JP2002530519A - Conductive electroactive functionalized binding polymers and uses thereof - Google Patents

Conductive electroactive functionalized binding polymers and uses thereof

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JP2002530519A
JP2002530519A JP2000584489A JP2000584489A JP2002530519A JP 2002530519 A JP2002530519 A JP 2002530519A JP 2000584489 A JP2000584489 A JP 2000584489A JP 2000584489 A JP2000584489 A JP 2000584489A JP 2002530519 A JP2002530519 A JP 2002530519A
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フランシス・ガルニエ
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ベーイーオー・メリュー
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/12Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/122Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides
    • C08G61/123Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds
    • C08G61/124Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds with a five-membered ring containing one nitrogen atom in the ring

Abstract

(57)【要約】 本発明は、式(I')の導電性、電気活性官能化結合ポリマーであって、 【化1】 式中、nは整数またはゼロであり、各Rは、互いに同一であっても異なってもよく、H、またはCOON-ヒドロキシフタルイミド、COOペンタフルオロフェノール、電気化学プローブおよび活性化エステルに結合した電気化学プローブからなる群から選択される第一の生物学的分子または抗リガンドと共有結合できる官能基であり、ただし、(a)式(I')の少なくとも一つの前記Rが前記官能基を示すか、(b)式(I')の各YpRが同一である場合には、これらはCH2−COOHとは異なる、各Ypは、互いに同一であっても異なってもよく、pがゼロまたは整数である結合アームであって、前記RがHを示す場合の対応する式(I')のポリマーの導電性および電気活性と実質的に同じオーダーの導電性および電気活性を備えるポリマーに関する。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a conductive, electroactive functionalized binding polymer of formula (I '), wherein: Wherein n is an integer or zero and each R can be the same or different from each other and can be H, or an electrical bond to COON-hydroxyphthalimide, COO pentafluorophenol, an electrochemical probe and an activated ester. A functional group capable of covalently binding to a first biological molecule or an anti-ligand selected from the group consisting of chemical probes, provided that (a) at least one of said Rs in formula (I ') represents said functional group Or (b) when each YpR in formula (I ') is the same, they are different from CH2-COOH, each Yp may be the same or different, and p is zero or an integer And having a conductivity and electroactivity of substantially the same order of magnitude as the conductivity and electroactivity of the corresponding polymer of formula (I ′) when R represents H. About Rimmer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野および従来の技術】TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION AND PRIOR ART

結合ポリマー、例えば、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリ
フェニレンおよびこれらの誘導体は、その電気活性特性について知られており、
“Handbook of Organic Conducting Polymers”(T.J.Skotheim Editor,Marcel D
ekker, New York, 1986)のような論評に広く記載されている。これらのポリマー
は、電極上のフィルムの形態、自己支持フィルムの形態、あるいはポリカチオン
性またはポリアニオン性ポリマーと組み合わせられて有機電極のように挙動する
場合には複合物の形態で得られ、電解媒体からのイオンの挿入によって、アノー
ド酸化処理に従ってチャージされる。この電気化学処理は、可逆的であって、還
元により、結合したポリマーまたは電気活性複合物からイオンが追放される。
Binding polymers such as polypyrrole, polythiophene, polyaniline, polyphenylene and derivatives thereof are known for their electroactive properties,
“Handbook of Organic Conducting Polymers” (TJSkotheim Editor, Marcel D
ekker, New York, 1986). These polymers are obtained in the form of a film on the electrode, in the form of a self-supporting film, or in the form of a composite when they behave like organic electrodes in combination with a polycationic or polyanionic polymer; Is charged according to the anodic oxidation treatment by the insertion of ions from the anode. This electrochemical treatment is reversible, and the reduction expels ions from the bound polymer or electroactive composite.

【0002】 結合ポリマーの第二の生成が刊行物に記載され、ポリマーのモノマーユニット
に対する、電気活性結合ポリマーにさらなる機能を付与することができる官能基
の共有グラフト化によって得られる。例として、電気触媒金属錯体が、ポリピロ
ールのモノマーユニットにグラフトされ、特異的錯形成マクロサイクル(macrocy
cle)が電解媒体のカチオンを認識するためにポリピロールまたはポリチオフェン
鎖にグラフトされ、かつ、光学的活性アニオンを認識するためにキラル基がポリ
チオフェンにグラフトされる。これら全ての官能化経路は、刊行物に詳細に記載
された発色処理の主題をも構成する(F.Garnier, Angew. Chemie, 1989,101,529
; A.Deronzier,J.C.Moutet,Acc.Chem.Res.1989,22,249; J.Roncali,Chem Rev.,1
992,92,711)。
[0002] The second generation of binding polymers is described in the publication and is obtained by covalent grafting of monomeric units of the polymer with functional groups that can impart additional functions to the electroactive binding polymer. As an example, an electrocatalytic metal complex can be grafted onto a monomeric unit of polypyrrole to form a specific complexing macrocycle.
cle) is grafted to the polypyrrole or polythiophene chain to recognize the cation of the electrolytic medium, and a chiral group is grafted to the polythiophene to recognize the optically active anion. All of these functionalization routes also constitute the subject of color processing described in detail in the publication (F. Garnier, Angew. Chemie, 1989, 101, 529).
; A. Deronzier, JCMoutet, Acc. Chem. Res. 1989, 22, 249; J. Roncali, Chem Rev., 1
992,92,711).

【0003】 ここ数年の間に、研究者たちは、特に診断目的で、アナライトスカベンジャー
の発色のために官能化された導電性ポリマーの使用に興味を抱いてきた。しかし
ながら、特許出願EP0314009号に記載されているように、特に、官能基
がヘテロ原子環に導入された場合に前記ポリマーの導電性が損なわれるために、
ピロール環の窒素原子または直接的に炭素原子のいずれかにおいて置換されたピ
ロールポリマーが、アナライトスカベンジャーの発色に優れた候補ではないこと
が、科学団体に一般に認められていた。かかる課題を解決するために、本願特許
出願人は、有機分子が共有結合する反応性部位で、ピロール環の3位においてグ
ラフトされた2,5-ジ(2-チエニルピロール)ポリマーの使用を考えた。しか
しながら、チオフェン環の疎水性のために、前記ポリマーは水性媒体中で、導電
性でも電気活性でもなく、生物学的サンプルにおけるアナライトの検出および/
または特徴決定に適しているようには考えられなかった(J.Roncaliら, Chem.Co
mm.,1986,783頁およびG.Tourillonら, Electronal. Chem.,161,407,1984参照
)。
[0003] During the last few years, researchers have been interested in the use of conductive polymers functionalized for the development of analyte scavenger color, especially for diagnostic purposes. However, as described in patent application EP0314009, especially when a functional group is introduced into a heteroatom ring, the conductivity of the polymer is impaired,
It has been generally accepted by the scientific community that pyrrole polymers substituted at either the nitrogen atom of the pyrrole ring or directly at the carbon atom are not good candidates for the color development of analyte scavengers. In order to solve such a problem, the present applicant has considered the use of a 2,5-di (2-thienylpyrrole) polymer grafted at the 3-position of a pyrrole ring at a reactive site where an organic molecule is covalently bonded. Was. However, due to the hydrophobic nature of the thiophene ring, the polymers are neither conductive nor electroactive in aqueous media and detect and / or detect analytes in biological samples.
Or did not appear to be suitable for characterization (J. Roncali et al., Chem. Co.
mm., 1986, p. 783 and G. Tourillon et al., Electronal. Chem., 161, 407, 1984).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the invention]

全く驚くべきことに、そして、当業者にこれまでに受け入れられてきたことに
反して、所望の官能基をピロール環から遠ざける官能化剤を用いて、官能基がピ
ロール環の3−または4−位にグラフトされるのであれば、ポリピロールの導電
性および電気活性が維持されることが見出された。ポリマーの上記特性が変更さ
れることなく、抗リガンドは官能基の自由端に共有結合される。かかる官能化ポ
リマーは、これまでに記載されたことがなく、生物学的リガンドのスカベンジャ
ーとして完全に適していることも示されたことがない。さらに、ポリピロールは
、その生体適合性ゆえに有利なポリマーであることが示された。最後に、かくし
て官能化されたポリピロールは、顕著な厚み(数ミリメートルの厚みまで)の電
気活性および導電性ポリマーを調製可能にし、高密度の機能部位を実現し、それ
に比例して感度を改善する。
Quite surprisingly, and contrary to what has been accepted by those skilled in the art, the functional group can be converted to the 3- or 4- of the pyrrole ring using a functionalizing agent that moves the desired functional group away from the pyrrole ring. It has been found that the conductivity and electrical activity of polypyrrole is maintained if it is grafted to the position. The antiligand is covalently attached to the free end of the functional group without altering the above properties of the polymer. Such functionalized polymers have not been described before and have never been shown to be perfectly suitable as scavengers for biological ligands. In addition, polypyrrole has been shown to be an advantageous polymer because of its biocompatibility. Finally, the polypyrrole thus functionalized makes it possible to prepare electroactive and conductive polymers of significant thickness (up to a few millimeters), achieve a high density of functional sites and improve the sensitivity in proportion .

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段および発明の実施の形態】Means for Solving the Problems and Embodiments of the Invention

かくして、本発明の主題は、式(I)に相当する導電性、電気活性官能化ポリ
マーであって、
Thus, the subject of the present invention is a conductive, electroactive functionalized polymer corresponding to formula (I),

【化3】 式中、 nはゼロ以外の整数であり、iは2からn−1までの範囲の整数であり、 R1、RiおよびRnは、互いに同一であっても異なってもよく、H、または
第一の生物学的分子または抗リガンドと共有結合できる官能基であり、前記ポリ
マーは、対応する非官能化結合ポリマー、すなわち、R1、RiおよびRnがそ
れぞれHを示す式Iの対応するポリマーの導電性および電気活性と実質的に同じ
オーダーの導電性および電気活性を備えるポリマーである。
Embedded image Wherein n is an integer other than zero, i is an integer ranging from 2 to n-1, R1, Ri and Rn may be the same or different from each other, and Is a functional group capable of covalently binding to a biological molecule or an anti-ligand, wherein said polymer is a corresponding non-functionalized binding polymer, ie, the conductivity of a corresponding polymer of Formula I, wherein R1, Ri and Rn each represent H. And a polymer having substantially the same order of conductivity and electroactivity as electroactivity.

【0006】 特に、官能基は、独立に以下の官能基から選択される: Yp−C−X[Xは、H、OH、置換または未置換の低級O-アルキル基、また
はハロゲン、特にClである];Yp−NHZ、ZはHまたはアルキル基を示す
;Yp−NH−CO−CF3;Yp−X、Xは上記定義に対応し、pは好ましく
は0、1または2に等しい整数である;−Si(アルキル)3、−Si(アルコ
キシル)3またはCOON-ヒドロキシスクシンイミドのような活性化エステル
基。
In particular, the functional groups are independently selected from the following functional groups: Yp—C—X, where X is H, OH, a substituted or unsubstituted lower O-alkyl group, or a halogen, especially Cl. Yp-NHZ, Z represents H or an alkyl group; Yp-NH-CO-CF3; Yp-X, X correspond to the above definition, and p is preferably an integer equal to 0, 1 or 2. Activated ester groups such as -Si (alkyl) 3, -Si (alkoxyl) 3 or COON-hydroxysuccinimide;

【0007】 Yが、1ないし5の炭素原子を有するアルキル基、1ないし5の炭素原子を有
するアルコキシル基、および、mが1ないし3の範囲の整数であり、かつm’が
1または2に等しい整数である式(CH2-CH2-O)m(CH2)m’に対応する
ポリエーテルを示す。
Y is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 5 carbon atoms, and m is an integer in the range of 1 to 3, and m ′ is 1 or 2. Indicate the polyether corresponding to the formula (CH2-CH2-O) m (CH2) m 'which is an equal integer.

【0008】 また、本発明は、式(I')の導電性、電気活性官能化結合ポリマーであって
The present invention also provides a conductive, electroactive functionalized binding polymer of formula (I ′),

【化4】 式中、 nは整数またはゼロであり、 各Rは、互いに同一であっても異なってもよく、H、または第一の生物学的分
子または抗リガンドと共有結合できる官能基であり、ただし、(a)式(I')
の少なくとも一つの前記Rが前記官能基を示すか、(b)式(I')の各YpR
が同一である場合には、これらはCH2−COOHとは異なる、 各Ypは、互いに同一であっても異なってもよく、pがゼロまたは整数である
結合アームであって、 前記RがHを示す場合の式(III)の対応するポリマーの導電性および電気活
性と実質的に同じオーダーの導電性および電気活性を備えるポリマーにも関する
Embedded image Wherein n is an integer or zero, and each R is the same or different and is H, or a functional group capable of covalently binding to a first biological molecule or anti-ligand; (A) Formula (I ′)
Wherein at least one of said Rs represents said functional group, or (b) each YpR of formula (I ')
Are the same as CH2-COOH, each Yp may be the same or different from each other, and p is zero or an integer, and R is H It also relates to polymers having conductivity and electroactivity of substantially the same order of magnitude as the conductivity and electroactivity of the corresponding polymer of formula (III) when indicated.

【0009】 好ましくは、pは0、1または2である。Preferably, p is 0, 1 or 2.

【0010】 好ましくは、式(I')のポリマーは、 −RがCOX(XがH、OH、置換または未置換の低級O-アルキル基または
ハロゲン);活性化エステル;NHZ、ZはH、アルキル基またはCO−CF3
;Si(アルキル)3、;Si(アルコキシル)3;電気化学プローブ;活性化
エステルに結合した電気化学プローブ;電気化学プローブは、好ましくは、フェ
ロセンおよびキノンからなる群から選択され、かつ/または、活性化エステルは
、COON-ヒドロキシスクシンイミド、COON-ヒドロキシフタルイミド、C
OOペンタフルオロフェノールから選択され、ハロゲンは好ましくは塩素である
ポリマー; −pが少なくとも1であり、RがH、OH、置換低級O-アルキル基およびハ
ロゲンからなる群から選択されたポリマー; −Yが、1ないし5の炭素原子を有するアルキレン基;1ないし5の炭素原子
を有するオキシアルキレン基;mが1ないし3の範囲の整数であり、かつm’が
1または2に等しい整数である式[(CH2-CH2-O)m(CH2)m’]を有する
ポリエーテル;mおよびm''が同一または相違するものであって、1ないし3の
範囲の整数である(CH2)mCONH(CH2)m'';および、mが1ないし
3の範囲の整数であり、かつ、m'''が2または3である(CH2)mCON(
CH2)m'''からなる群から選択されるポリマー、 である。
Preferably, the polymer of formula (I ′) is: —R is COX (X is H, OH, substituted or unsubstituted lower O-alkyl or halogen); Activated ester; NHZ, Z is H, Alkyl group or CO-CF3
Si (alkyl) 3; Si (alkoxyl) 3; an electrochemical probe; an electrochemical probe bound to an activated ester; the electrochemical probe is preferably selected from the group consisting of ferrocene and quinone, and / or Activated esters are COON-hydroxysuccinimide, COON-hydroxyphthalimide, C
A polymer selected from OO pentafluorophenol, wherein the halogen is preferably chlorine; a polymer wherein -p is at least 1 and R is selected from the group consisting of H, OH, substituted lower O-alkyl and halogen; Is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms; an oxyalkylene group having 1 to 5 carbon atoms; a formula wherein m is an integer in the range of 1 to 3 and m ′ is an integer equal to 1 or 2 A polyether having [(CH2-CH2-O) m (CH2) m ']; (CH2) mCONH (CH2) wherein m and m''are the same or different and are an integer in the range of 1 to 3; And (CH2) mCON (m) wherein m is an integer in the range of 1 to 3, and m ′ '' is 2 or 3.
CH2) a polymer selected from the group consisting of m ′ ″.

【0011】 前記抗リガンドは、抗リガンド/ターゲット分子複合体を形成することができ
る。好ましくは、前記複合体が、ペプチド/抗体、抗体/ハプテン、ホルモン/
レセプター、ポリヌクレオチドハイブリッド/ポリヌクレオチドおよびポリヌク
レオチド/核酸対からなる群から選択される。
The anti-ligand can form an anti-ligand / target molecule complex. Preferably, the complex is a peptide / antibody, antibody / hapten, hormone /
Selected from the group consisting of receptors, polynucleotide hybrids / polynucleotides and polynucleotide / nucleic acid pairs.

【0012】 ターゲット分子は、ヒスチジンタグを含むことができる。[0012] The target molecule can include a histidine tag.

【0013】 より好ましいポリマーは、以下のものである。 −ポリマー(A)、pが1であり、YがCH2、CH2-CH2およびCH2-
CH2-CH2からなる群から選択され、かつ、少なくとも一つの前記RがCO
OHである;この置換基YpRは生物学的プローブ(例えば、オリゴヌクレオチ
ド、アミノ官能基を用いて誘導されたオリゴヌクレオチド、アミノ酸、ペプチド
)のアミノ官能基に対して反応性を示すことができ、ホモポリマーまたはコポリ
マーにおける生物学的プローブのさらなるグラフト化を可能にする;かかる置換
基はホモポリマーまたはコポリマーの親水性を増大するのに非常に有益であるが
、これは水性溶液における電気化学的挙動に必須である; −ポリマー(B)、pが1であり、YがCH2、CH2-CH2およびCH2-
CH2-CH2からなる群から選択され、かつ、少なくとも一つの前記Rが活性
化エステルである;好ましい活性化エステルは、COON-ヒドロキシスクシン
イミド、COON-ヒドロキシフタルイミドおよびCOOペンタフルオロフェノ
ールからなる群から選択される;この置換基YpRは、アミノ酸またはペプチド
のアミノ官能基と高い反応性を備え、ホモポリマーまたはコポリマーにおけるか
かる生物学的プローブのさらなるグラフト化を可能にする; −ポリマー(C)、pが1であり、Yが、mおよびm''が同一または相違する
ものであって、1ないし3の範囲の整数である(CH2)mCONH(CH2)
m''であり、少なくとも一つの前記Rが電気化学的プローブである;好ましい電
気化学的プローブはフェロセンおよびキノンからなる群から選択される;電気化
学的プローブは鋭い電気化学的シグナルに関して選択され、生物学的センサーの
電気化学的検出感度を改善する; −ポリマー(D)、pが1であり、Yが、mおよびm''が同一または相違する
ものであって、1ないし3の範囲の整数である(CH2)mCONH(CH2)
m''であり、少なくとも一つの前記Rが活性化エステルに結合した電気化学的プ
ローブである;好ましい電気化学的プローブおよび好ましい活性化エステルは上
述したとおりである;この置換基YpRの目的は、活性化エステルを介して、生
物学的プローブのさらなるグラフト化を可能にすることである; −ポリマー(E)、pが1であり、Yが、mおよびm''が同一または相違する
ものであって、1ないし3の範囲の整数である(CH2)mCONH(CH2)
m''であり、少なくとも一つの前記RがNH2または末端アミノ官能基NH2を
有するあらゆる置換基である;アミノ官能基は、生物学的プローブ(例えば、ア
ミノ酸、ペプチド、オリゴヌクレオチド、抗原)に存在する酸性官能基(COO
HまたはP(OH)n)を介した生物学的プローブのさらなるグラフト化を可能
にする; −ポリマー(F)、pが1であり、Yが、mが1ないし3の範囲の整数であり
、かつ、m'''が2または3である(CH2)mCON(CH2)m'''であり、
少なくとも一つの前記RがCOOHである;式(CH2)mCON(CH2CO
OH)m'''を有するこの置換基YpRは、遷移金属(Ni、Co、Fe、Cu
、...)を錯化することができ、ヒスチジンのような一部の誘導体とこれらの
遷移金属イオンとの錯化特性により、生物学的プローブのさらなる複合化が可能
である;例えば、ヒスチジンタグは、生物学的プローブに結合され、プローブを
金属イオンと結合可能にし、かくして、官能化されたポリ(ピロール)に固定さ
れるようにする。
[0013] More preferred polymers are: -Polymer (A), p is 1 and Y is CH2, CH2-CH2 and CH2-
CH2-CH2, and at least one of said R is CO
OH; the substituent YpR can be reactive towards the amino function of a biological probe (eg, oligonucleotide, oligonucleotide, amino acid, peptide derived with an amino function); It allows for further grafting of biological probes on homopolymers or copolymers; such substituents are very beneficial in increasing the hydrophilicity of the homopolymer or copolymer, but this is due to the electrochemical behavior in aqueous solutions. -Polymer (B), p is 1 and Y is CH2, CH2-CH2 and CH2-
Selected from the group consisting of CH2-CH2, and wherein at least one of said R is an activated ester; preferred activated esters are selected from the group consisting of COON-hydroxysuccinimide, COON-hydroxyphthalimide and COO pentafluorophenol. This substituent YpR has a high reactivity with the amino function of the amino acid or peptide and allows further grafting of such biological probes on homopolymers or copolymers;-polymer (C), where p is 1 And Y is (CH2) mCONH (CH2) wherein m and m ″ are the same or different and are an integer in the range of 1 to 3.
m '', wherein at least one of said R is an electrochemical probe; a preferred electrochemical probe is selected from the group consisting of ferrocene and quinone; the electrochemical probe is selected for a sharp electrochemical signal; Improve the electrochemical detection sensitivity of the biological sensor;-polymer (D), p is 1, Y is the same or different m and m '' and is in the range of 1-3 (CH2) mCONH (CH2) which is an integer
m '', wherein at least one of said R is an electrochemical probe linked to an activated ester; preferred electrochemical probes and preferred activated esters are as described above; the purpose of this substituent YpR is To allow further grafting of the biological probe via the activated ester; polymer (E), where p is 1 and Y is the same or different m and m ″ (CH2) mCONH (CH2) which is an integer in the range of 1 to 3
m ″, wherein at least one said R is NH 2 or any substituent having a terminal amino function NH 2; amino functions are present on biological probes (eg, amino acids, peptides, oligonucleotides, antigens) Acidic functional groups (COO
Allowing further grafting of the biological probe via H or P (OH) n); polymer (F), p is 1 and Y is an integer in the range 1 to 3 And (CH2) mCON (CH2) m ′ ″ wherein m ″ ″ is 2 or 3,
At least one said R is COOH; formula (CH2) mCON (CH2CO
This substituent YpR having OH) m ′ ″ is a transition metal (Ni, Co, Fe, Cu
,. . . ), And the complexing properties of some derivatives such as histidine with these transition metal ions allow for further conjugation of biological probes; for example, histidine tags Attached to the biological probe, allowing the probe to bind to the metal ion and thus to be immobilized on the functionalized poly (pyrrole).

【0014】 好ましいモノ-またはコ-ポリマーは、アセトニトリルまたはプロピレンカーボ
ナートのような種々の溶剤において、LiClO4のような電解質の存在下で、
約0.1M/lの濃度で、約0.9V/SCEの定電圧で、または一定のmA/
cm2の定電流密度で、あるいは、環状ボルタンメトリーにより、対応するモノ
マーユニットの電気重合によって得られる。モノマーユニットの通常の濃度は、
10−2から10−1M/lの範囲である。これらは、単独で重合されてホモポ
リマーを生じる。モノマーの混合物は、コポリマーを生じ、種々の特性と関連し
うる。例えば、ポリ(A、B、C)のコポリマーは、水性溶液において検出する
のに必要とされるAの親水性特性と、電気化学的プローブCの鋭いシグナル、お
よび、溶液における生物学的ターゲットとBの生物学的プローブにより発揮され
る認識特性とを結合させることができる。
[0014] Preferred mono- or co-polymers are selected from a variety of solvents such as acetonitrile or propylene carbonate in the presence of an electrolyte such as LiClO4
At a concentration of about 0.1 M / l, at a constant voltage of about 0.9 V / SCE, or at a constant mA /
It is obtained at a constant current density of cm 2 or by cyclic voltammetry by electropolymerization of the corresponding monomer units. Typical concentrations of monomer units are
It is in the range of 10-2 to 10-1 M / l. These are polymerized alone to give homopolymers. The mixture of monomers results in a copolymer and can be associated with various properties. For example, copolymers of poly (A, B, C) may have the hydrophilic properties of A required for detection in aqueous solution, the sharp signal of electrochemical probe C, and the biological target in solution. B with the recognition properties exerted by the biological probe.

【0015】 本発明の別の主題は、以下の式(II)に対応する第一生物学的分子または抗リ
ガンドに共有結合する少なくとも一つの官能基を備えた導電性電気活性結合ポリ
マーであって、
Another subject of the present invention is a conductive electroactive binding polymer comprising at least one functional group covalently linked to a first biological molecule or an antiligand corresponding to the following formula (II): ,

【化5】 式中、 nはゼロ以外の整数であり、iは2からn−1までの範囲の整数であり、 R'1、R'iおよびR'nは、互いに同一であっても異なってもよく、H、ま
たは第一の生物学的分子または抗リガンドと共有結合できる官能基である。
Embedded image Wherein n is an integer other than zero, i is an integer ranging from 2 to n-1, and R′1, R′i and R′n may be the same or different from each other , H, or a functional group capable of covalently binding to a first biological molecule or anti-ligand.

【0016】 生物学的分子またはリガンドに結合した官能基は、後者との反応の前に、以下
の官能基から有利に選択される。 Yp−C−X[Xは、H、OH、置換または未置換の低級O-アルキル基、また
はハロゲン、特にClである];Yp−NHZ、ZはHまたはアルキル基を示す
;Yp−NH−CO−CF3;Yp−X、Xは上記定義に対応し、pは好ましく
は0、1または2に等しい整数である;−Si(アルキル)3、−Si(アルコ
キシル)3またはCOON-ヒドロキシスクシンイミドのような活性化エステル
基。
The functional groups attached to the biological molecule or ligand are advantageously selected from the following functional groups before reaction with the latter: Yp-CX [X is H, OH, a substituted or unsubstituted lower O-alkyl group, or halogen, especially Cl]; Yp-NHZ, Z represents H or an alkyl group; Yp-NH- CO-CF3; Yp-X, X corresponds to the above definition, p is preferably an integer equal to 0, 1 or 2; -Si (alkyl) 3, -Si (alkoxyl) 3 or COON-hydroxysuccinimide Such activated ester groups.

【0017】 特に、生物学的分子に結合した官能基が同一であって、第一の生物学的分子と
の反応の前に、-(CH2)-COOHからなり、前記第一の生物学的分子または
抗リガンドはペプチドまたはペプチド誘導体、特に、Gly−Phe、Phe−
ProおよびPhe−HEA−Pro、並びに、ポリヌクレオチド、例えば、CC
TAAGAGGGAGTGのオリゴヌクレオチド配列から選択される。
In particular, the functional group attached to the biological molecule is identical and consists of-(CH2) -COOH before the reaction with the first biological molecule, The molecule or anti-ligand may be a peptide or peptide derivative, especially Gly-Phe, Phe-
Pro and Phe-HEA-Pro, and polynucleotides such as CC
It is selected from the oligonucleotide sequence of TAAGAGGGAGTG.

【0018】 さらに、本発明は、式(II')の導電性、電気活性官能化結合ポリマーであっ
て、
Further, the present invention provides a conductive, electroactive functionalized binding polymer of formula (II ′),

【化6】 式中、 nは整数またはゼロであり、 各R'は、互いに同一であっても異なってもよく、H、および、第一の生物学
的分子または抗リガンドと共有結合できる、あるいは共有結合した官能基からな
る群から選択され、ただし、式(II')の少なくとも一つの前記R'が前記第一の
生物学的分子または抗リガンドと共有結合した前記官能基を示す、 各Ypは、互いに同一であっても異なってもよく、pがゼロまたは整数である
結合アームであって、 前記第一の生物学的分子がポリヌクレオチドまたはペプチド配列を含むポリマ
ー。
Embedded image Wherein n is an integer or zero, each R ′ can be the same or different from each other, H, and can or are covalently bound to the first biological molecule or anti-ligand Selected from the group consisting of functional groups, with the proviso that at least one of the R ′ of formula (II ′) represents the functional group covalently linked to the first biological molecule or anti-ligand; A binding arm, which may be the same or different and p is zero or an integer, wherein the first biological molecule comprises a polynucleotide or peptide sequence.

【0019】 式(II')の好ましいポリマーは、 −pが1であり、YがCH2、CH2-CH2およびCH2-CH2-CH2か
らなる群から選択され、かつ、少なくとも一つの前記官能基が、第一の生物学的
分子または抗リガンドに結合する前に、COOHであるポリマー; −pが1であり、YがCH2、CH2-CH2およびCH2-CH2-CH2か
らなる群から選択され、かつ、少なくとも一つの前記官能基が、第一の生物学的
分子または抗リガンドに結合する前に、活性化エステルであるポリマー;好まし
い活性化エステルは、COON-ヒドロキシスクシンイミド、COON-ヒドロキ
シフタルイミドおよびCOOペンタフルオロフェノールからなる群から選択され
る; −pが1であり、Yが、mおよびm''が同一または相違するものであって、1
ないし3の範囲の整数である(CH2)mCONH(CH2)m''であり、かつ
、少なくとも一つの前記官能基が、第一の生物学的分子または抗リガンドに結合
する前に、電気化学的プローブであるポリマー;好ましい電気化学的プローブは
フェロセンおよびキノンからなる群から選択される; −pが1であり、Yが、mおよびm''が同一または相違するものであって、1
ないし3の範囲の整数である(CH2)mCONH(CH2)m''であり、かつ
、少なくとも一つの前記官能基が、第一の生物学的分子または抗リガンドに結合
する前に、活性化エステルに結合した電気化学的プローブであるポリマー;好ま
しい電気化学的プローブおよび好ましい活性化エステルは上述したとおりである
; −pが1であり、Yが、mおよびm''が同一または相違するものであって、1
ないし3の範囲の整数である(CH2)mCONH(CH2)m''であり、かつ
、少なくとも一つの前記官能基が、第一の生物学的分子または抗リガンドに結合
する前に、NH2または末端アミノ官能基NH2を有するあらゆる置換基である
ポリマー; −pが1であり、Yが、mが1ないし3の範囲の整数であり、かつ、m'''が
2または3である(CH2)mCON(CH2)m'''であり、かつ、少なくと
も一つの前記官能基が、第一の生物学的分子または抗リガンドに結合する前に、
COOHであるポリマー である。
Preferred polymers of the formula (II ′) are: —p is 1, Y is selected from the group consisting of CH 2, CH 2 —CH 2 and CH 2 —CH 2 —CH 2, and at least one of said functional groups is A polymer which is COOH prior to binding to the first biological molecule or anti-ligand; -p is 1, Y is selected from the group consisting of CH2, CH2-CH2 and CH2-CH2-CH2, and A polymer wherein at least one of said functional groups is an activated ester before binding to a first biological molecule or anti-ligand; preferred activated esters are COON-hydroxysuccinimide, COON-hydroxyphthalimide and COO pentafluoro Selected from the group consisting of phenols; -p is 1 and Y is the same or different m and m '' Te, 1
(CH2) mCONH (CH2) m '', which is an integer in the range from 1 to 3, and wherein at least one of said functional groups is electrochemically attached to the first biological molecule or antiligand. A polymer which is a probe; a preferred electrochemical probe is selected from the group consisting of ferrocene and quinone; -p is 1, Y is m and m '' are the same or different and 1
(CH2) mCONH (CH2) m "which is an integer in the range from 1 to 3 and wherein at least one of said functional groups is activated ester before binding to the first biological molecule or antiligand. A preferred electrochemical probe and a preferred activated ester are as described above;-p is 1, Y is m and m '' are the same or different. There is one
(CH2) mCONH (CH2) m "which is an integer in the range from 1 to 3 and wherein at least one of said functional groups is NH2 or terminal prior to binding to the first biological molecule or antiligand. A polymer which is any substituent having an amino function NH2; -p is 1, Y is m an integer in the range from 1 to 3, and m '"is 2 or 3 (CH2) mCON (CH2) m ''', and wherein at least one of said functional groups is bound to a first biological molecule or anti-ligand.
A polymer that is COOH.

【0020】 第一の生物学的分子または抗リガンドは、好ましくは、アミノ酸、ペプチド、
オリゴヌクレオチド、抗原からなる群から選択される。
[0020] The first biological molecule or anti-ligand is preferably an amino acid, a peptide,
The oligonucleotide is selected from the group consisting of an antigen.

【0021】 本発明の別の主題は、上記結合ポリマーの、in vitroまたはin vivoにおける
、前記抗リガンドとは異なり、かつ、これと特異的に相互作用する第二の生物学
的分子またはリガンドの検出またはアッセイのための使用である。前記リガンド
は、リガンドに結合していない結合ポリマーと、リガンドと結合した結合ポリマ
ーとの間の、電位差または電流変化を観察および/または測定することによって
検出および/またはアッセイされる。
Another subject of the invention is the in vitro or in vivo binding of said binding polymer to a second biological molecule or ligand which is different from and specifically interacts with said anti-ligand. Use for detection or assay. The ligand is detected and / or assayed by observing and / or measuring a potential difference or change in current between the binding polymer that is not bound to the ligand and the binding polymer that is bound to the ligand.

【0022】 特に、本発明のポリマーは、酵素、例えばタンパク質分解酵素、および特に、
カルボキシペプチダーゼA、またはポリヌクレオチドを検出および/またはアッ
セイするため、あるいは、in vitroまたはin vivoにおいて、抗リガンドとは異
なり、これと特異的に相互作用する第二の生物学的分子を抽出するために用いら
れる。
In particular, the polymers of the present invention can be used in enzymes, such as proteolytic enzymes, and especially,
To detect and / or assay for carboxypeptidase A, or a polynucleotide, or to extract a second biological molecule that interacts specifically with and differs from an antiligand in vitro or in vivo Used for

【0023】 本発明の実施態様の一つでは、結合したポリマーは、金属または炭素誘導体の
ような導電性基板に沈着させられるか、あるいは自己支持フィルムの形態とされ
る。
In one embodiment of the present invention, the bound polymer is deposited on a conductive substrate, such as a metal or carbon derivative, or is in the form of a self-supporting film.

【0024】 最後に、本発明は、金属または炭素誘導体のような導電性基板および上記ポリ
マーからなる自己支持フィルムおよび電極に関する。
Finally, the present invention relates to a conductive substrate such as a metal or carbon derivative and a self-supporting film and an electrode comprising the above polymer.

【0025】 実施態様の一つでは、抗リガンドはリガンドまたはターゲット分子に特異的で
ある。抗リガンドは、抗リガンド/ターゲット分子複合体を形成するように選択
される。例として、複合体は、特にペプチド/抗体、抗体/ハプテン、ホルモン
/レセプター、ポリヌクレオチドハイブリッド/ポリヌクレオチド、ポリヌクレ
オチド/核酸対などによって表される。
[0025] In one embodiment, the anti-ligand is specific for the ligand or target molecule. The anti-ligand is selected to form an anti-ligand / target molecule complex. By way of example, the conjugate is represented, inter alia, by peptides / antibodies, antibodies / haptens, hormones / receptors, polynucleotide hybrids / polynucleotides, polynucleotide / nucleic acid pairs and the like.

【0026】 本発明において使用される“ポリヌクレオチド”なる語は、例えばイノシン、
5-メチルデオキシシチジン、5-ジメチルアミノ-デオキシウリジン、デオキシ
ウリジン、2,6-ジアミノプリン、5-ブロモデオキシウリジン、またはハイブ
リダイゼーションを起こさせる他のあらゆる変性塩基等の、変性塩基を含むヌク
レオチド等の、少なくとも一の変性ヌクレオチドを任意に含む、少なくとも5の
デオキシリボヌクレオチドまたはリボヌクレオチドの配列を示す。このポリヌク
レオチドはまた、ヌクレオチド間結合において(例えば、ホスホロチオエート、
H-ホスホネート及びアルキルホスホネート結合)、または骨格、例えばアルフ
ァ-オリゴヌクレオチド(FR2,607,507)もしくはPNAs(M. Egho
lm et al., J. Am. Chem. Soc., (1992), 114, 1895-1897)において変性されて
いてもよい。これらの各変性は、組み合わせて利用しても良い。
The term “polynucleotide” as used in the present invention includes, for example, inosine,
Nucleotides containing modified bases, such as 5-methyldeoxycytidine, 5-dimethylamino-deoxyuridine, deoxyuridine, 2,6-diaminopurine, 5-bromodeoxyuridine, or any other modified base that causes hybridization. 5 shows at least 5 deoxyribonucleotide or ribonucleotide sequences, optionally comprising at least one modified nucleotide. The polynucleotide can also be used at internucleotide linkages (eg, phosphorothioates,
H-phosphonate and alkyl phosphonate linkages), or backbones such as alpha-oligonucleotides (FR2,607,507) or PNAs (M. Egho
lm et al., J. Am. Chem. Soc., (1992), 114, 1895-1897). Each of these modifications may be used in combination.

【0027】 本発明に使用される“ペプチド”なる語は、特に少なくとも二のアミノ酸のあ
らゆるペプチドを意味し、特に蛋白質、蛋白質断片またはオリゴペプチドであっ
て、抽出され、分離または実質的に単離され、あるいは化学合成もしくは組換え
組織における発現によって合成されたもの;配列中で、L-系列由来の一以上の
アミノ酸がD-系列由来のアミノ酸によって置換されている、あるいはその逆の
あらゆるペプチド;ペプチド鎖のCO-NH結合の少なくとも一、有利にはCO-
NH結合の全てが、少なくとも一(一以上)のNH-CO結合によって置換され
ているあらゆるペプチド;CO-NH結合の少なくとも一、有利にはCO-NH結
合の全てが、一以上のNH-CO結合によって置換されているあらゆるペプチド
であって、各アミノアシル残基のキラリティは、一以上の上述のCO-NH結合
に含まれているか否かによらず、参照ペプチド、ミモトープを構成するアミノア
シル残基に対して保護または転化されており、これらの化合物は免疫レトロイド
とも呼称されている。
The term “peptide” as used in the present invention refers in particular to any peptide of at least two amino acids, in particular proteins, protein fragments or oligopeptides, which are extracted, separated or substantially isolated Or any peptide in which one or more amino acids from the L-series have been replaced by amino acids from the D-series, or vice versa, in the sequence. At least one of the CO-NH bonds of the peptide chain, preferably CO-
Any peptide in which all of the NH bonds are replaced by at least one (one or more) NH-CO bond; at least one of the CO-NH bonds, preferably all of the CO-NH bonds are one or more NH-CO In any peptide substituted by a bond, the chirality of each aminoacyl residue may or may not be included in one or more of the above-described CO-NH bonds, whether or not the aminoacyl residue constituting the reference peptide, mimotope These compounds are also known as immunoretroids.

【0028】 多くのクラスのペプチドは、以下の非包括的リストに示される通り、グラフト
化されていてもよい:副腎皮質刺激ホルモンまたはその断片;アンギオテンシン
類似体またはそのインヒビター(腎性高血圧を制御するレニン−アンギオテンシ
ンシステムの成分);ナトリウム排泄増加性ペプチド;ブラジキニン及びそのペ
プチド誘導体;化学走性ペプチド;ジノルフィン及びその誘導体;エンドルフィ
ンなど;エンセファリンまたはその誘導体;酵素のインヒビター(プロテアーゼ
等);フィブロネクチンの断片及び誘導体;胃腸ペプチド、成長ホルモンの放出
に関連したペプチド;ニューロテンシンなど;オピオイドペプチド;オキシトシ
ン、バソプレシン、バソトシン及び誘導体;キナーゼ蛋白質。
Many classes of peptides may be grafted, as shown in the following non-exhaustive list: adrenocorticotropic hormone or a fragment thereof; angiotensin analog or an inhibitor thereof (regulates renal hypertension) Components of the renin-angiotensin system); natriuretic peptides; bradykinin and its peptide derivatives; chemotactic peptides; dinorphin and its derivatives; endorphins and the like; encephalin and its derivatives; Derivatives; gastrointestinal peptides, peptides related to the release of growth hormone; neurotensin and the like; opioid peptides; oxytocin, vasopressin, vasotocin and derivatives; kinase proteins.

【0029】 ペプチド及びポリヌクレオチドは、高い生物学的活性を有し、多くの生物学的
機能を制御することが既知(A. S. Dutta, Advances in Drug Research, B. Tes
ta Editor, Academic Press, New York, 1991, 21, 145)である。例えば、ペプ
チドはアゴニスト又はアンタゴニストレセプターとして、また酵素に強く結合す
る非常に強力なインヒビターとして、非常に重要な治療用潜在性を有するが、こ
れはアフィニティークロマトグラフィーがこれに基づく、原則である。さらにま
た、他の標的核酸断片またはヌクレオチドとの選択的ハイブリダイゼーション反
応により、ポリヌクレオチドは、有利な認識現象を起こし、特に新規な遺伝子ス
カベンジャーを発生させる。したがって、標的核酸または核酸断片を検出及び/
または検定するために、少なくとも部分的にアンチリガンドポリヌクレオチドに
結合した官能化ポリマーを、標的を含むと考えられるサンプルと接触させると、
もし起きればハイブリダイゼーション反応が、電位差、もしくは標的と反応した
非結合ポリマー及び結合ポリマーとの間の電流の多様さを直接測定することによ
り、または、上記と同様であるが、標的と反応することが可能な、付加的検出ポ
リヌクレオチドを使用する測定によって間接的に検出されるが、前記付加的ポリ
ヌクレオチドは、好ましくはアンチリガンドポリヌクレオチドに隣接し、電気的
活性分子で標識されている。
[0029] Peptides and polynucleotides have high biological activity and are known to control many biological functions (AS Dutta, Advances in Drug Research, B. Tes).
ta Editor, Academic Press, New York, 1991, 21, 145). For example, peptides have very important therapeutic potential as agonist or antagonist receptors and as very potent inhibitors that bind strongly to enzymes, which is the principle on which affinity chromatography is based. Furthermore, upon selective hybridization reactions with other target nucleic acid fragments or nucleotides, the polynucleotide undergoes advantageous recognition phenomena, generating particularly novel gene scavengers. Therefore, the target nucleic acid or nucleic acid fragment is detected and / or
Or contacting the functionalized polymer, at least partially conjugated to the anti-ligand polynucleotide, with a sample suspected of containing the target to assay.
If it occurs, the hybridization reaction can be by directly measuring the potential difference, or the diversity of currents between the unbound and bound polymer that has reacted with the target, or as described above, but reacting with the target. Can be detected indirectly by measurement using an additional detection polynucleotide, said additional polynucleotide preferably being adjacent to the antiligand polynucleotide and labeled with an electroactive molecule.

【0030】 本明細書中に使用される“抗体”なる語は、あらゆるモノクローナルまたはポ
リクローナル抗体、Fab、Fab’2またはFc断片などの、前記抗体のあら
ゆる断片、並びに遺伝子修飾または組換えによって得られるあらゆる抗体を意味
する。
The term “antibody” as used herein is obtained by any monoclonal or polyclonal antibody, any fragment of said antibody, such as a Fab, Fab′2 or Fc fragment, as well as by genetic modification or recombination. Any antibody is meant.

【0031】 ピロール環の3または4位におけるポリピロールの官能化は、その後重合化工
程を伴うがモノマーユニットに行っても、あるいは予め合成されたポリマーのモ
ノマーユニットに行ってもよい。あらゆる好適な官能化剤が使用できるが、これ
がピロール環の原子3及び/または4と反応することのできる、少なくとも一の
反応性官能基を含むことを条件とする。したがって、官能化剤は単官能性剤であ
るとよいが、ピロール環へのグラフト化の工程の後に、新たな反応性官能基が、
アンチリガンドとの後続の反応のために導入されること、及びこの反応性官能基
が、例えば二官能性剤等の多官能性であって、特にホモまたはヘテロ二官能性剤
であることを条件とする。例としては、官能化剤は、置換または無置換の、末端
が反応性官能基を担持する基である、アルキルまたはアルコキシルまたはポリエ
ーテル鎖から選択される。反応性官能基は、特に、カルボキシル、ヒドラジン、
アミン、ニトリル、アルデヒド、チオール、ジスルフィド、ヨードアセチル、エ
ステル、無水物、トシル、メシル、トリチルまたはシリル基等の官能基に代表さ
れる。
The functionalization of the polypyrrole at the 3 or 4 position of the pyrrole ring may be carried out on monomer units, but with a subsequent polymerization step, or on the monomer units of a pre-synthesized polymer. Any suitable functionalizing agent can be used, provided that it contains at least one reactive functional group capable of reacting with atoms 3 and / or 4 of the pyrrole ring. Thus, the functionalizing agent may be a monofunctional agent, but after the step of grafting onto the pyrrole ring, a new reactive functional group
Provided that it is introduced for a subsequent reaction with the antiligand and that this reactive functional group is polyfunctional, for example a bifunctional agent, in particular a homo- or heterobifunctional agent. And By way of example, the functionalizing agent is selected from alkyl or alkoxyl or polyether chains, which are substituted or unsubstituted, groups which carry a reactive functional group. Reactive functional groups are, in particular, carboxyl, hydrazine,
It is represented by functional groups such as amine, nitrile, aldehyde, thiol, disulfide, iodoacetyl, ester, anhydride, tosyl, mesyl, trityl and silyl groups.

【0032】 アンチリガンド、例えばポリヌクレオチドの、本発明による官能化ポリピロー
ルとの共有結合カップリングから生じる複合体の形成は、周知の、いわゆる直接
または間接法に従って実行することができる。 例えば、ポリヌクレオチドの場合には、直接法により、例えば5’末端又は3
’末端等のヌクレオチド鎖のあらゆる部位に、あるいは塩基又はヌクレオチド間
ホスフェートに、あるいは糖の2’位に、反応性官能基を有するポリヌクレオチ
ドを合成する。該ポリヌクレオチドを、その後、予め調製され、上記を補足する
反応性官能基を含むポリマー、換言すると、一方はポリヌクレオチドに、他方は
官能化ポリマーに担持される二つの相補的反応性官能基の間の反応により共有結
合を形成させるポリマーとカップリングさせる。例えば、周知の方法で、第一級
アミンを活性化カルボン酸またはアルデヒドとカップリングさせても、あるいは
またチオール官能基をハロアルキルとカップリングさせてもよい。好ましくは、
該ポリマーとカップリングさせるポリヌクレオチドの反応性官能基は、5’また
は3’末端にある。
The formation of a complex resulting from the covalent coupling of an antiligand, for example a polynucleotide, with the functionalized polypyrrole according to the invention can be carried out according to the well-known, so-called direct or indirect methods. For example, in the case of a polynucleotide, a direct method such as the 5′-end or 3
A polynucleotide having a reactive functional group is synthesized at any site of the nucleotide chain, such as at the terminus, at the base or internucleotide phosphate, or at the 2 'position of the sugar. The polynucleotide is then prepared in advance from a polymer containing reactive functional groups that complements the above, in other words, one of the two complementary reactive functional groups carried on the polynucleotide and the other on the functionalized polymer. Coupling with a polymer that forms a covalent bond by the reaction between. For example, primary amines may be coupled to activated carboxylic acids or aldehydes, or thiol functions may be coupled to haloalkyls, in well-known fashion. Preferably,
The reactive functional group of the polynucleotide to be coupled with the polymer is at the 5 'or 3' end.

【0033】 間接カップリング法では、ポリヌクレオチドとポリマーとのそれぞれが、反応
性官能基を担持し、これらの反応性官能基は互いに同一でも相違しても良く、こ
れら二つの官能基は相補的ではないが、二官能性試薬(二つの官能基が同一であ
ればホモ二官能性、または二つの官能基が相違すればヘテロ二官能性)である中
間カップリング剤と反応することができる。ホモ二官能性カップリング剤の中で
は、DITC(1,4-フェニレンジイソチオシアネート)、DSS(ジスクシ
ンイミジルスベレート)またはこれらの類似体を挙げることができる。ヘテロ二
官能性カップリング剤の中では、一方では第一級アミンと、他方ではチオールと
反応することのできる、SMCC(スクシンイミジル-4-(N-マレイミドメチ
ル)シクロヘキサン-1-カルボキシレート)またはSMPB(スクシンイミジル
-4-(p-マレイミドフェニル)ブチレート)を挙げることができる。
In the indirect coupling method, each of the polynucleotide and the polymer carries a reactive functional group, and these reactive functional groups may be the same or different from each other, and these two functional groups are complementary. However, it can react with an intermediate coupling agent that is a bifunctional reagent (homobifunctional if the two functional groups are the same, or heterobifunctional if the two functional groups are different). Among the homobifunctional coupling agents, mention may be made of DITC (1,4-phenylenediisothiocyanate), DSS (disuccinimidyl suberate) or analogs thereof. Among the heterobifunctional coupling agents, SMCC (succinimidyl-4- (N-maleimidomethyl) cyclohexane-1-carboxylate) or SMPB capable of reacting on the one hand with primary amines and on the other hand with thiols. (Succinimidyl
-4- (p-maleimidophenyl) butyrate).

【0034】 本発明は、添付の図面を参照して、以下の詳細な説明を読むにつれてよりよく
理解されるであろう。
The invention will be better understood on reading the following detailed description, with reference to the accompanying drawings, in which:

【0035】 本発明のポリマーは、特に、試料中に存在するかもしれない、そして抗リガン
ド又はグラフト化抗リガンドと反応することができる生物学的活性種の検出のた
めに用いることができる。実際に、上述のごとく、それらの複素環の3位で官能
化された共役ポリマーであって、かつ1つ以上の抗リガンドが、1つ以上のリガ
ンドとの反応の後にグラフト化されているポリマーが、リガンド又は生物学的媒
体のリガンドとと反応しなかった対照ポリマーに対して、電気化学的反応の改変
を示すことが、酸化電位の変化により可視的に観察される。電気化学ボルタモグ
ラムのポリマーの酸化還元のこの変化は、スカベンジャータイプの機能を与え、
こうして、定電流における電位の変化により、若しくは定電位における電流の変
化により、又電界効果ミクロ電気化学トランジスタの生産により、生物学的活性
種の定量的測定のために用いることができる。
The polymers of the present invention can be used, inter alia, for the detection of biologically active species that may be present in a sample and that can react with an antiligand or a grafted antiligand. Indeed, as described above, conjugated polymers functionalized at the 3-position of their heterocycle and wherein one or more antiligands are grafted after reaction with one or more ligands Exhibiting an altered electrochemical reaction relative to a control polymer that did not react with the ligand or ligand of the biological medium is visually observed by a change in oxidation potential. This change in the redox of the polymer in the electrochemical voltammogram gives a scavenger-type function,
Thus, it can be used for quantitative measurement of biologically active species by changing the potential at a constant current, or by changing the current at a constant potential, and by producing field effect microelectrochemical transistors.

【0036】 さらに、本発明のポリマーは、溶液中の生物学的活性種の抽出のために用いる
こともできる。多くの場合、溶液中の生物学的活性種は、ポリマー鎖にグラフト
化された抗リガンド、例えば生物活性ペプチド又はポリヌクレオチドと強く結合
し、それにより生物学的活性種を媒体から選択的に抽出することを可能とする。
このタイプの抽出は、インビトロ又は、支持ポリマーが例えばピロールなどの生
物適合性のときはインビボでも、行なうことができる。
Additionally, the polymers of the present invention can be used for the extraction of biologically active species in solution. In many cases, the biologically active species in solution will bind strongly to antiligands, such as bioactive peptides or polynucleotides, grafted to the polymer chain, thereby selectively extracting the biologically active species from the medium. It is possible to do.
This type of extraction can be performed in vitro or in vivo when the supporting polymer is biocompatible, for example, pyrrole.

【0037】 最後に、本発明のポリマーは、1つの媒体から他の媒体へ、生物学的活性種(
酵素など)の放出源となることができる。 本発明の電気活性導電ポリマーの、ポリピロールなどの生物学的対象の化合物
に対して認識を示す基による、官能化は、核酸(NAs )の認識へ延長されること
ができる。例えば、共役ポリマーの鎖に沿った、ポリヌクレオチド又はオリゴヌ
クレオチド、ODN、のグラフト化は、生物学的媒体内の対応するNAs又はNA断片の
区別を可能にするべきである。この認識は、ポリマーにグラフト化されたODNと
、後述する「ペプチド/酵素」認識のような、官能化ポリマーのフィルムが浸漬
された外部媒体に存在している対応するNAとの選択的ハイブリダイゼーションに
より行なわれるであろう。「ODN/NA」複合体化は、共役ポリマーの物理化学的特
性の変化をもたらし、その特性は所望のNAの存在を確認することを可能とするで
あろう。
Finally, the polymers of the present invention can be used to transfer biologically active species (from one medium to another)
Enzymes, etc.). Functionalization of the electroactive conductive polymer of the present invention with a group that exhibits recognition for a compound of biological interest, such as polypyrrole, can be extended to the recognition of nucleic acids (NAs). For example, grafting of a polynucleotide or oligonucleotide, ODN, along the chain of a conjugated polymer should allow for the distinction of the corresponding NAs or NA fragments in a biological medium. This recognition is based on the selective hybridization of the ODN grafted to the polymer and the corresponding NA present in an external medium in which a film of the functionalized polymer is immersed, such as the “peptide / enzyme” recognition described below. Will be done by “ODN / NA” conjugation results in a change in the physicochemical properties of the conjugated polymer, which will allow the presence of the desired NA to be confirmed.

【0038】 必須の点は、「ODN/NA」認識の間の変化のために決められたポリマーの物理化
学的特性の性質に関する。実際に、NAの存在を測定するための迅速、高感度、定
量的な方法を開発するために、本発明の目的は、「ODN/NA」ハイブリダイゼーシ
ョンの後に電気化学反応が変化されるであろう電気化学的物質の開発に関する。
変化は、電位差測定タイプの変化、例えばポリマーの酸化電位の変化、又は与え
られた電位での観察される酸化(又は還元)電流の変化による、電流測定タイプ
の変化に関するであろう。電気化学的反応のこれらの変化は、定量的に測定する
ことができ、官能化ポリマーフィルムは、電流測定の又は電位測定タイプの電気
化学的スカベンジャーとして、又は、上述のごとくポリピロールにグラフト化さ
れたペプチドで開始される酵素認識の場合で電界効果ミクロ電気化学トランジス
タ構造において用いられる。このタイプの測定の利点はスピード、感度、及び容
易に、n標的及び非標的ODNsをふくむ、2n測定エレメントのマトリックスカー
ドを作製できる可能性であり、これらは容易に媒体中の遺伝子の存在及び非存在
を区別することができる。
An essential point relates to the nature of the physicochemical properties of the polymer that have been determined for changes during “ODN / NA” recognition. Indeed, in order to develop a rapid, sensitive and quantitative method for measuring the presence of NA, it is an object of the present invention that the electrochemical reaction is altered after `` ODN / NA '' hybridization. Related to the development of wax electrochemical materials.
The change may relate to a change in the potentiometric type, such as a change in the oxidation potential of the polymer, or a change in the observed oxidation (or reduction) current at a given potential. These changes in the electrochemical reaction can be measured quantitatively, and the functionalized polymer film can be grafted onto a polypyrrole as an amperometric or potentiometric electrochemical scavenger, or as described above. Used in field effect microelectrochemical transistor structures in the case of peptide-initiated enzyme recognition. The advantages of this type of measurement are speed, sensitivity, and the possibility to easily create a matrix card of 2n measurement elements, including n-target and non-target ODNs, which easily allows the presence and absence of genes in the medium. The existence can be distinguished.

【0039】 上記の酵素認識の場合と同様に、第2の必須の点は、認識現象に対する電気化
学的反応を得るために、複素(ピロール)環の3位の官能化が必須であるという
事実に関する。
As in the case of enzyme recognition described above, a second essential point is the fact that functionalization of the 3-position of the hetero (pyrrole) ring is essential in order to obtain an electrochemical reaction to the recognition phenomenon. About.

【0040】 これらのポリマーについて電気化学的タイプの正確な反応を確認するために、
共役された鎖の官能化が、機能性ポリマーのかなりの電気活性と適合することが
必要である。そのような電気活性の必要性は、ポリピロールなどの親水性多複素
環の場合、ピロール環の3位で行なわれる官能化を必要とする。本発明のポリマ
ーは、すべてのモノマー単位がオリゴヌクレオチドなどの抗リガンドで官能化さ
れているか、又はいくつかのモノマー単位だけがそのように官能化されている、
電気化学ポリマーである。モノマー単位が同一の又は異なる抗リガンドで官能化
されることができ、後者の場合本発明のポリマーは同じ試料内のいくつかの標的
リガンドの検出のために用いられることができることは、明確に理解される。本
発明のポリマーは以下の異なる経路で調製することができる。
In order to confirm the exact electrochemical type of reaction for these polymers,
It is necessary that the functionalization of the conjugated chain be compatible with the considerable electroactivity of the functional polymer. The need for such electroactivity, in the case of hydrophilic polyheterocycles such as polypyrrole, requires functionalization to be performed at the 3-position of the pyrrole ring. The polymers of the present invention may have all monomer units functionalized with an antiligand, such as an oligonucleotide, or only some monomer units may be so functionalized.
It is an electrochemical polymer. It is clearly understood that the monomer units can be functionalized with the same or different anti-ligands, in which case the polymers of the invention can be used for the detection of several target ligands in the same sample. Is done. The polymers of the present invention can be prepared by different routes as follows.

【0041】 a)完全に官能化されたポリマー この経路では、第1工程は、与えられたオリゴヌクレオチドなどの抗リガンド
による、ピロールなどのモノマーの官能化に関する。第2工程は、ついでこのモ
ノマーの重合に関し、その結果すべてのモノマー単位が官能化されたポリマーの
フィルムが形成される。 b)一部が官能化されたコポリマー 標的核酸配列のこの特定の場合では、それらが一般的に大きなサイズであるこ
とに留意して、ポリマー中の、小さいサイズの、モノマー単位の全ての官能化が
必要ではない。そして、経路のうちの1つが、一方でa)に記載した官能化モノ
マー単位を含む、そして抗リガンドオリゴヌクレオチドで官能化されていないそ
してピロール単位も含むコポリマーの作製に関する。 c)前駆体ポリマーの官能化
A) Fully Functionalized Polymer In this route, the first step involves the functionalization of a monomer such as pyrrole with an antiligand such as a given oligonucleotide. The second step then involves the polymerization of this monomer, resulting in the formation of a polymer film with all monomer units functionalized. b) Partially Functionalized Copolymer In this particular case of the target nucleic acid sequence, noting that they are generally of large size, all functionalization of the small-sized, monomeric units in the polymer Is not necessary. And one of the routes relates to the preparation of copolymers which on the one hand comprise the functionalized monomer units described under a) and which are not functionalized with antiligand oligonucleotides and also comprise pyrrole units. c) Functionalization of the precursor polymer

【0042】 ポリマーフィルムの部分的官能化は、そこにオリゴヌクレオチドなどの抗リガ
ンドのグラフトと適合する化学基が予め導入された共役ポリマーフィルムから、
行なうこともできる。この経路では、[N−3−ヒドロキシスクシンイミドピロ
ール]などのグラフト化するシントン(synthon)を含むモノマーが第1に作製
される。シントン[N−ヒドロキシスクシンイミド]は、その後のオリゴヌクレ
オチドのグラフト化を可能にすることで知られている。このモノマーは、その後
重合化され又は他のピロール誘導体と共重合化される。得られたポリマーフィル
ムはついで、オリゴヌクレオチドを含む反応媒体中に浸漬され、ついでピロール
モノマーにオリゴヌクレオチドをグラフトする反応が行なわれる。実際にこのグ
ラフト化は、ポリマーを構成するピロールモノマー単位のいくつかだけを含む。
The partial functionalization of a polymer film can be accomplished by conjugated polymer films into which chemical groups compatible with grafting of anti-ligands such as oligonucleotides have been introduced.
You can do it. In this route, a monomer containing a synthon to be grafted, such as [N-3-hydroxysuccinimidopyrrole], is first made. Synthons [N-hydroxysuccinimide] are known to allow subsequent grafting of oligonucleotides. This monomer is then polymerized or copolymerized with other pyrrole derivatives. The obtained polymer film is then immersed in a reaction medium containing the oligonucleotide, and then a reaction of grafting the oligonucleotide to the pyrrole monomer is performed. In fact, this grafting involves only some of the pyrrole monomer units that make up the polymer.

【0043】[0043]

【実施例】【Example】

実施例1:モノマーの合成 以下の実施例では、その生物的適合性のために、ポリピロール(1)を共役ポ
リマー支持体として選択した(H. Narrmann, 私信)。対応する官能化ポリピロ
ールの導電性と電気化学性を保つために、アセチルスペーサーアームAを、ピロ
ール環の炭素原子3と、ペプチド置換基の間にグラフト化する。カルボン酸末端
官能基が保護されていない、あるいはメチルエステル形態で保護されている種々
のペプチドを、それらの生物学的妥当性のために選択し、ピロール酢酸モノマー
、PyA(1)にグラフト化した。いくつかのモノ−及びジペプチドをグラフト
化し、図2に示す以下のピロール誘導体を得た:ピロール酢酸、PyA(1)、
ピロール(グリシン−dフェニルアラニン)、Py(Gly−DPhe)(2)
、そのカルボキシペプチダーゼA(Sigma)及びトリプシン(Sigma)などのタン
パク質分解酵素との複合体化の性能による(J. R. Uren, Biochim. Acta, 1971,
236, 67)、ピロール(バリン)、Py(Val)(3)、ピロール(フェニル
アラニン)、Py(Phe)(4)、ピロール(フェニルアラニン−プロリン)
、Py(Phe−Pro)(5)。バルキア(Bulkier)ジペプチド誘導体もグ
ラフト化されることができ、例えばフェニルアラニン−ヒドロキシエチルアミン
−プロリン、Py(Phe[HEA]Pro)(6)であり、AIDSのHIV
−1ウィルスに関連するプロテアーゼのための有利な可能性のある阻害剤として
知られている。これらのモノマーは記載された(D. Delabouglise, F. Garnier,
Synth. Met., 1990, 39, 117)化学的経路に従って合成した。これらのモノマ
ーは、精製し、NMR、微量分析、質量スペクトルにより特徴を決定した。
Example 1 Synthesis of Monomer In the following example, polypyrrole (1) was chosen as the conjugated polymer support because of its biocompatibility (H. Narrmann, personal communication). The acetyl spacer arm A is grafted between carbon atom 3 of the pyrrole ring and the peptide substituent in order to keep the conductivity and the electrochemical properties of the corresponding functionalized polypyrrole. Various peptides in which the carboxylic acid terminal functionality was unprotected or protected in the methyl ester form were selected for their biological relevance and grafted onto the pyrrole acetate monomer, PyA (1). . Some mono- and dipeptides were grafted to give the following pyrrole derivatives as shown in FIG. 2: pyrroleacetic acid, PyA (1),
Pyrrole (glycine-d-phenylalanine), Py (Gly-DPhe) (2)
And its ability to complex with proteolytic enzymes such as carboxypeptidase A (Sigma) and trypsin (Sigma) (JR Uren, Biochim. Acta, 1971,
236, 67), pyrrole (valine), Py (Val) (3), pyrrole (phenylalanine), Py (Phe) (4), pyrrole (phenylalanine-proline)
, Py (Phe-Pro) (5). Bulkier dipeptide derivatives can also be grafted, such as phenylalanine-hydroxyethylamine-proline, Py (Phe [HEA] Pro) (6), and AIDS HIV.
-1 virus is known as a potential advantageous inhibitor for proteases. These monomers have been described (D. Delabouglise, F. Garnier,
Synth. Met., 1990, 39, 117). These monomers were purified and characterized by NMR, microanalysis, and mass spectrum.

【0044】 実施例2:重合 これらのモノマーを、0.5M NaClを含む炭酸プロピレン媒体中の、0
.7cm2白金電極で、並びに表面積10cm2の白金格子で、定電位0.8V
/SCEで、電気化学的に重合した。厚さが10μmまでの厚いポリマーフィル
ムを得た。図3に示すように、これらの電気活性を、中性pH7において、0.
5M H2O−NaCl媒体中の環状ボルタンメトリーで確認した。非置換ポリ
ピロールに近い0.30V/SCEオーダーの酸化電位値は、ジペプチドで官能
化されたこれらのポリピロールの電気活性を確認した。
Example 2 Polymerization These monomers were prepared in a propylene carbonate medium containing 0.5 M NaCl
. With a 7 cm 2 platinum electrode and a 10 cm 2 surface area platinum grid, a constant potential of 0.8 V
/ SCE electrochemically polymerized. A thick polymer film with a thickness of up to 10 μm was obtained. As shown in FIG. 3, at neutral pH 7, the electroactivity was increased to 0.
Confirmed by cyclic voltammetry in 5M H2O-NaCl medium. Oxidation potential values on the order of 0.30 V / SCE close to unsubstituted polypyrrole confirmed the electroactivity of these polypyrroles functionalized with dipeptides.

【0045】 実施例3:カルボキシペプチダーゼAの認識 タンパク質分解酵素に対するこれらのポリピロールの複合体化の特異的特性を
、(Gly−DPhe)と中性pHで安定な複合体を形成することが知られてる
カルボキシペプチダーゼAを用いて分析した。5cm3の0.5M H2O−N
aCl中に、カルボキシペプチダーゼAの濃度を、1mgから5mgまで増加さ
せた溶液を分析した。非置換ポリピロール、又はポリ(3,4,5、又は6)な
どの非特異的電極をこの溶液に浸漬させるとき、変化なく実施例2で得られたも
のと同じボルタモグラムが観察される。しかしながら、ポリ(ピロール(Gly
−DPhe))、ポリ(2)を用いるとき、ボルタモグラムは、高い電位へのシ
フトを示し、カルボキシペプチドAの初期0量の0.340V/SCEから溶液
中カルボキシペプチダーゼAの5mg量の0.500mV/SCEの限界値まで
である。この結果は図4に示しており、ポリピロール鎖の立体障害と剛性化に寄
与する電位シフトが、ポリマー鎖によるジペプチドボルネとの酵素の複合体化と
の間に形成されることが見られる。酵素とポリ(ピロール−ジペプチド)の間の
この複合体の形成は、アフィニティクロマトグラフィで従来より行なわれるよう
に(I. M. Chaiken, M. Wilchek, I. Parkih, Affinity Choromatography and B
iological Recognition, Academic Press, New York, 1983)、酵素のpH=3
の酸性媒体中への放出により、確認された。放出された酵素は、従来のBradford
テストにより特徴付けられ、これはクマシーブリリアントブルーによる酵素活性
の測定と、標準ウシ血清アルブミンの使用を含むものである。1クーロンの重合
チャージに対応して、5×10−6モノマー単位を含むポリ(Gly−Dphe
)フィルムが用いられるとき、大量の、400mgのカルボキシペプチダーゼA
が、酸性媒体への放出の後に得られた。307アミノ酸単位というこの酵素のサ
イズを考慮すると、この量の放出された酵素は、(ピロール−ジペプチド)の2
00モノマー単位当り、約1分子の酵素が複合体を形成することを示し、これは
合理的に与えられたサイズ差(又は100のファクター)であると思われる。こ
の結果はまた、酵素がポリマーフィルム中に分配されなければならず、これによ
り酵素に対するこのフィルムの浸透性を表すことを示す。酵素としてトリプシン
を用いたときに比較の結果を得た。
Example 3: Recognition of Carboxypeptidase A The specific properties of complexing these polypyrroles to proteolytic enzymes are known to form stable complexes with (Gly-DPhe) at neutral pH. The analysis was performed using carboxypeptidase A. 0.5cm H2O-N of 5cm3
Solutions in which the concentration of carboxypeptidase A in aCl was increased from 1 mg to 5 mg were analyzed. When a non-specific electrode such as unsubstituted polypyrrole or poly (3,4,5 or 6) is immersed in this solution, the same voltammogram as obtained in Example 2 without change is observed. However, poly (pyrrole (Gly)
-DPhe)), when using poly (2), the voltammogram shows a shift to higher potential, from an initial zero amount of carboxypeptide A of 0.340 V / SCE to a 0.5 mg amount of 5 mg of carboxypeptidase A in solution. / SCE up to the limit value. The results are shown in FIG. 4 and show that a potential shift contributing to steric hindrance and stiffening of the polypyrrole chain is formed during the complexation of the enzyme with the dipeptide borne by the polymer chain. The formation of this complex between the enzyme and the poly (pyrrole-dipeptide) is conventionally performed by affinity chromatography (IM Chaiken, M. Wilchek, I. Parkih, Affinity Choromatography and B
iological Recognition, Academic Press, New York, 1983), enzyme pH = 3
Was confirmed by release into the acidic medium. The released enzyme is a conventional Bradford
Characterized by a test, which involves measuring the enzyme activity with Coomassie Brilliant Blue and using standard bovine serum albumin. Poly (Gly-Dphe) containing 5 × 10 −6 monomer units corresponding to a polymerization charge of 1 coulomb
2.) When a film is used, a large amount of 400 mg of carboxypeptidase A
Was obtained after release into the acidic medium. Considering the size of this enzyme, which is 307 amino acid units, this amount of released enzyme is 2% of (pyrrole-dipeptide)
It shows that about one molecule of enzyme per 00 monomer units forms a complex, which is likely to be a reasonably given size difference (or factor of 100). The results also indicate that the enzyme must partition into the polymer film, thereby indicating the permeability of the film to the enzyme. Comparative results were obtained when trypsin was used as the enzyme.

【0046】 図4に示すように、与えられた電極の電位において、電流の変化が酵素濃度の
関数として観察される。この結果は、電極の電流測定反応に対応し、この反応の
有利な特性の1つは、図5に示すようにその酵素濃度に対する直線性に関する。
そのような直線的関係は、図6にスキームで示すように、電気化学的タイプのス
カベンジャーの使用による、又は電界効果トランジスタの開発による、溶液中の
生物学種の定量的アッセイを提案することを可能にする。操作の原理は以下の通
りである。ポリマーは、ソースとドレインの電極からなり、基材上に配列されて
いる。このアセンブリは、分析される溶液に浸漬され、同じ媒体中の反対の電極
は、このトランジスタの格子を表す。この格子電極が、酵素濃度の関数としての
ボルタモグラムの変化が最大である電位、図4に示されたケースでは約0.2V
、にされるとき、ポリマーの導電性は、酵素の濃度で著しく変化する。ついで適
用されたソースとドレインの電極間の電位は、増幅されたシグナルを得ることを
可能にし、このトランジスタは、電界効果トランジスタの原理にしたがって作用
する。
As shown in FIG. 4, at a given electrode potential, a change in current is observed as a function of enzyme concentration. This result corresponds to an amperometric response of the electrode, one of the advantageous properties of which relates to its linearity with respect to its enzyme concentration as shown in FIG.
Such a linear relationship suggests that one proposes a quantitative assay for biological species in solution, either by using an electrochemical type scavenger or by developing a field effect transistor, as shown in the scheme in FIG. enable. The principle of operation is as follows. The polymer consists of source and drain electrodes and is arranged on a substrate. The assembly is immersed in the solution to be analyzed and the opposite electrode in the same medium represents the grid of the transistor. The grid electrode is at the potential where the change in voltammogram as a function of enzyme concentration is at a maximum, in the case shown in FIG.
, The conductivity of the polymer varies significantly with the concentration of the enzyme. The applied potential between the source and drain electrodes then makes it possible to obtain an amplified signal, which operates according to the field-effect transistor principle.

【0047】 実施例4:酵素の制御放出 これらの電極のさらなる有利な特徴は、文献中で、ポリ(ピロール−酢酸)若
しくはポリ(1)が、電気化学的酸化を受けた際に電解質媒体中にプロトンを放
出することが示されているという事実に関する(P. Baerle等, Adv. Mater., 199
0, 2, 490)。pHの大きな変化が、3のオーダーの値まで小さな電解容量で観察
され得る。このプロトンの放出はまた、非保護アミノ酸若しくはピロールに接合
されたペプチドの場合と同様に、カルボン酸官能基がピロール環から遊離する際
にも観察される。プロトンの制御放出については、二つの経路が存在する;カル
ボン酸末端官能基が保護されていない、即ちCOOHを有するペプチドの使用、
若しくはピロール−酢酸とピロール保護ペプチドの間のコポリマーの使用のそれ
ぞれである。この第二の経路の例が与えられる。Py(A)、(1)とPy(G
ly−DPhe)、(2)の間のコポリマーが、上述と同じ条件下で電気化学的
に調製された。0.3V/SCEで電気的酸化を受けた場合、このポリ(1,2
)コポリマーは、電極の領域内でpH=4間でのpHの大きな変化を導く。
Example 4 Controlled Release of Enzymes A further advantageous feature of these electrodes is that, in the literature, poly (pyrrole-acetic acid) or poly (1) is used in an electrolyte medium when subjected to electrochemical oxidation. Have been shown to release protons (P. Baerle et al., Adv. Mater., 199
0, 2, 490). Large changes in pH can be observed with small electrolytic volumes up to values on the order of three. This proton release is also observed when the carboxylic acid function is released from the pyrrole ring, as is the case for peptides conjugated to unprotected amino acids or pyrrole. For the controlled release of protons, there are two routes; use of peptides in which the carboxylic acid terminal functionality is unprotected, ie having COOH,
Or the use of a copolymer between pyrrole-acetic acid and a pyrrole-protected peptide, respectively. An example of this second path is given. Py (A), (1) and Py (G
ly-DPhe), the copolymer between (2) was prepared electrochemically under the same conditions as described above. When subjected to electrical oxidation at 0.3 V / SCE, this poly (1,2)
) The copolymer leads to a large change in pH between pH = 4 in the region of the electrode.

【0048】 このポリ(1,2)コポリマーで開始する、若しくはカルボン酸官能基がフリ
ーであるポリ(2)ポリマーで開始すると、二つの方法が抽出のために実施され
得る;バッチワイズ方法と連続方法である。
Starting with this poly (1,2) copolymer or with a poly (2) polymer whose carboxylic acid functionality is free, two methods can be carried out for the extraction; batchwise and continuous Is the way.

【0049】 a)バッチワイズ方法 この方法は、上述の材料に基づく膜若しくは電極を使用することと、それを所
望の生物学的に活性な種が他の種と共存する媒体と接触させることを含む。この
所望の種に対するグラフトされたペプチドによって提供される選択的なアフィニ
ティーが、電極若しくは膜のポリマーにグラフトされたペプチドとの、所望の種
の複合体形成を引き起こすであろう。次いでこの膜若しくは電極が、分析媒体か
ら取り出され、回収媒体と称される別の媒体内に導入される、NaClタイプの
支持体塩を含むこの回収媒体中で、電極若しくは膜が電気化学的酸化を受け、そ
れにより所望の種の解離及び放出に十分なpHまで、カルボン酸基によってプロ
トンの遊離が生ずる。
A) Batch-wise method This method involves the use of a membrane or electrode based on the materials described above and the contact of it with a medium in which the desired biologically active species coexists with other species. Including. The selective affinity provided by the grafted peptide to the desired species will cause complex formation of the desired species with the peptide grafted to the electrode or membrane polymer. The membrane or electrode is then removed from the analysis medium and introduced into another medium, called the recovery medium, in which the electrode or membrane is electrochemically oxidized in a recovery medium containing a support salt of the NaCl type. Which causes the liberation of protons by the carboxylic acid groups to a pH sufficient to dissociate and release the desired species.

【0050】 b)連続方法 ポリ(1,2)コポリマー、若しくはそのカルボン酸基がフリーであるポリ(
2)ポリマーを、任意にポリスチレンスルホネートタイプ、若しくは別法として
NAFIONのようなパーフルオロ膜タイプのポリカチオン性若しくはポリアニ
オン性支持体ポリマーを使用して、膜若しくは電極形態に調製する。この考慮さ
れる合成電極若しくは膜は、図7に模式的に表されるように、二つの区画A及び
Bの間で結合部を構成する。この方法によるカルボキシペプチダーゼAの連続抽
出の例が、以下に記載される。
B) Continuous Method Poly (1,2) copolymer or poly (carboxylic acid group free thereof)
2) The polymer is prepared in membrane or electrode form, optionally using a polycationic or polyanionic support polymer of the polystyrene sulfonate type, or alternatively a perfluoromembrane type such as NAFION. This considered synthetic electrode or membrane constitutes a coupling between the two compartments A and B, as schematically represented in FIG. An example of a continuous extraction of carboxypeptidase A by this method is described below.

【0051】 図7に表される場合において、生体選択的要素は、非常に均質な白金格子上の
直鎖状高級アルコール(Aldrich)の混合物中で、NAFIONの5%溶液の10
μlの蒸発によって得られる、NAFION(aldrich)膜にポリマー形成された
ポリ(1,2)コポリマーより成る。約5μmの厚さを有するそこから生ずるN
AFIONのフィルムは、次いでポリ(1,2)コポリマーの電気重合のための
支持体として機能し、ポリ(1,2)−NAFION電気的活性合成膜を生ずる
In the case represented in FIG. 7, the bioselective element is a 10% solution of NAFION in a mixture of linear higher alcohols (Aldrich) on a very homogeneous platinum lattice.
Consists of a poly (1,2) copolymer polymerized on a NAFION (aldrich) membrane, obtained by evaporation of μl. N resulting therefrom having a thickness of about 5 μm
The AFION film then functions as a support for the electropolymerization of the poly (1,2) copolymer, resulting in a poly (1,2) -NAFION electroactive synthetic membrane.

【0052】 第一の工程1において、10グラムのカルボキシペプチダーゼAを、0.5M
H2O−NaCl媒体中で区画Aに導入する。次いで[ポリ(1,2)]−NAF
ION合成膜上での複合体形成を、実施例3において上述のように、(2)のペ
プチド単位で迅速に生じさせる。その後、区画B内に導入されたカウンター電極
とリファレンス電極を使用して、酸化を実施する。第二の工程2において、電気
化学的酸化により、約4のpHまでこの区画B中にプロトンを放出させ、カルボ
キシペプチダーゼAを迅速に放出させる。次いで1.2グラムのカルボキシペプ
チダーゼAを、酵素活性をアッセイすることによって測定して、この連続方法の
一サイクルで区画A中で回収した。かくしてこれらの結果は、酵素に対するこれ
らの電極の認識の現象、並びにこれらの酵素を抽出する能力を確認する。この挙
動は、ポリプロピレン鎖にグラフトされたジペプチドの化学的性質と、1対1の
態様で結びつけられる。
In a first step 1, 10 grams of carboxypeptidase A was added to 0.5M
Introduce compartment A in H2O-NaCl medium. Next, [poly (1,2)]-NAF
Complex formation on the ION synthetic membrane occurs rapidly at the peptide unit of (2) as described above in Example 3. Thereafter, oxidation is performed using the counter electrode and the reference electrode introduced into the section B. In a second step 2, protons are released into this compartment B to a pH of about 4 by electrochemical oxidation, and carboxypeptidase A is rapidly released. Then 1.2 grams of carboxypeptidase A was recovered in compartment A in one cycle of this continuous method as measured by assaying for enzyme activity. Thus, these results confirm the phenomenon of recognition of these electrodes for enzymes, as well as the ability to extract these enzymes. This behavior is coupled in a one-to-one manner with the chemistry of the dipeptide grafted onto the polypropylene chain.

【0053】 実施例5:ポリヌクレオチド若しくはオリゴヌクレオチドで官能化されたポリピ
ロールの合成 この合成は、以下の3工程に従って実施される。 a)[N-3-ヒドロキシスクシンイミドピロール]モノマーの合成 0.4モルのピロール−酢酸(I)、30mlのクロロホルム、及び0.4モ
ルのN-ヒドロキシスクシンイミド、NHS(II)を、三首フラスコに加える。
混合物を攪拌して、20mlのクロロホルム中の0.4モルのジシクロヘキシル
カルボジイミド、DCCの溶液を、滴定して加える。2時間攪拌した後、白色の
固体が形成され、それを濾過し、クロロホルムで洗浄する。蒸発し、不必要な反
応産物を除去するためにアセトニトリルで洗浄した後、産物をクロロホルムから
再結晶化する。かくして所望の化合物、[N-3-ヒドロキシスクシンイミドピロー
ル](III)が、白色粉体の形態で得られる。
Example 5 Synthesis of Polypyrrole Functionalized with Polynucleotide or Oligonucleotide This synthesis is performed according to the following three steps. a) Synthesis of [N-3-hydroxysuccinimide pyrrole] monomer 0.4 mol of pyrrole-acetic acid (I), 30 ml of chloroform, and 0.4 mol of N-hydroxysuccinimide, NHS (II) were added to a three-necked flask. Add to
The mixture is stirred and a solution of 0.4 mol of dicyclohexylcarbodiimide, DCC in 20 ml of chloroform is added by titration. After stirring for 2 hours, a white solid is formed, which is filtered and washed with chloroform. After evaporation and washing with acetonitrile to remove unwanted reaction products, the product is recrystallized from chloroform. The desired compound [N-3-hydroxysuccinimidopyrrole] (III) is thus obtained in the form of a white powder.

【化7】 融点、m.p.=135℃。1H NMR (ppm): (NH, 1H, 9, s);ピロール(2H, 6.7
, m):ピロール(1H, 6.1, s);CH2(2H, 3.8, s);ヒドロキシスクシンイミド
(4H, 2.8, s)。
Embedded image Melting point, m.p. p. = 135 ° C. 1H NMR (ppm): (NH, 1H, 9, s); pyrrole (2H, 6.7)
, m): pyrrole (1H, 6.1, s); CH2 (2H, 3.8, s); hydroxysuccinimide
(4H, 2.8, s).

【0054】 b)電気重合によるポリマーの合成 電気重合溶液は、アセトニトリル中に0.5MのLiClO4と0.1Mのモ
ノマー(III)を含む。電気重合を、30mCの電気重合電荷を使用して、飽
和カロメル電極、SCEに対して0.9Vの電圧で、表面領域0.7cm2の白
金電極上で実施する。ポリ(III)に対応する黒色のフィルムが電極上に出現
し、その厚さは約200nmである。
B) Synthesis of polymer by electropolymerization The electropolymerization solution contains 0.5 M LiClO 4 and 0.1 M monomer (III) in acetonitrile. The electropolymerization is carried out on a platinum electrode with a surface area of 0.7 cm2 at a voltage of 0.9 V against the saturated calomel electrode, SCE, using an electropolymerization charge of 30 mC. A black film corresponding to the poly (III) appears on the electrode and its thickness is about 200 nm.

【化8】 Embedded image

【0055】 このポリマーの電気的活性を、図8に示されるように、0.28V/SCEで
酸化ピークを、0.24V/SCEで還元ピークを示す、0.5MLiClO4
−アセトニトリル媒体中で分析した。これらの酸化及び還元ピークの間の40m
Vの小さな分離は、このポリマーの非常に大きな電気的活性と可逆性を確認する
As shown in FIG. 8, the electrical activity of this polymer was 0.5 M LiClO 4, showing an oxidation peak at 0.28 V / SCE and a reduction peak at 0.24 V / SCE.
-Analyzed in acetonitrile medium. 40 m between these oxidation and reduction peaks
The small separation of V confirms the very large electrical activity and reversibility of this polymer.

【0056】 c)オリゴヌクレオチドODNのグラフト ポリマーフィルムを有する上述の電極を、9.3のpHでの10%0.1Mホ
ウ酸緩衝液を有するジメチルホルムアミドの混合物と、26.2ナノモルの配列
CCTAAGAGGGAGTG並びにカップリング反応がポリマーのピロール単位によって生じ
るN-ヒドロキシスクシンイミド基で実施されるされるようにする5’アミン官能
基を含む、14ベースオリゴヌクレオチド、ODNとより形成される反応媒体中
に浸液する。グラフトはまた、スクシンイミド基の加水分解によっても達成され
、該基は酢酸中でオリゴヌクレオチドで置換されない。かくして電極上で得られ
るポリマーは、ポリ([ピロール−ODN][ピロール−COOH])コポリマーに対
応する。
C) Grafting of oligonucleotide ODN The above electrode with a polymer film was prepared by mixing a mixture of dimethylformamide with 10% 0.1 M borate buffer at a pH of 9.3 and a 26.2 nanomolar array.
CCTAAGAGGGAGTG as well as a 14-base oligonucleotide containing a 5 'amine function that allows the coupling reaction to be performed at the N-hydroxysuccinimide group generated by the pyrrole unit of the polymer, immersed in the reaction medium formed with ODN. Liquid. Grafting is also achieved by hydrolysis of the succinimide group, which is not displaced by the oligonucleotide in acetic acid. The polymer thus obtained on the electrode corresponds to a poly ([pyrrole-ODN] [pyrrole-COOH]) copolymer.

【化9】 Embedded image

【0057】 実施例6:認識現象の特徴付け 認識現象は、実施例5cで得られたポリ([ピロール−ODN][ピロール−CO
OH])ポリマーの電気化学的特徴付けによって確認した。電気化学的分析を、最
初に合成の後に得られる電極で直接実施し、次いで後にこの電極を、標的ODN
および非標的ODNの存在下に配置した。かくしてこのポリマーのハイブリダイ
ゼーション反応を、PEGで緩衝された水溶液中で、相補的ODN(標的)及び
非相補的ODN(非標的)の存在下で実施した。335ナノモルの濃度の標的O
DNCACTCCCTCTTAGGまたは272ナノモルの濃度の非標的ODNGGTGATAGAAGTAT
Cのそれぞれの存在下で、インキュベーションを2時間37℃で実施する。反応
後、フィルムをPEG緩衝液でリンスし、環状電圧電流によって分析した。得ら
れた電圧電流値を、図9及び10に表す。結果は図9において第一に、合成後且
つ標的若しくは非標的配列の存在下に配置する前、ポリマーが0.34V/SC
Eで可逆的な酸化ピークを示すことを表し、この官能化ポリマーの電気的活性を
確認する。非標的配列の存在下でのインキュベーション反応の後、且つリンスの
後、得られた電圧電流値は変化を示さない。他方で、このポリマーを標的の存在
下でインキュベートすると、図10で得られた電圧電流値は異なり、60mVの
増加に等しい0.40V/SCEで、酸化電圧の増加を伴う。この増加は、OD
Nと対応する標的の間に生じたハイブリダイゼーションを完全に示すものである
。この酸化電圧の増加は、ポリピロール鎖に沿って引っかける腕の複合体形成の
現象に寄与され、かくしてこのポリマーを酸化するのに必要とされるエネルギー
の増加によって達成される。
Example 6 Characterization of Recognition Phenomenon The cognition phenomena were determined using the poly ([pyrrole-ODN] [pyrrole-CO
[OH]) was confirmed by electrochemical characterization of the polymer. Electrochemical analysis was first performed directly on the electrode obtained after the synthesis, and this electrode was then later applied to the target ODN.
And in the presence of a non-target ODN. The hybridization reaction of the polymer was thus performed in an aqueous solution buffered with PEG in the presence of a complementary ODN (target) and a non-complementary ODN (non-target). 335 nanomolar concentration of target O
DNCACTCCCTCTTAGG or non-target ODNGGTGATAGAAGTAT at 272 nanomolar concentration
Incubation is performed at 37 ° C. for 2 hours in the presence of each of C. After the reaction, the films were rinsed with PEG buffer and analyzed by circular volt current. The obtained voltage and current values are shown in FIGS. The results are the first in FIG. 9 where after synthesis and before placement in the presence of target or non-target sequences, the polymer had 0.34 V / SC
E indicates a reversible oxidation peak, confirming the electrical activity of this functionalized polymer. After the incubation reaction in the presence of the non-target sequence and after the rinsing, the resulting voltage-current values show no change. On the other hand, when the polymer is incubated in the presence of the target, the volt-ampere values obtained in FIG. 10 are different, with an increase in the oxidation voltage at 0.40 V / SCE equal to a 60 mV increase. This increase is
It fully illustrates the hybridization that has occurred between N and the corresponding target. This increase in oxidation voltage is attributed to the phenomenon of complexation of the arms that snag along the polypyrrole chain, and is thus achieved by the increase in energy required to oxidize the polymer.

【0058】 この結果は、オリゴヌクレオチドで3位において置換された接合ポリ複素環の
、この新規なクラスの電気的活性材料が、相補的DNAの認識の現象を効果的に
生じ、さらにこれらの材料がこの選択的なハイブリダイゼーションの電気化学的
読み取りを可能にすることを確認する。この電気化学的読み取りは、電気化学的
な、電流測定的、若しくは電圧測定的なタイプの遺伝子探索、さらに電流測定的
な応答に基づく電場効果微小電気化学的トランジスタータイプの遺伝子探索のた
めの方法に道を開くものである。
This result indicates that this new class of electroactive materials of conjugated polyheterocycles substituted at position 3 with oligonucleotides effectively results in the phenomenon of recognition of complementary DNA, and furthermore these materials Confirm that this allows electrochemical reading of this selective hybridization. This electrochemical readout is a method for electrochemical, amperometric or voltometric type gene search, as well as a method for electric field effect microelectrochemical transistor type gene search based on amperometric response. It opens the way.

【0059】 実施例7:好ましいポリマー(A)の合成 1)1-トシルピロールの合成Example 7: Synthesis of preferred polymer (A) 1) Synthesis of 1-tosylpyrrole

【化10】 方法 100mlのTHF中で予め蒸留しておいた8mlのピロールを、磁気スターラー及び凝
縮器を装着した500mlの二首フラスコにいれた。15分後、当該混合物が均一に
なった時に、6mlの水酸化テトラブチルアンモニウム(反応触媒)を添加した。無
色の溶液が、オレンジ色になった。当該混合物を均質化する間に、水酸化ナトリ
ウムの50%溶液を調製し(125mlの水に62.5g)、これを次に一滴ずつ当該混合物に
添加した。この操作により、プロトンがピロール上の窒素から離れ、トシル基に
よる置換が最適化された。
Embedded image Method 8 ml of pyrrole, previously distilled in 100 ml of THF, were placed in a 500 ml two-necked flask equipped with a magnetic stirrer and condenser. After 15 minutes, when the mixture became homogeneous, 6 ml of tetrabutylammonium hydroxide (reaction catalyst) was added. The colorless solution turned orange. While homogenizing the mixture, a 50% solution of sodium hydroxide was prepared (62.5 g in 125 ml of water), which was then added dropwise to the mixture. This procedure moved the proton away from the nitrogen on the pyrrole, optimizing the substitution by the tosyl group.

【0060】 当該混合物を15分間撹拌し、そして塩化トシル溶液を過剰量(100mlのTHF中に3
2g)で、一滴ずつ添加し、過剰のラジカルを有するようにし、且つ反応を促進す
るようにした。この添加の間、そして更に1時間、激しい撹拌を維持した。産物
は、オレンジ色から茶色へと変化した。
The mixture is stirred for 15 minutes and the tosyl chloride solution is added in excess (3 ml in 100 ml of THF).
2g) was added drop by drop to have excess radicals and to accelerate the reaction. Vigorous stirring was maintained during the addition and for an additional hour. The product turned from orange to brown.

【0061】 撹拌を停止した時、2相が形成されるのがわかった。300mlの水を添加した後、
これらを分離させた。水相を酢酸エチルで抽出した。第一の有機相を蒸発させ、
THFを除去し、第二の有機相をこれに添加し、そして酢酸エチルを蒸発させた。 結晶をジクロロメタン中に溶解し、そしてこの有機相を、洗浄水が中性になる
まで水で洗浄した。有機相を無水MgSO4で乾燥し、濾過し、ジクロロメタンを蒸
発させた。 再結晶化を行って結晶を精製した。1-トシルピロールは、還流しながら30分間
加熱して300mlのヘプタン中に溶解した。ブーフナーで濾過すると、不純物(茶色
)が当該フィルター上に残り、そして薄黄色の産物が得られたが、これは当該溶
液を冷却すると白色の結晶を与えた。 22.3gの結晶がえられ、収率は87.5%であった。
When the stirring was stopped, two phases were found to form. After adding 300 ml of water,
These were separated. The aqueous phase was extracted with ethyl acetate. Evaporating the first organic phase,
The THF was removed, a second organic phase was added to this and the ethyl acetate was evaporated. The crystals were dissolved in dichloromethane and the organic phase was washed with water until the wash water was neutral. The organic phase was dried over anhydrous MgSO4, filtered and the dichloromethane was evaporated. The crystals were purified by recrystallization. 1-Tosylpyrrole was dissolved in 300 ml heptane by heating at reflux for 30 minutes. After filtration through Buchner, impurities (brown
) Remained on the filter and a pale yellow product was obtained, which upon cooling the solution gave white crystals. 22.3 g of crystals were obtained, and the yield was 87.5%.

【0062】 2)3-アセチル1-トシルピロールの合成2) Synthesis of 3-acetyl 1-tosylpyrrole

【化11】 方法 94.6gの塩化アルミニウム(反応触媒)、及び600mlのジクロロメタンを、磁気ス
ターラー、及びCaCl2の湿気ガード付凝縮器を備えた三首フラスコ中で混合した
。当該混合物を、均一になるまで撹拌し、次に37.5mlの無水酢酸(過剰量の反応
物質)を一滴ずつ添加した。 15分後、透き通った茶色の溶液が得られた。1-トシルピロールの溶液(80ml
のジクロロメタン中、31.4g)を一滴ずつ添加した。
Embedded image Method 94.6 g of aluminum chloride (reaction catalyst) and 600 ml of dichloromethane were mixed in a three-necked flask equipped with a magnetic stirrer and a condenser with a moisture guard of CaCl2. The mixture was stirred until homogeneous and then 37.5 ml of acetic anhydride (excess reactant) was added dropwise. After 15 minutes, a clear brown solution was obtained. A solution of 1-tosylpyrrole (80 ml
31.4 g) in dichloromethane was added dropwise.

【0063】 この反応を、撹拌しながら1時間、常温で進行させた。次に全混合物を500ml
の氷冷した水に添加した。これを分離させた後、その有機相を抽出し、その水相
はジクロロメタンで洗浄した。この操作を数回反復した。当該有機相を1MのNaO
Hで洗浄して、Al3+を溶解するようにし、そしてこれを水洗浄で除去した。洗浄
プロセスの最後に、当該水相のpHが中性であることを確かめた。
The reaction was allowed to proceed for 1 hour at room temperature with stirring. Then 500ml of the whole mixture
Of ice-cold water. After separation, the organic phase was extracted and the aqueous phase was washed with dichloromethane. This operation was repeated several times. The organic phase is 1M NaO
Washed with H to dissolve Al3 +, which was removed with a water wash. At the end of the washing process, it was confirmed that the pH of the aqueous phase was neutral.

【0064】 当該有機相を、無水硫酸マグネシウムで乾燥して、ジクロロメタンを蒸発させ
た。 次に結晶化を行い、すでに得られた結晶を精製した。3-アセチル1-トシルピロ
ールをヘプタン中(500ml)に溶解した。これを還流しながら加熱し、ブーフナー
で濾過し、そして濾過物を凍結器内に入れた。フラスコの底面にあるこの物質を
、数回結晶化した。ヘプタンを蒸発させ、紫色の結晶が得られた。 19.61gの結晶が得られ、収率は52.4%であった。
The organic phase was dried over anhydrous magnesium sulfate and the dichloromethane was evaporated. Next, crystallization was performed, and the crystals already obtained were purified. 3-Acetyl 1-tosylpyrrole was dissolved in heptane (500 ml). This was heated at reflux, filtered on a Buchner and the filtrate was placed in a freezer. This material on the bottom of the flask crystallized several times. Heptane was evaporated to give purple crystals. 19.61 g of crystals were obtained with a yield of 52.4%.

【0065】 3)メチル1-トシルピロール-3アセテートの合成3) Synthesis of methyl 1-tosylpyrrole-3 acetate

【化12】 方法 まず第一の工程においては、エステル化触媒を調製した。これは、クレー上に
T1(NO3)3・3H2Oを沈着させることからなる。一首フラスコ中で、55mlのオルトギ
酸トリメチルを、45mlのメタノール及び22gのT1(NO3)3・3H2Oと混合する。これ
を5分間撹拌し、そして次に45gのクレーを添加してグレーがかったベージュ色の
懸濁液が得られるようにした。これを更に15分間撹拌し、そして回転蒸発器を使
用して、当該溶媒を蒸発させた。十分に乾燥したら、クレー上の、ベージュ色の
粉末形態にある触媒を回収した。 次にエーテルの合成に進むことができる。11gのアセチルトシルピロール(400m
lのメタノール中に溶解)をクレー上のタリウム触媒と、一首フラスコ中で混合し
た。凝縮器を取り付けることに注意して、一晩これを撹拌して放置した。
Embedded image Method In the first step, an esterification catalyst was prepared. This is on the clay
It consists of depositing T1 (NO3) 3.3H2O. In a one-neck flask, 55 ml of trimethyl orthoformate are mixed with 45 ml of methanol and 22 g of T1 (NO3) 3.3H2O. This was stirred for 5 minutes and then 45 g of clay was added to give a grayish beige suspension. This was stirred for a further 15 minutes and the solvent was evaporated using a rotary evaporator. Once thoroughly dried, the catalyst on the clay, in the form of a beige powder, was recovered. You can then proceed with the synthesis of the ether. 11 g of acetyltosylpyrrole (400 m
(dissolved in 1 l of methanol) was mixed with the thallium catalyst on clay in a one-neck flask. Note that a condenser was attached, which was left stirring overnight.

【0066】 この撹拌を停止すると、二つの相がわかった(オレンジ色の上相と、グレー色
ががったベージュ色の下相)。有機相を濾過後に回収した。回転蒸発器を使用し
て、そのメタノールを蒸発させ、次にCH2Cl2と水とを添加した。水相は、CH2Cl2
で洗浄し、有機相(赤褐色)は水で洗浄して、タリウム塩を除去した。この有機
相をMgSO4で乾燥させ、回転蒸発器を使用して蒸発させた。
When the stirring was stopped, two phases were found: an upper orange phase and a lower beige grayish phase. The organic phase was collected after filtration. The methanol was evaporated using a rotary evaporator, then CH2Cl2 and water were added. The aqueous phase is CH2Cl2
And the organic phase (reddish brown) was washed with water to remove thallium salts. The organic phase was dried over MgSO4 and evaporated using a rotary evaporator.

【0067】 当該反応が複数の副産物、例えば、The reaction produces a number of by-products, eg,

【化13】 を生じることがあるので、望ましいエステルは、シリカゲルカラムで単離される
。クロマトグラフプレートを調製すれば、このエステルはもはや単離されること
がわかるであろうが、カラムを使用して過剰なクレー(これはカラムの頭部に残
存する)を除去した。当該カラムの場合、異なる極性の二つの溶媒の混合物を使
用することが必要であるが、これは当該二つの溶媒の適切な組成を使用すると、
より良好な分離が得られるからである。従って、30%の酢酸エチル(極性溶媒)と7
0%のヘプタン(非極性溶媒)からなる混合物を使用した。この溶媒を蒸発させると
、黄色のオイルが回収された。 9.23gのエステルが得られ、収率は75.6%であった。
Embedded image The desired ester is isolated on a silica gel column since If the chromatographic plate was prepared, it would be apparent that the ester would no longer be isolated, but the column was used to remove excess clay, which remained at the head of the column. In the case of the column, it is necessary to use a mixture of two solvents of different polarities, which, with the appropriate composition of the two solvents,
This is because better separation can be obtained. Therefore, 30% ethyl acetate (polar solvent) and 7%
A mixture consisting of 0% heptane (a non-polar solvent) was used. Upon evaporation of the solvent, a yellow oil was recovered. 9.23 g of ester was obtained with a yield of 75.6%.

【0068】 4)ピロール-3-酢酸の合成4) Synthesis of pyrrole-3-acetic acid

【化14】 方法 7.65gの1-トシルピロール-3-アセテート、100mlのメタノール、及び100mlの5M
水酸化ナトリウムを、凝縮器を備えた一首フラスコ中で混合した。媒体を撹拌し
、そして還流しながら2時間30分間加熱した。放置して常温まで冷却した。カル
ボン酸ナトリウムが得られた。当該メタノールを蒸発させ、そして100mlのエー
テル及び水を添加した。二つの相が分離し、その水相にはカルボン酸塩が含まれ
ていた。この相を複数回エーテルで洗浄した。次に、重合化を防止するために氷
浴を使用して、当該反応媒体の温度を制御するように注意しながら、濃塩酸を非
常にゆっくりと添加した。そうすると、産物が、酸の形態で有機相中に見られた
。当該水相をエーテルで抽出し、そして当該有機相を、硫酸ナトリウムで乾燥し
た。
Embedded image Method 7.65 g of 1-tosylpyrrole-3-acetate, 100 ml of methanol, and 100 ml of 5M
The sodium hydroxide was mixed in a one-neck flask equipped with a condenser. The medium was stirred and heated at reflux for 2 hours 30 minutes. It was left to cool to room temperature. Sodium carboxylate was obtained. The methanol was evaporated and 100 ml of ether and water were added. The two phases separated and the aqueous phase contained the carboxylate. This phase was washed several times with ether. Then, concentrated hydrochloric acid was added very slowly, taking care to control the temperature of the reaction medium, using an ice bath to prevent polymerization. The product was then found in the organic phase in the form of the acid. The aqueous phase was extracted with ether, and the organic phase was dried over sodium sulfate.

【0069】 次に回転蒸発器を使用し、そしてシリカゲルカラムを使用して当該酸及びクレ
ーを分離した。当該溶媒を蒸発させると、迅速に結晶化する黄色の液体が得らた
。エーテル内で、冷凍庫内に保存し、重合化しないようにすることが望ましい。 2.7gの産物が得られたが、これは収率82.6%である。
The acid and clay were then separated using a rotary evaporator and using a silica gel column. Evaporation of the solvent gave a rapidly crystallizing yellow liquid. It is desirable to store in ether and in a freezer so as not to polymerize. 2.7 g of product was obtained, with a yield of 82.6%.

【0070】 実施例7:好ましいポリマー(B)の合成 1)3-アセテートN-ヒドロキシフタルイミドの合成Example 7: Synthesis of preferred polymer (B) 1) Synthesis of 3-acetate N-hydroxyphthalimide

【化15】 方法 1.38gのピロール-3-酢酸、1.98gのN-ヒドロキシフタルイミド、及び50mlのク
ロロホルムを三つ首フラスコ中で混合した。付加アンプルを使用して、DCC溶液(
30mlのCHCl3中の2.67gDCC)をゆっくりと添加した。 DCCの添加している間に、当該混合物は溶液を形成した。
Embedded image Method 1.38 g of pyrrole-3-acetic acid, 1.98 g of N-hydroxyphthalimide, and 50 ml of chloroform were mixed in a three-neck flask. Using an additional ampoule, the DCC solution (
2.67 g DCC) in 30 ml CHCl3 was added slowly. During the addition of DCC, the mixture formed a solution.

【0071】 これを撹拌しながら一晩放置した。DCUが形成した。これを濾過し、そしてCHC
l3を蒸発した。DCUの新規の白色結晶が形成した。これを冷蔵庫内に1時間置き、
濾過し、そして蒸発させた。この操作を、DCUが完全に除去されるまで繰り返し
た。 ジクロロメタン/メタノールの2/98溶媒を使用して、プレートクロマトグラフ
ィーを行った。NHPに対応するマークが現れるのがわかった。これを除去するた
め、当該プレートに使用したのと同じ溶出液とともに、シリカゲルカラムを使用
した。当該産物を、クロロホルム中で再結晶化した。 質量が1.04gの産物が得られ、収率は35%であった。
This was left overnight with stirring. DCU formed. This is filtered and CHC
13 was evaporated. New white crystals of DCU formed. Put this in the refrigerator for one hour,
Filtered and evaporated. This operation was repeated until the DCU was completely removed. Plate chromatography was performed using a 2/98 solvent of dichloromethane / methanol. It was found that the mark corresponding to NHP appeared. To remove this, a silica gel column was used, with the same eluate used for the plate. The product was recrystallized in chloroform. 1.04 g of product was obtained with a yield of 35%.

【0072】 実施例8:好ましいポリマー(C)の合成 1)β-フェロセンエチルアミンの合成Example 8: Synthesis of preferred polymer (C) 1) Synthesis of β-ferroceneethylamine

【化16】 方法 12mlの無水Et2O中の1.36gのAlCl3を三首フラスコに入れた。0.388gのLiAlH4を
ゆっくりと添加した。添加が収量したら、1.36gのフェロセン-1-シアノメチル(1
2mlの無水Et2O中に希釈されたもの)を添加した。この溶液を2時間半、還流しな
がら撹拌した。 次に当該反応媒体を、15mlの6N硫酸で酸性化した。二つの相が分離し、そして
その水相を無水Et2Oで洗浄した。そうすると産物はNH3+形態をとり、従って水相
中に見いだされた。KOHを、pH=9になるまで添加した。そうすると当該産物はNH2
の形態になり、従って有機相中に含まれて回収され、炭酸カリウムで乾燥し、そ
して蒸発させた。 0.45gの粘性のあるオレンジ色の液体が得られ、収率は15%であった。
Embedded image Method 1.36 g of AlCl3 in 12 ml of anhydrous Et2O was placed in a three-necked flask. 0.388 g of LiAlH4 was added slowly. When the addition was yielded, 1.36 g of ferrocene-1-cyanomethyl (1
(Diluted in 2 ml of anhydrous Et2O) was added. The solution was stirred at reflux for 2.5 hours. The reaction medium was then acidified with 15 ml of 6N sulfuric acid. The two phases separated and the aqueous phase was washed with anhydrous Et2O. The product then took the NH3 + form and was therefore found in the aqueous phase. KOH was added until pH = 9. Then the product is NH2
And thus recovered in the organic phase, dried over potassium carbonate and evaporated. 0.45 g of a viscous orange liquid was obtained with a yield of 15%.

【0073】 2)NHP-フェロセンエチルアミンカップリング2) NHP-ferrocene ethylamine coupling

【化17】 方法 160gのNHP-ピロール、150mgのフェロセンエチルアミン、及び10mlのCH3CNを三
首フラスコ中で混合した。溶液を48時間、撹拌した。CH3CNを蒸発させ、そして
その残渣をCHCl3中に溶解した。この溶液を10%のNaHCO3溶液で二回洗浄し、次に
水でpH7まで洗浄した。当該有機相をMgSO4で乾燥し、そしてNaHCO3を蒸発させた
。 120mgの産物が得られ、収率は60%であった。
Embedded image Method 160 g of NHP-pyrrole, 150 mg of ferroceneethylamine, and 10 ml of CH3CN were mixed in a three-neck flask. The solution was stirred for 48 hours. CH3CN was evaporated and the residue was dissolved in CHCl3. The solution was washed twice with 10% NaHCO3 solution and then with water to pH7. The organic phase was dried over MgSO4 and NaHCO3 was evaporated. 120 mg of product was obtained with a yield of 60%.

【0074】 実施例9:好ましいポリマー(D)の合成 1)下記の合成Example 9: Synthesis of preferred polymer (D) 1) The following synthesis

【化18】 2)カップリングEmbedded image 2) Coupling

【化19】 Embedded image

【0075】 実施例10:好ましいポリマー(E)の合成Example 10: Synthesis of preferred polymer (E)

【化20】 Embedded image

【0076】 実施例11:好ましいポリマー(F)の合成Example 11: Synthesis of preferred polymer (F)

【化21】 Embedded image

【化22】 Embedded image

【0077】 実施例12:電気重合 ホモ-及びコ-ポリマーは、以下の条件下で、対応するモノマー又はモノマー混
合物の電気重合により得られた: 溶媒:アセトニトリル又はプロピレンカーボネート 電解液:LiClO40.1M 電位:0.9V/SCE 又は電流:2-5mA.cm-2 又は電位スキャニング範囲0-0.9V/SCE 電極:Pt、Ag、Pd、SnO2、Fe、Al モノマー濃度:10-1-2.10-lM.l-1。
Example 12: Electropolymerisation Homo- and co-polymers were obtained by electropolymerisation of the corresponding monomers or monomer mixtures under the following conditions: Solvent: acetonitrile or propylene carbonate Electrolyte: LiClO 40.1 M Potential : 0.9V / SCE or current: 2-5mA.cm-2 or potential scanning range 0-0.9V / SCE Electrode: Pt, Ag, Pd, SnO2, Fe, Al Monomer concentration: 10-1-2.10-lM.l -1.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 図1は、1)ポリアセチレン;2)ポリピロール;3)ポリチオ
フェン;4)ポリフェニレン;5)ポリアニリンなどの複合ポリマーの例を表す
FIG. 1 shows examples of composite polymers such as 1) polyacetylene; 2) polypyrrole; 3) polythiophene; 4) polyphenylene; 5) polyaniline.

【図2】 図2Aは、3位において酢酸で置換されたポリピロール(1)を
表し、図2B、2C、2D、2E及び2Fは、3位において様々なペプチドで置
換されたポリピロール(それぞれ2乃至6)を表す。
FIG. 2A shows polypyrrole (1) substituted at position 3 with acetic acid, and FIGS. 2B, 2C, 2D, 2E and 2F show polypyrrole substituted at position 3 with various peptides (2 to 2 respectively). 6).

【図3】 図3は、下記の四つの官能化ポリマーの、0.5M H2O−Na
Cl媒質中でのボルタモグラムを表す。 (1) ポリ(ピロール−酢酸) (2) ポリ(ピロール(Gly−DPhe)) (3) ポリ(ピロール(Val)) (4) ポリ(ピロール(Phe))
FIG. 3 shows the following four functionalized polymers of 0.5 M H 2 O—Na
1 represents a voltammogram in a Cl medium. (1) Poly (pyrrole-acetic acid) (2) Poly (pyrrole (Gly-DPhe)) (3) Poly (pyrrole (Val)) (4) Poly (pyrrole (Phe))

【図4】 図4は、それぞれ、電解質5cm3中0.0mg(a)、電解質5cm3 中1.2mg(b)、電解質5cm3中2.4mg(c)及び電解質5cm3中5.0mg(
d)の濃度のカルボキシペプチダーゼAの存在下での、ポリ(2)の、0.5M
H2O−NaCl媒質中でのボルタモグラムを表す。
Figure 4, respectively, electrolyte 5 cm 3 in 0.0 mg (a), the electrolyte 5 cm 3 in 1.2 mg (b), the electrolyte 5 cm 3 in 2.4 mg (c) and electrolyte 5 cm 3 in 5.0mg (
0.5% of poly (2) in the presence of carboxypeptidase A at a concentration of d)
1 shows a voltammogram in H2O-NaCl medium.

【図5】 図5は、媒質中に存在する、酵素、カルボキシペプチダーゼAの
量(ナノモル)の関数としての、電極、ポリ(2)の電流反応に相当する。電位
0.3Vにて観察された電流と酵素の量との間の線形関係を、飽和カロメル電極
に対して示す。
FIG. 5 corresponds to the current response of the electrode, poly (2), as a function of the amount (nanomoles) of the enzyme carboxypeptidase A present in the medium. The linear relationship between the current observed at a potential of 0.3 V and the amount of enzyme is shown for a saturated calomel electrode.

【図6】 図6は、官能化導電性ポリマーによって認識される生物種の存在
の(増幅させた)検出のための、電界効果ミクロ電気化学トランジスタの理論図
である。以下の略称は、それぞれ、P−ポリマー、Sub−基質、S及びD−そ
れぞれ、ソース電極及びドレーン電極、CE−グリルGとして作用する対向電極
、R−参照電極、Potent−ポテンシオスタットの意味を有する。
FIG. 6 is a theoretical diagram of a field effect microelectrochemical transistor for (amplified) detection of the presence of an organism species recognized by a functionalized conductive polymer. The following abbreviations mean P-polymer, Sub-substrate, S and D, respectively, source and drain electrodes, counter electrode acting as CE-grill G, R-reference electrode, Potent-potentiostat. Have.

【図7】 図7は、電気活性複合ポリマー鎖にグラフト化した置換基によっ
て認識される生物種の抽出のための、官能化ポリピロール膜を含む二区画電気化
学セルの理論図である。
FIG. 7 is a theoretical diagram of a two-compartment electrochemical cell containing a functionalized polypyrrole membrane for the extraction of species recognized by substituents grafted on electroactive composite polymer chains.

【図8】 図8は、0.1M LiClO4 -アセトニトリル媒質中、飽和カロ
メル参照電極を用いた、ポリ[N-3-ヒドロキシスクシンイミドピロール]のボル
タモグラムを表し、高い電気活性及び高い電気化学可逆性を示している。
Figure 8, 0.1 M LiClO 4 - acetonitrile medium, with a saturated calomel reference electrode, represents the voltammogram of poly [N-3- hydroxysuccinimide pyrrole, high electrical activity and high electrochemical reversibility Is shown.

【図9】 図9は、ポリヌクレオチドまたはオリゴヌクレオチドとして、配
列CCTAAGAGGGAGTGのODNを用いたポリ(ピロール−ODN][ピ
ロール−COOH])コポリマー電極のボルタモグラムを表す。このポリマーの
インキュベートの後、非標的配列GGTGATAGAAGTATCでの修飾は全
く観察されなかった。
FIG. 9 represents a voltammogram of a poly (pyrrole-ODN] [pyrrole-COOH]) copolymer electrode using an ODN of sequence CCTAAGAGGGAGTG as a polynucleotide or oligonucleotide. After incubation of this polymer, no modification with the non-target sequence GGTGATAGAAGTATC was observed.

【図10】 図10は、オリゴヌクレオチドODNとして、配列:CCTA
AGAGGGAGTGを用いた、ポリ(ピロール−ODN][ピロール−COOH
])コポリマー電極のボルタモグラムを表す。この電極を、標的である、335
ナノモルのCACTCCCTCTTAGGの存在下、37℃にて2時間インキュ
ベートした。その後この電極を濯ぎ、電気化学媒質中で分析した。前記のボルタ
モグラムに対して、電位シフトが観察された。
FIG. 10 shows the sequence: CCTA as oligonucleotide ODN.
Poly (pyrrole-ODN) [pyrrole-COOH using AGAGGGAGTG
]) Represents the voltammogram of the copolymer electrode. This electrode is coupled to the target, 335
Incubated for 2 hours at 37 ° C. in the presence of nanomolar CACTCCCTCTTAGG. The electrodes were then rinsed and analyzed in an electrochemical medium. A potential shift was observed for the voltammogram.

【図11】 図11は、フィルムP[Py−NHR]、ポリ(B)、(0.9
V/SCE、成長電荷(grown charge)40mCcm-2、0.1MのLiClO4アセ
トニトリル溶液中、走査速度20mVs-1)のサイクリックボルタモグラムを表す
FIG. 11 shows a film P [Py-NHR], poly (B), (0.9
V / SCE, cyclic charge voltammogram at 40 mCcm −2 , 0.1 M LiClO 4 in acetonitrile, scan rate 20 mVs −1 ).

【図12】 図12は、CH3CN/0.1MLiClO4中、走査速度5−
130mVs-1の範囲での、P[Py−FeCp2]、ポリ(C)(薄さ、e=1nm
)の薄膜のサイクリックボルタモグラムを表す。
FIG. 12 is a graph showing a scanning speed of 5 in CH 3 CN / 0.1 M LiClO 4.
P [Py-FeCp2], poly (C) (thin, e = 1 nm) in the range of 130 mVs -1
3) represents a cyclic voltammogram of the thin film of FIG.

【図13】 図13は、0.5MのNaClの水性溶液中の、コポリ[pyN
HFe(Cp)2-pyNHP]、コポリ[(B)(C)]のボルタモグラムを表す
FIG. 13 shows copoly [pyN] in an aqueous solution of 0.5 M NaCl.
3 shows voltammograms of HFe (Cp) 2 -pyNHP] and copoly [(B) (C)].

【図14】 図14は、水性媒質中における、PEG及びポリ[ピロール−
ODN、ピロール−COOH]のフィルムの、様々な標的ODN割合についての
ODNとのハイブリダイゼーションの前(1)または後[(2)66ナノモル、
(3)165ナノモル、(4)500ナノモル]の電気化学的特徴付けを表す。
FIG. 14 shows PEG and poly [pyrrole- in an aqueous medium.
[(2) 66 nmol before (1) or after hybridization of ODN, pyrrole-COOH] film with ODN for various target ODN ratios;
(3) 165 nmol, (4) 500 nmol].

【図15】 図15は、0.5MのNaClの水性溶液中の、コポリ[pyN
HFe(Cp)2、pyODN]のボルタモグラムを表す。最初のボルタモグラム
及び非標的ODNと共にインキュベートした後(−)及び相補標的ODN(0.
02nmol/5ml)と共にインキュベートした後(--)である。
FIG. 15 shows copoly [pyN] in an aqueous solution of 0.5 M NaCl.
HFe (Cp) 2 , pyODN]. After incubation with the first voltammogram and the non-target ODN (-) and the complementary target ODN (0.
(-Nm) after incubating with (2 nmol / 5 ml).

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成13年5月29日(2001.5.29)[Submission date] May 29, 2001 (2001.5.29)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項1[Correction target item name] Claim 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【化1】 式中、 nは整数またはゼロであり、 各Rは、互いに同一であっても異なってもよく、Hであるか、または、-CO
ON-ヒドロキシフタルイミド、-COOペンタフルオロフェノール、電気化学プ
ローブおよび活性化エステルに結合した電気化学プローブからなる群から選択さ
れる第一の生物学的分子または抗リガンドと共有結合できる官能基であり、ただ
し、 (a)式(I')の前記Rの少なくとも一つが前記官能基を示すか、あるいは
、 (b)式(I')の各YpRが同一である場合には、これらはCH2−COO Hとは異なり、しかも、 (c)Rが-COON-ヒドロキシフタルイミド、-COOペンタフルオロフェ
ノール、またはフェロセンおよびキノンのような電気化学プローブからなる群か ら選択される場合には、Yは-CH2-とは異なり、 各Ypは、互いに同一であっても異なってもよく、pがゼロまたは整数である
結合アームであって、 前記RがHを示す場合の対応する式(I')のポリマーの導電性および電気活
性と実質的に同じオーダーの導電性および電気活性を備えるポリマー。
Embedded image Wherein n is an integer or zero, each R may be the same or different from each other , is H, or -CO
A functional group capable of covalently binding to a first biological molecule or an anti-ligand selected from the group consisting of ON-hydroxyphthalimide, -COO pentafluorophenol , an electrochemical probe and an electrochemical probe coupled to an activated ester, Provided that (a) at least one of the Rs in the formula (I ′) represents the functional group, or
(B) when YpRs of the formula (I ′) are the same, they are different from CH 2 —COOH , and (c) R is —COON-hydroxyphthalimide, —COOpentafluorophene.
Nord or if it is ferrocene and electrochemical consisting probe group or al selection as quinone,, Y is -CH 2 - unlike, each Yp may be the same or different from each other, p Is a linking arm wherein is zero or an integer, wherein the polymer has conductivity and electroactivity of substantially the same order of magnitude as the conductivity and electroactivity of the corresponding polymer of formula (I ') when R represents H .

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項15[Correction target item name] Claim 15

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【化2】 式中、 nは整数またはゼロであり、 各R'は、互いに同一であっても異なってもよく、Hであるか、または、第一
の生物学的分子または抗リガンドと共有結合できる、または共有結合した、官能
基であり、当該官能基はCOON-ヒドロキシフタルイミド、COOペンタフル
オロフェノール、電気化学プローブおよび活性化エステルに結合した電気化学プ
ローブからなる群から選択され、ただし、式(II')の前記R'の少なくとも一つ 第一の生物学的分子または抗リガンドと共有結合した官能基を示し、そして、 R’が-COON-ヒドロキシフタルイミド、-COOペンタフルオロフェノール
、またはフェロセンおよびキノンのような電気化学プローブからなる群から選択 される場合には、Yは-CH2-とは異なり、 各Ypは、互いに同一であっても異なってもよく、pがゼロまたは整数である
結合アームであって、 前記第一の生物学的分子がポリヌクレオチドまたはペプチド配列を含むポリマ
ー。
Embedded image Wherein n is an integer or zero, each R ′ can be the same or different from each other , is H , or can be covalently linked to a first biological molecule or anti-ligand, or A covalently bonded functional group, wherein the functional group is selected from the group consisting of COON-hydroxyphthalimide, COO pentafluorophenol, an electrochemical probe and an electrochemical probe bonded to an activated ester, provided that the formula (II ′) wherein R 'represents a functional group at least one covalently attached to the first biological molecule or antiligand, and, R' is -COON- hydroxyphthalimide, -COO pentafluorophenol
, Or if it is selected from ferrocene and the group consisting of electrochemical probes such as quinone, Y is -CH 2 - unlike, each Yp may be the same or different from each other, p is zero Or a binding arm that is an integer, wherein the first biological molecule comprises a polynucleotide or peptide sequence.

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0053[Correction target item name] 0053

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0053】 実施例5:ポリヌクレオチド若しくはオリゴヌクレオチドで官能化されたポリピ
ロールの合成 この合成は、以下の3工程に従って実施される。 a)[N-3-ヒドロキシスクシンイミドピロール]モノマーの合成 0.4モルのピロール−酢酸(I)、30mlのクロロホルム、及び0.4モ
ルのN-ヒドロキシスクシンイミド、NHS(II)を、三首フラスコに加える。
混合物を攪拌して、20mlのクロロホルム中の0.4モルのジシクロヘキシル
カルボジイミド、DCCの溶液を、滴定して加える。2時間攪拌した後、白色の
固体が形成され、それを濾過し、クロロホルムで洗浄する。蒸発し、不必要な反
応産物を除去するためにアセトニトリルで洗浄した後、産物をクロロホルムから
再結晶化する。かくして所望の化合物、[3-(アセタート-N-ヒドロキシスクシン イミド)ピロール] (III)が、白色粉体の形態で得られる。
Example 5 Synthesis of Polypyrrole Functionalized with Polynucleotide or Oligonucleotide This synthesis is performed according to the following three steps. a) Synthesis of [N-3-hydroxysuccinimide pyrrole] monomer 0.4 mol of pyrrole-acetic acid (I), 30 ml of chloroform, and 0.4 mol of N-hydroxysuccinimide, NHS (II) were added to a three-necked flask. Add to
The mixture is stirred and a solution of 0.4 mol of dicyclohexylcarbodiimide, DCC in 20 ml of chloroform is added by titration. After stirring for 2 hours, a white solid is formed, which is filtered and washed with chloroform. After evaporation and washing with acetonitrile to remove unwanted reaction products, the product is recrystallized from chloroform. Thus the desired compound, [3- (acetato -N- hydroxysuccinimide) pyrrole] (III) are obtained in the form of a white powder.

【化7】 融点、m.p.=135℃。1H NMR (ppm): (NH, 1H, 9, s);ピロール(2H, 6.7
, m):ピロール(1H, 6.1, s);CH2(2H, 3.8, s);ヒドロキシスクシンイミド(
4H, 2.8, s)。
Embedded image Melting point, m.p. p. = 135 ° C. 1H NMR (ppm): (NH, 1H, 9, s); pyrrole (2H, 6.7)
, m): pyrrole (1H, 6.1, s); CH 2 (2H, 3.8, s); hydroxysuccinimide (
4H, 2.8, s).

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0067[Correction target item name] 0067

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0067】 当該反応が複数の副産物、例えば、The reaction produces a number of by-products, eg,

【化13】 を生じることがあるので、望ましいエステルは、シリカゲルカラムで単離される
。クロマトグラフプレートを調製すれば、このエステルはもはや単離されること
がわかるであろうが、カラムを使用して過剰なクレー(これはカラムの頭部に残
存する)を除去した。当該カラムの場合、異なる極性の二つの溶媒の混合物を使
用することが必要であるが、これは当該二つの溶媒の適切な組成を使用すると、
より良好な分離が得られるからである。従って、30%の酢酸エチル(極性溶媒)と7
0%のヘプタン(非極性溶媒)からなる混合物を使用した。この溶媒を蒸発させると
、黄色のオイルが回収された。 9.23gのエステルが得られ、収率は75.6%であった。
Embedded image The desired ester is isolated on a silica gel column because it can yield If a chromatographic plate was prepared, this ester would no longer be isolated, but the column was used to remove excess clay, which remained at the top of the column. In the case of the column, it is necessary to use a mixture of two solvents of different polarities, which, with the appropriate composition of the two solvents,
This is because better separation can be obtained. Therefore, 30% ethyl acetate (polar solvent) and 7%
A mixture consisting of 0% heptane (a non-polar solvent) was used. Upon evaporation of the solvent, a yellow oil was recovered. 9.23 g of ester was obtained with a yield of 75.6%.

【手続補正5】[Procedure amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0075[Correction target item name] 0075

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0075】 実施例10:好ましいポリマー(E)の合成Example 10: Synthesis of preferred polymer (E)

【化20】 Embedded image

【手続補正6】[Procedure amendment 6]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図2[Correction target item name] Figure 2

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図2】 FIG. 2

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01N 27/414 G01N 27/30 301K ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G01N 27/414 G01N 27/30 301K

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 式(I')の導電性、電気活性官能化結合ポリマーであって
、 【化1】 式中、 nは整数またはゼロであり、 各Rは、互いに同一であっても異なってもよく、H、またはCOON-ヒドロ
キシフタルイミド、COOペンタフルオロフェノール、電気化学プローブおよび
活性化エステルに結合した電気化学プローブからなる群から選択される第一の生
物学的分子または抗リガンドと共有結合できる官能基であり、ただし、(a)式
(I')の少なくとも一つの前記Rが前記官能基を示すか、(b)式(I')の各
YpRが同一である場合には、これらはCH2−COOHとは異なる、 各Ypは、互いに同一であっても異なってもよく、pがゼロまたは整数である
結合アームであって、 前記RがHを示す場合の対応する式(I')のポリマーの導電性および電気活
性と実質的に同じオーダーの導電性および電気活性を備えるポリマー。
1. A conductive, electroactive functionalized binding polymer of the formula (I ′), comprising: Wherein n is an integer or zero, and each R can be the same or different from each other and can be H, or an electrical bond to COON-hydroxyphthalimide, COO pentafluorophenol, an electrochemical probe and an activated ester. A functional group capable of covalently binding to a first biological molecule or an anti-ligand selected from the group consisting of chemical probes, provided that (a) at least one of said Rs in formula (I ') represents said functional group Or (b) when each YpR in formula (I ') is the same, they are different from CH2-COOH; each Yp may be the same or different from each other, and p is zero or an integer. Wherein said R and H have substantially the same order of magnitude of conductivity and electroactivity as the conductivity and electroactivity of the corresponding polymer of formula (I '). Polymer.
【請求項2】 電気化学プローブが、フェロセンおよびキノンからなる群か
ら選択される、請求項1記載のポリマー。
2. The polymer according to claim 1, wherein the electrochemical probe is selected from the group consisting of ferrocene and quinone.
【請求項3】 Yが、1ないし5の炭素原子を有するアルキレン基;1ない
し5の炭素原子を有するオキシアルキレン基;mが1ないし3の範囲の整数であ
り、かつm’が1または2に等しい整数である式[(CH2-CH2-O)m(CH2
)m’]を有するポリエーテル;mおよびm''が同一または相違するものであって
、1ないし3の範囲の整数である(CH2)mCONH(CH2)m'';および
、mが1ないし3の範囲の整数であり、かつ、m'''が2または3である(CH
2)mCON(CH2)m'''からなる群から選択される、請求項1記載のポリ
マー。
3. Y is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms; an oxyalkylene group having 1 to 5 carbon atoms; m is an integer of 1 to 3, and m ′ is 1 or 2; The formula [(CH2-CH2-O) m (CH2
) m ']; m and m''are the same or different and are an integer in the range of 1 to 3; (CH2) mCONH (CH2) m''; An integer in the range of 3 and m ′ ″ is 2 or 3 (CH
2) The polymer of claim 1, wherein the polymer is selected from the group consisting of mCON (CH2) m '".
【請求項4】 pが0、1または2である、請求項1記載のポリマー。4. The polymer according to claim 1, wherein p is 0, 1 or 2. 【請求項5】 前記抗リガンドが、抗リガンド/ターゲット分子複合体を形
成することができる、請求項1記載のポリマー。
5. The polymer of claim 1, wherein said anti-ligand is capable of forming an anti-ligand / target molecule complex.
【請求項6】 前記複合体が、ペプチド/抗体、抗体/ハプテン、ホルモン
/レセプター、ポリヌクレオチドハイブリッド/ポリヌクレオチドおよびポリヌ
クレオチド/核酸対からなる群から選択される、請求項5記載のポリマー。
6. The polymer of claim 5, wherein said conjugate is selected from the group consisting of peptides / antibodies, antibodies / haptens, hormones / receptors, polynucleotide hybrids / polynucleotides and polynucleotide / nucleic acid pairs.
【請求項7】 ターゲット分子が、ヒスチジンタグを含む、請求項5記載の
ポリマー。
7. The polymer according to claim 5, wherein the target molecule comprises a histidine tag.
【請求項8】 pが1であり、YがCH2、CH2-CH2およびCH2-C
H2-CH2からなる群から選択され、かつ、少なくとも一つの前記RがCOO
Hである、請求項1記載のポリマー。
8. p is 1 and Y is CH2, CH2-CH2 and CH2-C
H2-CH2 and at least one of said R is COO
The polymer of claim 1, wherein the polymer is H.
【請求項9】 pが1であり、YがCH2、CH2-CH2およびCH2-C
H2-CH2からなる群から選択され、かつ、少なくとも一つの前記RがCOO
N-ヒドロキシフタルイミドまたはCOOペンタフルオロフェノールである、請
求項1記載のポリマー。
9. p is 1 and Y is CH2, CH2-CH2 and CH2-C
H2-CH2 and at least one of said R is COO
The polymer according to claim 1, which is N-hydroxyphthalimide or COO pentafluorophenol.
【請求項10】 pが1であり、Yが、mおよびm''が同一または相違する
1ないし3の範囲の整数である(CH2)mCONH(CH2)m''であり、か
つ、少なくとも一つの前記Rが電気化学プローブである、請求項1記載のポリマ
ー。
10. p is 1, Y is (CH2) mCONH (CH2) m ″, wherein m and m ″ are the same or different and are integers in the range of 1 to 3, and Y is at least one. The polymer of claim 1, wherein one of said R is an electrochemical probe.
【請求項11】 電気化学プローブが、フェロセンおよびキノンからなる群
から選択される、請求項10記載のポリマー。
11. The polymer according to claim 10, wherein the electrochemical probe is selected from the group consisting of ferrocene and quinone.
【請求項12】 前記電気化学プローブが、活性化エステルに結合される、
請求項10記載のポリマー。
12. The method according to claim 12, wherein the electrochemical probe is conjugated to an activated ester.
The polymer according to claim 10.
【請求項13】 pが1であり、Yが、mおよびm''が同一または相違する
1ないし3の範囲の整数である(CH2)mCONH(CH2)m''であり、お
よび、少なくとも一つのRがNH2または末端アミノ基NH2を有するあらゆる
置換基である、請求項1記載のポリマー。
13. p is 1 and Y is (CH2) mCONH (CH2) m ″ where m and m ″ are the same or different and are an integer in the range of 1 to 3, and at least one The polymer of claim 1 wherein one R is NH2 or any substituent having a terminal amino group NH2.
【請求項14】 pが1であり、Yが、mが1ないし3の範囲の整数であり
、かつ、m'''が2または3である(CH2)mCON(CH2)m'''であり、
少なくとも一つのRがCOOHである、請求項1記載のポリマー。
14. (CH2) mCON (CH2) m ′ ″ wherein p is 1, Y is m is an integer in the range of 1 to 3, and m ′ ″ is 2 or 3. Yes,
The polymer of claim 1, wherein at least one R is COOH.
【請求項15】 式(II')の導電性、電気活性結合ポリマーであって、 【化2】 式中、 nは整数またはゼロであり、 各R'は、互いに同一であっても異なってもよく、H、または第一の生物学的
分子または抗リガンドと共有結合できる、または共有結合した、官能基であり、
当該官能基はCOON-ヒドロキシフタルイミド、COOペンタフルオロフェノ
ール、電気化学プローブおよび活性化エステルに結合した電気化学プローブから
なる群から選択され、ただし、式(II')の少なくとも一つの前記R'が第一の生
物学的分子または抗リガンドと共有結合した官能基を示し、 各Ypは、互いに同一であっても異なってもよく、pがゼロまたは整数である
結合アームであって、 前記第一の生物学的分子がポリヌクレオチドまたはペプチド配列を含むポリマ
ー。
15. A conductive, electroactive binding polymer of the formula (II ′), comprising: Wherein n is an integer or zero, and each R ′ can be the same or different from each other and can be, or are, covalently bound to H, or a first biological molecule or anti-ligand, Functional group,
The functional group is selected from the group consisting of COON-hydroxyphthalimide, COO pentafluorophenol, an electrochemical probe and an electrochemical probe attached to an activated ester, provided that at least one of the R ′ of formula (II ′) is A functional group covalently linked to one biological molecule or an anti-ligand, each Yp may be the same or different from each other, and p is zero or an integer; A polymer whose biological molecule comprises a polynucleotide or peptide sequence.
【請求項16】 pが1であり、YがCH2、CH2-CH2およびCH2-
CH2-CH2からなる群から選択され、かつ、第一の生物学的分子または抗リ
ガンドに結合される前の少なくとも一つの官能基が、COON-ヒドロキシフタ
ルイミド、または、COOペンタフルオロフェノールである、請求項15記載の
ポリマー。
16. p is 1 and Y is CH2, CH2-CH2 and CH2-
Wherein at least one functional group selected from the group consisting of CH2-CH2 and before being bound to the first biological molecule or antiligand is COON-hydroxyphthalimide or COO pentafluorophenol. Item 16. The polymer according to Item 15,
【請求項17】 pが1であり、Yが、mおよびm''が同一または相違する
1ないし3の範囲の整数である(CH2)mCONH(CH2)m''であり、か
つ、第一の生物学的分子または抗リガンドに結合される前の少なくとも一つの官
能基が、電気化学プローブである、請求項15記載のポリマー。
17. p is 1, Y is (CH2) mCONH (CH2) m ″, wherein m and m ″ are the same or different and are integers in the range of 1 to 3, and Y is 16. The polymer of claim 15, wherein the at least one functional group before being attached to a biological molecule or anti-ligand of is an electrochemical probe.
【請求項18】 電気化学プローブが、フェロセンおよびキノンからなる群
から選択される、請求項17記載のポリマー。
18. The polymer according to claim 17, wherein the electrochemical probe is selected from the group consisting of ferrocene and quinone.
【請求項19】 前記電気化学プローブが、活性化エステルに結合される、
請求項18記載のポリマー。
19. The method according to claim 19, wherein the electrochemical probe is conjugated to an activated ester.
19. The polymer according to claim 18.
【請求項20】 pが1であり、Yが、mおよびm''が同一または相違する
1ないし3の範囲の整数である(CH2)mCONH(CH2)m''であり、か
つ、第一の生物学的分子または抗リガンドに結合される前の少なくとも一つの官
能基が、NH2または末端アミノ官能基NH2を有するあらゆる置換基である、
請求項15記載のポリマー。
20. p is 1, Y is (CH2) mCONH (CH2) m ″, wherein m and m ″ are the same or different integers in the range of 1 to 3, and Y is At least one functional group prior to attachment to the biological molecule or anti-ligand of is NH2 or any substituent having a terminal amino functional group NH2,
The polymer according to claim 15.
【請求項21】 pが1であり、Yが、mが1ないし3の範囲の整数であり
、かつ、m'''が2または3である(CH2)mCON(CH2)m'''であり、
第一の生物学的分子または抗リガンドに結合される前の少なくとも一つの官能基
が、COOHである、請求項15記載のポリマー。
21. (CH2) mCON (CH2) m '''wherein p is 1; Y is m is an integer ranging from 1 to 3; and m''' is 2 or 3. Yes,
16. The polymer of claim 15, wherein the at least one functional group before being attached to the first biological molecule or anti-ligand is COOH.
【請求項22】 第一の生物学的分子または抗リガンドが、アミノ酸、ペプ
チド、オリゴヌクレオチド、抗原からなる群から選択される、請求項15記載の
ポリマー。
22. The polymer of claim 15, wherein said first biological molecule or anti-ligand is selected from the group consisting of amino acids, peptides, oligonucleotides, antigens.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004269532A (en) * 2003-03-07 2004-09-30 Samsung Electronics Co Ltd Conductive comound, electrode and sensor comprising the same and method for detecting target molecule by using the sensor
JP2006518334A (en) * 2002-12-19 2006-08-10 ビョメリウー ソシエテ アノニム Oligonucleotide-substituted pyrrole
JP2016045064A (en) * 2014-08-22 2016-04-04 国立大学法人山形大学 Transistor amine sensor
JPWO2016043078A1 (en) * 2014-09-19 2017-08-31 国立大学法人 新潟大学 Substrate antigen simultaneous detection biosensor, electrode, substrate antigen simultaneous detection method, and program

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2808024B1 (en) * 2000-04-21 2006-09-15 Bio Merieux ELECTROACTIVE COMPLEX, ELECTROACTIVE PROBE AND PROCESS FOR PREPARATION
FR2833013B1 (en) * 2001-11-30 2005-06-24 Bio Merieux ELECTROACTIVE PROBE COMPRISING A CHELATING AGENT AND A METAL CATION
FR2833014B1 (en) * 2001-11-30 2005-07-08 Bio Merieux SELECTIVE PROCESS FOR DETECTION, IDENTIFICATION AND ASSESSMENT OF A DIVALENT METAL CATION IN A SAMPLE
FR2835836B1 (en) 2002-02-14 2006-03-17 Bio Merieux BIFONCTIONALIZED METALLOCENES, PROCESS FOR OBTAINING THEM, USE FOR THE MARKING OF BIOLOGICAL MOLECULES
US6987164B2 (en) * 2002-03-09 2006-01-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Electrically conductive polymer, sensor using the same, and method for detecting target molecule using the sensor
SE0201468D0 (en) * 2002-05-13 2002-05-13 Peter Aasberg Method of using luminescent polymers for detection of biospecific interaction
JP5006033B2 (en) 2004-02-24 2012-08-22 独立行政法人科学技術振興機構 Ligand for detection of electrochemically active sequence-specific double-stranded nucleic acid molecules
FR2892723B1 (en) 2005-11-03 2009-04-24 Biomerieux Sa NOVEL ELECTROPOLYMERIZABLE MONOMERS, SOLUBLE IN AQUEOUS SOLUTION, COMPRISING A METALLOPORPHYRIN.
FR2921517B1 (en) 2007-09-26 2010-12-03 Commissariat Energie Atomique PROTON CONDUCTIVE MEMBRANES FOR FUEL CELL HAVING PROTON GRADIENT AND METHODS FOR PREPARING THE SAME
KR101580318B1 (en) * 2008-05-14 2015-12-28 삼성전자주식회사 Monomer for Binding Nano-metal Conducting Polymer Composite and Preparation Method thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990010655A1 (en) * 1989-03-13 1990-09-20 Allage Associates, Inc. Surface functionalized and derivatized conducting polymers and methods for producing same
JPH03205422A (en) * 1990-01-08 1991-09-06 Nippon Oil Co Ltd Poly((3-pyrrolyl)acetic acid)
FR2720832A1 (en) * 1994-04-22 1995-12-08 Francis Garnier Electroactive electrodes and membranes based on bioactive peptides, for the recognition, extraction or release of biologically active species.

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006518334A (en) * 2002-12-19 2006-08-10 ビョメリウー ソシエテ アノニム Oligonucleotide-substituted pyrrole
JP2004269532A (en) * 2003-03-07 2004-09-30 Samsung Electronics Co Ltd Conductive comound, electrode and sensor comprising the same and method for detecting target molecule by using the sensor
JP4588336B2 (en) * 2003-03-07 2010-12-01 三星電子株式会社 Conductive compound, electrode and sensor including the same, and target molecule detection method using the sensor
JP2016045064A (en) * 2014-08-22 2016-04-04 国立大学法人山形大学 Transistor amine sensor
JPWO2016043078A1 (en) * 2014-09-19 2017-08-31 国立大学法人 新潟大学 Substrate antigen simultaneous detection biosensor, electrode, substrate antigen simultaneous detection method, and program

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