光单体化合物能够溶于水的取代基。末端具有乙烯基可使荧光单体化合物之间的聚合、与其它聚合性单体的聚合、以及其在基体材料上的固定变得容易。

本发明中“使荧光单体化合物能够溶于水”是指不存在有机溶剂、增溶剂的情况下，荧光单体化合物在温度25℃、pH7.0的条件下可以1mM或1mM以上的浓度溶于水中。作为使该荧光单体化合物能够溶于水的取代基，可以优选地举出下述化学式2或下述化学式3所示的取代基。关于下述化学式2或下述化学式3所示的取代基，在后面进行详述。

D¹、D²、D³及D⁴进一步优选为下述(i)或下述(ii)。

(i)D¹及D²可相同亦可不同，为可被取代的烷基，D³为氢，D⁴为下述化学式2所表示的取代基。作为烷基，优选甲基、乙基、丙基、丁基、或戊基等，更优选甲基或乙基。

(ii)D¹及D²可相同亦可不同，为下述化学式3所示的取代基，D³及D⁴可相同亦可不同，可以共同形成稠环，为选自氢、卤素、羟基、可被取代的烷基、酰基、烷氧基、羧基、羧酸酯基、羧酰胺基、氰基、硝基、氨基及氨烷基的取代基。作为烷基，优选碳原子数为1～10的烷基，具体可以举出甲基、乙基、丙基、丁基、或戊基等，酰基可以举出甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基、或异丁酰基等，烷氧基可以举出甲氧基、乙氧基等，卤素可以举出F^-、Cl^-、Br^-、或I^-等，氨烷基可以举出甲氨基、乙氨基等。当Q、Q’、D³及D⁴中导入硝基、氰基或酰基等时，具有赋予荧光红移或扩大激发波长峰和荧光波峰的间隔的效果，从而使荧光测定的结果容易解析。

本发明中当D¹、D²、D³及D⁴为(ii)时，优选使Q、Q’、D³及D⁴中至少一个为选自乙酰基、羧酸酯基及氰基的1种基团，其余为氢。

[化学式2]

[化学式3]

首先说明化学式1中D¹、D²、D³及D⁴为上述(i)的情况。

上述(i)的情况下，-X为选自-COO-、-OCO-、-CH₂NR-、-CH₂S-、-CH₂O-、-NR-、-NRCO-、-CONR-、-SO₂NR-、-NRSO₂-、-O-、-S-、-SS-、-NRCOO-、-OCONR-及-CO-的取代基。作为烷基，可以举出甲基、乙基、丙基、丁基、或戊基等。X优选为-NRCO-及-CONR-。

上述(i)的情况下，R”表示氢、或者可以被取代的烷基。作为烷基，优选碳原子数为1～10的烷基，更优选碳原子数为1～5的烷基。具体可以举出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基等。

上述(i)的情况下，Y为可被取代的2价有机残基，使该荧光单体化合物能够溶于水。本发明中“使荧光单体化合物能够溶于水”是指不存在有机溶剂、增溶剂的情况下，荧光单体化合物在温度25℃、pH7.0的条件下能够以1mM或1mM以上的浓度溶于水中。Y可以优选地举出具有氨基、羧基、磺基、硝基、磷酸基及羟基等亲水性基团的基团；以及结构中具有醚键、酰胺键及酯键等亲水性键的基团。

另外，Y优选在上述有机残基中含有下述化学式4或下述化学式5所示结构，并且也可以具有其它取代基或2价有机残基。化学式4、化学式5中，n优选为2～4，更优选为2或3，j优选为1～3，更优选为1，m优选为20～150，更优选为40～120。Y’及Y”可相同亦可不同，表示氢或烷基，烷基优选碳原子数为1～4的烷基，例如可以举出甲基、乙基、丙基及丁基等。Y”及Y”特别优选为如下两种情况，即，Y’及Y”为氢，或者Y’为氢、Y”为碳原子数为1～4的烷基，特别是甲基。

[化学式4]

[化学式5]

Y优选原子数为3～500的基团，更优选原子数为3～12的基团。

下面说明化学式1中，D¹，D²，D³及D⁴为上述(ii)的情况。

上述(ii)的情况下，X为含有至少一种选自-COO-、-OCO-、-CH₂NR-、-NR-、-NRCO-、-CONR-、-SO₂NR-、-NRSO₂-、-O-、-S-、-SS-、-NRCOO-、-OCONR-及-CO-的取代基的碳原子数为1～30的亚烷基。R表示氢或可被取代的烷基。本说明书中“含有至少一种取代基的亚烷基”是指亚烷基的端部结合有取代基，以及亚烷基的链中含有取代基。亚烷基的碳原子数优选为1～30，更优选为3～12。具体可以举出亚丙基、亚己基及亚辛基等。上述亚烷基中含有的取代基优选-NRCO-及-CONR-，R为烷基时，优选碳原子数为1～10的烷基、更优选为1～5的烷基。具体可以举出甲基、乙基、丙基、丁基、或戊基等。R优选为氢。

上述(ii)的情况下，Z表示-O-或-NR”-，R”表示氢或可被取代的烷基。作为烷基，优选碳原子数为1～10的烷基，更优选碳原子数为1～5的烷基。具体可以举出甲基、乙基、丙基、丁基或戊基等。Z优选为-O-。

上述(ii)的情况下，Y为可被取代的2价有机残基，使该荧光单体化合物能够溶于水。本发明中“使荧光单体化合物能够溶于水”是指不存在有机溶剂、增溶剂的情况下，荧光单体化合物在温度25℃、pH7.0的条件下能以1mM或1mM以上的浓度溶于水中。Y可以优选地举出具有氨基、羧基、磺基、硝基、磷酸基及羟基等亲水性基团的基团；或结构中具有醚键、酰胺键及酯键等亲水性键的基团。

上述(ii)的情况下，Y优选为分子量500～10,000的基团，更优选分子量为1,000～5,000的基团。

作为本发明特征的荧光单体化合物通过导入亲水性链Y，具体可以获得下述(1)、(2)、(3)及(4)的效果。

(1)由于荧光单体化合物变成水溶性，因此能够有效地进行荧光敏感物质形成时的固定化或聚合反应。例如在制备丙烯酰胺凝胶时，能够仅以水作为溶剂进行聚合而得到具有较高的物理强度、稳定性、均匀性的凝胶。对于疏水性的单体化合物，为了使其可溶化而需要使用有机溶剂等，因此可能成为性状不良的凝胶。(2)亲水性链的导入改变了与被检测物质相互作用的苯基硼酸周围的环境、移动性，从而有助于提高灵敏度、精度、应答速度、及作为待测物质的糖类的选择性。(3)亲水性链使荧光敏感物质整体的例如聚合后的结构稳定化。(4)由于荧光单体化合物仅在水中即可反应，因此在容易被有机溶剂腐蚀的基体材料，例如丙烯酸酯制的板等之上也可以发生聚合。

本发明的荧光单体化合物的特征还在于，通过上述X在用于检测糖类的化合物中导入Y，由此可以提高荧光单体化合物的物理性质、稳定性、检测灵敏度、检测精度、作为待测物质的糖类的选择性等。具体而言，当导入上述化学式4、化学式5所示的亲水性基团时，增加了该荧光单体化合物中含有的苯基硼酸部位在血液、体液等水溶液中的自由度，从而能够与糖类迅速地相互作用，增加对糖类的亲和性，提高检测灵敏度。

特别是在化学式1采用上述(i)所述方案的情况下，由于在与糖类结合而发出荧光的疏水性部位仅导入一个亲水性基团，因此能够在确保该疏水性部位的自由度的同时促进其与糖类的结合。

另外，如上所述，已知本发明的荧光单体化合物是含有蒽骨架的苯基硼酸衍生物，蒽骨架作为发荧光性原子团发挥作用。当苯基硼酸部位和糖形成稳定的复合体时，通过发荧光性原子团发出荧光，由于本发明的荧光单体化合物有两个苯基硼酸部位，因此糖类的检测灵敏度特别优良。需要说明的是，结合在化学式2中的NR”、及化学式3中的Z上的COCHCH₂是为了使所述荧光单体化合物与基体材料等结合以使其不溶于血液等体液而导入的基团。

本发明的第二个方案为至少由以下记载的(I)及(II)的2种化合物共聚得到的糖类测定用荧光敏感物质。

(I)：上述化学式1所示的荧光单体化合物

(II)：具有乙烯基的至少1种亲水性非荧光性聚合性单体

利用上述荧光单体化合物检测血液或体液等水溶液中含有的糖类时，必须将该荧光单体化合物固定，以使其不溶解在血液或体液等水溶液中或者从其中流出。但是，如果仅将荧光单体化合物固定在基体材料上，则影响该荧光单体化合物与糖的接触及结合，检测灵敏度降低。本发明使该荧光单体化合物和具有乙烯基的至少1种亲水性非荧光性聚合性单体共聚，从而在该荧光单体化合物中导入亲水性的聚合性单体将其固定，制成荧光敏感物质，由此可以使荧光单体化合物不溶化，并且能够确保该荧光单体化合物和糖类的亲合性。

上述具有乙烯基的至少1种亲水性非荧光性聚合性单体在制备荧光敏感物质时，即使在聚合所需要的浓度下也能够溶于水。因此，例如制备作为荧光敏感物质的凝胶时，能够得到不易在测定时产生不均的良好凝胶。在制备具有乙烯基的至少1种亲水性非荧光性聚合性单体的荧光敏感物质时，反应溶液中单体的浓度优选为0.5～50质量％，进一步优选为3～30质量％。

作为含有乙烯基的至少1种亲水性非荧光性聚合性单体，例如可以优选地举出含有丙烯酸残基的聚合性单体、或者含有(甲基)丙烯酰胺残基的聚合性单体，更优选含有(甲基)丙烯酰胺残基的聚合性单体。含有(甲基)丙烯酰胺残基的聚合性单体具有特别优良的水溶性及操作性。

作为含有丙烯酸残基的聚合性单体，只要是得到的聚合物结构中含有丙烯酰基即可，可以举出丙烯酸4-羟丁基酯、丙烯酸2-羟乙基酯、丙烯酸羟丙基酯、丙烯酸甲氧乙基酯、丙烯酸聚乙二醇酯、丙烯酸等。

作为含有(甲基)丙烯酰胺残基的聚合性单体，只要是得到的聚合物结构中含有丙烯酰基和酰胺键即可，包括(甲基)丙烯酰胺及其衍生物。例如可以举出丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-三羟基甲基丙烯酰胺、N-羟基甲基丙烯酰胺、N-(正丁氧基甲基)丙烯酰胺、N-丙烯酰赖氨酸或N-丙烯酰六亚甲基二胺等(甲基)丙烯酰氯和氨基酸或具有活性氨基的化合物的缩聚产物及化学式6表示的化合物等。

[化学式6]

化学式6中，A为氢或甲基，U及U’可相同也可不同，表示氢或可被取代的烷基。作为烷基可以举出甲基、乙基、丙基、丁基、或戊基等。

由含有(甲基)丙烯酰胺残基的聚合性单体形成的聚合物亲水性较高，因此当其与荧光单体化合物结合时，存在于该荧光单体化合物中的含有苯基硼酸部位的疏水性较强的发荧光性原子团被引入亲水性高的结构体中。由此即使在测定血液、体液中含有的糖类时，水溶性的糖类也容易接近该发荧光性原子团并与之结合。

构成荧光敏感物质的所述荧光单体化合物(I)和含有上述丙烯酰胺残基的聚合性单体(II)形成的共聚物的组成摩尔比((I)∶(II))，在荧光单体化合物中的D¹、D²、D³及D⁴为(i)的情况下，优选为1∶10～1∶4,000，更优选为1∶50～1∶4,000，特别优选为1∶100～1∶2,000。当荧光单体化合物(I)的比例较大，使摩尔比大于1∶10时，则可能由于该荧光单体化合物的疏水性部位的体积较大而降低了自由度，使其与糖类的相互作用减弱。另一方面，如果荧光单体化合物(I)的比例较小，使摩尔比小于1∶4,000时，则可能无法确保荧光强度的绝对量。

荧光单体化合物中的D¹、D²、D³及D⁴为(ii)的情况下，(I)∶(II)优选为1∶50～1∶6,000，更优选为1∶150～1∶3,000。当荧光单体化合物(I)的比例较大，使摩尔比大于1∶50时，则由于该荧光单体化合物的疏水性部位体积较大而降低了自由度，从而可能使其与糖类的相互作用减弱。另一方面，如果荧光单体化合物(I)的比例较小，使摩尔比小于1∶6,000时，则可能无法确保荧光强度的绝对量。

由上述两种成分形成的荧光敏感物质的重均分子量在荧光单体化合物中的D¹、D²、D³及D⁴为(i)的情况下，利用GPC进行聚环氧乙烷换算时，优选为50,000～500,000，更优选为100,000～300,000。

荧光单体化合物中的D¹、D²、D³及D⁴为(ii)的情况下，重均分子量利用GPC进行聚环氧乙烷换算时，优选为50,000～750,000，更优选为150,000～450,000。

本发明的荧光敏感物质中除了上述荧光单体化合物和含有(甲基)丙烯酰胺残基的聚合性单体之外，还可以并用其它成分。所述成分有交联性单体、其它交联性成分、能够在水中成为阳离子的阳离子性单体、能够在水中成为阴离子的阴离子性单体、以及在水中不解离成离子的非离子性单体。

作为交联性单体，广泛地包括能够通过聚合性双键在荧光敏感物质中导入三维交联结构的单体，因使用的荧光敏感物质的取代基不同而不同，有N，N’-亚甲基双(甲基)丙烯酰胺、N，N’-(1，2-二羟亚乙基)-双(甲基)丙烯酰胺、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯，丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、甘油丙烯酸酯甲基丙烯酸酯、环氧乙烷改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等二乙烯基化合物。本发明也可以将上述单体中的2种或2种以上并用。

作为其它交联性成分，广泛地包括含有2个或2个以上官能团的化合物，根据使用的荧光敏感物质的取代基不同而异，可以举出氰脲酸三烯丙酯、异氰脲酸三烯丙酯、磷酸三烯丙酯、三烯丙基胺、聚(甲基)烯丙氧基烷、(聚)乙二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、甘油、季戊四醇、乙二胺、聚乙二亚胺、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、三羟甲基丙烷二(甲基)烯丙基醚、四烯丙氧基乙烷或甘油丙氧基三丙烯酸酯等。本发明也可以将上述化合物中的2种或2种以上并用。

作为能够在水中成为阳离子的阳离子性单体，可以举出二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯或4-乙烯基吡啶等。本发明也可以将上述单体中的2种或2种以上并用。

作为能够在水中成为阴离子的阴离子性单体，可以举出(甲基)丙烯酸、乙烯基丙酸或4-乙烯基苯磺酸等。本发明也可以将上述单体中的2种或2种以上并用。

作为在水中不解离成离子的非离子类单体，可以举出2-羟基乙基(甲基)丙烯酸酯，3-甲氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、4-羟基丁基(甲基)丙烯酸酯、2-甲氧基乙基丙烯酸酯或1，4-环己二甲醇单丙烯酸酯等。本发明也可以将上述单体中的2种或2种以上并用。

也可以将上述交联性单体、其它交联性成分、阳离子性单体、阴离子性单体及非离子类单体中的2种或2种以上并用。上述其它成分的配合量优选为荧光单体化合物和含有(甲基)丙烯酰胺残基的聚合性单体总量的0.1～10摩尔％，更优选为2～7摩尔％。通过并用上述其它成分可使其形成三维交联结构，并且，可以调节亲水性、导入反应起点等。关于三维交联结构在后面予以说明。

本发明的荧光敏感物质优选具有化学式7表示的结构。

[化学式7]

化学式7中，Q及Q’与化学式1中表示的荧光单体化合物相同。

D¹⁰、D²⁰、D³⁰及D⁴⁰为下述(x)或下述(xx)。

(x)D¹⁰及D²⁰可相同亦可不同，为可被取代的烷基，D³⁰为氢，D⁴⁰为下述化学式8所示的取代基。烷基优选为甲基、乙基、丙基、丁基、或戊基等，更优选为甲基或乙基。

(xx)D¹⁰及D²⁰可相同亦可不同，为下述化学式9所示的取代基，D³⁰及D⁴⁰可相同亦可不同，也可以共同形成稠环，为选自氢、卤素、羟基、可被取代的烷基、酰基、烷氧基、羧基、羧酸酯基、羧酰胺基、氰基、硝基、氨基、及氨烷基的取代基。烷基优选碳原子数为1～10的烷基，具体可以举出甲基、乙基、丙基、丁基、或戊基等，酰基可以举出甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基或异丁酰基等，烷氧基可以举出甲氧基、乙氧基等，卤素可以举出F^-、Cl^-、Br^-、或I^-等，氨烷基可以举出甲氨基、乙氨基等。作为Q、Q’、D³⁰及D⁴⁰，当导入硝基、氰基或酰基等时，可具有使荧光发生红移或增大激发波长峰和荧光波长峰间距的效果。

本发明中的D¹⁰、D²⁰、D³⁰及D⁴⁰为(xx)的情况下，优选使Q、Q’、D³⁰及D⁴⁰中的至少一个为选自乙酰基、羧酸酯基及氰基中的1种基团，其余为氢。

[化学式8]

[化学式9]

首先对化学式7中D¹⁰、D²⁰、D³⁰及D⁴⁰为上述(x)的情况进行说明。

上述(x)的情况下，X为选自-COO-、-OCO-、-CH₂NR-、-CH₂S-、-CH₂O-、-NR-、-NRCO-、-CONR-、-SO₂NR-、-NRSO₂-、-O-、-S-、-SS-、-NRCOO-、-OCONR-、及-CO-的取代基。烷基可以举出甲基、乙基、丙基、丁基、或戊基等。X优选为-NRCO-及-CONR-。

上述(x)的情况下，Y及R”与化学式1表示的荧光单体化合物相同，U、U’、及A与化学式6表示的含有(甲基)丙烯酰胺残基的聚合性单体相同。

上述(x)的情况下，化学式8中的p和q的摩尔比(p∶q)优选为1∶10～1∶4,000，更优选为1∶50～1∶4,000，特别优选为1∶100～1∶2,000。如果p变大，使得摩尔比大于1∶10，则可能由于p的疏水性部位较大的体积而使自由度降低，从而减弱了其与糖类的相互作用。另外，如果p变小，使得摩尔比小于1∶4,000，则可能无法确保荧光强度的绝对量。

下面对化学式7中的D¹⁰、D²⁰、D³⁰及D⁴⁰为上述(xx)的情况进行说明。

上述(xx)的情况下，X为含有至少1种选自-COO-、-OCO-、-CH₂NR-、-NR-、-NRCO-、-CONR-、-SO₂NR-、-NRSO₂-、-O-、-S-、-SS-、-NRCOO-、-OCONR-及-CO-的取代基的碳原子数为1～30的亚烷基。R表示氢或可被取代的烷基。本说明书中“至少含有1种取代基的亚烷基”是指亚烷基的端部结合有取代基、及亚烷基的链中具有取代基。亚烷基的碳原子数优选为1～30，更优选为3～12。具体可以举出亚丙基、亚己基、及亚辛基等。亚烷基中具有的取代基优选为-NRCO-及-CONR-。R为烷基时，碳原子数优选为1～10，更优选为1～5。具体优选甲基、乙基、丙基、丁基、或戊基等。R优选为氢。

上述(xx)的情况下，Y及Z与化学式1表示的荧光单体化合物相同，U、U’及A与化学式5表示的含有(甲基)丙烯酰胺残基的聚合性单体相同。

上述(xx)的情况下，化学式7中的p和q的摩尔比(p/q)优选为1∶50～1∶6,000，更优选为1∶150～1∶3,000。如果p的比例变大，使摩尔比大于1∶50时，则可能由于p的体积较大而使自由度降低，从而使其与糖类的相互作用减弱。另外，如果p的比例变小，使摩尔比小于1∶6,000时，则可能无法确保荧光强度的绝对量。

本发明使用的荧光敏感物质中，上述共聚物的至少一部分也可以形成分子间交联，具有三维交联结构。在聚(甲基)丙烯酰胺链中形成三维交联，可使上述荧光单体化合物不易流出，因此是优选方案。需要说明的是，本发明的荧光单体化合物具有上述与糖类结合并发出荧光的疏水性部位，所述疏水性部位通过Y表示的二价有机残基结合在聚(甲基)丙烯酰胺链上，因此确保了在水溶液中具有能够与糖类结合程度的自由度。因此即使使其形成三维交联结构也不会降低糖类的检测灵敏度。

本发明的荧光单体化合物或荧光敏感物质的制备方法、及三维交联结构的形成方法没有特别限定，可以利用以下的方法制备。

(1-1)荧光单体化合物的制备方法

按照图1所示合成路线说明下述化合物的制备方法之一例，该化合物为化学式1中Q及Q’为氢、D¹及D²为甲基、D3为氢、D⁴为化学式2表示的取代基、X为-CONH、Y为-C₆H₁₂-、R”为氢的化合物(9，10-双[[N-甲基-N-(二羟硼基苄基)氨基]甲基]蒽-2-羧酸-1-(6-丙烯酰胺-正己基)酰胺)。

以9，10-二甲基蒽-2-甲酸甲酯为原料，使其与N-溴琥珀酰亚胺(NBS)反应生成9，10-双(溴甲基)蒽-2-甲酸甲酯，然后加入甲胺，使溴甲基变为氨基甲基。使得到的9，10-双(氨基甲基)蒽-2-甲酸甲酯与2-(2-溴甲基苯基)-1，3-二氧-5，5-二甲基硼杂环己烷(borinane)反应得到9，10-双[[N-甲基-N-(二羟硼基苄基)氨基]甲基]蒽-2-甲酸甲酯。使其与碱反应进行脱酯化得到9，10-双[[N-甲基-N-(二羟硼基苄基)氨基]甲基]蒽-2-甲酸。在所述甲酸中结合1-丙烯酰胺-6-氨基己烷则可以得到上述目标化合物。

更详细地说，制备浓度为1～20g/L、更优选为10～15g/L的9，10-二甲基蒽-2-甲酸甲酯溶液，在其中配合相对于9，10-二甲基蒽-2-甲酸甲酯以摩尔比计为2～2.5倍、更优选为2.1～2.2倍的NBS。另外，可在上述目标化合物的合成反应中使用适合于对象化合物的溶剂，该类溶剂有氯仿、四氯化碳、正己烷、乙腈、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜。也可以将上述溶剂中的2种或2种以上合并使用。例如，为了溶解9，10-二甲基蒽-2-甲酸甲酯，可优选使用氯仿、四氯化碳、乙腈等。也可以将其中的2种或2种以上合并作为混合溶剂使用。此时的配合比例也可以任意设定。反应温度为60～120℃，更优选为80～100℃，反应时间为0.5～6小时，更优选为2～4小时。

然后，在1摩尔用溶剂溶解至浓度为1～30g/L、更优选为2～10g/L的9，10-双(溴甲基)蒽-2-甲酸甲酯中混合2～30摩尔倍、更优选为6～20摩尔倍的甲基胺使其发生反应。反应温度为0～60℃，更优选为20～30℃，反应时间为1～10小时，更优选为2～5小时。

得到的9，10-双(氨基甲基)蒽-2-甲酸甲酯和2-(2-溴甲基苯基)-1，3-二氧-5，5-二甲基硼杂环己烷的反应中，按2-(2-溴甲基苯基)-1，3-二氧-5，5-二甲基硼杂环己烷相对于9，10-双(氨基甲基)蒽-2-甲酸甲酯以摩尔比为2～8倍、更优选为3～5倍进行混合。需要说明的是，9，1 -双(氨基甲基)蒽-2-甲酸甲酯的浓度为10～200g/L、更优选为50～100g/L。反应温度为0～80℃、更优选为20～40℃，反应时间为1～48小时，更优选为2～24小时。

接下来利用碱水解9，10-双[[N-甲基-N-(二羟硼基苄基)氨基]甲基]蒽-2-甲酸甲酯。使用的碱可以为氢氧化钠、氢氧化钾等任一种碱试剂。反应温度为0～100℃，更优选为20～60℃，反应时间为1～24小时，更优选为2～6小时。

然后相对于1摩尔9，10-双[[N-甲基-N-(二羟硼基苄基)氨基]甲基]蒽-2-甲酸，混合1.05～3.0摩尔、更优选为1.2～1.4摩尔的1-丙烯酰胺-6-氨基己烷以及1.0～3.0摩尔、更优选为1.1～2.0摩尔的稠合剂。稠合剂可以使用二环己基碳二亚胺、1-[3-(二甲基氨基)丙基]-3-乙基碳二亚胺等。反应温度为0～60℃、更优选为20～30℃，反应时间为1～24小时，更优选为2～15小时。

另外，对于原料化合物，当使用的原料化合物的蒽骨架中化学式1的Q、Q’表示的取代基与上述化合物不同时，可以通过适当地选择溶剂、添加剂、反应温度、反应时间及分离方法等来制备相应的化合物。另外，如果使用蒽骨架中具有磺酰基的化合物代替具有甲酸甲酯基的化合物，则作为X可以导入-SO₂NH-。如果使用氨基-(C₂H₄O)m-丙烯酰胺代替1-丙烯酰胺-6-氨基己烷进行反应，则作为Y可以导入-(C₂H₄O)m-。

需要说明的是，9，10-双[[N-甲基-N-(二羟硼基苄基)氨基]甲基]蒽-2-甲酸也可以如特开平8-53467号公报的实施例3所述以蒽二胺-2-甲酸代替蒽二胺进行制备。

(1-2)荧光单体化合物的制备方法

按照图2所示的合成路线说明下述化合物的制备方法之一例，该化合物为化学式1中Q、Q’及D³为氢、D⁴为-COCH₃、D¹及D²为化学式3表示的取代基、D¹及D²相同，X为-C₆H₁₂-NHCO-、Y为PEG残基、Z为-O-的化合物{9，10-双(亚甲基)[[N-(二羟硼基苄基)亚甲基]-N-[(丙烯酰聚氧乙烯)羰基氨基]-正六亚甲基]-2-乙酰基蒽(F-PEG-AAm-1)}。

以2-乙酰基-9，10-二甲基蒽为原料，加热四氯化碳/氯仿溶剂，使其与N-溴琥珀酰亚胺(NBS)及过氧化苯甲酰(BPO)发生反应，生成2-乙酰基-9，10-双(溴亚甲基)蒽。然后将其在二甲基甲酰胺(DMF)等溶剂中，二异丙基乙基胺(DIEA)等碱存在下，与N-(叔丁氧基羰基)-己基二胺发生反应，使溴亚甲基变为[(叔丁氧基羰基氨基)己基氨基]亚甲基。将其在DMF等溶剂中，DIEA等碱存在下，与2-(2-溴甲基苯基)-1，3-二氧-5，5-二甲基硼杂环己烷发生反应，则可以得到9，10-双[[N-6’-(叔丁氧基羰基氨基)己基-N-[2-(5，5-二甲基-1，3-二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]氨基]甲基]-2-乙酰基蒽。使盐酸等酸与其反应进行脱保护，即得到9，10-双(亚甲基)[[N-(二羟硼基苄基)亚甲基]-N-(氨基己基)]-2-乙酰基蒽。接下来在碱性缓冲液中与丙烯酰-(聚乙二醇)-N-羟基琥珀酰亚胺酯反应，即可得到目标化合物。

另外，作为原料化合物，当使用蒽骨架中化学式1中D⁴表示的取代基与上述化合物不同的原料化合物时，可以通过适当地选择溶剂、添加剂、反应温度、反应时间及分离方法等来制备D⁴为乙酰基之外的基团的化合物。

(1-3)荧光单体化合物的制备方法

按照图3所示的合成路线说明下述化合物的制备方法之一例，该化合物为化学式1中的Q、Q’及D³为氢、D⁴为-COOCH₃、D¹及D²为化学式3表示的取代基、D¹及D²相同、X为-C₆H₁₂-NHCO-、Y为PEG残基、Z为-O-的化合物{9，10-双(甲基)[[N-(二羟硼基苄基)亚甲基]-N-[(丙烯酰聚氧乙烯)羰基氨基]-正六亚甲基]蒽-2-甲酸甲酯(F-PEG-AAm-2)}。

以9，10-二甲基-2-乙酰基蒽作为原料，加入至二噁烷/高氯酸钠水溶液中，加热搅拌后加入酸，得到9，10-二甲基蒽-2-甲酸的沉淀物。然后将其溶解在盐酸/甲醇溶剂中并加热回流，从而得到9，10-二甲基蒽-2-甲酸甲酯。将其溶解于四氯化碳/氯仿溶剂中，加热与N-溴琥珀酰亚胺(NBS)及过氧化苯甲酰(BPO)反应，生成9，10-双(溴亚甲基)蒽-2-甲酸甲酯。接着在二甲基甲酰胺(DMF)等溶剂中、二异丙基乙胺(DIEA)等碱存在下与N-(叔丁氧基羰基)-己基二胺反应，使溴亚甲基变为[(叔丁氧基羰基氨基)己基氨基]亚甲基。使其在DMF等溶剂中、DIEA等碱存在下与2-(2-溴甲基苯基)-1，3-二氧-5，5-二甲基硼杂环己烷反应，则可以得到9，10-双[[N-6’-(叔丁氧基羰基氨基)己基-N-[2-(5，5-二甲基-1，3-二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]氨基]甲基]蒽-2-甲酸甲酯。使盐酸等酸与其发生反应进行脱保护，则可以得到9，10-双(甲基)[[N-(二羟硼基苄基)亚甲基]-N-(氨基己基)]蒽-2-甲酸甲酯。接着使丙烯酰基-(聚乙二醇)-N-羟基琥珀酰亚胺酯在碱性缓冲液中与其反应，即可得到目标化合物。

另外，作为原料化合物，当使用蒽骨架中化学式1中D⁴表示的取代基与上述化合物不同的原料化合物时，可以通过适当地选择溶剂、添加剂、反应温度、反应时间及分离方法等来制备D⁴为甲酸甲酯基之外的基团的化合物。

(2)荧光敏感物质的制备方法

可以在溶剂中利用聚合促进剂或聚合引发剂使化学式1表示的荧光单体化合物和含有(甲基)丙烯酰胺残基的聚合性单体发生共聚反应。化学式1中的D¹、D²、D³及D⁴为(i)的情况下，溶剂优选为从二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、乙二醇、或二甘醇中选出的1种或1种以上物质。所述溶剂也可以与水混合使用，尤其是使用二甲基亚砜、二甲基甲酰胺与水的混合液时，能够促进聚合的进行。与水混合时，优选使用二甲基亚砜及/或二甲基甲酰胺的浓度为40～80质量％的溶剂，更优选浓度为50～70质量％的溶剂。上述浓度范围可以促进聚合的进行，以较高的收率得到目标荧光敏感物质。如果溶剂浓度低于40质量％，则荧光单体化合物可能在聚合开始之前便析出。当化学式1中的D¹、D²、D³及D⁴为(ii)的情况下，可以使用水作为溶剂。通过导入使荧光单体化合物变成水溶性程度的亲水性Y，即使溶剂仅为水的情况下也能够发生聚合反应。另外，也可以使用在水中混合了二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、乙二醇、二甘醇等中的任一种或一种以上而得到的混合溶剂。本发明中，混合有机溶剂时，其含量优选为10～50质量％，更优选为20～30质量％。

化学式1表示的荧光单体化合物和含有(甲基)丙烯酰胺残基的聚合性单体发生共聚反应时，还可以配合其它成分。配合其它成分时，其配合量优选为荧光单体化合物和含有(甲基)丙烯酰胺残基的聚合性单体总量的0.1～10摩尔％，更优选为2～7摩尔％。配合其它成分时，优选在聚合时预先同时添加好聚合引发剂、聚合促进剂。

聚合引发剂可以举出例如过硫酸钠、过硫酸钾、或过硫酸铵等过硫酸盐；过氧化氢；偶氮二-2-甲基丙酸脒盐酸盐或偶氮异丁腈等偶氮化合物；过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、氢过氧化枯烯、或过氧化苯甲酰等过氧化物等，可以使用其中的1种、2种或2种以上。此时，作为聚合促进剂，可以合并使用下述化合物中的1种、2种、或2种以上：亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、莫尔盐、焦亚硫酸氢钠、次硫酸甲醛钠或抗坏血酸等还原剂；乙二胺、乙二胺四乙酸钠、氨基乙酸或N，N，N’，N’  -四甲基乙二胺等胺化合物等。聚合温度优选为15～75℃，更优选为20～60℃，聚合时间为1～20小时，更优选为2～8小时。需要说明的是，从在室温下能够聚合方面考虑，特别优选将作为聚合引发剂的过硫酸盐和作为聚合促进剂的N，N，N’，N’  -四甲基乙二胺合并使用。

另外，上述化学式7表示的化合物也可以不通过化学式1表示的荧光单体化合物和含有(甲基)丙烯酰胺残基的聚合性单体共聚而制备。由于化学式1表示的荧光单体化合物经多个步骤合成，因此也可以不以化学式1表示的荧光单体化合物为原料，而是使其它化合物与其中间产物反应，也能够最终制得化学式7表示的荧光敏感物质，例如，也可以在偶合剂的存在下，使图2的合成路线中给出的9，10-双[[N-(6’-氨基己基)-N-(二羟硼基苄基)氨基]甲基]-2-乙酰基蒽、或图3的合成路线中给出的9，10-双[[N-(6’-氨基己基)-N-(二羟硼基苄基)氨基]甲基]蒽-2-甲酸甲酯和在由含有(甲基)丙烯酰胺残基的聚合性单体形成的聚合物中导入羧基得到的物质发生反应，制备化学式7表示的荧光敏感物质。另外，例如，也可以预先使含有(甲基)丙烯酰胺残基的聚合性单体聚合之后，在聚合引发剂、或聚合促进剂的存在下使其与上述荧光单体化合物发生共聚，制备化学式7表示的荧光敏感物质。

(3)三维交联结构的形成方法

优选使本发明荧光敏感物质的至少一部分形成分子间交联，具有三维交联结构。如上所述，当聚(甲基)丙烯酰胺链中形成三维交联时，上述荧光单体化合物变得不易溶出，因此容易进行糖类的检测。

三维交联的导入方法没有限定，例如有使荧光敏感物质与交联成分发生反应从而在荧光敏感物质和荧光敏感物质的至少一部分形成分子间交联的方法。

另外，如前所述，在化学式1表示的荧光单体化合物和含有(甲基)丙烯酰胺残基的聚合性单体发生共聚时，在反应溶剂中添加交联成分也能够使其形成三维交联结构。

将荧光敏感物质用作植入体内以测定糖类的传感器时，为了防止荧光敏感物质的流出，通常将其固定在基体材料上，作为所述基体材料，使用含有(甲基)丙烯酰胺残基的聚合性单体或其聚合物，并根据需要在化学式1表示的荧光单体化合物中使用交联成分，使它们聚合则可以同时完成基体材料上的固定和三维交联。

作为上述交联成分，可以优选使用能够配合前述荧光敏感物质的其它成分部分记载的交联性单体、其它交联性成分、阳离子性单体、阴离子性单体、及非离子类单体，更优选使用交联性单体及其它交联性成分。本发明可以将2种或2种以上的上述成分合并使用。

本发明的第三个方案为将上述荧光敏感物质固定在基体材料上形成的检测层。另外，本发明的第四个要点为具有上述荧光敏感物质或上述检测层的用于植入体内测定糖类的传感器。

用于植入体内测定糖类的传感器为了不使荧光敏感物质流出，优选通过共价键、疏水键、或者电、及其它的相互作用，将荧光敏感物质固定在基体材料等固定材料上。以图4说明使用本发明的荧光敏感物质的糖类检测方法的大致情况。图4为示出将本发明的荧光敏感物质固定在基体材料上形成检测层之一例的简图。

该传感器具备检测层10，在检测层10中，荧光敏感物质部位30被固定在基体材料40上。荧光敏感物质部位30为至少含有由黑色圆圈表示的荧光单体化合物部位33和白色圆圈表示的含有(甲基)丙烯酰胺残基的聚合性单体部位35的共聚物，水溶液中的糖类70与荧光单体化合物33相互作用从而发出荧光。检测层10也可以含有光学分离层20。从光源50向检测层10照射波长为350～420nm的光，利用检测器60检测被反射的荧光量或波长的变化，即可以知道对应于荧光量的糖类浓度。作为本发明的检测层中使用的基体材料，可以广泛使用例如玻璃、金属等无机材料，塑料薄膜等有机材料。作为糖类测定用传感器所使用的检测层的基体材料，优选透明性良好、即使在体液中也不发生溶解或溶出的材料，本发明中，优选使用上述玻璃或塑料薄膜中的聚(甲基)丙烯酰胺膜、或聚(甲基)丙烯酸酯膜等。需要说明的是，如上所述，在使用聚(甲基)丙烯酰胺膜作为基体材料时，从能够同时完成荧光敏感物质在基体材料上的固定和三维交联的形成方面考虑较为有利。如图4所示，使用交联性聚合物时，在含有(甲基)丙烯酰胺残基的聚合性单体部位35和含有(甲基)丙烯酰胺残基的聚合性单体部位35之间、荧光单体化合物部位33和含有(甲基)丙烯酰胺残基的聚合性单体部位35之间、或含有(甲基)丙烯酰胺残基的聚合性单体部位35和基体材料40之间形成交联结构。

将荧光敏感物质固定在由无机材料或有机材料形成的基体材料表面时，也可以使用交联剂等使基体材料和荧光敏感物质进行化学结合。所述交联剂有化学式10表示的硅烷偶合剂。

[化学式10]

(RO)₃-Si-E

在化学式10中，RO表示甲氧基、乙氧基、丙氧基等碳原子数为1～5的烷氧基，优选为甲氧基或乙氧基。无机材料能够与该烷氧基进行化学结合。E为乙烯基、乙氧基、氨基、巯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、(甲基)丙烯酰基、或它们的衍生物等能够与有机材料化学结合的官能团。作为本发明优选使用的硅烷偶合剂，有乙烯基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基乙氧硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷，3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、及3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧硅烷等。

上述硅烷偶合剂中，当E为乙烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、(甲基)丙烯酰基等具有聚合性双键的取代基时，只要将其预先涂布在玻璃、金属等无机材料的表面上，就可以使含有苯基硼酸残基和丙烯酰胺残基的荧光单体化合物与含有(甲基)丙烯酰胺残基的聚合性单体在上述表面发生共聚，同时直接进行固定化。另外，也可以在用硅烷偶合剂进行了表面处理的基体材料表面上直接固定荧光敏感物质。

另外，为了将荧光敏感物质固定在塑料薄膜等有机材料表面上，也可以在塑料薄膜中导入含有反应活性基团的取代基，并使其与荧光敏感物质结合。上述反应活性基团的导入方法例如有特开平5-245198号公报中记载的利用等离子体、电子射线、放射线等的缩水甘油(甲基)丙烯酸酯的接枝聚合法等。

为了使荧光敏感物质更容易结合在上述硅烷偶合剂处理后的无机材料、或有机材料、或者导入了反应活性基团的塑料薄膜上，可以在合成荧光敏感物质时预先使用具有反应活性取代基的单体作为共聚成分，也可以在荧光敏感物质合成后再导入反应活性基团。所述单体可以使用荧光敏感物质部分记载的单体。所述反应活性基团有氨基、羧基、羟基、卤代羧基、磺酰基、硫醇基、异氰酸酯基、异硫氰酸酯基、或乙氧基等。另外，硅烷偶合剂处理后的无机材料或有机材料上的反应活性基团和荧光敏感物质的结合可以在存在或者不存在适当的溶剂、催化剂、稠合剂的条件下进行。

本发明用于植入体内测定糖类的传感器优选具有荧光检测装置，并优选将其与光源配置于适当的壳体(housing)内。

将本发明的荧光敏感物质及检测层用于植入体内的糖类测定用传感器中时，优选如图4所示在检测层10上层合光学分离层20。将光学分离层20配置在传感器的外表面侧能够避免含有在检测层10中的荧光敏感物质和作为体液成分的自由基、氧化性物质、或还原性物质等相接触，从而可以防止上述体液内成分引起荧光敏感物质发生劣化。另外，层合光学分离层20，可以防止因从光源50发出的激发光发生反射、散射而引起的检测能力降低。并且，即使糖类以外的生物体物质被光源的激发光激发时，也由于光学分离层20的存在，而可以屏蔽来源于光源50的激发光之外的光，进而可以排除生物体内有色物质或荧光物质的影响。

具有上述作用的光学分离层20由光学分离层基体材料和不透明物质形成。光学分离层基体材料选自可被交联或化学修饰的高分子，高分子例如有葡聚糖、聚(甲基)丙烯酰胺、聚(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚酰胺、聚氨酯、上述物质的混合物或共聚物等。另外，光学分离层基体材料也可以被维生素E、聚苯酚类、或金属螯合物类等修饰，或承载上述物质。不透明物质可以使用炭黑、富勒烯、碳纳米管、或氧化铁等。

检测层10和光学分离层20可以通过共价键、离子键、或疏水键等化学键进行层合。例如，光学分离层中使用葡聚糖作为基体材料、使用炭黑作为不透明物质时，将葡聚糖溶解于溶剂中后加入炭黑，经超声波处理使其均匀化，向其中进一步添加碱水溶液和乙二醇二缩水甘油醚。接下来用喷雾器向检测层均匀地喷洒上述溶液，加热并干燥，从而在检测层上层合光学分离层。

图5示出本发明用于植入体内测定糖类的传感器的外观斜视图。该用于植入体内测定糖类的传感器具有保持内部液密性的壳体110、仅使光学分离层或检测层露出的窗部120、及用于与体外系统通信的天线部130。

图6示出该用于植入体内测定糖类的传感器的内部结构。为了保持光学分离层20、或检测层10内部的液密性而设计有用于闭挡的窗部120，并搭载有发射激发光的光源50、将来自光源50的光导入检测层10的光学导向通路170、检测来自检测层10的荧光的荧光检测装置60、处理来自荧光检测装置60的信号数据的集成电路140、及作为内部电源的电池150。另外，天线部130上配置有天线用线圈160。需要说明的是，图5及图6为概念图，实施本发明时不受其限制。可以根据需要自由设定各构件的大小、形状、配置。

通过使用植入体内的糖类测定用传感器，可以避免糖尿病患者自己控制血糖值时的复杂性、以及连续测定血糖值时发生延时。另外，通过使用植入体内的糖类测定用传感器，糖尿病患者以外的人也能够简便地测定血糖值以进行健康管理。

下面举出实施例具体地说明本发明，但本发明并不受到下述实施例的限制。

实施例1

9，10-双[[N-甲基-N-(二羟硼基苄基)氨基]甲基]蒽-2-羧酸-1-(6-丙烯酰胺-正己基)酰胺(以下记为F-AAm)的合成

A)9，10-双(溴甲基)蒽-2-甲酸甲酯的合成

将360mg 9，10-二甲基蒽-2-甲酸甲酯、540mg N-溴琥珀酰亚胺、5mg过氧化苯甲酰加入到4ml氯仿和10ml四氯化碳的混合物中，进行2小时加热回流。除去溶剂后，用甲醇提取残渣，得到430mg的目标物质。

B)9，10-双(氨基甲基)蒽-2-甲酸甲酯的合成

将400mg上述A)中得到的9，10-双(溴甲基)蒽-2-甲酸甲酯溶解在60ml氯仿中，加入8ml 2M的甲基胺的甲醇溶液，并在室温下搅拌4小时。除去溶剂后，用以甲醇/氯仿为洗脱液的硅胶柱进行纯化，得到目标物质235mg。

C)9，10-双[[N-甲基-N-(二羟硼基苄基)氨基]甲基]蒽-2-甲酸的合成

将200mg上述B)中得到的9，10-双(氨基甲基)蒽-2-甲酸甲酯、700mg 2-(2-溴甲基苯基)-1，3-二氧-5，5-二甲基硼杂环己烷、0.35ml N，N-二异丙基乙胺溶解在3ml的二甲基甲酰胺中，室温下搅拌16小时。除去溶剂后，用以甲醇/氯仿为洗脱液的硅胶柱进行纯化，得到194mg作为目标物质的甲酯。将该物质溶解在5ml的甲醇中，加入1ml4N的氢氧化钠，并在室温下搅拌10小时。用盐酸中和，采用凝胶过滤除去无机盐，得到180mg目标物质。产物的熔点为121℃，DMSO-d₆中的¹H-NMR数据如下：2.15ppm(d，6H，N-CH₃)，4.10ppm(m，4H，N-CH₂-苯)，4.45ppm(m，4H，N-CH₂-蒽)，7.55-8.90ppm(m，15H，芳香族氢)。

D)F-AAm的合成

将70mg上述C)中得到的9，10-双[[N-甲基-N-(二羟硼基苄基)氨基]甲基]蒽-2-甲酸、22mg 1-丙烯酰胺-6-氨基己烷、50mg 1-[3-(二甲基氨基)丙基]-3-乙基碳二亚胺溶解在5ml含有50μl N，N-二异丙基乙胺的二甲基甲酰胺中，在60℃下搅拌18小时。将反应混合物溶解在50ml氯仿中，用蒸馏水洗涤3次、饱和食盐水洗涤1次，氯仿层经无水硫酸钠干燥后，减压下，蒸发干燥固化，得到目标物质85mg。

实施例2

9，10-双[[N-甲基-N-(二羟硼基苄基)氨基]甲基]蒽-2-羧酸-(末端丙烯酰胺-PEG3400)酰胺的合成

将10mg实施例1-C)中得到的9，10-双[[N-甲基-N-(二羟硼基苄基)氨基]甲基]蒽-2-甲酸、50mg氨基-PEG3400-丙烯酰胺(Nektar社制)、22mg 1-[3-(二甲基氨基)丙基]-3-乙基碳二亚胺溶解在3ml 100mM的磷酸缓冲液(pH＝6.0)中，60℃下搅拌24小时。将反应混合物进行凝胶过滤，收集荧光高分子部分，得到目标物质36mg。

实施例3～9

配制F-AAm浓度为10质量％的二甲基亚砜(以下记为DMSO)溶液、丙烯酰胺(以下记为AAm)浓度为30质量％的80质量％DMSO-水混合溶液、过硫酸钠(以下记为SPS)浓度为3质量％的50质量％DMSO-水混合溶液，N，N，N’，N’  -四甲基乙二胺(以下记为TEMED)浓度为2质量％的DMSO溶液。利用上述试剂溶液、DMSO及水配制最终浓度为表1所示组成的反应溶液。将配制的上述反应溶液在室温下聚合2小时得到F-AAm与AAm的共聚物。以其作为实施例3～9。将得到的共聚物在丙酮中晶析，分离提取后溶于水，在丙酮中再次晶析，进行两次重复操作将其纯化。然后将得到的荧光敏感物质真空干燥。

【表1】

	F-AAm(质量％)	AAm(质量％)	SPS(质量％)	TEMED(质量％)	DMSO(质量％)	总量(ml)	F-AAm/AAm加料摩尔比
								实施例3	1.46	2.1	0.15	0.04	80	2.0	1/14
实施例4	0.43	1/50
			实施例5	0.15	1/144
实施例6	0.10	1/215
			实施例7	0.050	1/430
实施例8	0.015	1/1435
			实施例9	0.0075	1/2870

实施例10

9，10-双[[N-甲基-N-(二羟硼基苄基)氨基]甲基]蒽-2-羧酸-(末端丙烯酰胺-PEG3400)酰胺/AAm共聚物的制备

配制10质量％的9，10-双[[N-甲基-N-(二羟硼基苄基)氨基]甲基]蒽-2-羧酸-(末端丙烯酰胺-PEG3400)酰胺水溶液、30质量％的AAm水溶液、3质量％的SPS水混合溶液、及2质量％的TEMED水溶液。用上述试剂溶液、水配制最终浓度为如下的反应溶液：实施例2中合成的荧光单体化合物：0.6质量％、AAm：4.5质量％、SPS：0.3质量％、TEMED：0.08质量％(荧光单体化合物/AAm的加料摩尔比为1/427)，在室温下聚合8小时得到共聚物。共聚物用丙酮晶析、分离提取，溶于水，再次进行丙酮晶析，将上述操作重复10次以进行纯化后，将得到的荧光敏感物质进行真空干燥。

实施例11

将实施例3～10中得到的共聚物以浓度为0.05mg/ml溶解于甲醇/磷酸缓冲液＝1/2(v/v)的溶液中，用分光光度计测定265nm下的吸光度。对丙烯酰胺均聚物(分子量150,000)也同样测定吸光度，并以此作为空白值从各实施例共聚物的吸光度值中减去。

利用预先制作的荧光单体化合物的标准曲线求出荧光敏感物质中的荧光单体化合物/AAm的组成比，结果在表2中给出。

从表2可知，吸光度与实施例3～9中加入F-AAm的含量成比例地增加，F-AAm以一定比例用作各荧光敏感物质中的成分。

【表2】

	荧光单体化合物/AAm加料摩尔比	吸光度	空白校正	荧光单体化合物/AAm测定摩尔比
					实施例3	1/14	0.725	0.698	1/10
实施例4	1/50	0.231	0.204	1/59
					实施例5	1/144	0.113	0.086	1/185
实施例6	1/215	0.076	0.049	1/282
					实施例7	1/430	0.052	0.025	1/572
实施例8	1/1435	0.035	0.008	1/1932
					实施例9	1/2870	0.031	0.004	1/3874
实施例10	1/427	0.032	0.005	1/3534

荧光单体化合物标准曲线方程式：y＝20.158x(r＝1，x：F-AAm浓度[μmol/ml])

实施例12

为了利用实施例3～10中合成的共聚物中荧光单体化合物的浓度研究荧光强度对葡萄糖浓度的应答性，将共聚物溶解于pH7.0的磷酸缓冲液中，配制成265nm的吸光度为0.05的浓度。葡萄糖浓度为500mg/dL时各荧光敏感物质溶液的相对荧光强度(Ex＝405nm、Em＝442nm)如图7所示，在吸光度一定、即共聚物溶液中荧光单体化合物浓度一定的条件下，实施例3(F-AAm/AAm＝1/14)的荧光敏感物质的相对荧光强度在同样的F-AAm/AAm共聚物类荧光敏感物质中较低。另一方面，将荧光单体化合物的“Y”部分延长了的实施例10表现出非常高的相对荧光强度。

实施例13

除了将实施例3～9中合成的共聚物浓度固定在10μg/ml以外，与实施例12同样地研究荧光强度对500mg/dL葡萄糖浓度的应答性。结果在图8中给出。

实施例14

在80质量％的DMSO水溶液中溶解、混合AAm、N，N-亚甲基双丙烯酰胺(以下记为BIS)、SPS、TEMED、以及F-AAm试剂溶液而配制溶液，使各成分的最终浓度分别为AAm：15质量％、BIS：0.15质量％、SPS：0.3质量％、TEMED：0.08质量％、及F-AAm：0.50质量％(加料摩尔比F-AAm/AAm＝1/300)。

首先间隔空隙地设置经硅烷偶合剂进行了表面处理的玻璃板和未经处理的玻璃板，使上述溶液流入空隙内，使其在氮气环境气体、室温下聚合2小时。聚合结束后将玻璃板浸入纯水中，仅剥离未经处理的玻璃板，从而得到玻璃基体材料上固定有F-AAm/AAm的共聚物的凝胶片材。将得到的凝胶片材在甲醇和50mM的磷酸缓冲液(pH＝7.0)中交替地各浸渍5分钟，重复交替浸渍3次后，在磷酸缓冲液中浸渍洗涤10小时或10小时以上，得到检测层。

实施例15

将350mg实施例1-C)中合成的9，10-双[[N-甲基-N-(二羟硼基苄基)氨基]甲基]蒽-2-甲酸、200mg甲基-6-氨基己酸酯、220mg 1-[3-(二甲基氨基)丙基]-3-乙基碳二亚胺溶解于30ml含有0.2ml N，N-二异丙基乙胺的二甲基甲酰胺中，在室温下搅拌4小时。将反应混合物溶于100ml氯仿中，以蒸馏水洗涤3次、饱和食盐水洗涤1次，氯仿层用无水硫酸钠干燥后，减压下蒸发干燥固化，得到360mg甲酯中间体。将该中间体进一步溶解于10ml甲醇中，加入1ml 4N的氢氧化钠水溶液，使其在室温下反应15小时。反应混合物经离子交换柱除去碱，进行浓缩干燥固化，从而得到310mg 9，10-双[[N-甲基-N-(二羟硼基苄基)氨基]甲基]蒽-2-羧酸-1-(6’-羧酸-正己基)酰胺。

实施例16

将8g高氯酸水溶液(有效氯浓度为5质量％)和30ml 6N的氢氧化钠水溶液装入10cm×10cm的浅方形不锈钢容器中，并冷却至0℃。将切至10cm见方的聚丙烯酰胺膜轻缓地浸入上述溶液，在0℃下使其反应2小时。除去反应液，得到的膜用40ml蒸馏水轻缓地洗涤4次、20ml二甲基甲酰胺轻缓地洗涤2次，从而得到活化聚丙烯酰胺膜。

将20mg实施例15中合成的荧光单体化合物9，10-双[[N-甲基-N-(二羟硼基苄基)氨基]甲基]蒽-2-羧酸-1-(6’-羧酸-正己基)酰胺、12mg 1-[3-(二甲基氨基)丙基]-3-乙基碳二亚胺、8mg 1-羟基苯并三唑用10ml二甲基甲酰胺溶解，装入10cm×10cm的浅方形不锈钢容器中，然后浸入上述反应中制备的活化聚丙烯酰胺膜。室温下反应17小时后，用20ml的二甲基甲酰胺洗涤3次、40ml的0.01N盐酸洗涤2次、40ml的蒸馏水洗涤3次，用50mM的磷酸缓冲液(pH＝7.0)浸渍洗涤10小时或10小时以上，从而得到聚丙烯酰胺膜中固定有前述荧光单体化合物的检测层。

在50℃、搅拌下，使7g葡聚糖溶解在175ml的蒸馏水中，进一步加入5g炭黑后进行超声波处理直至均匀分散。向其中加入3.5ml 50质量％的氢氧化钠水溶液和6.5g乙二醇二缩水甘油醚，在45℃下搅拌30分钟。进一步加入230ml的蒸馏水，将该混合溶液装入喷雾器。将前一步骤中制备的检测层固定在平玻璃板上，均匀地喷雾上述混合溶液，然后在45℃的恒温箱中干燥30分钟，从而得到层合了光学分离层的检测层。

比较例1

9，10-双(亚甲基)[N-(丙烯酰基氨基己基)-N-(二羟硼基苄基)亚甲基]-蒽(以下记为F-AAm-2)的合成和聚合

A’)9，10-双[6’-(叔丁氧基羰基氨基)己基氨基甲基]蒽的合成

将500mg 9，10-双(氯甲基)-蒽、1.3g N-BOC-己二胺、1.25ml二异丙基乙胺溶解于10ml二甲基亚砜中，在60℃下搅拌6小时使其反应。反应混合物用60ml氯仿稀释，用100ml水洗涤3次、100ml饱和食盐水洗涤1次，有机相用无水硫酸钠干燥。将干燥剂过滤后浓缩，用以氯仿/甲醇为洗脱液的硅胶柱色谱纯化浓缩物，得到56mg目标物质。

B’)9，10-双[[N-6’(叔丁氧基羰基氨基)己基-N-[2-(5，5-二甲基-1，3-二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]氨基]甲基]蒽的合成

将50mg上述A)中得到的产物、170mg 2-(2-溴甲基苯基)-1，3-二氧-5，5-二甲基硼杂环己烷、0.1ml N，N-二异丙基乙胺溶解于1ml的二甲基甲酰胺中，在25℃下搅拌5小时。除去溶剂后，用以甲醇/氯仿为洗脱液的硅胶柱进行纯化，从而得到35mg目标物质。

C’)9，10-双[[N-(6’-氨基己基)-N-(二羟硼基苄基)氨基]甲基)蒽的合成

将35mg上述B’)得到的产物溶解在1ml的甲醇中，加入0.5ml 4N的盐酸，在25℃下搅拌10小时。蒸发干燥固化后，经凝胶过滤除去无机盐，从而得到26mg目标物质。

D’)F-AAm-2的合成

将25mg上述C’)中得到的产物溶解在0.5ml的DMF中，氮气环境、-10℃下加入20mg N，N-二异丙基乙胺、12mg丙烯酰氯，搅拌30分钟使其反应。将反应混合物注入冰水中，并以氯仿提取，用饱和食盐水洗涤。氯仿层干燥后，蒸发干燥固化，从而得到26mg化学式11所表示的目标产物。

E’)聚合

在80质量％的DMSO水溶液中溶解混合下述物质，配制成各成分的最终浓度分别为AAm单体：15质量％、BIS：0.15质量％、SPS：0.3质量％、TEMED：0.08质量％、及化学式11表示的F-AAm-2：0.50质量％(加料摩尔比F-AAm-2/AAm＝1/300)的溶液。

预先间隔空隙地设置经硅烷偶合剂进行了表面处理的玻璃板和未经处理的玻璃板，使上述溶液流入空隙内，使其在氮气环境、室温下聚合2小时。聚合结束后将玻璃板浸入纯水中，仅剥离未经处理的玻璃板，从而得到玻璃基体材料上固定有F-AAm-2和AAm的共聚物的凝胶片材。将得到的凝胶片材在甲醇和50mM的磷酸缓冲液(pH＝7.0)中交替地各浸渍5分钟，重复交替浸渍3次后，在磷酸缓冲液中浸渍洗涤10小时或10小时以上，得到检测层预制片。与实施例16同样地层合光学分离层作为检测层。

[化学式11]

实施例17

9，10-双(亚甲基)[[N-(二羟硼基苄基)亚甲基]-N-[(丙烯酰基聚氧乙烯)羰基氨基]-正六亚甲基]-2-乙酰蒽(以下记为F-PEG-AAm-1)的合成

A)9，10-双(溴甲基)-2-乙酰蒽的合成

将600mg 9，10-二甲基-2-乙酰蒽、800mg N-溴琥珀酰亚胺、5mg过氧化苯甲酰加入到6ml氯仿和20ml四氯化碳的混合物中，在80℃下加热回流2小时。除去溶剂后，残渣用甲醇提取，从而得到780mg的目标物质。

B)9，10-双[6’-(叔丁氧基羰基氨基)己基氨基甲基]-2-乙酰蒽的合成

将500mg上述A)中得到的产物、1.125g N-BOC-己二胺、1.25ml二异丙基乙胺溶解在10ml二甲基甲酰胺中，在45℃下搅拌1小时使其反应。反应混合物用60ml氯仿稀释，以100ml水洗涤3次、100ml饱和食盐水洗涤1次，有机层用无水硫酸钠干燥。过滤干燥剂后浓缩，用以氯仿/甲醇为洗脱液的硅胶柱色谱进行纯化，从而得到367mg的目标物质。

C)9，10-双[[N-6’-(叔丁氧基羰基氨基)己基-N-[2-(5，5-二甲基-1，3-二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]氨基]甲基]-2-乙酰蒽的合成

将200mg上述B)中得到的产物、700mg 2-(2-溴甲基苯基)-1，3-二氧-5，5-二甲基硼杂环己烷、0.35ml N，N-二异丙基乙胺溶解在3ml二甲基甲酰胺中，25℃下搅拌16小时。除去溶剂后，用以甲醇/氯仿为洗脱液的硅胶柱进行纯化，得到194mg目标物质。

D)9，10-双[[N-(6’-氨基己基)-N-(二羟硼基苄基)氨基]甲基]-2-乙酰蒽的合成

将100mg上述C)中得到的产物溶解于2ml甲醇中，加入2ml 4N的盐酸，在25℃下搅拌10小时。蒸发干燥固化后，利用凝胶过滤除去无机盐，得到95mg目标物质。

E)F-PEG-AAm-1的合成

将160mg上述D)中得到的产物溶解于0.5ml的二甲基甲酰胺中，将其加入至1.22g丙烯酰-(聚乙二醇)-N-羟基琥珀酰亚胺酯(PEG分子量3400)的10ml 100mM磷酸缓冲液(pH＝8.0)溶液中，25℃下搅拌20小时。将反应混合物进行凝胶过滤，收集荧光高分子成分，冷冻干燥后，得到1.2g目标物质。上述A)～E)在图1的合成路线中给出。F-PEG-AAm-1在不存在有机溶剂或增溶剂的情况下，于温度25℃、pH7.0的条件下溶于水中，浓度为100mM。氘代氯仿中的¹H-NMR数据如下。

δ1.30-1.65(m，C-CH₂-C)，2.90(s，Ac)，2.78(m，-C(-C)N-CH₂-C)，3.25(m，CH₂-NH-COO)，3.50-3.80(s，PEG)，5.80(d，COCH＝C)，6.17(m，C＝CH₂)，7.20-8.20(m，芳香族氢)，未确认有与来源于PEG残基的峰重叠的氢的信号。

实施例18

在纯水中溶解混合下述物质，配制成各成分的最终浓度分别为丙烯酰胺：15质量％、实施例17中合成的F-PEG-AAm-1：10质量％、亚甲基双丙烯酰胺：0.3质量％、及过硫酸钠：0.18质量％、N，N，N’，N’-四甲基乙二胺：0.36质量％的溶液。预先间隔空隙地设置经硅烷偶合剂进行了表面处理的玻璃板和未经处理的玻璃板，使上述溶液流入空隙内，使其在氮气环境、25℃下聚合8小时。聚合结束后将玻璃板浸入纯水中，仅剥离未经处理的玻璃板，从而得到玻璃基体材料上固定有丙烯酰胺/F-PEG-AAm-1共聚物(160/1摩尔比)的凝胶片材。

在得到的凝胶片材表面上层合下述溶液，使其在氮气环境、25℃下聚合24小时，所述溶液为将下述物质在纯水中溶解、混合而制成的，其中各物质的最终浓度为丙烯酰胺：20质量％、亚甲基双丙烯酰胺：1质量％、及过硫酸钠：0.18质量％、N，N，N’，N’-四甲基乙二胺：0.36质量％、炭黑：5质量％。将得到的凝胶片材在葡萄糖浓度为500mg/dl的50mM磷酸缓冲液(pH7.0)中浸渍洗涤30分钟，重复操作10次后，在50mM的磷酸缓冲液(pH7.0)中浸渍洗涤30分钟，重复操作4次后，冲洗去葡萄糖，得到检测层。

实施例19

9，10-双(亚甲基)[[N-(二羟硼基苄基)]-N-[(丙烯酰基聚氧乙烯)羰基氨基]-正六亚甲基]-蒽-2-甲酸甲酯(以下记为F-PEG-AAm-2)的合成

a)9，10-二甲基蒽-2-甲酸的合成

将1.2g 9，10-二甲基-2-乙酰蒽溶解于24ml的二噁烷中，加入10ml的高氯酸钠水溶液(有效氯浓度为10质量％)，在85℃下搅拌反应8小时。反应混合物冷却后用稀盐酸使其呈酸性，将析出的沉淀过滤、并用少量的水洗涤后，进行真空干燥，得到1.16g目标物质。

b)9，10-二甲基蒽-2-甲酸甲酯的合成

将1g上述a)中得到的产物溶解于5质量％的盐酸-甲醇中，加热回流20小时。浓缩反应混合物，加入30ml的水，并用100ml氯仿提取。氯仿层用碳酸氢钠水溶液、饱和食盐水洗涤，以无水硫酸钠干燥。将其蒸发干燥固化，得到915mg的目标物质。

c)9，10-双(溴亚甲基)蒽-2-甲酸甲酯的合成

将600mg上述b)中得到的产物、800mg N-溴琥珀酰亚胺、5mg过氧化苯甲酰加入至6ml氯仿和20ml四氯化碳的混合物中，加热回流2小时。除去溶剂后，残渣用甲醇提取，得到767mg的目标物质。

d)9，10-双[6’-(叔丁氧基羰基氨基)己基氨基甲基]蒽-2-甲酸甲酯的合成

将500mg上述c)中得到的产物、1.125g N-BOC-己二胺、1.25ml二异丙基乙胺溶解在10ml二甲基甲酰胺中，45℃下搅拌反应2小时。反应混合物用60ml氯仿稀释，并用100ml水洗涤3次、100ml饱和食盐水洗涤1次，有机层以无水硫酸钠干燥。将干燥剂过滤后浓缩，用以氯仿/甲醇为洗脱液的硅胶柱色谱纯化，得到307mg的目标物质。

e)9，10-双[[N-6’-(叔丁氧基羰基氨基)己基-N-[2-(5，5-二甲基-1，3-二氧硼杂环己烷-2-基)苄基]氨基]甲基]蒽-2-甲酸甲酯的合成

将200mg上述d)中得到的产物、700mg 2-(2-溴甲基苯基)-1，3-二氧-5，5-二甲基硼杂环己烷、0.35ml N，N-二异丙基乙胺溶解在3ml二甲基甲酰胺中，25℃下搅拌16小时。除去溶剂后，用以甲醇/氯仿为洗脱液的硅胶柱进行纯化，得到203mg目标物质。

f)9，10-双(亚甲基)[[N-(二羟硼基苄基)亚甲基]-N-(氨基己基)]蒽-2-甲酸甲酯的合成

将100mg上述e)中得到的产物溶解在3ml甲醇中，加入0.5ml的8N盐酸，并在25℃下搅拌2天。蒸发干燥固化后，经凝胶过滤除去无机盐，得到82mg目标物质。

g)F-PEG-AAm-2的合成

将160mg上述f)中得到的产物溶解在0.5ml的二甲基甲酰胺中，将其加入至1.22g丙烯酰-(聚乙二醇)-N-羟基琥珀酰亚胺酯(PEG分子量3400)的10ml 100mM磷酸缓冲液(pH＝8.0)中，25℃下搅拌20小时。对反应混合物进行凝胶过滤，收集荧光高分子成分，冷冻干燥后，得到1.1g目标物质。上述a)～e)在图3的合成路线中给出。F-PEG-AAm-2在不存在有机溶剂或增溶剂、且温度为25℃、pH7.0的条件下溶解在水中，浓度为100mM。氘代氯仿中的¹H-NMR数据如下。δ1.30-1.65(m，C-CH₂-C)，2.78(m，-C(-C)N-CH₂-C)，3.25(m，CH₂-NH-COO)，3.50-3.80(s，PEG)，4.10(s，COOCH₃)，5.80(d，COCH＝C)，6.17(m，C＝CH₂)，7.20-8.20(m，芳香族氢)，未确认有与PEG链峰重叠的氢的信号。

实施例20

用实施例19中合成的F-PEG-AAm-2，以与实施例18同样的方法得到在玻璃基体材料上固定有丙烯酰胺/F-PEG-AAm-2(160/1摩尔比)的凝胶片材。进一步用与实施例18同样的方法得到检测层。

比较例2

AAm-2的合成和聚合

与比较例1的A’)～D’)同样地制备化学式11表示的F-AAm-2。

E”)聚合

将下述物质在80v/v％的二甲亚砜水溶液中溶解、混合，配制成最终浓度为丙烯酰胺：15质量％、亚甲基双丙烯酰胺：0.3质量％、F-AAm-2：1.2质量％、及过硫酸钠：0.18质量％、N，N，N’，N’-四甲基乙二胺：0.36质量％的溶液。

预先间隔空隙地设置经硅烷偶合剂进行了表面处理的玻璃板和未经处理的玻璃板，使上述溶液流入空隙内，使其在氮气环境、25℃下聚合8小时。聚合结束后将玻璃板浸入纯水中，并仅剥离未经处理的玻璃板，从而得到玻璃基体材料上固定有丙烯酰胺/F-AAm-2共聚物(150/1摩尔比)的凝胶片材。

在得到的凝胶片材表面上层合下述溶液，并使其在氮气环境、25℃下聚合24小时，所述溶液为在纯水中溶解、混合将下述物质而得到的溶液，所述各物质的最终浓度为丙烯酰胺：20质量％、亚甲基双丙烯酰胺：1质量％、及过硫酸钠：0.18质量％、N，N，N’，N’-四甲基乙二胺：0.36质量％、炭黑：5质量％。将得到的凝胶片材在葡萄糖浓度为500mg/dl的50mM磷酸缓冲液(pH7.0)中浸渍洗涤30分钟，重复操作共计10次后，在50mM的磷酸缓冲液(pH7.0)中浸渍洗涤30分钟，重复操作共计4次后，冲洗去葡萄糖，得到检测层。

实施例21

将实施例16及比较例1中得到的检测层分别固定在评价装置中，以荧光强度评价磷酸缓冲液(pH＝7.0)中各浓度的葡萄糖应答性，结果在图9中示出。

评价装置的结构为具备固定有检测层、并且可使液体在内部循环的池，将光学纤维束的一个末端固定在池后面、另一末端连接在荧光分光光度计上。光学纤维束被构成为一部分光学纤维用于将激发光输送至池中、其余部分光学纤维用于将荧光发射光从池中返回。

从图9中可以明确，实施例16的检测层对葡萄糖的应答性优于比较例1的检测层。

实施例22

将实施例18、实施例20、及比较例2中得到的检测层分别固定在评价装置中，以荧光强度评价磷酸缓冲液(pH＝7.0)中各浓度的葡萄糖应答性，结果在图10中示出。评价装置使用与实施例21相同的装置。

从图10中可以明确，实施例18、实施例20中由水溶性单体形成的检测层与现有的由疏水性单体形成的检测层相比，前者显著地改善了对葡萄糖的应答性。

实施例23

将实施例16、实施例18、实施例20、及比较例2中得到的检测层分别固定在评价装置中，测定磷酸缓冲液(pH7.0)中的荧光光谱。

比较例的检测层在377nm激发、最大荧光波长为403nm和430nm，与其相反，实施例16的检测层在400nm激发、最大荧光波长为450nm，实施例18的检测层在400nm激发、最大荧光波长为480nm，实施例20的检测层在400nm激发、最大荧光波长为455nm。认为本发明的检测层荧光波长向长波长侧移动，从而使激发波长和荧光波长的差值增大，在荧光特性方面较为有利，测定精度较高。

Claims (20)

1.化学式1表示的荧光单体化合物，

[化学式1]

化学式1中，Q及Q’可相同亦可不同，也可以共同形成稠环，是选自氢、羟基、卤素、可被取代的烷基、酰基、烷氧基、羧基、羧酸酯基、羧酰胺基、氰基、硝基、氨基及氨烷基中的取代基，D¹、D²、D³及D⁴为下述(i)或下述(ii)中的基团：

(i)D¹及D²可相同亦可不同，为可被取代的烷基，D³为氢，D⁴为下述化学式2表示的取代基，或者

(ii)D¹及D²可相同亦可不同，为下述化学式3表示的取代基，D³及D⁴可相同亦可不同，也可以共同形成稠环，为选自氢、羟基、卤素、可以被取代的烷基、酰基、烷氧基、羧基、羧酸酯基、羧酰胺基、氰基、硝基、氨基及氨烷基中的取代基，

[化学式2]

[化学式3]

在化学式2及化学式3中，

在上述(i)的情况下，X为选自-COO-、-OCO-、-CH₂NR-、-CH₂S-、-CH₂O-、-NR-、-NRCO-、-CONR-、-SO₂NR-、-NRSO₂-、-O-、-S-、-SS-、-NRCOO-、-OCONR-及-CO-中的取代基；在上述(ii)的情况下，X为含有选自-COO-、-OCO-、-CH₂NR-、-NR-、-NRCO-、-CONR-、-SO₂NR-、-NRSO₂-、-O-、-S-、-SS-、-NRCOO-、-OCONR-及-CO-中的至少一种取代基的碳原子数为1～30的亚烷基，R表示氢或可被取代的烷基，

Y为可被取代的2价有机残基，

Z表示-O-或-NR”-，R”表示氢或可被取代的烷基。

2.如权利要求1所述的荧光单体化合物，其特征为，所述Y具有化学式4或化学式5表示的结构，

[化学式4]

[化学式5]

化学式4及化学式5中，n为2～5，j为1～5，m为1～200，Y’及Y”可相同亦可不同，表示氢或者烷基。

3.如权利要求1或者2所述的荧光单体化合物，其特征为，所述D¹、D²、D³及D⁴为所述(i)的情况下，所述Y为原子数为3～500、可以具有取代基的直链2价有机残基。

4.一种用于测定糖类的荧光敏感物质，其特征为，所述物质至少由(I)及(II)2种化合物共聚而得到，

(I)：权利要求1～3中任一项所述的荧光单体化合物，

(II)：具有乙烯基的至少1种亲水性非荧光性聚合性单体。

5.如权利要求4所述的荧光敏感物质，其特征为，所述(II)为含有(甲基)丙烯酰胺残基的聚合性单体。

6.如权利要求4或5所述的荧光敏感物质，其特征为，所述D¹、D²、D³及D⁴为所述(i)的情况下，所述(I)和所述(II)的共聚物组成摩尔比((I)∶(II))为1∶10～1∶4,000。

7.如权利要求4或5所述的荧光敏感物质，其特征为，所述D¹、D²、D³及D⁴为所述(ii)的情况下，所述(I)和所述(II)的共聚组成摩尔比((I)∶(II))为1∶50～1∶6,000。

8.如权利要求4～7中任一项所述的荧光敏感物质，其特征为，所述(II)为化学式6表示的化合物，

[化学式6]

化学式6中，A为氢或者甲基，U及U’可相同亦可不同，表示氢、或可被取代的烷基。

9.化学式7表示的荧光敏感物质，

[化学式7]

化学式7中，Q及Q’可相同亦可不同，也可以共同形成稠环，是选自氢、羟基、卤素、可被取代的烷基、酰基、烷氧基、羧基、羧酸酯基、羧酰胺基、氰基、硝基、氨基及氨烷基中的取代基，

D¹⁰、D²⁰、D³⁰及D⁴⁰为下述(x)或下述(xx)的基团：

(x)D¹⁰及D²⁰可相同亦可不同，为可被取代的烷基，D³⁰为氢，D⁴⁰为下述化学式8表示的取代基，或者

(xx)D¹⁰及D²⁰可相同亦可不同，为下述化学式9表示的取代基，D³⁰及D⁴⁰可相同亦可不同，也可以共同形成稠环，为选自氢、羟基、卤素、可被取代的烷基、酰基、烷氧基、羧基、羧酸酯基、羧酰胺基、氰基、硝基、氨基、及氨烷基中的取代基，

[化学式8]

[化学式9]

化学式8及化学式9中，

在上述(x)的情况下，X为选自-COO-、-OCO-、-CH₂NR-、-CH₂S-、-CH₂O-、-NR-、-NRCO-、-CONR-、-SO₂NR-、-NRSO₂-、-O-、-S-、-SS-、-NRCOO-、-OCONR-、及-CO-中的取代基；在上述(xx)的情况下，X为含有选自-COO-、-OCO-、-CH₂NR-、-NR-、-NRCO-、-CONR-、-SO₂NR-、-NRSO₂-、-O-、-S-、-SS-、-NRCOO-、-OCONR-及-CO-中的至少1种取代基的碳原子数为1～30的亚烷基，R表示氢或可被取代的烷基，

Y为可被取代的2价有机残基，

Z为-O-或-NR”-，R”为氢或可被取代的烷基，

A可相同亦可不同，表示氢或者甲基，

U及U’可相同亦可不同，表示氢或者可被取代的烷基。

10.如权利要求9所述的荧光敏感物质，其特征为，所述Y具有化学式4或化学式5表示的结构，

[化学式4]

[化学式5]

化学式4及化学式5中，n为2～5，j为1～5，m为1～200，Y及Y”可相同亦可不同，表示氢或者烷基。

11.如权利要求9或10所述的荧光敏感物质，其特征为，所述D¹⁰、D²⁰、D³⁰及D⁴⁰为所述(x)的情况下，所述Y为原子数为3～500、可以具有取代基的直链2价有机残基。

12.如权利要求9～11中任一项所述的荧光敏感物质，其特征为，所述D¹⁰、D²⁰、D³⁰及D⁴⁰为所述(x)的情况下，所述p与所述q的摩尔比p∶q为1∶10～1∶4000。

13.如权利要求9或10所述的荧光敏感物质，其特征为，所述D¹⁰、D²⁰、D³⁰及D⁴⁰为所述(xx)的情况下，所述p与所述q的摩尔比p∶q为1∶50～1∶6000。

14.如权利要求4～13中任一项所述的荧光敏感物质，其特征为，所述共聚物的至少一部分形成分子间交联，具有三维交联结构。

15.一种用于植入体内的糖类测定用传感器，其特征为，含有权利要求4～14中任一项所述的荧光敏感物质。

16.化学式1表示的荧光单体化合物，

[化学式1]

化学式1中，Q、Q’及D³可相同亦可不同，也可以共同形成稠环，是选自氢、羟基、卤素、可被取代的烷基、酰基、烷氧基、羧基、羧酸酯基、羧酰胺基、氰基、硝基、氨基及氨烷基中的取代基，D¹、D²、及D⁴中的至少一个基团为末端具有乙烯基、可使所述荧光单体化合物溶解于水的基团。

17.如权利要求16所述的荧光单体化合物，其特征为，所述D¹、D²、D³及D⁴为下述(i)或(ii)的基团：

(i)D¹及D²可相同亦可不同，为可被取代的烷基，D³为氢，D⁴为化学式2表示的取代基，

(ii)D¹及D²可相同亦可不同，为化学式3表示的取代基，D³及D⁴可相同亦可不同，也可以共同形成稠环，为选自氢、羟基、卤素、可以被取代的烷基、酰基、烷氧基、羧基、羧酸酯基、羧酰胺基、氰基、硝基、氨基及氨烷基中的取代基，

[化学式2]

[化学式3]

化学式2及化学式3中，

在上述(i)的情况下，X为选自-COO-、-OCO-、-CH₂NR-、-CH₂S-、-CH₂O-、-NR-、-NRCO-、-CONR-、-SO₂NR-、-NRSO₂-、-O-、-S-、-SS-、-NRCOO-、-OCONR-及-CO-中的取代基；在上述(ii)的情况下，X为含有选自-COO-、-OCO-、-CH₂NR-、-NR-、-NRCO-、-CONR-、-SO₂NR-、-NRSO₂-、-O-、-S-、-SS-、-NRCOO-、-OCONR-及-CO-中的至少一种取代基的碳原子数为1～30的亚烷基，R表示氢或可被取代的烷基，

Y为可被取代的2价有机残基，

Z为-O-或-NR”-，R”为氢或可被取代的烷基。

18.一种用于测定糖类的荧光敏感物质，其特征为，所述物质至少由(I)及(II)2种化合物共聚而形成，

(I)：权利要求16、或者17所述的荧光单体化合物，

(II)：具有乙烯基的至少1种亲水性非荧光性聚合性单体。

19.如权利要求18所述的荧光单体化合物，其特征为，所述(II)为含有(甲基)丙烯酰胺残基的聚合性单体。

20.一种用于植入体内的糖类测定用传感器，其特征为，含有权利要求18或19所述的荧光敏感物质。

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