DD287040A5 - NEW FLUORPHOR DERIVATIVES, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND THEIR USE FOR THE PREPARATION OF NOVEL FLUORESCENCE-MARKED NUCLEOSIDES, NUCLEOTIDES AND OLIGONUCLEOTIDES - Google Patents

NEW FLUORPHOR DERIVATIVES, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND THEIR USE FOR THE PREPARATION OF NOVEL FLUORESCENCE-MARKED NUCLEOSIDES, NUCLEOTIDES AND OLIGONUCLEOTIDES Download PDF

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DD287040A5
DD287040A5 DD89331251A DD33125189A DD287040A5 DD 287040 A5 DD287040 A5 DD 287040A5 DD 89331251 A DD89331251 A DD 89331251A DD 33125189 A DD33125189 A DD 33125189A DD 287040 A5 DD287040 A5 DD 287040A5
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung neuartig fluoreszensmarkierter Nucleoside, Nucleotide und Oligonucleotide, die in der Gentechnik und Molekularbiologie als Sonden und Primer, insbesondere zur manuellen und automatischen Sequenzanalyse einsetzbar sind. Erfindungsgemaesz werden Fluorophorderivate der allgemeinen Formel I:FO(X)nR(I) mit F fluoreszierender Farbstoff, X CH2, n 1 bis 18, R Phosphat, substituiertes Phosphat, Phosphoramidit, substituiertes Phosphoramidit, H-Phosphonat, substituiertes Phosphonat, Thiophosphat, substituiertes Thiophosphat; Phosphoramidat, substituiertes Phosphoramidat unter fuer den Kettenaufbau von Oligonucleotiden ueblichen Bedingungen mit Nucleosiden, Nucleotiden oder Oligonucleotiden direkt zu Verbindungen der allgemeinen Formel II, mit der fuer F, X und n erklaerten Bedeutung sowie Y O, S, NH und R1 3- bzw. 5-Oligonucleotid bzw. Nucleotid oder Nucleosid umgesetzt. Formel III{Fluorophorderivate; Fluorescein; Fluorescein-O-hydroxyalkylether; Phosphorylierungsmittel; Phosphitilierungsmittel; Phosphonylierungsmittel; fluoreszenzmarkierte Nucleotide; Nucleoside und Oligonucleotide}The invention relates to a method for producing novel fluorescently labeled nucleosides, nucleotides and oligonucleotides which can be used in genetic engineering and molecular biology as probes and primers, in particular for manual and automatic sequence analysis. According to the invention, fluorophore derivatives of general formula I: FO (X) n R (I) are substituted with F fluorescent dye, X CH 2, n 1 to 18, R phosphate, substituted phosphate, phosphoramidite, substituted phosphoramidite, H-phosphonate, substituted phosphonate, thiophosphate thiophosphate; Phosphoramidate, substituted phosphoramidate under the usual conditions for the chain construction of oligonucleotides with nucleosides, nucleotides or oligonucleotides directly to compounds of general formula II, with the meaning explained for F, X and n, and YO, S, NH and R1 3- and 5- Oligonucleotide or nucleotide or nucleoside reacted. Formula III {fluorophore derivatives; fluorescein; Fluorescein-O-hydroxyalkyl ether; phosphorylation; Phosphitilierungsmittel; phosphonylating; fluorescently labeled nucleotides; Nucleosides and oligonucleotides}

Description

I-- O -(Xi11- Y- Γ-·-·π--ίϊν (II)I - O - (Xi 11 - Y - Γ - · - π - ίϊ ν (II)

mit der für F, X, und η arklärten Bedeutung und für Y = O, S, NH sowie R1 = 3'- oder 5'-Oligonucleotid bzw. Nucleosid oder Nucleotid umgesetzt werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Fluorophorphosphortriester, -phosphoramidite, -H-phosphonate, -thiophosphite und -thiophosphate eingesetzt werden.with the meaning denoting F, X, and η and for Y = O, S, NH and R 1 = 3 'or 5' oligonucleotide or nucleoside or nucleotide. 2. The method according to claim 1, characterized in that Fluorophorphosphortriester, phosphoramidites, -H-phosphonates, -thiophosphite and -thiophosphate be used.

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung neuartig fluoreszenzmarkierter Nucleoside, Nucleotide und Oligonucleotide, die in der Gentechnik und Molekularbiologie als Sonden und Primer, insbesondere zur manuellen und automatischen Sequenzanalyse einsetzbar sind.The invention relates to a method for producing novel fluorescently labeled nucleosides, nucleotides and oligonucleotides which can be used in genetic engineering and molecular biology as probes and primers, in particular for manual and automatic sequence analysis.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Bisherige Verfahren zur chemischen nichtradioaktiven Markierung von Oligonucleotiden mit Ruorophoren erfordern die Einführung spezieller Ar.kergruppen, die danach mit allgemein bekannten reaktiven Derivaten von Fluorophoren >m Anschluß an die eigentliche Ollgonucleotldsynthese unter kovalenter Bindung des Farbstoffes umgesetzt werden. Zu diesen Ankergruppen gehören Aminogruppen am 5'Ende des Oligonucleotids (Smith, L M.; Fung, S.; Hunkapiller, M. W.; Hunkapiller, T. J„ und Hood, '.. S.; Nucl. Acids Res. 13 [1985] 2399; WO 88/00201, Smith, L.M.; Fung, S., und Kaiser, R. J. jr.) verschiedene Alkylaminogruppen, die über eine Phospordiesterbindung (Tanaka, T; Sakata, T.; Fujimoto, K., und Ikehara, M.; Nucl. Acids Res. 15 [1987] 6209; DE-OS 3642939 Sproat, B.) oder die heterocyclische Base (Sarfati, S. R.; Pochet, S.; Cureito, C; Nansame, A.; Hynh-Dinh, T., und Igolen, J.; Tetrahedron 43 (1987) 3491) in das Oligonucleotid eingeführt werden. Eine Bindung über Sulfhydrylgruppen ist ebenfalls beschrieben (OE-OS 3642939; Sproat, B.). Eine weitere Variante zur Markierung von Oligonucleotiden oder von natürlicher DNA besteht in der Synthese von fluoreszierenden Nucleosidtriphosphaten (Prober, J.M.; Trainer, G.L; Dans, R. J.; Hobbs, F.W.; Robertson, C.W.; Cagursky, R.J.; Cocuzza, A. J.; Jensen, M.A. und Baumeister, C.W.; Science 238 [1987) 336) und deren enzymatischen Einbau an einem DNA Template unter Verwendung eines Oligonucleotidprimers. Die aufgeführten Verfahren zur Fluoreszenzmarkierung von Oligonucleotiden oder DNA erfordern neben dem Aufwand zur Synthese dieser Verbindungen, zusätzliche experimentelle Arbeit zum Einführen dar Ankergruppen bzw. zur Darstellung der Spacer bei Kopplung über eine Aminoalkylphosphorsäurediesterbindung. Die Synthese der fluoreszierenden Nucleosidtriphosphate für den enzymatisch^ Einbau erfordert ebenfalls einen erheblichen experimentellen Aufwand. Nachteilig wirkt sich w?!terhin aus, daß das zu markierende Oligonucleotid nach der eigentlichen Synthese gelelekfrophoretisch aufgereinigt und nach erfolgtem Umsatz mit dem entsprechenden Farbstoff nochmals über eine Ausschlußchromatographie von nicht umgesetztem Farbstoff und unmarkiertem Oligonucleotid getrennt werden muß. Das erfordert einen hohen Zeitaufwand.Previous methods for the chemical non-radioactive labeling of oligonucleotides with Ruorophoren require the introduction of special Ar.kergruppen, which are then reacted with well-known reactive derivatives of fluorophores> m following the actual Ollgonucleotldsynthese covalent binding of the dye. These anchor groups include amino groups at the 5'-end of the oligonucleotide (Smith, L.M., Fung, S., Hunkapiller, MW, Hunkapiller, T.J., and Hood, S., Nucl. Acids Res., 13 [1985 ] 2399; WO 88/00201, Smith, LM; Fung, S., and Kaiser, RJ Jr.) Describe various alkylamino groups which are linked via a phosphodiester bond (Tanaka, T. Sakata, T., Fujimoto, K., and Ikehara, M.W. Nucl. Acids Res. 15 [1987] 6209; DE-OS 3642939 Sproat, B.) or the heterocyclic base (Sarfati, SR; Pochet, S., Cureito, C; Nansame, A .; Hynh-Dinh, T , and Igolen, J .; Tetrahedron 43 (1987) 3491) into the oligonucleotide. Binding via sulfhydryl groups is also described (OE-OS 3642939, Sproat, B). Another variant for labeling oligonucleotides or natural DNA is the synthesis of fluorescent nucleoside triphosphates (Prober, JM, Trainer, GL, Dans, RJ, Hobbs, FW, Robertson, CW, Cagursky, RJ, Cocuzza, AJ, Jensen, MA and Baumeister, CW, Science 238 (1987) 336) and their enzymatic incorporation on a DNA template using an oligonucleotide primer. The listed methods for fluorescence labeling of oligonucleotides or DNA require in addition to the effort to synthesize these compounds, additional experimental work to introduce anchor groups or to represent the spacer when coupled via a Aminoalkylphosphorsäurediesterbindung. The synthesis of the fluorescent nucleoside triphosphates for enzymatic incorporation also requires considerable experimental effort. The disadvantage is w? ! terhin that the oligonucleotide to be labeled must be gelelekfrophoretisch purified after the actual synthesis and after the conversion with the corresponding dye again on a Ausschlusschromatographie of unreacted dye and unlabeled oligonucleotide must be separated. This requires a lot of time.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung hat das Ziel, Nucleoside, Nucleotide und Oligonucleotide mit goringem Aufwand, ohne Nutzung von speziellen Ankergruppen im Laufe der normalen Oligonucleotidsynthese in guten Ausbeuten mit Fluorophoren zu markieren.The object of the invention is to label nucleosides, nucleotides and oligonucleotides in good yields with fluorophores at the expense of goring, without the use of special anchor groups in the course of normal oligonucleotide synthesis.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit Hilfe neuartiger Synthesebausteine ein Verfahren zur Herstellung nichtradioaktivThe invention is based on the object, with the aid of novel synthesis building blocks, a process for the preparation of nonradioactive

markierter Nucleoside, Nucleotide und Oligonucleotide zu entwickeln. Die Einführung von neuartigen Fluorophorderivaten erfolgt auf einfachem Weg, ohne Nutzung spezieller Ankergruppen oder spezieller Schutzgruppentechniken im Verlauf derto develop labeled nucleosides, nucleotides and oligonucleotides. The introduction of novel fluorophore derivatives is made in a straightforward way, without the use of special anchor groups or special protection group techniques in the course of

Oligonucleotldsynthese.Oligonucleotldsynthese. Es wurdo gefunden, daß sich die Fluorophorderivate der allgemeinen Formel IIt has been found that the fluorophore derivatives of general formula I

F-O-(X)n-R (I)FO- (X) n -R (I)

F = fluoreszierender FarbstoffF = fluorescent dye

η = Ibis 18η = Ibis 18

R s= Phosphat, substituiertes Phosphat, Phosphorairwdit, substituiertos Phosphoramidit, H-Phosphonat, substituiertesR s = phosphate, substituted phosphate, phosphoric acid, substituted phosphoramidite, H-phosphonate, substituted

H-Phosphonat, Thiophosphat, substituiertes Thiophosphat, Phosphoramidat, substituiertes Phosphoramidat unter für den Kettenaufbau von Oligonucleotiden üblichen Bedingungen mit Nucleosides Nucleotiden oder Olignucleotiden direkt im manuellen, semiautomatischen und vollautomatischen Syntheseregime zu Verbindungen der allgemeinen Formel IlH-phosphonate, thiophosphate, substituted thiophosphate, phosphoramidate, substituted phosphoramidate under conditions customary for the chain construction of oligonucleotides with nucleosides nucleotides or oligonucleotides directly in the manual, semi-automatic and fully automatic synthesis regime to give compounds of general formula II

Cici

IlIl

: · - i) iX)t,- V- P-Ok1 dl): · - i) iX) t , - V-P-Ok 1 dl)

II...II ...

mit der für F, X und η erklärten Bedeutung und für Y = 0, S, NH sowie R, = 3'- oder 5'-Oligonucleotid, Nucleosid oder Nucleotid umsetzen lassen.with the meaning explained for F, X and η and for Y = 0, S, NH and R, = 3'- or 5'-oligonucleotide, nucleoside or nucleotide.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel I können durch Umsetzung von Fluorophoren der allgemeinen Formel IIIThe compounds of the general formula I can be prepared by reacting fluorophores of the general formula III

F-O-(X)n-YH (ill)FO- (X) n -YH (ill)

mit der für F, X, η und Y erklärten Bedeutung mit üblichen Phosphorylierungs-, Phosphitylierungs- oderwith the meaning explained for F, X, η and Y with customary phosphorylation, phosphitylation or

Phosphonylierungsmitteln erhalten werden.Phosphonylating be obtained. Dio Herstellung der neuen Fluorophorderivate der allgemeinen Formel I ist Gegenstand einer gesonderten Patentanmeldung.Dio Preparation of the new fluorophore derivatives of general formula I is the subject of a separate patent application. Derfluoreszlerende Farbstoff in der Verbindung I ist vorzugsweise Fluorescein oder Fluorescoin-O-hydroxyalkylether mit einemThe fluorescent dye in compound I is preferably fluorescein or fluorescoin O-hydroxyalkyl ether with a Alkylspacer von 1 bis 18 Methylengruppen, vorzugsweise 1 bis 10 Methylengruppen, insbesondere 4 bis 6 Methylengruppen.Alkyl spacers of 1 to 18 methylene groups, preferably 1 to 10 methylene groups, in particular 4 to 6 methylene groups. Zur Phosphylierung der Fluorophore wird bevorzugt p-Chlorphenyl-phosphorsäureditriazolid, zur PhosphitylierungFor the phosphylation of the fluorophores, preference is given to p-chlorophenylphosphoric acid ditriazolide, for phosphitylation

vorzugsweise N,N'-Bis-(diisopropylamino)-cyanoethylphosphin oder zur H-Phosphylierung vorzugsweisepreferably N, N'-bis (diisopropylamino) cyanoethylphosphine or for H-phosphylation preferably

Salicoylchlorphosphit eingesetzt.Salicoylchlorphosphit used. In seiner Struktur entspricht das Farbstoffderivat der allgemeinen Formel I den in der Oligonucleotidsyntheso verwendetenIn structure, the dye derivative of general formula I corresponds to that used in oligonucleotide synthesis Syntheseintermediaten und ist wie diese Verbindungen analog einfach handhabbar. Beim vorzugsweisen Einsatz des N,N'-Bis-Synthesis intermediates and, like these compounds, analogously easy to handle. In the preferred use of the N, N'-bis-

(diisopropylamino)-O-cyanoethylphosphins als R in der Verbindung der allgemeinen Formel I erfolgt die Umsetzung mit dem trägerfixierten oder in Lösung befindlichen Oligonucleotid, Nucleosid oder Nucleotid in Gegenwart schwacher Säuren, vorzugsweise Tetrazol, in aprotisch polaren Lösungsmitteln, vorzugsweise Acetonitril.(Diisopropylamino) -O-cyanoethylphosphines as R in the compound of general formula I, the reaction with the carrier-fixed or in solution oligonucleotide, nucleoside or nucleotide in the presence of weak acids, preferably tetrazole, in aprotic polar solvents, preferably acetonitrile.

Soll das neuartige Fluorophorderivat mit Hilfe des Phosphotriesterverfahrens an das Oligonucleotid gebunden werden, setztIf the novel fluorophore derivative by the Phosphotriesterverfahrens to be bound to the oligonucleotide, sets

man das polymer gebundene bzw. in Lösung befindliche üblich geschützte Oligonucleotid mit freier 3'· bzw. δ'-HydroKylgruppe mit der Verbindung der altgemeinen Formel I mit der für F, X und η erklärten Bedeutung und für R = Phosphat, substituhrtethe polymer-bound or in solution usually protected oligonucleotide with free 3 'or δ'-HydroKylgruppe with the compound of the general formula I with the meaning explained for F, X and η and R = substituted phosphate

Phosphat, vorzugsweise Phosphorsäure-p-chlor (oder o-chlor)-plienylester in Gegenwart von Sulfonsäurechloriden oderPhosphate, preferably phosphoric acid p-chloro (or o-chloro) -plienyl ester in the presence of sulfonyl chlorides or

-azoliden vorzugsweise Triisopropylbenzensulfonsäurechlorid in Gogenwart von nucleophilen Katalysatoren, vorzugsweiseazolides, preferably triisopropylbenzenesulfonyl chloride in the presence of nucleophilic catalysts, preferably

N-Methylimidazol, in aprotischen polaren Lösungsmitteln, vorzugsweise Pyridin, um.N-methylimidazole, in aprotic polar solvents, preferably pyridine. Bei Anwendung des H-Phosphonatverfahrens wird die Verbindung der allgemeinen Formel I mit der für F, X und η erklärtenWhen using the H-phosphonate method, the compound of the general formula I is explained with that for F, X and η Bedeutung und in der für R = Phosphonat bzw. substituiertes Phosphonat steht, mit dem polymer gebundenen bzw. in LösungMeaning and in which for R = phosphonate or substituted phosphonate, with the polymer bound or in solution

befindlichen üblich geschützten Oligonucleotid mit freier 3'- bzw. 5'-Hydroxylfunktion in Gegenwart von Aktivierungsreagentien wie Sulfonsäure- bzw. Carbonsäurechloriden, vorzugsweise Pivaloylchlorid oder Adamantoylchlorid, in polar aprotischencommonly protected oligonucleotide with free 3'- or 5'-hydroxyl function in the presence of Aktivierungsreagentien such as sulfonic acid or carboxylic acid chlorides, preferably pivaloyl chloride or adamantoyl chloride, in polar aprotic

Lösungsmitteln oder deren Gemischen, vorzugsweise ein Gemisch von Pyridin und Acetonitril, umgesetzt.Solvents or mixtures thereof, preferably a mixture of pyridine and acetonitrile, implemented. Im Fall einer automatisierten Synihesestrategie kann der für die normale Nucleotidverlängerung der OligonucleotidketteIn the case of an automated synhesis strategy, that for normal nucleotide extension of the oligonucleotide chain

verwendete Synthesecyclus genutzt werden und zur Gewährleistung einer möglichst quantitativen Markierung beliebig oft wiederholt werden.used synthesis cycle are used and repeated as often as desired to ensure the most quantitative possible labeling.

In der beschriebenen Art und Weise lassen sich erfindungsgemäß auch Nucleoside und Nucleotide markieren.In the manner described, nucleosides and nucleotides can also be labeled according to the invention. Nach erfolgter Kopplung des Fluorophors an das Nucleosid, Nucleotid oder Oligonucleotid und Ausbildung derAfter coupling of the fluorophore to the nucleoside, nucleotide or oligonucleotide and formation of the Internucleotidbindung kann das Syntheseprodukt in für unmarkierte Oligonucleotide üblicherweise aufgearbeitet werden. DazuInternucleotidbindung, the synthesis product can be worked up in unlabeled oligonucleotides usually. To

werden die alkalilabilen Schutzgruppen durch Behandlung mit Basen, vorzugsweise einer wäßrigen konzentrierten Lösung vonThe alkali-labile protecting groups are prepared by treatment with bases, preferably an aqueous concentrated solution of

Ammcniak, in einem Temperaturbereich von 5 bis 60°C, vorzugsweise bei 5O0C, im Verlauf von 12 bis 60h, vorzugsweise imAmmcniak, in a temperature range of 5 to 60 ° C, preferably at 5O 0 C, over a period of 12 to 60h, preferably in the Verlauf von 15h, abgespalten. Die so erhaltenen markierten Oligonucleotide lassen sich sowohl über Gelelektrophorese aufCourse of 15h, split off. The labeled oligonucleotides thus obtained can be detected both by gel electrophoresis Acrylamid als auch durch Hochdruckflüssigkeitschromatographie aufreinigen und in die für den biologischen EinsatzAcrylamide as well as by high pressure liquid chromatography and in the for biological use

erforderlichen Form bringen.bring necessary form.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß ausgehend von einem nach üblichen Verfahren synthetisiertenThe inventive method is characterized in that starting from a synthesized by conventional methods Oligonucleotid, ohne zusätzliche Ankergruppen im Kohlenhydratteil, als auch in der heterocyclischen Böse, die Einführung vonOligonucleotide, without additional anchor groups in the carbohydrate moiety, as well as in the heterocyclic evil, the introduction of

neuen erfindungsgemäßen Fluorophorderivaten direkt im Verlauf der Oligonucleotidsynthese möglich ist.novel fluorophore derivatives of the invention directly in the course of oligonucleotide synthesis is possible.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich weiterhin durch eine milde Reaktionsführung aus. Die unkomplizierte Wiederholbarkeit der Anknüpfung sichert eine quantitative Markierung des Oligonucleotids. Die entstehenden Produkte sind von hoher Reinheit und in hoher Ausbeute erhältlich. Die Bindung zwischen Fluorophor und dem Oligonucleotid ist überraschenderweise gegenüber milden sauren und alkalischen Bedingungen stabil und erlaubt somit die Abspaltung von am Oligonucleotid vorhandenen Schutzgruppen ohne Beeinflussung der Bindung des Fluorophors. Die dargestellten Stoffe sind neuartig und können als DNA-Sonden oder als Primer in der Gentechnik und der Molekularbiologie, insbesondere bei der Sequenzierung von genetischen Strukturen nach chemisch degradation Verfahren oder dem Kettenabbruchverfahren zum Einsatz gebracht werden. Die fluorimetrische Bestimmung der erfindungsgemäß markierten Verbindungen kann mit der bisher üblichen Technik zur Fluoreszenzmessung erfolgen.The inventive method is further characterized by a mild reaction. The uncomplicated repeatability of the attachment ensures quantitative labeling of the oligonucleotide. The resulting products are available in high purity and in high yield. The bond between the fluorophore and the oligonucleotide is surprisingly stable to mild acid and alkaline conditions, thus allowing cleavage of protecting groups present on the oligonucleotide without affecting the binding of the fluorophore. The substances presented are novel and can be used as DNA probes or as primers in genetic engineering and molecular biology, in particular in the sequencing of genetic structures by chemical degradation method or the chain termination method are used. The fluorimetric determination of the compounds labeled according to the invention can be carried out with the hitherto customary technique for fluorescence measurement.

AusfuhrungsbeispieleExemplary embodiments Die Erfindung soll anhand von Beispielen näher erläutert werden, ohne sie zu beschränken.The invention will be explained in more detail by means of examples without limiting them. Beispiel 1example 1 Darstellung des PhosphoramiditesRepresentation of the phosphoramidite

187mg F-(CHj)4-OH (F = Fluoresceinmethylester) werden in 20ml absolutem Methylenchlorid gelöst und unter Rühren mit 28mg Diisopropylammoniumtetrazolid und 0,12ml Bis-(diisopropylamino)-methoxyphosphir) versetzt. Man läßt die187 mg of F- (CHj) 4 -OH (F = fluorescein methyl ester) are dissolved in 20 ml of absolute methylene chloride and 28 mg of diisopropylammonium tetrazolide and 0.12 ml of bis (diisopropylamino) methoxyphosphir) are added with stirring. One lets the

Reaktionsmischung 1 h bei Raumtemperatur rühren. Danach wird auf 50ml verdünnt und mit gesättigterStir reaction mixture for 1 h at room temperature. Then it is diluted to 50ml and saturated Natriumhydrogencarbonatlösung und Wasser gewaschen. Nach Trocknung der organischen Phase über Natriumsulfat engtSodium bicarbonate solution and water. After drying the organic phase over sodium sulfate concentrated

man ein und trocknet im Ölpumpenvakuum über Phosphorpentoxid. Man erhält 200mg des Produktes (83% der Theorie).one and dries in an oil pump vacuum over phosphorus pentoxide. This gives 200 mg of the product (83% of theory).

Dünnschichtchromatographie (Chloroform/Methanol 9/1 v/v) Ri = 0,65Thin layer chromatography (chloroform / methanol 9/1 v / v) Ri = 0.65 Beispiel 2Example 2 Darstellung des PhosphonatesRepresentation of the phosphonate

100mg F-(CHj)1-OH (F = Fluoresceinmethylester) werden dreimal mit je 10 ml absolutem Dioxan kodestilllert und in 12 ml100 mg of F- (CHj) 1 -OH (F = fluorescein methyl ester) are codirected three times with 10 ml of absolute dioxane each time and in 12 ml

Dioxan aufgenommen. Zu dieser Lösung gibt man 0,5ml Lutidin und 1 ml einer einmolaren Lösung von SalicoylochlorophosphitDioxane added. To this solution is added 0.5 ml of lutidine and 1 ml of a one-molar solution of salicyl chlorophosphite

in absolutem Dioxan. Nach einer Stunde wird 1 ml Wasser addiert und weitere 30 min gerührt. Die Reaktionslösung wird zurin absolute dioxane. After one hour, 1 ml of water is added and stirred for a further 30 min. The reaction solution becomes

Trockne eingeengt. Der Rückstand wird in Chloroform aufgenommen und mit gesättigter Natriumhydrogencarbonatlösung,Evaporated to dryness. The residue is taken up in chloroform and washed with saturated sodium bicarbonate solution,

einmolarem Triethylammoniumhydrogencarbonatpuffer (pH 8) und Wasser in der angegebenen Reihenfolge gewaschen. Nachone molar triethylammonium bicarbonate buffer (pH 8) and water in the order given. To

Trocknen der organischen Phase mit Natriumsulfat, Filtration und Einengen wird das Phosphonat im Vakuum überDrying of the organic phase with sodium sulfate, filtration and concentration, the phosphonate is in vacuo Phosphorpentoxid getrocknet.Phosphorus pentoxide dried. Dünnschichtchromatographie (Chloroform/Methanol 9/1 v/v) Ri = 0,3Thin layer chromatography (chloroform / methanol 9/1 v / v) Ri = 0.3 Beispiel 3Example 3 Markierung eines Oligonucleotides nach der Phosphoramiditmethode (Maßstab 1 pmol)Labeling of an oligonucleotide according to the phosphoramidite method (scale 1 pmol) Die Markierung erfolgt im Verlauf der Oligonucleotidsynihese. Dazu wird eine 0,1 molare Lösung der im Beispiel 1 hergestelltenThe labeling takes place in the course of Oligonucleotidsynihese. For this purpose, a 0.1 molar solution of Example 1 prepared Verbindung in absolutem Acetonitril je nach Bauart des DNA-Syntheseautomaten an entsprechender Position installiert und derDepending on the type of DNA synthesizer, the compound in absolute acetonitrile is installed in the appropriate position and the Farbstoff nach dem angegebenen Synthesecyclus angekoppelt:Dye coupled according to the given synthesis cycle: Schritt Operation Zeit(s)Step Operation Time (s)

11 Waschen mit AcetonitrilWash with acetonitrile 6060 22 Trocknen mit ArgonDry with argon 2020 33 Farbstoffderivat und 0,5molare Lösung von TetraiolDye derivative and 0.5 molar solution of tetraiol in Acetonitril in Reaktionsgefäßin acetonitrile in reaction vessel 1010 44 Reaktionreaction 3030 55 Entfernen der ReaktionslösungRemove the reaction solution 55 66 Waschen mit AcetonitrilWash with acetonitrile 1010 77 Entfernen des Acetonitrile mit ArgonRemove the acetonitrile with argon 1010 88th Oxydation mit Ij/HjO/Pyridin/TMFOxidation with Ij / HjO / pyridine / TMF 4040 99 Entfernen der OxidationslösungRemove the oxidation solution 1010 1010 Waschen mit AcetonitrilWash with acetonitrile 3030

Die Schritte 2 bis 6 lassen sich zur Vervollständigung der Reaktion beliebig oft wiederholen.Steps 2 to 6 can be repeated as often as required to complete the reaction. Beispiel 4Example 4 Aufarbeitung des markierten OligonucleotidsWork-up of the labeled oligonucleotide Der Träger mit dem fixierten Oligonucleotid wird 60h boi Raumtemperatur mit konzentriertem Ammoniak versetzt und dieThe support with the fixed oligonucleotide is treated with concentrated ammonia for 60 h at room temperature and the

überstehende gelbe fluoreszierende Lösung eingeengt. Die Reinigung des so erhaltenen Rohproduktes kann überconcentrated supernatant yellow fluorescent solution. The purification of the crude product thus obtained can over

Gelelektrophorese auf Polyacrylamid in der bekannte,ι / rt und Weise erfolgen, wobei sich markiertes und unmarkiertes DerivatGel electrophoresis on polyacrylamide in the well-known, ι / rt manner, wherein labeled and unlabeled derivative

deutlich im Laufverhalten unterscheiden. Das markierte Oligonucleotid erscheint beim Betrachten des Gels auf einemclearly distinguish in running behavior. The labeled oligonucleotide appears on viewing the gel

Transilluminator bei einer Wellenlänge von 310nm als schwach fluoreszierende Bande, die ausgeschnitten und in fürTransilluminator at a wavelength of 310nm as a weakly fluorescent band that excised and in for

unmarkierte Oligonucleotide üblicher Weise eluiert wird. (Entsalzung an RP18 Kieselgel oder Sephadex)Unlabeled oligonucleotides are usually eluted. (Desalting on RP18 silica gel or Sephadex)

Markiertes und unmarkiertes Oligonucleotid unterscheiden sich ferner durch die Retentior.szeiten in derLabeled and unlabeled oligonucleotides also differ by the retention times in the Hochdruckflüssigkeitschromatographie und lassen sich mit ihrer Hilfe trennen.High pressure liquid chromatography and can be separated with their help.

Claims (1)

1. Verfahren zur Herstellung neuartig fluoreszenzmarkierter Nucleoside, Nucleotide und Oligonucleotide, dadurch gekennzeichnet, daß Fluorophorderivate der allgemeinen Formel (I)1. A process for preparing novel fluorescently labeled nucleosides, nucleotides and oligonucleotides, characterized in that fluorophor derivatives of the general formula (I) F-O-(X)n-R (I)FO- (X) n -R (I) F = fluoreszierender FarbstoffF = fluorescent dye X = CH2 X = CH 2 η = 1 bis 18η = 1 to 18 R = Phosphat, substituiertes Phosphat, Phosphoramidit, substituiertes Phosphoramidit, H-Phosphonat, substituiertes H-Phosphonat, Thiophosphonat, substituiertes Thiophosphat, Phosphorarnidat, substituiertes PhosphoramidatR = phosphate, substituted phosphate, phosphoramidite, substituted phosphoramidite, H-phosphonate, substituted H-phosphonate, thiophosphonate, substituted thiophosphate, phosphorarnidate, substituted phosphoramidate unter für den Kettenaufbau von Oligonucleotiden üblichen Bedingungen mit Nucleosides Nucleotiden oder Oligonucleotiden direkt zu Verbindungen der allgemeinen Formel (II)under conditions customary for the chain construction of oligonucleotides with nucleosides nucleotides or oligonucleotides directly to compounds of the general formula (II)
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