JP2010508295A5

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Publication number: JP2010508295A5
Application number: JP2009534880A
Authority: JP
Filing date: 2007-10-26
Publication date: 2011-09-15
Anticipated expiration: 2027-10-26

Claims

蛍光性ｐＨセンサーとして使用するための化合物であって、
以下の式Ａを有し、Ｒ^１およびＲ^２がヒドロキシでもなく、チオールでもなく、かつそれらのいずれの脱プロトン化形態でもないことを特徴とする、化合物：

式中、
Ｒ^１−Ｒ^６は、水素であるか、または電子吸引性基以外の置換基であり、かつ
Ｘはフルオロフォアであるか、あるいは
Ｒ^１およびＲ^３−Ｒ^６は、水素であるか、または電子吸引性基以外の置換基であり、かつＸおよびＲ^２は一緒になって、位置ＸとＲ^２との間で式Ａのベンゼン環に縮合した５員もしくは６員の複素環式環を含む部分を形成する。
Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^６のいずれも、ヒドロキシルでもなく、チオールでもなく、かつそれらのいずれの脱プロトン化形態でもない、請求項１に記載の化合物。
Ｒ^１−Ｒ^６が、
水素、
ヒドロカルビル、または−Ｏ−、−Ｓ−もしくは−ＮＲ^ｂ−から選択される１つまたは複数の結合によって遮られたヒドロカルビル；またはＲ^１、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^６について言えば、−Ｏ−、−Ｓ−もしくは−ＮＲ^ｂ−結合を介して式Ａのベンゼン環に結合され、かつ−Ｏ−、−Ｓ−もしくは−ＮＲ^ｂ−から選択される１つまたは複数の結合によって任意で遮られたヒドロカルビル
から選択され、このヒドロカルビルが非置換であるかまたは−Ｌ−Ｒ_ｘもしくは−Ｌ_Ｒ−Ｓ_ｃによって置換されており、かつ
ヒドロカルビルが１、２、３、４、５または６個の炭素原子を有し、
Ｒ^ｂが、Ｈ、ＯＨ、Ｃ_１−Ｃ_６ヒドロカルビル、または−Ｏ−結合を介して隣接するＮに結合されかつ／または１つまたは複数の−Ｏ−結合によって遮られたＣ_１−Ｃ_６ヒドロカルビルであり、このヒドロカルビルが非置換であるかまたは−Ｌ−Ｒ_ｘもしくは−Ｌ_Ｒ−Ｓ_ｃによって置換されており、
−Ｌが、共有単結合であるリンカー、または一連の安定な共有結合を含みかつＣ、Ｎ、Ｏ、ＳおよびＰから選択される多価の原子を組み込む部分であり、
−Ｒ_ｘが反応基であり、
−Ｌ_Ｒが、−ＬをＳ_ｃに結合している反応基の残基を任意でさらに含むリンカー−Ｌであり、
−Ｓ_ｃが結合された物質であり、
任意でＲ^１、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^６のうちの少なくとも１つ（例えばそれらのうちの２つ）がＨではない、
請求項１または請求項２に記載の化合物。
Ｒ^１およびＲ^２のうちの少なくとも１つがアルコキシまたは−Ｌ−Ｒ_ｘもしくは−Ｌ_Ｒ−Ｓ_ｃによって置換されたアルコキシであり、アルコキシが１、２、３、４、５または６個の炭素原子を有し、他の記号が請求項３で定義されたとおりである、請求項１または請求項２に記載の化合物。
Ｒ^１、ならびにＲ^２、Ｒ^３およびＲ^６のうちの１つ、２つまたは３つが、−Ｏ−もしくは−ＮＲ^ｂ−結合を介して前記ベンゼンに結合されたヒドロカルビルであり、
前記ヒドロカルビルが、前記結合の１つまたは複数によって遮られていないかまたは遮られており、かつ非置換であるかまたは−Ｌ−Ｒ_ｘもしくは−Ｌ−Ｓ_ｃによって置換されており、
前記Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^６のうちの１つ、２つまたは３つが、互いに同じであるかまたは異なる、
請求項３または請求項４に記載の化合物。
Ｒ^１およびＲ^３が請求項５で定義されたとおりであるが、Ｒ^２およびＲ^６が、請求項５で定義されたものではなく、かつ任意でともに水素である、請求項５に記載の化合物。
Ｘがキサンテン、インドールまたはボラポリアザインダシンである、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の化合物。
以下の式Ｉを有する、請求項１に記載の化合物、またはその立体異性体、互変異性体、もしくは塩：

式中、
Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^６は、各々独立に、Ｈ、Ｚ、または電子供与性基（ＥＤＧ）であるが、ただし、Ｒ^１およびＲ^２はヒドロキシルでもなく、かつチオールでもなく、かつそれらの脱プロトン化形態でもなく、
Ｒ^４は、Ｈ、アルキル、置換されたアルキル、アシル、アリール、置換されたアリール、ヘテロアリール、置換されたヘテロアリール、シクロアルキル、置換されたシクロアルキル、反応基、担体分子、ヘテロシクリル、および置換されたヘテロシクリルからなる群から選択され、
Ｒ^５は、独立にＹ、アルキル、置換されたアルキル、アルケニル、置換されたアルケニル、アシル、アリール、置換されたアリール、ヘテロアリール、置換されたヘテロアリール、シクロアルキル、置換されたシクロアルキル、反応基、担体分子、ヘテロシクリル、および置換されたヘテロシクリルからなる群から選択され、
Ｘはフルオロフォアであり、
Ｙは＝ＣＲ^ｂＲ^ｃまたは＝ＣＲ^ｂＲ^ｄであり、
Ｚは−ＯＲ^ｃ、−ＳＲ^ｃ、−ＮＲ^ｂＲ^ｃであり、
Ｒ^ｂはＨ、アルキル、または置換されたアルキルであり、
Ｒ^ｃはアルキルまたは置換されたアルキルであり、かつ
Ｒ^ｄはアミノまたは置換されたアミノである。
Ｘがキサンテン、インドールまたはボラポリアザインダシンである、請求項８に記載の化合物。
Ｘが、

である、請求項８に記載の化合物：
式中、
Ｒ^７、Ｒ^８、Ｒ^９およびＲ^１０は、各々独立に、アルキル、置換されたアルキル、アリール、置換されたアリール、ヘテロアリール、置換されたヘテロアリール、シクロアルキル、置換されたシクロアルキル、ヘテロシクリル、および置換されたヘテロシクリルからなる群から選択され、かつ
Ｒ^１１、Ｒ^１２、Ｒ^１３およびＲ^１４は、各々独立に、Ｈ、アルキル、置換されたアルキル、アルコキシ、置換されたアルコキシ、アシル、アシルアミノ、アシルオキシ、アミノ、置換されたアミノ、アミノカルボニル、アミノチオカルボニル、アミノカルボニルアミノ、アミノチオカルボニルアミノ、アミノカルボニルオキシ、アミノスルホニル、アミノスルホニルオキシ、アミノスルホニルアミノ、アミジノ、カルボキシル、カルボキシルエステル、（カルボキシルエステル）アミノ、（カルボキシルエステル）オキシ、シアノ、ハロ、ヒドロキシ、ニトロ、−ＳＯ_３Ｈ、スルホニル、置換されたスルホニル、スルホニルオキシ、チオアシル、チオール、アルキルチオ、置換されたアルキルチオ、アリール、置換されたアリール、ヘテロアリール、置換されたヘテロアリール、シクロアルキル、置換されたシクロアルキル、ヘテロシクリル、および置換されたヘテロシクリルからなる群から選択されるか、あるいは
Ｒ^１１およびＲ^１４はＲ^７およびＲ^８と一緒になって縮合環を形成し、かつＲ^１２およびＲ^１３はＲ^９およびＲ^１０と一緒になって縮合環を形成する。
Ｒ^７、Ｒ^８、Ｒ^９およびＲ^１０がアルキルである、請求項１０に記載の化合物。
Ｒ^７、Ｒ^８、Ｒ^９およびＲ^１０がメチルである、請求項１０に記載の化合物。
Ｒ^１１、Ｒ^１２、Ｒ^１３およびＲ^１４がＨである、請求項１０から請求項１２のいずれか一項に記載の化合物。
Ｒ^１１およびＲ^１４がＲ^７およびＲ^８と一緒になって縮合環を形成し、Ｒ^１２およびＲ^１３がＲ^９およびＲ^１０と一緒になって縮合環を形成し、各縮合環が以下の構造を有する、請求項１０に記載の化合物：

式中、
Ｒ^２７およびＲ^２８は、各々独立に、Ｈ、アルキル、置換されたアルキル、アルコキシ、置換されたアルコキシ、アルケニル、置換されたアルケニル、アルキニル、置換されたアルキニル、アシル、アシルアミノ、アシルオキシ、アミノ、置換されたアミノ、アミノカルボニル、アミノチオカルボニル、アミノカルボニルアミノ、アミノチオカルボニルアミノ、アミノカルボニルオキシ、アミノスルホニル、アミノスルホニルオキシ、アミノスルホニルアミノ、アミジノ、カルボキシル、カルボキシルエステル、（カルボキシルエステル）アミノ、（カルボキシルエステル）オキシ、シアノ、ハロ、ヒドロキシ、ニトロ、ＳＯ_３ ⁻、スルホニル、置換されたスルホニル、スルホニルオキシ、チオアシル、チオール、アルキルチオ、置換されたアルキルチオ、アリール、置換されたアリール、ヘテロアリール、置換されたヘテロアリール、シクロアルキル、置換されたシクロアルキル、ヘテロシクリル、および置換されたヘテロシクリルからなる群から選択される。
Ｘが、

であり、
Ｒ^１５、Ｒ^１６、Ｒ^１７、Ｒ^１８、Ｒ^１９およびＲ^２０が、各々独立に、Ｈ、アルキル、置換されたアルキル、アルコキシ、置換されたアルコキシ、アシル、アシルアミノ、アシルオキシ、アミノ、置換されたアミノ、アミノカルボニル、アミノチオカルボニル、アミノカルボニルアミノ、アミノチオカルボニルアミノ、アミノカルボニルオキシ、アミノスルホニル、アミノスルホニルオキシ、アミノスルホニルアミノ、アミジノ、カルボキシル、カルボキシルエステル、（カルボキシルエステル）アミノ、（カルボキシルエステル）オキシ、シアノ、ハロ、ヒドロキシ、ニトロ、−ＳＯ_３Ｈ、スルホニル、置換されたスルホニル、スルホニルオキシ、チオアシル、チオール、アルキルチオ、置換されたアルキルチオ、アリール、置換されたアリール、ヘテロアリール、置換されたヘテロアリール、シクロアルキル、置換されたシクロアルキル、ヘテロシクリル、および置換されたヘテロシクリルからなる群から選択される、
請求項８に記載の化合物。
Ｒ^１６およびＲ^１９がＨである、請求項１５に記載の化合物。
Ｒ^１５、Ｒ^１７、Ｒ^１８およびＲ^２０がメチルである、請求項１５または請求項１６に記載の化合物。
Ｘが、

であり、
Ｒ^２１が、Ｈ、アルキル、置換されたアルキル、アリール、置換されたアリール、ヘテロアリール、置換されたヘテロアリール、シクロアルキル、置換されたシクロアルキル、ヘテロシクリル、および置換されたヘテロシクリルからなる群から選択され、かつ
Ｒ^２２、Ｒ^２３、Ｒ^２４、Ｒ^２５およびＲ^２６が、各々独立に、Ｈ、アルキル、置換されたアルキル、アルコキシ、置換されたアルコキシ、アシル、アシルアミノ、アシルオキシ、アミノ、置換されたアミノ、アミノカルボニル、アミノチオカルボニル、アミノカルボニルアミノ、アミノチオカルボニルアミノ、アミノカルボニルオキシ、アミノスルホニル、アミノスルホニルオキシ、アミノスルホニルアミノ、アミジノ、カルボキシル、カルボキシルエステル、（カルボキシルエステル）アミノ、（カルボキシルエステル）オキシ、シアノ、ハロ、ヒドロキシ、ニトロ、−ＳＯ_３Ｈ、スルホニル、置換されたスルホニル、スルホニルオキシ、チオアシル、チオール、アルキルチオ、置換されたアルキルチオ、アリール、置換されたアリール、ヘテロアリール、置換されたヘテロアリール、シクロアルキル、置換されたシクロアルキル、ヘテロシクリル、および置換されたヘテロシクリルからなる群から選択される、
請求項８に記載の化合物。
Ｒ^２１、Ｒ^２２、Ｒ^２４、Ｒ^２５およびＲ^２６がＨである、請求項１８に記載の化合物。
Ｒ^２３がカルボキシルエステルである、請求項１８または請求項１９に記載の化合物。
Ｒ^２３が−ＣＯ_２ＣＨ_３である、請求項１８または請求項１９に記載の化合物。
前記ＥＤＧが、アルコキシ、置換されたアルコキシ、アミノ、置換されたアミノ、チオール、アルキルチオ、ヒドロキシ、アシルアミノ、および（カルボキシルエステル）オキシからなる群から選択される、請求項８から請求項２１のいずれか一項に記載の化合物。
前記ＥＤＧが、アルコキシ、置換されたアルコキシ、アミノ、置換されたアミノ、アルキルチオ、アシルアミノ、および（カルボキシルエステル）オキシからなる群から選択される、請求項２２に記載の化合物。
Ｚ部分が存在する、請求項８から請求項２１のいずれか一項に記載の化合物。
Ｙ部分が存在する、請求項８から請求項２１のいずれか一項に記載の化合物。
Ｒ^１にＺを含み、少なくとも１つのさらなるＥＤＧを含む、請求項２４に記載の化合物。
Ｒ^１がアルコキシである、請求項２４または請求項２５に記載の化合物。
Ｒ^１が−ＯＣＨ_３である、請求項２０に記載の化合物。
Ｒ^１およびＲ^３が−ＯＣＨ_３または−Ｎ（ＣＨ_３）_２である、請求項８から請求項２５のいずれか一項に記載の化合物。
Ｒ^２およびＲ^６がＨである、請求項８から請求項２１のいずれか一項に記載の化合物。
前記ＥＤＧが、アルキル、置換されたアルキル、アルケニル、置換されたアルケニル、アリール、置換されたアリール、シクロアルキル、置換されたアルキル、ヘテロシクリル、置換されたヘテロシクリル、ヘテロアリール、および置換されたヘテロアリールからなる群から選択される、請求項８から請求項２１のいずれか一項に記載の化合物。
Ｒ^４およびＲ^５がアルキルまたは置換されたアルキルである、請求項８から請求項３１のいずれか一項に記載の化合物。
Ｒ^５が、−（ＣＨ_２）_ｎ−ＣＯ_２（ＣＨ_２）_ｍＨであり、
式中、ｎが０、１、２、３、４または５であり、かつｍが０、１、２または３である、
請求項３２に記載の化合物。
Ｒ^５が＝ＣＨ（置換されたアミノ）である、請求項３３に記載の化合物。
Ｒ^４がエチルである、請求項３２に記載の化合物。
前記化合物のｐＫａが約５〜約８である、請求項１から請求項３５のいずれか一項に記載の化合物。
以下の式ＩＩＩの化合物：

式中、
Ｒ^３は電子供与性基（ＥＤＧ）であり、かつ
Ｒ^４およびＲ^５は、各々独立に、Ｈ、アルキル、置換されたアルキル、アシル、＝ＣＨ（アミノ）、＝ＣＨ（置換されたアミノ）、＝ＣＨ（アルキル）、および＝ＣＨ（置換されたアルキル）からなる群から選択される。
Ｒ^４およびＲ^５が、各々独立にＨ、アルキルおよび置換されたアルキルから選択される、請求項３７に記載の化合物。
（ａ）試料を請求項１から請求項３８のいずれか一項に記載の化合物と接触させ、接触させた試料を形成する段階と、
（ｂ）前記接触させた試料をインキュベーションし、インキュベーションされた試料を形成する段階と、
（ｃ）前記インキュベーションされた試料を照射し、照射された試料を形成する段階と、
（ｄ）前記照射された試料からの蛍光性発光を検出する段階と
を含む、試料のｐＨを測定する方法であって、
前記蛍光性発光が前記試料のｐＨを測定するために使用される方法。
前記試料が細胞を含む、請求項３９に記載の方法。
前記試料が、生細胞、細胞内液、細胞外液、血清、生体液、生物学的発酵培地、環境試料、工業試料、タンパク質、ペプチド、緩衝液、生体液もしくは化学反応器、血液細胞、免疫細胞、培養細胞、筋肉組織、ニューロン、細胞外小胞、脈管組織、血液、唾液、尿、水、土壌、廃水、海水、薬剤、食品または飲料を含む、請求項３９に記載の方法。
前記試料が、ポリマー膜上、ポリマーゲル内、微小粒子上、マイクロアレイ上、シリコンチップ上、スライドガラス上、マイクロウェルプレート上、および微小流体チップ上に固定化されている、請求項３９、請求項４０および請求項４１のいずれか一項に記載の方法。
前記接触させる段階が、前記試料を第２の色素と接触させることをさらに含む、請求項３９から請求項４２のいずれか一項に記載の方法。
前記第２の色素が、前記色素とまたは化合物と異なる蛍光性発光スペクトルを有しかつ前記化合物のｐＫａと異なるｐＫａを有するｐＨ感受性色素である、請求項４３に記載の方法。
生細胞内部のｐＨをモニターするための方法であって、
（ａ）前記細胞を請求項１から請求項３８のいずれか一項に記載の化合物と接触させ、接触させた細胞を形成する段階と、
（ｂ）前記接触させた細胞を、前記化合物が前記細胞に侵入するためにインキュベーションし、標識された細胞を形成する段階と、
（ｃ）前記標識された細胞を、蛍光が測定される適切な波長を用いて照射し、それによって前記細胞内部のｐＨをモニターする段階と
を含む、方法。
前記細胞内部のｐＨの変化が細胞プロセスに対応する、請求項４５に記載の方法。
前記化合物がタンパク質、核酸または脂質に結合されている、請求項４５または請求項４６に記載の方法。
前記細胞がニューロンである、請求項４５、請求項４６および請求項４７のいずれか一項に記載の方法。
（ａ）担体分子を蛍光性ｐＨ感受性色素に結合し、担体結合体を形成する段階と、
（ｂ）前記担体結合体を細胞と接触させ、接触させた細胞を形成する段階と、
（ｃ）前記接触させた細胞をインキュベーションし、インキュベーションされた溶液を形成する段階と、
（ｄ）前記インキュベーションされた溶液を照射し、照射された溶液を形成する段階と、
（ｅ）前記照射された溶液からの蛍光性発光を検出する段階と
を含む、溶液中の担体分子の食作用を検出するための方法であって、
蛍光性発光が前記担体分子の食作用を示す方法。
前記担体分子が大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）生体粒子である、請求項４９に記載の方法。
前記色素が、請求項１から請求項３８のいずれか一項で特許請求される色素である、請求項４９または請求項５０に記載の方法。
（ａ）請求項１から請求項３８にいずれか一項に記載の化合物を細胞と接触させ、接触させた細胞を形成する段階と、
（ｂ）前記接触させた細胞をインキュベーションし、インキュベーションされた溶液を形成する段階と、
（ｃ）前記インキュベーションされた溶液を照射し、照射された溶液を形成する段階と、
（ｄ）前記照射された溶液からの蛍光性発光を検出する段階と
を含む、ｐＨに関連する細胞プロセスを検出する方法であって、
蛍光性発光の増加が前記細胞プロセスの活性化を示す方法。
前記細胞プロセスがイオンチャネルの開口である、請求項５２に記載の方法。
前記イオンチャネルがカルシウムチャネルである、請求項５３に記載の方法。
請求項１から請求項３８のいずれか一項に記載の化合物を細胞の集団と接触させ、接触させた細胞集団を形成する段階と、
前記接触させた細胞集団を、前記化合物が標的細胞に侵入するのに十分な時間インキュベーションし、それによってインキュベーションされた細胞集団を形成する段階と、
前記インキュベーションされた細胞集団を照射する段階と
を含む、前記標的細胞が集団内の隣接する細胞とは異なって標識される、前記細胞の集団内の標的細胞を同定する方法であって、
前記標的細胞が、前記集団内の隣接する細胞と異なる標識によって同定される、方法。
前記標的細胞が神経細胞である、請求項５５に記載の方法。
前記異なる標識が蛍光の増加を含む、請求項５６に記載の方法。
請求項１０から請求項１４のいずれか一項に記載の化合物を合成する方法であって、
（ａ）式ＩＩＡ：

の化合物を、式ＩＩＣ：

の化合物と接触させ、前記標的化合物を形成する段階を含む方法。
式ＩＩＡの化合物を合成する段階をさらに含む、請求項５８に記載の方法であって、該方法が、
（ｂ）式ＩＩＢ：

の化合物を塩素化剤、例えば塩化オキサリルと接触させ、式ＩＩＡの化合物を形成する段階を含む、方法。
請求項１５から請求項１７のいずれか一項に記載の化合物または請求項１５に直接的もしくは間接的に従属する場合には請求項２２から請求項３６のいずれか一項に記載の化合物を合成する方法であって、
（ａ）式ＩＶＡ：

の化合物を、式ＩＶＢ：

および／またはＩＶＣ：

の化合物、ならびに２，３，５，６−テトラクロロシクロヘキサ−２，５−ジエン−１，４−ジオン（クロラニル）、およびＢＦ_３・Ｅｔ_２Ｏと接触させ、前記標的化合物を形成する段階を含む方法。
請求項１８から請求項２１のいずれか一項に記載の化合物、または請求項１８に直接的もしくは間接的に従属する場合には請求項２２から請求項３６のいずれか一項に記載の化合物を合成する方法であって、
（ａ）式ＶＡ：

の化合物をＰ（ＯＥｔ）_３と接触させ、前記標的化合物を形成する段階を含む方法。
式ＶＡの化合物を合成する段階をさらに含む、請求項６１に記載の方法であって、該方法が、
（ａ）式ＩＶＡ：

の化合物を式ＶＢ：

の化合物と接触させ、式ＶＡの化合物を形成する段階を含む、方法。
（ａ）請求項１から請求項３８のいずれか一項に記載の化合物と、
（ｂ）検体と
を含む、組成物。
前記検体が細胞であり、前記化合物が前記細胞内部に位置する、請求項６３に記載の組成物。
前記検体がタンパク質、脂質または核酸である、請求項６３に記載の組成物。
前記化合物が担体分子に結合されている、請求項６５に記載の組成物。
試料のｐＨを測定するためのキットであって、
（ａ）請求項１から請求項３８のいずれか一項に記載の化合物と、
（ｂ）前記試料のｐＨを測定するための指示書と
を含むキット。
緩衝剤、精製培地、前記試料を含むバイアル、または有機溶媒のうちの１つまたは複数をさらに含む、請求項６７に記載のキット。
任意で、生細胞に関する、または生物学的実体もしくは物質、例えば生細胞、細胞内液、細胞外液、体液、血清、発酵培地、細胞培養液、もしくは組織を含むかまたは含むと思われる試料における、請求項１から請求項３８のいずれか一項に記載の化合物のｐＨセンサーとしての使用。
バイオアッセイ法における、請求項１から請求項３８のいずれか一項に記載の化合物の使用。