JP2010138111A - Phospholipid derivative having thiol group and use thereof - Google Patents

Phospholipid derivative having thiol group and use thereof Download PDF

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Takumi Furuta
巧 古田
Toshiyuki Suga
敏幸 菅
Tsutomu Nakayama
勉 中山
Tsuyoshi Ishii
剛志 石井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new phospholipid derivative capable of easily modifying a metal surface and forming a monomolecular lipid film having high stability and to provide a method for synthesizing the derivative in high efficiency. <P>SOLUTION: The phospholipid derivative expressed by general formula (I) is produced by reacting a phospholipid derivative having an oxyamino group and expressed by formula (III) with one or more kinds of aldehydes expressed by formula (IV) and deprotecting the phosphate group. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、チオール基を有するリン脂質誘導体とその製造方法、及び前記リン脂質誘導体を利用したバイオセンサーに関する。   The present invention relates to a phospholipid derivative having a thiol group, a method for producing the same, and a biosensor using the phospholipid derivative.

リン脂質は細胞膜の主要な構成成分であり、様々な生体機能を担う重要な生体成分である。薬物など生理活性を有する化合物の作用発現には、まず細胞膜に化合物が作用することが必要と考えられる。そのため、リン脂質膜と種々の化合物との親和性を測定することは、種々の化合物の生理活性を論じる上で重要な手がかりとなりうる。つまり、リン脂質に機能性官能基を付与したリン脂質誘導体は、種々の生体機能を解明する上で有用なプローブ分子として利用可能である。   Phospholipids are main components of cell membranes and are important biological components responsible for various biological functions. For the expression of the action of a compound having physiological activity such as a drug, it is considered that the compound first needs to act on the cell membrane. Therefore, measuring the affinity between the phospholipid membrane and various compounds can be an important clue in discussing the physiological activity of various compounds. That is, a phospholipid derivative obtained by adding a functional functional group to a phospholipid can be used as a probe molecule useful for elucidating various biological functions.

リン脂質膜と種々の化合物との親和性を測定する実験系の一つとして、水晶発振子マイクロバランス法が挙げられる。水晶発振子マイクロバランス法は水晶発振子の圧電効果を利用した微量質量分析法であり、水晶発振子表面で起こる物質の吸着や解離、溶解に伴う質量変化に応じた共鳴振動の周波数変化量から質量変化量を換算することができる。そして、水晶発振子表面の金電極表面の修飾により様々な生体反応を測定、定量化し、相互作用の反応などによる物質の変化を速度論的に解析することが可能である。リン脂質膜と種々の化合物との親和性を測定するには、水晶発振子表面の金電極表面にリン脂質を固定する必要がある。中山ら(非特許文献1)は金電極表面への固定化操作を容易に行うことのできるDMPC (1,2-dimyristoyl-sn-glycerol-3-phosphocholine) 脂質多層膜を用いているが、安定性など、解決すべき点が多かった。   One experimental system for measuring the affinity between phospholipid membranes and various compounds is the quartz crystal microbalance method. The crystal oscillator microbalance method is a micro-mass spectrometry method that uses the piezoelectric effect of the crystal oscillator. From the amount of change in the frequency of the resonance vibration according to the mass change that accompanies the adsorption, dissociation, and dissolution of substances that occur on the crystal oscillator surface. The amount of mass change can be converted. Then, by modifying the gold electrode surface on the surface of the crystal oscillator, various biological reactions can be measured and quantified, and changes in substances due to interaction reactions can be analyzed kinetically. In order to measure the affinity between the phospholipid membrane and various compounds, it is necessary to fix the phospholipid on the gold electrode surface of the crystal oscillator surface. Nakayama et al. (Non-Patent Document 1) uses a DMPC (1,2-dimyristoyl-sn-glycerol-3-phosphocholine) lipid multilayer that can be easily immobilized on the gold electrode surface. There were many points to be resolved, such as sex.

チオール基を有するリン脂質は、金属表面に簡便に修飾でき、単分子膜を形成するため、表面プラズモン共鳴法や水晶発振子マイクロバランス法のセンサーチップとして有用である。たとえば、チオール基を介してリン脂質二重膜を金属微粒子や金属基板表面に修飾してバイオセンシングに用いる方法が知られている(特許文献1〜3)。また、チオール基を有するリン脂質二重膜を金属微粒子や金属基板表面に修飾してバイオセンシングに用いる方法も知られている(特許文献4)。   A phospholipid having a thiol group can be easily modified on a metal surface and forms a monomolecular film, and thus is useful as a sensor chip for a surface plasmon resonance method or a quartz crystal microbalance method. For example, a method is known in which a phospholipid bilayer is modified on the surface of a metal fine particle or metal substrate via a thiol group and used for biosensing (Patent Documents 1 to 3). In addition, a method of modifying a phospholipid bilayer membrane having a thiol group on a metal fine particle or a metal substrate surface and using it for biosensing is also known (Patent Document 4).

しかしながら、チオール基を有するリン脂質は市販されていないため、その簡便な製造方法が求められる。この点に関し、従来行われてきたリン脂質合成法である、アミダイト法や縮合剤を用いる多段階合成法は、煩雑で実用に適さないとの問題があった。   However, since phospholipids having a thiol group are not commercially available, a simple production method thereof is required. In this regard, the conventional phospholipid synthesis methods, the amidite method and the multi-step synthesis method using a condensing agent, are complicated and unsuitable for practical use.

特開平9−236571号JP-A-9-236571 特開2007−40974号JP2007-40974 特開2008−12444号JP 2008-12444 A 特開2008−7815号JP 2008-7815 Kamihira M. et al., "Interaction of tea catechins with lipid bilayers investigated by a quartz-crystal microbalance analysis."Biosci. Biotechnol. Biochem. 2008, 72, 1372-1375.Kamihira M. et al., "Interaction of tea catechins with lipid bilayers developing by a quartz-crystal microbalance analysis." Biosci. Biotechnol. Biochem. 2008, 72, 1372-1375.

本発明の課題は、金属面を簡便に修飾でき、安定性の高い脂質単分子膜を形成可能な
、新規なリン脂質誘導体と、その効率的な合成方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a novel phospholipid derivative capable of easily modifying a metal surface and forming a highly stable lipid monomolecular film, and an efficient synthesis method thereof.

発明者らは、下記に示すオキシアミノ基を head group に有するリン脂質を中間体とする合成法の開発に成功している(Org. Lett. 2008, 10, 4847.)。これは、オキシアミノ基の高い求核性を利用することで、種々の head group をオキシム結合形成により容易に導入できる方法である。   The inventors have succeeded in developing a synthesis method using an phospholipid having an oxyamino group in the head group as shown below as an intermediate (Org. Lett. 2008, 10, 4847.). This is a method in which various head groups can be easily introduced by oxime bond formation by utilizing the high nucleophilicity of the oxyamino group.

チオール基を有する新規なリン脂質誘導体を合成するにあたり、発明者らは前述のオキシアミノ基を有する中間体を応用することとした。すなわち、オキシアミノ基を tail group に有するリン脂質を合成し、種々の tail group をオキシム結合形成により導入することを考えた(下式)。
In synthesizing a novel phospholipid derivative having a thiol group, the inventors applied the above-described intermediate having an oxyamino group. That is, phospholipids having an oxyamino group in the tail group were synthesized and various tail groups were introduced by oxime bond formation (the following formula).

さらに、脂質単分子膜をより強固に金電極表面に固定するために、上記の合成法を用いて、tail groupの末端に金と親和性の高い硫黄原子を含むチオール基を導入したリン脂質誘導体の合成を検討した。かくして、発明者らは、独自のチオール基導入法によりチオール基を有するリン脂質誘導体を簡便に合成する方法を完成させた。そして、このリン脂質誘導体を用いたセンサーチップの作製に成功し、本発明を完成させた。   Furthermore, in order to more firmly fix the lipid monolayer to the gold electrode surface, a phospholipid derivative in which a thiol group containing a sulfur atom having a high affinity for gold is introduced at the tail group end using the above synthesis method. The synthesis of was studied. Thus, the inventors have completed a method for easily synthesizing a phospholipid derivative having a thiol group by a unique thiol group introduction method. Then, a sensor chip using this phospholipid derivative was successfully produced, and the present invention was completed.

すなわち、本発明は、一般式(I)で示されるリン脂質誘導体を提供する。
(但し、n1とn2は0〜20までの整数であり、m1とm2は0〜20までの整数であり、
R1とR2は、独立して、アリール、C1〜10のアルキル、アルケニル、及びアルキニルから選ばれ、
Xは、CH2CH2-N+(CH3)3、CH2CHNH3 +COO-、CH2CHNH2OH及びC6H11O5から選ばれる。)
That is, the present invention provides a phospholipid derivative represented by the general formula (I).
(However, n1 and n2 are integers from 0 to 20, m1 and m2 are integers from 0 to 20,
R 1 and R 2 are independently selected from aryl, C 1-10 alkyl, alkenyl, and alkynyl;
X is, CH 2 CH 2 -N + ( CH 3) 3, CH 2 CHNH 3 + COO -, is selected from CH 2 CHNH 2 OH and C 6 H 11 O 5. )

リン脂質誘導体(I)は、ある実施形態において、R1とR2がともにC6H4である。
また、ある実施形態において、XはCH2-N+(CH3)3である。
さらに、ある実施形態において、m1とm2は同じ(たとえば、m1とm2がともに1)である。
The phospholipid derivative (I) is, in one embodiment, R 1 and R 2 are both C 6 H 4 .
In some embodiments, X is CH 2 —N + (CH 3 ) 3 .
Further, in some embodiments, m1 and m2 are the same (eg, both m1 and m2 are 1).

本発明のリン脂質誘導体の好適な一例として、たとえば、下記一般式(II)で示される、リン脂質誘導体を挙げることができる。
(但し、n1とn2は0〜20までの整数である。)
As a suitable example of the phospholipid derivative of the present invention, for example, a phospholipid derivative represented by the following general formula (II) can be mentioned.
(However, n1 and n2 are integers from 0 to 20.)

ある実施形態において、上記リン脂質誘導体(II)は、n1とn2が同一(たとえば、n1とn2がともに9)である。   In one embodiment, in the phospholipid derivative (II), n1 and n2 are the same (for example, n1 and n2 are both 9).

本発明はまた、上記一般式(I)で示されるリン脂質誘導体の製造方法を提供する。前記方法は、式(III)で示されるオキシアミノ基を有するリン脂質誘導体に、式(IV)で示される1種または2種のアルデヒドを反応させ、次いで、リン酸基を脱保護することを特徴とする。
(但し、n1とn2は0〜20までの整数であり、m1とm2は0〜20までの整数であり、R1とR2は、独立して、アリール、C1〜10のアルキル、アルケニル、及びアルキニルから選ばれ、Xは、CH2CH2-N+(CH3)3、CH2CHNH3+COO-、CH2CHNH2OH及びC6H11O5から選ばれる。)
The present invention also provides a method for producing a phospholipid derivative represented by the above general formula (I). The method comprises reacting a phospholipid derivative having an oxyamino group represented by formula (III) with one or two aldehydes represented by formula (IV), and then deprotecting the phosphate group. Features.
(Where n1 and n2 are integers from 0 to 20, m1 and m2 are integers from 0 to 20, and R1 and R2 are independently aryl, C1-10 alkyl, alkenyl, and alkynyl. X is selected from CH2CH2-N + (CH3) 3, CH2CHNH3 + COO-, CH2CHNH2OH and C6H11O5.)

ここで、上記式(III)で示されるオキシアミノ基を有するリン脂質誘導体は、たとえば、式(V)で示されるジエステルをアミダイト化し、次いで、ホスホロアミダイト法により式(VI)で示されるアルコールとカップリングした後、フタルイミドを脱保護することにより製造することができる。   Here, the phospholipid derivative having an oxyamino group represented by the above formula (III) is obtained by, for example, amidating a diester represented by the formula (V) and then an alcohol represented by the formula (VI) by the phosphoramidite method. It can manufacture by deprotecting a phthalimide after coupling.

ここで、リン酸部の保護基は特に限定されないが、たとえば、シアノエチル基、ベンジル基等を挙げることができる。
Here, the protecting group for the phosphoric acid moiety is not particularly limited, and examples thereof include a cyanoethyl group and a benzyl group.

ある実施形態において、R1とR2はともにC6H4である。
また、ある実施形態において、XはCH2-N+(CH3)3である。
さらに、ある実施形態において、m1とm2は同じ(たとえば、m1とm2がともに1)である。
In certain embodiments, R 1 and R 2 are both C 6 H 4 .
In some embodiments, X is CH 2 —N + (CH 3 ) 3 .
Further, in some embodiments, m1 and m2 are the same (eg, both m1 and m2 are 1).

本発明はまた、上記一般式(II)で示される、リン脂質誘導体の製造方法も提供する。前記製造方法は、式(III')で示されるオキシアミノ基を有するリン脂質誘導体に、式(IV‘)で示されるアルデヒドを反応させ、次いで、リン酸基を脱保護することを特徴とする。
(但し、n1とn2は0〜20までの整数である。)
The present invention also provides a method for producing a phospholipid derivative represented by the above general formula (II). The production method is characterized in that the phospholipid derivative having the oxyamino group represented by the formula (III ′) is reacted with the aldehyde represented by the formula (IV ′), and then the phosphate group is deprotected. .
(However, n1 and n2 are integers from 0 to 20.)

ここで、上記式(III)で示されるオキシアミノ基を有するリン脂質誘導体は、たとえば、式(V)で示されるジエステルをアミダイト化し、次いで、ホスホロアミダイト法により式(VI')で示されるアルコールとカップリングした後、フタルイミドを脱保護することにより製造することができる。
Here, the phospholipid derivative having an oxyamino group represented by the above formula (III) is, for example, a diester represented by the formula (V) is amidated and then represented by the formula (VI ′) by the phosphoramidite method. After coupling with alcohol, it can be produced by deprotecting phthalimide.

ある実施形態において、上記n1とn2は同一(たとえば、n1とn2がともに9)である。   In one embodiment, n1 and n2 are the same (for example, n1 and n2 are both 9).

本発明はさらに、本発明にかかるリン脂質誘導体を、金属面を有する担体に固定化してなる、センサーを提供する。   The present invention further provides a sensor comprising the phospholipid derivative according to the present invention immobilized on a carrier having a metal surface.

ここで、前記担体の形態は特に限定されないが、例えば微粒子または基板を挙げることができる。また、金属の好ましい例としては、金を挙げることができる。   Here, the form of the carrier is not particularly limited, and examples thereof include fine particles and a substrate. Moreover, gold can be mentioned as a preferable example of a metal.

本発明によれば、チオール基を有するリン脂質誘導体を効率よく合成することができる。本発明のリン脂質誘導体は、チオール基を介して金属表面を簡便に修飾でき、安定性の高い脂質単分子膜を形成する。本発明のリン脂質誘導体を固定化した担体は、種々の生体機能を解明する上で有用なバイオセンサーとして利用しうる。   According to the present invention, a phospholipid derivative having a thiol group can be efficiently synthesized. The phospholipid derivative of the present invention can easily modify a metal surface via a thiol group, and forms a highly stable lipid monomolecular film. The carrier on which the phospholipid derivative of the present invention is immobilized can be used as a biosensor useful for elucidating various biological functions.

1.本発明のリン脂質誘導体
本発明のリン脂質誘導体は、下記一般式(I)で示される。
ここで、n1とn2は、それぞれ0〜20、好ましくは5〜20、より好ましくは8〜16までの整数であり、同じであっても、異なっていてもよい。n1とn2は、製造の簡便さという点では、同一であることが好ましい。
また、m1とm2は、それぞれ0〜20、好ましくは0〜10、より好ましくは0〜5までの整数であり、同じであっても、異なっていてもよい。m1とm2は、製造の簡便さという点では、同一であることが好ましいが、異なる場合、n1+m1とn2+m2との違いが3以下、好ましくは2以下である。
1. Phospholipid derivative of the present invention The phospholipid derivative of the present invention is represented by the following general formula (I).
Here, n1 and n2 are each an integer of 0 to 20, preferably 5 to 20, more preferably 8 to 16, and may be the same or different. n1 and n2 are preferably the same in terms of ease of production.
M1 and m2 are each an integer of 0 to 20, preferably 0 to 10, more preferably 0 to 5, and may be the same or different. m1 and m2 are preferably the same in terms of ease of production, but when different, the difference between n1 + m1 and n2 + m2 is 3 or less, preferably 2 or less.

Tail部分のR1とR2は、独立して、フェニル(C6H4)等のアリール、C1〜10、好ましくはC1〜5のアルキル、アルケニル、及びアルキニルから選ばれる。R1とR2は、製造の簡便さという点では、同一であることが好ましい。 R 1 and R 2 in the tail portion are independently selected from aryl such as phenyl (C 6 H 4 ), C 1-10, preferably C 1-5 alkyl, alkenyl, and alkynyl. R 1 and R 2 are preferably the same in terms of ease of production.

Head部分は、コリン、セリン、エタノールアミン、イノシトール等(Xは、CH2CH2-N+(CH3)3、CH2CHNH3 +COO-、CH2CHNH2OH、C6H11O5)から選ばれるが、本発明の目的に沿う限り、これらに限定されるものではない。 Head portion, choline, serine, ethanolamine, inositol (X is, CH 2 CH 2 -N + ( CH 3) 3, CH 2 CHNH 3 + COO -, CH 2 CHNH 2 OH, C 6 H 11 O 5 However, it is not limited to these as long as the purpose of the present invention is met.

本発明のリン脂質誘導体の好ましい1例として、下記一般式(II)で示されるリン脂質誘導体を挙げることができる。
(但し、n1とn2は0〜20までの整数である。)
A preferred example of the phospholipid derivative of the present invention is a phospholipid derivative represented by the following general formula (II).
(However, n1 and n2 are integers from 0 to 20.)

後述する実施例においては、ホスファチジルコリンをベースとした上記リン脂質誘導体の製造について記載した(n1=n2=9)。   In the examples described later, the production of the above phospholipid derivatives based on phosphatidylcholine was described (n1 = n2 = 9).

本発明のリン脂質誘導体は、Tail部分の末端にチオール基を有するため、金、銀、銅をはじめとする金属類に容易に固定化することができる。   Since the phospholipid derivative of the present invention has a thiol group at the end of the tail portion, it can be easily immobilized on metals such as gold, silver and copper.

2.本発明のリン脂質誘導体の製造方法
本発明のリン脂質誘導体は、下記の工程にしたがって、製造することができる。
2. Production method of phospholipid derivative of the present invention The phospholipid derivative of the present invention can be produced according to the following steps.

すなわち、Tail groupのアミノ基がフタルイミドで保護されたリン脂質誘導体を準備し、これを脱保護して、オキシアミノ基を有する中間体を得る。次いで、前記中間体に1種または2種のアルデヒドを反応させ、オキシム結合形成反応によりチオール基を有するリン脂質誘導体を合成する。最後に、リン酸基の保護基を外し、目的とするリン脂質誘導体を得る。   That is, a phospholipid derivative in which the amino group of the tail group is protected with phthalimide is prepared, and this is deprotected to obtain an intermediate having an oxyamino group. Next, the intermediate is reacted with one or two aldehydes to synthesize a phospholipid derivative having a thiol group by an oxime bond forming reaction. Finally, the protecting group of the phosphate group is removed to obtain the desired phospholipid derivative.

2.1 オキシアミノ基を有する中間体の合成
オキシアミノ基を有する中間体は、(1)ジエステルの合成、(2)アミダイト化、(3)ホスホロアミダイト法によるリン脂質誘導体の合成、(4)脱保護の工程により合成できる。
2.1 Synthesis of intermediate having oxyamino group The intermediate having oxyamino group includes (1) synthesis of diester, (2) amidation, (3) synthesis of phospholipid derivative by phosphoramidite method, (4 ) It can be synthesized by a deprotection step.

(1)ジエステルの合成
上記のように、Nヒドロキシフタルイミドと、カルボキシル基をtert-ブチル基で保護したカルボン酸(脂肪酸)とを反応させる。カルボキシル基をtert-ブチル基で保護するのは、カルボン酸同士の反応が副反応として起きないようにするためである。なお、カルボキシル基の保護は、tert-ブチル基のほか、メチル基、エチル基、ベンジル基等を用いてもよい。反応後、ギ酸等の存在下でtert-ブチル基を脱保護して、フタルイミドでアミノ基が保護されたカルボン酸を得る。反応の条件は、後述の実施例を参照して、当業者であれば適宜設定できる。
(1) Synthesis of diester
As described above, N-hydroxyphthalimide is reacted with a carboxylic acid (fatty acid) having a carboxyl group protected with a tert-butyl group. The reason for protecting the carboxyl group with a tert-butyl group is to prevent a reaction between carboxylic acids from occurring as a side reaction. For protecting the carboxyl group, a methyl group, an ethyl group, a benzyl group or the like may be used in addition to the tert-butyl group. After the reaction, the tert-butyl group is deprotected in the presence of formic acid or the like to obtain a carboxylic acid having an amino group protected with phthalimide. Reaction conditions can be appropriately set by those skilled in the art with reference to the examples described later.

次いで、このカルボン酸2分子(同一であっても、異なっていてもよい)をパラメトキシベンジル(PMB:p-methoxybenzyl)基で保護したジオールと2分子縮合した後、PMB基の脱保護を行い、ジエステルを得る。 Next, two molecules of this carboxylic acid (which may be the same or different) are condensed with a diol protected with a p-methoxybenzyl (PMB) group, and then the PMB group is deprotected. To obtain the diester.

(2)アミダイト化
つぎに、得られたジエステルをアミダイトに誘導する。アミダイトは、常法にしたがい、ジエステルをシアノエチル基等の保護基で酸素原子を保護した有機リン試薬とカップリングすることにより誘導することができる。
(2) Amidite formation Next, the obtained diester is induced to amidite. The amidite can be derived by coupling a diester with an organic phosphorus reagent in which an oxygen atom is protected with a protecting group such as a cyanoethyl group, according to a conventional method.

(3)ホスホロアミダイト法によるリン脂質誘導体の合成
得られたアミダイトを、ホスホロアミダイト法により、1H-tetrazole等を活性化剤として、コリン、エタノールアミン、セリン等のアミノ酸とカップリングさせ、オキシアミノ基を有するリン脂質誘導体を合成する。
(3) Synthesis of phospholipid derivatives by phosphoramidite method The obtained amidite is coupled with amino acids such as choline, ethanolamine, serine and the like using 1H-tetrazole as an activator by phosphoramidite method. A phospholipid derivative having an amino group is synthesized.

(4)脱保護
最後に、フタルイミド基の脱保護を行い(Org. Lett. 2008, 10, 4847.)、目的とするオキシアミノ基を有する中間体を得る。
(4) Deprotection Finally, the phthalimide group is deprotected (Org. Lett. 2008, 10, 4847.) to obtain an intermediate having the target oxyamino group.

2.2 オキシム結合形成反応によりチオール基を有するリン脂質誘導体の合成
チオール基を有するリン脂質誘導体は、(1)オキシアミノ基を有する中間体とアルデヒドをオキシム結合形成反応を利用してカップリングさせ、(2)脱保護することにより、得ることができる。
2.2 Synthesis of phospholipid derivatives having a thiol group by an oxime bond formation reaction A phospholipid derivative having a thiol group is obtained by (1) coupling an intermediate having an oxyamino group and an aldehyde using an oxime bond formation reaction. (2) It can be obtained by deprotection.

(1)オキシム結合形成反応
オキシアミノ基はアルデヒドと反応性が高く、特別な活性化剤を必要とすることなく、室温でオキシム結合形成が進行する。そのため、効率よく、簡便に、目的とするチオール基をTail部分に有するリン脂質誘導体を得ることができる。
(1) Oxime bond formation reaction Oxyamino groups are highly reactive with aldehydes, and oxime bond formation proceeds at room temperature without the need for special activators. Therefore, a phospholipid derivative having a target thiol group in the tail portion can be obtained efficiently and simply.

(2)脱保護
最後に、リン酸基部分の保護基を外す。脱保護の条件は、常法にしたがい、用いた保護基により適宜決定される。
(2) Deprotection Finally, the protecting group of the phosphate group is removed. The deprotection conditions are appropriately determined according to the protecting group used in accordance with a conventional method.

3.センサー
本発明のリン脂質誘導体はTail Groupにチオール基を有するため、金をはじめとする金属表面を容易に修飾することができる。リン脂質は細胞膜の主要な構成成分であり、様々な生体機能を担う。薬物など生理活性を有する化合物の作用発現には、まず細胞膜に化合物が作用することが必要である。水晶発振子マイクロバランス、表面プラズモン共鳴等のセンサーチップ表面に本発明のリン脂質誘導体を固定化すれば、リン脂質膜と種々の化合物との親和性を介して、生体機能をプローブするバイオセンサーとして利用できる。センサーチップ表面が無機材料等の場合、その表面に金膜を形成して、リン脂質誘導体を固定化すればよい。
3. Sensor Since the phospholipid derivative of the present invention has a thiol group in the Tail Group, metal surfaces such as gold can be easily modified. Phospholipids are the main components of cell membranes and are responsible for various biological functions. For the expression of the action of a compound having physiological activity such as a drug, it is first necessary that the compound acts on the cell membrane. If the phospholipid derivative of the present invention is immobilized on the surface of a sensor chip such as a quartz crystal microbalance or surface plasmon resonance, it can be used as a biosensor for probing biological functions through the affinity between the phospholipid membrane and various compounds. Available. When the sensor chip surface is an inorganic material or the like, a gold film may be formed on the surface to immobilize the phospholipid derivative.

本発明のリン脂質誘導体を修飾する金属表面を有する担体の形状は特に限定されず、微粒子であっても、基板であってよい。また、リン脂質誘導体を固定した微粒子をさらに金属等の基板上に整列させて用いてもよい(特開2008-7815号等参照)。用いられる金属表面は、チオール基と親和性が高いものであれば特に限定されず、たとえば金を挙げることができる。
以下に、本発明のセンサーとして利用可能な技術を挙げる。
The shape of the carrier having a metal surface for modifying the phospholipid derivative of the present invention is not particularly limited, and may be a fine particle or a substrate. In addition, fine particles on which a phospholipid derivative is fixed may be further aligned on a substrate of metal or the like (see JP 2008-7815 A). The metal surface used is not particularly limited as long as it has a high affinity for thiol groups, and examples thereof include gold.
The following are technologies that can be used as the sensor of the present invention.

3.1 水晶発振子マイクロバランス法
水晶発振子マイクロバランス法は、水晶発振子の圧電効果を利用した微量質量分析法であり、水晶発振子表面で起こる物質の吸着や解離、溶解に伴う質量変化に応じた共鳴振動の周波数変化量から質量変化量を換算することができる。そして、水晶発振子表面の金電極表面の修飾により、DNA、タンパク質、レセプター、薬物などの種々の相互作用を高感度に効率よく測定、定量化し、相互作用の反応などによる物質の変化を速度論的に解析することができる。本発明のリン脂質誘導体は、水晶発振子表面の金電極表面に容易に固定化され、これによりリン脂質膜と種々の化合物との親和性を測定することができる。
3.1 Crystal Oscillator Microbalance Method Crystal Oscillator Microbalance Method is a micro mass analysis method that uses the piezoelectric effect of crystal oscillators, and changes in mass due to adsorption, dissociation, and dissolution of substances that occur on the surface of the crystal oscillator. The amount of mass change can be converted from the amount of change in frequency of resonance vibration according to the above. By modifying the gold electrode surface of the crystal oscillator surface, various interactions such as DNA, proteins, receptors, and drugs can be measured and quantified with high sensitivity and kinetics. Can be analyzed. The phospholipid derivative of the present invention is easily immobilized on the gold electrode surface on the surface of the crystal oscillator, whereby the affinity between the phospholipid membrane and various compounds can be measured.

3.2 表面プラズモン共鳴法
表面プラズモン共鳴センサーは、表面プラズモン共鳴を利用し、センサーチップ上で分子間相互作用をリアルタイムで解析できるバイオセンサーである。既に、市販の表面プラズモン共鳴センサー(例えば、BIAcore社のSPR測定用金膜センサーチップSensor Chip Au等)は容易に入手可能である。センサーチップ上に、本発明のリン脂質誘導体は高い結合性で安定に吸着される。こうして、リン脂質誘導体を結合させたセンサーチップ上にマイクロ流路を設け、ここにアナライトを含むサンプルを一定の流速で送液する。リン脂質誘導体とサンプル中のアナライトが相互作用をすれば、表面プラズモン現象により、結合と解離が光学的に検出され、センサーグラムとしてリアルタイムでモニターできる。表面プラズモン共鳴センサーは、微量サンプルを高感度に検出できるとともに、相互作用のキネティクスをリアルタイムで解析できるという利点がある。したがって、本発明のリン脂質誘導体を結合させた表面プラズモン共鳴センサーは、種々の物質とリン脂質膜との相互作用解析のバイオセンサーとして有用である。
3.2 Surface Plasmon Resonance Method A surface plasmon resonance sensor is a biosensor capable of analyzing intermolecular interactions in real time on a sensor chip using surface plasmon resonance. Already commercially available surface plasmon resonance sensors (for example, Sensor Film Au for SPR measurement by BIAcore) are readily available. On the sensor chip, the phospholipid derivative of the present invention is stably adsorbed with high binding properties. Thus, a microchannel is provided on a sensor chip to which a phospholipid derivative is bound, and a sample containing an analyte is fed at a constant flow rate. If the phospholipid derivative interacts with the analyte in the sample, binding and dissociation are detected optically by the surface plasmon phenomenon and can be monitored in real time as a sensorgram. The surface plasmon resonance sensor has an advantage that it can detect a minute amount of sample with high sensitivity and can analyze the kinetics of interaction in real time. Therefore, the surface plasmon resonance sensor to which the phospholipid derivative of the present invention is bound is useful as a biosensor for analyzing the interaction between various substances and the phospholipid membrane.

本発明のリン脂質誘導体は2次元表面プラズモン共鳴(SPR)に応用することも可能である。微細加工した無機材料(半導体材料)上に金膜形成は、常法により容易に実施することができる。こうして形成した金膜上にリン脂質誘導体を固定化し、バイオセンサーとして利用する。   The phospholipid derivative of the present invention can also be applied to two-dimensional surface plasmon resonance (SPR). Formation of a gold film on a finely processed inorganic material (semiconductor material) can be easily performed by a conventional method. A phospholipid derivative is immobilized on the gold film thus formed and used as a biosensor.

3.3 電解効果トランジスタ(Field-Effect Transistor, FET)
電解効果トランジスタ(Field-Effect Transistor, FET)は、電気的検出を利用したバイオセンサーに汎用されている技術である。ソース電極からドレイン電極へ流れる電流を、第三の電極であるゲート電極で制御し、そのゲート電極表面でタンパク質間相互作用を起こさせるとゲート電極の電荷が変化するため、電流的応答が変化する。このゲート電極を金膜で被覆すれば本発明のリン脂質誘導体を容易に固定化でき、FET技術を用いたバイオセンサーとして利用できる。
3.3 Field-Effect Transistor (FET)
A field-effect transistor (FET) is a technology widely used in biosensors using electrical detection. When the current flowing from the source electrode to the drain electrode is controlled by the gate electrode, which is the third electrode, and the protein-protein interaction is caused on the surface of the gate electrode, the charge of the gate electrode changes, so the current response changes. . If this gate electrode is covered with a gold film, the phospholipid derivative of the present invention can be easily immobilized and used as a biosensor using FET technology.

リン脂質膜とアナライトの相互作用をFETによって検出するためには、その反応ができるだけゲート電極表面に近い場所で起こる必要がある。本発明のセンサーでは、電極表面に固定化したリン脂質誘導体とアナライトとの親和性等をみるため、極めて高感度な検出が期待できる。   In order to detect the interaction between the phospholipid membrane and the analyte by the FET, the reaction needs to occur as close to the surface of the gate electrode as possible. In the sensor of the present invention, since the affinity between the phospholipid derivative immobilized on the electrode surface and the analyte is observed, detection with extremely high sensitivity can be expected.

上記の事例に限定されず、本発明のリン脂質誘導体は、赤外線などの電磁波の透過光・反射光・近接場光を利用したバイオセンサーにも応用可能である。また、他の免疫検出に用いられる周知の技術:たとえば、免疫沈降、ウェスタンブロット法、ドットブロット法、スロットブロット法、ELISA法、及びRIA法等の固相免疫法を適宜応用したバイオセンサーの開発も可能である。   Without being limited to the above examples, the phospholipid derivative of the present invention can also be applied to biosensors using transmitted light, reflected light, and near-field light of electromagnetic waves such as infrared rays. In addition, well-known techniques used for other immunodetection: development of biosensors using solid-phase immunization methods such as immunoprecipitation, western blotting, dot blotting, slot blotting, ELISA, and RIA as appropriate Is also possible.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to these Examples.

〔実施例1〕リン脂質誘導体の合成
<材料及び機器>
NMRは、[1H NMR (270 MHz), 13NMR (68 MHz)] スペクトルはJEOL EX-270 を用いて、[1H NMR (500 MHz), 13C NMR (125 MHz)]スペクトルはJEOL ECA-500とJEOL (-500 を用いて、31P NMR (202 MHz)スペクトルはJEOL ECA-500を用いて測定した。1H NMRのケミカルシフトは内部標準であるテトラメチルシラン(δ)から100万毎に示し、カップリング定数はHzで示した。各略号は次のとおりである: s = singlet, d = doublet, t = triplet, q = quartet, m = multiplet, br = broad。13C NMRのケミカルシフトは、77.0 ppmにある(2H)クロロホルムのトリプレットのセンターラインに対してppmで示した。31P NMRのケミカルシフトは60% H3PO4 を内部標準としてppmで示した。
Example 1 Synthesis of Phospholipid Derivative <Materials and Equipment>
For NMR, [ 1 H NMR (270 MHz), 13 NMR (68 MHz)] spectrum is JEOL EX-270, [ 1 H NMR (500 MHz), 13 C NMR (125 MHz)] spectrum is JEOL ECA 31 P NMR (202 MHz) spectra were measured using JEOL ECA-500 using -500 and JEOL (-500. 1 H NMR chemical shift was 1 million from the internal standard tetramethylsilane (δ). the indicated each, coupling constants are given in Hz each abbreviation is as follows:.. s = singlet, d = doublet, t = triplet, q = quartet, m = multiplet, br = broad of 13 C NMR Chemical shifts are given in ppm relative to the centerline of the ( 2 H) chloroform triplet at 77.0 ppm 31 P NMR chemical shifts are given in ppm with 60% H 3 PO 4 as internal standard.

高性能質量分析(HRMS)は、JEOL Mstation 700を用いて測定した。高速原子衝撃 (FAB) マススペクトルは3-nitrobenzylalcoholをマトリックスとして測定した。   High performance mass spectrometry (HRMS) was measured using a JEOL Mstation 700. Fast atom bombardment (FAB) mass spectra were measured using 3-nitrobenzylalcohol as a matrix.

薄層クロマトグラフィー(TLC)はMerck社のプレコートプレート(厚さ0.25 mm, silica gel 60 F254)を用いて行った。予備的なTLC分離は、10% メタノールのクロロホルム溶液を溶媒として、7 x 20 cmプレート(厚さ0.50 mm, Merck silica gel 60 F254)を用いて行った。 Thin layer chromatography (TLC) was performed using Merck pre-coated plates (thickness 0.25 mm, silica gel 60 F 254 ). Preliminary TLC separation was performed using a 7 × 20 cm plate (thickness 0.50 mm, Merck silica gel 60 F 254 ) using 10% methanol in chloroform as a solvent.

フラッシュクロマトグラフィーは、KANTO CHEMICAL Silica Gel 60 (spherical) 40 - 50 (m, Silica Gel 60 (spherical) 63 - 210 (m あるいはSilica Gel 60 N (spherical, neutral) 63 - 210 (mを用いて行った。   Flash chromatography was performed using KANTO CHEMICAL Silica Gel 60 (spherical) 40-50 (m, Silica Gel 60 (spherical) 63-210 (m or Silica Gel 60 N (spherical, neutral) 63-210 (m .

試薬及び溶媒は、つぎのものを除き、市販品をそのまま用いた。ジクロロメタン、ジエチルエーテル、n‐ヘキサン、テトラハイドロフラン、トルエン:molecular sieves 4A にて乾燥させて用いた。メタノール、エタノール、アセトニトリル:molecular sieves 3Aにて乾燥させて用いた。酸素あるいは水に感受性の反応はすべてアルゴン雰囲気下で行った。   Commercially available products and solvents were used as they were except for the following. Dichloromethane, diethyl ether, n-hexane, tetrahydrofuran, toluene: Used after drying with molecular sieves 4A. Methanol, ethanol, acetonitrile: Used after drying with molecular sieves 3A. All reactions sensitive to oxygen or water were performed under an argon atmosphere.

<略語>
Ac : acetyl
aq. : aqueous
DDQ : 2,3-dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoquinone
DIBAL : diisobuthylalminium hydride
DMAP : 4-dimethylaminopyridine
DMF : N, N-dimethylformamide
DMSO : dimethylsulfoxide
Et : ethyl
Et3N : triethylamine
h : hour
i- : iso-
Me : methyl
min : minute
n- : normal-
p- : para
PMB : p-methoxybenzyl
Pr : propyl
pTLC : preparative TLC
quant. : quantative
t- : tertiary-
TBHP : tert-butyl hydroperoxide
TLC : thin-layer chromatography
WSC : water soluble carbodiimide 1-ethyl-3-(3-dimethylaminoproryl)carbodiimide hydrochloride
<Abbreviation>
Ac: acetyl
aq .: aqueous
DDQ: 2,3-dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoquinone
DIBAL: diisobuthylalminium hydride
DMAP: 4-dimethylaminopyridine
DMF: N, N-dimethylformamide
DMSO: dimethylsulfoxide
Et: ethyl
Et 3 N: triethylamine
h: hour
i-: iso-
Me: methyl
min: minute
n-: normal-
p-: para
PMB: p-methoxybenzyl
Pr: propyl
pTLC: preparative TLC
quant .: quantative
t-: tertiary-
TBHP: tert-butyl hydroperoxide
TLC: thin-layer chromatography
WSC: water soluble carbodiimide 1-ethyl-3- (3-dimethylaminoproryl) carbodiimide hydrochloride

リン脂質誘導体の製造方法
0 °C で N-hydroxyphthalimide 1 (3.39 g, 20.8 mmol) に DMSO (120 mL)、2 (8.00 g, 24.9 mmol)、K2CO3 (8.60 g, 62.3 mmol) を加え、80 °Cで 30 分間攪拌した。水を加えた後、CH2Cl2 で三回抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄、Na2SO4 で乾燥、減圧下濃縮した。その後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー (n-hexane : EtOAc = 10 : 1) により精製し、白色個体の 3 (7.98 g, 95%) を得た。
1H NMR (500 MHz, CDCl3): d 1.24 - 1.38 (m, 10H), 1.43 (s, 9H), 1.52 - 1.65 (m, 4H), 1.79 (quint, J = 6.7 Hz, 2H), 2.20 (t, J = 6.7 Hz, 2H), 4.20 (t, J = 6.7Hz, 2H), 7.70-7.77 (m, 2H), 7.80-7.87 (m, 2H).
Method for producing phospholipid derivative
DMSO (120 mL), 2 (8.00 g, 24.9 mmol) and K 2 CO 3 (8.60 g, 62.3 mmol) were added to N-hydroxyphthalimide 1 (3.39 g, 20.8 mmol) at 0 ° C, and 30 at 80 ° C. Stir for minutes. Water was added, and the mixture was extracted 3 times with CH 2 Cl 2. The organic layer was washed with saturated brine, dried over Na 2 SO 4 and concentrated under reduced pressure. Thereafter, the product was purified by silica gel column chromatography (n-hexane: EtOAc = 10: 1) to obtain 3 (7.98 g, 95%) of a white solid.
1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): d 1.24-1.38 (m, 10H), 1.43 (s, 9H), 1.52-1.65 (m, 4H), 1.79 (quint, J = 6.7 Hz, 2H), 2.20 (t, J = 6.7 Hz, 2H), 4.20 (t, J = 6.7Hz, 2H), 7.70-7.77 (m, 2H), 7.80-7.87 (m, 2H).

室温で 3 (7.98 g, 20.6 mmol) に HCOOH (30 mL) を加え、室温で 2 時間攪拌した。その後、減圧下濃縮し、白色個体の 4 (6.86 g, quant) を得た。
1H NMR (500 MHz, CDCl3): d 1.24 - 1.38 (m, 10H), 1.48 (quint, J = 7.3 Hz, 2H), 1.64 (quint, J = 7.3 Hz, 2H), 1.79 (quint, J = 7.3 Hz, 2H), 2.35 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 4.20 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 7.70-7.78 (m, 2H), 7.80-7.88 (m, 2H).
HCOOH (30 mL) was added to 3 (7.98 g, 20.6 mmol) at room temperature, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. Then, it concentrated under pressure reduction and obtained 4 (6.86 g, quant) of the white solid.
1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): d 1.24-1.38 (m, 10H), 1.48 (quint, J = 7.3 Hz, 2H), 1.64 (quint, J = 7.3 Hz, 2H), 1.79 (quint, J = 7.3 Hz, 2H), 2.35 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 4.20 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 7.70-7.78 (m, 2H), 7.80-7.88 (m, 2H).

Ar 雰囲気下、室温で 4 (3.00 g, 8.65 mmol) に toluene (40 mL)、5 (873 mg, 4.12 mmol)、WSC (3.16 g, 16.5 mmol)、DMAP (101 mg, 0.828 mmol) を加え、60 °C で 13 時間攪拌した。飽和塩化アンモニウム水溶液を加えた後、AcOEt で三回抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄、Na2SO4 で乾燥、減圧下濃縮した。その後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー (n-hexane : EtOAc = 3 : 2) により精製し、黄色オイルの 6 (2.89 g, 81%) を得た。
1H NMR (500 MHz, CDCl3): d 1.24 - 1.38 (m, 20H), 1.48 (quint, J = 7.3 Hz, 4H), 1.60 (quint, J = 7.3 Hz, 4H), 1.78 (quint, J = 7.3 Hz, 4H), 2.28 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 2.32 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 3.50-3.60 (m, 2H), 3.80 (s, 3H), 4.10-4.25 (m, 5H), 4.33 (dd, J = 4.0, 11.6 Hz, 1H), 4.45 (d, J = 11.6 Hz, 1H), 4.49 (d, J = 11.6 Hz, 1H), 5.15-5.25 (m, 1H), 6.87 (d, J = 8.6 Hz, 2H), 7.23 (d, J = 8.6 Hz, 2H), 7.70-7.78 (m, 4H), 7.80-7.88 (m, 4H).
Under Ar atmosphere, add 4 (3.00 g, 8.65 mmol) to toluene (40 mL), 5 (873 mg, 4.12 mmol), WSC (3.16 g, 16.5 mmol), DMAP (101 mg, 0.828 mmol) at room temperature, The mixture was stirred at 60 ° C for 13 hours. A saturated aqueous ammonium chloride solution was added, and the mixture was extracted 3 times with AcOEt. The organic layer was washed with saturated brine, dried over Na 2 SO 4 and concentrated under reduced pressure. Thereafter, the residue was purified by silica gel column chromatography (n-hexane: EtOAc = 3: 2) to obtain 6 (2.89 g, 81%) of a yellow oil.
1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): d 1.24-1.38 (m, 20H), 1.48 (quint, J = 7.3 Hz, 4H), 1.60 (quint, J = 7.3 Hz, 4H), 1.78 (quint, J = 7.3 Hz, 4H), 2.28 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 2.32 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 3.50-3.60 (m, 2H), 3.80 (s, 3H), 4.10-4.25 (m, 5H), 4.33 (dd, J = 4.0, 11.6 Hz, 1H), 4.45 (d, J = 11.6 Hz, 1H), 4.49 (d, J = 11.6 Hz, 1H), 5.15-5.25 (m, 1H), 6.87 (d, J = 8.6 Hz, 2H), 7.23 (d, J = 8.6 Hz, 2H), 7.70-7.78 (m, 4H), 7.80-7.88 (m, 4H).

室温で 6 (2.89 g, 3.32 mmol) に CH2Cl2 / H2O = 10 / 1 (33 mL)、DDQ (0.90 g, 3.98 mmol) を加え、室温で 4 時間攪拌した。30% チオ硫酸ナトリウム水溶液を加えた後、CH2Cl2 で三回抽出し、有機層に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加え、CH2Cl2 で三回抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄、MgSO4 で乾燥、減圧下濃縮した。その後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー (n-hexane : EtOAc = 1 : 1) により精製し、黄色固体の 7 (2.32 g, 93%) を得た。
1H NMR (500 MHz, CDCl3): d 1.24 - 1.38 (m, 20H), 1.42-1.55 (m, 4H), 1.58 - 1.69 (m, 4H), 1.79 (quint, J = 7.9 Hz, 4H), 2.16 (br s, 1H), 2.33 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 2.35 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 3.67-3.75 (m, 2H), 4.20 (t, J = 6.7 Hz, 4H), 4.24 (dd, J = 5.5, 12.5 Hz, 1H), 4.32 (dd, J = 4.5, 12.5 Hz, 1H), 5.03-5.11 (m, 1H), 7.23 (d, J = 8.6 Hz, 2H), 7.70-7.80 (m, 4H), 7.80-7.90 (m, 4H).
CH 2 Cl 2 / H 2 O = 10/1 (33 mL) and DDQ (0.90 g, 3.98 mmol) were added to 6 (2.89 g, 3.32 mmol) at room temperature, and the mixture was stirred at room temperature for 4 hours. After addition of 30% aqueous sodium thiosulfate solution, extracted three times with CH 2 Cl 2, a saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution the organic layer was added, extracted three times with CH 2 Cl 2, the organic layer was washed with brine , Dried over MgSO 4 and concentrated under reduced pressure. Then, it was purified by silica gel column chromatography (n-hexane: EtOAc = 1: 1) to obtain 7 (2.32 g, 93%) as a yellow solid.
1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): d 1.24-1.38 (m, 20H), 1.42-1.55 (m, 4H), 1.58-1.69 (m, 4H), 1.79 (quint, J = 7.9 Hz, 4H) , 2.16 (br s, 1H), 2.33 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 2.35 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 3.67-3.75 (m, 2H), 4.20 (t, J = 6.7 Hz , 4H), 4.24 (dd, J = 5.5, 12.5 Hz, 1H), 4.32 (dd, J = 4.5, 12.5 Hz, 1H), 5.03-5.11 (m, 1H), 7.23 (d, J = 8.6 Hz, 2H), 7.70-7.80 (m, 4H), 7.80-7.90 (m, 4H).

Ar 雰囲気下、室温で 7 (1.00 g, 1.33 mmol) に CH2Cl2 (10 mL)、2-cyanoethyl-N,N,N',N'-tetraisopropylphosphorodiamidite (8) (602 mg, 2.00 mmol)、1H-tetrazole (75.0 mg, 1.07 mmol) を加え、室温で 30 分間攪拌した。飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加えた後、CH2Cl2 で三回抽出し、MgSO4 で乾燥、減圧下濃縮した。減圧下濃縮した。その後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー (n-hexane : EtOAc : Et3N = 22 : 11 : 1) により精製し、黄色固体の 9 (1.16 g) を得た。 Under Ar atmosphere at room temperature 7 (1.00 g, 1.33 mmol) CH 2 Cl 2 (10 mL), 2-cyanoethyl-N, N, N ', N'-tetraisopropylphosphorodiamidite (8) (602 mg, 2.00 mmol), 1H-tetrazole (75.0 mg, 1.07 mmol) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. A saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution was added, and the mixture was extracted 3 times with CH 2 Cl 2 , dried over MgSO 4 , and concentrated under reduced pressure. Concentrated under reduced pressure. Then, it was purified by silica gel column chromatography (n-hexane: EtOAc: Et 3 N = 22: 11: 1) to obtain 9 (1.16 g) as a yellow solid.

Ar 雰囲気下、室温で 9 を含む粗精製物に CH2Cl2 / CH3CN = 1 / 1 (10 mL)、choline tosylate (336 mg, 1.22 mmol)、1H-tetrazole (172 mg, 2.46 mmol) を加え、室温で 1.5 時間攪拌した。TLCにより、9 の消失を確認した後、減圧下濃縮した。その後、Ar 雰囲気下、CH2Cl2 (10 mL) 、TBHP (185 mL, 1.85 mmol) を加え、室温で 1 時間攪拌した。30% チオ硫酸ナトリウム水溶液を加えた後、CH2Cl2 で十回抽出し、有機層に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加え、CH2Cl2 で十回抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄、MgSO4 で乾燥、減圧下濃縮した。その後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー (CHCl3 : MeOH : H2O = 65 : 25 : 4) により精製し、黄色固体の 10 (412 mg) を得た。
1H NMR (500 MHz, CDCl3): d 1.21-1.38 (m, 20H), 1.38-1.53 (m, 4H), 1.53-1.70 (m, 4H), 1.70-1.85 (m, 4H), 2.20-4.50 (m, 27H), 4.60-4.72 (m, 2H), 5.20-5.30 (m, 1H), 7.70-7.80 (m, 4H), 7.80-7.90 (m, 4H).
Crude product containing 9 at room temperature under Ar atmosphere CH 2 Cl 2 / CH 3 CN = 1/1 (10 mL), choline tosylate (336 mg, 1.22 mmol), 1H-tetrazole (172 mg, 2.46 mmol) And stirred at room temperature for 1.5 hours. After confirming the disappearance of 9 by TLC, the mixture was concentrated under reduced pressure. Then, under Ar, CH 2 Cl 2 (10 mL ), TBHP (185 mL, 1.85 mmol) and the mixture was stirred for 1 hour at room temperature. After addition of 30% aqueous sodium thiosulfate solution, and extracted ten times with CH 2 Cl 2, a saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution the organic layer was added, and the mixture was extracted ten times with CH 2 Cl 2, the organic layer was washed with brine , Dried over MgSO 4 and concentrated under reduced pressure. Then, silica gel column chromatography (CHCl 3: MeOH: H 2 O = 65: 25: 4) to give the 10 (412 mg) as a yellow solid.
1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): d 1.21-1.38 (m, 20H), 1.38-1.53 (m, 4H), 1.53-1.70 (m, 4H), 1.70-1.85 (m, 4H), 2.20- 4.50 (m, 27H), 4.60-4.72 (m, 2H), 5.20-5.30 (m, 1H), 7.70-7.80 (m, 4H), 7.80-7.90 (m, 4H).

Ar 雰囲気下、0 °C で 10 (320 mg, 0.330 mmol) に CH2Cl2 (3 mL)、methyl hydrazine (38.0 mL, 0.726 mmol) を加え、0 °C で 1.5 時間攪拌した。反応液をセライトで濾過した後、減圧下濃縮し、無色液体の 11 を得た。 Under an Ar atmosphere, CH 2 Cl 2 (3 mL) and methyl hydrazine (38.0 mL, 0.726 mmol) were added to 10 (320 mg, 0.330 mmol) at 0 ° C., and the mixture was stirred at 0 ° C. for 1.5 hours. The reaction mixture was filtered through celite and concentrated under reduced pressure to give 11 as a colorless liquid.

室温で、11 (272 mg, 0.414 mmol) に CHCl3 / CH3OH = 1 / 1 (4 mL)、4-(mercaptomethyl)benzaldehyde (12) (120 mg, 0.805 mmol) を加え、室温で 14 時間攪拌した。その後、減圧下濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー (CHCl3 : MeOH = 10 : 1 to CHCl3 : MeOH : H2O = 65 : 25 : 4) により精製し、黄色オイルの 13 (52.6 mg) を得た。
1H NMR (500 MHz, CDCl3): d 1.20-3.00 (m, 38H), 3.32-4.80 (m, 27H), 5.14 - 5.35 (m, 1H), 7.10-8.10 (m, 10H).
At room temperature, add CHCl 3 / CH 3 OH = 1/1 (4 mL), 4- (mercaptomethyl) benzaldehyde (12) (120 mg, 0.805 mmol) to 11 (272 mg, 0.414 mmol), and then at room temperature for 14 hours Stir. Then concentrated under reduced pressure, silica gel column chromatography (CHCl 3: MeOH = 10: 1 to CHCl 3: MeOH: H 2 O = 65: 25: 4) to give to give a yellow oil 13 (52.6 mg) It was.
1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): d 1.20-3.00 (m, 38H), 3.32-4.80 (m, 27H), 5.14-5.35 (m, 1H), 7.10-8.10 (m, 10H).

室温で、13 (39.7 mg, 40.6 mmol) に CH2Cl2 (1 mL)、tert-butylamine(0.1 mL) を加え、室温で 12 時間攪拌した。その後、減圧下濃縮し、黄色個体の 14 を得た。
1H NMR (500 MHz, CDCl3): d 1.20-1.80 (m, 54H), 1.80-4.45 (m, 16H), 5.10-5.25 (m, 1H), 7.20-8.30 (m, 10H).
At room temperature, CH 2 Cl 2 (1 mL) and tert-butylamine (0.1 mL) were added to 13 (39.7 mg, 40.6 mmol), and the mixture was stirred at room temperature for 12 hours. Then, it concentrated under pressure reduction and 14 of the yellow solid was obtained.
1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): d 1.20-1.80 (m, 54H), 1.80-4.45 (m, 16H), 5.10-5.25 (m, 1H), 7.20-8.30 (m, 10H).

以上の反応をまとめると、以下のようになる。
The above reaction is summarized as follows.

ここではホスファチジルコリンをベースとしたリン脂質誘導体の合成を検討したが、同様の方法により、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール等をベースとするリン脂質誘導体も容易に合成できる。   Here, synthesis of a phospholipid derivative based on phosphatidylcholine was examined, but phospholipid derivatives based on phosphatidylethanolamine, phosphatidylserine, phosphatidylinositol, etc. can be easily synthesized by the same method.

〔実施例2〕リン脂質単分子膜を結合したセンサーチップを用いた緑茶カテキン類とリン脂質膜との相互作用解析
<方法および結果>
(1)実施例1で合成したリン脂質誘導体(0.1mg/mL)を金電極に3μL添加し、30分放置した。
(2)溶媒で洗浄後、乾燥させた。
(3)水晶発振子マイクロバランス(イニシアム社製AFFINIX Q4)で質量増加(Hz数の減少)を確認し、センサーチップが作成できていることを確認した(図1)。
(4)センサーチップを水晶発振子マイクロバランスに装着後、PBSを加えてセンサーチップをなじませた。
(5)緑茶カテキン類のひとつであるエピカテキンガレート(10mM)を500μL添加した結果、重量増加(Hz数の減少)が認められた。すなわち、センサーチップを用いることによるリン脂質単分子膜とカテキン類との相互作用を検出することができた(図2)。
[Example 2] Analysis of interaction between green tea catechins and phospholipid membrane using a sensor chip to which a phospholipid monolayer is bound <Method and result>
(1) 3 μL of the phospholipid derivative (0.1 mg / mL) synthesized in Example 1 was added to a gold electrode and left for 30 minutes.
(2) After washing with a solvent, it was dried.
(3) The mass increase (decrease in the number of Hz) was confirmed by using a quartz crystal microbalance (AFFINIX Q4 manufactured by Initiative), and it was confirmed that a sensor chip was created (Fig. 1).
(4) After mounting the sensor chip on the quartz crystal microbalance, PBS was added to familiarize the sensor chip.
(5) As a result of adding 500 μL of epicatechin gallate (10 mM), which is one of green tea catechins, an increase in weight (decrease in Hz number) was observed. That is, the interaction between the phospholipid monolayer and the catechins by using the sensor chip could be detected (FIG. 2).

本発明によれば、チオール基を有するリン脂質誘導体を効率よく合成することができる。このリン脂質誘導体は、チオール基を介して金属表面を簡便に修飾でき、安定性の高い脂質単分子膜を形成する。本発明のリン脂質誘導体を固定化した金属担体は、水晶発振子マイクロバランス法や表面プラズモン共鳴法等のセンサーチップに簡便に修飾できるため、種々の生体機能を解明する上で有用なバイオセンサーとして利用できる。   According to the present invention, a phospholipid derivative having a thiol group can be efficiently synthesized. This phospholipid derivative can easily modify the metal surface via a thiol group and forms a highly stable lipid monolayer. Since the metal carrier on which the phospholipid derivative of the present invention is immobilized can be easily modified to a sensor chip such as a quartz crystal microbalance method or a surface plasmon resonance method, it is useful as a biosensor useful in elucidating various biological functions. Available.

図1は、水晶発振子マイクロバランスによるリン脂質誘導体1を固定化した金電極の質量増加を示す。FIG. 1 shows an increase in mass of a gold electrode on which phospholipid derivative 1 is immobilized by quartz crystal microbalance. 図2は、リン脂質誘導体1を固定化したセンサーチップによるリン脂質単分子膜とカテキン類との相互作用を解析した結果を示す。FIG. 2 shows the result of analyzing the interaction between a phospholipid monomolecular film and catechins using a sensor chip on which phospholipid derivative 1 is immobilized.

Claims (21)

一般式(I)で示されるリン脂質誘導体:
但し、n1とn2は0〜20までの整数であり、m1とm2は0〜20までの整数であり、
R1とR2は、独立して、アリール、C1〜10のアルキル、アルケニル、及びアルキニルから選ばれ、
Xは、CH2CH2-N+(CH3)3、CH2CHNH3 +COO-、CH2CHNH2OH及びC6H11O5から選ばれる。
Phospholipid derivatives represented by general formula (I):
However, n1 and n2 are integers from 0 to 20, m1 and m2 are integers from 0 to 20,
R 1 and R 2 are independently selected from aryl, C 1-10 alkyl, alkenyl, and alkynyl;
X is, CH 2 CH 2 -N + ( CH 3) 3, CH 2 CHNH 3 + COO -, is selected from CH 2 CHNH 2 OH and C 6 H 11 O 5.
R1とR2がともにC6H4である、請求項1に記載のリン脂質誘導体。 The phospholipid derivative according to claim 1, wherein R 1 and R 2 are both C 6 H 4 . XがCH2-N+(CH3)3である、請求項1又は2に記載のリン脂質誘導体。 The phospholipid derivative according to claim 1 or 2, wherein X is CH 2 -N + (CH 3 ) 3 . m1とm2が同じである、請求項1〜3のいずれか1項に記載のリン脂質誘導体。   The phospholipid derivative according to any one of claims 1 to 3, wherein m1 and m2 are the same. m1とm2がともに1である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のリン脂質誘導体。   The phospholipid derivative according to any one of claims 1 to 3, wherein both m1 and m2 are 1. 一般式(II)で示される、リン脂質誘導体:
但し、n1とn2は0〜20までの整数である。
A phospholipid derivative represented by the general formula (II):
However, n1 and n2 are integers from 0 to 20.
n1とn2が同一である、請求項1〜6のいずれか1項に記載のリン脂質誘導体。   The phospholipid derivative according to any one of claims 1 to 6, wherein n1 and n2 are the same. n1とn2がともに9である、請求項1〜6のいずれか1項に記載のリン脂質誘導体。   The phospholipid derivative according to any one of claims 1 to 6, wherein n1 and n2 are both 9. 一般式(I)で示されるリン脂質誘導体の製造方法であって:
式(III)で示されるオキシアミノ基を有するリン脂質誘導体に、式(IV)で示される1種または2種のアルデヒドを反応させ、次いで、リン酸基を脱保護することを特徴とする方法。
但し、n1とn2は0〜20までの整数であり、m1とm2は0〜20までの整数であり、
R1とR2は、独立して、アリール、C1〜10のアルキル、アルケニル、及びアルキニルから選ばれ、
Xは、CH2CH2-N+(CH3)3、CH2CHNH3 +COO-、CH2CHNH2OH及びC6H11O5から選ばれる。
A process for producing a phospholipid derivative represented by the general formula (I):
A method comprising reacting a phospholipid derivative having an oxyamino group represented by the formula (III) with one or two aldehydes represented by the formula (IV) and then deprotecting the phosphate group .
However, n1 and n2 are integers from 0 to 20, m1 and m2 are integers from 0 to 20,
R 1 and R 2 are independently selected from aryl, C 1-10 alkyl, alkenyl, and alkynyl;
X is, CH 2 CH 2 -N + ( CH 3) 3, CH 2 CHNH 3 + COO -, is selected from CH 2 CHNH 2 OH and C 6 H 11 O 5.
式(III)で示されるオキシアミノ基を有するリン脂質誘導体が、式(V)で示されるジエステルをアミダイト化し、次いで、ホスホロアミダイト法により式(VI)で示されるアルコールとカップリングした後、フタルイミドを脱保護することにより製造される、請求項9に記載の方法。
After the phospholipid derivative having an oxyamino group represented by the formula (III) amidates the diester represented by the formula (V) and then coupled with the alcohol represented by the formula (VI) by the phosphoramidite method, The method according to claim 9, which is produced by deprotecting phthalimide.
R1とR2がともにC6H4である、請求項9又は10に記載の方法。 The method according to claim 9 or 10, wherein R 1 and R 2 are both C 6 H 4 . XがCH2-N+(CH3)3である、請求項9〜11のいずれか1項に記載の方法。 X is CH 2 -N + (CH 3) 3, The method according to any one of claims 9-11. m1とm2が同じである、請求項9〜12のいずれか1項に記載の方法。   13. A method according to any one of claims 9 to 12, wherein m1 and m2 are the same. m1とm2がともに1である、請求項9〜12のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 9 to 12, wherein m1 and m2 are both 1. 一般式(II)で示される、リン脂質誘導体の製造方法であって:
式(III')で示されるオキシアミノ基を有するリン脂質誘導体に、式(IV’)で示されるアルデヒドを反応させ、次いで、リン酸基を脱保護することを特徴とする方法。
但し、n1とn2は0〜20までの整数である。
A process for producing a phospholipid derivative represented by the general formula (II):
A method comprising reacting a phospholipid derivative having an oxyamino group represented by the formula (III ′) with an aldehyde represented by the formula (IV ′) and then deprotecting the phosphate group.
However, n1 and n2 are integers from 0 to 20.
式(III’)で示されるオキシアミノ基を有するリン脂質誘導体が、式(V)で示されるジエステルをアミダイト化し、次いで、ホスホロアミダイト法により式(VI')で示されるアルコールとカップリングした後、フタルイミドを脱保護することにより製造される、請求項15に記載の方法。
A phospholipid derivative having an oxyamino group represented by the formula (III ′) amidated the diester represented by the formula (V), and then coupled with the alcohol represented by the formula (VI ′) by the phosphoramidite method. The process according to claim 15, which is subsequently produced by deprotecting the phthalimide.
n1とn2が同一である、請求項9〜16のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 9 to 16, wherein n1 and n2 are the same. n1とn2がともに9である、請求項9〜16のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 9 to 16, wherein n1 and n2 are both 9. 請求項1〜8のいずれか1項に記載のリン脂質誘導体を金属面を有する担体に固定化してなる、センサー。   A sensor comprising the phospholipid derivative according to claim 1 immobilized on a carrier having a metal surface. 担体が、微粒子または基板である、請求項19記載のセンサー。   The sensor according to claim 19, wherein the carrier is a fine particle or a substrate. 金属が金である、請求項20記載のセンサー。   21. A sensor according to claim 20, wherein the metal is gold.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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