JP2005530130A - α−ヒドロキシ酸またはβ−ジケトンも含む溶液中でのグルコース検出 - Google Patents
α−ヒドロキシ酸またはβ−ジケトンも含む溶液中でのグルコース検出 Download PDFInfo
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Abstract
Description
本願は、2001年12月28日付けで出願された第10/029,184号の一部継続出願であり、この第10/029,184号は、2001年1月5日付けで出願された第09/754,217号の一部継続出願であり、2002年3月14日付けで出願された出願第60/363,885号,2001年10月18日付けで出願された出願第60/329,746号,および、2001年2月21日付けで出願された出願第60/269,887号の利益を主張するものである。
該当なし。
発明の背景
1.発明の分野
本発明は、α−ヒドロキシ酸または3−ジケトンのような妨害を起こす可能性のある化合物も含む可能性があるサンプル中でのグルコース検出に関する。
グルコースなどの炭水化物と、フェニルボロン酸との錯化が以前から知られており、その相互作用の可逆性が、糖類のクロマトグラフィー分離の基礎として役立ってきた。特に1959年に、LorandおよびEdwardsが、フェニルボロン酸と様々な飽和ポリオールとの水性の結合に関する結合定数を報告しており、結合の相互作用は、極めて弱い相互作用(例えば、エチレングリコール,Kd=360mM)から、適度に強い相互作用(例えば、グルコース、Kd=9.1mM)の範囲である。J.Yoon等,Bioorganic and Medicinal Chemistry 1(4):267〜71(1993年)を参照。結合メカニズムは、グルコースの隣接したヒドロキシル基がボロン酸部分のヒドロキシル基に結合することによって生じるものと考えられる。
一つの観点において、本発明は、α−ヒドロキシ酸またはβ−ジケトンも含む可能性があるサンプル中のグルコースの存在または濃度を検出する方法に関し、本方法は、以下を含む:
a)サンプルと、少なくとも2種のグルコースに関する認識エレメントを有する化合物とを接触させること(前記認識エレメントは、前記化合物とグルコースとの相互作用が、前記化合物とα−ヒドロキシ酸またはβ−ジケトンとの相互作用より安定になるように配置されており、前記化合物はまた、サンプル中で前記化合物とグルコースとが接触する場合に濃度依存性の様式で変化する検出可能な特性を有する検出可能な部分を含む);および、
b)前記検出可能な特性のあらゆる変化を測定することにより、サンプル中のグルコースの存在または濃度を決定すること(α-ヒドロキシ酸またはβ-ジケトンの存在は、実質的に前記決定に妨害しない)。
−R1およびR2は、同一または異なって、i)水素;ii)R8部分のpKaおよび加水分解安定性を改変する置換基、iii)検出可能な部分、または、iv)固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(当該支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)から選択され;
−R3は、水素、または、固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(当該支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)であり;
−R4およびR5は、同一または異なって、i)水素、ii)R8部分のpKaおよび加水分解安定性を改変する置換基、iii)検出可能な部分、または、iv)固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(当該支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)から選択され;
−Zはそれぞれ独立して、炭素または窒素であり;
−R6およびR7は、同一または異なって、i)0〜10個の連続した、または分岐状の炭素および/またはヘテロ原子を含むリンキング基、または、ii)固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(当該支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)であり;
−Rは、i)炭素、酸素、窒素、硫黄およびリンからなる群より選択される1〜10個の連続した原子を含む脂肪族および/または芳香族スペーサー、ii)検出可能な部分、またはiii)固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(当該支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)から選択され;
−R8はそれぞれ、同一または異なって、必要に応じて、脱保護された場合にグルコースに存在する近接するジオール基と相互作用可能な保護された部分であり;および、
−R9およびR10は、同一または異なって、i)水素、ii)検出可能な部分、iii)a)固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(当該支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)、および/または、b)化合物の物理特性を変更することができる官能基を含む基であり;ただし、インジケーター化合物は、直接的に、または、固体支持体またはポリマーマトリックスの一部としてのいずれかによって、それと連結した少なくとも1つの検出可能な部分を含む。
図面の簡単な説明
図1は、実施例1で説明されたインジケーターの正規化蛍光発光(420nmにおけるI/Io)を説明する。
図3は、実施例3で説明されたインジケーターの正規化蛍光発光(428nmにおけるI/Io)を説明する。
図5は、実施例5で説明されたインジケーターの正規化蛍光発光(540nmにおけるI/Io)を説明する。
図7〜8は、実施例6で説明されたインジケーターの吸光度(450nm/530nm)の比率を説明する。
図10は、グルコースの非存在下、および、100mMグルコースの存在下での、実施例6で説明されたインジケーターの蛍光スペクトルを説明する。
図12は、実施例10で説明された、グルコースに接触させたインジケーターの正規化蛍光発光(525nmにおけるI/Io)を説明する。
図14は、実施例11で説明された、グルコースおよび乳酸塩に接触させたインジケーターの相対的な蛍光発光(430nmにおけるI)を示す。
図16は、実施例13で説明された、グルコースおよび乳酸塩に接触させたインジケーターの蛍光を説明する。
一つの観点において、本発明は、α−ヒドロキシ酸またはβ−ジケトンのような妨害を起こす化合物も含む可能性があるサンプル中で、グルコースの存在または濃度を検出する方法を提供する。このうような妨害を起こす可能性のある化合物としては、乳酸塩、アセトアセテート、β−ヒドロキシ酪酸などが挙げられる。
−R1およびR2は、同一または異なって、以下から選択される:i)水素;ii)R8部分のpKaおよび加水分解安定性を改変する置換基、iii)検出可能な部分、または、iv)固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(前記支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む);
−R3は、水素、または、固体支持体またはポリマーマトリックスと結合可能なリンキング基(前記支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)であり;
−R4およびR5は、同一または異なって、i)水素、ii)R8部分のpKaおよび加水分解安定性を改変する置換基、iii)検出可能な部分、または、iv)固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(前記支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)から選択され;
−Zはそれぞれ独立して、炭素または窒素であり;
−R6およびR7は、同一または異なって、i)0〜10個の連続した、または分岐状の炭素および/またはヘテロ原子を含むリンキング基、または、ii)固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(前記支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)であり;
−Rは、i)炭素、酸素、窒素、硫黄およびリンからなる群より選択される1〜10個の連続した原子を含む脂肪族および/または芳香族スペーサー,ii)検出可能な部分、またはiii)固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(前記支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)から選択され;
−R8はそれぞれ、同一または異なって、必要に応じて、脱保護された場合にグルコースに存在する近接するジオール基と相互作用可能な保護された部分であり;および、
−R9およびR10は、同一または異なって、i)水素、ii)検出可能な部分、iii)a)固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(前記支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)、および/または、b)前記化合物の物理特性を変更することができる官能基を含む基;ただし、インジケーター化合物は、直接的に、または、固体支持体またはポリマーマトリックスの一部としてのいずれかによって、それと連結した少なくとも1つの検出可能な部分を含む。
農業における本発明の用途としては、ダイズおよびその他の農産物中のグルコースレベルを検出することが挙げられる。ワイン用ブドウのような高価な産物にとっては、厳しい収穫時期の決定においてグルコースは慎重にモニターされなければならない。グルコースは、発酵プロセスにおける最も高価な炭素源および原料であるため、大規模なアルコール製造において、最適なリアクター供給速度制御のためのグルコースのモニタリングは重要である。リアクターの混合およびグルコース濃度の制御はまた、国際的に最も大量のグルコースおよび発酵性の(近接するジオール)糖類を消費する清涼飲料や発酵飲料の製造の際に、特性の制御に極めて重要である。
適切な装置は、例えば、1999年8月26日付けで出願された同時係属中の米国特許出願番号第09/383,148号、および、米国特許第5,833,603号、第6,002,954号、および、第6,011,984号(いずれも参照により本発明に含まれる)で説明されている。
アントラセン誘導体とMAPTACとの水溶性コポリマー
I.水溶性ポリマー中で共重合したモノ−ボロネート−アントラセンインジケーターの合成:
A.9−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチルアントラセン
N−(3−アミノプロピル)メタクリルアミド塩酸塩(11.82g,66.0ミリモル,3.0当量)、および、DBMP(10mg,阻害剤として)の、CHCl3(250mL)の懸濁液(0℃)に、DIEA(18.5g,25.0mL,144ミリモル,6.5当量)を20分間にわたり滴下して加えた。この混合物を25℃に温め、次に、0℃に再冷却した。冷却した混合物に、9−クロロメチルアントラセン(5.0g,22ミリモル)のCHCl3(100mL)溶液を、1時間にわたり滴下して加えた。その後、この混合物を、25℃で1時間、50℃で12時間、続いて、70℃で2時間撹拌した。続いて、この混合物を、4×60mLの水で洗浄し、合わせた水層をCH2Cl2で抽出した。合わせた有機抽出物を、無水Na2SO4で乾燥させ、デカントし、真空中で濃縮した。シリカゲルクロマトグラフィー(フラッシュシリカゲル、2〜5%のCH3OH/CH2Cl2)で粗生成物を精製し、2.44g(33%)の固体生成物を得た。
B.9−[N−[2−(5,5−ジメチルボリナン−2−イル)ベンジル]−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチルアントラセン
9−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]−メチルアントラセン(2.44g,7.34ミリモル)、および、DBMP(10mg,阻害剤として)の、CHCl3(200mL)の溶液(0℃)に、DIEA(2.85g,3.84mL,22.0ミリモル,3.0当量)を数回に分けて、10分間にわたり加え、続いて、(2−ブロモメチルフェニル)ボロン酸ネオペンチルエステル(2.49g,8.81ミリモル,1.2当量)の溶液を、30分間にわたり滴下して加えた。その後、この混合物を25℃で20時間撹拌した。続いて、この混合物を、水で洗浄し、合わせた水層をCH2Cl2で抽出した。合わせた有機抽出物を、無水Na2SO4で乾燥させ、デカントし、真空中で濃縮した。シリカゲルクロマトグラフィー(フラッシュシリカゲル、2〜5%のCH3OH/CH2Cl2)で粗生成物を精製し、2.50g(76%)の薄い黄色の結晶質固体を得た。
TLC:メルクシリカゲル60プレート、Rf0.36(90/10のCH2Cl2/CH3OHを使用)、UV(254/366)、ニンヒドリン染色で観察,。
9−[N−[2−(5,5−ジメチルボリナン−2−イル)−ベンジル]−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチルアントラセン(0.0490g,0.105ミリモル)および[3−(メタクリルアミド)プロピル]−トリメチル塩化アンモニウム(MAPTAC,50重量%水溶液、0.48g,0.90mL,2.1ミリモル,20当量)の、エチレングリコール(1.5mL)溶液に、4,4’−アゾビス(シアノ吉草酸)(0.008g,0.03ミリモル,全モノマーの1.4モル%)を加えた。この溶液を、アルゴンガスで5分間パージし、次に、暗所で18時間、60℃に加熱した。続いて、粘性の溶液を25℃に冷却し、水(5mL)で希釈し、酢酸セルロース膜(MWCO3500)を介して水(3×4L)に対して透析した。透析した生成物を、乾燥するまで濃縮し、0.339g(68%)の黄色のガラス状の固体を得た。
この実施例でグルコースと乳酸塩から製造されたコポリマー(1種の認識エレメントを含む)の蛍光の変調を測定した。図1は、a)0〜20mMグルコース;b)0〜20mM乳酸塩を含むPBS中の、上記コポリマー(1:20 モル比)の0.5mg/mL溶液の正規化蛍光発光(420nmにおけるI/Io)を示す。島津のRF−5301分光蛍光計を、励起365nm;励起スリット1.5nm;発光スリット5nm;周囲温度で用いてスペクトルを記録した。エラーバーは、各データポイントにおける2つの値を用いた標準偏差である。上記コポリマーの蛍光は、グルコースおよび乳酸塩の存在により影響を受けた。
グルコースおよび起こり得る生理学的な妨害による、水溶性ポリマーに共有結合により結合したビス-ボロネート-インジケーターの変調
I.ビス-ボロネート-アントラセンインジケーターの単一メタクリル酸塩モノマーの合成
2−(2−アミノエトキシ)エタノール(31.4g,30.0mL,299ミリモル,20.9当量)のCHCl3(40mL)の溶液(23℃)に、9,10−ビス(クロロメチル)アントラセン(3.94g,14.3ミリモル)を加えた。この溶液を、暗所で67時間撹拌した。続いて、CH2Cl2(100mL)を加え、1×50mL、2×100mLのNaHCO3(飽和水溶液)で洗浄した。有機抽出物を無水Na2SO4で乾燥させ、ろ過し、濃縮して、4.67g(79%)の黄色の粉末を得た。生成物(RP−HPLCにより、〜85%純粋)をそのまま維持した。
9,10−ビス[[2−(2−ヒドロキシエトキシ)−エチルアミノ]メチル]アントラセン(4.02g,9.75ミリモル)、DIEA(12.6g/17.0mL,97.5ミリモル,10.0当量)および(2−ブロモメチルフェニル)ボロン酸ネオペンチルエステル(13.7g,48ミリモル,4.9当量)の、CHCl3(125mL)溶液(23℃)を、暗所で46時間撹拌した。続いて、この反応混合物を、まずロータリーエバポレーションで濃縮し、続いて真空ポンプを用いてDIEAを除去した。アルミナカラムクロマトグラフィー(150gの活性化した中性アルミナ,0〜3%のCH3OH/CH2Cl2)で残留物を精製し、5.67g(70%)の粘性の油を得て、これを静置して固化させた。生成物(RP−HPLCにより、〜85%純粋)をそのまま維持した。
HPLC条件:HP1100HPLCクロマトグラフ、バイダック201TP10×250mmカラム、0.100mLインジェクション、2mL/分、370nm検出、A=水(0.1%HFBA)、および、B=MeCN(0.1%HFBA)、勾配は、10%Bを2分間、10〜80%Bを18分間、80〜100%Bを2分間、100%Bを2分間、保持時間18.8分間。
9,10−ビス[N−[2−(5,5−ジメチル−ボリナン−2−イル)ベンジル]−N−[2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチルアミノ]−メチル]アントラセン(0.298g,0.359ミリモル)、メタクリル酸(0.304g,0.300mL,3.53ミリモル,9.84当量)、DCC(0.965g,4.68ミリモル,13.0当量)、および、N,N−ジメチル−アミノピリジン(0.020g,0.16ミリモル,0.46当量)の、CH2Cl2(15mL)溶液(23℃)を、暗所で4時間撹拌した。続いて、この反応混合物をろ過し、ロータリーエバポレーションで濃縮した。アルミナカラムクロマトグラフィー(50gの活性化した中性アルミナ,0〜4%のCH3OH/CH2Cl2)で残留物を精製し、0.150g(47%)の黄色の固体を得た。
TLC:メルク塩基性アルミナプレート、Rf0.45(95/5のCH2Cl2/CH3OHを使用)、UV(254/366)で観察。
[2−(メタクリロキシ)エチル]トリメチル−塩化アンモニウム(TMAMA,70重量%水溶液、0.344gモノマー,1.66ミリモル,50当量)の、水(0.600mL)溶液に、9−[N−[2−(5,5−ジメチルボリナン−2−イル)−ベンジル]−N−[2−(2−メタクロイルオキシエトキシ)エチルアミノ]メチル]−10−[N−[2−(5,5−ジメチルボリナン−2−イル)ベンジル]−N−[2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチルアミノ]メチル]アントラセン(0.0024g,0.0033ミリモル)の、MeOH(3.00mL)の溶液を加えた。この混合物に、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)(0.0075g,0.027ミリモル,全モノマーの1.6モル%)を加えた。この溶液を、0.45μメンブレンフィルターでろ過し、窒素ガスでパージし、次に、暗所で、55℃で16時間加熱した。続いて、粘性の溶液を、25℃に冷却し、真空中で濃縮した。残留物を、水(20mL)で希釈し、0.2μメンブレンフィルターでろ過した。このポリマー溶液を、酢酸セルロース膜(MWCO3500)を介して水(2×4L)に対して透析した。透析後、38.5mLのポリマー溶液が得られた。この溶液の一部の乾燥濃縮物によれば、溶液1.0mLあたり0.0075gのポリマーを含むことが示された。ポリマーの収率は全部で0.289g(77%)であった。
この実施例でグルコース、乳酸塩およびアセトアセテートから製造されたコポリマー(2種の認識エレメントを含む)の蛍光の変調を測定した。図2は、a)0〜20mMグルコース;b)0〜20mM乳酸塩;c)0〜20mMリチウムアセトアセテートを含むPBS中の、アントラセンビスボロネート−TMAMA(1:50モル比)コポリマーの1.5mg/mL溶液の正規化蛍光発光(428nmにおけるI/Io)を示す。島津RF−5301分光蛍光計を、励起365nm;励起スリット1.5nm;発光スリット1.5nm;周囲温度で用いて、スペクトルを記録した。上記コポリマーの蛍光は、乳酸塩またはアセトアセテートの存在ではなく、グルコースの存在により影響を受けた。
ビス-ボロネート-アントラセンインジケーターの蛍光におけるグルコースの用量反応効果に対する、溶液中の乳酸塩の効果
β−アラニンtert−ブチルエステル塩酸塩(3.06g,16.8ミリモル,5.09当量)、DIEA(4.27g,5.75mL,33.0ミリモル,10.00当量)、および、9,10−ビス(クロロメチル)アントラセン(0.910g,3.31ミリモル)の、CHCl3(75mL)溶液(23℃)を、暗所で93時間撹拌した。続いて、この溶液をろ過し、1×40mL、2×60mLのNaHCO3(飽和水溶液)で洗浄した。有機抽出物を、無水Na2SO4で乾燥させ、ろ過し、濃縮して、未精製の黄色の固体を得た。シリカゲルカラムクロマトグラフィー(30gの重力勾配ゲル、0〜3%のCH3OH/CH2Cl2)で残留物を精製し、1.06g(65%)の粘性の黄色〜オレンジ色のものを得た。生成物を、そのまま維持した。
9,10−ビス[[2−(tert−ブトキシカルボニル)−エチルアミノ]メチル]アントラセン(1.60g,3.25ミリモル)、DIEA(4.45g,6.00mL,34.4ミリモル,10.6当量)および(2−ブロモメチルフェニル)ボロン酸ネオペンチルエステル(4.80g,17.0ミリモル,5.22当量)の、CHCl3(30mL)溶液(23℃)を、暗所で4.5日間撹拌した。続いて、この混合物にCHCl3(45mL)を加え、この混合物を、2×25mLのNaHCO3(飽和水溶液)で洗浄した。有機抽出物を無水Na2SO4で乾燥させ、ろ過し、濃縮して、未精製の赤褐色の油を得た。アルミナカラムクロマトグラフィー(100gの活性化した中性アルミナ,0〜3%のCH3OH/CH2Cl2)で残留物を精製し、〜3.5gのオレンジ色の固体を得た。生成物を溶解させ、続いて白色沈殿(DIEA−HBr塩)を形成させた。この溶液をろ過し、ろ液を濃縮して、2.72g(93%)のオレンジ色の固体を得た。生成物(RP−HPLCにより、>80%純粋)を、そのまま維持した。
HPLC条件:HP1100HPLCクロマトグラフ、バイダック201TP10×250mmカラム、0.100mLインジェクション、2mL/分、370nm検出、A=水(0.1%HFBA)、および、B=MeCN(0.1%HFBA)、勾配は、10%Bを2分間、10〜80%Bを18分間、80〜100%Bを2分間、100%Bを2分間、保持時間23.9分間。
9,10−ビス[N−[2−(5,5−ジメチルボリナン−2−イル)ベンジル]−N−[2−(tert−ブトキシカルボニル)エチルアミノ]メチル]−アントラセン(0.556g,0.620ミリモル)の、20%TFA/CH2Cl2(5mL)溶液(23℃)を、暗所で25時間撹拌した。続いて、この反応混合物をN2ガス流下で濃縮した。残留物を3×10mLのエーテルで粉砕した。残留した固体を真空中で乾燥させ、0.351g(87%)のふわふわした黄色の粉末を得た。
HPLC:HP1100HPLCクロマトグラフ、ウォーターズ(Waters)5×100mmノバパック(NovaPak)HR CISカラム、0.025mLインジェクション、0.75mL/分、1.5mLインジェクションループ、360nm検出、A=水(0.1%HFBA)、および、B=MeCN(0.1%HFBA)、勾配は、10%Bを2分間、10〜80%Bを18分間、80〜100%Bを2分間、100%Bを2分間、保持時間16.7分間。
この実施例でグルコースと乳酸塩から製造されたインジケーター化合物(2種の認識エレメントを含む)の蛍光の変調を測定した。図3は、a)0〜10mMグルコース、0mM乳酸塩;b)0〜10mMグルコース、2mM乳酸塩;c)0〜10mMグルコース、5mM乳酸塩を含むPBS中の、ビスカルボキシレートビス−ボロネート−アントラセンインジケーターの75μM溶液の蛍光(428nmでの)を示す。島津RF−5301分光蛍光計を、励起365nm;励起スリット1.5nm;発光スリット1.5nm;周囲温度で用いて、スペクトルを記録した。全ポイントは3回測定された(±1のSDエラーバーを含む)。乳酸塩の存在は、グルコースによるインジケーターの蛍光の変調に実質的に影響を与えなかった。
インジケーターが共有結合でヒドロゲルに固定された場合の、乳酸塩およびアセトアセテートと比較した、グルコースに対するビス−ボロネートグルコースインジケーターの選択性
I.二重メタクリルアミドモノマーの製造
23℃の、9,10−ビス(クロロメチル)アントラセン(1.5g,5.45ミリモル)、DIEA(28.17g,38.00mL,218ミリモル,40当量)、N−(3−アミノプロピル)メタクリルアミド塩酸塩(9.76g,54.5ミリモル,10.0当量)、および、〜BHT(5mg)の、CHCl3(200mL)の懸濁液を、暗所で、4日間、40℃で撹拌した。続いて、温度を45℃に高め、この混合物を3日以上撹拌した。この時、沈殿が形成された。この混合物をろ過し、固体生成物を最小量のCH2Cl2に溶解させた。黄色の結晶質固体、所望の生成物のビス塩酸塩が一晩で形成された(3.15g,定量により)。
HPLC:HP1100HPLCクロマトグラフ、ウォーターズ5×100mmノバパックHR C18カラム、0.100mLインジェクション、0.75mL/分、360nm検出、A=水(0.1%HFBA)、および、B=MeCN(0.1%HFBA)、勾配は、10%Bを2分間、10〜80%Bを18分間、80〜100%Bを2分間、100%Bを2分間、保持時間15.0分間。
9,10−ビス[3−(メタクリルアミド)−プロピルアミノ]メチルアントラセン(0.0.650g,1.34ミリモル(遊離アミン))、DIEA(0.612g,0.825mL,4.74ミリモル,3.55当量)、(2−ブロモメチルフェニル)ボロン酸ネオペンチルエステル(1.34g,4.74ミリモル,3.55当量)、および、BHT(5mg,阻害剤として)の、CHCl3(20mL)の溶液(23℃)を、暗所で5日間撹拌した。続いて、この反応混合物を真空中で濃縮し、残留物をアルミナクロマトグラフィー(200gの活性化した中性アルミナ,0〜2%のCH3OH/CH2Cl2)で精製し、0.465g(39%)の極めて粘性の黄色の油を得た。
HPLC:HP1100HPLCクロマトグラフ、ウォーターズ5×100mmノバパックHR C18カラム、0.050mLインジェクション、0.75mL/分、360nm検出、A=水(0.1%HFBA)、および、B=MeCN(0.1%HFBA)、勾配は、10%Bを2分間、10〜80%Bを18.min,80〜100%Bを2分間、100%Bを2分間、保持時間16.9分間。
N,N−ジメチルアクリルアミド(40重量%)、および、N,N=−メチレンビスアクリルアミド(0.8重量%)のエチレングリコール溶液を製造した。9,10−ビス[N−[2−(5,5−ジメチルボリナン−2−イル)−ベンジル]−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチルアントラセン(17.8mg,2x10−5モル)、および、40μLの過硫酸アンモニウム水溶液(5重量%)を、エチレングリコールモノマー溶液(1mL)と合わせた。得られた溶液を窒素でパージしたグロープボックス中に置いた。重合を促進するために、N,N,N=,N=−テトラメチルエチレンジアミン(80μL,5重量%)水溶液を、モノマー調合物に加えた。得られた調合物を、顕微鏡のスライドと100μmステンレス鋼スペーサーとで構成された鋳型に注入した。窒素雰囲気中で8時間保持した後、鋳型をリン酸緩衝生理食塩水(PBS)(10mM PBS,pH=7.4)に置き、顕微鏡のスライドを取り出し、ヒドロゲルを取り出した。このヒドロゲルを、1mMラウリル硫酸ナトリウム塩と1mM EDTAナトリウム塩とを含むPBS(100mL)で3日間洗浄し(この溶液は毎日交換した)、続いて、DMF/PBS(体積比で10/90,3×100mL)で洗浄し、最後にPBS(pH=7.4,3×100mL)で洗浄した。得られたヒドロゲルポリマーを、0.2重量%アジ化ナトリウムと1mM EDTAナトリウム塩とを含むPBS(10mM PBS,pH=7.4)中で保存した。
この実施例でグルコース、乳酸塩およびアセトアセテートから製造されたインジケーター化合物(2種の認識エレメントを含む)の蛍光の変調を測定した。図4は、0.2%NaN3と1mM EDTAとを含み、様々な量のナトリウム−L−乳酸塩、リチウムアセトアセテートまたはα−D−グルコースを含む10mM PBS(pH7.4)中の、この実施例のグルコース認識分子を含むヒドロゲル正規化蛍光発光(427nmにおけるI/Io)を示す。島津RF−5301分光蛍光計を、励起365nm(スリット=3nm)、および、発光427nm(スリット=3nm)、低い感度で、37℃で用いて、温度制御されたサンプルホルダーを用いてデータを記録した。所望の溶液(3mL)を含むキュベットを、測定前に37℃で15分間平衡化させた。各ヒドロゲルサンプルを4つの独立したサンプルで測定した。エラーバーは、各データポイントにおける4つの値を用いた標準偏差である。グルコース認識分子を含むヒドロゲルを上述したように製造した。ヒドロゲルをスライドガラスにマウントし、PMMAキュベット中、入射光に対して45°でポリエステルメッシュで覆った。1、5、10および20mMナトリウムL−乳酸塩[アルドリッチ]、5、10および20mMリチウムアセトアセテート[アルドリッチ]、ならびに、1、2、4、5、10および20mM α−D−グルコースの溶液を、0.2%NaN3と1mM EDTAとを含む10mM PBS(pH7.4)で製造した。上記コポリマーの蛍光は、乳酸塩またはアセトアセテートの存在ではなく、グルコースの存在により影響を受けた。
ビス−ボロネート認識を用いた乳酸塩と比較したグルコース選択性、および、近接した消光シグナルの発生
A.N−(2,2−ジエトキシエチル)−4−ブロモ−1,8−ナフタルイミド。
HPLC:HP1100HPLCクロマトグラフ、ウォーターズ5×100mmノバパックHR C18カラム、0.050mLインジェクション、0.75mL/分、1.5mLインジェクションループ、360nm検出、A=水(0.1%HFBA)、および、B=MeCN(0.1%HFBA)、勾配は、10%Bを2分間、10〜80%Bを18分間、80〜100%Bを2分間、100%Bを2分間、保持時間24.2分間。
N−(2,2−ジエトキシエチル)−4−ブロモ−1,8−ナフタルイミド(0.797g,2.03ミリモル)、および、n−ブチルアミン(1.48g,2.00mL,20.2ミリモル,9.96当量)の、NMP(8mL)溶液を、45℃で66時間加熱した。続いて、得られた懸濁液を25℃に冷却させ、続いてろ過した。残留物を、エーテル(50mL)に溶解させ、水(3×50mL)で抽出した。有機抽出物を無水Na2SO4で乾燥させ、ろ過し、濃縮して、未精製の黄色の粉末を得た。シリカゲルクロマトグラフィー(25gの重力勾配ゲル、0〜1%のCH3OH/CH2Cl2)で粗生成物を精製し、0.639g(82%)の黄色の粉末を得た。
HPLC:HP1100HPLCクロマトグラフ、ウォーターズ5×100mmノバパックHR C18カラム、0.050mLインジェクション、0.75mL/分、1.5mLインジェクションループ、450nm検出、A=水(0.1%HFBA)、および、B=MeCN(0.1%HFBA)、勾配は、10%Bを2分間、10〜80%Bを18分間、80〜100%Bを2分間、100%Bを2分間、保持時間23.5分間。
N−(2,2−ジエトキシエチル)−4−ブチルアミノ−1,8−ナフタルイミド(0.622g,1.62ミリモル)、および、p−トルエン−スルホン酸一水和物(0.010g,0.053ミリモル,0.032当量)の、アセトン(25mL)溶液を、25℃で18時間撹拌した。続いて、この溶液を濃縮し、シリカゲルクロマトグラフィー(25gの重力勾配ゲル、0〜1%のCH3OH/CH2Cl2)で残留物を精製し、0.470g(94%)のオレンジ色の固体を得た。
1H NMR(400MHZ,CDCl3);δ1.03(t,3H,J=7.3Hz),1.53(m,2H),1.78(m,2H),3.38(t,2H,J=7.2Hz),5.02(s,2H),6.64(d,1H,J=8.6Hz),7.52(dd,1H,J=7.4,8.3Hz),8.08(dd,1H,J=1Hz,8.5Hz),8.38(d,1H,J=8.3Hz),8.46(dd,1H,J=1.0,7.3Hz),9.75(s,1H)。
4−ジメチルアミノベンズアルデヒド(1.00g,6.70ミリモル)、Na2SO4(6.70g,47.2ミリモル,7.04当量)、および、1,6−ジアミノヘキサン(3.89g,33.5ミリモル,5.00当量)の、無水EtOH(20mL)の懸濁液を、暗所で、25℃で、窒素ガス雰囲気下で18時間撹拌した。続いて、この溶液をろ過し、NaBH4(1.73g,45.8ミリモル,6.84当量)をろ液に加えた。この懸濁液を25℃で5時間撹拌した。続いて、反応混合物を濃縮し、残留物を水(50mL)に溶解させ、エーテル(3×50mL)で抽出した。合わせた有機抽出物を水(2×50mL)で洗浄した。合わせた水性抽出物をエーテル(2×50mL)で抽出した。合わせた有機抽出物をNa2SO4で乾燥させ、ろ過し、濃縮して、1.35g(81%)の粘性の油を得た。
N−(2−オキソエチル)−4−ブチルアミノ−1,8−ナフタルイミド(0.346g,1.11ミリモル)の、無水MeOH(25mL)の懸濁液に、N−(4−ジメチルアミノ−ベンジル)−1,6−ジアミノヘキサン(0.554g,2.22ミリモル,2.00当量)、および、酢酸(0.067g,1.1ミリモル,1.0当量)の無水MeOH(20mL)溶液を加えた。この混合物に、NaCNBH3(0.070g,1.1ミリモル,1.0当量)の無水MeOH(5mL)溶液を加えた。反応混合物を25℃で15時間撹拌した。続いて、ロータリーエバポレーションでMeOHを除去し、残留物を水(30mL)に溶解させた。この溶液を1N HClでpH2に調節し、次に、25℃で1時間撹拌した。続いて、この溶液を1N NaOHでpH12に調節し、その後、CH2Cl2(3×50mL)で抽出した。合わせた有機抽出物を水(3×50mL)で洗浄し、無水Na2SO4で乾燥させ、ろ過し、濃縮して、未精製の茶色の油を得た。シリカゲルクロマトグラフィー(35gのフラッシュ勾配ゲル、0〜50%のCH3OH/CH2Cl2、続いて45/50/5のCH3OH/CH2Cl2/iPrNH2)で粗生成物を精製し、0.190g(32%)のジアミン生成物を得た。
TLC:メルクシリカゲル60プレート、Rf0.42(80/20のCH2Cl2/CH3OHで),ニンヒドリン染色およびUV(254/366)で観察。
N−2−[6−N−(N−4−ジメチルアミノベンジル)−アミノヘキシル]アミノエチル)−4−ブチルアミノ−1,8−ナフタルイミド(0.150g,0.276ミリモル)、および、DIEA(0.355g,0.478mL,2.81ミリモル,10.0当量)の、CHCl3(5mL)溶液に、(2−ブロモメチルフェニル)ボロン酸ネオペンチルエステル(0.390g,1.38ミリモル,5.00当量)のCHCl3(2mL)溶液を加えた。その後、この溶液を25℃で27時間撹拌した。続いて、この混合物を濃縮し、アルミナカラムクロマトグラフィー(100gの活性化した中性アルミナ,0〜5%のCH3OH/CH2Cl2)で残留物を精製し、0.024g(19%)の粘性の茶色の油を得た。
HPLC:HP1100HPLCクロマトグラフ、ウォーターズ5×100mmノバパックHR C18カラム、0.050mLインジェクション、0.75mL/分、1.5mLインジェクションループ、450nm検出、A=水(0.1%HFBA)、および、B=MeCN(0.1%HFBA)、勾配は、10%Bを2分間、10〜80%Bを18分間、80〜100%Bを2分,100%Bを2分間、保持時間20.7分間。
グルコースの研究使用される遊離ビスボロン酸生成物は、N−2−[6−N−(N−4−ジメチル−アミノベンジル)−6−N−[2−(5,5−ジメチルボリナン−2−イル)ベンジル]アミノ−ヘキシル]−[2−(5,5−ジメチルボリナン−2−イル)ベンジル]アミノエチル−4−ブチルアミノ−1,8−ナフタルイミドをMeOH/FBS緩衝液系に溶解させることにより得られる。
このサンプルでグルコースおよび乳酸塩により製造されたインジケーター化合物(2種の認識エレメントを含む)の蛍光の変調を測定した。図5は、a)0〜20mMグルコース;b)0〜20mM乳酸塩を含む70/30のMeOH/PBS中の、インジケーター化合物の0.015mM溶液の正規化蛍光発光(535nmにおけるI/Io)を示す。島津RF−5301分光蛍光計を、励起450nm;励起スリット1.5nm;発光スリット1.5nm;周囲温度で用いて、スペクトルを記録した。エラーバーは、各データポイントにおける3つの値を用いた標準偏差である。上記インジケーターの蛍光は、グルコースの存在による影響を受けたが、乳酸塩の存在による影響は実質的に受けなかった。
N−[3−(メタクリルアミド)プロピル]−3,4−ジヒドロキシ−9,10−ジオキソ−2−アントラセンスルホンアミド(アリザリンレッドSモノマー)、および、α,α’−ビス[N−[2−(5,5−ジメチルボリナン−2−イル)ベンジル]−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]−1,4−キシレン(ビスボロン酸モノマー)を含むアクリルアミドゲルにおける、グルコースまたは乳酸塩の効果:
A.3,4−ジヒドロキシ−9,10−ジオキソ−2−アントラセン塩化スルホニル:
3,4−ジヒドロキシ−9,10−ジオキソ−2−アントラセンスルホン酸ナトリウム塩(1.4g,3.9ミリモル)を、クロロスルホン酸(30mL)と合わせ、90℃で5時間加熱し、その後、この溶液を0℃に冷却し、氷(100g)に注入した。氷が融けた後、この溶液をCH2Cl2(3×100mL)で抽出し、塩化メチレン抽出物を合わせ、Na2SO4で乾燥させ、蒸発させ、0.87gの固体を得た(収率66%)。
3,4−ジヒドロキシ−9,10−ジオキソ−2−アントラセン塩化スルホニル(96mg,0.28ミリモル)、および、N−(3−アミノプロピル)メタクリルアミド塩酸塩(108mg,0.6ミリモル)を、CH2Cl2(20mL)と合わせた。この懸濁液に、Et3N(303mg,3ミリモル)を加えた。この混合物を室温で24時間撹拌し、ろ過し、溶媒を蒸発させた。得られた固体を、SiO2(10g)のカラムクロマトグラフィーで、溶離液としてCH2Cl2/MeOH(90/10)を用いて処理した。生成物を赤色の固体として得た(80mg,64%収率)。
HPLC:HP1100HPLCクロマトグラフ、ウォーターズ5×100mmノバパックHR C18カラム、0.100mLインジェクション、0.75mL/分、2mLインジェクションループ、370nm検出、A=水(0.1%HFBA)、および、B=MeCN(0.1%HFBA)、勾配は、10%Bを2分間、10〜80%Bを18分間、80〜100%Bを2分間、100%Bを2分間、保持時間17.67分間。
N−(3−アミノプロピル)メタクリルアミド塩酸塩(3.00g,16.8ミリモル,2.21当量)、DIEA(6.5g,8.8mL,50ミリモル,6.6当量)、テレフタルジカルボキシアルデヒド(1.02g,7.60ミリモル)、および、Na2SO4(10.7g,75.3ミリモル,9.91当量)の、無水MeOH(75mL)溶液を、暗所で、25℃で18時間撹拌した。この際、さらにNa2SO4(10.7g,75.3ミリモル,9.91当量)を加え、6時間以上撹拌し続けた。続いて、この溶液をろ過し、NaBH4(1.73g,45.7ミリモル,6.01当量)を数回に分けてろ液に加え、その後、25℃で21時間撹拌した。この懸濁液をセライトでろ過し、、ろ液を濃縮した。残留物をCH2Cl2(100mL)に溶解させ、飽和NaHCO3水溶液(1×25mL)で洗浄した。有機抽出物を無水Na2SO4で乾燥させ、ろ過し、濃縮して、粘性の油を得た。生成物をそのまま維持した。
α,α=−ビス[3−(メタクリルアミド)−プロピルアミノ]−1,4−キシレン(2.94g,7.61ミリモル)、DIEA(2.97g,4.00mL,23.0ミリモル,3.02当量)、(2−ブロモメチルフェニル)ボロン酸ネオペンチルエステル(6.50g,23.0ミリモル,3.02当量)、および、BHT(5mg,阻害剤として)の、CH2Cl2(75mL)溶液(25℃)を、暗所で28時間撹拌した。続いて、この混合物を飽和NaHCO3水溶液(1×25mL)で洗浄した。有機抽出物を無水Na2SO4で乾燥させ、ろ過し、濃縮した。残留物に、エーテル(200mL)を加え、この懸濁液を18時間撹拌した。この懸濁液をろ過し、残留物をCH2Cl2に溶解させ、ろ過し、ろ液を濃縮した。固体残留物にエーテル(150mL)を加え、この懸濁液を18時間撹拌した。続いて、この懸濁液をろ過し、1.98g(33%)のふわふわしたピンク色の粉末を得た。
HPLC:HP1100HPLCクロマトグラフ、ウォーターズ5×100mmノバパックHR C18カラム、0.050mLインジェクション、0.75mL/分、280nm検出、A=水(0.1%HFBA)、および、B=MeCN(0.1%HFBA)、勾配は、10%Bを2分間、10〜80%Bを18分間、80〜100%Bを2分間、100%Bを2分間、保持時間13.4分間。
30重量%アクリルアミドと0.8重量%N,N’−メチレンビスアクリルアミドとを含むエチレングリコール溶液を製造した。N−[3−(メタクリルアミド)プロピル]−3,4−ジヒドロキシ−9,10−ジオキソ−2−アントラセンスルホンアミド(1.5mg,3.38×10−6モル)、および、α,α’−ビス[N−[2−(5,5−ジメチル−ボリナン−2−イル)ベンジル]−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]−1,4−キシレン(28mg,3.54×10−5モル)を、エチレングリコールモノマー溶液(800μL)、および、5重量%過硫酸アンモニウム水溶液(40μL)と合わせた。この調合物を、顕微鏡のスライドガラスと100μmステンレス鋼スペーサーとで構成された鋳型と共に、窒素でパージしたグロープボックスに置いた。重合を促進するために、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン水溶液(40μL,5重量%)をこのモノマー溶液に加え、最終調合物をガラス製鋳型に注入した。この鋳型を窒素雰囲気下で16時間放置し、その後、PBS(pH=7.4)に浸し、スライドガラスを取り出して薄膜状のヒドロゲルポリマーを得た。得られたヒドロゲル薄膜を、1mMラウリル硫酸ナトリウム塩を含むリン酸緩衝生理食塩水(100mL)で3日間洗浄し(この溶液は毎日交換した)、続いて、MeOH/PBS(体積比で20/80,3×100mL)で、最後にPBS(pH=7.4,3×100mL)で洗浄した。ヒドロゲルポリマーを、0.2重量%アジ化ナトリウムと1mM EDTAナトリウム塩とを含むPBS(10mM PBS,pH=7.4)中で保存した。
この実施例でグルコースと乳酸塩から製造されたインジケーターヒドロゲル(2種の認識エレメントを含む)の吸光度の変調を測定した。実施例4で説明したのと同じ方法で、アクリルアミドゲルをPMMAセルにマウントした。所望の量のグルコースまたは乳酸ナトリウムを含むリン酸緩衝生理食塩水(PBS)(pH=7.4)を水浴中で37℃に加熱し、上記ゲルを含むPMMAセル中に置き、その後、PMMAセルを37℃で15分間平衡化させた。各グルコースまたは乳酸塩濃度における吸光度測定を3回重複して行った。各測定において、650nmでの吸光度をブランクとして用い、A(650nm)を、A(450nm)およびA(530nm)の全ての値から差引いた。
実質的にこの実施例6に従って合成されたアクリルアミドゲル(ただし、N−[3−(メタクリルアミド)−プロピル]−3,4−ジヒドロキシ−9,10−ジオキソ−2−アントラセンスルホンアミド(1.9mg)、および、α,α’−ビス[N−[2−(5,5−ジメチルボリナン−2−イル)−ベンジル]−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]−1,4−キシレン(35mg)を使用したことを除く]の蛍光の変調を測定した。
ビス-ボロネート-アントラセンの単一メタクリルアミドモノマー:
9,10−ビス(クロロメチル)アントラセン(5.18g,18.8ミリモル,3.99当量)の、NMP(200mL)の懸濁液に、2−(2−アミノエトキシ)エタノール(0.495g,0.475mL,4.71ミリモル)を加えた。この混合物を、暗所で17時間撹拌した。続いて、反応混合物を、真空中で50℃で〜50mLに濃縮した。シリカゲルクロマトグラフィー(150gの重力勾配シリカゲル、0〜10%のCH3OH/CH2Cl2)で残留物を精製し、0.425g(24%)の黄色/オレンジ色の固体を得た。
HPLC:HP1100HPLCクロマトグラフ、バイダック201TP10×250mmカラム、0.100mLインジェクション、2mL/分、370nm検出、A=水(0.1%HFBA)、および、B=MeCN(0.1%HFBA)、勾配は、10%Bを2分間、10〜80%Bを18分間、80〜100%Bを2分間、100%Bを2分間、保持時間16.1分間。
N−(3−アミノプロピル)メタクリルアミド塩酸塩(3.08g,17.2ミリモル/4.2当量)、DIEA(5.19g,7.00mL,40.1ミリモル,9.8当量)、および、BHT(3mg)の、CHCl3(125mL)の懸濁液(23℃)に、9−クロロメチル−10−[[2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチルアミノ]−メチル]アントラセン塩酸塩(1.56g,4.10ミリモル)のCHCl3(25mL)溶液を滴下して加えた。その後、この混合物を暗所で92時間撹拌した。続いて、反応混合物をろ過し、NaHCO3(飽和水溶液)(2×40mL)で洗浄した。有機抽出物を無水Na2SO4で乾燥させ、ろ過し、濃縮して、粘着性のオレンジ色の固体を得て、これをアルミナクロマトグラフィー(50gの活性化した中性アルミナ,0〜5%のCH3OH/CH2Cl2)で精製し、0.364g(20%)のオレンジ色の固体を得た。
HPLC:HP1100HPLCクロマトグラフ、バイダック201TP10×250mmカラム、0.100mLインジェクション、2mL/分、370nm検出、A=水(0.1%HFBA)、および、B=MeCN(0.1%HFBA)、勾配は、10%Bを2分間、10〜80%Bを18分間、80〜100%Bを2分間、100%Bを2分間、保持時間16.85分間。
9−[[2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチルアミノ]−メチル]−10−[[(3−メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−アントラセン(0.343g,0.763ミリモル)、DIEA(0.965g,1.30mL,9.8当量)および(2−ブロモメチルフェニル)ボロン酸ネオペンチルエステル(1.09g,3.85ミリモル,5.0当量)の、CHCl3(20mL)の溶液(23℃)を、暗所で25時間撹拌した。続いて、反応混合物を、まずロータリーエバポレーションで濃縮し、続いて真空ポンプを用いてで濃縮してDIEAを除去した。アルミナカラムクロマトグラフィー(40gの活性化した中性アルミナ,0〜10%のCH3OH/CH2Cl2)で残留物を精製し、0.299g(46%)のイエローオレンジ色の固体を得た。この化合物は、上述したように、脱保護された、グルコースを検出するのに使用される適切なモノマーと共重合している可能性がある。
TLC:メルク塩基性アルミナプレート、Rf0.35(95/5のCH2Cl2/CH3OHを使用)、UV(254/366)で観察。
ビス−ボロネート−アントラセンの二重メタクリル酸塩モノマー
9,10−ビス[N−[2−(5,5−ジメチルボリナン−2−イル)ベンジル]−N−[2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチルアミノ]メチル]−アントラセン(0.100g,0.120ミリモル;実施例2を参照)、メタクリル酸(0.112g,0.110mL,1.30ミリモル,10.8当量)、DCC(0.316g,1.53ミリモル,12.8当量)、および、N,N−ジメチルアミノ−ピリジン(0.014g,0.11ミリモル/0.92当量)の、CH2Cl2(5mL)溶液を、0℃で1時間、続いて23℃で22時間撹拌した。続いて、反応混合物をろ過し、ロータリーエバポレーションで濃縮した。アルミナカラムクロマトグラフィー(30gの活性化した中性アルミナ,0〜2%のCH3OH/CH2Cl2)で残留物を精製し、0.030g(26%)の黄色の固体を得た。この化合物は、上述したように、脱保護された、グルコースを検出するのに使用される適切なモノマーと共重合している可能性がある。
TLC:メルク塩基性アルミナプレート、Rf0.67(95/5のCH2Cl2/CH3OHを使用)、UV(254/366)で観察。
二重5−アミノペンチルビス−ボロネート−アントラセン
9,10−ビス(クロロメチル)アントラセン(0.28g,1ミリモル)、DIEA(7.0mL,40ミリモル)、モノ−t−ブトキシカルボニル1,5−ジアミノペンタン(3.75g,10ミリモル)、およびCHCl3(50mL)の懸濁液を、暗所で、45℃で2日間撹拌した。この溶液を、飽和H2O/NaHCO3で洗浄し、有機相を乾燥させ(Na2SO4)、溶媒を蒸発させた。アルミナクロマトグラフィー(40gの活性化した中性アルミナ,95/5容量%のCH2Cl2/MeOH)で残留物を精製し、0.55gの粘性の油を得た。この物質を次の工程にそのまま用いた。
9,10−ビス[[5−(t−BOC)−アミノペンチルアミノ]−メチル]アントラセン(0.3g,0.49ミリモル)、DIEA(0.35mL,2ミリモル)、および、(2−ブロモメチルフェニル)ボロン酸ネオペンチルエステル(0.566g,2.0ミリモル)の、CH2Cl2(20mL)溶液を、暗所で、25℃で2日間撹拌した。続いて、反応混合物を、真空中で濃縮し、アルミナクロマトグラフィー(60gの活性化した中性アルミナ,98/2容量%のCH2Cl2/MeOH)で残留物を精製し、0.401gの黄色の油を得た。この物質を次の工程にそのまま用いた。
9,10−ビス[N−[2−(5,5−ジメチルボリナン−2−イル)ベンジル]−N−[5−(t−BOC)−アミノペンチルアミノ]メチル]アントラセン(0.4g,0.39ミリモル)を、20mLのCH2Cl2/TFA(80/20容量%)に溶解させた。この溶液を12時間撹拌し、溶媒を蒸発させ、残留物をエーテル(10mL)で洗浄した。総量373mgの固体が得られた(72%収率)。生成物は、RP−HPLCにより80%純粋であった。この化合物は、上述したように、脱保護された、グルコースを検出するのに使用される適切なモノマーと共重合している可能性がある。
N−t−Boc−エチレンジアミン(フルカ(Fluka),1.6g,10ミリモル)、および、4−ブロモ−1,8−ナフタル酸無水物(アルドリッチ,2.77g,10ミリモル)を、無水エタノール(60mL)と合わせ、この懸濁液を60℃で20時間撹拌し、室温に冷却し、ろ過した。得られた固体を、冷EtOH(30mL)で洗浄し、真空中で乾燥させた。収率3.84g(91%)。NMR(CDCl3):1.28(9H,s);3.52(2H,t);4.35(2H,t);4.92(1H,s);7.84(1H,t);8.04(1H,d);8.42(1H,d);8.58(1H,d);8.67(1H,d)。
N−メチルエチレンジアミン(1.48g,20ミリモル)を、1−メチル−2−ピロリジノン(NMP)(2mL)と合わせ、続いて、N−2−(tert−ブトキシカルボニル)アミノエチル−4−ブロモナフタレン−1,8−ジカルボキシミド(0.35g,0.845ミリモル)を添加した。得られた溶液を45℃で40時間撹拌し、その後、NMPとN−メチルエチレンジアミンを真空中で蒸発させた。得られた残留物を、カラムクロマトグラフィー(20gのシリカゲル、最初にCH2Cl2/MeOH(90/10)、続いてCH2Cl2/MeOH/Et3N(75/20/5))で処理した。黄色の固体が得られた(0.311g,89%収率)。RP−HPLCにより純度を調べた。
N−2−(tert−ブトキシカルボニル)アミノエチル−4−(N’−メチルアミノエチルアミノ)ナフタレン−1,8−ジカルボキシミド(0.3g,0.73ミリモル)、2−ブロモメチルフェニルボロン酸、ピナコールエステル(0.6g,2ミリモル)、N,N−ジイソプロピル−N−エチルアミン(1.3mL,8ミリモル)、および、CH2Cl2(10mL)を合わせた。この溶液を20時間撹拌し、続いて、2gのPS−トリスアミンレジン(アルゴノート・テクノロジーズ(Argonaut Technologies),3.38ミリモル/g)を添加した。反応混合物とレジンを10時間撹拌し、その後、ろ過によりレジンを除去し、CH2Cl2(2×20mL)で洗浄した。合わせたCH2Cl2溶液を蒸発させ、真空中で乾燥させた。
N−アミノエチル−4−(N’−アミノエチレン−N”−[2−(ボロノ)ベンジル]メチルアミノ)ナフタレン−1,8−ジカルボキシミドトリフルオロ酢酸塩(0.225g,0.4ミリモル)、3−カルボキシ−5−ニトロフェニルボロン酸(0.085g,0.4ミリモル)、アジ化ジフェニルホスホリル(0.13mL,0.6ミリモル)、および無水DMF(2mL)を合わせた。N,N−ジイソプロピル−N−エチルアミン(0.7mL,4ミリモル)を加え、この溶液を20時間撹拌した。エーテル(10mL)を反応混合物に加え、不溶性の残留物を分離し、CH2Cl2(5mL)と共に音波破砕し、オレンジ色の固体を得て、これをろ過し、真空中で乾燥させた(38mg,15%収率)。この固体の純度をRP−HPLCにより調べた。NMR(dmso−d6/D2O,90/10):δ2.32(3H,s);2.82(2H,t);3.58(2H,t);3.65(2H,t),3.70(2H,s);6.65(1H,d);7.0〜7.3(4H,m);7.68(1H,t);8.18(1H,d);8.42(1H,d);8.47(1H,d);8.1〜8.35(3H,m)。
この実験は、MeOH/リン酸緩衝生理食塩水(PBS,10mM,pH=7.4)中で行われた。MeOH/PBS(50/50容量%)中の、N−(3−ボロノ−5−ニトロベンズアミド)エチル−4−(N’−アミノエチレン−N”−[2−(ボロノ)ベンジルJメチルアミノ]ナフタレン−1,8−ジカルボキシミドの濃度は、15Mであった。グルコース濃度は0mM〜50mMに変化させ、L−乳酸ナトリウム濃度は0mM〜7mMに変化させた。この実験は、島津RF−5301PC分光蛍光計で行われた:励起波長を430nmに設定し、480〜650nmの範囲、スリット幅3/1.5nm、高感度のPMTで発光をモニターした。
6−(シクロヘキサンカルボキサミド)ヘキシルアミンインジケーターモノマー
3−アミノプロピルメタクリルアミド(0.775g,5.45ミリモル,10.0当量)、および、tert−ブチルN−(6−アミノヘキシル)カルバメート(1.18g,5.45ミリモル,10,0当量)、および、BHTの数種の結晶の、CHCl3(200mL)溶液に、9,10−ビス(クロロメチル)アントラセン(0.150g,0.545ミリモル)を加えた。その後、反応混合物を暗所で周囲温度で4日間撹拌した。続いて、CHCl3を蒸発させ、残留物をエーテル(100mL)に溶解させた。飽和NaHCO3水溶液(8×125mL)と、リン酸緩衝液(0.4M,pH7.0)(5×200mL)とで有機層を抽出した。合わせたリン酸緩衝液の洗浄液のpHをNa2CO3(飽和水溶液)の添加によりpH11に調節し、続いて、CH2Cl2(5×300mL)で抽出した。合わせた有機層を濃縮し、残留物を20%TFAのCH2Cl2溶液(5mL)に溶解させた。この混合物を周囲温度で2時間撹拌した。続いて、反応混合物を飽和NaHCO3水溶液(4×10mL)で抽出した。合わせた水層のpHをNa2CO3(飽和水溶液)の添加によりpH11に調節し、続いて、CH2Cl2(4×75mL)で抽出した。合わせた有機抽出物を無水Na2SO4で乾燥させ、ろ過し、真空中で濃縮し、0.068g(27%)の生成物を得た。
9−[N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−N−[6−アミノヘキシルアミノ]メチル]アントラセン(1.68g,3.63ミリモル)、および、BHTの数種の結晶の、CH2Cl2(20mL)溶液(周囲温度)に、シクロヘキサンカルボン酸N−ヒドロキシスクシンイミドエステル(0.845g,3.76ミリモル,1.03当量)の溶液を1時間にわたり滴下して加えた。その後、この反応液を、暗所で、周囲温度で16時間撹拌した。続いて、反応混合物を、真空中で濃縮し、残留物を90/15のエーテル/CH2Cl2溶液(105mL)に溶解させた。有機層を4×225mLのリン酸緩衝液(0.4M,pH7.0)で抽出した。合わせたリン酸緩衝液の洗浄液のpHをNa2CO3(飽和水溶液)の添加によりpH11に調節し、続いて、CH2Cl2(6×500mL)で抽出した。合わせた有機層を無水Na2SO4で乾燥させ、ろ過し、真空中で濃縮し、1.2g(60%)の生成物を得た。
HPLC:HP1100HPLCクロマトグラフ、ウォーターズ8×100mmノバパックHR C18カラム、0.100mLインジェクション、0.75mL/分、0.400mLインジェクションループ、360nm検出、A=水(0.1%HFBA)、および、B=MeCN(0.1%HFBA)、勾配は、10%Bを2分間、10〜80%Bを18分間、80〜100%Bを2分間、100%Bを2分間、保持時間17.4分間。
9−[N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−[6−(シクロヘキサンカルボキサミド)ヘキシルアミノ]メチル]−アントラセン(1.0g,1.8ミリモル)、DIEA(1.81g,2.44mL,14.0ミリモル,7.8当量)、2−ブロモメチルフェニルボロン酸ピナコールエステル(2.14g,7.20ミリモル,4.0当量)、および、BHTの数種の結晶の、CHCl3(30mL)溶液を、暗所で、周囲温度で60時間撹拌した。続いて、反応混合物を、濃縮し、残留物(9−[N−[2−(4,4,5,5,−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラノ)ベンジル]−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−[2−(4,4,5,5,−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラノ)ベンジル]−N−[6−(シクロヘキサンカルボキサミド)ヘキシルアミノ]メチル]アントラセン)を、エーテル(150mL)に懸濁した。有機層を4×50mLのリン酸緩衝液(0.4M,pH7.0)で洗浄した。有機層を濃縮し、残留物を0.1N塩酸(200mL)中のエーテルに溶解させた。その水層を、1:1のエーテル:酢酸エチル(3×50mL)で洗浄し、pHをNa2CO3(飽和水溶液)の添加によりpH11に調節し、続いて、CH2Cl2(3×150mL)で抽出した。合わせた有機層を、無水Na2SO4で乾燥させ、ろ過し、真空中で濃縮し、赤色の油状化合物を得た。残留物をエーテルに溶解させ、真空中で濃縮し、1.17g(85%)の黄色の固体生成物を得た。
HPLC:HP1100HPLCクロマトグラフ、ウォーターズ8×100mmノバパックHR C18カラム、0.100mLインジェクション、0.75mL/分、0.400mLインジェクションループ、360nm検出、A=水(0.1%HFBA)、および、B=MeCN(0.1%HFBA)、勾配は、10%Bを2分間、10〜80%Bを18分間、80〜100%Bを2分間、100%Bを2分間、保持時間19.6分間。
D.9−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[6−(シクロヘキサンカルボキサミド)ヘキシルアミノ]メチル]アントラセンとの、N,N−ジメチルアクリルアミドヒドロゲル
N,N−ジメチルアクリルアミド(40重量%)、および、N.N’−メチレンビスアクリルアミド(0.8重量%)のリン酸緩衝液(pH=7.4,200mM)の溶液を製造した。9−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[6−(シクロヘキサンカルボキサミド)ヘキシルアミノ]メチル]アントラセン(18mg,2.15×10−5モル)、および、フルクトース(60mg)を、MeOH(2mL)と合わせた。この溶液を全てのフルクトースが溶解するまで音波破砕し、その後、蒸発させ、固体を得た。この固体に、モノマーを含むリン酸緩衝液の溶液(1mL)を加えた。10分間音波破砕した後、この溶液を0.2μmのPTFEメンブレンフィルターでろ過した。過硫酸アンモニウム水溶液(20μL,5重量%)をこの調合物と合わせた。得られた溶液を、窒素でパージしたグロープボックスに置いた。重合を促進するために、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン(40μL,5重量%)水溶液をこのモノマー調合物に加えた。得られた調合物を、顕微鏡のスライドガラスと100μmステンレス鋼スペーサーとで構成された鋳型に注入した。窒素雰囲気中で8時間維持した後、鋳型を、リン酸緩衝生理食塩水(pH=7.4)中に置き、顕微鏡のスライドを取り出し、ヒドロゲルを取り出した。このヒドロゲルを、1mMラウリル硫酸ナトリウム塩と1mM EDTA−4ナトリウム塩を含むリン酸緩衝生理食塩水(PBS)(100mL)で3日間洗浄し(この溶液は毎日交換した)、続いて、EtOH/PBS(体積比で20/80,3×100mL)で洗浄し、最後にPBS(H=7.4,3×100mL)で洗浄した。得られたヒドロゲルフィルムを、0.02重量%アジ化ナトリウムと1mM EDTA−4ナトリウム塩とを含むPBS(pH=7.4)中で保存した。
この実施例でグルコースと乳酸塩から製造された6−(シクロヘキサンカルボキサミド)ヘキシルアミンインジケーター/DMAヒドロゲルフィルムの蛍光の変調を測定した。図14は、0〜20mM α−D−グルコース、0〜10mM L−乳酸ナトリウム、および0〜20mM α−D−グルコースを含むPBS(pH7.4,0.02%NaN3と1mM EDTAとを含む)中での、4mM L−乳酸ナトリウムの存在下における、上記ヒドロゲルフィルムの相対的な蛍光発光(430nmでのI)を示す。上記ヒドロゲルフィルム(100μm厚さ,8mm直径のディスク)を、45°の角度でPMMAキュベットにマウントした。全ての測定は、37℃で、島津RF−5301分光蛍光計(励起370nm(スリット=3nm)、および、発光430nm(スリット=3nm)、低いPMT感度)を用いて行われた。グルコース濃度、および、L−乳酸ナトリウム濃度を、YSIモデル2300スタットプラスグルコースアナライザーを用いて調べた。エラーバーは、各データポイントにおける3つの値を用いた標準偏差である。蛍光は、グルコースの存在により影響を受けたが、乳酸塩の存在による影響は受けなかった。その上、乳酸塩の存在(4mM)は、0〜20mMグルコース検量線においては顕著な効果を有さなかった。
2−(カルボキシエチル)アミンインジケーターモノマー
化学式:C40H45B2N3O7
分子量:701.4
物理的な外観:わずかに黄色の粉末
溶解性:PBS/メタノール、メタノール、エタノール、クロロホルム、ジクロロメタン
キャップされたインジケーター:9−[N−[2−(4,4,5,5,−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラノ)ベンジル]−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−[2−(4,4,5,5,−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラノ)ベンジル]−N−[2−(カルボキシエチル)アミノ]メチル]アントラセン。
3−アミノプロピルメタクリルアミド(12.9g,90.7ミリモル,4.99当量)、β−アラニンtert−ブチルエステル(13.2g,90.9ミリモル,5.00当量)、および、BHTの数種の結晶の、CHCl3(700mL)溶液に、9,10−ビス(クロロメチル)アントラセン(5.00g,18.2ミリモル)を加えた。その後、反応混合物を暗所で30℃で88時間撹拌した。続いて、CHCl3を蒸発させ、残留物をエーテル(500mL)に溶解させた。この溶液を1時間撹拌し、この際、溶液から塩が沈殿した。このエーテル溶液をろ過し、その後、飽和NaHCO3水溶液(10×350mL)で抽出した。エーテル層を6×350mLのリン酸緩衝液(0.2M,pH6.5)でさらに抽出した。合わせたリン酸緩衝液の洗浄液のpHをNa2CO3(飽和水溶液)の添加によりpH11〜12に調節し、続いて、CH2Cl2(6×500mL)で抽出した。合わせた有機層を無水Na2SO4で乾燥させ、ろ過し、真空中で濃縮し、油状の粗生成物を得た。シリカゲルクロマトグラフィー(50gのフラッシュ勾配シリカゲル、0〜5%MeOH/CH2Cl2の段階的な勾配)で粗生成物を精製し、2.04gの粘着性の黄色の固体(23%)を得た。
HPLC:HP1100HPLCクロマトグラフ、ウォーターズ5×100mmノバパックHR C18カラム、0.100mLインジェクション、0.75mL/分、1.500mLインジェクションループ、280nm検出、A=水(0.1%HFBA)、および、B=MeCN(0.1%HFBA)、勾配は、10%Bを2分間、10−80.%Bを18分間、80〜100%Bを2分間、100%Bを2分間、保持時間17.0分間。
9−[N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−[2−(tert−ブトキシカルボニル)エチルアミノ]メチル]アントラセン(1.5g,3.1ミリモル)、DIEA(3.16g,4.26mL,24.4ミリモル,7.9当量)、2−ブロモメチルフェニルボロン酸ピナコールエステル(3.64g,12.2ミリモル,3.9当量)、および、BHTの数種の結晶の、CHCl3(50mL)溶液を、暗所で、周囲温度で16時間撹拌した。続いて、反応混合物を、濃縮し、残留物をエーテル(200mL)に懸濁した。そのエーテル層を3×125mLのリン酸緩衝液(0.2M,pH7.0)で抽出し、無水Na2SO4で乾燥させ、ろ過し、真空中で濃縮し、粗生成物を得た。残留物をヘキサンで粉砕し、2.14g(76%)の白色の固体を得た。
9−[N−(2−(4,4,5,5,−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラノ)ベンジル)−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−[2−(4,4,5,5,−テトラメチル-1,3,2−ジオキサボロラノ)ベンジル]−N−[2−(tert−ブトキシカルボニル)エチルアミノ]メチル]アントラセン(0.294g,0.319ミリモル)の、20%TFA/CH2Cl2(5mL)溶液を、暗所で、周囲温度で22時間撹拌した。続いて、反応混合物を、濃縮し、残留物をエーテルで粉砕した。残留物を、90:10のアセトン/水(5mL)に溶解させ、2時間撹拌した。続いて、反応混合物を濃縮し、残留物を水とPBS(pH7.4,0.02%NaN3と1mM EDTAとを含む)とで粉砕し、収率0.062g(28%)の薄黄色の固体を得た。
D.9−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[2−(カルボキシエチル)アミノ]メチル]アントラセンとの、N,N−ジメチルアクリルアミドヒドロゲル
N,N−ジメチルアクリルアミド(40重量%)、および、N,N’−メチレンビスアクリルアミド(0.8重量%)の、リン酸緩衝液(pH7.4,200mM)溶液を製造した。9−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[2−(カルボキシエチル)アミノ]メチル]アントラセン(14mg,2.0×10−5モル)、および、フルクトース(60mg)を、MeOH(2mL)と合わせた。この溶液を全てのフルクトースが溶解するまで音波破砕し、蒸発させ、固体を得た。この固体にモノマーを含むリン酸緩衝液の溶液(1mL)を加えた。10分間音波破砕した後、この溶液を0.2μmのPTFEフィルターでろ過した。過硫酸アンモニウム水溶液(20μL,5重量%)をこの調合物と合わせた。得られた溶液を、窒素でパージしたグロープボックスに置いた。重合を促進するために、このモノマー調合物にN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン水溶液(40μL,5重量%)を加えた。得られた調合物を顕微鏡のスライドと100μmステンレス鋼スペーサーとで構成された鋳型に注入した。窒素雰囲気中で8時間保持した後、鋳型をリン酸緩衝生理食塩水(10mM,pH=7.4)に置き、顕微鏡のスライドを取り出し、ヒドロゲルを取り出した。このヒドロゲルを、1mMラウリル硫酸ナトリウム塩と1mM EDTA−4ナトリウム塩を含むリン酸緩衝生理食塩水(PBS)(100mL)で3日間洗浄し(この溶液は毎日交換した)、続いて、EtOH/PBS(体積比で20/80,3×100mL)で洗浄し、最後にPBS(pH=7.4,3×100mL)で洗浄した。得られたヒドロゲルフィルムを、0.02重量%アジ化ナトリウムと1mM EDTA−4ナトリウム塩とを含むPBS(10mM,pH=7.4)中で保存した。
この実施例でグルコースと乳酸塩から製造された2−(カルボキシエチル)アミンインジケーター/DMAヒドロゲルフィルムの蛍光の変調を測定した。図15は、0〜20mM α−D−グルコース、0〜10mM L−乳酸ナトリウム、および、0〜20mMグルコースを含むPBS(pH7.4,0.02%NaN3と1mM EDTAとを含む)中の、3mM L−乳酸ナトリウムの存在下での、上記ヒドロゲルフィルムの相対的な蛍光発光(430nmにおけるI)を示す。上記ヒドロゲルフィルム(100μm厚さ,8mm直径のディスク)を、45°の角度でPMMAキュベットにマウントした。全ての測定は、37℃で、島津RF−5301分光蛍光計(励起370nm(スリット=3nm)、および、発光430nm(スリット=3nm)、低いPMT感度)を用いて行われた。グルコース濃度、および、L−乳酸ナトリウム濃度を、YSIモデル2300スタットプラスグルコースアナライザーを用いて調べた。各データポイントにおける3つの値の平均としてデータをプロットした。蛍光は、グルコースの存在により影響を受けたが、乳酸塩の存在による影響は受けなかった。その上、乳酸塩の存在(4mM)は、0〜20mMグルコース検量線においては顕著な効果を有さなかった。
2つの検出可能部分を含む蛍光性のグルコースインジケーター:
化学式:C73H87B2N5O7
分子量:1168
物理的な外観:わずかに黄色の粉末
溶解性:PBS/メタノール、メタノール、エタノール、クロロホルム、ジクロロメタン
ピナコールでキャップされた化合物:
9−[N−[2−(4,4,5,5,−テトラメチル−1,3/2−ジオキサボロラノ)ベンジル]−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−[2−(4,4,5,5.,−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラノ)ベンジル]−N−[3−(N−6−(9−アントラセンカルボキサミド)ヘキシルアミノカルボニルエチルアミノメチル)アントラセン。
アントラセン−9−カルボン酸(1.2g,5.4×10−3モル)を塩化チオニル(15mL)と合わせた。この溶液を2時間還流し、続いて、揮発性成分を蒸発させた。得られた固体を高真空下で24時間乾燥させ、1.3gの物質(定量的な収率)を得た。この物質を次の工程にそのまま用いた。
9−アントラセノイル塩化物(1.3g,5.4ミリモル)の無水CH2Cl2(50mL)溶液を、11.6gのヘキサメチレンジアミン(100ミリモル)のCH2Cl2(100mL)溶液に0℃で滴下して加えた。この溶液を0℃で1時間撹拌し、続いて、室温に温め、一晩撹拌した。溶媒を蒸発させ、水(200mL)を残留物に加えた。この混合物を音波破砕し、1時間撹拌し、次に、ろ過した。ろ過した固体を真空中で24時間乾燥させた。この固体に、MeOH(50mL)と濃塩酸(2mL)とを加え、MeOHを蒸発させた。得られた固体を、熱いCH2Cl2/MeOH(90/10容量%)で洗浄し、MeOHから再結晶化させ、0.51gの生成物(26%)を得た。生成物の純度をHPLCで調べた。
9−[N−[2−(4,4,5,5,−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラノ)ベンジル]−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−[2−(4,4,5,5,−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラノ)ベンジル]−N−[2−カルボキシエチルアミノ]メチル]アントラセン(40mg,4.5×10−5モル)を、N−(6−アミノヘキシル)−アントラセン−9−カルボキサミド塩酸塩(20mg,5.6×10−5モル)、アジ化ジフェニルホスホリル(15.4mg,5.6×10−5モル)、およびDMF(2mL)と合わせた。この混合物に、ジイソプロピルエチルアミン(39.20μL,2.44×10−4モル)を加え、この溶液を室温で24時間撹拌した。DMFを高真空下で蒸発させ、残留物をEtOAc(50mL)に溶解させ、水(3×10mL)で洗浄した。EtOAc溶液を分離し、乾燥させ(Na2SO4)、蒸発させ、46mgの固体(87%収率)が生成した。この物質の純度をHPLCで調べた。
グルコースインジケーターを有するHEMA/メタクリル酸ヒドロゲルの製造:
リン酸緩衝液(pH=7.4,200mM)中の、2−ヒドロキシエチルメタクリル酸塩(4.75g)、および、メタクリル酸(0.25g)の50重量%溶液を製造した。グルコースインジケーター(11mg,1.0×10−5モル)、および、フルクトース(60mg)をMeOH(2mL)と合わせた。この溶液を全てのフルクトースが溶解するまで音波破砕し、蒸発させ、固体を得た。この固体に、モノマーを含むリン酸緩衝液の溶液(1mL)を加えた。10分間音波破砕した後、この溶液を0.2μmPTFEフィルターでろ過した。過硫酸アンモニウム水溶液(20μL,5重量%)を、この調合物と合わせた。得られた溶液を、窒素でパージしたグロープボックスに置いた。重合を促進するために、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン水溶液(40μL,5重量%)をこのモノマー調合物に加えた。得られた調合物を顕微鏡のスライドと100μmステンレス鋼スペーサーとで構成された鋳型に注入した。窒素雰囲気中で8時間維持した後、鋳型を、リン酸緩衝生理食塩水(10mM,pH=7.4)に置き、顕微鏡のスライドを取り出し、ヒドロゲルを取り出した。このヒドロゲルを、1mMラウリル硫酸ナトリウム塩と1mM EDTA−4ナトリウム塩を含むリン酸緩衝生理食塩水(PBS)(100mL)で3日間洗浄し(この溶液は毎日交換した)、続いて、EtOH/PBS(体積比で20/80,3×100mL)で洗浄し、最後にPBS(pH=7.4,3×100mL)で洗浄した。得られたヒドロゲルフィルムを、0.02重量%アジ化ナトリウムと1mM EDTA−4ナトリウム塩とを含むPBS(10mM,pH=7.4)中で保存した。
実験は可変温度装置を備えた島津RF−5301PC分光蛍光計を用いて行われた。励起波長を370nm(スリット3/3nm、低いPMT感度)に設定し、発光を400〜600nmでスキャンした。YSIモデル2300スタットプラスグルコースアナライザーを用いて、グルコース濃度、および、L−乳酸ナトリウム濃度を調べた。
6−(3−カルボキシプロピオンアミド)ヘキシルアミノインジケーターモノマー
9−[N−[2−(4,4,5,5,−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラノ)ベンジル]−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−[2−(4,4,5,5,テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラノ)ベンジル]−N−[6−(3−カルボキシプロピオンアミド)ヘキシルアミノ]メチル]アントラセン。
9−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[6−(3−カルボキシプロピオンアミド)ヘキシルアミノ]メチル]アントラセン。
実施例11と類似した方法で、出発原料として9−[N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−N−[6−(ヘキシルアミノ)メチル]アントラセンを用いて合成を行うことができる。その一方で、アミン出発原料は、実施例11で使用されるシクロヘキサンカルボン酸のNHSエステルの代わりに、コハク酸のモノメチルエステルのN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)エステルと反応する。この合成を完了するにはさらなる塩基の加水分解工程が必要である。
可視光で励起されたグルコースインジケーターモノマー
化学式:C47H60B2N6O10
分子量:890
上記化合物は、以下に示すように合成することができる:
可視光で励起されたその他のグルコースインジケーターモノマー
化学式:C44H57B2N5O7
分子量:789.5
上記化合物は、以下に示すように合成することができる:
Claims (34)
- α−ヒドロキシ酸またはβ−ジケトンも含む可能性があるサンプル中のグルコースの存在または濃度を検出する方法であって、
a)サンプルを、グルコースに関する少なくとも2種の認識エレメントを有する化合物に露出すること、ここで、当該認識エレメントは、前記化合物とグルコースとの相互作用が、前記化合物とα−ヒドロキシ酸またはβ−ジケトンとの相互作用より安定になるように配置されており、前記化合物はまた、サンプル中で前記化合物がグルコースに露出する場合に濃度依存性の様式で変化する検出可能な特性を有する検出可能な部分を含み;そして、
b)前記検出可能な特性の変化を測定することにより、サンプル中のグルコースの存在または濃度を決定すること、ここで、α−ヒドロキシ酸またはβ−ジケトンの存在は、実質的に前記決定に妨害しない)、
を含む、前記方法。 - 前記化合物は、以下の構造を有する、請求項1に記載の方法:
−R1およびR2は、同一または異なって、i)水素;ii)R8部分のpKaおよび加水分解安定性を改変する置換基、iii)検出可能な部分、または、iv)固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(当該支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)から選択され;
−R3は、水素、または、固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(当該支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)であり;
−R4およびR5は、同一または異なって、以下から選択される:i)水素、ii)R8部分のpKaおよび加水分解安定性を改変する置換基、iii)検出可能な部分、または、iv)固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(当該支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む);
−Zはそれぞれ独立して、炭素または窒素であり;
−R6およびR7は、同一または異なって、i)0〜10個の連続した、または分岐状の炭素および/またはヘテロ原子を含むリンキング基、またはii)固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(当該支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)であり;
−Rは、i)炭素、酸素、窒素、硫黄およびリンからなる群より選択される1〜10個の連続した原子を含む脂肪族および/または芳香族スペーサー、ii)検出可能な部分、またはiii)固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(当該支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)から選択され;
−R8はそれぞれ、同一または異なって、グルコースに存在する近接するジオール基と相互作用可能な部分であり;および、
−R9およびR10は、同一または異なって、i)水素、ii)検出可能な部分、iii)a)固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(前記支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)、および/または、b)前記化合物の物理特性を変更することができる官能基を含む基、であり;ただし、インジケーター化合物は、それと連結した少なくとも1つの検出可能な部分を含む]。 - R8は、ボロン酸、ボロン酸イオン、亜ヒ酸、亜ヒ酸イオン、テルル酸、テルル酸イオン、ゲルマニウム酸、ゲルマニウム酸イオン、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項2に記載の方法。
- R8はそれぞれ、ボロン酸基である、請求項3に記載の方法。
- 前記化合物は、少なくとも2つの相互にエネルギー輸送が可能な検出可能部分を含み、前記エネルギー輸送は、サンプル中のグルコースの存在により調節される、請求項2に記載の方法。
- R、R1、R2、R4、R5、R9またはR10の少なくとも1つは、フルオロフォア部分を含み、さらに、R、R1、R2、R4、R5、R9またはR10の少なくとも1つは、消光部分を含み、サンプル中で前記化合物とグルコースとが相互作用する場合、前記フルオロフォアは消光または脱消光される、請求項2に記載の方法。
- 前記化合物は、フルオロフォアを含み、前記フルオロフォアの蛍光は、前記化合物とグルコースとの相互作用により調節される、請求項2に記載の方法。
- 前記サンプルは、生理的液体である、請求項1に記載の方法。
- 前記生理的液体は、血液、血漿、血清、間質液、髄液、尿、唾液、眼内液、リンパ液、涙、汗、および生理的緩衝液からなる群より選択される、請求項8に記載の方法。
- 前記化合物を、溶液中でサンプルに露出させる、請求項1に記載の方法。
- 前記化合物は、固体支持体上に、または、その中に固定される、請求項1に記載の方法。
- 前記固体支持体は、ポリマーマトリックスである、請求項11に記載の方法。
- 前記化合物が移植可能な装置に関連付けられており、工程a)がインビボで起こる、請求項1に記載の方法。
- Rがアントラセン残基であり;R1、R2、R3、R4およびR5が水素であり;R6およびR7がジメチルアミン残基であり;各R8がボロン酸基であり;R9およびR10のいずれか一つまたは両方が脂肪族カルボン酸残基であり;そして、各Zが炭素である、請求項2に記載の方法。
- R9およびR10のいずれか一つまたは両方がプロピオン酸残基である、請求項14に記載の方法。
- Rがヘキサメチレン残基であり;R1、R2、R3、R4およびR5が水素であり;R6およびR7がジメチルアミン残基であり;各R8がボロン酸基であり;R9がナフタルイミド残基であり;R10がジメチルアミノベンジル残基であり;および、各Zが炭素である、請求項2に記載の方法。
- Rがアントラセン残基であり;R1、R2、R3、R4およびR5が水素であり;R6およびR7がジメチルアミン残基であり;各R8がボロン酸基であり;R9およびR10は、同一または異なって、メタクリルアミドアルキル残基、メタクロイルオキシエトキシアルキル残基、ヒドロキシエトキシアルキル残基、および、アミノアルキル残基からなる群より選択され;および、各Zが炭素である、請求項2に記載の方法。
- 前記化合物は、以下からなる群より選択される、請求項2に記載の方法:
9−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[2−(2−メタクロイルオキシエトキシ)エチルアミノ]メチル]−10−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチルアミノ]メチル]アントラセン;
9,10−ビス[N−(2−ボロノベンジル)−N−[2−(カルボキシエチル)アミノ]−メチル]アントラセン;
9,10−ビス[N−(2−ボロノベンジル)−N−[3−(メタクリルアミド)−プロピルアミノ]メチルアントラセン;
9−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[3−(メタクリルアミド)−プロピルアミノ]メチル]−10−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチルアミノ]メチル]アントラセン;
9,10−ビス[N−(2−ボロノベンジル)−N−[2−(2−メタクロイルオキシエトキシ)エチルアミノ]メチル]アントラセン;
9,10−ビス[N−(2−ボロノベンジル)−N−[5−アミノペンチルアミノ]−メチル]アントラセン;および、
9−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[6−(シクロヘキサンカルボキサミド)ヘキシルアミノ]メチル]アントラセン;
9−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[2−(カルボキシエチル)アミノ]メチル]アントラセン;
9−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[3−(N−6−(9−アントラセンカルボキサミド)ヘキシルアミノカルボニル)エチルアミノ]メチル]アントラセン;
9−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[6−(3−カルボキシプロピオンアミド)ヘキシルアミノ]メチル]アントラセン;
N−(3−メタクリルアミドプロピル)−4−[2−N−[[2−(ボロノ)ベンジル]−[6−(N−[2−(ボロノ)ベンジル]−6−N−(3−カルボキシプロパンアミドエチル)アミノヘキシル)]アミノエチルアミノ]ナフタレン−1,8−ジカルボキシミド;
N−ブチル−4−[2−N−[[2−(ボロノ)ベンジル]−[6−(N−[2−(ボロノ)ベンジル]−6−N−(2−メタクリルアミドエチル)アミノヘキシル))アミノエチルアミノ]ナフタレン−1,8−ジカルボキシミド;ならびに、それらの塩。 - 以下の構造を有する化合物:
−R1およびR2は、同一または異なって、i)水素;ii)R8部分のpKaおよび加水分解安定性を改変する置換基、iii)検出可能な部分、または、iv)固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(当該支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)から選択される;
−R3は、水素、または、固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(当該支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)であり;
−R4およびR5は、同一または異なって、i)水素、ii)R8部分のpKaおよび加水分解安定性を改変する置換基、iii)検出可能な部分、または、iv)固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(当該支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)から選択され;
−Zはそれぞれ独立して、炭素または窒素であり;
−R6およびR7は、同一または異なって、i)0〜10個の連続した、または分岐状の炭素および/またはヘテロ原子を含むリンキング基、または、ii)固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(当該支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)であり;
−Rは、i)炭素、酸素、窒素、硫黄およびリンからなる群より選択される1〜10個の連続した原子を含む脂肪族および/または芳香族スペーサー、ii)検出可能な部分、またはiii)固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(当該支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)から選択され;
−R8はそれぞれ、同一または異なって、必要に応じて、脱保護された場合にグルコースに存在する近接するジオール基と相互作用可能な保護された部分であり;および、
−R9およびR10は、同一または異なって、i)水素、ii)検出可能な部分、iii)a)固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(当該支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)、および/または、b)前記化合物の物理特性を変更することができる官能基を含む基であり;ただし、インジケーター化合物は、それと連結した少なくとも1つの検出可能な部分を含む]。 - R8は、ボロン酸、ボロン酸イオン、亜ヒ酸、亜ヒ酸イオン、テルル酸、テルル酸イオン、ゲルマニウム酸、ゲルマニウム酸イオン(いずれも必要に応じて保護されている)、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項19に記載の化合物。
- R8はそれぞれ、必要に応じて保護されたボロン酸基である、請求項20に記載の化合物。
- 前記化合物は、フルオロフォアを含み、前記フルオロフォアの蛍光は、前記化合物とグルコースとの相互作用により調節される、請求項19に記載の化合物。
- Rがアントラセン残基であり;R1、R2、R3、R4およびR5が水素であり;R6およびR7がジメチルアミン残基であり;各R8が、必要に応じて保護されたボロン酸基であり;R9およびR10のいずれか一つまたは両方が脂肪族カルボン酸残基であり;および、各Zが炭素である、請求項19に記載の化合物。
- R9およびR10のいずれか一つまたは両方がプロピオン酸残基である、請求項23に記載の化合物。
- Rがアントラセン残基であり;R1、R2、R3、R4およびR5が水素であり;R6およびR7がジメチルアミン残基であり;各R8が、必要に応じて保護されたボロン酸基であり;R9およびR10が、同一または異なって、メタクリルアミドアルキル残基、メタクロイルオキシエトキシアルキル残基、ヒドロキシエトキシアルキル残基、および、アミノアルキル残基からなる群より選択され;および、各Zが炭素である、請求項1に記載の化合物。
- 前記化合物は、以下からなる群より選択される、請求項19に記載の化合物;
9−[N−[2−(5,5−ジメチルボリナン−2−イル)ベンジル]−N−[2−(2−メタクロイルオキシエトキシ)エチルアミノ]メチル]−10−[N−[2−(5,5−ジメチルボリナン−2−イル)ベンジル]−N−[2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチルアミノ]−メチル]アントラセン;
9−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[2−(2−メタクロイルオキシエトキシ)−エチルアミノ]メチル]−10−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチルアミノ]メチル]アントラセン;
9,10−ビス[N−(2−ボロノベンジル)−N−[2−(カルボキシエチル)アミノ]−メチル]アントラセン;
9,10−ビス[N−[2−(5,5−ジメチルボリナン−2−イル)ベンジル]−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチルアントラセン;
9,10−ビス[N−(2−ボロノベンジル)−N−[3−(メタクリルアミド)−プロピルアミノ]メチルアントラセン;
9−[N−[2−(5,5−ジメチルボリナン−2−イル)ベンジル]−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−[2−(5,5−ジメチルボリナン−2−イル)ベンジル]−N−[2−(2−ヒドロキシエトキシ)−エチルアミノ]メチル]アントラセン;
9−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[3−(メタクリルアミド)−プロピルアミノ]メチル]−10−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチルアミノ]メチル]アントラセン;
9,10−ビス[N−[2−(5,5−ジメチルボリナン−2−イル)ベンジル]−N−[2−(2−メタクロイルオキシエトキシ)エチルアミノ]メチル]アントラセン;
9,10−ビス[N−(2−ボロノベンジル)−N−[2−(2−メタクロイルオキシエトキシ)エチルアミノ]メチル]アントラセン;
9,10−ビス[N−(2−ボロノベンジル)−N−[5−アミノペンチルアミノ]−メチル]アントラセン;
9−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[6−(シクロヘキサンカルボキサミド)ヘキシルアミノ]メチル]アントラセン;
9−[N−[2−(4,4,5,5,−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラノ)ベンジル]N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−[2−(4,4,5,5,−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラノ)ベンジル]−N−[6−(シクロヘキサンカルボキサミド)ヘキシルアミノ]メチル]アントラセン;
9−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[2−(カルボキシエチル)アミノ]メチル]アントラセン;
9−[N−[2−(4,4,5,5,−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラノ)ベンジル]−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−[2−(4,4,5,5,−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラノ)ベンジル]−N−[2−(カルボキシエチル)アミノ]メチル]アントラセン;
9−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[3−(N−6−(9−アントラセンカルボキサミド)ヘキシルアミノカルボニル)エチルアミノ]メチル]アントラセン;
9−(N−[2−(4,4,5,5,−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラノ)ベンジル]−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル)−10−[N−[2−(4,4,5,5,−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラノ)ベンジル]−N−(3−(N−6−(9−アントラセンカルボキサミド)ヘキシルアミノカルボニルエチルアミノメチル]アントラセン;
9−[N−[2−(4,4,5,5,−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラノ)ベンジル]−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−[2−(4,4,5,5,−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラノ)ベンジル]−N−[6−(3−カルボキシプロピオンアミド)ヘキシルアミノ]メチル]アントラセン;
9−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[6−(3−カルボキシプロピオンアミド)ヘキシルアミノ]メチル]アントラセン;
N−(3−メタクリルアミドプロピル)−4−[2−N−[[2−(ボロノ)ベンジル]−[6−(N−[2−(ボロノ)ベンジル]−6−N−(3−カルボキシプロパンアミドエチル)アミノヘキシル)]アミノエチルアミノ]ナフタレン−1,8−ジカルボキシミド;
N−ブチル−4−[2−N−[[2−(ボロノ)ベンジル]−[6−(N−[2−(ボロノ)ベンジル]−6−N−(2−メタクリルアミドエチル)アミノヘキシル)]アミノエチルアミノ]ナフタレン−1,8−ジカルボキシミド;および、それらの塩。 - 以下の構造を有する化合物を含む、α−ヒドロキシ酸またはβ−ジケトンも含む可能性があるサンプル中のグルコースの存在または濃度を検出するための検出システム:
−R1およびR2は、同一または異なって、i)水素;ii)R8部分のpKaおよび加水分解安定性を改変する置換基、iii)検出可能な部分、または、iv)固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(当該支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)から選択され;
−R3は、水素、または、固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(当該支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)であり;
−R4およびR5は、同一または異なって、:i)水素、ii)R8部分のpKaおよび加水分解安定性を改変する置換基、iii)検出可能な部分、または、iv)固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(当該支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)から選択され;
−Zはそれぞれ独立して、炭素または窒素であり;
−R6およびR7は、同一または異なって、i)0〜10個の連続した、または分岐状の炭素および/またはヘテロ原子を含むリンキング基、または、ii)固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(当該支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)であり;
−Rは、i)炭素、酸素、窒素、硫黄およびリンからなる群より選択される1〜10個の連続した原子を含む脂肪族および/または芳香族スペーサー、ii)検出可能な部分、またはiii)固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(当該支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)から選択され;
−R8はそれぞれ、同一または異なって、必要に応じて、脱保護された場合にグルコースに存在する近接するジオール基と相互作用可能な保護された部分であり;および、
−R9およびR10は、同一または異なって、i)水素、ii)検出可能な部分、iii)a)固体支持体またはポリマーマトリックスに結合可能なリンキング基(当該支持体またはマトリックスは、必要に応じて、検出可能な部分を含む)、および/または、b)前記化合物の物理特性を変更することができる官能基を含む基であり;ただし、インジケーター化合物は、それと連結した少なくとも1つの検出可能な部分を含む]。 - R8は、ボロン酸、ボロン酸イオン、亜ヒ酸、亜ヒ酸イオン、テルル酸、テルル酸イオン、ゲルマニウム酸、ゲルマニウム酸イオン(いずれも必要に応じて保護されている)、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項27に記載の検出システム。
- R8はそれぞれ、必要に応じて保護されたボロン酸基である、請求項28に記載の検出システム。
- 前記化合物は、フルオロフォアを含み、前記フルオロフォアの蛍光は、前記化合物とグルコースとの相互作用により調節される、請求項27に記載の検出システム。
- Rがアントラセン残基であり;R1、R2、R3、R4およびR5が水素であり;R6およびR7がジメチルアミン残基であり;各R8が、必要に応じて保護されたボロン酸基であり;R9およびR10のいずれか一つまたは両方が脂肪族カルボン酸残基であり;および、各Zが炭素である、請求項27に記載の検出システム。
- R9およびR10のいずれか一つまたは両方がプロピオン酸残基である、請求項31に記載の検出システム。
- Rがアントラセン残基であり;R1、R2、R3、R4およびR5が水素であり;R6およびR7がジメチルアミン残基であり;各R8がボロン酸基であり;R9およびR10が、同一または異なって、メタクリルアミドアルキル残基、メタクロイルオキシエトキシアルキル残基、ヒドロキシエトキシアルキル残基、および、アミノアルキル残基からなる群より選択され;および、各Zが炭素である、請求項27に記載の検出システム。
- 前記化合物は、以下からなる群より選択される、請求項27に記載の検出システム:
9−[N−[2−(5,5−ジメチルボリナン−2−イル)ベンジル]−N−[2−(2−メタクロイルオキシエトキシ)エチルアミノ]メチル]−10−[N−[2−(5,5−ジメチルボリナン−2−イル)ベンジル]−N−[2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチルアミノ]−メチル]アントラセン;
9−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[2−(2−メタクロイルオキシエトキシ)−エチルアミノ]メチル]−10−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチルアミノ]メチル]アントラセン;
9,10−ビス[N−(2−ボロノベンジル)−N−[2−(カルボキシエチル)アミノ]−メチル]アントラセン;
9,10−ビス[N−[2−(5,5−ジメチルボリナン−2−イル)ベンジル]−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチルアントラセン;
9,10−ビス[N−(2−ボロノベンジル)−N−[3−(メタクリルアミド)−プロピルアミノ]メチルアントラセン;
9−[N−[2−(5,5−ジメチルボリナン−2−イル)ベンジル]−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−[2−(5,5−ジメチルボリナン−2−イル)ベンジル]−N−[2−(2−ヒドロキシエトキシ)−エチルアミノ]メチル]アントラセン;
9−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[3−(メタクリルアミド)−プロピルアミノ]メチル]−10−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチルアミノ]メチル]アントラセン;
9,10−ビス[N−[2−(−5,5−ジメチルボリナン−2−イル)ベンジル]−N−[2−(2−メタクロイルオキシエトキシ)エチルアミノ]メチル]アントラセン;
9,10−ビス[N−(2−ボロノベンジル)−N−[2−(2−メタクロイルオキシエトキシ)エチルアミノ]メチル]アントラセン;
9,10−ビス[N−(2−ボロノベンジル)−N−[5−アミノペンチルアミノ]−メチル]アントラセン;および、
9−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[6−(シクロヘキサンカルボキサミド)ヘキシルアミノ]メチル]アントラセン;
9−[N−[2−(4,4,5,5,−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラノ)ベンジル]N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−[2−(4,4,5,5,−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラノ)ベンジル]−N−[6−(シクロヘキサンカルボキサミド)ヘキシルアミノ]メチル]アントラセン;
9−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[2−(カルボキシエチル)アミノ]メチル]アントラセン;
9−[N−[2−(4,4,5,5,−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラノ)ベンジル]−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−[2−(4,4,5,5,−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラノ)ベンジル]−N−[2−(カルボキシエチル)アミノ]メチル]アントラセン;
9−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[3−(N−6−(9−アントラセンカルボキサミド)ヘキシルアミノカルボニル)エチルアミノ]メチル]アントラセン;
9−[N−[2−(4,4,5,5,−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラノ)ベンジル]−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−[2−(4,4,5,5,−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラノ)ベンジル]−N−[3−(N−6−(9−アントラセンカルボキサミド)ヘキシルアミノカルボニルエチルアミノメチル]アントラセン;
9−[N−[2−(4,4,5,5,−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラノ)ベンジル]−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−[2−(4,4,5,5,−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラノ)ベンジル]−N−[6−(3−カルボキシプロピオンアミド)ヘキシルアミノ]メチル]アントラセン;
9−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[3−(メタクリルアミド)プロピルアミノ]メチル]−10−[N−(2−ボロノベンジル)−N−[6−(3−カルボキシプロピオンアミド)ヘキシルアミノ]メチル]アントラセン;
N−(3−メタクリルアミドプロピル)−4−[2−N−[[2−(ボロノ)ベンジル]−[6−(N−[2−(ボロノ)ベンジル]−6−N−(3−カルボキシプロパンアミドエチル)アミノヘキシル)]アミノエチルアミノ]ナフタレン−1,8−ジカルボキシミド;
N−ブチル−4−[2−N−[[2−(ボロノ)ベンジル]−[6−(N−[2−(ボロノ)ベンジル]−6−N−(2−メタクリルアミドエチル)アミノヘキシル)]アミノエチルアミノ]ナフタレン−1,8−ジカルボキシミド;および、それらの塩。
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