JP2009522406A - 蛍光染料 - Google Patents
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- G01N33/582—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances with fluorescent label
Abstract
【化1】
Description
・ 標的物質が結合する複数付着部位を有すること。
・ 複数付着部位が蛍光染料を表面に付着する結合能力を有すること。
・ 乾燥状態(dry state)(溶媒を必要とせず)において蛍光性を有していること。
・ 長寿命を有していること。
特定の用途に基づいて操作されることができる水性媒体において可溶な蛍光染料は特に有利である。
・D2は電子供与部分から成る群から選択される;
・B1及びB2は同一でも又は異なっていてもよく、H、OH、NH2、Cl及びFから成る群から選択される;
・ A2は以下の化学式を有する電子受容部分であり:
・ X8はH、CH3、および(CH2)n6−Z2 −から成る群から選択され、Z2−は一価のアニオンであり、Z2 −が存在するとき、Z1 −は存在しない;n6は1から10の正数である;
・ Q3はO又はSである;
・ Z1 −は一価のアニオンであり、Z1 −が存在するとき(CH2)n6−Z2 −は存在しない;
・n2は1から2の正数である。
・D1は電子供与部分である;
・X1及びX2は同一でも又は異なっていてもよく、H、CH3、OH、SH、NH、Se、F、Cl、及びCH2から成る群から選択され、XがH、F、又はClであるならば、R1及びR2は存在しない;又は、
・ XがF又はClでないとき、
・ R1及びR2は同一でも又は異なっていてもよく、H、CH3、及びCH2−Qから成る群から選択され、QはOH、SH、及びNHから成る群から選択され、
・ R1及びR2は、少なくとも一つの環原子を有する炭素環構造又は複素環構造を形成する。前記少なくとも1つの環原子はO、N及びSから成る群から選択される;
・ n1は1から2の正数である;
・ A1はカルボン酸及びカルボン酸の塩から成る群から選択された電子受容部分である。
・methylbenzthiazole塩を分離するステップと;
・ methanol中にmethylbenzthiazoleを形成するためにmethanol中における前記methylbenzthiazole塩を溶解するステップと;
・ methanol中で置換したbenzaldehyde及びpiperidinをmethylbenzthiazole溶液に加えるステップと;
・ 反応生成物を分離し、溶液から固体を再結晶化するステップを含む;
化学式I中、
・D2は電子供与部分から成る群から選択される;
・B1及びB2は同一でも又は異なっていてもよく、H、OH、NH2、Cl、及びFから成る群から選択される;
・ A2は以下に示す化学式を有する電子受容部分である:
・ X8はH、CH3及び(CH2)n6 −Z2 −から成る群から選択され、Z2 −は一価のアニオンであり、Z2 −が存在する場合、Z1 −は存在しない;n6は1から10の正数である;
・Q3はO又はSである;
・Z1 −は一価のアニオンであり、Z1 −が存在する場合、(CH2)n6 −Z2 −は存在しない;
・n2は1から2の正数である。
・X8はH、CH3及び(CH2)n6 −Z2 −から成る群から選択され、式中、Z2 −は一価のアニオンであり、Z2 −が存在する場合、Z1 −は存在しない;n6は1から10の正数である;
・Q3はO又はSである。
・電子供与部分(electron−donating moiety)という表現は 電子供与体(electron donator)又は電子供与体(electron donor)と同義に用いられ、電子密度に寄与するサブスチチュートと呼び又はさらにH、F、又はClを含むことができる;
・電子受容部分(electron−accepting moiety)という表現は、電子受容体(electron acceptor)又は電子求引性(electron withdrawing)と同義に用いられ、ある程度密度(量)の電子を引き寄せるサブスチチュートと呼ぶ;
・ 助色団(auxochrome)という用語は、発色団に結合したとき波長のみならず吸収の強度も変化させる非結合電子を有する飽和した基と呼ぶ;
・“サブスチチュート”という用語は、分子中で他の原子又は他の基と置き換わる原子又は基と呼ぶ。
・本発明は、本発明の例示であることを意図する下記実施例によってさらに明確にされ得る。
・D2は電子供与部分から成る群から選択される;
・B1及びB2は同一でも又は異なっていてもよく、H、OH、NH2、Cl、及びFから成る群から選択される;
・ A2は以下に示す化学式を有する電子受容部分である:
・ X8は、H、CH3、及び(CH2)n6 −Z2 −から成る群から選択され、Z2 −は一価のアニオンであり、Z2 −が存在するときZ1 −は存在しない;n6は1から10の正数である;
・Q3はO又はSである;
・Z1 −は一価のアニオンであり、Z1が存在するとき(CH2)n6 −Z2 −は存在しない;
・n2は1から2の正数である。
・ X3がH、CH3、OH、SH、F又はClのときR3は存在しない、X3は、H、CH3、OH、SH、−NH−、−Se−、−O−、−S−、F、Cl、及びCH2から成る群から選択される;
・X3がH、CH3、OH、SH、F又はClでないとき:
・R3はH、CH3、及び(CH2)n4−X6はOH、SH、及びNH2から成る群から選択され、n4は1から10の正数である;
・Q3はO又はSである;
・ B1及びB2は同一でも又は異なっていてもよく、H、OH、NH2、Cl、及びFから成る群から選択される;
・ X8はH、CH3、及び(CH2)n6−Z2 −から成る群から選択され、式中、Z2 −は一価のアニオンであり、なお、Z2 −が存在するとき、Z1 −は存在しない;n6は1から10の正数である;
・Q3はO又はSである;
・Z1 −は一価のアニオンであり、なお、Z1 −が存在するとき、(CH2)n6−Z2 −は存在しない。
・tは1から8の正数である;
・X4及びX5は同一でも又は異なっていてもよく、O、S、N、NH、NH2及びSeから成る群から選択される;
・n3は1から3の正数である;
・B1及びB2は同一でも又は異なっていてもよく、H、OH、NH2、Cl、及びFから成る群から選択される;
・Q3はO又はSである;
・Z1 −は一価のアニオンであり、Z1 −が存在するとき、(CH2)n6−Z2 −は存在しない;
X8は、H、CH3、及び(CH2)n6−Z2 −から成る群から選択され、式中、Z2 −は一価のアニオンであり、Z2 −が存在するとき、Z1 −は存在しない;n6は1から10の正数である。
・D1は電子供与体である。
・X1及びX2は同一でも又は異なっていてもよく、H、CH3、OH、SH、NH、Se、F、Cl、及びCH2から成る群から選択され、ただし、Xが、H、F、又はCl及びCH2であるならば、R1及びR2は存在しない;
・XがF又はClでないとき:
・R1又はR2は同一でも又は異なっていてもよく、H、CH3、及びCH2−Qから成る群から選択され、Qは、OH、SH、及びNHから成る群から選択され、
・R1又はR2はO、N、又はSから成る群から選択された少なくとも1つの環原子を有する炭素環構造又は複素環構造を形成する;
・n1は1から2の正数である;
・ A2はカルボン酸及びカルボン酸の塩から成る群から選択された電子受容部分である。
・ 好ましくは、D1は以下に示す化学式から成る群から選択される。
・ Q1及びQ2は同一でもよく又は異なっていてもよく、CH2、O、S、及びNHから成る群から選択される:
・X11は、O、S、及びNから成る群から選択される;
・R5及びR6は同一でも又は異なっていてもよく、H、CH3、及び(CH2)n5−X7から成る群から選択され、X7はOH、SH、及びNH2から成る群から選択され、n5は1から10の正数である;
・X11がO又はSのとき、R5及びR6のどちらか一方しか存在せず、他方は存在しない。
・ 好ましくは、A1は以下に示す化学式から成る群から選択される:
・ Mは一価のカチオンである;
Lは金属である。
実施例1
2−bromothiopheneのアミノ化についての一般的な合成
2−bromomethylthiopheneの一般的合成
三臭化リン(Tribromide phosphorous)(PBr3、54.2g、0.2mol)は、エチルエーテル(300mL)中で、2−hydroxymethylthiphene(50.0g、0.44mol)に0℃において滴下された(dropwise)。前記混合物は室温でひと晩攪拌され飽和した炭酸水素ナトリウム溶液(400mL)に注がれた。有機層は分離され、炭酸水素ナトリウム溶液(2×100mL)及び水(100mL)で洗浄された。有機物は、硫酸マグネシウム上で乾燥された。溶媒の蒸発後、標的合成物が得られ、更に生成することなく直ちに使用された。収率は72.0グラム、92.8%であった。
実施例3
2−thienylmethyltributylphosphonium bromideの一般的合成
2−bromomethylthiophene(72g、0.41mol)は、トルエン(400mL)に溶解された。前記溶液に対して、tributylphosphine(82g、0.41mol)が加えられた。前記混合物は、90℃でひと晩加熱された。前記混合物は室温まで冷却され、固体は濾過された。前記固体はエチルエーテル(200mL)によって洗浄され、142.3グラム(収率92.3%)が生じた。
実施例4
4−[N,N−dimethylaminophenylethenyl]thiopheneの一般的合成
2−thienylmethyltributylphosphonium bromide(20.9g、0.055mol)及び4−N,N−dimethylaminophenylaldehyde(7.5g、0.05mol)はDMF(ジメチルホルムアミド)(100mL)に溶解された。前記混合物に対して、Sodiumethoxy(NaOC2H5:ナトリウムエトキシド)(エタノール、65mL中に1.0M溶液)は滴下された(dropwise)。前記混合物は90℃でひと晩加熱され水(500mL)に注がれた。固体は濾過によって集められた。固体は水で洗浄されエタノール(100mL)から再結晶され、10.5gの結晶が得られ、収率は91.3%であった。
実施例5
4−{[N,N−dimethyl−amino]−phenylene−thien−5}−formate lithiumの一般的合成
4−[N,N−dimethylaminophenylethenyl]thiophene(4.58g、0.02mol)は、乾燥THF(テトラヒドロフラン)(50mL)に溶解され、−78℃に冷却された。前記溶液に対して、butyllithium(ヘキサン中において8.0mL、0.02mol、2.5M)滴下された(dropwise)。黄色い溶液は急速に色がグリーンに変化した。溶液はゆっくりと−20℃まで温められ(このプロセスの間、この溶液の色が黄色に戻ったなら、BuLiをもう少し加える)次に、−78℃まで冷却された。二酸化炭素(CO2)ガスは、次に6時間溶液を通過して発泡された。THF(テトラヒドロフラン)は真空で蒸発された。残留物は集められ水によって洗浄された。最終生成物はエタノールから再結晶することによって精製され、2.65グラムを生じ、収率は47.5%であった。
Phosphoniums Saltの一般的合成
Claims (22)
- 化学式Iを有する蛍光染料であって:
・D2は電子供与部分から成る群から選択される;
・B1及びB2は同一でも又は異なっていても良く、H、OH、NH2、Cl、及びFからなる群から選択される;
・ A2は以下の化学式を有する電子受容部分である:
・ X8はH、CH3、及び(CH2)n6−Z2 −からなる群から選択され、Z2 −は一価のアニオンであり、さらにZ2 −が存在するならば、Z1 −は存在しない;n6は1から10の正数である;
・ Q3はO又はSである;
・ Z1 −は一価のアニオンであり、Z1 −が存在するならば、(CH2)n6−Z2 −は存在しない;
・n2は1から2の正数であることを特徴とする蛍光染料。 - Z1 −は、OH、SH、HCO3、HSO3、HSO4、H2PO4、H2PO4、PF6、F、CNO、SCN、tetraphenyl borate、BH4、Cl、I、Br、BF4、I3、NO3、SO3、BrO、BrO2、BrO3、BrO4、IO、IO2、IO3、IO4、ClO、ClO2、ClO3、及びClO4からなる群から選択されることを特徴とする請求項1に記載の蛍光染料。
- Z2 −は、O、S、CO2、PO3、PF6、F、SO3、及びNO2から成る群から選択されることを特徴とする請求項1に記載の蛍光染料。
- 化学式IIを有する請求項1に記載の蛍光染料。
・X3はH、CH3、OH,SH、−NH−、−Se−、−O−、−S−、F、Cl、及びCH2から成る群から選択され、X3がH、CH3、OH、SH、F又はClであるならば、R3は存在しない。
・X3がH、CH3、OH、SH、F又はClではないとき:
・ R3はH、CH3、及び(CH2)n4−X6から成る群から選択され、X6はOH、SH及びNH2から成る群から選択され、n4は1から10の正数である;
・Q3はO又はSである;
・B1及びB2は同一でも異なっていてもよく、H、OH、NH2、Cl、及びFから成る群から選択される;
・X8はH、CH3、及び(CH2)n6−Z2 −から成る群から選択され、Z2 −は一価のアニオンであり、Z2 −が存在するならば、Z1 −は存在しない;n6は1から10の正数である。
・Q3はO又はSである;
・ Z1 −は一価のアニオンであり、Z1 −が存在するならば、(CH2)n6−Z2 −は存在しない。 - 化学式IIIを有する請求項1に記載の蛍光染料であって:
・tは1から8の正数である;
・X4及びX5は同一でも又は異なっていてもよく、O,S、N、NH、NH2及びSeから成る群から選択される;
・n3は1から3の正数である;
・B1及びB2は同一でも又は異なっていてもよく、H、OH、NH2、Cl、及びFから成る群から選択される;
・Q3はO又はSである:
・Z1 −は一価のアニオンであり、Z1 −が存在するならば、(CH2)n6−Z2 −は存在しない;
・X8はH、CH3及び(CH2)n6−Z2 −から成る群から選択され、Z2 −は一価のアニオンであり、Z2 −が存在するならば、Z1 −は存在しない;n6は1から10の正数である。 - 化学式IVを有する蛍光染料であって:
・D1は電子供与部分である;
・X1及びX2は同一でも異なっていてもよく、H、CH3、OH、SH、NH、Se、F、Cl、及びCH2から成る群から選択され、XがH、F、又はClであるならばR1及びR2は存在しない;
・XがF又はClではないとき:
・R1及びR2は同一でも又は異なっていてもよく、H、CH3、及びCH2−Qから成る群から選択され、QはOH、SH、及びNHから成る群から選択され、又は、
・R1及びR2はO、N、及びSから成る群から選択される少なくとも1つの環原子を有する炭素環構造又は複素環構造を形成する;
・n1は1から2の正数である;
・A1はカルボン酸及びカルボン酸の塩から成る群から選択された電子受容部分であることを特徴とする蛍光染料。 - 標的物質と請求項1に記載の蛍光染料を接触させるステップと蛍光染料を励起するステップと蛍光を検出するステップとを含む生物学的アッセイにおける標的物質の検出方法。
- 標的物質と請求項6に記載の蛍光染料を接触させるステップと蛍光染料を励起するステップと蛍光を検出するステップとを含む生物学的アッセイにおける標的物質の検出方法。
- 請求項1に記載の蛍光染料及び溶媒を含むことを特徴とする組成物
- 請求項6に記載の蛍光染料及び溶媒を含むことを特徴とする組成物
- 化学式Iの蛍光染料を合成する方法であって:
過剰のヨードメタン(iodomethane)をメチルベンズチアゾール(methylbenzthiazole)に加えるステップと;
・メチルベンズチアゾール(methylbenzthiazole)塩を分離するステップと;
・メタノール中にメチルベンズチアゾール溶液を形成するためにメタノール中にメチルベンズチアゾール塩を溶解するステップと
・メタノール中で置換したベンズアルデヒド及びピペリジンをメチルベンズチアゾール溶液に加えるステップと
・溶液から反応生成物を分離し、溶液から固体を再結晶するステップを含み;
化学式I中において;
・D2は電子供与部分から成る群から選択される;
・B1及びB2は同一でも又は異なっていてもよく、H、OH、NH2、Cl、及びFから成る群から選択される。
・ A2は以下に示す化学式を有する電子受容部分である:
・X8はH、CH3、及び(CH2)n6 −Z2 −から成る群から選択され、Z2 −は一価のアニオンであり、Z2 −が存在するならば、Z1 −は存在しない;n6は1から10の正数である:
・Q3はO又はSである;
・Z1 −は一価のアニオンであり、Z1 −が存在するならば、(CH2)n6 −Z2 −は存在しない;n6は1から10の正数である;
・ Q3は、O又はSである;
・ Z1 −は一価のアニオンであり、Z1 −が存在するならば、(CH2)n6 −Z2 −は存在しない;
・n2は1から2の正数であることを特徴とする化学式Iの蛍光染料合成方法。 - 少なくとも1つの反応領域と少なくとも1つの検出器を含む分析デバイスであって、
前記反応領域は、特定の標的物質と接触するとき蛍光を発する染料を用いて共有結合で標識され、前記反応領域はサンプルと接触するために配置されており、前記検出器は蛍光が存在するか又は存在しないのかを検出するために前記反応領域に極めて近接して設けられることを特徴とする分析デバイス。 - 前記少なくとも1つの反応領域が、化学式Iを有する前記蛍光染料を用いて共有結合で標識されていることを特徴とする請求項14に記載の分析デバイス。
- 前記少なくとも1つの反応領域は、化学式IVを有する前記蛍光染料を用いて共有結合で標識されていることを特徴とする請求項14に記載の分析デバイス。
- 前記少なくとも1つの反応領域が蛍光染料を用いて共有結合で標識されたガラス表面を含むことを特徴とする請求項14に記載の分析デバイス。
- 前記少なくとも1つの反応領域が蛍光染料を用いて共有結合で標識されたポリマー表面を含むことを特徴とする請求項14に記載の分析デバイス。
- 前記少なくとも1つの反応領域は、蛍光染料を用いて共有結合で標識された金属表面を包含することを特徴とする請求項14に記載の分析デバイス。
- 直列に配列された複数の反応領域をさらに含むことを特徴とする請求項14に記載の分析デバイス。
- 平行な複数の反応領域をさらに含むことを特徴とする請求項14に記載の分析デバイス。
- 前記少なくとも1つの反応領域は、顕微鏡のスライド、マイクロアレイ、フラスコ、キャピラリーチューブ、マイクロビーズ、ナノビーズ、マイクロウェルプレート、マイクロ流体の流路、及びマイクロ流体のリザーバーから成る群から選択されることを特徴とする請求項14に記載の分析デバイス。
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