JP2010019854A - 親水性修飾剤を有するアクリジニウムエステル標識 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 フォレート、テオフィリン、およびトブラマイシンのアッセイ(そのような標識を非イオン性ポリエチレングリコール、ポリイオン性スペルミンジスルホナート、およびポリイオン性スペルミンジカルボキシラートなどの親水性修飾剤と共に用いる)が詳述されている。
【選択図】 なし
Description
A−B−C
式中、Aは、プテロイン酸、葉酸、ステロイドなど問題の分析物、テオフィリン、フェニトイン、ジゴキシンなどの治療薬、トブラマイシン、フェノバルビタールなどのアミノグリコシドであり、
Bは、(a)分子量150〜5000のポリエチレングリコール、または(b)スペルミンまたは任意のポリアミン(必ずしもすべてではないが、内部のアミンが、スルトン、無水物などの親水性分子で修飾されている)から誘導されたポリイオン性スペーサーであり、
Cは、化学発光または蛍光標識である。
式中、
R1は、24個までの炭素ならびに窒素、酸素、リン、および硫黄からなる群から選択された20個までのヘテロ原子を有する、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、スルホエチル、スルホプロピル、スルホブチル、またはアラルキルであり、
R2、R3、R5、R7は、水素、アミノ、ヒドロキシル、ハライド、ニトロ、−CN、−SO3H、−SCN、−OR、NHCOR、−COR、−COOR、または−CONHRであり、Rは、24個までの炭素ならびに窒素、酸素、リン、および硫黄からなる群から選択された20個までのヘテロ原子を有するアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アラルキルであり、
R4およびR8は、8個までの炭素を有し、側鎖基が2個を超える炭素をもつ分枝は有しないアルキル、アルケニル、アルキニル、アラルキル、またはアルコキシルであり、
R6は、置換R6=R−L−S−R10を表し、式中、Rは、場合により、24個までの炭素ならびに窒素、酸素、リン、および硫黄からなる群から選択された20個までのヘテロ原子を有するアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アラルキルであり、Lは、エーテル、チオエーテル、アミド、エステル、またはカルバマート結合であり、
Sは、分子量300〜5000のポリエチレングリコールであり、または以下の構造であり、
あるいは、R6は、エステル結合にメタ位であるフェノキシ環の位置で結合することができ(この場合、R5またはR7は、エステル結合にパラ位に結合している)、
R10は、求電子基、脱離基、または求核基である。
式中、Mは、R6が場合により、24個までの炭素、ならびに窒素、酸素、リン、および硫黄からなる群から選択された20個までのヘテロ原子を有するアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アラルキルであることを除いて、上記で定義したとおりのアクリジニウムまたはベンズアクリジニウムエステル誘導体であり、
Lは、アミド、エーテル、チオエーテル、エステル、またはカルバマート結合であり、
Sは、上記で定義したとおりのスペーサーある。
NSP−DMAE−HDの合成を下記のとおり実施した(図1)。DMF(1mL)と0.1MカルボナートpH9(1mL)中の1,6−ジアミノヘキサン(49mg、0.42ミリモル)をDMF(1mL)中のNSP−DMAE−NHS(25mg、0.042ミリモル)で処理した。反応物を室温で16時間攪拌し、次いでC18カラム(20×250mm)を使用し、それぞれ0.05%トリフルオロ酢酸(TFA)を含むMeCN/水の10%から60%の勾配(40分)を用いる調製用HPLCで直接精製し、生成物を約21分で溶離した。生成物を含むHPLC画分を減圧下で濃縮し、次いで、凍結乾燥させて黄色の固形物を得た。収量25mg(定量的)、MALDI−TOF MS 591測定値(591.73計算値)。
ヘキサエチレングリコールジメタンスルホナートの合成を下記のとおり実施した。ヘキサエチレングリコール(1g、3.54ミリモル)のクロロホルム(10mL)溶液を氷浴中の窒素下で冷却し、塩化メタンスルホニル(603μL、2.2当量)とジイソプロピルエチルアミン(1.56mL、2.5当量)で処理した。反応物を室温まで加温し、窒素下で攪拌した。2時間後、追加の塩化メタンスルホニル(274μL、1.0当量)とジイソプロピルエチルアミン(749μL、1.2当量)を加えた。室温でさらに2時間後、反応物をクロロホルムで希釈し、得られた溶液を水性塩化アンモニウム、次いでブラインで2回洗浄した。次いで、クロロホルム溶液を硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾過し、減圧下で濃縮した。淡黄色の油状物が得られた。収量1.38g(89%)。TLC(10%メタノール、90%クロロホルム)Rf(生成物)=0.64、Rf(出発材料)=0.42。
NSP−DMAE−HEG−γ−フォレートコンジュゲートの合成を下記のとおり実施した。N−tert−ブトキシカルボニル−L−グルタミン酸α−tert−ブチルエステル(25mg、0.082ミリモル)をMeCN(2mL)中に溶解し、NHS(14.2mg、1.5当量)とDCC(25.5mg、1.5当量)で処理した。反応物を室温で1.5時間攪拌した。この溶液(0.54mL)をジイソプロピルエチルアミン(5μL、1.5当量)を含むDMF(500μL)中のNSP−DMAE−PEG(14mg、18.54マイクロモル)の溶液に加えた。2〜3時間後、追加のジイソプロピルエチルアミン(2.5μL)を上記からの追加の活性エステル溶液540μLと一緒に加えた。得られた反応物を室温で16時間攪拌した。次いで、溶媒を減圧下で除去し、残留物をMeCN2mLに溶解した。これをガラスウールで濾過し、濾液を減圧下で濃縮した。粗生成物を酢酸中の30%HBr1mL中で2時間攪拌することによりデブロックした。エーテル(10mL)の添加により生成物を沈殿させた。エーテルを傾瀉し、残留物を上記と同じ溶媒系を用いてHPLCにより直接精製した。Rt(生成物)=約20.5分。生成物を含むHPLC画分を凍結乾燥させて、黄色の固形物として生成物2.8mg(20%)を得た。MALDI−TOFMS 888.67測定値(885.0計算値)。
NSP−DMAE−HEG−α−フォレートコンジュゲートの合成を下記のとおり実施した。N−tert−ブトキシカルボニル−L−グルタミン酸g−tert−ブチルエステル(20mg、0.065ミリモル)をMeCN(約2mL)に溶解し、氷中窒素雰囲気下で冷却した。N−ヒドロキシスクシンイミド(11.4mg、1.5当量)およびジシクロヘキシルカルボジイミド(20.3mg、0.0985ミリモル)を加え、反応物を室温に加温し、1時間攪拌した。DMF(0.5mL)中のNSP−DMAE−HEG(14mg、0.0185ミリモル)をジイソプロピルエチルアミン(7μL、約2当量)、次いで上記のMeCN溶液1.2mLで処理した。得られた溶液を室温、窒素下で24時間攪拌した。次いで、反応物を減圧下で濃縮した。残留物を酢酸中の30%HBr2mLで処理した。室温で3時間攪拌した後、エーテルを加えて生成物を沈殿させ、それを濾過により集め、追加のエーテルですすぎ、風乾した。粗生成物(28mg)を上記のとおり調製用HPLCにかけた。生成物を含むHPLC画分(Rt=約18分)を凍結乾燥させた。収量4.7mg(29%)。MALDI−TOF MS 910.14(M+Na+)測定値(885計算値)。
数種の競合アッセイパラメータをコンジュゲート(トレーサー)結合機能の比較評価に関して試験した。具体的には、これらの基準にはアッセイの精度、アッセイの確度、アッセイの感度、分別非特異的結合、結合親和性、および標準曲線の形が含まれる。
として経験的に表すことができる。
式中、xは分析物濃度であり、yは%B/B0またはRLUのいずれかとして生成された測定されたシグナルである{[Rodbard,David、「Ligand Analysis」(1981)、Langon,J.、Clapp,J.(Eds.)、Masson Publishing,Inc.、NewYork、pp.45〜101]、[Nix,Barry、「The Immunoassay Handbook」(1994)、Wild,David(Ed.)、Stockton Press,Inc.、New York、pp.117〜123]、[Peterman,Jeffrey H.、「Immunochemistry of Solid−Phase Immunoassay」、(1991)、Butler,J.(Ed.)、CRC Press,Inc.、Boca Raton、pp.47〜65]}。
NSP−DMAE−トブラマイシンコンジュゲートの合成を下記のとおり実施した。トブラマイシン(1.45mg、3.3マイクロモル)を1:1、DMF/0.1MカルボナートpH9(1mL)に溶解し、5分間隔で周期的に加えられるNSP−DMAE−NHSエステル(2mg、3.3マイクロモル)のDMF(0.2mL)溶液で処理した。反応物を室温で2時間、次いで4℃でさらに24〜36時間攪拌した。生成物をC18カラム(7.8mm×30cm)を使用し、MeCN/0.1M TEAA pH5の10%から60%の勾配(40分)を用いる調製用HPLCにより、流量2.3mL/分および260nmのUV検出で精製した。コンジュゲートを17〜18分で溶離した。コンジュゲートを含むHPLC画分を凍結乾燥させて、白色の無定形の固形物を得た。ES MS 943.7測定値(943計算値)。
NSP−DMAE−HEGグルタラートNHSエステルの合成を下記のとおり実施した。DMF(1〜2mL)中のNSP−DMAE−HEG(20mg、23マイクロモル)をグルタル酸無水物(4.2mg、1.5当量)とジイソプロピルエチルアミン(12μL、3当量)で処理した。反応物を室温で攪拌した。約6時間後、追加のグルタル酸無水物(3.2mg)を加え、反応を一晩継続した。生成物をC18カラム(20×250mm)を使用し、それぞれ0.05%TFAを含むMeCN/水の10%から60%の勾配(40分)を用いる調製用HPLCにより、流量16mL/分および260nmのUV検出で精製した。生成物を含むHPLC画分(Rt=約20〜21分)を凍結乾燥して、黄色の固形物を得た。収量7.3mg(32%)。MALDI−TOF MS 873.5測定値(870計算値)。
トブラマイシンアッセイ−トブラマイシン結合アッセイにおけるアクリジニウムエステル−トブラマイシンコンジュゲート結合機能の評価 このアッセイでは、アクリジニウムエステル−トブラマイシンコンジュゲート(上記では、トレーサーと呼んだ)とトブラマイシン含有標準(Bayer Diagnostics、Walpole、MA)からのトブラマイシンは、ネズミIgG、常磁性固相に共有結合的に結合したモノクローナル抗体の制限量をめぐって競合する。トブラマイシン標準は、0.00、1.07、2.14、4.28、8.56、17.1、25.7および34.2μMの濃度のトブラマイシンを含有した。トブラマイシン標準50μl、固相400μl、およびトレーサー100μlを混合して反応を開始した。反応混合物を7.5分間37℃でインキュベートした。永久磁石のアレイ上に固相を集め、脱イオン水で洗浄して結合していないトレーサーを除去した。化学発光反応が上述のように開始した。データをACS:180によって検出した光子として集め、RLUで表した。非線形の相反関係が、標準に存在するトブラマイシン濃度とACS:180で検出されたRLUとの間に存在する。得られたデータをフォレートアッセイデータ処理で上述したとおり処理した。
NSP−DMAE−HD−テオフィリンコンジュゲートの合成を下記のとおり実施した。DMF(3mL)中の8−カルボキシプロピルテオフィリン(10mg、0.038ミリモル)をN−ヒドロキシスクシンイミド(21.6mg、0.188ミリモル)とジシクロヘキシルカルボジイミド(38.8mg、0.188ミリモル)で処理した。得られた溶液を室温で16時間攪拌した。C18カラム(4.6mm×300mm)を使用し、それぞれ0.05%TFAを含むMeCN/水の10%から60%の勾配(40分)を用いるHPLC分析により、流量1mL/分、260nmのUV検出で、約50%の変換が示された。Rt(出発材料)=10分。Rt(生成物)=14分。この材料は、次のカップリング反応に精製することなく使用された。次に、メタノール(0.2mL)中のNSP−DMAE−HD(3.3mg、0.00564ミリモル)をジイソプロピルエチルアミン(2.95μL、0.0169ミリモル)と8−カルボキシプロピルテオフィリンNHSエステル(1.5mg、1当量)の上記DMF溶液0.9mLで処理した。反応物を室温で16時間攪拌し、次いで、C18カラム(20×300mm)を使用し、それぞれ0.05%TFAを含むMeCN/水の10%から60%の勾配(40分)を用いるHPLCにより流量16mL/分および260nmのUV検出で精製した。Rt(コンジュゲート)=約23分。生成物を含むHPLC画分を凍結乾燥させて、黄色の固形物を得た。収量4.3mg(91%)、MALDI−TOF MS 840.39測定値(839.97計算値)。
NSP−DMAE−SPDS−テオフィリンコンジュゲートの合成を下記のとおり実施した。NSP−DMAE−HEG(6.5mg、0.0086ミリモル)を、メタノール(0.2mL)に溶解し、ジイソプロピルエチルアミン(3.93μL、3当量)、次いでDMF(1.2mL)中のカルボキシテオフィリン(2mg、1当量)のNHSエステルにより処理した。得られた反応物を室温で16時間攪拌した。次いで、反応物をガラスウールで濾過し、上述のようにHPLCで直接精製した(Rt=22分)。生成物を含むHPLC画分を凍結乾燥させて、黄色の固形物を得た。収量=3.6mg(42%)、MALDI−TOF MS 1004.36測定値(1002.11計算値)。
ビス(フタルイミド)スペルミンの合成を下記のとおり実施した。クロロホルム(5mL)中のスペルミン(275mg、0.00138モル)をN−カルブエトキシフタルイミド(0.608g、0.00278モル)で処理した。反応物を室温で40分間攪拌し、そのときまでにTLC分析(5%水酸化アンモニウム、95%メタノール)は、完全な変換を示した(Rf=0.42)。次いで、反応混合物を蒸発乾固させ、その粗製材料をそのまま次の反応に用いた。MALDI−TOF MS 463.8測定値(462.55計算値)。
スペルミンジカルボキシラートの合成を下記のとおり実施した。クロロホルム(10mL)中のスペルミン(296mg、0.00146モル)をN−カルブエトキシフタルイミド(658mg、2.05当量)で処理した。反応物を室温、窒素下で攪拌した。1.5時間後、ピリジン(353μL、3当量)およびジイソプロピルエチルアミン(774μL、3当量)と共に無水コハク酸(0.440g、2当量)を加えた。反応物を室温で16時間攪拌した。TLC分析(90%クロロホルム、9%メタノール、1%酢酸)により主要な生成物へのきれいな変換が示された(Rf=0.43)。次いで、反応混合物をヒドラジン(0.45mL、約10当量)およびメタノール(10mL)で処理した。反応物を室温で攪拌した。1〜2時間後、結晶性の沈殿物が反応混合物中に現れた。3〜4時間の全反応時間後、反応物を減圧下で濃縮した。残留物をアセトンに懸濁し、濾過した。沈殿物をアセトンですすぎ、トリエチルアミン(1.5mL)を含む水(50mL)に溶解した。これを減圧下で濃縮し、白色の粉末を得た。MALDI−TOF MS 403.7測定値(402.49計算値)。
このアッセイでは、アクリジニウムエステル−テオフィリンコンジュゲート(上記では、トレーサーと呼ばれた)とテオフィリン含有標準(Bayer Diagnostics、Walpole、MA)からのテオフィリンは、常磁性粒子固相に共有結合的に結合した、制限量のネズミIgG、モノクローナル抗テオフィリン抗体をめぐって競合する。テオフィリン標準20μLを含む反応混合物、固相450μL、およびトレーサー100μL(59fモル)を37℃で7.5分間インキュベートした。テオフィリン標準は、0.00、6.94、13.9、27.7、55.5、111、および222μMの濃度のテオフィリンを含有していた。永久磁石のアレイ上に固相を集め、脱イオン水で2回洗浄して結合していないトレーサーを除去した。化学発光反応が上述のように開始した。データをACS:180によって検出した光子として集め、RLUで表した。非線形の相反関係が、標準に存在するテオフィリン濃度とACS:180で検出されたRLUとの間に存在する。得られたデータをフォレートアッセイデータ処理で上述したとおり処理した。
Claims (9)
- (a)親水性修飾剤を有するアクリジニウムエステルを含む、検出可能な化学発光アクリジニウムエステル標識。
- (a)親水性修飾剤が、非イオン性ポリエチレングリコール、ポリイオン性スペルミンジスルホナート、およびポリイオン性スペルミンジカルボキシラートからなる群から選択される修飾剤である、請求項1に記載の標識。
- (a)修飾剤がアクリジニウムエステルを競合部分と共有結合的に結合させる、請求項2に記載の標識。
- (a)競合部分が標的分析物、および標的分析物の誘導体または類似体からなる群から選択される、請求項3に記載の標識。
- フォレートのアッセイを実施するように適合され、かつ実施することが可能な、検出可能な化学発光アクリジニウム標識。
- テオフィリンのアッセイを実施するように適合され、かつ実施することが可能である、検出可能な化学発光アクリジニウム標識。
- トブラマイシンのアッセイを実施するように適合され、かつ実施することが可能である、検出可能な化学発光アクリジニウム標識。
- (a)請求項3に記載の標識、(b)競合部分の結合パートナー、および(c)標識中の競合部分が結合パートナーに結合していることを含む錯体。
- (a)標的分析物を含むと推測されるサンプルを、請求項4に記載の標識、および標的分析物の対応する結合パートナーにさらし、(b)標識がサンプルからの標的分析物により、対応する結合パートナーとの結合相互作用を形成することを競合的に妨げられ、かつ/または置き換えられる範囲を決定し、(c)上記のステップ(b)での決定をサンプルからの標的分析物の存在または量と対応させることを含むアッセイの実施方法。
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