JP2014521081A - ピレン系糖複合体を含む非共有結合性分子構造体、それを含む装置、及びレクチンを検出するためのその使用 - Google Patents

ピレン系糖複合体を含む非共有結合性分子構造体、それを含む装置、及びレクチンを検出するためのその使用 Download PDF

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Abstract

本発明は炭素ナノ構造体と、非共有結合によって前記炭素ナノ構造体に結合しているピレン系糖複合体（Ｉ）とを含む非共有結合性分子構造体である。

Description

本発明は、炭素ナノ構造体とピレン系糖複合体との間の新規な非共有結合性分子構造体、この新規な分子構造体を含む装置、及びレクチンを検出するための該装置の使用に関する。
レクチンは、炭水化物に結合できるが、触媒活性は全くないタンパク質であり、細胞間コミュニケーション、炎症、ウイルス感染（ＨＩＶ、インフルエンザ）、ガン、又は細菌付着等の多くの生物学的プロセスに必須のものである。レクチンは、組織表面に存在するヒトグリカンを特異的に認識するために、いくつかの日和見グラム陰性菌によって利用される特異的なレセプターである。日和見細菌の大部分のレクチンは、電荷を帯びない血液型エピトープを規定するオリゴ糖のような複雑なオリゴ糖に結合する。植物や動物における対応物とは対照的に、細菌のレクチンは、診察のための魅力的な標的となるリガンドに対して強い親和性を示す。
細菌のレクチンの検出は、細菌又はウイルス感染のケースで必要となり、公衆衛生にとって最も重要であり、安全目的のため、及びそれらの病原体に触れることを避けるため、病院においても重要である（大部分の院内感染は、細菌によって引き起こされており、その約２０％は緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）による。）。このことは、レクリエーション水域（公共スイミングプール、湖、その他貯水池）、水道水を通じてそれらの病原体への接触防止のような、外部環境の安全問題及び生物テロリズムの回避にもあてはまる。
現時点において、細菌の検出は、一般的に培養系技術又はポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）に基づく分子技術を通じてなされている。しかしながら、いずれの方法も比較的遅く、また常に適用が可能というわけではない（培養不能な細菌、ＤＮＡサンプルにおける不純物・・・）。これらの分子方法は、数日間を費やし、特別なスキルを必要としうる。
これらの方法に対する代替手段としては、小型化された、非常に感度の高いバイオ分析システムを設計するためのナノテクノロジーの利用がある。急速な成長分野であるナノテクノロジーは、量子ドット、ナノファイバー及びカーボンナノチューブを通じて細胞生物学においていくつかの適用がなされている。
単一壁カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）はバイオセンサを設計するのに理想的である。それらは高い導電性と、個々の生体分子に匹敵する小さい直径（〜１ｎｍ）を有しているからである。また、ＳＷＮＴはほとんど全体が、その局所的な環境の非常に小さな変化の検出が可能である表面原子からなり、したがって、非常に高い感度を示す。これらの特徴的な特性のため、研究者は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のような固体の電子装置にＳＷＮＴを伝導チャネルとして組み込み、各種生体分子相互作用をモニターするための、低出力で、極小の電気分析プラットフォームを創出している。
国際公開第２００８／０４４８９６号（特許文献１）は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）−デンドロン複合体及びＣＮＴ−デンドロン複合体を含むバイオセンサに関する。国際公開第２００９／１４１４８６号（特許文献２）は、糖脂質／カーボンナノチューブ凝集体及び炭水化物と他の生化学種との間の相互作用を含むプロセスにおける該凝集体の利用に関する。
しかしながら、これら文献はレクチンの検出に関するものではない。
刊行物「Assali M and al., Royal Society of Chemistry, Vol. 5, no. 5,2009, p.948-950」（非特許文献１）は、細胞膜上の複合糖質に類似した特異的なリガンドーレクチン相互作用に関与することができる生体適合性ナノ材料を生じさせるカーボンナノチューブ表面と相互作用する中性のピレン官能化の利用について開示している。この刊行物の著者は、蛍光分光法を利用することによる、官能化ナノチューブとレクチンの間の結合の問題について述べている。
国際公開第２００８／０４４８９６号 国際公開第２００９／１４１４８６号
Assali M and al., Royal Society of Chemistry, Vol. 5, no. 5,2009, p.948-950
しかしながら、非特許文献１には、カーボンナノチューブの特異的なコンダクタンスに基づき、迅速、正確、定量的で、優れた感度を有する、レクチンの検出に関して何も述べられていない。
それゆえ、レクチンの検出を可能にする有利な診断方法を開発する必要がある。
本発明の目的の１つは、細菌又はウイルス感染に関与するレクチンの存在を検出するための迅速、正確、定量的な方法を提供することである。
本発明の別の目的は、非常に優れた感度を有する細菌レクチンの新規な診断方法を提供することである。
本発明の別の目的は、感染の初期段階において、ヒトの複合糖質を利用する全ての細菌、ウイルス、及び寄生虫由来のレクチンが存在しているか否かを正確で迅速に診断する方法を提供することである。
本発明の１つの態様においては、炭素ナノ構造体と、非共有結合によって前記炭素ナノ構造体に結合しているピレン系糖複合体（Ｉ）とを含み、
前記糖複合体（Ｉ）が式：
Figure 2014521081
 ［式中、Ｂは置換基を有することができる、（Ｉ）で表されるピレン構造体の１０個の炭素原子のいずれかに存在する基であり、下記の基：
−（ＣＨ２）ｎ−ＣＯ−ＮＨ−Ａ
｛式中、ｎは１〜９の整数であり、
Ａは式：
Figure 2014521081
 （式中、ｐは１〜９の整数であり、
Figure 2014521081
Figure 2014521081
 （式中、ｍは０〜１５の整数であり、
Ｕ’及びＵは存在せず、又はＣＨ２であるが、但しｍ＝０である場合、Ｕ’又はＵの一方が存在しないならば他方はＣＨ２であり、
Ｘ＝ＣＨ２、Ｏ、ＣＯ（カルボニル）であり、
Ｗ＝ＣＨ２、ＮＨであり、
Ｖ＝ＣＨ２、Ｃ６Ｈ４（フェニル「Ｐｈ」）である）の基であり、
Figure 2014521081
Figure 2014521081
 及びそれらの誘導体を含む群に選択する）の基である｝で表される］を有することを特徴とする、非共有結合性分子構造体を提供する。
本発明に係るピレン系糖複合体（Ｉ）は以下の式でも表すことができる。
Figure 2014521081
好ましくは、Ａ基中の糖誘導体は、例えば、
Figure 2014521081
 を含む群において選択される。
別の態様においては、Ａ基中の糖誘導体は、
Figure 2014521081
 を含む群において選択される。
アノマー炭素と環外酸素原子との間に位置する波状の結合は、立体化学がアルファ又はベータ（アキシャル又はエカトリアル）であることを意味する。
Figure 2014521081
別の態様においては、前記非共有結合性分子構造体のピレン系糖複合体（Ｉ）において、整数ｎは３であり、整数ｐは１であり、及び前記糖複合体（Ｉ）は式：
Figure 2014521081
 で表される。
さらに別の態様においては、前記非共有結合性分子構造体のピレン系糖複合体
Figure 2014521081
β−Ｄ−ガラクトシル、α−Ｄ−マンノシル及びα−Ｌ−フコシルを含む群において選択される。
本発明の別の態様においては、前記非共有結合性分子構造体の炭素ナノ構造体は、カーボンナノチューブ、グラフェン、グラファイトオニオン、コーン、ナノホーン、ナノ螺旋体、ナノバレル及びフラーレンを含む群において選択される。
好ましくは、前記炭素ナノ構造体は、グラフェン及びカーボンナノチューブであり、前記カーボンナノチューブは、単一壁カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、二重壁カーボンナノチューブ（ＤＷＣＮＴ）、三重壁カーボンナノチューブ（ＴＷＣＮＴ）及び多重壁カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）を含む群において選択される。
グラフェンは、１原子の厚さのｓｐ２結合炭素原子の平面シートであり、該炭素原子は蜂の巣のような格子構造に高密度に充填されている。
本発明は、また、電気抵抗又は電気伝導度を通じて水溶液中のレクチンを検出することができる、前述した非共有結合性分子構造体を含む装置を提供する。
したがって、別の態様においては、本発明は、前述した非共有結合性分子構造体を含むことを特徴とする、レクチンを検出するための装置を提供する。
本発明の１態様として、前記装置は、有利には、電子ナノ検出装置であり、かつ電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を含み、
前記装置が、
「ソース」（Ｓ）及び「ドレイン」（Ｄ）とそれぞれ称される２つの金属電極を架橋する炭素ナノ構造体、
基板層に、又は前記装置を覆う溶液に浸漬された電極に接続される、「ゲート」（Ｇ）と称される第３の電極（「液体ゲート」）を含む。
本発明の独創性の１つは、このように、細菌又はウイルス感染に関与するレクチンを検出するために、前述した装置に前記非共有結合性分子構造体を利用したことである。本発明者は有利には、診断目的（細菌レクチンの検出）に利用することができる新規な分子構造体を確立するために、各種技術分野に属するいくつかの知識を組み合わせている。
したがって、ここでは、ヒト細胞の表面に存在するヒトグリカン（糖脂質及び糖タンパク質）に結合するいくつかの病原体の能力（すなわち、細菌病原性に関与する炭水化物―レクチン相互作用）に関する生物学的知識、ナノテクノロジー及び電子装置に関する知識、並びに、電子装置及びレクチンと相互作用する化学構造を着想するための化学的知識が利用されている。
本発明の該独創性は、このように、非常に有利であるレクチンを検出するための装置を提供するために、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）装置において、カーボンナノチューブに結合される糖複合体構造体を利用することからなる。
前述した装置において、２つの金属電極（Ｓ）及び（Ｄ）は互いに１ｎｍ〜１０ｃｍ、好ましくは１ｃｍ〜２．５ｃｍ、及びより好ましくは１μｍ〜１０μｍの間隔を空けている。
電極（Ｓ）及び（Ｄ）を調製するためには、あらゆる金属が利用できる。適当な金属の例としては、限定されないが、アルミニウム、クロム、チタン、金、パラジウムが挙げられる。
前記装置においては、基板層は絶縁体である。適当な基板層の例としては、限定されないが、二酸化ケイ素層、酸化ハフニウム層、窒化ケイ素層が挙げられる。
さらに他の態様においては、本発明は、前記装置を用いる工程と、
分析するレクチンを前記非共有結合性分子構造体と接触させる工程と、
レクチンと前記非共有結合性分子構造体のピレン系糖複合体（Ｉ）の糖との間の分子間相互作用を検出する工程であって、前記分子間相互作用を、前記装置の電気信号の変化をもたらす炭素ナノ構造体の導電性の変化によって検出する工程とを含むことを特徴とする、分析する試料中におけるレクチンの存在の検出方法である。
本発明においては、ナノスケールの寸法、大きな比表面積、及びユニークな物理化学的特性をもつ炭素ナノ構造体が糖複合体とレクチンの間の相互作用の電子伝達を助け、迅速かつ超高感度の検出をもたらしつつ、ピレン系糖複合体（Ｉ）を標的レクチンの選択的結合のために利用することが好ましい。
炭素ナノ構造体のコンダクタンスの変化が、ピレン系糖複合体（Ｉ）とレクチンの間の分子相互作用を研究するために、また、レクチンの濃度の変化をモニターするために利用される。
分析するサンプルは、市販の純粋なレクチン又は遺伝子組換え生産技術で単離されたレクチン、あるいは、水、土、又はヒト起源のサンプルを含むあらゆるサンプルから選ぶことができる。
通常、本発明の方法は、全ての細菌、ウイルス、及び感染の初期段階においてヒト糖複合体を利用する寄生虫由来のレクチンの検出のために使用することができる。適当なレクチンの例は、限定されないが、好ましくは、緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）第１のレクチン（ＰＡ−ＩＬ）、緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）第２のレクチン（ＰＡ−ＩＩＬ）、コンカナバリンＡ（Ｃｏｎ Ａ）レクチン、バークホルデリア・セノセパシア（Burkholderia cenocepacia）Ａ（Ｂｃ２Ｌ−Ａ）レクチン、バークホルデリア・セノセパシア（Burkholderia cenocepacia）Ｂ（Ｂｃ２Ｌ−Ｂ）レクチン、バークホルデリア・セノセパシア（Burkholderia cenocepacia）Ｃ（Ｂｃ２Ｌ−Ｃ）レクチン、バークホルデリア・アムビファリア（Burkholderia ambifaria）（Ｂａｍｂ５４１）レクチン、青枯病菌（Ralstonia solanacearum）（ＲＳＬ）レクチン、青枯病菌（Ralstonia solanacearum）第２のレクチン（ＲＳ−ＩＩＬ）及びクロモバクテリウム・ビオラセウム（Chromobacterium violaceum）（ＣＶ−ＩＩＬ）レクチンを含む群において選択される。
本発明の別の態様は、前記装置の製造は、
（Ｇ）に接続された基板層上に２つの金属電極（Ｓ）及び（Ｄ）を形成する工程と、
２つの電極（Ｓ）及び（Ｄ）の間に炭素ナノ構造体を加え、次いでピレン系糖複合体（Ｉ）を加えて前記非共有結合性分子構造体を形成する工程とを含む。
本発明の別の態様は、前記装置の製造が、
（Ｇ）に接続された基板層上に２つの金属電極（Ｓ）及び（Ｄ）を形成する工程と、
２つの電極（Ｓ）及び（Ｄ）の間に前記非共有結合性分子構造体を加える工程とを含む。
さらなる本発明の別の態様は、前記装置の製造が、
（化学蒸着（ＣＶＤ）プロセスによって）（Ｇ）に接続された基板層上に炭素ナノ構造体を作成する工程と、
炭素ナノ構造体の周囲に２つの金属電極（Ｓ）及び（Ｄ）を形成する工程と、
ピレン系糖複合体（Ｉ）を加えて前記非共有結合性分子構造体を形成する工程とを含む。
本発明の新規な特徴は、以下の本発明の実施例の詳細な説明により当業者にとって明らかになるであろう。しかしながら、本発明の詳細な説明と提示された例示は、本発明のある態様を示し、説明の目的で提供される。なぜなら、本発明の本質と範囲内における種々の変更は本発明の詳細な説明から当業者にとって明らかだからである。
以下の実施例は添付図面を参照して説明される。
ピレン系糖複合体（Ｉ）の化学構造と製造方法を示した一般的合成スキーム表す図である。 ３つのピレン系糖複合体（Ｉ）の特定の合成スキーム（図１の一般的合成スキームを示す）を表す図である。 「ＳＷＮＴ−ＦＥＴ」装置（ＳＷＮＴ＝「単一壁カーボンナノチューブ」、ＦＥＴ＝「電界効果トランジスタ」）又は「ＣＣＧ−ＦＥＴ」装置（ＣＣＧ＝化学変換グラフェン）及びその作製を表す図である。 図４a〜図４dは、炭水化物−レクチンの相互作用の電子検出を表す図である。 裸のＣＣＧ（図５（ａ））、α−Ｄ−マンノースピレン系糖複合体５ｂで官能化したＣＣＧ（「ＣＣＧ−５ｂ」と規定）（図５（ｂ））、及びＣｏｎＡレクチン結合後（「ＣＣＧ−５ｂ―ＣｏｎＡ」と規定）の原子間力顕微鏡画像である。 炭水化物−レクチンの相互作用の電子検出を表す図である。 裸のＳＷＮＴｓ（図７（ａ））、α−Ｄ−マンノースピレン系糖複合体５ｂで官能化したＳＷＮＴ（「ＳＷＮＴ−５ｂ」と規定）（図７（ｂ））、及びＣｏｎＡレクチン結合後（「ＳＷＮＴ−５ｂ―ＣｏｎＡ」と規定）の原子間力顕微鏡画像である。
図１は、ピレン系糖複合体（Ｉ）の化学構造と製造方法を示した一般的合成スキームである。
図２は、３つのピレン系糖複合体（Ｉ）の特定の合成スキーム（図１の一般的
Figure 2014521081
合物５ｂ参照）又はα−Ｌ−フコシル（化合物５ｃ参照）、「Ａｃ」（化合物４ａから４ｃ中で規定されている）は「アセチル」基（ＣＯ―ＣＨ３）である。
図３は、「ＳＷＮＴ−ＦＥＴ」装置（ＳＷＮＴ＝「単一壁カーボンナノチューブ」、ＦＥＴ＝「電界効果トランジスタ」）又は「ＣＣＧ−ＦＥＴ」装置（ＣＣＧ＝化学変換グラフェン）及びその作製を表す。より詳細には、図３（ａ）は、レクチンの選択的検出のための、単一壁カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴｓ）−ＦＥＴ官能化糖複合体（Ｉ）の検出プラットフォーム又は化学変換グラフェン（ＣＣＧｓ）−ＦＥＴ官能化糖複合体（Ｉ）の検出プラットフォームのスキーム図である。図３（ｂ）は、事前にパターン化した微小電極へのＳＷＮＴｓ又はＣＣＧｓの選択的堆積のために利用される誘電泳動法のスキーム図である。図３（ｃ）は、マイクロパターン化櫛歯電極を備えたＳｉ／ＳｉＯ２チップの光学画像である。図３（ｄ）は、装置作製のために用いられる櫛歯電極のＳＥＭ画像である。挿入写真は微小電極間に誘電泳動法により堆積されたＳＷＮＴｓ又はＣＣＧｓを示す。
図４は、炭水化物−レクチンの相互作用の電子検出を表す。より詳細には、コンダクタンス「Ｇ」（ジーメンス（Ｓ）で表される）vs.裸の（bare）ＣＣＧ−ＦＥＴ装置及びそれぞれα−Ｄ−マンノースピレン系糖複合体５ｂ（図４（ａ）参照）、β−Ｄ−ガラクトースピレン系糖複合体５ａ（図４（ｂ）参照）、及びα−Ｌ−フコースピレン系糖複合体５ｃ（図４（ｃ）参照）による官能化後、及び２μＭ非選択的レクチン（コントロール）及び２μＭ選択的レクチンとのインキュベーション後を示す。ＰＡ−ＩＬは、β−Ｄ−ガラクトースに選択的で、α−Ｄ−マンノース及びα−Ｌ−フコースに非選択的なレクチンである。ＣｏｎＡは、α−Ｄ−マンノースに選択的で、β−Ｄ−ガラクトースに非選択的なレクチンである。ＰＡ−ＩＩＬは、α−Ｌ−フコースに選択的なレクチンである。図４（ｄ）は、図４（ｂ）と同じ実験を表すが、コントロールとして１０μＭＣｏｎＡを用い、選択的なレクチン（ＰＡ−ＩＬ）（２ｎＭ−１０μＭ）の濃度を変えている。
全ての測定は、ＰＢＳ（ｐＨ７）、Ａｇ／ＡｇＣｌ基準電極、ドレイン発信源電圧５０ｍＶにて電解質ゲートＦＥＴ構造で行った。レクチンの結合の実験は５μＭ Ｃａ２＋の存在下で行った。
図５は、裸のＣＣＧ（図５（ａ））、α−Ｄ−マンノースピレン系糖複合体５ｂで官能化したＣＣＧ（「ＣＣＧ−５ｂ」と規定）（図５（ｂ））、及びＣｏｎＡレクチン結合後（「ＣＣＧ−５ｂ―ＣｏｎＡ」と規定）の原子間力顕微鏡画像である。レクチンの結合は５μＭ Ｃａ２＋の存在下で行った。
図６は、炭水化物−レクチンの相互作用の電子検出を表す。より詳細には、コンダクタンス「Ｇ」（ジーメンス（Ｓ）で表される）vs.裸の（bare）ＳＷＮＴ−ＦＥＴ装置及びそれぞれα−Ｄ−マンノースピレン系糖複合体５ｂ（図６（ａ）参照）、β−Ｄ−ガラクトースピレン系糖複合体５ａ（図６（ｂ）参照）による官能化後、及び２μＭ非選択的レクチン（コントロール）及び２μＭ選択的レクチンとの結合後を示す。レクチンの結合は５μＭ Ｃａ２＋の存在下で行った。
図７は、裸のＳＷＮＴｓ（図７（ａ））、α−Ｄ−マンノースピレン系糖複合体５ｂで官能化したＳＷＮＴ（「ＳＷＮＴ−５ｂ」と規定）（図７（ｂ））、及びＣｏｎＡレクチン結合後（「ＳＷＮＴ−５ｂ―ＣｏｎＡ」と規定）の原子間力顕微鏡画像である。レクチンの結合は５μＭ Ｃａ２＋の存在下で行った。
実施例Ｉ
３つのピレン糖複合体（Ｉ）の製造
一般式（Ｉ）で表されるピレン糖複合体（Ｉ）を製造するために、この実施例で使用された一般的合成スキームを図１に示している。そこでは、一般式（ＩＶ）のアルキニルアミンは、一般式（Ｖ）のピレン系カルボン酸と縮合して一般式（ＩＩＩ）のアルキニルアミドとなり、次いで、これは式（ＩＩ）の炭水化物アジド誘導体と結合して一般式（Ｉ）のピレン系糖複合体（Ｉ）が得られる。
以下の３つのピレン系糖複合体（Ｉ）を製造するための一般的な実験方法を述べる。
・Ｎ−[１−（２−｛２−[２−（β−Ｄ−ガラクトピラノシルオキシエトキシ）エトキシ]エチル｝−１Ｈ−１，２，３−トリアゾールー４−イル）メチル]−４−（ピレンー１−イル）ブタンアミド（図２中、５ａと表示）、
・Ｎ−[１−（２−｛２−[２−（β−Ｄ−マンノピラノシルオキシエトキシ）エトキシ]エチル｝−１Ｈ−１，２，３−トリアゾールー４−イル）メチル]−４−（ピレンー１−イル）ブタンアミド（図２中、５ｂと表示）、及び
・Ｎ−[１−（２−｛２−[２−（α−Ｌ−フコピラノシルオキシエトキシ）エトキシ]エチル｝−１Ｈ−１，２，３−トリアゾールー４−イル）メチル]−４−（ピレンー１−イル）ブタンアミド（図２中、５ｃと表示）。
全ての試薬は市販されたものであり（試薬グレードの化合物として入手可能な最も高純度のもの）、さらなる精製は行わずに使用した。溶媒はＣａＨ２（ＣＨ２Ｃｌ２）又はＭｇ／Ｉ２（ＭｅＯＨ）を加えて蒸留した。反応は、アルゴン雰囲気下で行った。マイクロ波による活性化した反応は、Biotage Initiator systemにより行った。薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）をシリカゲル６０ Ｆ254（Merck）で被覆したアルミニウムシート上で行った。ＴＬＣプレートはＵＶ光（λ＝２５４ｎｍ）により検出し、ＥｔＯＨ／Ｈ２Ｏ（９５：５ｖ／ｖ）中に１０％Ｈ２ＳＯ４を含む混合物を用いた処理で展開し、次いで加熱した。シリカゲルカラムクロマトグラフィーは、シリカゲルＳｉ６０（４０―６３μｍ）を用いて行った。
ＮＭＲスペクトルを２９３Ｋにて記録した。他に断りのない限り、３００ＭＨｚ又は４００ＭＨｚのBrukerスペクトロメータを使用した。化学シフトは重溶媒の残余ピークに対して参照される。以下の略号は観察されたマルチプリシティを説明するために使用される。
S、シングレット；d、ダブレット；t、トリプレット；q、カルテット；m、マルチプレット、及びbs、ブロードシングレット。
１４７．８ｐｐｍにおける残余ピークは機械によるものであり、通常、７５ＭＨｚ １３Ｃスペクトルで観察される。この残余ピークはサンプル分析とは独立してチェックを行った。完全なシグナル帰属は１Ｄ及び２Ｄ ＮＭＲ実験に基づいた（ＣＯＳＹ、ＨＳＱＣ及びＨＭＢＣ）。高解像度（ＨＲ―ＥＳＩ―ＱＴＯＦ）マススペクトルはBruker MicroOTOF-Q II XL spectrometerを用いて記録した。炭水化物アジド誘導体３ａ、１３ｂ、２及び３ｃ３は後述する技術文献に記載されており、それに従って作製される。
１）１，３−双極子付加環化反応の一般的手順（方法Ａ）
脱気したＤＭＦ中、アルキン官能化ピレン誘導体２（一般式（ＩＩＩ））、ヨウ化銅、Ｎ，Ｎ―ジイソプロピルエチルアミン（ＤＩＰＥＡ）及びアジド誘導体３ａから３ｃ（一般式（ＩＩ））をBiotage Initiator２〜５ｍｌのバイアルに導入した。該バイアルをアルゴンでフラッシュし、光から保護し（アルミニウムシート）、その溶液に対し３０秒間超音波処理を行った。
該バイアルをセプタムキャップ（septum cap）で閉じ、１１０℃で１０分間、マイクロ波を照射して加熱した（溶媒吸収レベル：High）。該バイアルを開封した後、生成物を蒸発させ、次いで、フラッシュシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、所望するアセチル化ピレン糖複合体４ａから４ｃを得た。
２）脱アセチル化の一般的手順（方法Ｂ）
前記アセチル化ピレン糖複合体４ａから４ｃを蒸留ＭｅＯＨ、超純水及び超純トリエチルアミン（１０：１：１、ｖ／ｖ／ｖ）に懸濁した。該混合物をアルゴン下、室温下で１〜３日間撹拌した。溶媒を蒸発させ、トルエンと同時蒸発させた。該残留物を超純水（５ｍＬ）に溶解し、凍結乾燥させて、純正なピレン糖複合体５ａから５ｃを得た（一般式（Ｉ））。
３つのピレン糖複合体５ａから５ｃの合成スキームを図２に示した。図２に記載したステップで用いた試薬と条件は以下のとおりである。
ステップａ：Ｎ−ヒドロキシーベンゾトリアゾール（ＨＯＢｔ）／Ｏ−（ベンゾトリアゾール−１−イル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’―テトラメチルウロニウムテトラフルオロボレート（ＴＢＴＵ）、Ｎ−メチルモルフォリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）／２０ｈ／ｒ．ｔ．；
ステップｂ：ヨウ化銅（ＣｕＩ）、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン、ＤＭＦ、１１０℃、マイクロ波、１５分；
ステップｃ（脱アセチル化）：ＭｅＯＨ、トリエチルアミン（Ｅｔ３Ｎ）、Ｈ２Ｏ。
（ａ）化合物２（一般式（ＩＩＩ））の作製：Ｎ−（プロパルギル）−４−（ピレンー１−イル）ブタンアミド
Ｎ−メチルモルホリン（３．８ｍＬ、３４．７ｍｍｏｌ）を、ＤＭＦ（８０ｍＬ）に１―ピレンブチル酸１（２ｇ、６．９ｍｍｏｌ）、ＴＢＴＵ（８．９ｇ、２７．７ｍｍｏｌ）及びＨＯＢｔ（３．７５ｇ、２７．７ｍｍｏｌ）を溶解した溶液に添加した。該溶液を室温で１５分撹拌し、次いで、プロパルギルアミン（２．２２ｍＬ、３４．７ｍｍｏｌ）を添加し、さらに１６時間室温で撹拌した。該溶液をＥｔＯＡｃ（７００ｍｌ）に加え、次いで、飽和ＮａＨＣＯ３水溶液（２×２００ｍＬ）、水（２００ｍＬ）で洗浄した。該有機層を乾燥し（ＭｇＳＯ４）、ろ過、蒸発させた。粗混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ＣＨ２Ｃｌ２／ＥｔＯＡｃ ２／１）で精製した。ＣＨ２Ｃｌ２／石油エーテルから沈降させた後、純粋な生成物２（１．５２ｇ、６７％）を得た。
Ｒｆ＝０．７１（ＣＨ２Ｃｌ２／ＥｔＯＡｃ ２／１）
Ｍ．ｐ．＝１４７−１４９℃
１Ｈ ＮＭＲと１３Ｃ ＮＭＲのデータを以下に示す。
１ Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ―ｄ ６ ）：
δ８．３７（ｄ、Ｊ＝９．３Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−ａｒ）、８．３３（ｔ、Ｊ＝５．３Ｈｚ、１Ｈ、ＮＨ）、８．２９−８．１７（ｍ、４Ｈ、Ｈ−ａｒ）、８．１１（ｄ、Ｊ＝１．８Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−ａｒ）、８．０４（ｔ、Ｊ＝７．７Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−ａｒ）、７．９２（ｄ、Ｊ＝７．７Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−ａｒ）、３．９０（ｄｄ、２Ｈ、Ｊ＝２．４Ｈｚ、Ｊ＝５．４Ｈｚ、ＮＣＨ２）、３．３１（ｔ、２Ｈ、Ｊ＝７．４Ｈｚ、ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、３．１２（ｔ、１Ｈ、Ｊ＝２．４Ｈｚ、Ｃ≡ＣＨ）、２．２７（ｔ、２Ｈ、Ｊ＝７．４Ｈｚ、ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、２．０５−１．９８（ｍ、２Ｈ、ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））
１３ Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ―ｄ ６ ）：
δ１７１．７（Ｃ＝Ｏ）、１３６．５、１３０．９、１３０．４、１２９．３、１２８．１（ＣIV−ａｒ）、１２７．５、１２７．４、１２７．２、１２６．５、１２６．１、１２４．９、１２４．８（ＣＨ−ａｒ）、１２４．２、１２４．１
（ＣIV−ａｒ）、１２３．５（ＣＨ−ａｒ）、８１．４（Ｃ≡ＣＨ）、７２．８（Ｃ≡ＣＨ）、３４．７（ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、３２．２（ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、２７．８（ＮＣＨ２）、２７．４（ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））。
（ｂ）化合物４ａ（一般式（Ｉ°））の作製：Ｎ−[１−（２−｛２−[２−（２，３，４，６−テトラーＯ―アセチルーβ―Ｄ−ガラクトピラノシルオキシエトキシ）エトキシ]エチル｝−１Ｈ−１，２，３−トリアゾールー４−イル）メチル]―４―（ピレンー１−イル）ブタンアミド
この化合物は４７％の収率で方法Ａにより作製している。
Ｒｆ＝０．２５（ＥｔＯＡｃ／ＭｅＯＨ ９５／５）
１Ｈ ＮＭＲと１３Ｃ ＮＭＲのデータを以下に示す。
１ Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ ３ ）：
δ８．２５（ｄ、１Ｈ、Ｊ＝８．８Ｈｚ、Ｈ−ａｒ）、８．１６−８．１２（ｍ、２Ｈ、Ｈ−ａｒ）、８．０７（ｄ、２Ｈ、Ｊ＝７．６Ｈｚ、Ｈ−ａｒ）、８．００（ｓ、１Ｈ、Ｈ−ｔｒｉａｚ）、７．９７（ｔ、３Ｈ、Ｊ＝７．６Ｈｚ、Ｈ−ａｒ）、７．８２（ｄ、１Ｈ、Ｊ＝７．６Ｈｚ、Ｈ−ａｒ）、６．６０−６．４０（ｂｓ、１Ｈ、ＮＨ）、５．３６（ｄ、１Ｈ、Ｊ＝３．６Ｈｚ、Ｈ−４）、５．１６（ｄｄ、１Ｈ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、Ｊ＝１０．４Ｈｚ、Ｈ−２）、５．００（ｄｄ、１Ｈ、Ｊ＝３．６Ｈｚ、Ｊ＝１０．４Ｈｚ、Ｈ−３）、４．６０−４．４８（ｍ、４Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ―ｔｒｉａｚ、ＣＣＨ２ＮＨ）、４．４７（ｄ、１Ｈ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、Ｈ−１）、４．１６−４．０４（ｍ、２Ｈ、Ｈ−６）、３．９１−３．７６（ｍ、４Ｈ、Ｈ−５、１／２ＧａｌＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ、ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ−ｔｒｉａｚ）、３．６４−３．６０（ｍ、１Ｈ、１／２ＧａｌＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ）、３．５３−３．４２（ｍ、６Ｈ、ＧａｌＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ）、３．３５、２．３６、２．２０（３ｂｓ、６Ｈ、ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、２．１１、２．００、１．９９、１．９６（４ｓ、４×３Ｈ、ＣＨ３ＣＯ）。
１３ Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ ３ ）：
δ１７０．５、１７０．３、１７０．２、１６９．６（４ｓ、４Ｃ、Ｃ＝Ｏ）、１３５．９、１３１．５、１３１．０、１３０．０、１２８．８（ＣIV−ａｒ）、１２７．６（ＣＨ−ａｒ）、１２７．４７（ｓ、２Ｃ、ＣＨ−ａｒ、ＣＨ−ｔｒｉａｚ）、１２７．４６（ＣＨ−ａｒ）、１２６．０、１２５．９（ＣＨ−ａｒ）、１２５．１、１２５．０３（ＣIV−ａｒ）、１２４．９９、１２４．８９、１２４．８６、１２３．５（ＣＨ−ａｒ）、１０１．４（Ｃ−１）、７０．９（Ｃ−３）、７０．７（Ｃ−５）、７０．６２、７０．５８、７０．２（３ｓ、３Ｃ、ＧａｌＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ）、６９．３（ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ−ｔｒｉａｚ）、６９．２（ＧａｌＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ）、６８．９（Ｃ−２）、６７．３（Ｃ−４）、６１．３（Ｃ−６）、５０．９（ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ−ｔｒｉａｚ）、３２．９、２７．５（ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、２０．９、２０．８、２０．７（３ｓ、４Ｃ、ＣＨ３ＣＯ）。
（ｃ）化合物４ｂ（一般式（Ｉ））の作製：Ｎ−[１−（２−｛２−[２−（２，３，４，６−テトラーＯ―アセチルーβ―Ｄ−マンノピラノシルオキシエトキシ）エトキシ]エチル｝−１Ｈ−１，２，３−トリアゾールー４−イル）メチル]―４―（ピレンー１−イル）ブタンアミド
この化合物は９９％の収率で方法Ａにより作製している。
Ｒｆ＝０．２３（ＥｔＯＡｃ／ＭｅＯＨ ９５／５）
１Ｈ ＮＭＲと１３Ｃ ＮＭＲのデータを以下に示す。
１ Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ ３ ）：
δ８．２３（ｄ、Ｊ＝９．２Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−ａｒ）、８．１３（ｄ、Ｊ＝１．６Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−ａｒ）、８．１１（ｄ、Ｊ＝１．６Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−ａｒ）、８．０５（ｄ、Ｊ＝８．２Ｈｚ、２Ｈ、Ｈ−ａｒ）、７．９８（ｓ、１Ｈ、Ｈ−ｔｒｉａｚ）、７．９５（ｔ、Ｊ＝７．７Ｈｚ、３Ｈ、Ｈ−ａｒ）、７．７９（ｄ、Ｊ＝７．７Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−ａｒ）、６．６６（ｂｓ、１Ｈ、ＮＨ）、５．３３−５．２５（ｍ、２Ｈ、Ｈ―３、Ｈ―４）、５．２４−５．２１（ｍ、１Ｈ、Ｈ―２）、４．８２（ｄ、Ｊ＝１．３Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−１）、４．５２（ｂｓ、２Ｈ、ＣＣＨ２ＮＨ）、４．４５（ｂｓ、２Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ−ｔｒｉａｚ）、４．２５（ｄｄ、Ｊ＝１２．３Ｈｚ、Ｊ＝５．０Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−６ｂ）、４．１４−４．０５（ｍ、１Ｈ、Ｈ−６ａ）、４．０４−３．９７（ｍ、１Ｈ、Ｈ−５）、３．７８（ｂｓ、２Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ−ｔｒｉａｚ）、３．７４−３．６６（ｍ、１Ｈ、１／２ＭａｎＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ）、３．６０−３．５２（ｍ、１Ｈ、１／２ＭａｎＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ）、３．５２−３．４４（ｍ、６Ｈ、ＭａｎＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ）、３．３２（ｔ、Ｊ＝７．０Ｈｚ、２Ｈ、ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、２．３２、２．１７（２ｂｓ、４Ｈ、ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、２．１２、２．０７、２．０１、１．９６（４ｓ、４×３Ｈ、ＣＨ３ＣＯ）。
１３ Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ ３ ）：
δ１７０．７、１７０．１４、１７０．０７、１６９．８（４ｓ、４Ｃ、ＣＨ３ＣＯ）、１３５．９（ＣIV−ａｒ）、１３１．４（ＣIV−ａｒ）、１３０．９（ＣIV−ａｒ）、１２９．９（ＣIV−ａｒ）、１２８．８（ＣIV−ａｒ）、１２７．５（ＣＨ−ａｒ）、１２７．４０（ｓ、２Ｃ、ＣＨ−ｔｒｉａｚ、ＣＨ−ａｒ）、１２７．４１（ＣＨ−ａｒ）、１２６．７（ＣＨ−ａｒ）、１２５．９（ＣＨ−ａｒ）、１２５．１（ＣIV−ａｒ）、１２５．０（ＣIV−ａｒ）、１２４．９（ＣＨ−ａｒ）、１２４．８５（ＣＨ−ａｒ）、１２４．８１（ＣＨ−ａｒ）、１２３．４（ＣＨ−ａｒ）、９７．７（Ｃ−１）、７０．６、７０．５、６９．９（３ｓ、３Ｃ、ＭａｎＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ）、６９．６（Ｃ−２）、６９．４（ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ−ｔｒｉａｚ）、６９．１（Ｃ−３）、６８．５（Ｃ−５）、６７．３（ＭａｎＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ）、６６．１（Ｃ−４）、６２．５（Ｃ−６）、５０．５（ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ−ｔｒｉａｚ）、３６．１（ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、３４．９（ＣＣＨ２ＮＨ）、３２．８（ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、２７．５（ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、２１．０、２０．８２、２０．７７（３ｓ、４Ｃ、ＣＨ３ＣＯ）。
（ｄ）化合物４ｃ（一般式（Ｉ））の作製：Ｎ−[１−（２−｛２−[２−（２，３，４−トリーＯ―アセチルーα―Ｌ−フコピラノシルオキシエトキシ）エトキシ]エチル｝−１Ｈ−１，２，３−トリアゾールー４−イル）メチル]―４―（ピレンー１−イル）ブタンアミド
この化合物は７５％の収率で方法Ａにより作製している。
Ｒｆ＝０．２０（ＥｔＯＡｃ／ＭｅＯＨ ９５／５）
１ Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ ３ ）：
δ８．２２（ｄ、Ｊ＝９．２Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−ａｒ）、８．１５−８．０８（ｍ、２Ｈ、Ｈ−ａｒ）、８．０４（ｄ、Ｊ＝８．１Ｈｚ、２Ｈ、Ｈ−ａｒ）、７．９７（ｓ、１Ｈ、Ｈ−ｔｒｉａｚ）、７．９７−７．９２（ｍ、３Ｈ、Ｈ−ａｒ）、７．７９（ｄ、Ｊ＝７．７Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−ａｒ）、６．７３（ｂｓ、１Ｈ、ＮＨ）、５．３３（ｄｄ、Ｊ＝９．８Ｈｚ、Ｊ＝３．０Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−３）、５．２６（ｄ、Ｊ＝３．０Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−４）、５．１２−５．０４（ｍ、２Ｈ、Ｈ−１、Ｈ−２）、４．５１（ｂｓ、２Ｈ、ＯＣＨ２ＮＨ）、４．４３（ｂｓ、２Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ−ｔｒｉａｚ）、４．１６（ｑ、Ｊ＝６．４Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−５）、３．７６（ｂｓ、２Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ−ｔｒｉａｚ）、３．７３−３．６４（ｍ、１Ｈ、１／２ＦｕｃＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ）、３．６１―３．５２（ｍ、１Ｈ、１／２ＦｕｃＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ）、３．５２―３．４４（ｍ、６Ｈ、ＦｕｃＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ）、３．３１（ｔ、Ｊ＝６．６Ｈｚ、２Ｈ、ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、２．３２、２．１７（２ｂｓ、４Ｈ、ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、２．１３、２．００、１．９６（３ｓ、３×３Ｈ、ＣＨ３ＣＯ）、１．０８（ｄ、Ｊ＝６．４Ｈｚ、３Ｈ、ＣＨ３）。
１３ Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ ３ ）：
δ１７０．７、１７０．５、１７０．２（３ｓ、３Ｃ、ＣＨ３ＣＯ）、１３５．９（ＣIV−ａｒ）、１３１．４（ＣIV−ａｒ）、１３０．９（ＣIV−ａｒ）、１２９．９（ＣIV−ａｒ）、１２８．７（ＣIV−ａｒ）、１２７．５（ＣＨ−ａｒ）、１２７．４０（ｓ、２Ｃ、ＣＨ−ａｒ、ＣＨ−ｔｒｉａｚ）、１２７．３８（ＣＨ−ａｒ）、１２６．７（ＣＨ−ａｒ）、１２５．９（ＣＨ−ａｒ）、１２５．１（ＣIV−ａｒ）、１２５．０（ＣIV−ａｒ）、１２４．９（ＣＨ−ａｒ）、１２４．８３（ＣＨ−ａｒ）、１２４．７９（ＣＨ−ａｒ）、１２３．４（ＣＨ−ａｒ）、９６．２（Ｃ−１）、７１．２（Ｃ−４）、７０．５５、７０．５３、７０．２（３ｓ、３Ｃ、ＦｕｃＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ）、６９．３（ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ−ｔｒｉａｚ）、６８．２（Ｃ−２）、６８．０（Ｃ−３）、６７．３（ＦｕｃＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ）、６４．４（Ｃ−５）、５０．５（ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ−ｔｒｉａｚ）、３６．１（ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、３５．１（ＣＣＨ２ＮＨ）、３２．８（ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、２７．５（ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、２０．９、２０．８、２０．７（３ｓ、３Ｃ、ＣＨ３ＣＯ）、１５．９（ＣＨ３）。
（ｅ）化合物５ａ（一般式（Ｉ））の作製：Ｎ−[１−（２−｛２−[２−（β−Ｄ―ガラクトピラノシルオキシエトキシ）エトキシ]エチル｝−１Ｈ−１，２，３−トリアゾールー４−イル）メチル]―４―（ピレンー１−イル）ブタンアミド
この化合物は７０％の収率で方法Ｂにより作製している。
１ Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＭｅＯＤ）：
δ８．２３（ｄ、Ｊ＝９．３Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−ａｒ）、８．１３（ｄ、Ｊ＝３．０Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−ａｒ）、８．１１（ｄ、Ｊ＝３．０Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−ａｒ）、８．０８−８．０２（ｍ、２Ｈ、Ｈ−ａｒ）、７．９７（ｓ、１Ｈ、Ｈ−ｔｒｉａｚ）、７．９４（ｔ、Ｊ＝７．７Ｈｚ、３Ｈ、Ｈ−ａｒ）、７．８９（ｂｓ、１Ｈ、ＮＨ）、７．８１（ｄ、Ｊ＝７．７Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−ａｒ）、４．４９−４．４４（ｍ、４Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ−ｔｒｉａｚ、ＣＣＨ２ＮＨ）、４．１６（ｄ、Ｊ＝７．５Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−１）、３．８７−３．８０（ｍ、２Ｈ、Ｈ−４、１／２ＧａｌＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ）、３．７８−３．６９（ｍ、４Ｈ、Ｈ−６、ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ−ｔｒｉａｚ）、３．５６−３．４８（ｍ、２Ｈ、Ｈ−２、１／２ＧａｌＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ）、３．４８−３．４１（ｍ、２Ｈ、Ｈ−３、Ｈ−５）、３．４０−３．３４（ｍ、６Ｈ、ＧａｌＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ）、３．３１−３．２７（ｍ、２Ｈ、ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、２．３８（ｔ、Ｊ＝７．３Ｈｚ、２Ｈ、ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、２．１９−２．０６（ｍ、２Ｈ、ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））。
１３ Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ、ＭｅＯＤ）：
δ１７５．７（Ｃ（Ｏ）ＮＨ）、１３７．３（ＣIV−ａｒ）、１３２．７（ＣIV−ａｒ）、１３２．２（ＣIV−ａｒ）、１３１．２（ＣIV−ａｒ）、１２９．８（ＣIV−ａｒ）、１２８．５１（ＣＨ−ａｒ）、１２８．４８（ＣＨ−ａｒ）、１２８．４（ＣＨ−ａｒ）、１２７．６（ＣＨ−ａｒ）、１２７．０（ＣＨ−ａｒ）、１２６．１（ＣIV−ａｒ）、１２６．０（ＣIV−ａｒ）、１２５．９（ｓ、２Ｃ、
ＣＨ−ａｒ）、１２５．８（ＣＨ−ａｒ）、１２４．４（ＣＨ−ａｒ）、１０５．０（Ｃ−１）、７６．６（Ｃ−５）、７４．８（Ｃ−３）、７２．４（Ｃ−２）、７１．２１、７１．１７、７１．１（３ｓ、３Ｃ、ＧａｌＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ）、７０．２４（Ｃ−４）、７０．２１（ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ−ｔｒｉａｚ）、
６９．５（ＧａｌＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ）、６２．５（Ｃ−６）、５１．３（ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ−ｔｒｉａｚ）、３６．６（ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、３５．６（ＣＣＨ２ＮＨ）、３３．７（ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、２９．０（ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））。
（ｆ）化合物５ｂ（一般式（Ｉ））の作製：Ｎ−[１−（２−｛２−[２−（β−Ｄ―マンノピラノシルオキシエトキシ）エトキシ]エチル｝−１Ｈ−１，２，３−トリアゾールー４−イル）メチル]―４―（ピレンー１−イル）ブタンアミド
この化合物は９９％の収率で方法Ｂにより作製している。
１ Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ―ｄ ６ ＋εＤ ２ Ｏ）：
δ８．３５（ｄ、Ｊ＝９．３Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−ａｒ）、８．２６（ｄｄ、Ｊ＝７．０Ｈｚ、Ｊ＝５．５Ｈｚ、２Ｈ、Ｈ−ａｒ）、８．２０（ｄｄ、Ｊ＝８．５Ｈｚ、Ｊ＝５．４Ｈｚ、２Ｈ、Ｈ−ａｒ）、８．１２（ｄ、Ｊ＝２．０Ｈｚ、２Ｈ、Ｈ−ａｒ）、８．０５（ｔ、Ｊ＝７．６Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−ａｒ）、７．９２（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−ａｒ）、７．８７（ｓ、１Ｈ、Ｈ−ｔｒｉａｚ）、４．６０（ｄ、Ｊ＝１．３Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−１）、４．４６（ｔ、Ｊ＝５．２Ｈｚ、２Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ−ｔｒｉａｚ）、４．３１（ｓ、２Ｈ、ＣＣＨ２ＮＨ）、３．７５（ｔ、Ｊ＝５．２Ｈｚ、２Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ−ｔｒｉａｚ）、３．６６−３．２６（ｍ、１６Ｈ、Ｈ−２、Ｈ−３、Ｈ−４、Ｈ−５、Ｈ−６、ＭａｎＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ、ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、２．２８（ｔ、Ｊ＝７．３Ｈｚ、２Ｈ、ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、２．０６−１．９５（ｍ、２Ｈ、ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））。
１３ Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ―ｄ ６ ＋εＤ ２ Ｏ）：
δ１７２．３（Ｃ（Ｏ）ＮＨ）、１３６．７（ＣIV−ａｒ）、１３１．１（ＣIV−ａｒ）、１３０．６（ＣIV−ａｒ）、１２９．５（ＣIV−ａｒ）、１２８．３（ＣIV−ａｒ）、１２７．８（ＣＨ−ａｒ）、１２７．７（ＣＨ−ａｒ）、１２７．４（ＣＨ−ａｒ）、１２６．７（ＣＨ−ａｒ）、１２６．４（ＣＨ−ａｒ）、１２５．２（２Ｃ、ＣＨ−ａｒ）、１２５．０（ＣＨ−ａｒ）、１２４．４（ＣIV−ａｒ）、１２４．３（ＣIV−ａｒ）、１２３．７（ＣＨ−ａｒ）、１２３．３（ＣＨ−ｔｒｉａｚ）、１００．１（Ｃ−１）、７４．０、７０．９、７０．３（Ｃ−５、Ｃ−２、Ｃ−３）、６９．８、６９．７、６９．６（ＭａｎＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ）、６９．０（ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ−ｔｒｉａｚ）、６７．０（Ｃ−４）、６５．８（ＧａｌＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ）、６１．３（Ｃ−６）、４９．５（ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ−ｔｒｉａｚ）、３５．１（ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、３４．２（ＣＣＨ２ＮＨ）、３２．４（ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、２７．８（ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））。
（ｇ）化合物５ｃ（一般式（Ｉ））の作製：Ｎ−[１−（２−｛２−[２−（α−Ｌ―フコピラノシルオキシエトキシ）エトキシ]エチル｝−１Ｈ−１，２，３−トリアゾールー４−イル）メチル]―４―（ピレンー１−イル）ブタンアミド
この化合物は９９％の収率で方法Ｂにより作製している。
１ Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ―ｄ ６ ＋εＤ ２ Ｏ）：
δ８．３５（ｄ、Ｊ＝９．３Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−ａｒ）、８．３０−８．２４（ｍ、２Ｈ、Ｈ−ａｒ）、８．２２（ｄ、Ｊ＝４．２Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−ａｒ）、８．２０（ｄ、Ｊ＝５．８Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−ａｒ）、８．１２（ｄ、Ｊ＝２．０Ｈｚ、２Ｈ、Ｈ−ａｒ）、８．０５（ｔ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−ａｒ）、７．９３（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−ａｒ）、７．８８（ｓ、１Ｈ、Ｈ−ｔｒｉａｚ）、４．５９（ｄ、Ｊ＝２．７Ｈｚ、１Ｈ、Ｈ−１）、４．４６（ｔ、Ｊ＝５．２Ｈｚ、２Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ−ｔｒｉａｚ）、４．３２（ｓ、２Ｈ、ＣＣＨ２ＮＨ）、３．７６（ｔ、Ｊ＝５．２Ｈｚ、３Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ−ｔｒｉａｚ、Ｈ−５）、３．５９−３．３７（ｍ、１４Ｈ、Ｈ−２、Ｈ−３、Ｈ−４、Ｈ−６、ＭａｎＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ）、３．３３−３．２６（ｍ、２Ｈ、
ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、２．２８（ｔ、Ｊ＝７．３Ｈｚ、２Ｈ、ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、２．０６−１．９６（ｍ、２Ｈ、ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、１．０３（ｄ、Ｊ＝６．５Ｈｚ、３Ｈ、ＣＨ３）。
１３ Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ―ｄ ６ ＋εＤ ２ Ｏ）：
δ１７２．１（Ｃ（Ｏ）ＮＨ）、１３６．７（ＣIV−ａｒ）、１３１．０（ＣIV−−ａｒ）、１３０．６（ＣIV−ａｒ）、１２９．４（ＣIV−ａｒ）、１２８．３（ＣIV−ａｒ）、１２７．７（ＣＨ−ａｒ）、１２７．６（ＣＨ−ａｒ）、１２７．４（ＣＨ−ａｒ）、１２６．７（ＣＨ−ａｒ）、１２６．３（ＣＨ−ａｒ）、１２５．１（２Ｃ、ＣＨ−ａｒ）、１２４．９（ＣＨ−ａｒ）、１２４．４（ＣIV−ａｒ）、１２４．３（ＣIV−ａｒ）、１２３．７（ＣＨ−ａｒ）、１２３．３（ＣＨ−ｔｒｉａｚ）、９９．４（Ｃ−１）、７１．６（Ｃ−４）、６９．８、６９．６（２ｓ、３Ｃ、ＦｕｃＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ）、６９．５８（Ｃ−２又はＣ−３）、６８．９（ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ−ｔｒｉａｚ）、６８．０（Ｃ−２又はＣ−３）、６６．７（ＧａｌＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ）、６６．０（Ｃ−５）、４９．５（ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ−ｔｒｉａｚ）、３５．０（ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、３４．２（ＣＣＨ２ＮＨ）、３２．４（ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、２７．７（ＰｙｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（Ｏ））、１６．６（ＣＨ３）。
実施例ＩＩ
電子ナノ検出装置の製造及びレクチン検出のためのその使用
１）「ＳＷＮＴ−ＦＥＴ」、「ＣＣＧ−ＦＥＴ」とそれぞれ名付けた電子ナノ検出装置の製造
使用した炭素ナノ構造体は、それぞれカーボンナノチューブ（より詳しくは、単一壁カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ））及びグラフェンである。
単一壁カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）はCarbon Solutions Inc.が製造し、後述するように、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）装置（ＦＥＴｓ）における伝導チャネルとして使用した。化学的に変換されたグラフェン（ＣＣＧ）としても下記文献において知られている、化学的に還元された酸化グラフェンは、後記の文献４−６で以前に述べられた方法で作製した。
簡潔に述べると、プレ酸化工程処理を行ったグラファイト薄片（Sigma-Aldrich）をmodified Hummers法を用いて酸化グラファイトを合成した。超音波処理を３０分間行い、次いで、３４００回転／分（r.p.m）で遠心分離を３０分間行い、剥離しない酸化グラファイト（ＧＯ）を除去することにより、酸化グラファイト（〜０．１２５％）を剥離させて、酸化グラフェンを形成した。酸化グラフェンは、その後、公知手順に従い４，６、ヒドラジン水和物（Sigma-Aldrich）を用いてＲＧＯに還元した。こうして得られた化学的に変換されたグラフェン（ＣＣＧ）は次いでＦＥＴｓにおける伝導チャネルとして使用した。
電極間の間隔が１０μｍである金属櫛歯装置（Ａｕ／Ｔｉ、１００ｎｍ／３０ｎｍ）を、従来のフォトリソグラフィー（図３（ｃ）及び３（ｄ））により、Ｓｉ／ＳｉＯ２基板にパターン化した。次いで、４つの等しい装置を含む各チップ（２ｍｍ×２ｍｍ）を４０ピンのセラミックデュアルインラインパッケージ（ＣＥＲＤＩＰ）にセットし、Ａｕワイヤを用いてワイヤボンディングした。次いで、内部のキャビティーをエポキシ樹脂で封止してパッケージから装置を分離した。
ＳＷＮＴを交流の誘電泳動（ＤＥＰ）法により、Ｎ，Ｎ―ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）の懸濁液より各櫛歯微小電極パターン上に堆積させた（図３（ｂ））（Agilent 33250A 80MHz Function/Arbitrary Waveform Generator, 交流周波数(10MHz), バイアス電圧 (8Vpp), バイアス期間 (60s)）７。
ＣＣＧ装置は、異なるパラメータ（交流周波数(300kHz), バイアス電圧 (10.00Vpp), バイアス期間 (120s)）８を用いて、同じＤＥＰ技術（図３（ｂ））により作製した。
こうして得られた各「ＳＷＮＴ―ＦＥＴ」装置又は「ＣＣＧ―ＦＥＴ」装置の電気性能を電解質ゲートＦＥＴ装置構造にて検討した。各ＦＥＴ装置のコンダクタンスは高い実効ゲートとして電解質を用いて調整した。ＦＥＴ測定のため、２台のKeithley 2400 ソースメータを使用した。小さな液体チャンバ（１ｍＬ）を「ＳＷＮＴ―ＦＥＴ」装置又は「ＣＣＧ―ＦＥＴ」装置に載置し、ｐＨ７のリン酸緩衝溶液（ＰＢＳ）を用いて液体環境を調節した。接地されたドレイン電極に対し、液体ゲート電圧（−０．７５Ｖから＋０．７５Ｖ）をＡｇ／ＡｇＣｌ基準電極（３Ｍ ＫＣｌ）を用いて印加した。該装置のドレイン電流は定常ドレイン発信源電圧（５０ｍＶ）にて測定した。トランスファ特性（コンダクタンス（Ｇ）vs.ゲート電圧（Ｖｇ））を測定し、ピレン系糖複合体官能化炭素ナノ構造体とレクチンの間の相互作用を検討した（図４、６）。
２）ピレン糖複合体によるＳＷＮＴ−ＦＥＴ又はＣＣＧ−ＦＥＴの非共有結合性官能化
選択的にレクチンを検出するため、得られた上記のＳＷＮＴ−ＦＥＴ装置又はＣＣＧ−ＦＥＴ装置を、実施例１で作製した３つのピレン系糖複合体（Ｉ）（５ａから５ｃ）でそれぞれ非共有結合性官能化を行った。
Figure 2014521081
ぞれβ−Ｄ−ガラクトシル（糖複合体５ａに対し）、α―Ｄ−マンノシル（５ｂに対し）、及びα−Ｌ−フコシル（５ｃに対し）である。
３つの異なる糖、すなわち、β−Ｄ−ガラクトース、α―Ｄ−マンノース、及びα−Ｌ−フコースのそれぞれと３つの以下のレクチン：ＰＡ−ＩＬ、ＣｏｎＡ及びＰＡ−ＩＩＬとの間の相互作用を、上記非共有結合性官能化ＳＷＮＴ−ＦＥＴ装置又はＣＣＧ−ＦＥＴ装置を用いてここに検討した（図３（ａ））。
ＰＡ−ＩＬは、β−Ｄ−ガラクトースに特異的な、緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）から単離した細菌レクチンであり、組み換え大腸菌（Escherichia coli）に発現する。
ＰＡ−ＩＩＬは、α−Ｌ−フコースに特異的な、緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）から単離した細菌レクチンであり、組み換え大腸菌（Escherichia coli）に発現する。
これらのレクチンＰＡ−ＩＬ、ＰＡ−ＩＩＬは、以前に報告された手順９に従って作製した。
ＣｏｎＡ（２５ｋＤａ）は、α―Ｄ−マンノースに特異的な、タチナタマメ（Canavalia ensiformis）由来の植物レクチンであり、市販のものが利用できる。Sigma社から購入し、さらに精製することなく使用した。
各ピレン系糖複合体（Ｉ）（５ａから５ｃ）によるＳＷＮＴ−ＦＥＴ装置又はＣＣＧ−ＦＥＴ装置の表面官能化は、２０μＭの該ピレン糖複合体溶液（純水）中でチップを２時間インキュベートし、その後、再蒸留水で３回リンスすることにより行った。トランスファ特性をテストした後、ＰＢＳと５μＭのＣａＣｌ２で調製した異なる濃度のレクチン溶液中で、該チップを４０分間インキュベートし、その後、ＰＢＳ溶液で３回洗浄した。各糖複合体官能化装置に対し、非特異的レクチンを最初にテストし、その後、洗浄作業、特異的レクチンの測定を行った。再び、上記構成にて最終的なトランスファ特性をテストした。
イメージングに関する検討：走査型電子顕微鏡観察（ＳＥＭ）をPhillips XL30 FEG（加速電圧１０ｋｅＶ）を用いて行った（図３（ｄ））。
原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）画像（図５、７）を、タッピングモードにて、走査型プローブ顕微鏡（Veeco Nanoscope II）を用いて得た。ポリーＬ−リシン処理したマイカ基板の新しい劈開シート上に裸のＳＷＮＴ又はＣＧＳをスピンコーティングすることによりサンプルを作製した。裸のＳＷＮＴ又はＣＧＳの画像を周囲に４５分間乾燥した後撮影した。糖複合体官能化は、ＳＷＮＴ又はＲＧＯを堆積したマイカ基板と２０μＭの糖複合体を室温で２時間、純水溶液中でインキュベートすることにより行った。官能化ＳＷＮＴとＲＧＯの画像を、該基板を純水で洗浄して４５分間周囲で乾燥した後、撮影した。特異的レクチンとの相互作用を、処理基板を２μＭのレクチン溶液（５μＭのＣａＣｌ２を含むＰＢＳ）でインキュベートし、次いで、ＰＢＳ溶液で洗浄し、４５分間周囲で乾燥することにより検討した。
３）結果及び検討
糖複合体（Ｉ）の糖（炭水化物）とレクチン分子との間の相互作用の電子的検出について図４及び６の曲線に示している。
図４及び６は、糖複合体−レクチン相互作用の各種ステージにおいて、それぞれＣＣＧ−ＦＥＴ及びＳＷＮＴ−ＦＥＴに対するコンダクタンスＧ vs. Ｖｇ曲線を示している。
ピレン系糖複合体（Ｉ）（５ａから５ｃ）と相互作用すると、ゲート電圧がわずかに負にシフトし、ＣＣＧ−ＦＥＴ装置のコンダクタンスの減少が観察された（図４）。装置のコンダクタンスの減少はピレン分子からＣＣＧ伝導チャネルへの電子供与が原因であると考えられる。
糖複合体官能化後のＣＣＧ−ＦＥＴ装置の応答はレクチンに選択的であった。例えば、図４（ｂ）は、β−Ｄ−ガラクトースピレン系糖複合体（５ａ）装置の２つのレクチンへの応答を示している。非特異的レクチン（ＣｏｎＡ）とインキュベートすると、トランスファ特性は変化がなかった。しかしながら、ガラクトース特異的レクチン（ＰＡ−ＩＬ）と処理すると、コンダクタンスの減少が観察され、糖複合体とレクチンの間の選択的相互作用を示した。同様の結果が、α−Ｄ−マンノースとα−Ｌ−フコースピレン系糖複合体で観察された（図４（ａ）及び図４（ｃ））。
同様の実験をＳＷＮＴ−ＦＥＴ装置で行った。図６に示したように、装置のコンダクタンスの減少は、ピレン−糖複合体との相互作用で観察された（５ａ及び５ｂ）。非特異的レクチンとの処理では、ＳＷＮＴ−ＦＥＴ装置のトランスファ特性は変化がなかった。装置のコンダクタンスの減少は、特異的レクチンとの処理後に観察され、レクチンと糖複合体との間の選択的な相互作用を示している。
さらに、β−Ｄ−ガラクトース糖複合体（５ａ）官能化装置（１０μＭのＣｏｎＡでコントロール測定）に対し、特異的レクチンＰＡ−ＩＬの濃度（２ｎＭから１０μＭ）を変動させて（図４（ｄ））、Ｇ vs. Ｖｇをプロットすることにより、ＣＣＧ−ＦＥＴ装置の感度を検討した。１０μＭの特異的レクチンＰＡ−ＩＬに対するＣＣＧ−ＦＥＴ装置の応答は、１０μＭの非特異的レクチンＣｏｎＡに対する応答よりも約２倍高く、良好な感度を証明している。
原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）イメージングを、官能化の各種ステージにおいてＣＣＧの表面モルホロジーを検討するために行った。裸のＣＣＧは厚さ０．６７±０．１５ｎｍであると観察された（図５（ａ））。α−Ｄ−マンノース糖複合体（５ｂ）との官能化の後、全体の高さは２．４４±０．３５ｎｍに増加した（図５（ｂ））。その後、糖複合体官能化ＣＣＧを特異的結合レクチン（α−Ｄ−マンノースに対しＣｏｎＡ）に曝した後、高さが８．２５±１．７３ｎｍに増加することが観察された（図５（ｃ））。典型的には、ＣｏｎＡはｐＨ≧７において溶液中で四量体として観察され、該四量体の分子の大きさは、Ｘ線回折により６０×７０×７０Å（Protein DataBank, 1CN1）である。ＡＦＭで得られた高さの測定値は文献値とかなり一致していた。
さらに、ＡＦＭイメージングを行い、官能化の各種ステージにおけるＳＷＮＴの表面モルホロジーについて検討した。ＳＷＮＴの高さは約３−４ｎｍであることが観察され、ＳＷＮＴの束の存在が示された（図７（ａ））。α−Ｄ−マンノース糖複合体５（ｂ）との官能化の後、全体の高さは５−７ｎｍに増加した（図７（ｂ））。その後、該糖複合体官能化ＳＷＮＴを特異的結合レクチン（α−Ｄ−マンノースに対しＣｏｎＡ）に曝した後、１０ｎｍを超える高さの増加が観察され（図７（ｃ））、ＳＷＮＴネットワーク上へのレクチンの吸着が示された。
結論として、ＣＣＧ−ＦＥＴ及びＳＷＮＴ−ＦＥＴ装置を用いた、ピレン系糖複合体と細菌レクチンとの間の相互作用の電子的検出について明確に示した。レクチンと糖複合体との間の相互作用は、ＣＣＧ−ＦＥＴ及びＳＷＮＴ−ＦＥＴ装置におけるコンダクタンス変化として変換された。
文献
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（２）Li, J.; Zacharek, S.; Chen, X.; Wang, J.; Zhang, W.; Janczuk, A.; Wang, P. G. Bioorg. Med. Chem. 1999, 7, 1549-1558.
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（４）Li, D. et al. Nature Nano 2008, 3, 101-105.
（５）Kovtyukhova, N. l. et al. Chem. Mater. 1999, 11, 771-778.
（６）Kotchey, G. P. et al. Enzymatic oxidation of grapheme oxide. ACS Nano 2011, 5, 2098-2108.
（７）Vedala, H. et al. Nano Lett. 2011, 11, 170-175.
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Claims (17)

  1. 炭素ナノ構造体と、非共有結合によって前記炭素ナノ構造体に結合しているピレン系糖複合体（Ｉ）とを含み、
    前記糖複合体（Ｉ）が式：
    Figure 2014521081
     ［式中、Ｂは置換基を有することができる、（Ｉ）で表されるピレン構造体の１０個の炭素原子のいずれかに存在する基であり、下記の基：
    −（ＣＨ２）ｎ−ＣＯ−ＮＨ−Ａ
    ｛式中、ｎは１〜９の整数であり、
    Ａは式：
    Figure 2014521081
     （式中、ｐは１〜９の整数であり、
    Figure 2014521081
    Figure 2014521081
     （式中、ｍは０〜１５の整数であり、
    Ｕ’及びＵは存在せず、又はＣＨ２であるが、但しｍ＝０である場合、Ｕ’又はＵの一方が存在しないならば他方はＣＨ２であり、
    Ｘ＝ＣＨ２、Ｏ、ＣＯ（カルボニル）であり、
    Ｗ＝ＣＨ２、ＮＨであり、
    Ｖ＝ＣＨ２、Ｃ６Ｈ４（フェニル「Ｐｈ」）である）の基であり、
    Figure 2014521081
    Figure 2014521081
     及びそれらの誘導体を含む群に選択する）の基である｝で表される］を有することを特徴とする、非共有結合性分子構造体。
  2. Ａ基中の糖誘導体が、
    Figure 2014521081
     を含む群において選択される、請求項１に記載の非共有結合性分子構造体。
  3. Ａ基中の糖誘導体が、
    Figure 2014521081
     を含む群において選択される、請求項１に記載の非共有結合性分子構造体。
  4. Figure 2014521081
    ・ｍ＝０であり、Ｕ’は存在せず、及びＵ＝ＣＨ２である、
    ・ｍ＝０であり、Ｕ’＝Ｕ＝ＣＨ２である、
    ・ｍ＝１であり、Ｕ’及びＵは存在せず、Ｘ＝Ｗ＝Ｖ＝ＣＨ２である、
    ・ｍ＝２であり、Ｕ’及びＵは存在せず、Ｘ＝Ｗ＝Ｖ＝ＣＨ２である、
    ・ｍ＝１であり、Ｕ’＝ＣＨ２であり、Ｕは存在せず、Ｘ＝Ｏであり、Ｗ＝Ｖ＝ＣＨ２である、
    ・ｍ＝２であり、Ｕ’＝ＣＨ２であり、Ｕは存在せず、Ｘ＝Ｏであり、Ｗ＝Ｖ＝ＣＨ２である、
    ・ｍ＝２であり、Ｕ’は存在せず、Ｕ＝Ｖ＝ＣＨ２であり、Ｘ＝ＣＯであり、Ｗ＝ＮＨである、並びに
    ・ｍ＝１であり、Ｕ’及びＵは存在せず、Ｘ＝ＣＯであり、Ｗ＝ＮＨであり、及びＶ＝Ｐｈである
    を含む群において選択される、請求項１から３のいずれか１項に記載の非共有結合性分子構造体。
  5. ピレン系糖複合体（Ｉ）において、整数ｎが３であり、整数ｐが１であり、及び前記糖複合体（Ｉ）が式：
    Figure 2014521081
     で表される、請求項１から４のいずれか１項に記載の非共有結合性分子構造体。
  6. ピレン系糖複合体（Ｉ）において、
    Figure 2014521081
    あり、Ｕは存在せず、Ｘ＝Ｏであり、Ｗ＝Ｖ＝ＣＨ２である）であり、
    糖が、β−Ｄ−ガラクトシル、α−Ｄ−マンノシル及びα−Ｌ−フコシルを含む群において選択される、請求項５に記載の非共有結合性分子構造体。
  7. 炭素ナノ構造体が、カーボンナノチューブ、グラフェン、グラファイトオニオン、コーン、ナノホーン、ナノ螺旋体、ナノバレル及びフラーレンを含む群において選択される、請求項１から６のいずれか１項に記載の非共有結合性分子構造体。
  8. 炭素ナノ構造体が、グラフェン及びカーボンナノチューブであり、前記カーボンナノチューブが、単一壁カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、二重壁カーボンナノチューブ（ＤＷＣＮＴ）、三重壁カーボンナノチューブ（ＴＷＣＮＴ）及び多重壁カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）を含む群において選択される、請求項７に記載の非共有結合性分子構造体。
  9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の非共有結合性分子構造体を含むことを特徴とする、レクチンを検出するための装置。
  10. 装置が電子ナノ検出装置であり、かつ電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を含み、
    前記装置が、
    「ソース」（Ｓ）及び「ドレイン」（Ｄ）とそれぞれ称される２つの金属電極を架橋する炭素ナノ構造体、
    基板層に、又は前記装置を覆う溶液に浸漬された電極に接続される、「ゲート」（Ｇ）と称される第３の電極（「液体ゲート」）を含む、請求項９に記載の装置。
  11. ２つの金属電極（Ｓ）及び（Ｄ）が互いに１ｎｍ〜１０ｃｍ、好ましくは１ｃｍ〜２．５ｃｍ、及びより好ましくは１μｍ〜１０μｍの間隔を空けている、請求項１０に記載の装置。
  12. 基板層が絶縁体である、請求項１０又は１１のいずれか１項に記載の装置。
  13. 請求項９から１２のいずれか１項に記載の装置を用いる工程と、
    分析するレクチンを請求項１から８のいずれか１項に記載の非共有結合性分子構造体と接触させる工程と、
    レクチンと前記非共有結合性分子構造体のピレン系糖複合体（Ｉ）の糖との間の分子間相互作用を検出する工程であって、前記分子間相互作用を、前記装置の電気信号の変化をもたらす炭素ナノ構造体の導電性の変化によって検出する工程とを含むことを特徴とする、分析する試料中におけるレクチンの存在の検出方法。
  14. レクチンが、緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）第１のレクチン（ＰＡ−ＩＬ）、緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）第２のレクチン（ＰＡ−ＩＩＬ）、コンカナバリンＡ（Ｃｏｎ Ａ）レクチン、バークホルデリア・セノセパシア（Burkholderia cenocepacia）Ａ（Ｂｃ２Ｌ−Ａ）レクチン、バークホルデリア・セノセパシア（Burkholderia cenocepacia）Ｂ（Ｂｃ２Ｌ−Ｂ）レクチン、バークホルデリア・セノセパシア（Burkholderia cenocepacia）Ｃ（Ｂｃ２Ｌ−Ｃ）レクチン、バークホルデリア・アムビファリア（Burkholderia ambifaria）（Ｂａｍｂ５４１）レクチン、青枯病菌（Ralstonia solanacearum）（ＲＳＬ）レクチン、青枯病菌（Ralstonia solanacearum）第２のレクチン（ＲＳ−ＩＩＬ）及びクロモバクテリウム・ビオラセウム（Chromobacterium violaceum）（ＣＶ−ＩＩＬ）レクチンを含む群において選択される、請求項１３に記載の方法。
  15. 請求項１０から１２のいずれか１項に記載の装置の製造が、
    （Ｇ）に接続された基板層上に２つの金属電極（Ｓ）及び（Ｄ）を形成する工程と、
    ２つの電極（Ｓ）及び（Ｄ）の間に炭素ナノ構造体を加え、次いでピレン系糖複合体（Ｉ）を加えて請求項１から８のいずれか１項に記載の非共有結合性分子構造体を形成する工程とを含む、請求項１３又は１４のいずれか１項に記載の方法。
  16. 請求項１０から１２のいずれか１項に記載の装置の製造が、
    （Ｇ）に接続された基板層上に２つの金属電極（Ｓ）及び（Ｄ）を形成する工程と、
    ２つの電極（Ｓ）及び（Ｄ）の間に請求項１から８のいずれか１項に記載の非共有結合性分子構造体を加える工程とを含む、請求項１３又は１４のいずれか１項に記載の方法。
  17. 請求項１０から１２のいずれか１項に記載の装置の製造が、
    （化学蒸着（ＣＶＤ）プロセスによって）（Ｇ）に接続された基板層上に炭素ナノ構造体を作成する工程と、
    炭素ナノ構造体の周囲に２つの金属電極（Ｓ）及び（Ｄ）を形成する工程と、
    ピレン系糖複合体（Ｉ）を加えて請求項１から８のいずれか１項に記載の非共有結合性分子構造体を形成する工程とを含む、請求項１３又は１４のいずれか１項に記載の方法。
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