JP2006525979A - シラニル−ｎ−アルカナール化合物、その製造方法及びその使用 - Google Patents

Abstract

【課題】本願発明は、ω−シラニル ｎ−アルカナール化合物、固体支持体の官能化におけるそれらの生産方法及び使用、前記化合物により官能化された固体支持体、そして、関心のある生体分子の固定化及び／または合成のための官能化された固体支持体の使用に関する。

Description

本発明は、ω−シラニル−ｎ−アルカナール化合物、これらの製造方法、固体支持体の官能化のためのこれらの使用、これらの化合物により官能化された該固体支持体、ならびに、有利な生物学的分子の固定化及び／又は合成のためにこのように官能化された該固体支持体の使用に関する。

固体支持体（バイオチップ）の表面において、化学合成を行うために、または、核酸、タンパク質または細胞リガンドのような有利な生物学的分子を固定化するために、まず第一に、該支持体への有機分子の結合を提供するカップリング剤を該表面にグラフトする必要がある。

バイオチップ、特にＤＮＡバイオチップの調製及び使用において最も一般的に挙げられる制限は、特に有機または無機界面における変化のために（ハイブリダイゼーションの時であろうと、他の様々な洗浄段階の間、必要に応じた微小支持体のリサイクルの間であろうと）、結合する（ｌｉｎｋｉｎｇ）官能基の近づきやすさ及び選択性の低下である。

オリゴヌクレオチド分子の固体支持体へのグラフトのための合成スキームは、材料の表面に配置される官能基末端を含有するカップリング剤による表面（一般的に酸化物または金属）の前処理を前提とする。

自己組織化単分子膜（Self-Assembled Monolayers: SAMs）は、分子が並べられた分子の集団と定義され、この配置は分子鎖間の相互作用のためであり、安定した、単分子の及び良好に整列したアニソトロピックフィルムを生じる（A. Ulman, Chem. Rev., 1996, 96, 1533-1554）。これらの自己組織化単分子膜（これは再現性良く得られ得る（J.B. Brozska et al., Langmuir, 1994, 10, 4367-4373））は、化学処理（酸性または塩基性化学薬品処理）に耐性のある高密度の及び均質のフィルムを形成するために、顕著な特徴を有する。これらは一般的に、チオール、カルボン酸またはオルガノシリコン化合物（また、有機官能化シランとして呼ばれる）から得られる。

有機官能化シランは、ケイ質基板の表面を修飾することに特によく適する化合物である。例えば、これらは，有機ポリマーと酸化物の間の分子架橋を作り出すことにより定着剤（またはカップリング剤）として工業的に使用され、複合材料を生じる。

ｉｎ ｓｉｔｕでオリゴヌクレオチドを固定化または合成するために、このように、様々なオルガノシリコン化合物は、固体支持体を官能化するためのカップリング剤としてすでに使用されている（L. A. Chrisey et al., Nucleic Acids Research, 1996, 24, 15, 3031-3039, U. Maskos et al., Nucleic Acids Research, 1992, 20, 7, 1679-1684）。しかし、これらの研究で使用されるオルガノシリコンカップリング剤は、オリゴヌクレオチドを合成または固定化するための引き続く化学処理に対する非常に低い耐性を示す不均質フィルムを形成する。さらに、これらのカップリング剤によるフィルムの形成は再現可能ではない。

シランのカップリング剤特性は、有機Ｒ基の性質に依存するが、これらは特にＸ官能基を介する表面への結合方法に依存する。このように、３つまたは２つの結合官能基を含有するＲＳｉＸ_３及びＲ_２ＳｉＸ_２型のポリ官能性シランは、固体支持体の表面にぶら下がるだけでなく互いに反応し得、架橋層を形成する。反対に、ただ一つの結合官能基を含有するＲ_３ＳｉＸ型の単官能性シランは、該基板に個々にぶら下がるだけである。

オルガノシランＲＳｉＸ_３及びＲ_３ＳｉＸは、学術的観点及び工業的観点の両方から、文献で最も広く研究されており、最初のオルガノシランは、これらが結果として三次元ネットワークを形成するためであり、そして、第２のオルガノシランは、これらが表面に存在するシラノール部位の数を決定することを可能にするためである。一般的に研究されている官能基は、Ｓｉ−Ｃｌ、Ｓｉ−ＯＭｅ及びＳＩ−ＯＥｔ結合であり、そして、トリクロロシランで表面を修飾する典型的な例を以下のスキームＡ：

に示す。

しかし、これらのトリクロロシランの使用は、表面へのグラフト後に、生物学的分子のアミノ基（ＮＨ_２）との反応を可能にするために、遊離結合を活性化する、さらなる段階を必要とする。例によると、グラフトされたシランが末端エポキシド官能基を含有する場合、対応する反応性アルデヒド官能基を生じるために、後者は、続いて、２つの段階（加水分解によってエポキシド環を開環する段階、その後の酸化段階）を行うプロセスに従って活性化されなければならない。

しかし、相補的な官能基を有する生物学的分子の引き続く共有結合を可能にするために、ならびに、そうすることが最終的に得られる支持体の質に関してネガティブな結果を有し得るために（特に、有機／無機界面における変化のための選択性の低下、連結官能基の不十分な分布など）、シランの末端官能基の活性化のさらなる段階を行うことは、工業的な観点から常に受け入れられるわけではない。

このように、全てのこれらの問題を解決するために、本発明者は本発明の主な課題を形成するものを開発した。

これは、本発明者自身が、有利な生物学的分子の固定化を行うため及び架橋官能基を制御することによる長時間のそれらの維持のために、現在使用されている表面の結合性を改良することを目標として設定し、そして、この目的に合うタイプのシランの新規化合物を開発したためである。

本発明の主題は、このようなω−シラニル−ｎ−アルカナール化合物であり、これらは以下の式（Ｉ）に対応することを特徴とする：
ＣＨ（Ｏ）−Ｃ_ｎＨ_２ｎ−ＳｉＨ_３ （Ｉ）
ここで、ｎは７と２０の間に含まれる、そして、好ましくは１１と１８の間に含まれる整数を表す。

これらの化合物は、これらは末端アミン官能基を含有する任意の化学的または生物学的分子の直接のグラフトを可能にする末端アルデヒド官能基を含有するという特徴を有し、通常使用されているシラン型の全ての化合物とは対照的である（これは、支持体の表面にグラフトする段階の後にシランの末端化学官能基の（活性化の）修飾段階か、例えばグラフトを可能にするための、グルタルアルデヒドのような中間分子の存在を必要とする。さらに、これらの化合物の合成は、下に広がり及びアルデヒド官能基の完全性を維持することを可能にする特別な条件を必要とする。

さらに、本発明者は、本発明に従う式（Ｉ）の化合物が、ヒドロキシル官能基を含有する固体支持体の表面の官能化を可能にすることを実証しており、これは、一つの段階で達成され、そして、先行技術で公知のオルガノシラン（例えば、一般的に使用される式Ｒ−（ＣＨ_３）_２Ｓｉ−Ｘの化合物のような）から形成されるＳＡＭｓとは対照的に、結果として最大密度を有する自己組織化単分子膜を形成する。

これは、仮に様々なシランの立体障害を比較すると、シリコンに結合する水素原子の存在が、２つのシラン鎖間で可能な最少スペースを生じるためであり、これは以下のスキームＢ：

において見られ得る。

本発明に従う式（Ｉ）の化合物の中で、特に、８−シラニルオクタナール、９−シラニルノナナール、１０−シラニルデカナール、１１−シラニルウンデカナール、１２−シラニルドデカナール、１３−シラニルトリデカナール、１４−シラニルテトラデカナール、１５−シラニルペンタデカナール、１６−シラニルヘキサデカナール、１７−シラニルヘプタデカナール、１８−シラニルオクタデカナール、１９−シラニルノナデカナール及び２０−シラニルドデカナールからなり；１１−シラニルウンデカナール及び１８−シラニルオクタデカナールが特に好ましい。

本発明のほかの主題は、上で定義した式（Ｉ）の化合物の製造方法であり：
（ｉ）第一段階において、以下の式（ＩＩ）の化合物：

（ここで、ｎは７と２０の間に含まれる数である）を還流下及び触媒存在下でアルコール溶媒の溶液中でオルトギ酸エチルと反応させ、以下の式（ＩＩＩ）の化合物を得：

ここで、ｎは式（ＩＩ）の化合物に関する上の記載と同じ意味を有し；
（ここで、ｎは式（ＩＩ）の化合物に関する上の記載と同じ意味を有する）；
ｉｉ）第２段階において、第１段階で得た式（ＩＩＩ）の化合物を、触媒存在下でトリエトキシシランの溶液中で反応させ、以下の式（ＩＶ）の化合物を得：

（ここで、ｎは式（ＩＩＩ）の化合物に関する上の記載と同じ意味を有する）；
ｉｉｉ）第３段階において、上記の式（ＩＶ）の化合物により保有されるエトキシ基のみを、無水溶媒の溶液中及び穏やかな還元剤の存在下で還元し、以下の式（Ｖ）の化合物を得：

（ここで、ｎは式（ＩＶ）の化合物に関する上の記載と同じ意味を有する）；
ｉｖ）そして、第４段階において、上記の式（Ｖ）の化合物を有機溶媒の溶液中及び酸化剤存在下で酸化し、式（Ｉ）に対応する化合物を得る：
ことを特徴とする。

本発明に従い、用語「“穏やかな（ｍｉｌｄ）”還元剤」は、式（ＩＶ）の化合物に存在するシリコン原子により保有されるエトキシ基を還元することができるが、メトキシ基を還元しない、任意の還元剤を意味すると理解される。それは、末端アルデヒド官能基を直接含む式（Ｉ）の化合物の合成を可能にするこの特定の還元剤の賢明な選択である。
これは、幾分弱い還元剤（水素化ホウ素ナトリウムのような）は、式（ＩＶ）の化合物により保有されるエトキシ基を還元できないためであり、一方、より強い還元剤（リチウムトリヒドロアルミナートのような）は、エトキシ基の還元だけでなく、式（ＩＶ）の化合物のメトキシ基も還元し、従って、第４段階におけるアルデヒド官能基の引き続く形成を妨げる。

本方法の各段階において、式（ＩＩ）から（Ｖ）の中間化合物及び合成の最後における式（Ｉ）の最終化合物は、好ましくは洗浄し、本目的のために従来から使用される方法に従って分離及び精製する。

第１段階の間に使用する有機溶媒は、好ましくは低級アルコール（メタノール及びエタノールのような）から選択される。反応は、好ましくは溶媒の還流温度で行われ、そして、反応の継続時間は一般的に８から１６時間の間である。第１段階の間に使用する触媒は、好ましくは触媒量、すなわち約０．５％、で使用されるパラ−トルエンスルホン酸である。

第２段階の間に使用する触媒は、好ましくは遷移金属に基づく均一相触媒から選択される；カールシュテット（Ｋａｒｓｔｅｄｔ）触媒は特に好ましい。

第３段階の間、無水溶媒は、好ましくはエーテル及び環状エーテルから選択され；エチルエーテルが特に好ましい。「穏やかな」還元剤は好ましくは、リチウムテトラヒドロアルミナートである。

第４段階の間に使用する有機溶媒は、好ましくは塩素化溶媒から選択され；クロロホルムが特に好ましい。酸化剤は好ましくは、強いカルボン酸または無機酸から選択され；トリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）が特に好ましい。

本発明に従う式（Ｉ）の化合物は、固体支持体の表面に配置する自己組織化単分子膜を形成するために使用し得る。

従って、本発明の他の主題は、ヒドロキシル官能基を含む固体支持体の表面で、配列した自己組織化単分子膜を形成するための上記の少なくとも一つの式（Ｉ）の化合物の使用である。

式（Ｉ）の化合物の使用は、有利に最大密度の配列した単分子膜を備えた固体支持体の表面を修飾することを可能にし、これは、以前に与えられたＳＡＭｓの定義に一致する。

これらのＳＡＭｓは、固体支持体の少なくとも一つのヒドロキシル化された表面を、
約２〜１０℃の温度で、約１２から２４時間、有機溶媒（例えば、トリクロロエチレンのような）中の本発明に従う式（Ｉ）の少なくとも一つの化合物の溶液に接触させることによる当業者にとって従来の方法で調製し得る。基板は、続いて様々な溶媒、好ましくは及び連続的にはトリクロロエチレン、エタノール、クロロホルム及びペンタン、で洗浄し、そして、好ましくは窒素で乾燥させる。

これらの２つの特徴、すなわち、表面の官能化及び最大密度の自己組織化単分子膜の生成のための最小の化学反応段階は、現在使用されるプロセスの再現性の問題を排除することを可能にする。

さらに、このように得られる該表面は、相補的なアミン官能基を含有する有利な生物学的分子を共有結合的に固定化することを可能にする多数のアルデヒド官能基を直接提示し、これは、支持体の予備的な活性化を行う必要のない場合である。該支持体にグラフトする該化合物は、該表面と、シロキサン型の、強力な共有結合を生じ、そして、分子の自己組織化の結果であるそれらのアルキル鎖間の強力な凝集（ｃｏｈｅｓｉｏｎ）を発生し、これはシロキサン結合を保護する。さらに、該グラフトは、再現可能であり、そして、グラフトした化合物のアルデヒド官能基は、高い化学反応性を示す。

熱酸化により処理した、及び、本発明に従う式（Ｉ）の化合物の共有結合後の、該支持体の、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により測定した、該表面の粗さは、それぞれ０．８Å及び２．３Åであり、これは均一層の堆積を示す。例によると、ＳＡＭの式（Ｉ）の化合物（ここで、ｎ＝１１）へのグラフト後の、偏光解析法により測定した、該層の厚みは、１９．９±２．６Å（屈折率１．４５において））であり、一方、該表面に直交するＣ_１１炭素鎖の理論値は、１８．１５Åである。

さらに、本発明に従う式（Ｉ）の化合物と固体支持体のヒドロキシル化表面とのグラフト反応の副産物は水素の発生であり、アニオン性物質、あるいは、クロロシランまたはアルコキシシランを使用する先行技術のプロセスに固有のプロトン化合物とは対照的に、これは除去することが容易である。該グラフト反応は、結果として単一Ｓｉ−Ｈ結合の置換を生じ、すなわち、本発明に従う式（Ｉ）の化合物は単官能性オルガノシランとしてふるまう。本ケースにおいて、Ｓｉ−Ｈ結合の活性化は、該表面付近の長いアルキル鎖の配置に対応し、これは［Ｒ−ＳｉＨ_４］⁻または［Ｒ−ＳｉＨ_５］^２−型の、高配位シリコン物質の一過性の形成を可能にし、これは四面体物質より反応性が高いことが周知である。

実際、減衰全反射赤外（ＡＴＲ−ＩＲ）分光分析は、ＲＳｉＨ_２−Ｏ−物質単独の該表面における存在を同定することを可能にし、ただ単一の結合が生じていることを明らかに示す。

本発明の他の主題は、その少なくとも一つの表面は配列した自己組織化単分子膜により修飾され、該単分子膜は上で定義した式（Ｉ）の少なくとも一つの化合物のネットワークを含有することを特徴とする、固体支持体である。

本願発明の意味において、用語「ネットワーク」は、分子が配列し、そして、分子に対する鎖が非共有結合（例えば、ファンデルワールス力）を介して他のものと互いに相互作用する分子の集合を意味すると理解される。

少なくとも一つの水和した表面を有する任意の固体支持体は、本発明に従う式（Ｉ）の化合物によって官能化され得る。好ましくは、前記固体支持体は、修飾される前に、その表面にヒドロキシル基を示すようなものである。それは、ガラス、酸化物型セラミックス及びプラスチックからなる群から有利に選択される。

本発明に従う一般式（Ｉ）の化合物に加えて、該単分子膜はまた、該固体支持体にグラフトされることのできる任意の他の型の化合物を含有し得ると明らかに理解され（「混合」単分子膜の生成）、これは、このような効果が望ましい場合には、該支持体における式（Ｉ）の化合物の密度を小さくすることを可能にする。

該固体支持体は、その表面が本発明の配列した自己組織化単分子膜により修飾される、アミン官能基を含有する有利な生物学的または化学的分子の共有結合経路による合成または固定化のための支持体として有利に使用され得る。例えば、核酸（ＤＮＡ及びオリゴヌクレオチドのような）、タンパク質、細胞リガンド、治療標的分子及びコンビナトリアルケミストリーリガンドのような分子が言及され得る。

このように、本発明の他の主題は、共有結合（アミド結合の形成）による分子の合成または固定化のための上述の固体支持体の使用である。

本発明の他の主題は、上記の固体支持体上において分子を合成するためのプロセスであり、該分子が一連の繰り返し単位から構成されること、及び、前記プロセスが前記繰り返し単位にグラフトする連続的な段階を含有することを特徴とし、グラフトされる第１の繰り返し単位は、該固体支持体上に存在する本発明に従う式（Ｉ）の化合物のアルデヒド官能基に対して反応性であるアミン官能基を保有する。

本発明の主題は、さらに、上述の固体支持体上に生体分子を固定化するためのプロセスであり、これは本発明に従う式（Ｉ）の化合物のアルデヒド官能基に対して反応性であるアミン官能基を保有する生体分子を前記固体支持体にグラフトする段階を含むことを特徴とする。

最後に、本発明の他の主題は、生物学的または化学的分子がアミド官能基を介して共有結合的に固定化される上記の固体支持体である（核酸チップ、タンパク質チップ、細胞リガンドチップなど）。

前述のアレンジメントに加えて、本発明はまた、以下の記載から明らかになる他のアレンジメントを含有し、これは、本発明に従う式（Ｉ）の化合物の調製の例、式（Ｉ）の化合物を使用する固体支持体の表面の官能化の例、ＤＮＡチップを製造するための式（Ｉ）の化合物により官能化された支持体の使用の例、ならびに、添付の図１及び図２を言及し、ここで：
− １１−シラニルウンデカナールをケイ質支持体の表面にグラフトさせ、オリゴヌクレオチドをグラフトさせ（手動で付着させる）、そして、相補的なターゲットとハイブリダイゼーションさせた後にエピ蛍光顕微鏡において得られた蛍光の写真を図１に示し；
− １１−シラニルウンデカナールをケイ質支持体の表面にグラフトさせ、オリゴヌクレオチドをグラフトさせ（自動デバイスを使用して付着させる）、そして、相補的なターゲットとハイブリダイゼーションさせた後にスキャナー上で得られた蛍光の写真を図２に示す。

しかし、これらの例は本発明の主題の例のために単に示され、そして、いかなる場合でも、これらの制限を構成しないということを明確に理解しておくべきである。

実施例１：１１−シラニルウンデカナール（１０）の調製
１）第１段階：１１，１１−ジメトキシウンデク−１−エン（７）の合成

３７．７８ｇのオルトギ酸エチル（１３．０９ｍｌ、３５６ｍｍｏｌ、２当量）と１．６９１ｇのパラ−トルエンスルホン酸（触媒量：８．９ｍｍｏｌ、０．０５１当量）を５００ｍｌのメタノールに溶解した９７％ウンデセナール３０．０５ｇ（３７．１０ｍｌ、１７３ｍｍｏｌ）の溶液に添加する。反応は１２時間にわたりメタノールの還流下で行う。５００ｍｌのジクロロメタン添加後、反応混合物は１％炭酸ナトリウム溶液で（２回）及び飽和塩化ナトリウム溶液で連続的に洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、そして濃縮し、収率９７％で３６．３９ｇの茶色の液体を得る。

得られた生成物のＮＭＲ分析は、予測した生成物のそれに従い、以下のようであった：
δ_Ｈ（２００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）：１．３１（１２Ｈ、ｍ、Ｈ^４−９）、１．５９（２Ｈ、ｍ、Ｈ^１０）、２．０６（２Ｈ、ｍ、Ｈ^３）、３．２１（６Ｈ、ｓ、Ｈ^{１２＋１３}）、４．３８（１Ｈ、ｔ、Ｈ^１１、^３Ｊ_Ｈ−Ｈ ５．７Ｈｚ）、４．９８（２Ｈ、ｍ、Ｈ^１）、５．８１（１Ｈ、ｍ、Ｈ^２）、δ_Ｃ（２００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）：２４．９７、２９．３０、２９．４８、２９．７６、２９．８４、２９．８７、３２．８７、３４．１８、５２．９１（Ｃ^{１２＋１３}）、１０４．９４（Ｃ^１１）、１１４．４８（Ｃ^１）、１３９．５４（Ｃ^２）、ｍ／ｚ（ＮＢＡ）：２１３［Ｍ−Ｈ］^＋。

２）第２段階：１１，１１−ジメトキシウンデシル）トリエトキシシラン（８）の合成

３６．３９ｇの上記第１段階で得られた１１，１１−ジメトキシウンデク−１−エン（７）（１７０ｍｍｏｌ）を３１．０２５ｇの９７％トリエトキシシラン（３４．８６ｍｌ、１８３ｍｍｏｌ、１．０８当量）に溶解する。続いて、０．４２４ｇ（０．４５ｍｍｏｌ、０．００２６当量）のカールシュテット（Ｋａｒｓｔｅｄｔ）触媒を非常にゆっくり添加する。周囲温度で３時間撹拌した後、粗反応生成物を蒸留により精製し、４１．８８ｇの（水銀柱１０^−２ｍｍの圧で）１１５−１２０℃の温度で溶融する無色の液体（収率６５％）を得る。

得られた生成物のＮＭＲ分析は、予測した生成物のそれに従い、以下のようであった：
δ_Ｈ（２００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）：０．５９（２Ｈ、ｍ、Ｈ^１３）、１．１９（９Ｈ、ｔ、Ｈ^１５、^３Ｊ_Ｈ−Ｈ ７Ｈｚ）、１．２２（１６Ｈ、ｍ、Ｈ^５−１２）、１．５３（２Ｈ、ｍ、Ｈ^４）、３．２７（６Ｈ、ｓ、Ｈ^１＋２）、３．７６（６Ｈ、ｑ、Ｈ^１４、^３Ｊ_Ｈ−Ｈ ７Ｈｚ）、４．３２（１Ｈ、ｔ、Ｈ^３、^３Ｊ_Ｈ−Ｈ ５．７Ｈｚ）、δ_Ｃ（２００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）：１０．７０（Ｃ^１３）、１８．６０（Ｃ^１５）、２３．０８、２４．９３、２９．５６、２９．８２、２９．８８、３２．８０、３３．４９、３３．４９、５２．７９（Ｃ^１＋２）、５８．５６（Ｃ^１４）、１０４．８６（Ｃ^３）、δ_Ｓｉ（２００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）：−４４．２３、ｍ／ｚ（ＮＢＡ）：３７７［Ｍ−Ｈ］^＋。

３）第３段階：（１１，１１−ジメトキシウンデシル）シラン（９）の合成

５００ｍｌの無水エーテルに溶解した２１．０１６ｇの上記の前段階で得た化合物（５５．６ｍｍｏｌ）の溶液を、５００ｍｌの無水エチルエーテルと混合した４．２２ｇのリチウムテトラヒドロアルミナート（１１１ｍｍｏｌ、２当量）の溶液にゆっくり添加し、そして０℃に冷却する。還元反応は４８時間にわたり、周囲温度で及びアルゴン下で行う。反応混合物はセライトを通してろ過し、そして、濾液は蒸発させ、そして残渣をジクロロメタンに溶かす。続いて、有機相は、１Ｎ 塩酸溶液で（２回）及び飽和塩化ナトリウム溶液で連続的に洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、そして濃縮する。粗反応生成物を蒸留により精製し、６０−６５℃の温度で（水銀柱１０^−２ｍｍの圧で）溶融する１６．１４７ｇの無色の液体（収率６０％）を得る。

得られた生成物のＮＭＲ及びＩＲ分析は、予測した生成物のそれに従い、以下のようであった：
ＮＭＲ： δ_Ｈ（２００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）：０．７８（２Ｈ、ｍ、Ｈ^１３）、１．３０（１６Ｈ、ｍ、Ｈ^５−１２）、１．６４（２Ｈ、ｍ、Ｈ^４）、３．３６（６Ｈ、ｓ、Ｈ^１＋２）、３．５１（３Ｈ、ｔ、Ｈ^１４、^３Ｊ_Ｈ−Ｈ ３．９Ｈｚ）、４．３９（１Ｈ、ｔ、Ｈ^３、^３Ｊ_Ｈ−Ｈ ５．７Ｈｚ）、δ_Ｃ（２００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）：６．２８（Ｃ^１３）、２４．９８，２６．７３，２９．６２，２９．８５，２９．９２，２９．９８，３２．８３，３２．８６，５２．８１（Ｃ^１＋２）、１０４．８７（Ｃ^３）、δ_Ｓｉ（２００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）：−５８．９３；
ＩＲ：１０５６．７ ａｎｄ １１２５．７（ＣＯ）、２１４９．２（ＳｉＨ_３）、２８５４（ｓ ＣＨ_２）、２９２４（ａｓ ＣＨ_２）、ｍ／ｚ（ＮＢＡ）：２４５［Ｍ−Ｈ］^＋。

４）第４段階： １１−シラニルウンデカナール（１０）の合成

１４．８ｇのトリフルオロ酢酸（１３０ｍｍｏｌ、１０ｍｌ）を５０ｍｌのクロロホルムに溶解した１３．１０６ｇの上記の前段階で得た（１１，１１−ジメトキシウンデシル）シラン（９）（５３．３ｍｍｏｌ）の溶液に添加する。酸化反応は、１２時間にわたり周囲温度で行う。反応混合物は続いて蒸発させ、そして残渣をエーテルに溶解する。そして、有機相は連続的に、炭酸ナトリウム溶液で（２回）、脱イオン水溶液で（２回）、飽和塩化ナトリウム溶液で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、そして濃縮する。粗反応生成物を蒸留により精製し、（水銀柱７．５×１０^−１ｍｍの圧で）６０−６５℃の温度で溶融する７．０３６ｇの無色の液体（収率６６％）を得る。

得られた生成物のＮＭＲ及びＩＲ分析は、予測した生成物のそれに従い、以下のようであった：
ＮＭＲ：δ_Ｈ（２００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）：０．７３（２Ｈ、ｍ、Ｈ^１）、１．２７（１６Ｈ、ｍ、Ｈ^４−１０）、１．６１（２Ｈ、ｍ、Ｈ^３）、２．４１（２Ｈ、ｔｄ、Ｈ^２、^３Ｊ_Ｈ−Ｈ１ ３．９Ｈｚ、^３Ｊ_Ｈ−Ｈ１ ７．４Ｈｚ）３．４７（３Ｈ、ｔ、Ｈ^１２、^３Ｊ_Ｈ−Ｈ ３．９Ｈｚ）、９．７５（１Ｈ、ｔ、Ｈ^１、^３Ｊ_Ｈ−Ｈ １．９Ｈｚ）、δ_Ｃ（２００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）：６．３０（Ｃ^１１）、２２．４７，２６．７３，２９．６０，２９．６３，２９．８８，２９．９４，３２．８５，３２．８７，４４．３０（Ｃ^２）、２０３．３３（Ｃ^１）、δ_Ｓｉ（２００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）：−５８．９７；
ＩＲ：１７２８（Ｃ＝Ｏ）、２１４９（ＳｉＨ_３）、２７１４（ＣＨＯ）、２８５４（ｓ ＣＨ_２）、２９２４（ａｓ ＣＨ_２）、ｍ／ｚ（ＮＢＡ）：１９９［Ｍ−Ｈ］^＋。

実施例２：式（Ｉ）の化合物の自己組織化単分子膜により修飾された表面を有する固体支持体の調製
この例において、上記の実施例１で調製された１１−シラニルウンデカナールを式（Ｉ）の化合物として使用する。

５０００Åの熱酸化膜で覆われたシリコン基板を、３．５Ｍ 水酸化ナトリウム溶液中で２時間、ヒドロキシル化する。

該支持体は引き続いて４℃の温度で、２４時間、トリクロロエチレン中の１１−シラニルウンデカナールの１０ｍＭの溶液存在下に置かれる。該支持体は続いてトリクロロエチレン、エタノール、クロロホルム及びペンタンでリンスし、そして窒素下で乾燥させた。

１１−シラニルウンデカナールを形成された自己組織化単分子膜により修飾された表面を有する本発明に従う固体支持体を得る。

実施例３：ＤＮＡチップの調製
この例において、上記の実施例２で調製した修飾された固体支持体を使用する。

以下の配列を備えたオリゴヌクレオチド溶液の試料：３’ ＡＴＧ ＴＣＡ ＣＡＴ ＧＣＣ ＡＡＡ ＴＡＧ ５’（ＳＥＱ ＩＤ Ｎｏ．１）（ここで、アミン官能基により５‘位において修飾される）は、手動で（１．５μｌの分量で）、あるいはＧｅＳｉＭ（ドイツ国）によりＮａｎｏ−Ｐｌｏｔｔｅｒ（登録商標）の名前で販売されている圧電放出自動化装置を使用して（１．５μｌの分量で）、あるいは３００ｐｌの自動の圧電放出を使用して、実施例２の修飾された固体支持体に付着させる。使用する溶液中のオリゴヌクレオチドの濃度は、０．３Ｍ Ｎａ_２ＰＯ_４バッファーにおいて１０μｍである。

２４時間のインキュベーション時間の後、基板は以下の配列を備えた相補的なターゲットの溶液と０．１μｍの濃度でハイブリダイズする：３’ ＴＡＧ ＡＧＴ ＧＴＡ ＣＧＧ ＴＴＴ ＡＴＣ ５’（これはＣｙ３蛍光基で標識される）。

Ｏｌｙｍｐｕｓ Ｉｎｃ．（米国）によりその名前で販売されているエピ蛍光顕微鏡及びＡｘｏｎによりＧｅｎｅＰｉｘ（登録商標）の名前で販売されているスキャナー上で得られた蛍光シグナルを、それぞれ添付の図１及び２に示す。

これらの結果は、本発明に従う式（Ｉ）の化合物の自己組織化単分子膜により修飾された支持体が、相補的なアミン官能基を含有する分子の固定化を行うことを可能にすることを示す。

図１は、１１−シラニルウンデカナールをケイ質支持体の表面にグラフトさせ、オリゴヌクレオチドをグラフトさせ（手動で付着させる）、そして、相補的なターゲットとハイブリダイゼーションさせた後にエピ蛍光顕微鏡において得られた蛍光の写真を示す。 図２は、１１−シラニルウンデカナールをケイ質支持体の表面にグラフトさせ、オリゴヌクレオチドをグラフトさせ（自動デバイスを使用して付着させる）、そして、相補的なターゲットとハイブリダイゼーションさせた後にスキャナー上で得られた蛍光の写真を示す。

配列番号１は、オリゴヌクレオチドプローブの塩基配列を示す。
配列番号２は、配列番号１のプローブがハイブリダイズするオリゴヌクレオチドの塩基配列を示す。

Claims (13)

1. 以下の式（Ｉ）：
   ＣＨ（Ｏ）−Ｃ_ｎＨ_２ｎ−ＳｉＨ_３ （Ｉ）
   ここで、ｎは７と２０の間に含まれる整数を示す、
   に対応することを特徴とするω−シラニル−ｎ−アルカナール化合物。
2. ｎが１１と１８の間に含まれることを特徴とする請求項１に記載の化合物。
3. ８−シラニルオクタナール、９−シラニルノナナール、１０−シラニルデカナール、１１−シラニルウンデカナール、１２−シラニルドデカナール、１３−シラニルトリデカナール、１４−シラニルテトラデカナール、１５−シラニルペンタデカナール、１６−シラニルヘキサデカナール、１７−シラニルヘプタデカナール、１８−シラニルオクタデカナール、１９−シラニルノナデカナール及び２０−シラニルドデカナールから選択されることを特徴とする請求項１に記載の化合物。
4. （ｉ）第１段階において、以下の式（ＩＩ）の化合物：
   

   

   （ここで、ｎは７と２０の間に含まれる数である）を還流下及び触媒存在下でアルコール溶媒の溶液中でオルトギ酸エチルと反応させ、以下の式（ＩＩＩ）の化合物を得：
   

   

   （ここで、ｎは式（ＩＩ）の化合物に関する上の記載と同じ意味を有する）；
   ｉｉ）第２段階において、第１段階で得た式（ＩＩＩ）の化合物を、触媒存在下でトリエトキシシランの溶液中で反応させ、以下の式（ＩＶ）の化合物を得：
   

   

   （ここで、ｎは式（ＩＩＩ）の化合物に関する上の記載と同じ意味を有する）；
   ｉｉｉ）第３段階において、上記の式（ＩＶ）の化合物により保有されるエトキシ基のみを、無水溶媒の溶液中及び穏やかな還元剤の存在下で還元し、以下の式（Ｖ）の化合物を得：
   

   

   （ここで、ｎは式（ＩＶ）の化合物に関する上の記載と同じ意味を有する）；
   ｉｖ）そして、第４段階において、上記の式（Ｖ）の化合物を有機溶媒の溶液中及び酸化剤存在下で酸化し、式（Ｉ）に対応する化合物を得る：
   ことを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の式（Ｉ）の化合物の製造方法。
5. 第３段階中に使用される穏やかな還元剤が、リチウムテトラヒドロアルミナートであることを特徴とする請求項４に記載のプロセス。
6. ヒドロキシル官能基を含有する固体支持体の表面において、配列した自己組織化単分子膜を形成する請求項１から３のいずれかに記載の式（Ｉ）の少なくとも一つの化合物の使用。
7. 少なくとも一つの表面が配列した自己組織化単分子膜により修飾される固体支持体において、前記単分子膜が請求項１から３のいずれかに記載の式（Ｉ）の少なくとも一つの化合物のネットワークを含むことを特徴とする固体支持体。
8. ガラス、酸化物型のセラミックス及びプラスチックからなる群から選択されることを特徴とする請求項７に記載の固体支持体。
9. アミン官能基を含む有利な生物学的または化学的分子の共有結合経路による合成または固定化のための請求項７または８に記載の固体支持体の使用。
10. 前記分子が、核酸、タンパク質、細胞リガンド、治療標的分子及びコンビナトリアルケミストリーリガンドの中から選択されることを特徴とする請求項９に記載の使用。
11. 請求項７または８に記載の固体支持体上における分子の合成方法であって、前記分子が一連の繰り返し単位から構成され、及び、前記方法が前記繰り返し単位にグラフトする連続的な段階を含むことを特徴とし、グラフトされた第１の繰り返し単位が、該固体上に存在しかつ請求項１から３のいずれかに記載の式（Ｉ）の化合物のアルデヒド官能基に関して反応性であるアミン官能基を保有する、方法。
12. 請求項１から３のいずれかに記載の式（Ｉ）の化合物のアルデヒド官能基に関して反応性であるアミン官能基を保有する前記生体分子を固体支持体にグラフトする段階を含むことを特徴とする、請求項７または８に記載の固体支持体に生体分子を固定化する方法。
13. 生物学的または化学的分子がアミド官能基を介して共有結合的に固定化される請求項７または８に記載の固体支持体。

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