DE60128291T2 - Funktionalisierte Thiophenoligomere und ihre Verwendung als Fluoreszenzmarker - Google Patents

Funktionalisierte Thiophenoligomere und ihre Verwendung als Fluoreszenzmarker Download PDF

Info

Publication number
DE60128291T2
DE60128291T2 DE60128291T DE60128291T DE60128291T2 DE 60128291 T2 DE60128291 T2 DE 60128291T2 DE 60128291 T DE60128291 T DE 60128291T DE 60128291 T DE60128291 T DE 60128291T DE 60128291 T2 DE60128291 T2 DE 60128291T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
oligomers
thiophene
oligomer
functional group
organic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60128291T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60128291D1 (de
Inventor
Franco Cipriani
Giuseppe Gigli
Roberto Cingolani
Laura Favaretto
Massimo Zambianchi
Giovanna Sotgiu
Giovanna Barbarella
Gennaro Citro
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aczon SpA Monte San Pietro Bologne It
Consiglio Nazionale delle Richerche CNR
Original Assignee
ACZON SpA
ACZON SpA MONTE SAN PIETRO
Consiglio Nazionale delle Richerche CNR
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ACZON SpA, ACZON SpA MONTE SAN PIETRO, Consiglio Nazionale delle Richerche CNR filed Critical ACZON SpA
Application granted granted Critical
Publication of DE60128291D1 publication Critical patent/DE60128291D1/de
Publication of DE60128291T2 publication Critical patent/DE60128291T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D333/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D333/46—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings substituted on the ring sulfur atom
    • C07D333/48—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings substituted on the ring sulfur atom by oxygen atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D333/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D333/04—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings not substituted on the ring sulphur atom
    • C07D333/06—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings not substituted on the ring sulphur atom with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to the ring carbon atoms
    • C07D333/14—Radicals substituted by singly bound hetero atoms other than halogen
    • C07D333/20—Radicals substituted by singly bound hetero atoms other than halogen by nitrogen atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02—Silicon compounds
    • C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/0803—Compounds with Si-C or Si-Si linkages
    • C07F7/081—Compounds with Si-C or Si-Si linkages comprising at least one atom selected from the elements N, O, halogen, S, Se or Te
    • C07F7/0812—Compounds with Si-C or Si-Si linkages comprising at least one atom selected from the elements N, O, halogen, S, Se or Te comprising a heterocyclic ring
    • C07F7/0814—Compounds with Si-C or Si-Si linkages comprising at least one atom selected from the elements N, O, halogen, S, Se or Te comprising a heterocyclic ring said ring is substituted at a C ring atom by Si

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft Thiophen-Oligomere, welche geeignete Funktionalisierungsgruppen aufweisen, die es eben diesen Oligomeren erlauben, sich kovalent an organische und/oder biologische Moleküle zu binden, wie auch um als fluoreszierende Marker in Analysentechniken verwendet zu werden.
  • In den letzten Jahren haben Markierungstechniken mit fluoreszierenden Verbindungen die auf Radioisotopen basierenden als Analysenwerkzeuge in biomedizinischen Anwendungen ersetzt.
  • Fluoreszierende Marker ermöglichen die hochempfindliche und präzise Messung von Komponenten von komplexen biologischen Systemen und werden heutzutage weithin auf den Gebieten der Biologie, Pharmakologie und Medizin verwendet. Eine solche Verwendung umfasst die Markierung von polymeren Mikropartikeln für das Verfolgen des Flusses von biologischen Fluiden ( U.S.-Pat. Nr. 6,005,113 )
  • Fluoreszenz ist das am besten geeignete Analysenwerkzeug für das Überwachen von Antigen-Antikörper-Wechselwirkungen in vielen bioanalytischen, immunochemischen und histologischen Anwendungen, für das Markieren von Nukleinsäuren u.s.w.
  • Gegenwärtig sind am Markt mehrere Familien von unterschiedlich gefärbten fluoreszierenden Markern erhältlich. Einige von diesen sind Verbindungen mit hohem Molekulargewicht, andere sind Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht mit einem größeren Vermögen, die Zellmembran zu durchdringen, andere, zuletzt, sind komplexe Systeme, bei welchen das Licht durch einen komplexen Satz von intermolekularen Wechselwirkungen emittiert wird („Handbook of Fluorescent Probes and Research Chemicals", Siebte Auflage; Molecular Probes Inc., Eugene, OR, 1999; „Fluorescent and Luminescent Probes for Biological Activity. A Practical Guide to Technology for Quantitative Real-Time Analysis", Zweite Auflage, W.T. Mason, Hrsg., Academic Press, 1999).
  • Jede unterschiedliche Familie von Markern erfordert eine unterschiedliche chemische Methodik für die Bindungsbildung zwischen dem Marker und dem biologischen Molekül.
  • Es besteht der Bedarf, über eine Familie von fluoreszierenden Markern in allen Farben des sichtbaren Spektrums, und welche die gleichen chemischen Charakteristiken aufweisen, verfügen zu können, um die gleiche Standardmethodik für das Markieren in allen Farben anwenden zu können. Eine solche Familie von Markern würde die Experimente auf dem Gebiet der Biomedizin und insbesondere die Experimente für das gleichzeitige Überwachen von unterschiedlichen biochemischen Reaktionen und Spezies beträchtlich unterstützen.
  • Darüber hinaus besteht ein Bedarf an einer Klasse von fluoreszierenden Markern mit hohen Absorptionswerten, großen Unterschieden zwischen Absorptions- und Emissionsfre quenzen und hohen Photolumineszenz-Quantenausbeuten (das Verhältnis zwischen der Anzahl von emittierten Photonen und jenen, die absorbiert werden).
  • Thiophen-Oligomere sind in den letzten Jahren aufgrund ihrer optischen Eigenschaften intensiv untersucht worden. Insbesondere haben Thiophen-Oligomere hohe Absorptionswerte und große Unterschiede zwischen Absorptions- und Emissionsfrequenzen (H.S. Nalwa, Hrsg., „Handbook of organic conductive molecules and polymers", John Wiley & Sons. Chichester, 1997, Bände 1-4; „Electronic Materials: The Oligomer Approach", K. Müllen, G. Wegner, Hrsg.. Wiley-VCH, New York, 1998; "Handbook of oligo and polythiophenes", D. Fichou, Hrsg.. Wiley-VCH, New York, 1999).
  • Daneben ist gezeigt worden, dass Thiophen-Oligomere sehr hohe Photolumineszenz-Quantenausbeuten sowohl in Lösung als auch im festen Zustand erreichen können und dass durch molekulare Modifizierung („molecular engineering") ihre Fluoreszenzfrequenz in dem gesamten Spektrum des Sichtbaren und des nahen IR moduliert werden kann („Oligothiophene-S, S-dioxides. Synthesis and electronic properties in relation to the parent oligothiophenes", G. Barbarella et al.. J. Org. Chem. 1998, 63, 5497-5506; „High-efficiency oligothiophene-based light-emitting diodes", G. Gigli et al.. Appl. Phys. Lett. 1999, 75, 439-441; „Color engineering by modified oligothiophene blends", M. Anni et al. Appl. Phys. Lett. 2000, 77, 2458-2460; „Molecular packing and photoluminescence efficiency in odd-membered oligothiophene-S, S-dioxides", L. Antolini et al.. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9006-9013; „Tuning solid-state photoluminescence frequencies and efficiencies of oligomers containing one central thiophene-S, S-dioxide unit", G. Barbarella et al.. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 11971-11978; „Multicolor oligothiophene-based LEDs", G. Gigli et al.. Appl. Phys. Lett. 2001, 78, 1493-1495).
  • Schließlich ist gezeigt worden, dass mit geeigneten Funktionalisierungen diese Oligomere nicht nur in organischen Lösemitteln, sondern auch in Wasser löslich gemacht werden können („Polyhydroxyl Oligothiophenes. I. Regioselective Synthesis of 3,4'- and 3,3'-di (2-hydroxyethyl) 2,2'-bithiophene via Palladium Catalyzed Coupling of Thienylstannanes with Thienylbromides", G. Barbarella, M. Zambianchi. Tetrahedron 1994, 50, 11249-11256).
  • Die Erfinder der Erfindung haben festgestellt, dass Thiophen-Oligomere in einer geeigneten Weise funktionalisiert werden können, so dass sie sich an die biologischen Moleküle durch eine kovalente Bindung binden, ohne dass dies weder die Fluoreszenzeigenschaften der Oligomere noch die biologische Aktivität der gebundenen Moleküle verändert.
  • Der Gegenstand der Erfindung sind Thiophen-Oligomere, welche jeweils wenigstens eine funktionelle Gruppe, die in der Lage ist, eine kovalente Bindung mit organischen und/oder biologischen Molekülen zu bilden, aufweisen und im Bereich des sichtbaren und ultravioletten Lichts anregbar sind.
  • Solche Oligomere weisen zwischen 2 und 5 Thiophen-Ringe, vorzugsweise zwischen 3 und 4 auf.
  • Die funktionelle Gruppe ist NCS.
  • Die funktionelle Gruppe NCS kann an das Oligomer mittels eines Alkyl-Spacers R, welcher 2 bis 4 Kohlenstoffatome umfasst, gebunden werden. Der Alkyl-Spacer ist vorzugsweise CH2-CH2- oder (CH3)2Si-CH2-.
  • Ein zusätzlicher Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der oben beschriebenen Thiophen-Oligomere als fluoreszierende Marker.
  • Insbesondere werden die Oligomere der Erfindung als fluoreszierende Marker für organische und/oder biologische Moleküle verwendet. Vorzugsweise werden die Oligomere der Erfindung als fluoreszierende Marker für Proteine, polyklonale und/oder monoklonale Antikörper und deren An- bzw. Bruchteile, Nukleinsäuren, Oligonukleotide, Hormone, Medikamente, Arzneimittel/Drogen und nicht-proteinartige chemische Neurotransmitter verwendet.
  • Die Oligomere der Erfindung werden vorzugsweise als fluoreszierende Marker in der Spektrometrie, Spektrofluorometrie, Durchfluss- und statischen Zytometrie, Fluoreszenzmikroskopie und Getelektrophorese verwendet.
  • Schließlich ist ein zusätzlicher Gegenstand der Erfindung ein Konjugat eines Thiophen-Oligomers, wie oben definiert, mit einem organischen oder biologischen Molekül. Hier und im Folgenden bedeutet Konjugat eine Verbindung, die aus einem Thiophen-Oligomer, welches kovalent an ein organisches oder biologisches Molekül gebunden ist, aufgebaut ist.
  • Das Ziel der folgenden Beispiele besteht darin, ein besseres Verständnis der Erfindung zu ermöglichen, ohne dass dies die Erfindung selbst beschränkt.
  • Es wird Bezug genommen auf die folgenden Figuren:
  • 1 zeigt ein Photolumineszenzspektrum (λAnregg. = 325 nm) eines Konjugats des Isothiocyanat 1-Thiophen-Oligomers mit Rinderserumalbumin (BSA, Fraktion V) als Funktion der eingestrahlten Energie;
  • 2 ist ein Graph, der die integrierten Flächen des Spektrums von 1 zeigt;
  • 3 ist ein Graph, welcher die integrierten Flächen der Photolumineszenzspektren (λAnregg. = 325 nm) eines Konjugats des Isothiocyanat 1-Thiophen-Oligomers mit Rinderserumalbumin als Funktion des Molverhältnisses (1: BSA) zeigt;
  • 4 ist ein Graph, welcher die Variation als eine Funktion des Zeitpunkts von maximaler Intensität des Photolumineszenzspektrums des Konjugats 1/BSA unter kontinuierlicher Bestrahlung (λAnregg. = 325 nm) zeigt;
  • 5 zeigt einige Photolumineszenzspektren (λAnregg. = 488 nm) eines Konjugats des Isothiocyanat 4-Thiophen-Oligomers mit dem anti-CD8-Antikörper für unterschiedliche Werte des Molverhältnisses 4:anti-CD8;
  • 6 zeigt normalisierte und Emissionsspektren des Isothiocyanat 5-Thiophen-Oligomers in Methylenchlorid;
  • BEISPIEL 1 – HERSTELLUNG DER THIOPHEN-OLIGOMERE 1-4
  • Dieses Beispiel erläutert die Herstellungsprozedur von einigen Isothiocyanat-(Oligomere 1-4)-Thiophen-Oligomeren, bei welchen die NCS-Gruppe in das Oligomer durch den Spacer CH2-CH2- oder den Spacer (CH3)2Si-CH2- inseriert ist. Der Spacer erlaubt, dass das fluoreszierende Oligomer in einem ausreichenden Abstand von dem Protein (oder Molekül von biologischem Interesse) gehalten wird, so dass die biologische Aktivität von diesem nicht beeinflusst wird und zugleich die Fluoreszenzeigenschaften des Oligomers nicht verändert werden.
  • Wie für einen Fachmann auf diesem Gebiet leicht verständlich sein wird, brachte die Herstellung von diesen Oligomeren die Verwendung von allesamt bekannten Reaktionen mit sich und diese werden folglich nicht im Detail beschrieben. Diagramm 1 (Herstellung der Thiophen-Oliqomere 1-4)
    Figure 00040001
    • Diagramm 1: i) NBS, Toluol, -20°C. ii) 2-Tributylstannylthiophen, Pd(AsPh3)4, Toluol, 110°C. iii) CH3SO2Cl, CH2Cl2, Et3N, -20°C. iv) NaN3, DMF, 60°C. v) LiAlH4, Et2O. vi) 2-Pyridylthiocarbonat, CH2Cl2. vii) IDA, ClCH2Me2SiCl. viii) BuLi, Bu3SnCl. ix) 4-Biphenylbromid, Pd(AsPh3)4, Toluol, 110°C. x) NaSCN, Aceton, Et2O. xi) 5-Brom-2,2'-bithiophen, Pd(AsPh3)4, Toluol, 110°C. xii) 2,5-Dibrom-3,4-dihexylthiophen-1,1-dioxid, Pd(AsPh3)4, Toluol, 110°C. xiii) 5-[Dimethyl(chlormethyl)silyl]-5'-tributylstannyl-2,2'-bithiophen, Pd(AsPh3)4, Toluol, 110°C.
    Diaqramm 2 (Herstellung des Thiophen-Oliqomers 5)
    Figure 00050001
    • Diagramm 2: i) BuLi/Et2O, (PhSO2)2S. ii) BuLi/Et2O, CuCl2. iii) Essigsäure, H2O2. iv) NBS, DMF. v) 5-[Dimethyl(chlormethyl)silyl]-5-tributylstannylthiophen, Pd(AsPh3)4, Toluol, 110°C. vi) NaSCN, Aceton, Et2O.
  • BEISPIEL 2 – PHOTOLUMINESZENZTESTS DER THIOPHEN-OLIGOMERE
  • Für jedes Oligomer, dessen Synthese in dem vorherigen Beispiel beschrieben wird, wurden die Wellenlängen der Absorptionsmaxima (λmax) und der Emission (λPL, unter Anregung mit ultraviolettem Licht), die Absorptionswerte (ε) und die Differenzen Δ(λPL-λmax) allesamt gemessen und sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
    Thiophen-Oligomere λmaxa εc λPLa,b Δ(λPL-λmax)
    1 360 18950 438 78
    2 312 42000 450 138
    3 396 47000 560 164
    4 477 38000 650 173
    • a) in nm, in CH2Cl2; b) λAnregg. = 325 nm; c) cm-1M-1.
  • Tabelle 1 zeigt, dass die Fluoreszenz das sichtbare Spektrum von Blau bis Rot auch mit nur den vier gezeigten Oligomeren abdeckt.
  • BEISPIEL 3 – PHOTOLUMINESZENZTESTS DER THIOPHEN-OLIGOMER-KONJUGATE
  • Die Isothiocyanat-Thiophen-Oligomere wurden gemäß Standardmethoden mit Proteinen gekoppelt.
  • Die Konjugate der Isothiocyanat-Thiophen-Oligomere mit Proteinen zeigten die Merkmale, die für eine Verwendung von eben diesen Oligomeren als Marker für die qualitative und quantitative Analyse von biologischen Molekülen erforderlich sind.
  • Die 1-4 zeigen die Fluoreszenzmerkmale des Oligomer 1-Konjugats mit Rinderserumalbumin, BSA, Fraktion V.
  • Das 1-BSA-Konjugat wurde erhalten, indem separat BSA in 0,1 M Natriumcarbonat (pH 9,0) und das Oligomer 1 in Dimethylsulfoxid in den gewünschten Konzentrationen gelöst wurden und die beiden Lösungen dann in festgelegten Molverhältnissen gemischt wurden. Das 1-BSA-Konjugat wurde dann nach mehreren Stunden durch Gelfiltration in Phosphatpuffer (pH 7,2) abgetrennt.
  • 1 zeigt das Fluoreszenzspektrum unter UV-Anregung des 1-BSA-Konjugats für unterschiedliche Werte von Anregungsenergie, während 2 die integrierte Fläche der gleichen Spektren zeigt, woraus ersehen werden kann, wie die Intensität der Fluoreszenzspektren mit einer Zunahme der Anregungsintensität zunimmt.
  • 3 zeigt die integrierte Fläche der Fluoreszenzspektren des 1-BSA-Konjugats als Funktion des Molverhältnisses der Komponenten, woraus ersehen wird, dass die Intensität der Spektren mit einer Zunahme der Anzahl von Oligomer 1-Molekülen, die an das Protein gebunden sind, zunimmt.
  • 4 zeigt die Variation als eine Funktion des Zeitpunkts der maximalen Intensität des Fluoreszenzspektrums des 1-BSA-Konjugats unter kontinuierlicher Bestrahlung mit ultraviolettem Licht.
  • Die Figur zeigt, wie nach fast zwei Tagen ununterbrochener Bestrahlung das Fluoreszenzspektrum des Konjugats nach wie vor eine Intensität in der Größenordnung der Hälfte von jener des anfänglichen Spektrums aufweist. Dies zeigt die hohe chemische Stabilität und Solidität der optischen Eigenschaften des 1-BSA-Konjugats.
  • 5 zeigt das Fluoreszenzspektrum (unter Bestrahlung im sichtbaren Bereich, mit λAnregg. = 488 nm) des Oligomer 4-Konjugats mit dem monoklonalen anti-CD8-Antikörper als Funktion des Molverhältnisses der Komponenten.
  • Das 4-(anti-CD8)-Konjugat wurde unter Verwendung von Standardmethoden hergestellt, indem zuerst der Antikörper in Phosphatpuffer (pH 7,4) gegen einen Carbonatpuffer (pH 9,5), welcher ein nichtionisches Detergens enthält, dialysiert wurde; dann wurde eine Lösung von Oligomer 4 in Dimethylsulfoxid derart zugegeben, dass das gewünschte Molverhältnis von Isothiocyanat zu Antikörper erhalten wurde, und schließlich wurde eine entsalzende Chromatographie an einer GH25-Säule in Phosphatpuffer ausgeführt.
  • In 5 beziehen sich die Spektren a), b) und c) auf Oligomer:Antikörper-Molverhältnisse von 5:1, 10:1, 25:1. Spektrum d) ist jenes von nur dem Oligomer 4 in einer Konzentration, die mit jener des Spektrums a) des 4-(anti-CD8)-Konjugats vergleichbar ist.
  • Die Figur zeigt, dass die Intensität des Fluoreszenzspektrums von 4-(anti-CD8)-Konjugat mit einer Zunahme des Oligomer:Antikörper-Molverhältnisses zunimmt.
  • Die Figur zeigt auch, dass die Intensität des Fluoreszenzspektrums des Konjugats größer ist als die Intensität des Fluoreszenzspektrums des Oligomers allein und dass dementspre chend die Kopplung nicht zu der Extinktion der Fluoreszenz des Isothiocyanat Thiophen-Oligomers führt.
  • Die 4-(anti-CD8)-Konjugate wurden unter Verwendung von Durchflusszytometrie getestet, um die Aktivität des markierten Antikörpers, was dessen spezifisches Antigen, das auf der Oberfläche von lymphozytären Zellen vom T-Typ vorhanden ist, angeht, zu verifizieren. Es erwies sich, dass die Aktivität des markierten Antikörpers vollständig bewahrt geblieben ist.
  • Die oben beschriebenen Oligomer/Protein-Lösungen wurden systematisch über einen Zeitraum, welcher drei Monate überschritt, getestet. Es wurden keine Veränderungen bei den Eigenschaften noch die Bildung von Präzipitaten beobachtet.
  • Was die Photolumineszenz-Quantenausbeuten der Isothiocyanat-Thiophen-Oligomere (Anzahl von in Form von Licht emittierten Elektronen bezogen auf jene, die absorbiert werden) angeht, gibt es zahlreiche Veröffentlichungen, die detailliert den Weg darlegen, wie solche Ausbeuten überprüft werden können, indem die vorerwähnten Oligomere in geeigneter Weise modifiziert werden („molecular engineering") („Oligothiophene-S, S-dioxides. Synthesis and electronic properties in relation to the parent oligothiophenes", G. Barbarella et al. J. Org. Chem. 1998, 63, 5497-5506; „High-efficiency oligothiophene-based light-emitting diodes", G. Gigli et al.. Appl. Phys. Lett. 1999, 75, 439-441; „Color engineering by modified oligothiophene blends", M. Anni et al.. Appl. Phys. Lett. 2000, 77, 2458-2460; „Molecular packing and photoluminescence efficiency in odd-membered oligothiophene-S, S-dioxides", L. Antolini et al.. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9006-9013; „Tuning solid-state photoluminescence frequencies and efficiencies of oligomers containing one central thiophene-S, S-dioxide unit", G. Barbarella et al.. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 11971-11978; „Multicolor oligothiophene-based LEDs", G. Gigli et al.. Appl. Phys. Lett. 2001, 78, 1493-1495; „Polyhydroxyl Oligothiophenes. I. Regioselective Synthesis of 3,4'- and 3,3'-di(2-hydroxyethyl) 2,2'-bithiophene via Palladium Catalyzed Coupling of Thienylstannanes with Thienylbromides", G. Barbarella, M. Zambianchi. Tetrahedron 1994, 50, 11249-11256). Insbesondere beziehen sich die höheren Werte (0,6-0,8) auf Oligomere, welche eine Thienyl-S,S-dioxid-Gruppe starr gebunden an zwei Thiophen-Ringe enthalten. In Hinblick darauf stellten die Erfinder ein Isothiocyanat-Thiophen-Oligomer dieser Art her (Oligomer 5).
  • 6 zeigt die normalisierten Absorptions- und Emissionsspektren von Oligomer 5 zusammen mit den Absorptions- und Photolumineszenz-Quantenausbeutewerten dieses Isothiocyanat-Thiophen-Oligomers in Methylenchlorid.
  • Wie ausgehend von den obigen Beispielen und Figuren sichergestellt werden kann, bieten die Thiophen-Oligomere, die Gegenstand der Erfindung sind, zahlreiche Vorteile, wenn sie als fluoreszierende Marker verwendet werden. Tatsächlich ist es, indem kleine Veränderungen an der molekularen Struktur vorgenommen werden, möglich, eine breite Farbvariation der Fluoreszenz vom sichtbaren Bereich bis zum nahen Infrarot zu erhalten. Daneben sollte betont wer den, wie die gleiche chemische Natur für alle Marker neben der Fluoreszenzfärbe die Standardisierung der Funktionalisierungsprozeduren ermöglicht anders als bei herkömmlichen fluoreszierenden Markern, die eine spezielle Chemie, die von Fall zu Fall entwickelt werden muss, erfordern.
  • Zusätzliche Vorteile, die die Verwendung von Thiophen-Oligomeren als fluoreszierende Marker bietet, betreffen die Möglichkeit, gleichzeitig mehrere Marker anzuregen, indem nur eine ultraviolette und sichtbare Quelle verwendet wird, die hohe chemische und optische Stabilität eben dieser Marker, die hohe Fluoreszenzeffizienz und erhöhte Absorption, die Möglichkeit, unterschiedliche chemische Spezies parallel und gleichzeitig mittels funktionalisierter Marker zu messen, und ein niedriges Molekulargewicht, das hohe Markierungsverhältnisse ermöglicht, ohne sterische Hinderung und/oder Markierungsprobleme von intrazellulären und intranukleären Strukturen hervorzurufen.

Claims (11)

  1. Thiophen-Oligomere, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens eine funktionelle Gruppe, die in der Lage ist, eine kovalente Bindung mit organischen und/oder biologischen Molekülen zu bilden, aufweisen und im Bereich des sichtbaren und ultravioletten Lichts anregbar sind, wobei die funktionelle Gruppe NCS ist.
  2. Oligomere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwischen 2 und 5 Thiophen-Ringe aufweisen.
  3. Oligomere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwischen drei und vier Thiophen-Ringe aufweisen.
  4. Oligomere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die funktionelle Gruppe NCS an das Oligomer mittels eines Alkyl-Spacers, welcher 2 bis 4 Kohlenstoffatome umfasst, gebunden ist.
  5. Oligomere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Alkyl-Spacer CH2-CH2- oder (CH3)2Si-CH2- ist.
  6. Verwendung von Thiophen-Oligomeren, welche wenigstens eine funktionelle Gruppe, die in der Lage ist, eine kovalente Bindung mit organischen und/oder biologischen Molekülen zu bilden, aufweisen und im Bereich des sichtbaren und ultravioletten Lichts anregbar sind, wobei die funktionelle Gruppe in der Gruppe bestehend aus NH2, CHO, COOH, SH, NCS ausgewählt wird, als fluoreszierende Marker.
  7. Verwendung der Thiophen-Oligomere nach Anspruch 6 als fluoreszierende Marker für organische und/oder biologische Moleküle.
  8. Verwendung der Thiophen-Oligomere nach Anspruch 7 als fluoreszierende Marker für Proteine, polyklonale und/oder monoklonale Antikörper und deren An- bzw. Bruchteile, Nukleinsäuren, Oligonukleotide, Hormone, Arzneimittel, Drogen und nicht-proteinartige chemische Neurotransmitter.
  9. Verwendung der Thiophen-Oligomere nach einem der Ansprüche 1 bis 5 als fluoreszierende Marker in der Spektrometrie, Spektrofluorometrie, Durchfluss- und statischen Zytometrie, Fluoreszenzmikroskopie und Gelelektrophorese.
  10. Verwendung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine große Anzahl der Oligomere mit unterschiedlicher Emissionsfrequenz gleichzeitig in derselben biologischen Probe durch wenigstens eine emissive Strahlungsquelle angeregt wird.
  11. Konjugat eines Thiophen-Oligomers nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einem organischen oder biologischen Molekül, welches aus der Gruppe bestehend aus Proteinen, polyklonalen und/oder monoklonalen Antikörpern und deren An- bzw. Bruchteilen, Nukleinsäuren, Oligonukleotiden, Hormonen, Arzneimitteln, Drogen und nicht-proteinartigen chemischen Neurotransmittern ausgewählt wird.
DE60128291T 2000-05-31 2001-05-30 Funktionalisierte Thiophenoligomere und ihre Verwendung als Fluoreszenzmarker Expired - Lifetime DE60128291T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITBA000020 2000-05-31
IT000020A ITBA20000020A1 (it) 2000-05-31 2000-05-31 Oligomeri del tiofene come marcatori fluorescenti ad alta efficienza per il riconoscimento e l'analisi quantitativa di molecole biologiche.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60128291D1 DE60128291D1 (de) 2007-06-21
DE60128291T2 true DE60128291T2 (de) 2008-01-17

Family

ID=11437707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60128291T Expired - Lifetime DE60128291T2 (de) 2000-05-31 2001-05-30 Funktionalisierte Thiophenoligomere und ihre Verwendung als Fluoreszenzmarker

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6841669B2 (de)
EP (1) EP1160246B8 (de)
AT (1) ATE361920T1 (de)
DE (1) DE60128291T2 (de)
IT (1) ITBA20000020A1 (de)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005082655A (ja) * 2003-09-05 2005-03-31 Fuji Xerox Co Ltd チオフェン含有化合物及びチオフェン含有化合物重合体
ITBO20040697A1 (it) * 2004-11-11 2005-02-11 Consiglio Nazionale Ricerche Sonde oligonucleotidiche
US20110177007A1 (en) * 2008-09-29 2011-07-21 Raghavan Rajagopalan Dithienopyrrole Dyes for Imaging and Therapy
US20110196231A1 (en) * 2008-09-29 2011-08-11 Raghavan Rajagopalan Fused Ring Thiophene Dyes for Imaging and Therapy
EP2350205A2 (de) * 2008-09-29 2011-08-03 Mallinckrodt Inc. Dithienofuranfarbstoffe für bildgebung und therapie
ITBO20090338A1 (it) * 2009-05-26 2010-11-27 Mediteknology Srl Oligotiofeni -4-sulfo-tetrafluorofenil esteri per la marcatura fluorescente singola e multipla di molecole di interesse biologico e polimeri biologici naturali
WO2012009484A2 (en) 2010-07-13 2012-01-19 Stc.Unm Structure, synthesis, and applications for poly (phenylene) ethynylenes (ppes)
US9125415B2 (en) 2011-07-08 2015-09-08 Stc, Unm Thiophene based oligomers as light activated biocides
WO2013020096A2 (en) 2011-08-03 2013-02-07 Stc.Unm Antimicrobial materials and methods
CN103232472B (zh) * 2013-04-10 2015-09-23 中节能万润股份有限公司 一种双极性并三噻吩类衍生物及其应用
CN103408569B (zh) * 2013-07-22 2015-09-16 中节能万润股份有限公司 一种螺芴环戊并二噻吩类衍生物及其应用
US9968698B2 (en) 2013-11-08 2018-05-15 Stc. Unm Charged singlet-oxygen sensitizers and oppositely-charged surfactants
WO2015138965A1 (en) 2014-03-14 2015-09-17 Whitten David G P-phenylene ethynylene compounds as bioactive and detection agents
KR101913057B1 (ko) 2015-01-14 2018-10-29 유니버시티 오브 플로리다 리서치 파운데이션, 인크. 공액 고분자 전해질 및 이의 사용 방법
WO2017058085A1 (en) 2015-10-01 2017-04-06 Richter Life Science Development Ab Detection of microbial peptides
US10772851B2 (en) 2017-02-03 2020-09-15 Aaron Kurt Neumann Treatment and prevention of fungal infections

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITFI940095A1 (it) * 1994-05-23 1995-11-23 Molteni & C Coniugati fotodinamici aventi proprieta' biocide
US6136984A (en) * 1996-04-22 2000-10-24 Novo Nordisk A/S Solid phase and combinatorial synthesis of substituted thiophenes and of arrays of substituted thiophenes
US6005113A (en) * 1996-05-15 1999-12-21 Molecular Probes, Inc. Long wavelength dyes for infrared tracing
WO1998008839A1 (en) * 1996-08-26 1998-03-05 Eli Lilly And Company Combinatorial process for preparing substituted thiophene libraries
US6150536A (en) * 1999-07-08 2000-11-21 International Business Machines Corporation Dye doped organic-inorganic hybrid materials

Also Published As

Publication number Publication date
EP1160246B8 (de) 2007-06-27
ITBA20000020A1 (it) 2001-12-01
US20020086437A1 (en) 2002-07-04
EP1160246A3 (de) 2002-01-30
ATE361920T1 (de) 2007-06-15
DE60128291D1 (de) 2007-06-21
EP1160246A2 (de) 2001-12-05
US6841669B2 (en) 2005-01-11
EP1160246B1 (de) 2007-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60128291T2 (de) Funktionalisierte Thiophenoligomere und ihre Verwendung als Fluoreszenzmarker
DE2660391C2 (de) Fluoreszierender Antikörper
DE3912046B4 (de) Verfahren zum Markieren einer Komponente einer wäßrigen Flüssigkeit und lumineszenzphotostabiles Reaktionsprodukt
DE69917908T2 (de) Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen,vernetzten Konjugaten
DE2952498A1 (de) Spezifische bindungsuntersuchungsmethode zum nachweisen eines liganden in einem fluessigen medium und reagentien zur durchfuehrung der methode
EP1206703A1 (de) Verwendung von acylsulfonamido substituierten polymethin-farbstoffen als fluoreszenz-farbstoffe und/oder marker
DE10258150A1 (de) Hydrophile Marker auf der Basis von Benzopyrylo-Polymethinen
DE2842862A1 (de) Verfahren zur bestimmung von ionen, polaren und/oder lipophilen substanzen in fluessigkeiten
EP0747447B1 (de) Neue Oxazinfarbstoffe und ihre Verwendung als Fluoreszenzmarker
EP0563998B1 (de) Verfahren zur Erfassung von Biomolekülen, toxischen Substanzen, Polymeren und pharmazeutischen Wirkstoffen mittels zeitaufgelöster Laserspektroskopie
EP1318177B1 (de) Verbindung, insbesondere Marker-Farbstoff, auf der Basis von Polymethinen
EP1576059B1 (de) Carboxamid-substituierte farbstoffe für analytische anwendungen
DE102009028982A1 (de) Difluoroboradiazaindacen-Farbstoffe
DE10046215B4 (de) Fluorochrome und deren Verwendung
DE69933850T2 (de) Chemilumineszenzmittel und chemilumineszenzanalyseverfahren mit deren verwendung
EP1054039B1 (de) Neue Fluoreszenzfarbstoffe und ihre Verwendung als Fluoreszenzmarker
DE60226151T2 (de) Verbessertes verfahren zur membranpotentialmessung
DE102009026363B4 (de) Druckempfindliche Farbe
DE10153818A1 (de) Verfahren und Verbindungen zur Fluoreszenzmarkierung von Biomolekülen und Polymerpartikeln
EP1273584A1 (de) Verbindungen auf der Basis von 2-bzw. 4-Chromenyliden-Merocyaninen und ihre Verwendung
DE19911102A1 (de) Cyanin-Farbstoffe
DE602004008243T2 (de) Homogenes Bioassay-Verfahren auf der Basis von Lumineszenzenergietransfer
WO2001077229A2 (de) Cyaninfarbstoffe als fluoreszenzmarker
DE102006053070A1 (de) Farbstoffe mit drei orthogonal gestellten Chromophoren
DE10300911A1 (de) Cyanin-TCNQ-Komplexfarbstoff-Datenspeichermedium und dessen Verfahren zur Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE, ROM/ROMA, IT

Owner name: ACZON S.P.A., MONTE SAN PIETRO, BOLOGNE, IT

8364 No opposition during term of opposition