JP2019522066A - ポリマー染料およびシクロデキストリンを含む組成物、ならびにその使用 - Google Patents

ポリマー染料およびシクロデキストリンを含む組成物、ならびにその使用 Download PDF

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Abstract

ポリマー染料およびシクロデキストリンを含む組成物が提供される。このような化合物の調製およびこのような化合物の、例えば、任意の分析物分子の検出のための方法における使用と関連する方法がまた、提供される。簡潔には、本発明の実施形態は一般に、ポリマー染料およびシクロデキストリンを含む組成物、ならびに種々の分析物（例えば、生体分子）の検出のためのこのような組成物の使用に関する。理論によって拘束されることは望まないが、上記組成物中のシクロデキストリンが上記ポリマー染料における１個またはこれより多くの染料部分に結合し、上記染料部分からの上記シグナル（例えば、蛍光シグナル）の分子内クエンチングを防止または低減すると考えられる。よって、本開示の組成物は、シクロデキストリンなしのポリマー染料の組成物に対してより高いモルあたりの明度を有する。

Description

（背景）
（分野）
本発明の実施形態は一般に、ダイマーおよびポリマーの蛍光染料または有色染料、ならびにそれらの調製法および種々の分析法における使用に関する。
（関連技術の説明）
蛍光染料および／または有色染料は、高感度検出試薬が望ましい用途に特に適していることが公知である。サンプル中の特定の成分または構成要素を優先的に標識し得る染料は、研究者がその特定の成分または構成要素の存在、量および／または位置を決定することを可能にする。さらに、多様な環境での空間的および時間的分布に関して、特定の系がモニターされ得る。
蛍光法および比色法は、化学および生物学において極めて広く行き渡っている。これらの方法は、生体分子の存在、構造、距離、配向、錯体形成（ｃｏｍｐｌｅｘａｔｉｏｎ）および／または位置に関する有用な情報を与える。さらに、時間分解法は、ダイナミクスおよびキネティクスの測定においてますます使用されている。結果として、生体分子（例えば、核酸およびタンパク質）の蛍光または色による標識に関する多くのストラテジーが開発されてきた。生体分子の分析は、代表的には、水性環境において起こるので、焦点は、水溶性の染料の開発および使用に当てられている。
高度な蛍光染料または有色染料は、このような染料の使用がシグナル対ノイズ比を増大させかつ他の関連する利益を提供するので望ましい。よって、既知の蛍光部分および／または有色部分からのシグナルを増大させる試みがなされてきた。例えば、２もしくはこれより多くの蛍光部分および／または有色部分を含むダイマーおよびポリマーの化合物は、このような化合物がより明るい染料を生じることを期待して調製されてきた。しかし、分子内蛍光クエンチングの結果として、公知のダイマーおよびポリマーの染料は、明度の望ましい増大を達成していなかった。
従って、増大したモルあたりの明度を有する水溶性染料が当該分野で必要である。理想的には、このような染料および生体マーカーは、強く有色であるかまたは蛍光性であるべきであり、種々の色および蛍光波長において利用可能であるべきである。本発明は、この必要性を満たしかつさらなる関連の利点を提供する。
簡単な要旨
簡潔には、本発明の実施形態は一般に、ポリマー染料およびシクロデキストリンを含む組成物、ならびに種々の分析物（例えば、生体分子）の検出のためのこのような組成物の使用に関する。理論によって拘束されることは望まないが、上記組成物中のシクロデキストリンが上記ポリマー染料における１個またはこれより多くの染料部分に結合し、上記染料部分からの上記シグナル（例えば、蛍光シグナル）の分子内クエンチングを防止または低減すると考えられる。よって、本開示の組成物は、シクロデキストリンなしのポリマー染料の組成物に対してより高いモルあたりの明度を有する。
本発明の実施形態の組成物は、強く有色および／または蛍光性であり、目視または他の手段によって容易に観察され得る。いくつかの実施形態において、上記組成物は、事前の照射または化学的もしくは酵素的活性化なしに観察され得る。本明細書で記載されるように、上記染料の適切な選択によって、種々の色の視覚的に検出可能な分析物分子が、得られ得る。
一実施形態において、ポリマー染料およびシクロデキストリンを含む組成物が提供され、上記ポリマー染料は、リンカーＬによって共有結合された２個またはこれより多くの染料部分Ｍを含む。いくつかの実施形態において、上記ポリマー染料は、構造（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）または（ＩＶ）の化合物である。開示される化合物は、多くの適用（種々の分析法における蛍光および／または有色の染料としての使用が挙げられる）における有用性が見出される。
別の実施形態において、サンプルを染色するための方法が提供され、上記方法は、上記サンプルに、ポリマー染料およびシクロデキストリンを含む組成物を、上記サンプルが適切な波長で照射される場合に光学的応答を生成するために十分な量で添加する工程を包含する。
さらに他の実施形態において、本開示は、分析物分子を視覚的に検出するための方法を提供し、上記方法は、
（ａ）ポリマー染料、シクロデキストリンおよび上記分析物分子を含む組成物を提供する工程；および
（ｂ）上記ポリマー染料をその視覚的特性によって検出する工程
を包含する。
他の開示される方法は、生体分子を視覚的に検出するための方法を包含し、上記方法は、
（ａ）ポリマー染料およびシクロデキストリンを含む組成物と１もしくはこれより多くの生体分子とを混合する工程；および
（ｂ）上記ポリマー染料をその視覚的特性によって検出する工程
を包含する。
他の実施形態は、分析物を視覚的に検出するための方法を提供し、上記方法は、
（ａ）上記ポリマー染料が上記分析物への特異性を有する標的化部分への共有結合を含むリンカーを含む、本明細書で開示されるとおりの組成物を提供する工程；
（ｂ）上記組成物および上記分析物を混合し、それによって、上記標的化部分および上記分析物を会合させる工程；ならびに
（ｃ）上記ポリマー染料をその視覚的特性によって検出する工程
を包含する。
１個またはこれより多くの分析物分子（例えば、生体分子）の検出のための分析法における開示される組成物の使用もまた、提供される。
さらに異なる実施形態は、構造（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）または（ＩＶ）の化合物を提供する。
本発明のこれらおよび他の局面は、以下の詳細な説明を参照すれば明らかになる。
図面において、同一の参照番号は、類似の要素を同定する。図面の中の要素のサイズおよび相対的位置は、必ずしも同一縮尺で書かれておらず、これら要素のうちのいくつかは、図面の読みやすさを改善するために、自由裁量によって拡大されかつ配置されている。さらに、書かれているとおりの要素の特定の形状は、その特定の要素の実際の形状に関して何らかの情報を知らせる意図はなく、図面の中で認識しやすくするために選択されているに過ぎない。
図１は、ポリマー染料のＵＶ吸光度データを提供する。
図２は、シクロデキストリンの非存在下でのポリマー染料の蛍光発光スペクトルを提供する。
図３は、シクロデキストリンの存在下でのポリマー染料の蛍光発光データを提供する。
図４は、シクロデキストリンの存在下および非存在下での蛍光発光と蛍光部分の数との間の関係を示す。
（詳細な説明）
以下の説明において、ある種の具体的詳細が、本発明の種々の実施形態の完全な理解を提供するために示される。しかし、当業者は、これら詳細なしに本発明が実施され得ることを理解する。
状況が別段要求しなければ、本明細書および特許請求の範囲全体を通じて、文言「含む、包含する（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」ならびにそのバリエーション（例えば、「含む、包含する（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および「含む、包含する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」）は、開放系の包括的な意味で、すなわち、「が挙げられるが、これらに限定されない」として解釈されるべきである。
本明細書全体を通じて「一実施形態（ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」または「ある実施形態（ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」への言及は、上記実施形態と関連して記載される特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書全体を通じて種々の箇所での語句「一実施形態において」または「ある実施形態において」の存在は、必ずしも全てが、同じ実施形態に言及しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造、または特性は、１もしくはこれより多くの実施形態において任意の適切な様式で組み合わせられ得る。
「アミノ」とは、−ＮＨ２基をいう。
「カルボキシ」とは、−ＣＯ２Ｈ基をいう。
「シアノ」とは、−ＣＮ基をいう。
「ホルミル」とは、−Ｃ（＝Ｏ）Ｈ基をいう。
「ヒドロキシ」または「ヒドロキシル」とは、−ＯＨ基をいう。
「イミノ」とは、＝ＮＨ基をいう。
「ニトロ」とは、−ＮＯ２基をいう。
「オキソ」とは、＝Ｏ置換基をいう。
「スルフヒドリル」とは、−ＳＨ基をいう。
「チオキソ」とは、＝Ｓ基をいう。
「アルキル」とは、炭素原子および水素原子のみからなり、不飽和を含まず、１〜１２個の炭素原子（Ｃ１−Ｃ１２アルキル）、１〜８個の炭素原子（Ｃ１−Ｃ８アルキル）または１〜６個の炭素原子（Ｃ１−Ｃ６アルキル）を有し、そして単結合によって分子の残部に結合される直鎖状または分枝状の炭化水素鎖の基（例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、１−メチルエチル（イソ−プロピル）、ｎ−ブチル、ｎ−ペンチル、１，１−ジメチルエチル（ｔ−ブチル）、３−メチルヘキシル、２−メチルヘキシルなど）をいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アルキル基は、必要に応じて置換される。
「アルキレン」または「アルキレン鎖」とは、分子の残部をラジカル基に連結し、炭素および水素のみからなり、不飽和を含まず、そして１〜１２個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の二価の炭化水素鎖（例えば、メチレン、エチレン、プロピレン、ｎ−ブチレン、エテニレン、プロペニレン、ｎ−ブテニレン、プロピニレン、ｎ−ブチニレンなど）をいう。上記アルキレン鎖は、単結合を介して分子の残部に結合され、単結合を介してラジカル基に結合される。分子の残部へのまたはラジカル基への上記アルキレン鎖の結合点は、上記鎖の中の１個の炭素または任意の２個の炭素を介し得る。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アルキレンは、必要に応じて置換される。
「アルケニレン」または「アルケニレン鎖」とは、分子の残部をラジカル基に連結し、炭素および水素のみからなり、少なくとも１個の炭素−炭素二重結合を含み、そして２〜１２個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の二価の炭化水素鎖（例えば、エテニレン、プロペニレン、ｎ−ブテニレンなど）をいう。アルケニレン鎖は、単結合を介して分子の残部に結合され、二重結合または単結合を介してラジカル基に結合される。分子の残部へのおよびラジカル基へのアルケニレン鎖の結合点は、その鎖中の１個の炭素または任意の２個の炭素を介し得る。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アルケニレンは、必要に応じて置換される。
「アルキニレン」または「アルキニレン鎖」とは、分子の残部をラジカル基に連結し、炭素および水素のみからなり、少なくとも１個の炭素−炭素三重結合を含み、そして２〜１２個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の二価の炭化水素鎖（例えば、エテニレン、プロペニレン、ｎ−ブテニレンなど）をいう。アルキニレン鎖は、単結合を介して分子の残部に結合され、二重結合または単結合を介してラジカル基に結合される。分子の残部へのおよびラジカル基へのアルキニレン鎖の結合点は、その鎖中の１個の炭素または任意の２個の炭素を介し得る。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アルキニレンは、必要に応じて置換される。
「アルキルエーテル」とは、上記で定義されるとおりの任意のアルキル基であって、ここで少なくとも１個の炭素−炭素結合が炭素−酸素結合で置き換わっているものをいう。この炭素−酸素結合は、末端部分に（アルコキシ基の中にあるように）あってもよいし、炭素酸素結合は、内部に（すなわち、Ｃ−Ｏ−Ｃ）あってもよい。アルキルエーテルは、少なくとも１個の炭素酸素結合を含むが、１個より多く含んでいてもよい。例えば、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）は、アルキルエーテルの意味の中に含まれる。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アルキルエーテル基は、必要に応じて置換される。例えば、いくつかの実施形態において、アルキルエーテルは、アルコールまたは−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃで置換され、ここでＲａ、ＲｂおよびＲｃの各々は、構造（Ｉ）の化合物について定義される通りである。
「アルコキシ」とは、式−ＯＲａであって、ここでＲａは、１〜１２個の炭素原子を含む上記で定義されるとおりのアルキル基である基をいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アルコキシ基は、必要に応じて置換される。
「アルコキシアルキルエーテル」とは、式−ＯＲａＲｂの基であって、ここでＲａは、１〜１２個の炭素原子を含む上記で定義されるとおりのアルキレン基であり、Ｒｂは、本明細書で定義されるとおりのアルキルエーテル基であるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アルコキシアルキルエーテル基は、必要に応じて置換され、例えば、アルコールまたは−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃで置換され、ここでＲａ、ＲｂおよびＲｃの各々は、構造（Ｉ）の化合物について定義されるとおりである。
「ヘテロアルキル」とは、アルキル基内にまたはアルキル基の末端に、少なくとも１個のヘテロ原子（例えば、Ｎ、Ｏ、ＰまたはＳ）を含むアルキル基（上記で定義されるとおり）をいう。いくつかの実施形態において、ヘテロ原子は、アルキル基内にある（すなわち、ヘテロアルキルは、少なくとも１個の炭素−［ヘテロ原子］ｘ−炭素結合を含み、ここでｘは、１、２または３である）。他の実施形態において、ヘテロ原子は、アルキル基の末端にあり、従って、アルキル基を分子の残部に結合するように働く（例えば、Ｍ１−Ｈ−Ａ（ここでＭ１は、分子の一部であり、Ｈは、ヘテロ原子であり、Ａは、アルキル基である））。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ヘテロアルキル基は、必要に応じて置換される。例示的なヘテロアルキル基は、エチレンオキシド（例えば、ポリエチレンオキシド）を含み、必要に応じて、リン−酸素結合（例えば、ホスホジエステル結合）を含む。
「ヘテロアルコキシ」とは、式−ＯＲａの基であって、ここでＲａは、１〜１２個の炭素原子を含む上記で定義されるとおりのヘテロアルキル基であるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ヘテロアルコキシ基は、必要に応じて置換される。
「ヘテロアルキレン」とは、少なくとも１個のヘテロ原子（例えば、Ｎ、Ｏ、ＰまたはＳ）を、アルキレン鎖内またはアルキレン鎖の末端に含む、上で定義されたようなアルキレン基をいう。いくつかの実施形態において、上記ヘテロ原子は、アルキレン鎖の中にある（すなわち、上記ヘテロアルキレンは、少なくとも１個の炭素−［ヘテロ原子］−炭素結合を含み、ここでｘは１、２または３である）。他の実施形態において、上記ヘテロ原子は、アルキレンの末端にあり、従って、上記アルキレンを分子の残部に結合するように働く（例えば、Ｍ１−Ｈ−Ａ−Ｍ２、ここでＭ１およびＭ２は、分子の一部であり、Ｈは、ヘテロ原子であり、Ａは、アルキレンである）。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ヘテロアルキレン基は、必要に応じて置換される。例示的なヘテロアルキレン連結基は、エチレンオキシドおよび以下で図示されるリンカー：
Figure 2019522066
 を含む。
上記Ｃ−リンカーのマルチマーは、ヘテロアルキレンリンカーの種々の実施形態に含まれる。
「ヘテロアルケニレン」は、少なくとも１個の炭素−炭素二重結合を含むヘテロアルキレン（上記で定義されるとおり）である。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ヘテロアルケニレン基は、必要に応じて置換される。
「ヘテロアルキニレン」とは、少なくとも１個の炭素−炭素三重結合を含むヘテロアルキレンである。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ヘテロアルキニレン基は、必要に応じて置換される。
「ヘテロ原子リンカー」に関して「ヘテロ原子（の）」とは、１個もしくはこれより多くのヘテロ原子からなるリンカー基をいう。例示的なヘテロ原子リンカーは、Ｏ、Ｎ、ＰおよびＳからなる群より選択される１個の原子、および複数のヘテロ原子を含む（例えば、式−Ｐ（Ｏ−）（＝Ｏ）Ｏ−または−ＯＰ（Ｏ−）（＝Ｏ）Ｏ−ならびにそのマルチマーおよび組み合わせを有するリンカー）。
「ホスフェート」とは、−ＯＰ（＝Ｏ）（Ｒａ）Ｒｂ基であって、ここでＲａは、ＯＨ、Ｏ−またはＯＲｃであり；そしてＲｂは、ＯＨ、Ｏ−、ＯＲｃ、チオホスフェート基またはさらなるホスフェート基であり、ここでＲｃは、対イオン（例えば、Ｎａ＋など）であるものをいう。
「ホスホアルキル」とは、−ＯＰ（＝Ｏ）（Ｒａ）Ｒｂ基であって、ここでＲａは、ＯＨ、Ｏ−またはＯＲｃであり；そしてＲｂは、−Ｏアルキルであり、ここでＲｃは、対イオン（例えば、Ｎａ＋など）であるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ホスホアルキル基は、必要に応じて置換される。例えば、ある種の実施形態において、ホスホアルキル基の中の上記−Ｏアルキル部分は、ヒドロキシル、アミノ、スルフヒドリル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテル、チオホスホアルキルエーテルまたは−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃのうちの１個もしくはこれより多くで必要に応じて置換され、ここでＲａ、ＲｂおよびＲｃの各々は、構造（Ｉ）について定義されるとおりである。
「ホスホアルキルエーテル」とは、−ＯＰ（＝Ｏ）（Ｒａ）Ｒｂ基であって、ここでＲａは、ＯＨ、Ｏ−またはＯＲｃであり；そしてＲｂは、−Ｏアルキルエーテルであり、ここでＲｃは、対イオン（例えば、Ｎａ＋など）であるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ホスホアルキルエーテル基は、必要に応じて置換される。例えば、ある種の実施形態において、ホスホアルキルエーテル基の中の−Ｏアルキルエーテル部分は、ヒドロキシル、アミノ、スルフヒドリル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテル、チオホスホアルキルエーテルまたは−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃのうちの１個もしくはこれより多くで必要に応じて置換され、ここでＲａ、ＲｂおよびＲｃの各々は、構造（Ｉ）について定義されるとおりである。
「チオホスフェート」とは、−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃ基であって、ここでＲａは、ＯまたはＳであり；Ｒｂは、ＯＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；そしてＲｃは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄ、ＳＲｄ、ホスフェート基またはさらなるチオホスフェート基であり、ここでＲｄは、対イオン（例えば、Ｎａ＋など）であり、そしてただし：ｉ）Ｒａは、Ｓであり；ｉｉ）Ｒｂは、Ｓ−またはＳＲｄであり；ｉｉｉ）Ｒｃは、ＳＨ、Ｓ−またはＳＲｄであるか；あるいはｉｖ） ｉ）、ｉｉ）および／またはｉｉｉ）の組み合わせであるものをいう。
「チオホスホアルキル」とは、−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃ基であって、ここでＲａは、ＯまたはＳであり；Ｒｂは、ＯＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；そしてＲｃは、−Ｏアルキルであり、ここでＲｄは、対イオン（例えば、Ｎａ＋など）であり、そしてただし：ｉ）Ｒａは、Ｓであるか、ｉｉ）Ｒｂは、Ｓ−もしくはＳＲｄであるか；またはｉｉｉ）Ｒａは、Ｓであり、そしてＲｂは、Ｓ−もしくはＳＲｄであるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、チオホスホアルキル基は、必要に応じて置換される。例えば、ある種の実施形態において、チオホスホアルキル基の中の−Ｏアルキル部分は、ヒドロキシル、アミノ、スルフヒドリル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテル、チオホスホアルキルエーテルまたは−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃのうちの１個もしくはこれより多くで必要に応じて置換され、ここでＲａ、ＲｂおよびＲｃの各々は、構造（Ｉ）について定義されるとおりである。
「チオホスホアルキルエーテル」とは、−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃ基であって、ここでＲａは、ＯまたはＳであり、Ｒｂは、ＯＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；そしてＲｃは、−Ｏアルキルエーテルであり、ここでＲｄは、対イオン（例えば、Ｎａ＋など）であり、そしてただし：ｉ）Ｒａは、Ｓであるか、ｉｉ）Ｒｂは、Ｓ−もしくはＳＲｄであるか；またはｉｉｉ）Ｒａは、Ｓであり、そしてＲｂは、Ｓ−もしくはＳＲｄであるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、チオホスホアルキルエーテル基は、必要に応じて置換される。例えば、ある種の実施形態において、チオホスホアルキル基の中の−Ｏアルキルエーテル部分は、ヒドロキシル、アミノ、スルフヒドリル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテル、チオホスホアルキルエーテルまたは−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃのうちの１個もしくはこれより多くで必要に応じて置換され、ここでＲａ、ＲｂおよびＲｃの各々は、構造（Ｉ）について定義されるとおりである。
「炭素環式」とは、３〜１８個の炭素原子を含む安定な３〜１８員の芳香族または非芳香族の環をいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、炭素環式環は、縮合環系もしくは架橋環系を含み得、部分的にまたは完全に不飽和であり得る単環式、二環式、三環式または四環式の環系であり得る。非芳香族カルボシクリルラジカルとしては、シクロアルキルが挙げられる一方で、芳香族カルボシクリルラジカルは、アリールが挙げられる。本明細書で別段具体的に述べられなければ、炭素環式基は、必要に応じて置換される。
「シクロアルキル」とは、縮合環系もしくは架橋環系を含み得、３〜１５個の炭素原子を有し、好ましくは、３〜１０個の炭素原子を有し、そして飽和または不飽和であり、単結合によって分子の残部に結合される安定な非芳香族の単環式または多環式の炭素環式環をいう。単環式シクロアルキル（ｃｙｃｌｏｃａｌｋｙｌ）としては、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、およびシクロオクチルが挙げられる。多環式シクロアルキルとしては、例えば、アダマンチル、ノルボルニル、デカリニル、７，７−ジメチル−ビシクロ−［２．２．１］ヘプタニルなどが挙げられる。本明細書で別段具体的に述べられなければ、シクロアルキル基は、必要に応じて置換される。
「アリール」とは、少なくとも１個の炭素環式芳香環を含む環系をいう。いくつかの実施形態において、アリールは、６〜１８個の炭素原子を含む。このアリール環は、縮合環系もしくは架橋環系を含み得る単環式、二環式、三環式または四環式の環系であり得る。アリールとしては、以下が挙げられるが、これらに限定されない：アセアントリレン、アセナフチレン、アセフェナントリレン、アントラセン、アズレン、ベンゼン、クリセン、フルオランテン、フルオレン、ａｓ−インダセン、ｓ−インダセン、インダン、インデン、ナフタレン、フェナレン、フェナントレン、プレイアデン、ピレン、およびトリフェニレンに由来するアリール。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アリール基は、必要に応じて置換される。
「複素環式」とは、１〜１２個の炭素原子ならびに窒素、酸素および硫黄からなる群より選択される１〜６個のヘテロ原子を含む安定な３〜１８員の芳香族または非芳香族の環をいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、上記複素環式環は、縮合環系もしくは架橋環系を含み得、上記複素環式環の中の窒素、炭素または硫黄原子は、必要に応じて酸化され得；窒素原子は、必要に応じて四級化され得；そして上記複素環式環は、部分的にまたは完全に不飽和であり得る単環式、二環式、三環式または四環式の環系であり得る。芳香族複素環式環の例は、ヘテロアリールの定義の中で以下に列挙される（すなわち、ヘテロアリールは、複素環式の部分セットである）。非芳香族複素環式環の例としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない：ジオキソラニル、チエニル［１，３］ジチアニル、デカヒドロイソキノリル、イミダゾリニル、イミダゾリジニル、イソチアゾリジニル、イソオキサゾリジニル、モルホリニル、オクタヒドロインドリル、オクタヒドロイソインドリル、２−オキソピペラジニル、２−オキソピペリジニル、２−オキソピロリジニル、オキサゾリジニル、ピペリジニル、ピペラジニル、４−ピペリドニル、ピロリジニル、ピラゾリジニル、ピラゾロピリミジニル、キヌクリジニル、チアゾリジニル、テトラヒドロフリル、トリオキサニル、トリチアニル、トリアジナニル（ｔｒｉａｚｉｎａｎｙｌ）、テトラヒドロピラニル、チオモルホリニル、チアモルホリニル、１−オキソ−チオモルホリニル、および１，１−ジオキソ−チオモルホリニル。本明細書で別段具体的に述べられなければ、複素環式基は、必要に応じて置換される。
「ヘテロアリール」とは、１〜１３個の炭素原子、窒素、酸素および硫黄からなる群より選択される１〜６個のヘテロ原子、ならびに少なくとも１個の芳香環を含む５〜１４員の環系をいう。本発明のある種の実施形態の目的に関して、ヘテロアリールラジカルは、縮合環系もしくは架橋環系を含み得；上記ヘテロアリールラジカルの中の窒素、炭素または硫黄原子は、必要に応じて酸化され得；上記窒素原子は、必要に応じて四級化され得る単環式、二環式、三環式または四環式の環系であり得る。例としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない：アゼピニル、アクリジニル、ベンゾイミダゾリル、ベンズチアゾリル、ベンゾインドリル、ベンゾジオキソリル、ベンゾフラニル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾチアジアゾリル、ベンゾ［ｂ］［１，４］ジオキセピニル、１，４−ベンゾジオキサニル、ベンゾナフトフラニル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾジオキソリル、ベンゾジオキシニル、ベンゾピラニル、ベンゾピラノニル、ベンゾフラニル、ベンゾフラノニル、ベンゾチエニル（ベンゾチオフェニル）、ベンゾトリアゾリル、ベンゾ［４，６］イミダゾ［１，２−ａ］ピリジニル、ベンゾオキサゾリノニル、ベンゾイミダゾールチオニル、カルバゾリル、シンノリニル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチオフェニル、フラニル、フラノニル、イソチアゾリル、イミダゾリル、インダゾリル、インドリル、インダゾリル、イソインドリル、インドリニル、イソインドリニル、イソキノリル、インドリジニル、イソオキサゾリル、ナフチリジニル、オキサジアゾリル、２−オキソアゼピニル、オキサゾリル、オキシラニル、１−オキシドピリジニル、１−オキシドピリミジニル、１−オキシドピラジニル、１−オキシドピリダジニル、１−フェニル−１Ｈ−ピロリル、フェナジニル、フェノチアジニル、フェノキサジニル、フタラジニル、プテリジニル、プテリジノニル、プリニル、ピロリル、ピラゾリル、ピリジニル、ピリジノニル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリミジノニル（ｐｒｙｒｉｍｉｄｉｎｏｎｙｌ）、ピリダジニル、ピロリル、ピリド［２，３−ｄ］ピリミジノニル、キナゾリニル、キナゾリノニル、キノキサリニル、キノキサリノニル、キノリニル、イソキノリニル、テトラヒドロキノリニル、チアゾリル、チアジアゾリル、チエノ［３，２−ｄ］ピリミジン−４−オニル、チエノ［２，３−ｄ］ピリミジン−４−オニル、トリアゾリル、テトラゾリル、トリアジニル、およびチオフェニル（すなわち、チエニル）。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ヘテロアリール基は、必要に応じて置換される。
「縮合された」とは、少なくとも２個の環を含み、ここでこの２個の環が少なくとも１個の共通環原子、例えば、２個の共通環原子を共有する環系をいう。縮合環がヘテロシクリル環またはヘテロアリール環である場合、その共通環原子は、炭素または窒素であり得る。縮合環は、二環式、三環式、四環式などを含む。
本明細書で使用される用語「置換された」とは、上記基のうちのいずれか（例えば、アルキル、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレン、アルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、ヘテロアルキル、ヘテロアルコキシ、ホスホアルキル、ホスホアルキルエーテル、チオホスホアルキル、チオホスホアルキルエーテル、炭素環式、シクロアルキル、アリール、複素環式および／またはヘテロアリール）であって、ここで少なくとも１個の水素原子（例えば、１個、２個、３個または全ての水素原子）が、非水素原子（例えば、以下が挙げられるが、これらに限定されない：Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、およびＩのようなハロゲン原子；ヒドロキシル基、アルコキシ基、およびエステル基のような基の中の酸素原子；チオール基、チオアルキル基、スルホン基、スルホニル基、およびスルホキシド基のような基の中の硫黄原子；アミン、アミド、アルキルアミン、ジアルキルアミン、アリールアミン、アルキルアリールアミン、ジアリールアミン、Ｎ−オキシド、イミド、およびエナミンのような基の中の窒素原子；トリアルキルシリル基、ジアルキルアリールシリル基、アルキルジアリールシリル基、およびトリアリールシリル基のような基の中のケイ素原子；ならびに種々の他の基の中の他のヘテロ原子）への結合によって置き換えられることを意味する。「置換された」とはまた、１個もしくはこれより多くの水素原子が、ヘテロ原子（例えば、オキソ、カルボニル、カルボキシル、およびエステル基の中の酸素；ならびにイミン、オキシム、ヒドラゾンおよびニトリルのような基の中の窒素）へのより高次の結合（例えば、二重結合または三重結合）によって置き換えられる上記の基のうちのいずれかを意味する。例えば、「置換された」は、１個もしくはこれより多くの水素原子が−ＮＲｇＲｈ、−ＮＲｇＣ（＝Ｏ）Ｒｈ、−ＮＲｇＣ（＝Ｏ）ＮＲｇＲｈ、−ＮＲｇＣ（＝Ｏ）ＯＲｈ、−ＮＲｇＳＯ２Ｒｈ、−ＯＣ（＝Ｏ）ＮＲｇＲｈ、−ＯＲｇ、−ＳＲｇ、−ＳＯＲｇ、−ＳＯ２Ｒｇ、−ＯＳＯ２Ｒｇ、−ＳＯ２ＯＲｇ、＝ＮＳＯ２Ｒｇ、および−ＳＯ２ＮＲｇＲｈで置き換えられる上記の基のうちのいずれかを含む。「置換された」はまた、１個もしくはこれより多くの水素原子が−Ｃ（＝Ｏ）Ｒｇ、−Ｃ（＝Ｏ）ＯＲｇ、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲｇＲｈ、−ＣＨ２ＳＯ２Ｒｇ、−ＣＨ２ＳＯ２ＮＲｇＲｈで置き換えられる上記基のうちのいずれかを意味する。前述において、ＲｇおよびＲｈは、同じであるかまたは異なっており、そして独立して、水素、アルキル、アルコキシ、アルキルアミノ、チオアルキル、アリール、アラルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、ハロアルキル、ヘテロシクリル、Ｎ−ヘテロシクリル、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロアリール、Ｎ−ヘテロアリールおよび／またはヘテロアリールアルキルである。「置換された」とは、１個もしくはこれより多くの水素原子がアミノ、シアノ、ヒドロキシル、イミノ、ニトロ、オキソ、チオキソ、ハロ、アルキル、アルコキシ、アルキルアミノ、チオアルキル、アリール、アラルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、ハロアルキル、ヘテロシクリル、Ｎ−ヘテロシクリル、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロアリール、Ｎ−ヘテロアリールおよび／またはヘテロアリールアルキル基への結合によって置き換えられる上記の基のうちのいずれかをさらに意味する。いくつかの実施形態において、選択肢的置換基は、−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃであり、ここでＲａ、ＲｂおよびＲｃの各々は、構造（Ｉ）について定義されるとおりである。さらに、前述の置換基の各々はまた、上記の置換基のうちの１個もしくはこれより多くで必要に応じて置換され得る。
「共役」とは、１つのｐ軌道と別のｐ軌道とが、間に挟まるσ結合を横断して重なり合っていることをいう。共役は、環式または非環式の化合物で起こり得る。「共役度」とは、少なくとも１つのｐ軌道と別のｐ軌道とが間に挟まっているシグマ結合を横断して重なり合っていることをいう。例えば、１，３−ブタジエンは、１の共役度を有する一方で、ベンゼンおよび他の芳香族化合物は、代表的には、多重の共役度を有する。蛍光および有色化合物は、代表的には、少なくとも１の共役度を含む。
「蛍光（性）（ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ）」とは、特定の周波数の光を吸収し、異なる周波数の光を発することができる分子をいう。蛍光（ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）は、当業者に周知である。
「有色（の）（ｃｏｌｏｒｅｄ）」とは、有色のスペクトル内の光（すなわち、赤、黄、青など）を吸収する分子をいう。
「リンカー」とは、分子の一部をその同じ分子の別の部分にまたは異なる分子、部分もしくは固体支持体（例えば、微粒子）に接続する、少なくとも１個の原子（例えば、炭素、酸素、窒素、硫黄、リンおよびこれらの組み合わせ）の連続する鎖に言及する。リンカーは、共有結合または他の手段（例えば、イオン結合または水素結合相互作用）を介して上記分子を接続し得る。
用語「生体分子」とは、種々の生物学的物質のうちのいずれか（核酸、炭水化物、アミノ酸、ポリペプチド、糖タンパク質、ホルモン、アプタマーおよびこれらの混合物が挙げられる）をいう。より具体的には、この用語は、ＲＮＡ、ＤＮＡ、オリゴヌクレオチド、改変または誘導体化されたヌクレオチド、酵素、レセプター、プリオン、レセプターリガンド（ホルモンを含む）、抗体、抗原、および毒素、ならびに細菌、ウイルス、血球、および組織細胞が挙げられるが、これらに限定されないことが意図される。本発明の視覚的に検出可能な生体分子（例えば、生体分子が連結されている構造（Ｉ）の化合物）は、本明細書でさらに記載されるように、生体分子と化合物（これは、上記生体分子上のアミノ、ヒドロキシ、カルボキシル、またはスルフヒドリル基のような任意の利用可能な原子または官能基を介して上記化合物への生体分子の結合を可能にする反応性基を有する）とを接触させることによって調製される。
「反応性基」とは、第２の反応性基（例えば、「相補的反応性基」）と反応して、１個もしくはこれより多くの共有結合を、例えば、置換、酸化、還元、付加または環化付加反応により形成し得る部分である。例示的な反応性基は、表１に提供され、例えば、求核性基、求電子性基、ジエン、ジエノフィル、アルデヒド、オキシム、ヒドラゾン、アルキン、アミン、アジド、アシルアジド、アシルハライド、ニトリル、ニトロン、スルフヒドリル、ジスルフィド、スルホニルハライド、イソチオシアネート、イミドエステル、活性化エステル、ケトン、α，β−不飽和カルボニル、アルケン、マレイミド、α−ハロイミド、エポキシド、アジリジン、テトラジン、テトラゾール、ホスフィン、ビオチン、チイランなどが挙げられる。
用語「視覚的」および「視覚的に検出可能な」とは、事前の照射、または化学的活性化もしくは酵素的活性化なしで、目視によって観察可能である物質に言及するために、本明細書で使用される。このような視覚的に検出可能な物質は、約３００〜約９００ｎｍの範囲に及ぶスペクトルの領域にある光を吸収し、発する。好ましくは、このような物質は、強く有色であり、好ましくは、少なくとも約４０，０００、より好ましくは、少なくとも約５０，０００、さらにより好ましくは、少なくとも約６０，０００、なおさらにより好ましくは、少なくとも約７０，０００、および最も好ましくは、少なくとも約８０，０００Ｍ−１ｃｍ−１のモル吸光係数を有する。本発明の化合物は、裸眼で、または光学ベースの検出デバイス（吸光分光光度計、透過型光学顕微鏡（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｇｈｔ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）、デジタルカメラおよびスキャナが挙げられるが、これらに限定されない）の助けを借りて観察することによって検出され得る。視覚的に検出可能な物質は、可視スペクトルの中の光を発するおよび／または吸収するものに限定されない。紫外線（ＵＶ）領域（約１０ｎｍ〜約４００ｎｍ）、赤外線（ＩＲ）領域（約７００ｎｍ〜約１ｍｍ）の中の光を発するおよび／または吸収する物質、ならびに電磁スペクトルの他の領域において発するおよび／または吸収する物質はまた、「視覚的に検出可能な」物質の範囲内に含まれる。
本発明の実施形態の目的のために、用語「光安定性視覚的染料（ｐｈｏｔｏｓｔａｂｌｅ ｖｉｓｉｂｌｅ ｄｙｅ）」とは、本明細書上記で定義されるように、視覚的に検出可能であり、そして光に曝露した際に、顕著に変化も分解もしない化学部分に言及する。好ましくは、上記光安定性視覚的染料は、少なくとも１時間光に曝された後に、顕著な漂白も分解も示さない。より好ましくは、上記視覚的染料は、少なくとも１２時間、さらにより好ましくは、少なくとも２４時間、さらになおより好ましくは、少なくとも１週間、および最も好ましくは、少なくとも１ヶ月間光に曝した後に安定である。本発明の化合物および方法における使用に適した光安定性視覚的染料の非限定的例としては、アゾ染料、チオインディゴ染料、キナクリドン顔料、ジオキサジン、フタロシアニン、ペリノン、ジケトピロロピロール、キノフタロン、およびトルアリーカルボニウム（ｔｒｕａｒｙｃａｒｂｏｎｉｕｍ）が挙げられる。
本明細書で使用される場合、用語「ペリレン誘導体」とは、視覚的に検出可能である任意の置換されたペリレンを含むことが意図される。しかし、この用語は、ペリレン自体を含むことは意図されない。用語「アントラセン誘導体」、「ナフタレン誘導体」、および「ピレン誘導体」が、同様に使用される。いくつかの好ましい実施形態において、誘導体（例えば、ペリレン、ピレン、アントラセンまたはナフタレンの誘導体）は、ペリレン、アントラセン、ナフタレン、またはピレンのイミド、ビスイミドまたはヒドラザムイミド（ｈｙｄｒａｚａｍｉｍｉｄｅ）誘導体である。
本発明の種々の実施形態の視覚的に検出可能な分子は、特定の分析物（例えば、生体分子）の存在、位置、または量を決定する必要がある広く種々の分析用途（例えば、生化学的および生物医学的用途）に有用である。従って、別の局面において、本発明は、生体分子を視覚的に検出するための方法を提供し、上記方法は、（ａ）生物学的系に、生体分子に連結された構造（Ｉ）の化合物を含む視覚的に検出可能な生体分子を提供する工程；および（ｂ）上記生体分子をその視覚的特性によって検出する工程を包含する。本発明の実施形態の目的のために、語句「生体分子をその視覚的特性によって検出する」とは、生体分子が、照射または化学的もしくは酵素的活性化なしに、裸眼で、または光学ベースの検出デバイス（吸光分光光度計、透過型光学顕微鏡、デジタルカメラおよびスキャナが挙げられるが、これらに限定されない）の助けを借りて観察されることを意味する。デンシトメーターは、存在する視覚的に検出可能な生体分子の量を定量するために使用され得る。例えば、２つのサンプル中の上記生体分子の相対的量は、相対的光学密度を測定することによって決定され得る。１生体分子あたりの染料分子の化学量論が既知でありかつ上記染料分子の吸光係数が既知である場合、上記生体分子の絶対濃度もまた、光学密度の測定から決定され得る。本明細書で使用される場合、用語「生物学的系」は、視覚的に検出可能な生体分子に加えて、１もしくはこれより多くの生体分子を含む任意の溶液または混合物をいうために使用される。このような生物学的系の非限定的例としては、細胞、細胞抽出物、組織サンプル、電気泳動ゲル、アッセイ混合物、およびハイブリダイゼーション反応混合物が挙げられる。
「固体支持体」とは、分子の固相支持のための当該分野で公知の任意の固体基材をいい、例えば、「微粒子」とは、本発明の化合物への結合に有用な多くの小さな粒子のうちのいずれか（ガラスビーズ、磁性ビーズ、ポリマービーズ、非ポリマービーズなどが挙げられるが、これらに限定されない）をいう。ある種の実施形態において、微粒子は、ポリスチレンビーズを含む。
「固体支持体残基（ｓｏｌｉｄ ｓｕｐｐｏｒｔ ｒｅｓｉｄｅ）」とは、分子が固体支持体から切断される場合に、その分子に結合されたままである官能基をいう。固体支持体残基（ｓｏｌｉｄ ｓｕｐｐｏｒｔ ｒｅｓｉｄｕｅ）は、当該分野で公知であり、固体支持体の構造および固体支持体にその分子を連結する基に基づいて容易に導かれ得る。
「標的化部分」とは、特定の標的（例えば、分析物分子）と選択的に結合するかまたは会合する部分である。「選択的に」結合または会合するとは、標的化部分が他の標的と比較して所望の標的と優先的に会合するかまたは結合することを意味する。いくつかの実施形態において、本明細書で開示される化合物は、化合物を目的の分析物（すなわち、標的化部分の標的）と選択的に結合させるかまたは会合させ、従ってその分析物の検出を可能にするという目的のために、その標的化部分への連結を含む。例示的な標的化部分としては、抗体、抗原、核酸配列、酵素、タンパク質、細胞表面レセプターアンタゴニストなどが挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、上記標的化部分は、抗体のような、細胞上にまたは細胞中にある標的特徴（例えば、細胞膜または他の細胞構造上にある標的特徴）と選択的に結合するかまたは会合し、従って、目的の細胞の検出を可能にする部分である。所望の分析物と選択的に結合するかまたは会合する低分子はまた、ある種の実施形態において標的化部分として企図される。当業者は、種々の実施形態において有用である他の分析物および相当する標的化部分を理解する。
「塩基対合部分」とは、相補的な複素環式部分と水素結合（例えば、ワトソン−クリック塩基対合）を介してハイブリダイズし得る複素環式部分をいう。塩基対合部分は、天然および非天然の塩基を含む。塩基対合部分の非限定的例は、ＲＮＡ塩基およびＤＮＡ塩基（例えば、アデノシン、グアノシン、チミジン、シトシンおよびウリジンならびにこれらのアナログ）である。
本明細書で開示される本発明の実施形態はまた、１個もしくはこれより多くの原子が異なる原子質量または質量数を有する原子によって置き換わることによって、同位体標識されている構造（Ｉ）、（ＩＩ）（ＩＩＩ）または（ＩＶ）の化合物を含む組成物包含することが意味される。開示される化合物に組み込まれ得る同位体の例としては、水素、炭素、窒素、酸素、リン、フッ素、塩素、およびヨウ素の同位体（例えば、それぞれ、２Ｈ、３Ｈ、１１Ｃ、１３Ｃ、１４Ｃ、１３Ｎ、１５Ｎ、１５Ｏ、１７Ｏ、１８Ｏ、３１Ｐ、３２Ｐ、３５Ｓ、１８Ｆ、３６Ｃｌ、１２３Ｉ、および１２５Ｉ）が挙げられる。
構造（Ｉ）、（ＩＩ）（ＩＩＩ）または（ＩＶ）の同位体標識された化合物は一般に、当業者に公知の従来技術によって、または以下でおよび以下の実施例において記載されるものに類似のプロセスによって、以前に使用されていた標識されていない試薬の代わりに適切な同位体標識された試薬を使用して調製され得る。
「安定な化合物」および「安定な構造」とは、反応混合物から有用な純度への単離および有効な治療剤への製剤化に耐えるように十分に強い化合物を示すことが意味される。
「選択肢的な（ｏｐｔｉｏｎａｌ）」または「必要に応じて（ｏｐｔｉｏｎａｌｌｙ）」とは、その後に記載される事象または状況が起こっても起こらなくてもよいこと、ならびにその記載が上記事象または状況が起こる場合およびそれが起こらない場合を含むことを意味する。例えば、「必要に応じて置換されたアルキル」とは、そのアルキル基が置換されていてもされていなくてもよいこと、ならびにその記載が、置換されたアルキル基および置換を有しないアルキル基の両方を含むことを意味する。
「塩」とは、酸付加塩および塩基付加塩の両方を包含する。
「酸付加塩」とは、無機酸（例えば、塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸などが挙げられるが、これらに限定されない）および有機酸（例えば、酢酸、２，２−ジクロロ酢酸、アジピン酸、アルギン酸、アスコルビン酸、アスパラギン酸、ベンゼンスルホン酸、安息香酸、４−アセトアミド安息香酸、カンファー酸、カンファー−１０−スルホン酸、カプリン酸、カプロン酸、カプリル酸、炭酸、ケイ皮酸、クエン酸、シクラミン酸、ドデシル硫酸、エタン−１，２−ジスルホン酸、エタンスルホン酸、２−ヒドロキシエタンスルホン酸、ギ酸、フマル酸、ガラクタル酸、ゲンチジン酸、グルコヘプトン酸、グルコン酸、グルクロン酸、グルタミン酸、グルタル酸、２−オキソ−グルタル酸、グリセロリン酸、グリコール酸、馬尿酸、イソ酪酸、乳酸、ラクトビオン酸、ラウリン酸、マレイン酸、リンゴ酸、マロン酸、マンデル酸、メタンスルホン酸、ムチン酸、ナフタレン−１，５−ジスルホン酸、ナフタレン−２−スルホン酸、１−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、ニコチン酸、オレイン酸、オロト酸、シュウ酸、パルミチン酸、パモ酸、プロピオン酸、ピログルタミン酸、ピルビン酸、サリチル酸、４−アミノサリチル酸、セバシン酸、ステアリン酸、コハク酸、酒石酸、チオシアン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、ウンデシレン酸などが挙げられるが、これらに限定されない）と形成される塩をいう。
「塩基付加塩」とは、遊離酸に無機塩基または有機塩基を添加することから調製される塩をいう。無機塩基に由来する塩としては、ナトリウム、カリウム、リチウム、アンモニウム、カルシウム、マグネシウム、鉄、亜鉛、銅、マンガン、アルミニウムの塩などが挙げられるが、これらに限定されない。有機塩基に由来する塩としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない：一級、二級、および三級アミン、置換されたアミン（天然に存在する置換されたアミン、環式アミンおよび塩基性イオン交換樹脂（例えば、アンモニア、イソプロピルアミン、トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、ジエタノールアミン、エタノールアミン、デアノール、２−ジメチルアミノエタノール、２−ジエチルアミノエタノール、ジシクロヘキシルアミン、リジン、アルギニン、ヒスチジン、カフェイン、プロカイン、ヒドラバミン、コリン、ベタイン、ベネタミン、ベンザチン、エチレンジアミン、グルコサミン、メチルグルカミン、テオブロミン、トリエタノールアミン、トロメタミン、プリン、ピペラジン、ピペリジン、Ｎ−エチルピペリジン、ポリアミン樹脂など）が挙げられる）の塩。特に好ましい有機塩基は、イソプロピルアミン、ジエチルアミン、エタノールアミン、トリメチルアミン、ジシクロヘキシルアミン、コリンおよびカフェインである。
結晶化は、本明細書中に記載される化合物の溶媒和物を生じ得る。本発明の実施形態は、記載される化合物の全ての溶媒和物を包含する。本明細書で使用される場合、用語「溶媒和物」とは、１分子もしくはこれより多くの本発明の化合物と、１分子もしくはこれより多くの溶媒とを含む凝集物をいう。上記溶媒は水であり得、この場合、この溶媒和物は水和物であり得る。あるいは、上記溶媒は、有機溶媒であり得る。従って、本発明の化合物は、水和物（一水和物、二水和物、半水和物、セスキ水和物、三水和物、四水和物などが挙げられる）ならびにその対応する溶媒和形態として存在し得る。本発明の化合物は、真の溶媒和物であり得る一方で、他の場合には、本発明の化合物は、偶発の水もしくは別の溶媒を保持しているに過ぎなくてもよいし、水と何らかの偶発の溶媒との混合物であってもよい。
本発明のポリマー染料の実施形態（例えば、構造（Ｉ）、（ＩＩ）（ＩＩＩ）もしくは（ＩＶ）の化合物）またはそれらの塩、互変異性体もしくは溶媒和物は、１もしくはこれより多くの不斉中心を含み得、従って、エナンチオマー、ジアステレオマー、および絶対立体化学の点から、（Ｒ）−もしくは（Ｓ）−として、またはアミノ酸に関しては（Ｄ）−もしくは（Ｌ）−として定義され得る他の立体異性形態を生じ得る。本発明の実施形態は、全てのこのような考えられる異性体、ならびにそれらのラセミ形態および光学的に純粋な形態を含むことが意味される。光学的に活性な（＋）および（−）、（Ｒ）−および（Ｓ）−、または（Ｄ）−および（Ｌ）−異性体は、キラルシントンもしくはキラル試薬を使用して調製され得るか、または従来技術（例えば、クロマトグラフィーおよび分別結晶化）を使用して分離され得る。個々のエナンチオマーの調製／単離のための従来技術としては、適切な光学的に純粋な前駆体からのキラル合成、あるいは例えば、キラル高圧液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を使用するラセミ混合物（または塩もしくは誘導体のラセミ混合物）の分離が挙げられる。本明細書で記載される化合物がオレフィン性二重結合または他の幾何的非対称性の中心を含み、そして別段特定されなければ、上記化合物がＥおよびＺ両方の幾何異性体を含むことは、意図される。同様に、全ての互変異性形態がまた、含まれることが意図される。
「立体異性体」とは、同じ結合によって結合されるが、交換可能ではない異なる三次元構造を有する同じ原子から構成される化合物をいう。本発明は、種々の立体異性体およびその混合物を企図し、分子が互いに重ね合わせることができない鏡像である２つの立体異性体をいう「エナンチオマー」を含む。
「互変異性体」とは、分子の１つの原子からその同じ分子の別の原子へのプロトンシフトに言及する。本発明は、任意の上記化合物の互変異性体を含む。上記化合物の種々の互変異性形態は、当業者によって容易に導き出される。
本明細書で使用される化学的命名法プロトコルおよび構造図は、ＡＣＤ／Ｎａｍｅ Ｖｅｒｓｉｏｎ ９．０７ソフトウェアプログラムおよび／またはＣｈｅｍＤｒａｗ Ｕｌｔｒａ Ｖｅｒｓｉｏｎ １１．０ソフトウェア命名プログラム（ＣａｍｂｒｉｄｇｅＳｏｆｔ）を使用するＩ．Ｕ．Ｐ．Ａ．Ｃ．命名法体系の改変形態である。当業者が精通する一般名もまた、使用される。
上記のように、本発明の一実施形態において、種々の分析法において蛍光染料および／または有色染料として有用な組成物が提供される。一般論として、本発明の実施形態は、染料化合物（例えば、蛍光染料）および１つまたはこれより多くのシクロデキストリンを含む組成物に関する。いくつかの実施形態において、これらの組成物は、ポリマー染料を含む。例えば、いくつかの実施形態において、ポリマー染料およびシクロデキストリンを含む組成物であって、このポリマー染料が、リンカーＬによって共有結合された２個またはこれより多くの染料部分Ｍを含む、組成物が提供される。理論によって拘束されることは望まないが、このシクロデキストリンは、これらの染料部分（例えば、蛍光部分および／または有色部分）の分子内クエンチングを防止または低減する一助となり、従って、より高いモル「明度」（例えば、高蛍光発光）を有する染料化合物を生じる一助となると考えられる。
シクロデキストリンが染料部分の分子内クエンチングを低減または防止するならば、任意のシクロデキストリンが、種々の実施形態の実施において使用され得る。代表的に、特定の染料部分への親和性を有するシクロデキストリンが選択される。いくつかの実施形態において、このシクロデキストリンは、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリンまたはγ−シクロデキストリンである。例えば、いくつかの実施形態において、このシクロデキストリンはβ−シクロデキストリンである。
任意のポリマー染料（すなわち、２個またはこれより多くの染料部分を含む化合物）が、本発明の実施形態を実施するために使用され得る。いくつかの実施形態において、この染料は、本明細書に開示されるような化合物（すなわち、構造（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）または（ＩＶ）の化合物）である。他の実施形態において、このポリマー染料は、当該分野において公知である染料であり、例えば、ＰＣＴ公開番号ＷＯ ２０１５／０２７１７６、ＷＯ／２０１６／１３８４６１およびＷＯ／２０１６／１８３１８５、ならびに米国特許第７，４２３，１３３号、同第６，６７０，１９３号および同第６，２１８，１０８号（これらの全開示は、その全体が本明細書中に参考として援用される）に提供されるポリマー染料である。
有利には、本明細書で使用されるポリマー染料の特定の実施形態は、水溶性であり、従って、水性環境を必要とする種々のアッセイにおいてこれらのポリマー染料を使用することを可能にする。従って、種々の実施形態において、これらの組成物は水を含む。
染料部分Ｍは、特定のアッセイに依存して選択され、そして異なる実施形態において異なり得る。いくつかの実施形態において、各Ｍは同じである。他の実施形態において、上記ポリマー染料は、２種の異なるタイプのＭ部分を含む。様々な実施形態において、上記ポリマー染料は、２個〜１０個のＭ部分を含み、この染料部分は、各存在において、同じであっても異なっていてもいずれでもよい。
Ｍは、所望の光学的特性に基づいて、例えば、所望の色および／または蛍光発光波長に基づいて選択される。いくつかの実施形態において、Ｍは、各存在において同じである；しかし、Ｍの各存在が同一のＭである必要はないことに注意することは重要であり、ある種の実施形態は、Ｍが各存在において同じでない化合物を含む。例えば、いくつかの実施形態において、各Ｍは、同じではなく、異なるＭ部分は、蛍光共鳴エネルギー移動（ＦＲＥＴ）法における使用のための吸光度および／または発光を有するように選択される。例えば、いくつかの実施形態において、その異なるＭ部分は、１つの波長における放射線の吸光度が、ＦＲＥＴ機構によって異なる波長における放射線の発光を引き起こすように選択される。例示的なＭ部分は、所望の最終用途に基づいて、当業者によって適切に選択され得る。ＦＲＥＴ法の例示的なＭ部分としては、フルオレセインおよび５−ＴＡＭＲＡ（５−カルボキシテトラメチルローダミン，スクシンイミジルエステル）染料が挙げられる。
Ｍは、Ｍ上の任意の位置（すなわち、原子）から分子の残部に結合され得る。当業者は、Ｍを分子の残部に結合する手段を認識する。例示的な方法は、本明細書中に記載される「クリック」反応を含む。
いくつかの実施形態において、Ｍは、蛍光部分または有色部分である。任意の蛍光部分および／または有色部分が使用され得、例えば、当該分野で公知でありかつ比色アッセイ、ＵＶアッセイ、および／または蛍光アッセイにおいて代表的に使用されるものが、使用され得る。本発明の種々の実施形態において有用なＭ部分の例としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない：キサンテン誘導体（例えば、フルオレセイン、ローダミン、オレゴングリーン、エオシンまたはテキサスレッド）；シアニン誘導体（例えば、シアニン、インドカルボシアニン、オキサカルボシアニン、チアカルボシアニンまたはメロシアニン）；スクアライン誘導体および環置換されたスクアライン（Ｓｅｔａ、ＳｅＴａｕ、およびＳｑｕａｒｅ染料が挙げられる）；ナフタレン誘導体（例えば、ダンシルおよびプロダン誘導体）；クマリン誘導体；オキサジアゾール誘導体（例えば、ピリジルオキサゾール、ニトロベンゾオキサジアゾールまたはベンゾオキサジアゾール）；アントラセン誘導体（例えば、アントラキノン（ＤＲＡＱ５、ＤＲＡＱ７およびＣｙＴＲＡＫオレンジが挙げられる））；ピレン誘導体（例えば、カスケードブルー）；オキサジン誘導体（例えば、ナイルレッド、ナイルブルー、クレシルバイオレット、オキサジン１７０）；アクリジン誘導体（例えば、プロフラビン、アクリジンオレンジ、アクリジンイエロー）；アリールメチン誘導体：オーラミン、クリスタルバイオレット、マラカイトグリーン；ならびにテトラピロール誘導体（例えば、ポルフィン、フタロシアニンまたはビリルビン）。他の例示的なＭ部分としては、以下が挙げられる：シアニン染料、キサンテート染料（例えば、Ｈｅｘ、Ｖｉｃ、Ｎｅｄｄ、ＪｏｅまたはＴｅｔ）；Ｙａｋｉｍａイエロー；Ｒｅｄｍｏｎｄレッド；ｔａｍｒａ；テキサスレッドおよびａｌｅｘａ ｆｌｕｏｒ（登録商標）染料。
前述のうちのいずれかのさらに他の実施形態において、Ｍは、３個もしくはこれより多くのアリールもしくはヘテロアリール環、またはこれらの組み合わせ、例えば、４個もしくはこれより多くのアリールもしくはヘテロアリール環、またはこれらの組み合わせ、あるいはさらには５個もしくはこれより多くのアリールもしくはヘテロアリール環、またはこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態において、Ｍは、６個のアリールまたはヘテロアリール環、またはこれらの組み合わせを含む。さらなる実施形態において、上記環は縮合される。例えば、いくつかの実施形態において、Ｍは、３個もしくはこれより多くの縮合環、４個もしくはこれより多くの縮合環、５個もしくはこれより多くの縮合環、またはさらには６個もしくはこれより多くの縮合環を含む。
いくつかの実施形態において、Ｍは、環式である。例えば、いくつかの実施形態において、Ｍは、炭素環式である。他の実施形態において、Ｍは、複素環式である。前述のうちのさらに他の実施形態において、Ｍは、各存在において、独立して、アリール部分を含む。これら実施形態のうちのいくつかにおいて、上記アリール部分は、多環式である。他のより具体的な実施形態において、上記アリール部分は、縮合多環式アリール部分であり、例えば、これは、少なくとも３個、少なくとも４個、またはさらには４個より多くのアリール環を含み得る。
構造（Ｉ）の前述の化合物のうちのいずれかの他の実施形態において、Ｍは、各存在において、独立して、少なくとも１個のヘテロ原子を含む。例えば、いくつかの実施形態において、上記ヘテロ原子は、窒素、酸素または硫黄である。
前述のうちのいずれかのさらにより多くの実施形態において、Ｍは、各存在において、独立して、少なくとも１個の置換基を含む。例えば、いくつかの実施形態において、上記置換基は、フルオロ、クロロ、ブロモ、ヨード、アミノ、アルキルアミノ、アリールアミノ、ヒドロキシ、スルフヒドリル、アルコキシ、アリールオキシ、フェニル、アリール、メチル、エチル、プロピル、ブチル、イソプロピル、ｔ−ブチル、カルボキシ、スルホネート、アミド、またはホルミル基である。
前述のうちのいくつかのさらにより具体的な実施形態において、Ｍは、各存在において、独立して、ジメチルアミノスチルベン、キナクリドン、フルオロフェニル−ジメチル−ＢＯＤＩＰＹ、ｈｉｓ−フルオロフェニル−ＢＯＤＩＰＹ、アクリジン、テリレン、セキシフェニル、ポルフィリン、ベンゾピレン、（フルオロフェニル−ジメチル−ジフルオロボラ−ジアザ−インダセン）フェニル、（ビス−フルオロフェニル−ジフルオロボラ−ジアザ−インダセン）フェニル、クアテルフェニル、ビ−ベンゾチアゾール、ター−ベンゾチアゾール、ビ−ナフチル、ビ−アントラシル、スクアライン、スクアリリウム、９，１０−エチニルアントラセンまたはター−ナフチル部分である。他の実施形態において、Ｍは、各存在において、独立して、ｐ−ターフェニル、ペリレン、アゾベンゼン、フェナジン、フェナントロリン、アクリジン、チオキサントレン、クリセン、ルブレン、コロネン、シアニン、ペリレンイミド、もしくはペリレンアミドまたはその誘導体である。さらにより多くの実施形態において、Ｍは、各存在において、独立して、クマリン染料、レゾルフィン染料、ジピロメテンボロンジフルオリド染料、ルテニウムビピリジル染料、エネルギー移動染料、チアゾールオレンジ染料、ポリメチンまたはＮ−アリール−１，８−ナフタルイミド染料である。
前述のうちのいずれかのさらにより多くの実施形態において、Ｍは、各存在において同じである。他の実施形態において、各Ｍは、異なる。さらにより多くの実施形態において、１個もしくはこれより多くのＭは、同じであり、そして１個もしくはこれより多くのＭは、異なる。
いくつかの実施形態において、Ｍは、ピレン、ペリレン、ペリレンモノイミドもしくは６−ＦＡＭまたはその誘導体である。いくつかの他の実施形態において、Ｍは、以下の構造：
Figure 2019522066
 のうちの１つを有する。
いくつかの他の実施形態において、Ｍは、以下の構造のうちの一方：
Figure 2019522066
 を有する。
カルボン酸基を含むＭ部分はときおり、上記でアニオン形態（ＣＯ２ −）で示されるが、当業者は、これが、ｐＨに依存して変わり、そのプロトン化形態（ＣＯ２Ｈ）が種々の実施形態において含まれることを理解する。
いくつかの実施形態において、ポリマー染料化合物は、以下の構造（Ａ）：
Figure 2019522066
 を有し、ここで：
Ｌは、リンカーであり；
Ｍは、各存在において、独立して、染料部分であり；
Ｌ１は、各存在において、独立して、ｉ）選択肢的なアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンもしくはヘテロ原子リンカー；またはｉｉ）２個の相補的反応性基の反応によって形成できる官能基を含むリンカー、のいずれかであり；
Ｌ２およびＬ３は、各存在において、独立して、選択肢的なアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンまたはヘテロ原子リンカーであり；
Ｒ１は、各存在において、独立して、Ｈ、アルキルまたはアルコキシであり；
Ｒ２およびＲ３は、各々独立して、Ｈ、ＯＨ、ＳＨ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、ヘテロアルキル、−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃ、ＱまたはＬ’であり；
Ｒａは、ＯまたはＳであり；
Ｒｂは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；
Ｒｃは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄ、ＯＬ’、ＳＲｄ、アルキル、アルコキシ、ヘテロアルキル、ヘテロアルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルまたはチオホスホアルキルエーテルであり；
Ｒｄは、対イオンであり；
Ｑは、各存在において、独立して、分析物分子、標的化部分、固体支持体または相補的反応性基Ｑ′と共有結合を形成できる反応性基またはその保護されたアナログを含む部分であり；
Ｌ’は、各存在において、独立して、Ｑへの共有結合を含むリンカー、標的化部分への共有結合を含むリンカー、分析物分子への共有結合を含むリンカー、固体支持体への共有結合を含むリンカー、固体支持体残基への共有結合を含むリンカー、ヌクレオシドへの共有結合を含むリンカーまたは構造（Ｉ）のさらなる化合物への共有結合を含むリンカーであり；そして
ｎは、１またはこれより大きな整数である。
（Ａ）の異なる実施形態において：
Ｌは、リンカーであり；
Ｍは、各存在において、独立して、染料部分であり；
Ｌ１、Ｌ２およびＬ３は、各存在において、独立して、選択肢的なリンカーであり；
Ｒ１は、各存在において、独立して、Ｈ、アルキルまたはアルコキシであり；
Ｒ２およびＲ３は、各々独立して、Ｈ、ＯＨ、ＳＨ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃ、Ｑ、Ｑへの共有結合を含むリンカー、分析物分子への共有結合を含むリンカー、固体支持体への共有結合を含むリンカーまたは構造（Ｉ）のさらなる化合物への共有結合を含むリンカーであり、ここで：Ｒａは、ＯまたはＳであり；Ｒｂは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；Ｒｃは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄ、ＳＲｄ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルまたはチオホスホアルキルエーテルであり；そしてＲｄは、対イオンであり；
Ｑは、各存在において、独立して、分析物分子、固体支持体または相補的反応性基Ｑ′と共有結合を形成できる反応性基を含む部分であり；そして
ｎは、１またはこれより大きな整数である。
染料部分Ｍはしばしば、疎水性であり、従って、ある種の実施形態において、Ｌは、ポリマー染料化合物の水溶性を改善するために選択される。いくつかの実施形態において、Ｌは、親水性官能基を含む。他の実施形態において、Ｌは、荷電した官能基（例えば、水性環境において１〜１４の範囲に及ぶｐＨ値において荷電する）を含む。異なる実施形態において、Ｌは、ホスフェート、アミノ酸またはアルキレンオキシド官能基を含む。
ポリマー染料は、代表的には、２個またはこれより多くのＭ部分を含む。ポリマー染料の正確な構造は重要ではないが、種々の実施形態は、以下に示されるとおりの構造（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）または（ＩＶ）のうちの１つを有するポリマー染料を含む。
構造（Ｉ）のポリマー染料
いくつかの実施形態において、構造（Ｉ）の化合物が提供される。いくつかの異なる実施形態において、シクロデキストリンおよび構造（Ｉ）の化合物を含む組成物が提供される。構造（Ｉ）の化合物は、以下の構造：
Figure 2019522066
 またはその立体異性体、塩もしくは互変異性体を有し、ここで：
Ｍは、各存在において、独立して、２個またはこれより多くの炭素−炭素二重結合および少なくとも１の共役度を含む部分であり；
Ｌ１は、各存在において、独立して、ｉ）選択肢的なアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンもしくはヘテロ原子リンカー；またはｉｉ）２個の相補的反応性基の反応によって形成できる官能基を含むリンカー、のいずれかであり；
Ｌ２およびＬ３は、各存在において、独立して、選択肢的なアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンまたはヘテロ原子リンカーであり；
Ｌ４は、各存在において、独立して、長さが３原子より大きいヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレンまたはヘテロアルキニレンリンカーであり、ここで該ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレンおよびヘテロアルキニレンリンカーの中のヘテロ原子は、Ｏ、ＮおよびＳから選択され；
Ｒ１は、各存在において、独立して、Ｈ、アルキルまたはアルコキシであり；
Ｒ２およびＲ３は、各々独立して、Ｈ、ＯＨ、ＳＨ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、ヘテロアルキル、−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃ、ＱまたはＬ’であり；
Ｒ４は、各存在において、独立して、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；
Ｒ５は、各存在において、独立して、オキソ、チオキソまたは非存在であり；
Ｒａは、ＯまたはＳであり；
Ｒｂは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；
Ｒｃは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄ、ＯＬ’、ＳＲｄ、アルキル、アルコキシ、ヘテロアルキル、ヘテロアルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルまたはチオホスホアルキルエーテルであり；
Ｒｄは、対イオンであり；
Ｑは、各存在において、独立して、分析物分子、標的化部分、固体支持体または相補的反応性基Ｑ′と共有結合を形成できる反応性基またはその保護されたアナログを含む部分であり；
Ｌ’は、各存在において、独立して、Ｑへの共有結合を含むリンカー、標的化部分への共有結合を含むリンカー、分析物分子への共有結合を含むリンカー、固体支持体への共有結合を含むリンカー、固体支持体残基への共有結合を含むリンカー、ヌクレオシドへの共有結合を含むリンカーまたは構造（Ｉ）のさらなる化合物への共有結合を含むリンカーであり；
ｍは、各存在において、独立して、０またはこれより大きな整数であるが、ただしｍの少なくとも１個の存在は、１またはこれより大きな整数であり；そして
ｎは、１またはこれより大きな整数である。
構造（Ｉ）の化合物の異なる実施形態において：
Ｍは、各存在において、独立して、染料部分であり；
Ｌ１は、各存在において、独立して、ｉ）選択肢的なアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンもしくはヘテロ原子リンカー；またはｉｉ）２個の相補的反応性基の反応によって形成できる官能基を含むリンカー、のいずれかであり；
Ｌ２およびＬ３は、各存在において、独立して、選択肢的なアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンまたはヘテロ原子リンカーであり；
Ｌ４は、各存在において、独立してヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレンまたはヘテロアルキニレンリンカーであり；
Ｒ１は、各存在において、独立して、Ｈ、アルキルまたはアルコキシであり；
Ｒ２およびＲ３は、各々独立して、Ｈ、ＯＨ、ＳＨ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃ、Ｑ、Ｑへの共有結合を含むリンカー、分析物分子への共有結合を含むリンカー、固体支持体への共有結合を含むリンカーまたは構造（Ｉ）のさらなる化合物への共有結合を含むリンカーであり、ここで：Ｒａは、ＯまたはＳであり；Ｒｂは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；Ｒｃは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄ、ＳＲｄ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルまたはチオホスホアルキルエーテルであり；そしてＲｄは、対イオンであり；
Ｒ４は、各存在において、独立して、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；
Ｒ５は、各存在において、独立して、オキソ、チオキソまたは非存在であり；
Ｑは、各存在において、独立して、分析物分子、固体支持体または相補的反応性基Ｑ′と共有結合を形成できる反応性基を含む部分であり；
ｍは、各存在において、独立して、０またはこれより大きな整数であるが、ただしｍの少なくとも１個の存在は、１またはこれより大きな整数であり；そして
ｎは、１またはこれより大きな整数である。
構造（Ｉ）の化合物中の種々のリンカーおよび置換基（例えば、Ｍ、Ｑ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒｃ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３およびＬ４）は、さらに１個の置換基で必要に応じて置換される。例えば、いくつかの実施形態において、選択肢的な置換基は、構造（Ｉ）の化合物の水溶性または他の特性を最適化するために選択される。ある種の実施形態において、構造（Ｉ）の化合物中の各アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルおよびチオホスホアルキルエーテルは、ヒドロキシル、アルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、スルフヒドリル、アミノ、アルキルアミノ、カルボキシル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルおよびチオホスホアルキルエーテルからなる群より選択されるさらに１個の置換基で必要に応じて置換される。構造（Ｉ）のある種の実施形態において、選択肢的な置換基は、−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃであり、ここでＲａ、ＲｂおよびＲｃは、構造（Ｉ）の化合物について定義されるとおりである。
いくつかの実施形態において、Ｌ１は、各存在において、独立して、選択肢的なアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンまたはヘテロ原子リンカーである。他の実施形態において、Ｌ１は、各存在において、独立して、２個の相補的反応性基、例えば、Ｑ基の反応によって形成できる官能基を含むリンカーである。
構造（Ｉ）のいくつかの実施形態において、Ｌ４は、各存在において、独立して、ヘテロアルキレンリンカーである。他のより具体的な実施形態において、Ｌ４は、各存在において、独立して、アルキレンオキシドリンカーである。例えば、いくつかの実施形態において、Ｌ４は、ポリエチレンオキシドであり、化合物は、以下の構造（ＩＡ）：
Figure 2019522066
 を有し、ここでｚは、２〜１００の整数、例えば、３〜６の整数である。（ＩＡ）のいくつかの実施形態において、ｚは、２〜３０の、例えば、約２０〜２５の整数、または約２３である。いくつかの実施形態において、ｚは、２〜１０、例えば、３〜６の整数である。いくつかの実施形態において、ｚは、３である。いくつかの実施形態において、ｚは、４である。いくつかの実施形態において、ｚは、５である。いくつかの実施形態において、ｚは、６である。
選択肢的なリンカーＬ１は、化合物の残部へのＭ部分の結合点として使用され得る。例えば、いくつかの実施形態において、構造（Ｉ）の化合物への合成前駆体が調製され、Ｍ部分は、当該分野で公知の任意の数の容易な方法（例えば、「クリック化学」といわれる方法）を使用して、その合成前駆体に結合される。この目的のために、迅速でありかつ実質的に不可逆性である任意の反応は、Ｍをその合成前駆体に結合して、構造（Ｉ）の化合物を形成するために使用され得る。例示的な反応としては、トリアゾールを形成するアジドおよびアルキンの銅触媒性の反応（ヒュスゲン１，３−双極環化付加反応）、ジエンおよびジエノフィルの反応（ディールス−アルダー）、歪み促進性アルキン−ニトロン環化付加（ｓｔｒａｉｎ−ｐｒｏｍｏｔｅｄ ａｌｋｙｎｅ−ｎｉｔｒｏｎｅ ｃｙｃｌｏａｄｄｉｔｉｏｎ）、歪みアルケンと、アジド、テトラジンまたはテトラゾールの反応、アルケンおよびアジドの［３＋２］環化付加、アルケンおよびテトラジン逆電子要請型ディールス−アルダー、アルケンおよびテトラゾール光化学反応、ならびに種々の置換反応（例えば、求電子性原子に対する求核攻撃による脱離基の置換）が挙げられる。例示的な置換反応は、アミンと以下：活性化エステル；Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル；イソシアネート；イソチオシアネート（ｉｓｏｔｈｉｏｓｃｙａｎａｔｅ）などとの反応を含む。いくつかの実施形態において、Ｌ１を形成する反応は、水性環境の中で行われ得る。
よって、いくつかの実施形態において、Ｌ１は、各存在において、２個の相補的反応性基の反応によって形成し得る官能基、たとえば、前述の「クリック」反応のうちの１つの生成物である官能基、を含むリンカーである。種々の実施形態において、Ｌ１の少なくとも１個の存在に関して、官能基は、アルデヒド、オキシム、ヒドラゾン、アルキン、アミン、アジド、アシルアジド、アシルハライド、ニトリル、ニトロン、スルフヒドリル、ジスルフィド、スルホニルハライド、イソチオシアネート、イミドエステル、活性化エステル（例えば、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル）、ケトン、α，β−不飽和カルボニル、アルケン、マレイミド、α−ハロイミド、エポキシド、アジリジン、テトラジン、テトラゾール、ホスフィン、ビオチンまたはチイラン官能基と、相補的反応性基との反応によって形成され得る。例えば、アミンとＮ−ヒドロキシスクシンイミドエステルまたはイソチオシアネートとの反応。
他の実施形態において、Ｌ１の少なくとも１個の存在に関して、官能基は、アルキンおよびアジドの反応によって形成され得る。他の実施形態において、Ｌ１の少なくとも１個の存在に関して、官能基は、アミン（例えば、一級アミン）およびＮ−ヒドロキシスクシンイミドエステルまたはイソチオシアネートの反応によって形成され得る。
より多くの実施形態において、Ｌ１の少なくとも１個の存在に関して、官能基は、アルケン、エステル、アミド、チオエステル、ジスルフィド、炭素環式、複素環式またはヘテロアリール基を含む。より多くの実施形態において、Ｌ１の少なくとも１個の存在に関して、官能基は、アルケン、エステル、アミド、チオエステル、チオウレア、ジスルフィド、炭素環式、複素環式またはヘテロアリール基を含む。他の実施形態において、官能基は、アミドまたはチオウレアを含む。いくつかのより具体的な実施形態において、Ｌ１の少なくとも１個の存在に関して、Ｌ１は、トリアゾリル官能基を含むリンカーである。一方で他の実施形態において、Ｌ１の少なくとも１個の存在に関して、Ｌ１は、アミドまたはチオウレア官能基を含むリンカーである。
さらに他の実施形態において、Ｌ１の少なくとも１個の存在に関して、Ｌ１−Ｍは、以下の構造：
Figure 2019522066
 を有し、ここでＬ１ａおよびＬ１ｂは、各々独立して、選択肢的なリンカーである。
異なる実施形態において、Ｌ１の少なくとも１個の存在に関して、Ｌ１−Ｍは、以下の構造：
Figure 2019522066
 を有し、ここでＬ１ａおよびＬ１ｂは、各々独立して、選択肢的なリンカーである。
前述のものの種々の実施形態において、Ｌ１ａもしくはＬ１ｂ、または両方が、非存在である。他の実施形態において、Ｌ１ａもしくはＬ１ｂ、または両方が存在する。
いくつかの実施形態において、Ｌ１ａおよびＬ１ｂは、存在する場合、各々独立して、アルキレンまたはヘテロアルキレンである。例えば、いくつかの実施形態において、Ｌ１ａおよびＬ１ｂは、存在する場合、独立して、以下の構造：
Figure 2019522066
 のうちの１つを有する。
構造（Ｉ）のさらに他の異なる実施形態において、Ｌ１は、各存在において、独立して、選択肢的なアルキレンまたはヘテロアルキレンリンカーである。ある種の実施形態において、Ｌ１は、以下の構造：
Figure 2019522066
 のうちの１つを有する。
より多くの実施形態において、Ｌ２およびＬ３は、各存在において、独立して、Ｃ１−Ｃ６アルキレン、Ｃ２−Ｃ６アルケニレンまたはＣ２−Ｃ６アルキニレンである。例えば、いくつかの実施形態において、化合物は、以下の構造（ＩＢ）：
Figure 2019522066
 を有し、ここで：
ｘ１、ｘ２、ｘ３およびｘ４は、各存在において、独立して、０〜６の整数であり；そして
ｚは、２〜１００の整数、例えば、３〜６の整数である。
構造（ＩＢ）の化合物のある種の実施形態において、ｘ１、ｘ２、ｘ３またはｘ４のうちの少なくとも１個の存在は、１である。他の実施形態において、ｘ１、ｘ２、ｘ３およびｘ４は、各存在において、各々１である。他の実施形態において、ｘ１およびｘ３は、各存在において、各々０である。いくつかの実施形態において、ｘ２およびｘ４は、各存在において、各々１である。さらに他の実施形態において、ｘ１およびｘ３は、各存在において、各々０であり、ｘ２およびｘ４は、各存在において、各々１である。
構造（ＩＢ）の化合物のいくつかのより具体的な実施形態において、Ｌ１は、各存在において、独立して、トリアゾリル官能基を含む。構造（ＩＢ）の化合物のいくつかの他の具体的な実施形態において、Ｌ１は、各存在において、独立して、アミドまたはチオウレア官能基を含む。構造（ＩＢ）の化合物の他の実施形態において、Ｌ１は、各存在において、独立して、選択肢的なアルキレンまたはヘテロアルキレンリンカーである。
構造（Ｉ）の化合物のうちのいずれかのさらに他の実施形態において、Ｒ４は、各存在において、独立して、ＯＨ、Ｏ−またはＯＲｄである。「ＯＲｄ」および「ＳＲｄ」は、カチオンと会合したＯ−およびＳ−をいうことが意図されることは、理解される。例えば、ホスフェート基の二ナトリウム塩は、
Figure 2019522066
 として表され得、ここでＲｄは、ナトリウム（Ｎａ＋）である。
構造（Ｉ）の化合物のうちのいずれかの他の実施形態において、Ｒ５は、各存在において、オキソである。
前述の化合物のうちのいずれかのいくつかの異なる実施形態において、Ｒ１は、Ｈである。
他の種々の実施形態において、Ｒ２およびＲ３は、各々独立して、ＯＨまたは−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃである。いくつかの異なる実施形態において、Ｒ２またはＲ３は、ＯＨまたは−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃであり、Ｒ２またはＲ３の他方は、ＱまたはＱへの共有結合を含むリンカーである。
構造（Ｉ）の前述の化合物のうちのいずれかのさらにより異なる実施形態において、Ｒ２およびＲ３は、各々独立して、−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃである。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、Ｒｃは、ＯＬ’である。
他の実施形態において、Ｒ２およびＲ３は、各々独立して、−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）ＯＬ’であり、Ｌ’は、Ｑ、標的化部分、分析物（例えば、分析物分子）、固体支持体、固体支持体残基、ヌクレオシドまたは構造（Ｉ）のさらなる化合物への、アルキレンまたはヘテロアルキレンリンカーである。
リンカーＬ’は、Ｑ、標的化部分、分析物（例えば、分析物分子）、固体支持体、固体支持体残基、ヌクレオシドまたは構造（Ｉ）のさらなる化合物を、構造（Ｉ）の化合物に結合させるために適した任意のリンカーであり得る。有利なことには、ある種の実施形態は、化合物の水溶性を増大または最適化するために選択されるＬ’部分の使用を含む。ある種の実施形態において、Ｌ’は、ヘテロアルキレン部分である。いくつかの他のある種の実施形態において、Ｌ’は、アルキレンオキシドもしくはホスホジエステル部分、またはこれらの組み合わせを含む。
ある種の実施形態において、Ｌ’は、以下の構造：
Figure 2019522066
 を有し、ここで：
ｍ”およびｎ”は、独立して、１〜１０の整数であり；
Ｒｅは、Ｈ、電子対または対イオンであり；
Ｌ”は、Ｒｅもしくは直接結合であるか、またはＱ、標的化部分、分析物（例えば、分析物分子）、固体支持体、固体支持体残基、ヌクレオシドもしくは構造（Ｉ）のさらなる化合物への、連結である。
いくつかの実施形態において、ｍ”は、４〜１０の整数、例えば、４、６または１０である。他の実施形態において、ｎ”は、３〜６の整数、例えば、３、４、５または６である。
いくつかの他の実施形態において、Ｌ”は、アルキレンまたはヘテロアルキレン部分である。いくつかの他のある種の実施形態において、Ｌ”は、アルキレンオキシド、ホスホジエステル部分、スルフヒドリル、ジスルフィドもしくはマレイミド部分、またはこれらの組み合わせを含む。
前述の実施形態のうちのある種のものにおいて、標的化部分は、抗体または細胞表面レセプターアンタゴニストである。
構造（Ｉ）の前述の化合物のうちのいずれかの他のより具体的な実施形態において、Ｒ２またはＲ３は、以下の構造：
Figure 2019522066
Figure 2019522066
 のうちの１つを有する。
構造（Ｉ）の化合物のうちのある種の実施形態は、オリゴヌクレオチドの調製に関して当該分野で公知のものに類似である固相合成法に従って調製され得る。よって、いくつかの実施形態において、Ｌ’は、固体支持体、固体支持体残基またはヌクレオシドへの連結である。活性化デオキシチミジン（ｄＴ）基を含む固体支持体は、容易に入手可能であり、いくつかの実施形態において、構造（Ｉ）の化合物の調製のための出発物質として使用され得る。よって、いくつかの実施形態において、Ｒ２またはＲ３は、以下の構造：
Figure 2019522066
 を有する。
当業者は、上記で示されるｄＴ基が合成のしやすさおよび経済効率のみのために含まれ、必須ではないことを理解する。他の固体支持体が使用され得、そしてＬ’に存在する異なるヌクレオシドまたは固体支持体残基を生じるか、あるいはそのヌクレオシドまたは固体支持体残基は、合成後に除去または改変され得る。
なお他の実施形態において、Ｑは、各存在において、独立して、分析物分子または固体支持体と共有結合を形成し得る反応性基を含む部分である。他の実施形態において、Ｑは、各存在において、独立して、相補的反応性基Ｑ′と共有結合を形成し得る反応性基を含む部分である。例えば、いくつかの実施形態において、Ｑ′は、構造（Ｉ）のさらなる化合物上に（例えば、Ｒ２位またはＲ３位に）存在し、ＱおよびＱ′は、構造（Ｉ）の化合物および構造（Ｉ）のさらなる化合物の反応が構造（Ｉ）の化合物の共有結合したダイマーを生じるように、相補的反応性基を含む。構造（Ｉ）のマルチマー化合物はまた、類似の様式で調製され得、本発明の実施形態の範囲内に含まれる。
Ｑ基のタイプおよび構造（Ｉ）の化合物の残部へのＱ基の接続は、Ｑが、所望の結合を形成するために適切な反応性を有することを条件として、限定されない。
ある種の実施形態において、Ｑは、水性条件下で加水分解を受けにくい部分であるが、分析物分子または固体支持体上の対応する基（例えば、アミン、アジドまたはアルキン）と結合を形成するために十分に反応性である。
構造（Ｉ）の化合物のある種の実施形態は、生体結合反応の分野において一般に使用されるＱ基を含む。例えば、いくつかの実施形態において、Ｑは、求核性反応性基、求電子性反応性基もしくは環化付加反応性基を含む。いくつかのより具体的な実施形態において、Ｑは、スルフヒドリル、ジスルフィド、活性化エステル、イソチオシアネート、アジド、アルキン、アルケン、ジエン、ジエノフィル、酸ハライド、スルホニルハライド、ホスフィン、α−ハロアミド、ビオチン、アミノもしくはマレイミド官能基を含む。いくつかの実施形態において、上記活性化エステルは、Ｎ−スクシンイミドエステル、イミドエステルまたはポリフルオロフェニルエステルである。他の実施形態において、上記アルキンは、アルキルアジドまたはアシルアジドである。
Ｑ基は、便宜的に、貯蔵安定性または他の所望の特性を増大するために保護された形態で提供され得、次いで、その保護基は、例えば、標的化部分または分析物との結合体化のために適時に除去され得る。よって、Ｑ基は、反応性基の「保護された形態」を含み、これらとしては、上記でまたは以下の表１に記載される反応性基のうちのいずれかが挙げられる。Ｑの「保護された形態」とは、所定の反応条件下で、Ｑと比較してより低い反応性を有するが、好ましくは、構造（Ｉ）の化合物の他の部分を分解もせず、その部分と反応もしない条件下で、Ｑに変換され得る部分をいう。当業者は、特定のＱならびに所望の最終用途および貯蔵条件に基づいて、Ｑの適切な保護された形態を導き得る。例えば、ＱがＳＨである場合、Ｑの保護された形態は、一般に公知の技術および試薬を使用してＳＨ部分を現すために還元され得るジスルフィドを含む。
例示的なＱ部分は、以下の表Ｉに提供される。
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
ＱがＳＨであるいくつかの実施形態において、このＳＨ部分は、例えば構造（Ｉ）の別の化合物上の別のスルフヒドリル基とジスルフィド結合を形成する傾向にあることに注意するべきである。よって、いくつかの実施形態は、ジスルフィドダイマーの形態にあり、このジスルフィド結合がＳＨ Ｑ基に由来する構造（Ｉ）の化合物を含む。
また、ある種の実施形態の範囲内に含まれるのは、Ｒ２およびＲ３のうちの一方または両方が構造（Ｉ）のさらなる化合物への連結を含む構造（Ｉ）の化合物である。例えば、Ｒ２およびＲ３のうちの一方または両方は、−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃであり、Ｒｃは、ＯＬ’であり、そしてＬ’は、構造（Ｉ）のさらなる化合物への共有結合を含むリンカーである。このような化合物は、例えば、約１０個の「Ｍ」部分（すなわち、ｎ＝９）を有し、構造（Ｉ）の第２の化合物上の相補的Ｑ’基との反応に適切な「Ｑ」を有する構造（Ｉ）の第１の化合物を調製することによって、調製され得る。このようにして、任意の数の「Ｍ」部分（例えば、１００個またはこれより多く）を有する構造（Ｉ）の化合物は、各モノマーを連続的にカップリングする必要性なしに調製され得る。構造（Ｉ）のこのような化合物の例示的実施形態は、以下の構造（Ｉ’）：
Figure 2019522066
 を有し、ここで：
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｍ、ｍおよびｎの各存在は、独立して、構造（Ｉ）の化合物について定義されるとおりであり；
Ｌ”は、Ｑ部分と相当するＱ’部分との反応から生じる官能基を含むリンカーであり；そして
αは、１より大きな、例えば、１〜１００、または１〜１０の整数である。
構造（Ｉ’）の例示的化合物は、実施例５に提供される。構造（Ｉ’）の他の化合物は、当業者によって、例えば、本明細書で提供される構造（Ｉ）の化合物をダイマー化またはポリマー化することによって、導かれ得る。
他の実施形態において、そのＱ部分は、ジスルフィド部分として便宜上マスクされる（例えば、保護される）。その部分は、後に、所望の分析物分子または標的化部分に結合するために、還元されて、活性化Ｑ部分を提供し得る。例えば、そのＱ部分は、以下の構造：
Figure 2019522066
 を有するジスルフィドとしてマスクされ得、ここでＲは、必要に応じて置換されたアルキル基である。例えば、いくつかの実施形態において、Ｑは、以下の構造：
Figure 2019522066
 を有するジスルフィド部分として提供され、ここでｎは、１〜１０の整数、例えば、６である。
構造（Ｉ）のいくつかの他の実施形態において、Ｒ２またはＲ３のうちの一方は、ＯＨまたは−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃであり、かつＲ２またはＲ３のうちの他方は、分析物分子への共有結合を含むリンカーまたは固体支持体への共有結合を含むリンカーである。例えば、いくつかの実施形態において、上記分析物分子は、核酸、アミノ酸またはこれらのポリマーである。他の実施形態において、上記分析物分子は、酵素、レセプター、レセプターリガンド、抗体、糖タンパク質、アプタマーまたはプリオンである。さらに異なる実施形態において、上記固体支持体は、ポリマービーズまたは非ポリマービーズである。
ｍについての値は、所望の蛍光および／または色の強度に基づいて選択され得る別の変数である。いくつかの実施形態において、ｍは、各存在において、独立して、１〜１０、３〜１０または７〜９の整数である。他の実施形態において、ｍは、各存在において、独立して、１〜５の整数、例えば、１、２、３、４または５である。他の実施形態において、ｍは、各存在において、独立して、５〜１０の整数、例えば、５、６、７、８、９または１０である。他の実施形態において、ｍの各存在は、１またはこれより大きい整数である。例えば、いくつかの実施形態において、ｍの各存在は、２もしくはこれより大きいか、または３もしくはこれより大きい整数である。
他の実施形態において、ｍは、各存在において、独立して、２より大きな整数であり、ｚは、３〜１０の整数であり、例えば、いくつかの実施形態において、ｍは、各存在において、独立して、２より大きな整数（例えば、３、４、５または６）であり、ｚは、３〜６の整数である。
蛍光強度はまた、ｎの種々の値の選択によって整調され得る。ある種の実施形態において、ｎは、１〜１００の整数である。他の実施形態において、ｎは、１〜１０の整数である。いくつかの実施形態において、ｎは、１である。いくつかの実施形態において、ｎは、２である。いくつかの実施形態において、ｎは、３である。いくつかの実施形態において、ｎは、４である。いくつかの実施形態において、ｎは、５である。いくつかの実施形態において、ｎは、６である。いくつかの実施形態において、ｎは、７である。いくつかの実施形態において、ｎは、８である。いくつかの実施形態において、ｎは、９である。いくつかの実施形態において、ｎは、１０である。
化合物の構造中のＭは、上記で記載される部分のうちのいずれかから選択される。
いくつかの具体的実施形態において、組成物中のポリマー染料化合物は、表２から選択される化合物である。表２の中の化合物は、実施例に示される手順に従って調製し、それらが何であるかを質量分析法によって確認した。
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
 ＊ＴＢＤ＝未決定
表２において、および本出願全体を通じて使用される場合、Ｒ２、Ｒ３、ｍ、ｎおよびＬ′は、別段示されなければ、構造（Ｉ）の化合物に関して提供される定義を有し、Ｆ、Ｆ′およびＦ′′は、それぞれ、以下の構造：
Figure 2019522066
 を有するフルオレセイン部分をいう。
「ｄＴ」とは、以下の構造：
Figure 2019522066
 をいう。
いくつかの実施形態は、標的化部分（例えば、抗体）に結合体化される表２に提供される具体的化合物を含め、前述の化合物のうちのいずれかを含む。
構造（ＩＩ）のポリマー染料化合物
いくつかの実施形態において、構造（ＩＩ）の化合物が提供される。いくつかの異なる実施形態において、シクロデキストリンおよび構造（ＩＩ）の化合物を含む組成物が提供される。構造（ＩＩ）の化合物は、以下の構造：
Figure 2019522066
 またはその立体異性体、塩もしくは互変異性体を有し、ここで：
Ｍは、各存在において、独立して、染料部分であり；
Ｌ１は、各存在において、独立して、２個の相補的反応性基の反応によって形成できる官能基を含むリンカーであり；
Ｌ２およびＬ３は、各存在において、独立して、選択肢的なアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンまたはヘテロ原子リンカーであり；
Ｌ４は、各存在において、独立して、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレンまたはヘテロアルキニレンリンカーであり；
Ｒ１は、各存在において、独立して、Ｈ、アルキルまたはアルコキシであり；
Ｒ２およびＲ３は、各々独立して、Ｈ、ＯＨ、ＳＨ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、ヘテロアルキル、−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃ、ＱまたはＬ’であり；
Ｒ４は、各存在において、独立して、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；
Ｒ５は、各存在において、独立して、オキソ、チオキソまたは非存在であり；
Ｒａは、ＯまたはＳであり；
Ｒｂは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；
Ｒｃは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄ、ＯＬ’、ＳＲｄ、アルキル、アルコキシ、ヘテロアルキル、ヘテロアルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルまたはチオホスホアルキルエーテルであり；
Ｒｄは、対イオンであり；
Ｑは、各存在において、独立して、分析物分子、標的化部分、固体支持体または相補的反応性基Ｑ′と共有結合を形成できる反応性基またはその保護されたアナログを含む部分であり；
Ｌ’は、各存在において、独立して、Ｑへの共有結合を含むリンカー、標的化部分への共有結合を含むリンカー、分析物分子への共有結合を含むリンカー、固体支持体への共有結合を含むリンカー、固体支持体残基への共有結合を含むリンカー、ヌクレオシドへの共有結合を含むリンカーまたは構造（Ｉ）のさらなる化合物への共有結合を含むリンカーであり；
ｍは、各存在において、独立して、０またはこれより大きな整数であり；そして
ｎは、１またはこれより大きな整数である。
構造（ＩＩ）の他の実施形態において：
Ｍは、各存在において、独立して、染料部分であり；
Ｌ１は、各存在において、独立して、２個の相補的反応性基の反応によって形成できる官能基を含むリンカーであり；
Ｌ２およびＬ３は、各存在において、独立して、選択肢的なアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンまたはヘテロ原子リンカーであり；
Ｌ４は、各存在において、独立して、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレンまたはヘテロアルキニレンリンカーであり；
Ｒ１は、各存在において、独立して、Ｈ、アルキルまたはアルコキシであり；
Ｒ２およびＲ３は、各々独立して、Ｈ、ＯＨ、ＳＨ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃ、Ｑ、Ｑへの共有結合を含むリンカー、分析物分子への共有結合を含むリンカー、固体支持体への共有結合を含むリンカーまたは構造（ＩＩ）のさらなる化合物への共有結合を含むリンカーであり、ここで：Ｒａは、ＯまたはＳであり；Ｒｂは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；Ｒｃは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄ、ＳＲｄ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルまたはチオホスホアルキルエーテルであり；そしてＲｄは、対イオンであり；
Ｒ４は、各存在において、独立して、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；
Ｒ５は、各存在において、独立して、オキソ、チオキソまたは非存在であり；
Ｑは、各存在において、独立して、分析物分子、固体支持体または相補的反応性基Ｑ′と共有結合を形成できる反応性基を含む部分であり；
ｍは、各存在において、独立して、０またはこれより大きな整数であり；そして
ｎは、１またはこれより大きな整数である。
いくつかの実施形態において、ｍの少なくとも１個の存在は、１またはこれより大きな整数である。他の実施形態において、ｍの少なくとも１個の存在は、２またはこれより大きな整数である。さらに異なる実施形態において、ｍの少なくとも１個の存在は、３またはこれより大きな整数である。さらに異なる実施形態において、ｍの少なくとも１個の存在は、４またはこれより大きな整数である。さらに異なる実施形態において、ｍの少なくとも１個の存在は、５またはこれより大きな整数である。
構造（ＩＩ）の化合物の中の種々のリンカーおよび置換基（例えば、Ｍ、Ｑ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒｃ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３およびＬ４）は、構造（Ｉ）に関して上記で記載されるとおりのさらに１個の置換基で必要に応じて置換される。
構造（ＩＩ）の化合物におけるリンカーＬ１は、上記で示される構造（Ｉ）の実施形態のうちのいずれかで定義されるとおりである。
よって、いくつかの実施形態において、ポリマー染料化合物は、以下の構造（ＩＩＡ）：
Figure 2019522066
 を有し、ここで：
Ｌ１ａおよびＬ１ｂは、各存在において、独立して、選択肢的なリンカーであり；そして
ｘ１、ｘ２、ｘ３およびｘ４は、各存在において、独立して、０〜６の整数である。
異なる実施形態において、構造（ＩＩ）の化合物は、以下の構造（ＩＩＢ）：
Figure 2019522066
 を有し、ここで：
Ｌ１ａおよびＬ１ｂは、各存在において、独立して、選択肢的なリンカーであり；そして
ｘ１、ｘ２、ｘ３およびｘ４は、各存在において、独立して、０〜６の整数である。
前述の種々の実施形態において、Ｌ１ａもしくはＬ１ｂ、または両方は、非存在である。他の実施形態において、Ｌ１ａもしくはＬ１ｂ、または両方は、存在する。
いくつかの実施形態において、Ｌ１ａおよびＬ１ｂは、存在する場合、各々独立して、アルキレンまたはヘテロアルキレンである。例えば、いくつかの実施形態において、Ｌ１ａおよびＬ１ｂは、存在する場合、独立して、以下の構造：
Figure 2019522066
 のうちの１つを有する。
より多くの実施形態において、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３およびＬ４は、各存在において、独立して、Ｃ１−Ｃ６アルキレン、Ｃ２−Ｃ６アルケニレンまたはＣ２−Ｃ６アルキニレンである。他の実施形態において、Ｌ４は、各存在において、独立して、Ｃ１−Ｃ６アルキレン、Ｃ２−Ｃ６アルケニレンまたはＣ２−Ｃ６アルキニレンである。例えば、いくつかの実施形態において、化合物は、以下の構造（ＩＩＣ）：
Figure 2019522066
 を有し、ここで：
ｘ１、ｘ２、ｘ３およびｘ４は、各存在において、独立して、０〜６の整数であり；そして
ｙは、各存在において、独立して、１〜６の整数である。
構造（ＩＩＣ）のいくつかの実施形態において、Ｌ１は、各存在において、独立して、トリアゾリル官能基を含む。（ＩＩＣ）の他の実施形態において、ｙは、ｍの各整数値に対して２である。
構造（ＩＩＣ）の化合物のある種の実施形態において、ｘ３およびｘ４は、各存在において、ともに２である。他の実施形態において、ｘ１、ｘ２、ｘ５およびｘ６は、各存在において、各々１である。異なる実施形態において、ｘ２およびｘ４は、各々０であり、ｘ３は、１である。
構造（ＩＩ）の前述の化合物のうちのいずれかのさらに他の実施形態において、Ｒ４およびＲ５は、独立して、上記の構造（Ｉ）について定義されるとおりである。
さらに異なる実施形態において、構造（ＩＩ）の化合物は、以下の構造（ＩＤ）または（ＩＥ）：
Figure 2019522066
 のうちの一方を有する。
（ＩＩＤ）および（ＩＩＥ）のいくつかの具体的実施形態において、Ｌ１は、各存在において、独立して、トリアゾリル官能基を含む。
構造（ＩＩ）においてＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｑ、Ｍ、ｍおよびｎは、独立して、構造（Ｉ）の前述の実施形態のうちのいずれかで定義されるとおりである。
構造（ＩＩ）の前述の化合物のうちのいずれかのさらにより異なる実施形態において、Ｒ２およびＲ３は、各々独立して、−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃである。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、Ｒｃは、ＯＬ’である。
他の実施形態において、Ｒ２およびＲ３は、各々独立して、−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）ＯＬ’であり、Ｌ’は、Ｑ、標的化部分、分析物（例えば、分析物分子）、固体支持体、固体支持体残基、ヌクレオシドまたは構造（ＩＩ）のさらなる化合物への、アルキレンまたはヘテロアルキレンリンカーである。
リンカーＬ’は、Ｑ、標的化部分、分析物（例えば、分析物分子）、固体支持体、固体支持体残基、ヌクレオシドまたは構造（ＩＩ）のさらなる化合物を、構造（ＩＩ）の化合物に結合するために適した任意のリンカーであり得る。ある種の実施形態は、化合物の水溶性を増大または最適化するために選択されるＬ’部分の使用を含む。ある種の実施形態において、Ｌ’は、ヘテロアルキレン部分である。いくつかの他のある種の実施形態において、Ｌ’は、アルキレンオキシドもしくはホスホジエステル部分、またはこれらの組み合わせを含む。
ある種の実施形態において、Ｌ’は、以下の構造：
Figure 2019522066
 を有し、ここで：
ｍ”およびｎ”は、独立して、１〜１０の整数であり；
Ｒｅは、Ｈ、電子対または対イオンであり；
Ｌ”は、Ｒｅもしくは直接結合であるか、またはＱ、標的化部分、分析物（例えば、分析物分子）、固体支持体、固体支持体残基、ヌクレオシドもしくは構造（ＩＩ）のさらなる化合物への、連結である。
いくつかの実施形態において、ｍ”は、４〜１０の整数、例えば、４、６または１０である。他の実施形態において、ｎ”は、３〜６の整数、例えば、３、４、５または６である。
いくつかの他の実施形態において、Ｌ”は、アルキレンまたはヘテロアルキレン部分である。いくつかの他のある種の実施形態において、Ｌ”は、アルキレンオキシド、ホスホジエステル部分、スルフヒドリル、ジスルフィドもしくはマレイミド部分、またはこれらの組み合わせを含む。
前述の実施形態のうちのある種のものにおいて、標的化部分は、抗体または細胞表面レセプターアンタゴニストである。
構造（ＩＩ）の前述の化合物のうちのいずれかの他のより具体的な実施形態において、Ｒ２またはＲ３は、以下の構造：
Figure 2019522066
Figure 2019522066
 のうちの１つを有する。
構造（ＩＩ）の化合物のうちのある種の実施形態は、オリゴヌクレオチドの調製に関して当該分野で公知のものに類似である固相合成法に従って調製され得る。よって、いくつかの実施形態において、Ｌ’は、固体支持体、固体支持体残基またはヌクレオシドへの連結である。活性化デオキシチミジン（ｄＴ）基を含む固体支持体は、容易に入手可能であり、いくつかの実施形態において、構造（ＩＩ）の化合物の調製のための出発物質として使用され得る。よって、いくつかの実施形態において、Ｒ２またはＲ３は、以下の構造：
Figure 2019522066
 を有する。
当業者は、上記で示されるｄＴ基が合成のしやすさおよび経済効率のみのために含まれ、必須ではないことを理解する。他の固体支持体が使用され得、そしてＬ’に存在する異なるヌクレオシドまたは固体支持体残基を生じるか、あるいはそのヌクレオシドまたは固体支持体残基は、合成後に除去または改変され得る。
いくつかの具体的実施形態において、構造（ＩＩ）の化合物は、表３から選択される化合物である：
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
Figure 2019522066
表３において、および本願全体を通じて使用される場合、Ｆ、ＥおよびＹは、それぞれ、フルオレセイン、ペリレンおよびピレン部分をいい、以下の構造：
Figure 2019522066
 を有する。
構造（ＩＩＩ）のポリマー染料化合物
いくつかの実施形態において、構造（ＩＩＩ）の化合物が提供される。いくつかの異なる実施形態において、シクロデキストリンおよび構造（ＩＩＩ）の化合物を含む組成物が提供される。構造（ＩＩＩ）の化合物は、以下の構造：
Figure 2019522066
 またはその立体異性体、塩もしくは互変異性体を有し、ここで：
Ｍは、各存在において、独立して、染料部分であり；
Ｌ１は、各存在において、独立して、ｉ）選択肢的なアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレンもしくはヘテロアルキニレンリンカー；またはｉｉ）２個の相補的反応性基の反応によって形成できる官能基を含むリンカー、のいずれかであり；
Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は、各存在において、独立して、選択肢的なアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレンまたはヘテロアルキニレンリンカーであり；
Ｒ１は、各存在において、独立して、天然または非天然のアミノ酸の側鎖であり；
Ｒ２およびＲ３は、各々独立して、Ｈ、−ＯＨ、−ＳＨ、−ＮＨ２、−ＣＯ２Ｈ、アルキル、アルキルエーテル、アルコキシ、ヘテロアルキル、アルキルアミニル、アルキルカルボニル、アルキルオキシカルボニル、Ｑ、Ｑへの共有結合を含むリンカー、標的化部分への共有結合を含むリンカー、分析物分子への共有結合を含むリンカー、固体支持体への共有結合を含むリンカー、固体支持体残基への共有結合を含むリンカーまたは構造（Ｉ）のさらなる化合物への共有結合を含むリンカーであり、ここで上記アルキル、アルキルエーテル、アルキルアミニル、アルキルカルボニルおよびアルキルオキシカルボニルは、ヒドロキシル、アミノ、スルフヒドリル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルもしくはチオホスホアルキルエーテル、またはこれらの組み合わせで必要に応じて置換され；Ｑは、各存在において、独立して、分析物分子、固体支持体または相補的反応性基Ｑ′と共有結合を形成できる反応性基を含む部分であり；
ｍは、各存在において、独立して、０またはこれより大きな整数であり；そして
ｎは、１またはこれより大きな整数である。
構造（ＩＩＩ）の他の実施形態において：
Ｍは、各存在において、独立して、染料部分であり；
Ｌ１は、各存在において、独立して、ｉ）選択肢的なアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレンもしくはヘテロアルキニレンリンカー；またはｉｉ）２個の相補的反応性基の反応によって形成できる官能基を含むリンカー、のいずれかであり；
Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は、各存在において、独立して、選択肢的なアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレンまたはヘテロアルキニレンリンカーであり；
Ｒ１は、各存在において、独立して、天然または非天然のアミノ酸の側鎖であり；
Ｒ２およびＲ３は、各々独立して、Ｈ、−ＯＨ、−ＳＨ、−ＮＨ２、−ＣＯ２Ｈ、アルキル、アルキルエーテル、アルキルアミニル、アルキルカルボニル、アルキルオキシカルボニル、Ｑ、Ｑへの共有結合を含むリンカー、分析物分子への共有結合を含むリンカー、固体支持体への共有結合を含むリンカーまたは構造（ＩＩＩ）のさらなる化合物への共有結合を含むリンカーであり、ここで上記アルキル、アルキルエーテル、アルキルアミニル、アルキルカルボニルおよびアルキルオキシカルボニルは、ヒドロキシル、アミノ、スルフヒドリル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルもしくはチオホスホアルキルエーテル、またはこれらの組み合わせで必要に応じて置換され；
Ｑは、各存在において、独立して、分析物分子、固体支持体または相補的反応性基Ｑ′と共有結合を形成できる反応性基を含む部分であり；
ｍは、各存在において、独立して、０またはこれより大きな整数であり；そして
ｎは、１またはこれより大きな整数である。
構造（Ｉ）の化合物における種々のリンカーおよび置換基（例えば、Ｍ、Ｑ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４およびＬ５）は、構造（Ｉ）に関して上記で記載されるとおりのさらに１個の置換基で必要に応じて置換される。
構造（ＩＩＩ）の化合物における選択肢的なリンカーＬ１は、上記で示される構造（Ｉ）の実施形態のうちのいずれかで定義されるとおりである。
いくつかの実施形態において、少なくとも１個のＲ１は、天然アミノ酸の側鎖、例えば、Ｈまたはアルキルである。
構造（ＩＩＩ）の他の実施形態において、少なくとも１個のＲ１は、荷電したアミノ酸の側鎖、例えば、アミジニル、グアニジニルまたはイミダゾリル基を含む側鎖である。
他の実施形態において、Ｒ１は、各存在において、独立して、Ｈ、アルキル、−ＣＨ２ＣＯ２ −、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯ２ −、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ３ ＋、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣ（＝ＮＨ２ ＋）ＮＨ２またはイミダゾリルである。
種々の他の実施形態において、Ｒ１、Ｌ４およびｍは、
Figure 2019522066
 が、（Ｇ）１０、（ＧＤＧＤＧＤＧＤＧＤ）または（ＧＫＧＫＧＫＧＫＧＫ）というアミノ酸配列を有するように選択される。
異なる実施形態において、Ｒ１、Ｌ４およびｍは、
Figure 2019522066
 がα−ヘリックスまたはβ−シート二次構造を形成できるアミノ酸配列を有するように選択される。例えば、いくつかの実施形態において、アミノ酸配列は、（ＧＧＥＥＦＭＬＶＹＫＦＡＲＫＨＧＧ）または（ＧＧＭＳＭＶＶＳＧＧ）である。
異なる実施形態において、Ｌ４およびＬ５は、各存在において非存在である。他の実施形態において、Ｌ４もしくはＬ５、または両方は、少なくとも１個の存在に対して存在する。例えば、いくつかの実施形態において、存在する場合、Ｌ４もしくはＬ５、または両方は、ヘテロアルキレンリンカーである。
Ｌ４および／またはＬ５は、荷電した部分を含みうる。例えば、いくつかの実施形態において、Ｌ４および／またはＬ５は、水性溶液中で３〜１１の範囲に及ぶｐＨ値において正電荷または負電荷を維持できる官能基を含むヘテロアルキレンリンカーである。いくつかの実施形態において、Ｌ４および／またはＬ５は、水性溶液中で３〜１１の範囲に及ぶｐＨ値において正電荷を維持できる官能基を含むヘテロアルキレンリンカーである。いくつかの実施形態において、Ｌ４および／またはＬ５は、水性溶液中で３〜１１の範囲に及ぶｐＨ値において負電荷を維持できる官能基を含むヘテロアルキレンリンカーである。
いくつかの実施形態において、Ｌ４もしくはＬ５のうちの少なくとも１個の存在、または両方は、以下の構造：
Figure 2019522066
 を有する。
他の実施形態において、Ｌ４もしくはＬ５のうちの少なくとも１個の存在、または両方は、以下の構造：
Figure 2019522066
 を有する。
構造（ＩＩＩ）のさらに他の異なる実施形態において、Ｌ１は、各存在において、独立して、選択肢的なアルキレンまたはヘテロアルキレンリンカーである。
構造（ＩＩＩ）のより多くの他の実施形態において、Ｌ２およびＬ３は、各存在において、独立して、非存在またはヘテロアルキレンリンカーである。例えば、いくつかの実施形態において、ヘテロアルキレンリンカーは、アミノ酸またはペプチジルリンカーである。
構造（ＩＩＩ）の他の種々の実施形態において、Ｒ２は、−ＮＨ２である。他の実施形態において、Ｒ３は、Ｑ、Ｑへの共有結合を含むリンカーまたは固体支持体への共有結合を含むリンカーである。
構造（ＩＩＩ）の種々の異なる実施形態において、構造（ＩＩ）におけるＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｑ、Ｍ、ｍおよびｎは、独立して、構造（Ｉ）の前述の実施形態のうちのいずれかで定義されるとおりである。
いくつかの具体的実施形態において、構造（ＩＩＩ）の化合物は、表４から選択される化合物である。表４の中の化合物は、実施例に示される手順に従って調製し、それらが何であるかを質量分析法によって確認した。
Figure 2019522066
エントリーＩＩＩ−６およびＩＩＩ−７において表５で使用される場合、ならびに本願全体を通じて示される場合、構造図の中に組み込まれた文字配列は、当該分野で公知の１文字コードによって示されるアミノ酸配列を示す。
構造（ＩＶ）のポリマー染料化合物
いくつかの実施形態において、構造（ＩＶ）の化合物が提供される。いくつかの異なる実施形態において、シクロデキストリンおよび構造（ＩＶ）の化合物を含む組成物が提供される。構造（ＩＶ）の化合物は、以下の構造：
Figure 2019522066
 またはその立体異性体、塩もしくは互変異性体を有し、ここで：
Ａは、各存在において、独立して、１個またはこれより多くの縮合した炭素環式環系または複素環式環系を含む部分であり；
Ｍは、各存在において、独立して、染料部分であり；
Ｌ１は、各存在において、独立して、ｉ）選択肢的なアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンもしくはヘテロ原子リンカー；またはｉｉ）２個の相補的反応性基の反応によって形成できる官能基を含むリンカー、のいずれかであり；
Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は、各存在において、独立して、選択肢的なアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンリンカーまたはヘテロ原子リンカーであり；
Ｒ１は、各存在において、独立して、Ｈ、アルキルまたはアルコキシであり；
Ｒ２およびＲ３は、各々独立して、Ｈ、ＯＨ、ＳＨ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、ヘテロアルキル、−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃ、ＱまたはＬ’であり；
Ｒ４は、各存在において、独立して、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；
Ｒ５は、各存在において、独立して、オキソ、チオキソまたは非存在であり；
Ｒａは、ＯまたはＳであり；
Ｒｂは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；
Ｒｃは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄ、ＯＬ’、ＳＲｄ、アルキル、アルコキシ、ヘテロアルキル、ヘテロアルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルまたはチオホスホアルキルエーテルであり；
Ｒｄは、対イオンであり；
Ｑは、各存在において、独立して、分析物分子、標的化部分、固体支持体または相補的反応性基Ｑ′と共有結合を形成できる反応性基またはその保護されたアナログを含む部分であり；
Ｌ’は、各存在において、独立して、Ｑへの共有結合を含むリンカー、標的化部分への共有結合を含むリンカー、分析物分子への共有結合を含むリンカー、固体支持体への共有結合を含むリンカー、固体支持体残基への共有結合を含むリンカー、ヌクレオシドへの共有結合を含むリンカーまたは構造（Ｉ）のさらなる化合物への共有結合を含むリンカーであり；
ｍは、各存在において、独立して、０またはこれより大きな整数であるが、ただしｍの少なくとも１個の存在は、１またはこれより大きな整数であり；そして
ｎは、１またはこれより大きな整数である。
構造（ＩＶ）の他の実施形態において：
Ａは、各存在において、独立して、１個またはこれより多くの縮合した炭素環式環系または複素環式環系を含む部分であり；
Ｍは、各存在において、独立して、染料部分であり；
Ｌ１は、各存在において、独立して、ｉ）選択肢的なアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンもしくはヘテロ原子リンカー；またはｉｉ）２個の相補的反応性基の反応によって形成できる官能基を含むリンカー、のいずれかであり；
Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は、各存在において、独立して、選択肢的なアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンリンカーまたはヘテロ原子リンカーであり；
Ｒ１は、各存在において、独立して、Ｈ、アルキルまたはアルコキシであり；
Ｒ２およびＲ３は、各々独立して、Ｈ、ＯＨ、ＳＨ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃ、Ｑ、Ｑへの共有結合を含むリンカー、分析物分子への共有結合を含むリンカー、固体支持体への共有結合を含むリンカーまたは構造（Ｉ）のさらなる化合物への共有結合を含むリンカーであり、ここで：Ｒａは、ＯまたはＳであり；Ｒｂは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；Ｒｃは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄ、ＳＲｄ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルまたはチオホスホアルキルエーテルであり；そしてＲｄは、対イオンであり；
Ｒ４は、各存在において、独立して、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；
Ｒ５は、各存在において、独立して、オキソ、チオキソまたは非存在であり；
Ｑは、各存在において、独立して、分析物分子、固体支持体または相補的反応性基Ｑ′と共有結合を形成できる反応性基を含む部分であり；
ｍは、各存在において、独立して、０またはこれより大きな整数であるが、ただしｍの少なくとも１個の存在は、１またはこれより大きな整数であり；そして
ｎは、１またはこれより大きな整数である。
構造（ＩＶ）の化合物における種々のリンカーおよび置換基（例えば、Ｍ、Ａ、Ｑ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒｃ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４およびＬ５）は、構造（Ｉ）に関して上記で記載されるとおりのさらに１個の置換基で必要に応じて置換される。
構造（ＩＶ）の化合物における選択肢的なリンカーＬ１は、上記で示される構造（Ｉ）の実施形態のうちのいずれかで定義されるとおりである。
構造（ＩＶ）のいくつかの実施形態において、Ａは、各存在において、独立して、１個もしくはこれより多くの、縮合されたアリール環系またはヘテロアリール環系を含む部分である。異なる実施形態において、Ａは、各存在において、独立して、１個またはこれより多くの、縮合された二環式または三環式の、アリール環系またはヘテロアリール環系を含む部分である。
他のより具体的な実施形態において、Ａは、各存在において、独立して、以下の構造：
Figure 2019522066
 のうちの１つを有する縮合された炭素環式環系または複素環式環系であり、ここで：
ａ１、ａ２およびａ３は、各存在において、独立して、５員、６員または７員の炭素環式環または複素環式環であり；そして
Ｌ６は、直接結合またはリンカーである。
さらに他の実施形態において、Ａは、各存在において、独立して、以下の構造：
Figure 2019522066
 のうちの１つを有する。
構造（ＩＶ）のより多くの実施形態において、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は、各存在において、独立して、Ｃ１−Ｃ６アルキレン、Ｃ２−Ｃ６アルケニレンまたはＣ２−Ｃ６アルキニレンである。例えば、いくつかの実施形態において、化合物は、以下の構造（ＩＶＡ）：
Figure 2019522066
 を有し、ここで：
ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４、ｘ５およびｘ６は、各存在において、独立して、０〜６の整数である。
構造（ＩＶＡ）の化合物のある種の実施形態において、ｘ３およびｘ４は、各存在においてともに２である。他の実施形態において、ｘ１、ｘ２、ｘ５およびｘ６は、各存在において、各々１である。
構造（ＩＶＡ）の化合物のいくつかのより具体的な実施形態において、Ｌ１は、各存在において、独立して、トリアゾリル官能基を含む。構造（ＩＶＡ）の化合物の他の実施形態において、Ｌ１は、各存在において、独立して、選択肢的なアルキレンまたはヘテロアルキレンリンカーである。
構造（ＩＶ）の種々の異なる実施形態において、構造（ＩＶ）におけるＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｑ、Ｍ、ｍおよびｎは、独立して、構造（Ｉ）の前述の実施形態のうちのいずれかで定義されるとおりである。
構造（ＩＶ）の前述の化合物のうちのいずれかのさらにより異なる実施形態において、Ｒ２およびＲ３は、各々独立して、−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃである。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、Ｒｃは、ＯＬ’である。
他の実施形態において、Ｒ２およびＲ３は、各々独立して、−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）ＯＬ’であり、そしてＬ’は、Ｑ、標的化部分、分析物（例えば、分析物分子）、固体支持体、固体支持体残基、ヌクレオシドまたは構造（ＩＶ）のさらなる化合物への、アルキレンまたはヘテロアルキレンリンカーである。
リンカーＬ’は、Ｑ、標的化部分、分析物（例えば、分析物分子）、固体支持体、固体支持体残基、ヌクレオシドまたは構造（ＩＶ）のさらなる化合物を、構造（ＩＶ）の化合物に結合するために適した任意のリンカーであり得る。有利なことには、ある種の実施形態は、化合物の水溶性を増大または最適化するために選択されるＬ’部分の使用を含む。ある種の実施形態において、Ｌ’は、ヘテロアルキレン部分である。いくつかの他のある種の実施形態において、Ｌ’は、アルキレンオキシドもしくはホスホジエステル部分、またはこれらの組み合わせを含む。
ある種の実施形態において、Ｌ’は、以下の構造：
Figure 2019522066
 を有し、ここで：
ｍ”およびｎ”は、独立して、１〜１０の整数であり；
Ｒｅは、Ｈ、電子対または対イオンであり；
Ｌ”は、Ｒｅもしくは直接結合であるか、またはＱ、標的化部分、分析物（例えば、分析物分子）、固体支持体、固体支持体残基、ヌクレオシドもしくは構造（ＩＶ）のさらなる化合物への、連結である。
いくつかの実施形態において、ｍ”は、４〜１０の整数、例えば、４、６または１０である。他の実施形態において、ｎ”は、３〜６の整数、例えば、３、４、５または６である。
いくつかの他の実施形態において、Ｌ”は、アルキレンまたはヘテロアルキレン部分である。いくつかの他のある種の実施形態において、Ｌ”は、アルキレンオキシド、ホスホジエステル部分、スルフヒドリル、ジスルフィドもしくはマレイミド部分、またはこれらの組み合わせを含む。
前述の実施形態のうちのある種のものにおいて、標的化部分は、抗体または細胞表面レセプターアンタゴニストである。
構造（ＩＶ）の前述の化合物のうちのいずれかの他のより具体的な実施形態において、Ｒ２またはＲ３は、以下の構造：
Figure 2019522066
Figure 2019522066
 のうちの１つを有する。
構造（ＩＶ）の化合物のある種の実施形態は、オリゴヌクレオチドの調製に関して当該分野で公知のものに類似である固相合成法に従って調製され得る。よって、いくつかの実施形態において、Ｌ’は、固体支持体、固体支持体残基またはヌクレオシドへの連結である。活性化デオキシチミジン（ｄＴ）基を含む固体支持体は、容易に入手可能であり、いくつかの実施形態において、構造（ＩＶ）の化合物の調製のための出発物質として使用され得る。よって、いくつかの実施形態において、Ｒ２またはＲ３は、以下の構造：
Figure 2019522066
 を有する。
当業者は、上記で示されるｄＴ基が合成のしやすさおよび経済効率のみのために含まれ、必須ではないことを理解する。他の固体支持体が使用され得、そしてＬ’に存在する異なるヌクレオシドまたは固体支持体残基を生じるか、あるいはそのヌクレオシドまたは固体支持体残基は、合成後に除去または改変され得る。
いくつかの具体的実施形態において、構造（ＩＶ）の化合物は、表５から選択される化合物である：
Figure 2019522066
ある種の実施形態においてモル蛍光は、親発蛍光団（例えば、モノマー）の蛍光発光に対しての倍数増加または減少の点で表され得る。いくつかの実施形態において、本発明の化合物のモル蛍光は、上記親発蛍光団に対して１．１×、１．５×、２×、３×、４×、５×、６×、７×、８×、９×、１０×またはさらにはより高い。種々の実施形態は、ｍおよびｎの適切な選択によって、親発蛍光団に対して蛍光の所望の倍数増加を有する化合物を調製することを包含する。
例証を容易にするために、リン部分（例えば、ホスフェートなど）を含む種々の化合物は、アニオン状態（例えば、−ＯＰＯ（ＯＨ）Ｏ−、−ＯＰＯ３ ２−）で示される。当業者は、その電荷がｐＨに依存し、荷電していない（例えば、プロトン化または塩（例えば、ナトリウムもしくは他のカチオン））形態がまた、本発明の実施形態の範囲に含まれることを容易に理解する。
前述の組成物のうちのいずれかおよび１もしくはこれより多くの分析物分子（例えば、生体分子）を含む組成物は、種々の他の実施形態において提供される。いくつかの実施形態において、上記１もしくはより多くの分析物分子の検出のための分析方法でのこのような組成物の使用がまた、提供される。
さらに他の実施形態において、上記組成物は、種々の分析法において有用である。例えば、ある種の実施形態において、本開示は、サンプルを染色するための方法を提供し、上記方法は、上記サンプルに上記組成物のうちのいずれか（例えば、上記ポリマー染料化合物が構造（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）または（ＩＶ）の化合物（例えば、ここでＲ２またはＲ３のうちの一方は、分析物分子（例えば、生体分子）または微粒子への共有結合を含むリンカーであり、かつＲ２またはＲ３のうちの他方は、Ｈ、ＯＨ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテルまたは−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃである）であるもの）を、上記サンプルが適切な波長で照射される場合に光学的応答を生じるために十分な量で添加する工程を包含する。
前述の方法のうちのいくつかの実施形態において、Ｒ２は、分析物分子（例えば、生体分子）への共有結合を含むリンカーである。例えば、核酸、アミノ酸またはこれらのポリマー（例えば、ポリヌクレオチドまたはポリペプチド）。さらにより多くの実施形態において、上記生体分子は、酵素、レセプター、レセプターリガンド、抗体、糖タンパク質、アプタマーまたはプリオンである。
前述の方法のうちのさらに他の実施形態において、Ｒ２は、固体支持体（例えば、微粒子）への共有結合を含むリンカーである。例えば、いくつかの実施形態において、上記微粒子は、ポリマービーズまたは非ポリマービーズである。
さらにより多くの実施形態において、上記光学的応答は、蛍光応答である。
他の実施形態において、上記サンプルは、細胞を含み、いくつかの実施形態は、フローサイトメトリーによって上記細胞を観察する工程をさらに含む。
さらにより多くの実施形態において、上記方法は、上記蛍光応答を、検出可能に異なる光学的特性を有する第２の発蛍光団のものから区別する工程をさらに包含する。
他の実施形態において、本開示は、分析物分子（例えば、生体分子）を視覚的に検出するための方法を提供し、上記方法は、
（ａ）上記組成物のうちのいずれか（例えば、上記ポリマー染料化合物が構造（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）または（ＩＶ）の化合物（例えば、ここでＲ２またはＲ３のうちの一方は、上記分析物分子への共有結合を含むリンカーであり、かつＲ２またはＲ３のうちの他方は、Ｈ、ＯＨ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテルまたは−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃである）であるもの）を提供する工程；および
（ｂ）上記化合物をその視覚的特性によって検出する工程
を包含する。
いくつかの実施形態において、上記分析物分子は、核酸、アミノ酸またはこれらのポリマー（例えば、ポリヌクレオチドまたはポリペプチド）である。さらにより多くの実施形態において、上記分析物分子は、酵素、レセプター、レセプターリガンド、抗体、糖タンパク質、アプタマーまたはプリオンである。
他の実施形態において、分析物分子（例えば、生体分子）を視覚的に検出するための方法が提供され、上記方法は、
（ａ）前述の組成物のうちのいずれかと１もしくはこれより多くの分析物分子とを混合する工程；および
（ｂ）上記化合物をその視覚的特性によって検出する工程
を包含する。
他の実施形態において、分析物分子を視覚的に検出するための方法が提供され、上記方法は、
（ａ）上記組成物のうちのいずれか（例えば、上記ポリマー染料化合物が、Ｒ２またはＲ３はＱまたはＱへの共有結合を含むリンカーである構造（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）または（ＩＶ）の化合物であるもの）と、上記分析物分子とを混合する工程；
（ｂ）上記化合物および上記分析物分子の結合体を形成する工程；ならびに
（ｃ）上記結合体を、その視覚的特性によって検出する工程、
を包含する。
他の例示的な方法は、分析物を検出するための方法を包含し、上記方法は、
（ａ）前述の実施形態のうちのいずれかに従う組成物またはポリマー染料を提供する工程であって、ここで上記ポリマー染料は、上記分析物への特異性を有する標的化部分への共有結合を含むリンカーを含む工程；
（ｂ）上記組成物またはポリマー染料および上記分析物を混合し、それによって、上記標的化部分および上記分析物を会合させる工程；ならびに；
（ｃ）上記ポリマー染料を、例えば、その視覚的特性または蛍光特性によって検出する工程、
を包含する。
前述の方法のある種の実施形態において、分析物は、粒子（例えば、細胞）であり、上記方法は、フローサイトメトリーの使用を含む。例えば、上記化合物（すなわち、ポリマー染料）は、所望の細胞と選択的に会合させ、従って、任意の数の技術（例えば、視覚的または蛍光検出）によって上記細胞を検出可能にするための標的化部分（例えば、抗体）を提供される。適切な抗体は、所望の最終用途に依存して、当業者によって選択され得る。ある種の実施形態における使用のための例示的な抗体としては、ＵＣＨＴ１およびＭＯＰＣ−２１が挙げられる。
本発明の組成物およびポリマー染料の実施形態は、従って、任意の数の方法において有用性が見出され、有用性としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない：細胞計数；細胞ソーティング；生体マーカー検出；アポトーシスを定量する；細胞生存性を決定する；細胞表面抗原を同定する；全ＤＮＡおよび／またはＲＮＡ含有量を決定する；特異的核酸配列を（例えば、核酸プローブとして）同定する；および疾患（例えば、血液のがん）を診断する。
いくつかの他の異なる実施形態において、上記組成物は、細胞分析のために様々に使用され得る。例えば、フローサイトメトリーの使用によって、上記化合物は、生細胞と死細胞との間を識別し、細胞の健康状態を評価し（例えば、壊死 対 早期のアポトーシス 対 後期のアポトーシス 対 生細胞）、細胞周期の間の倍数性および有糸分裂を追跡し、そして細胞増殖の種々の状態を決定するために使用され得る。理論によって拘束されることは望まないが、特定のポリマー染料化合物の実施形態は、正に荷電した部分と優先的に結合すると考えられる。よって、いくつかの実施形態において、上記組成物は、インタクトでない細胞、例えば、壊死細胞の存在を決定するための方法において使用され得る。例えば、壊死細胞の存在は、細胞を含むサンプルと本明細書に開示される組成物とを混合すること、および上記混合物をフローサイトメトリーによって分析することによって決定され得る。本明細書に開示される特定のポリマー染料は、壊死細胞と結合し、従って、これらの存在は、フローサイトメトリー条件下で検出可能である。壊死細胞に結合するためにアミン反応性基を要する他の染色試薬とは対照的に、開示される組成物の特定のものを使用する染色法の実施形態は、タンパク質を含まないインキュベーション緩衝液を要せず、従って、上記方法は、関連する公知の方法より効率的に行われる。
例えば、一実施形態において、サンプル中の死細胞の存在を決定するための方法が提供され、上記方法は、上記サンプルと、開示される組成物とを接触させ、それによって、上記ポリマー染料と上記死細胞とを結合または会合させる工程、および上記死細胞と結合または会合した上記ポリマー染料からの蛍光シグナルを観察する工程を包含する。いくつかの実施形態において、上記方法はさらに、上記死細胞と結合または会合した上記ポリマー染料を観察するためのフローサイトメトリーの使用を含む。
種々の他の実施形態において、上記組成物は、インタクトなもしくはインタクトでない細胞、アポトーシス小体、脱分極した膜および／または透過化した膜における正に荷電した部分の存在を決定するための関連法において使用され得る。
上記の方法に加えて、上記組成物の実施形態は、種々の学問分野および方法における有用性（以下が挙げられるが、これらに限定されない：がん組織および他の組織の同定のための内視鏡検査手順における画像化；死細胞への上記化合物の優先的結合による壊死組織の同定；単一細胞および／または単一分子分析法、例えば、増幅がほぼないかもしくは全くないポリヌクレオチドの検出；例えば、がん細胞に優先的に結合する抗体もしくは糖または他の部分に結合可能であるポリマー染料を含む組成物の使用によるがんの画像化；手術手順における画像化；種々の疾患の同定のためのヒストンの結合；例えば、上記化合物におけるＭ部分を活性薬物部分で置き換えることによる薬物送達；ならびに／あるいは例えば、種々の叢および／または生物へのポリマー染料化合物の優先的結合による歯科作業および他の手順における造影剤）が見出される。
本明細書において、示される式の置換基および／または変数の組み合わせは、このような寄与が安定な化合物を生じる場合にのみ許容可能であることは、理解される。
本明細書で記載されるプロセスにおいて、中間体化合物の官能基が、適切な保護基によって保護される必要があり得ることはまた、当業者によって認識される。このような官能基としては、ヒドロキシ、アミノ、メルカプトおよびカルボン酸が挙げられる。ヒドロキシの適切な保護基としては、トリアルキルシリルまたはジアリールアルキルシリル（例えば、ｔ−ブチルジメチルシリル、ｔ−ブチルジフェニルシリルまたはトリメチルシリル）、テトラヒドロピラニル、ベンジルなどが挙げられる。アミノ、アミジノおよびグアニジノの適切な保護基としては、ｔ−ブトキシカルボニル、ベンジルオキシカルボニルなどが挙げられる。メルカプトの適切な保護基としては、−Ｃ（Ｏ）−Ｒ”（ここでＲ”は、アルキル、アリールまたはアリールアルキルである）、ｐ−メトキシベンジル、トリチルなどが挙げられる。カルボン酸の適切な保護基としては、アルキル、アリールまたはアリールアルキルエステルが挙げられる。保護基は、当業者に公知でありかつ本明細書で記載されるとおりである標準的技術に従って付加または除去され得る。保護基の使用は、Ｇｒｅｅｎ， Ｔ．Ｗ． ａｎｄ Ｐ．Ｇ．Ｍ． Ｗｕｔｚ、Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｇｒｏｕｐｓ ｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ（１９９９）、３ｒｄ Ｅｄ．， Ｗｉｌｅｙに詳細に記載される。当業者が認識するように、上記保護基はまた、ポリマー樹脂（例えば、Ｗａｎｇ樹脂、Ｒｉｎｋ樹脂または２−クロロトリチル−クロリド樹脂）であり得る。
さらに、遊離塩基または酸形態で存在する、本明細書に記載される全ての化合物は、当業者に公知の方法による適切な無機塩基もしくは有機塩基または無機酸もしくは有機酸での処理によって、それらの塩に変換され得る。本発明の化合物の塩は、標準的技術によってそれらの遊離塩基形態または遊離酸形態へと変換され得る。
以下の反応スキームは、本発明の化合物を作製するための例示的方法を例証する。ポリマー染料化合物の調製のための他の方法は、ＰＣＴ公開番号ＷＯ ２０１５／０２７１７６、ＷＯ／２０１６／１３８４６１およびＷＯ／２０１６／１８３１８５に提供されており、これらの全開示は、その全体が本明細書中に参考として援用される。当業者がこれら化合物を類似の方法によってまたは当業者に公知の他の方法を組み合わせることによって作製する能力があり得ることは、理解される。当業者が以下に記載されるのと類似の様式で、適切な出発構成要素を使用し、必要な場合には、合成のパラメーターを改変することによって、以下で具体的に例証されない他のポリマー染料化合物を作製し得ることもまた、理解される。一般に、出発構成要素は、Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｌａｎｃａｓｔｅｒ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ， Ｉｎｃ．、Ｍａｙｂｒｉｄｇｅ、Ｍａｔｒｉｘ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、ＴＣＩ、およびＦｌｕｏｒｏｃｈｅｍ ＵＳＡなどのような供給源から得られ得るか、または当業者に公知の出典に従って合成され得る（例えば、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ： Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ， Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ， ａｎｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ、５ｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ（Ｗｉｌｅｙ， Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２０００）を参照のこと）か、または本発明において記載されるとおり調製され得る。
反応スキームＩ
Figure 2019522066
反応スキームＩは、構造（Ｉ）の化合物（ここでＲ１、Ｌ２、Ｌ３およびＭは、上記で定義されるとおりであり、Ｒ２およびＲ３は、上記で定義されるとおりであるかまたはこれらの保護された改変体であり、そしてＬは選択肢的なリンカーである）の調製のために有用な中間体を調製するための例示的方法を例証する。反応スキーム１を参照すると、構造ａの化合物は、購入され得るかまたは当業者に周知の方法によって調製され得る。Ｍ−Ｘ（ここでｘは、ブロモのようなハロゲンである）との、当該分野で公知の鈴木カップリング条件下での反応は、構造ｂの化合物を生じる。構造ｂの化合物を、以下で記載されるように構造（Ｉ）の化合物の調製のために使用し得る。
反応スキームＩＩ
Figure 2019522066
反応スキームＩＩは、ポリマー染料化合物の調製に有用な中間体を調製するための例示的方法を例証する。反応スキームＩＩ（ここでＲ１、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、ＧおよびＭは上記で定義されるとおりであり、そしてＲ２およびＲ３は、上記で定義されるとおりであるかまたはその保護された改変体である）を参照すると、構造ａの化合物（これは、購入され得るかまたは周知の技術によって調製され得る）をＭ−Ｇ’と反応させて、構造ｂの化合物を得る。ここでＧおよびＧ’は、相補的反応性を有する官能基（すなわち、反応して共有結合を形成する官能基）を表す。Ｇ’は、Ｍへのペンダントであり得るかまたはＭの構造的骨格の一部であり得る。ＧおよびＧ’は、任意の数の本明細書に記載される官能基、例えば、それぞれアルキンおよびアジド、それぞれアミンおよび活性化エステル、またはそれぞれアミンおよびイソチオシアネート、などであり得る。
ポリマー染料化合物は、周知の自動化ＤＮＡ合成条件下での以下の構造（ｃ）：
Figure 2019522066
 を有するホスホロアミダイト化合物（ここでＬは、独立して、選択肢的なリンカーである）との反応、続いて、構造ｂの別の化合物との反応によって、構造ｂから調製され得る。ポリマー染料は、所望の数の構造ｂの化合物を、連続的に適切なホスホロアミダイト試薬とＤＮＡ合成条件下で反応させることによって調製される。
あるいは、ポリマー染料は、以下の構造ｄ：
Figure 2019522066
 を有するダイマー化合物またはオリゴマー化合物（ここでＧは、各存在において、独立して、相補的反応性基Ｇ′と共有結合を形成できる反応性基を含む部分であり、Ｌ１ａ、Ｌ２、Ｌ３、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびｎは、各存在において、独立して、構造（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）または（ＩＶ）の化合物に関して本明細書で定義されるとおりである）を、代表的なＤＮＡ合成条件下で先ず合成する工程、次いで、構造ｄの化合物とＭ−Ｌ１ｂ−Ｇ′（ここでＭ、Ｌ１ｂおよびＧ′は、本明細書で定義されるとおりである）とを反応させる工程によって、調製される。
ＤＮＡ合成法は、当該分野で周知である。簡潔には、２個のアルコール基（例えば、上記の中間体ｂまたはｄの中のＲ２およびＲ３）は、それぞれ、ジメトキシトリチル（ＤＭＴ）基および２−シアノエチル−Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルアミノホスホロアミダイト基で官能化される。上記ホスホロアミダイト基は、代表的には、テトラゾールのような活性化因子の存在下でアルコール基にカップリングされ、続いて、ヨウ素でリン原子の酸化が行われる。上記ジメトキシトリチル基は、酸（例えば、クロロ酢酸）で除去されて、遊離アルコールを露出させ得、これは、ホスホロアミダイト基と反応させられ得る。この２−シアノエチル基は、水性アンモニアでの処理によるオリゴマー化の後に除去され得る。
上記オリゴマー化方法において使用されるホスホロアミダイトの調製もまた、当該分野で周知である。例えば、一級アルコール（例えば、Ｒ３）は、ＤＭＴ−Ｃｌとの反応によって、ＤＭＴ基として保護され得る。次いで、二級アルコール（例えば、Ｒ２）は、２−シアノエチルＮ，Ｎ−ジイソプロピルクロロホスホロアミダイトのような適切な試薬との反応によってホスホロアミダイトとして官能化される。ホスホロアミダイトの調製およびそれらのオリゴマー化の方法は、当該分野で周知であり、実施例の中でより詳細に記載される。
ポリマー染料は、上記の周知のホスホロアミダイト化学に従って、中間体ｂのオリゴマー化によって調製される。ｍおよびｎ個の反復ユニットの所望の数が、ホスホロアミダイトカップリングを所望の回数反復することによって、その分子へと組み込まれる。他の化合物が、類似の方法によって調製され得ることは、理解される。
以下の実施例は、例証目的で提供されるのであって、限定目的で提供されるのではない。
一般的方法
１Ｈスペクトルを、ＪＥＯＬ ４００ＭＨｚ分光計で得た。１Ｈスペクトルは、ＴＭＳを基準とした。逆相ＨＰＬＣ分析を、４５℃で保持した２．１ｍｍ×５０ｍｍ Ａｃｑｕｉｔｙ ＢＥＨ−Ｃ１８カラム付きのＷａｔｅｒｓ Ａｃｑｕｉｔｙ ＵＨＰＬＣシステムを使用して行った。質量分析を、Ｗａｔｅｒｓ／Ｍｉｃｒｏｍａｓｓ ＱｕａｔｔｒｏマイクロＭＳ／ＭＳシステムで（ＭＳのみモードで）、ＭａｓｓＬｙｎｘ ４．１獲得ソフトウェアを使用して行った。ＬＣ／ＭＳに使用した移動相は、１００ｍＭ １，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール（ＨＦＩＰ）、８．６ｍＭ トリエチルアミン（ＴＥＡ）、ｐＨ８であった。ホスホロアミダイトおよび前駆体分子をまた、アセトニトリル／水移動相勾配を使用して、４５℃において保持した２．１ｍｍ×５０ｍｍ Ａｃｑｕｉｔｙ ＢＥＨ−Ｃ１８カラムを備えたＷａｔｅｒｓ Ａｃｑｕｉｔｙ ＵＨＰＬＣシステムを使用して、分析した。モノマー中間体の分子量を、Ｗａｔｅｒｓ／Ｍｉｃｒｏｍａｓｓ Ｑｕａｔｔｒｏ ｍｉｃｒｏ ＭＳ／ＭＳシステム（ＭＳのみモードで）でのトロピリウムカチオン注入増強イオン化（ｔｒｏｐｙｌｉｕｍ ｃａｔｉｏｎ ｉｎｆｕｓｉｏｎ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ）を使用して得た。サイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）を、Ｓｕｐｅｒｄｅｘ ２００ ｉｎｃｒｅａｓｅ ５／１５０ ＧＬ分析カラムで達成した。ＰＢＳ緩衝液での均一濃度溶離および流速０．２５ｍＬ／分とともに合計実行時間１７．５分。４９４ｎｍ、４０５ｎｍ、２８０ｎｍ、および２６０ｎｍでの検出。生成物の画分を手動で集め、連続実行にわたってプールした。凍結乾燥し、１００μＬの水で再構成した。吸光度測定を、Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｎａｎｏｄｒｏｐ ２０００分光光度計で行った。蛍光測定を、Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｎａｎｏｄｒｏｐ ３３００蛍光光度計で行った。
全ての反応を、別段述べられなければ、窒素雰囲気下でオーブン乾燥したガラス器具の中で行った。市販のＤＮＡ合成試薬を、Ｇｌｅｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ（Ｓｔｅｒｌｉｎｇ， ＶＡ）から購入した。無水ピリジン、トルエン、ジクロロメタン、ジイソプロピルエチルアミン、トリエチルアミン、酢酸、ピリジン、およびＴＨＦを、Ａｌｄｒｉｃｈから購入した。全ての他の化学物質を、ＡｌｄｒｉｃｈまたはＴＣＩから購入し、さらに精製せずにそのまま使用した。
固相合成
全てのポリマー染料化合物を、ＡＢＩ ３９４ ＤＮＡ合成機で、ホスホロアミダイトベースのカップリングアプローチの標準プロトコルを使用して合成した。オリゴヌクレオチドホスホロアミデート合成のための鎖アセンブリサイクルは、以下であった：（ｉ）脱トリチル化、ジクロロメタン中３％トリクロロ酢酸、１分間；（ｉｉ）カップリング、アセトニトリル中０．１Ｍホスホロアミダイトおよび０．４５Ｍテトラゾール、１０分間；（ｉｉｉ）キャップ形成、ＴＨＦ／ルチジン、１／１（ｖ／ｖ）中０．５Ｍ無水酢酸、１５秒間；（ｉｖ）酸化、ＴＨＦ／ピリジン／水、１０／１０／１（ｖ／ｖ／ｖ）中０．１Ｍヨウ素、３０秒間。
上記サイクル内の化学的工程の次に、アセトニトリル洗浄および乾燥アルゴンでのフラッシュを０．２〜０．４分間行った。支持体からの切断ならびに塩基およびホスホロアミデート保護基の除去を、１時間、室温においてアンモニアで処理することによって達成した。次いで、化合物を、上記のように逆相ＨＰＬＣによって分析した。
化合物を、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ ３９４ ＤＮＡ／ＲＮＡ合成器またはＧＥ ＡＫＴＡＥ １０ ＯｌｉｇｏＰｉｌｏｔで、１μｍｏｌまたは１０μｍｏｌいずれかのスケールで合成したところ、３’−ホスフェート基を有した。化合物を、ＣＰＧビーズまたはポリスチレン固体支持体上に直接合成した。その化合物を、３’から５’方向において、標準的固相ＤＮＡ法によって合成した。カップリング法は、標準的β−シアノエチルホスホロアミダイト化学条件を使用した。異なる数の反復単位を、合成サイクルを所望の回数、適切なホスホロアミダイトで反復することによって組み込んだ。全てのホスホロアミダイトモノマーを、アセトニトリル／ジクロロメタン（０．１Ｍ溶液）に溶解し、以下の合成サイクルを使用して連続順序で付加した：１）トルエン中のジクロロ酢酸での５’−ジメトキシトリチル保護基の除去、２）次のアセトニトリル中のホスホロアミダイトと活性化因子とのカップリング、３）ヨウ素／ピリジン／水での酸化、および４）無水酢酸／１−メチルイミダゾール（１−ｍｅｔｈｙｌｉｍｉｄｉｚｏｌｅ）／アセトニトリルでのキャップ形成。伸長可能なアルキン（化合物９またはＧｌｅｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ １０−１９９２）ホスホロアミダイト（１００ｍｇ）を、乾燥アセトニトリル（７００ｕＬ）およびジクロロメタン（３００ｕＬ）中に溶解した。少しのシーブをフラスコに添加し、それをアルゴンで覆った。配列決定機を、上記のように利用した。合成サイクルを、５’オリゴフロロシド（Ｏｌｉｇｏｆｌｏｒｏｓｉｄｅ）がアセンブリされるまで反復した。鎖アセンブリの最後に、上記モノメトキシトリチル（ＭＭＴ）基またはジメトキシトリチル（ＤＭＴ）基を、ジクロロメタン中のジクロロ酢酸またはトルエン中のジクロロ酢酸で除去した。その化合物を、室温において２〜４時間、水性の濃水酸化アンモニウムを使用して、固体支持体から切断した。その生成物を真空中で濃縮し、Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ−２５カラムを使用して、主要生成物を単離した。分析を、分子量決定のために質量分析計と繋いでＲＰ−ＨＰＬＣ法で行った。
実施例１
構造（Ｉ）の例示的化合物の合成
エチレンオキシドリンカーを有する化合物を、以下のように調製した：
オリゴフルオロシド（ｏｌｉｇｏｆｌｕｏｒｏｓｉｄｅ）構築物（すなわち、構造（Ｉ）の化合物）を、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ ３９４ ＤＮＡ／ＲＮＡ合成器で、１μｍｏｌスケールで合成したところ、３’−ホスフェート基もしくは３’−Ｓ２−（ＣＨ２）６−ＯＨ基または本明細書で記載される他の基のうちのいずれかを有した。合成を、標準的ホスホロアミダイト化学を使用して、ＣＰＧビーズまたはポリスチレン固体支持体上に直接行った。そのオリゴフルオロシドを、３’から５’方向において、標準的固相ＤＮＡ法を使用して合成し、カップリングは、標準的β−シアノエチルホスホロアミダイト化学を使用した。フルオロシドホスホロアミダイトおよびスペーサー（例えば、ヘキサエチルオキシ−グリコールホスホロアミダイト、トリエチルオキシ−グリコールホスホロアミダイト、ポリエチレングリコールホスホロアミダイト）ならびにリンカー（例えば、５’−アミノ−モディファイアーホスホロアミダイトおよびチオール−モディファイアーＳ２ホスホロアミダイト）を、アセトニトリル中に溶解して、０．１Ｍ溶液を作製し、以下の合成サイクルを使用して連続順序で付加した：１）ジクロロメタン中のジクロロ酢酸での５’−ジメトキシトリチル保護基の除去、２）アセトニトリル中で活性化因子での次のホスホロアミダイトとのカップリング、３）ヨウ素／ピリジン／水で安定なＰ（ｖ）を形成するためのＰ（ＩＩＩ）の酸化、および４）無水酢酸／１−メチルイミダゾール／アセトニトリルでの任意の未反応５’−ヒドロキシル基のキャップ形成。合成サイクルを、全長オリゴフルオロシド構築物がアセンブリされるまで反復した。鎖アセンブリの最後に、上記モノメトキシトリチル（ＭＭＴ）基またはジメトキシトリチル（ＤＭＴ）基を、ジクロロメタン中のジクロロ酢酸で除去した。
その化合物を、ラベル付きエッペンドルフチューブの中に０．２μｍｏｌスケールにおいて、孔制御ガラス（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ−ｐｏｒｅ ｇｌａｓｓ）（ＣＰＧ）支持体上に提供した。４００μＬの２０〜３０％ ＮＨ４ＯＨを添加し、穏やかに混合した。開いたチューブを、５５℃において約５分間、または過剰なガスが放出されるまで置き、次いで、チューブをきつく閉め、２時間（±１５分）インキュベートした。チューブを、加熱ブロックから取り出し、室温に達するようにし、続いて、１３，４００ＲＰＭで３０秒間の遠心分離を行って、その上清および固体を固めた。上清を注意深く除去し、ラベル付きチューブに入れ、次いで、１５０μＬアセトニトリルを添加して、支持体を洗浄した。洗浄物をそのチューブに添加した後、それらを、乾燥するまで４０℃のＣｅｎｔｒｉＶａｐ装置の中に入れた。
その生成物を、ＥＳＩ−ＭＳ（表２を参照のこと）、ＵＶ吸光度、および蛍光分光法によって特徴付けた。
実施例２
ポリマー染料化合物およびシクロデキストリンを含む組成物の調製および試験
化合物Ｉ−１２、Ｉ−１３、Ｉ−１４およびＩ−１５を、実施例１に従って調製し、組成物を調製し、以下のように分析した。
乾燥オリゴを、０．１Ｍ Ｎａ２ＣＯ３中で再構成し、最終ストック濃度を、ＮａｎｏＤｒｏｐ分光計によって測定した。各配列の２μＭ溶液を、０．１Ｍ Ｎａ２ＣＯ３中で希釈することによって、これらのストックから作製した。スペクトル分析を、１ｃｍ×１ｃｍ石英キュベット中、Ｃａｒｙ ＵＶ分光計で行って、吸光度応答をその群に対して示した。２μＭストックの各々を、非処理コントロールに対して０．１Ｍ Ｎａ２ＣＯ３緩衝液中で１０ｎＭまで２００倍希釈した。ＨＰｂＣＤ（ヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリン）の２０ｍＭストックを、１１１６．８ｍｇを４０ｍＬの０．１Ｍ Ｎａ２ＣＯ３緩衝液（ｐＨ９）中に溶解することによって作製した。その２μＭストックの各々を、１０ｎＭまでこの緩衝液中で２００倍希釈した。その処理済みおよび非処理の１０ｎＭストックを、１ｃｍ×１ｃｍ石英キュベット中、Ｃａｒｙ／Ａｇｉｌｅｎｔ Ｅｃｌｉｐｓｅ Ｆｌｕｏｒｉｍｅｔｅｒで、４９４ｎｍの励起および４９９〜７００ｎｍの発光スキャンを使用して分析した。その機器を、関連緩衝液を使用して読み取りの間にゼロにした。
図１は、試験した染料のＵＶ吸光度が、染料部分の数が増大するとともに増大することを示す。図２は、フルオレセイン部分の数が増大するとともに、蛍光の増大を示すが、吸光度が増大するほどではない。これは、蛍光部分の分子内クエンチングに関連すると考えられる。対照的に、同じ染料を２０ｍＭ ＨＰｂＣＤを含む溶液中で試験した場合、全ての配列に関する発光強度は増大し、その増大は、蛍光部分の数と実質的に相関した。理論によって拘束されることは望まないが、ＨＰｂＣＤは、従って、分子内クエンチングを低減または防止するようである。
図４は、ＨＰｂＣＤが組成物中に存在する場合に、蛍光発光が蛍光部分の数に対して実質的に線形であるが、ＨＰｂＣＤの非存在下では、発光は、おそらく分子内クエンチングに起因して、蛍光部分の数とは線形的に相関しないことを示すデータを提供する。
実施例３
フルオレセイン（ＦＡＭ）アジド化合物の調製
Figure 2019522066
磁気撹拌子および滴下漏斗を備えた２５０ｍｌ丸底フラスコ中に、ＦＡＭ−ＮＨＳエステル２（２．２４ｇ）を入れた。ジクロロメタン（３５ｍＬ）をそのフラスコに添加し、撹拌を開始し、フラスコを窒素下に置いて、氷上で冷却した。別個のビーカーの中で、２−（２−アミノエトキシ）エタノール（４２０μＬ）をジクロロメタン（３５ｍＬ）、メタノール（７ｍＬ）およびトリエチルアミン（１．５ｍＬ）中に溶解し、その得られた溶液を滴下漏斗に装填した。そのアミン溶液を、ＮＨＳエステルへと３０分間かけて滴下により添加した。その最終溶液を１時間、０℃において撹拌し、そのフラスコを、アイスバスから取り出し、室温で２時間撹拌した。その反応混合物を濃縮し、その粗製生成物をシリカゲルクロマトグラフィーによって精製した。生成物画分を、ＴＬＣおよびＬＣ／ＭＳによって試験し、プールして、１．６ｇ（７２％）を得た。
磁気撹拌子を備えた２５０ｍＬ丸底フラスコの中に、ＦＡＭアルコール３（１．５ｇ）およびクロロホルム（２５ｍＬ）を入れた。この溶液に、ピリジン（４７０μＬ）およびｐ−トルエンスルホニルクロリド（６９１ｍｇ）を添加した。その混合物を２４時間撹拌したところ、その時点でＴＬＣは反応が不完全であることを示したので、さらなるｐ−トルエンスルホニルクロリド（１．４ｇ）およびピリジン（１．５ｍＬ）を添加し、その混合物をさらに２４時間撹拌した。４８時間後の反応物のＴＬＣは、その反応が完了したことを示した。その混合物を、抽出漏斗の中の飽和炭酸水素ナトリウム（２００ｍＬ）およびジクロロメタン（１００ｍＬ）へと注ぎ、分配した。その有機層を保持し、水層をジクロロメタン（１００ｍＬ）でさらに２回抽出した。その有機層をプールし、硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過および濃縮した。その粗製生成物をシリカゲルクロマトグラフィーによって精製した。生成物画分をＴＬＣによって同定し、プールして、所望のトシレート４（１．８ｇ）を得た。
磁気撹拌装置を備えた２００ｍＬ丸底フラスコの中に、ＦＡＭ−トシレート４（１．８ｇ）を入れ、ＤＭＦ（１５ｍＬ）を添加し、その混合物を撹拌して、溶解をもたらした。これに、アジ化ナトリウム（８３０ｍｇ）を添加し、その混合物を５０℃へと加熱し、一晩撹拌した。その混合物を、抽出漏斗中の１００ｍＭクエン酸（１５０ｍＬ）および酢酸エチル（１５０ｍＬ）へと注いだ。その層を分配し、その有機層を保持した。その水層を酢酸エチルでさらに２回抽出した。その有機層を合わせ、硫酸ナトリウムで乾燥させた。その溶液を濾過し、ロータリーエバポレーターで濃縮した。その粗製油状物を、シリカゲルクロマトグラフィーによって精製し、生成物画分をＴＬＣによって同定し、プールした。その生成物を真空下で濃縮して、所望のＦＡＭ−アジド５を橙色固体（０．８２ｇ）として得た。ＬＣＭＳは、所望の生成物と一致した。
実施例４
アルキンホスホロアミダイトの合成
Figure 2019522066
滴下漏斗および磁気撹拌装置を備えた５００ｍＬ丸底フラスコの中に、ジクロロメタン（７５ｍＬ）中のクロロギ酸プロパルギル（１．３ｍＬ）を入れた。そのフラスコを窒素でパージした。別個のビーカーの中に、ジクロロメタン（６０ｍＬ）、メタノール（１０ｍＬ）およびトリエチルアミン（１．４ｍＬ）中のアミノアルコール６（２．０ｇ）を入れた。滴下漏斗に、そのアミノアルコール溶液を装填し、３０分間かけて滴下により添加した。そのフラスコを２時間撹拌したところ、その時点でＴＬＣは反応が完了したことを示した。その反応物をロータリーエバポレーターで濃縮し、高真空下でさらに乾燥させ、次の工程で直接使用した。
磁気撹拌装置を備えた５００ｍＬ丸底フラスコの中に、カルバメート７（約３．１ｇ）を入れた。ピリジンをそのフラスコへと添加し（２７０ｍＬ）、撹拌を開始した。そのカルバメートが一旦溶解した後に、その溶液を氷上に置き、窒素下で１５分間撹拌した。ジメトキシトリチルクロリド（５．９ｇ）を、粉末漏斗によって一度にそのフラスコへと添加した。そのフラスコを窒素で再度パージし、０℃で１時間撹拌した。そのフラスコを氷から取り出し、室温で一晩撹拌した。メタノールを添加し（１０ｍＬ）、その混合物を１０分間撹拌した。その混合物をロータリーエバポレーターで濃縮し、シリカゲルクロマトグラフィーによって精製した。生成物画分をＴＬＣによって決定し、プールし、最終油状物へと濃縮して、モノ保護されたジオール８（３．３ｇ）を得た。
磁気撹拌子を備えた１００ｍＬ丸底フラスコの中に、モノ保護されたジオール８（５００ｍｇ）およびジクロロメタン（５ｍＬ）を入れた。その混合物を、その出発物質が溶解するまで撹拌した。ジイソプロピルエチルアミン（６００ｍｇ）および２−シアノエチル−Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルクロロホスホロアミダイト（４４０ｍｇ）を、別個のシリンジで同時に滴下により添加した。その混合物を１時間撹拌したところ、その時点でＴＬＣは反応が完了したことを示した。その物質を炭酸水素ナトリウム溶液へと注ぎ、ジクロロメタンで抽出した。その有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過し、油状物へと濃縮した。さらなる精製を、５％トリエチルアミンを含むジクロロメタンでのシリカゲルクロマトグラフィーによって達成した。生成物画分をＴＬＣによって同定し、プールし、濃縮した。その最終生成物を、透明な油状物（６７０ｍｇ）として単離した。
実施例５
構造（ＩＩ）の例示的化合物の合成
３マー、５マーおよび１０マーのポリアルキンオリゴマーを、実施例４のホスホロアミダイトから、実施例１に記載される一般的手順を使用して調製した（ここでは２炭素スペーサーのホスホロアミダイトを、実施例１のグリコールスペーサーの代わりに使用する）。代表的な３マーの染料を、以下のように調製した：
５００μＬ微量遠心分離チューブの中に、ホスフェート緩衝液の溶液（３１．５μＬ、１５０ｍＭ、ｐＨ＝７．４）を入れた。これに、アジ化クマリンの溶液（２２．５μＬ、ＤＭＳＯ中１０ｍＭ）およびポリアルキンの溶液（７．５μＬ、水中１ｍＭ）を添加した。別個の２００μＬ微量遠心分離チューブの中に、硫酸銅の溶液（３．０μＬ、５０ｍＭ）、トリス（３−ヒドロキシプロピルトリアゾリルメチル）アミンの溶液（ＴＨＰＴＡ、３．０μＬ、１００ｍＭ）およびアスコルビン酸ナトリウムの溶液（７．５μＬ、１００ｍＭ）を入れた。その銅の溶液を混合し、その内容物全体を、アジ化クマリン／ポリアルキンチューブへと添加した。その反応物を混合し、一晩室温でインキュベートさせた。その混合物を水（７５μＬ）で希釈し、サイズ排除クロマトグラフィー（Ｓｕｐｅｒｄｅｘ ２００ ｉｎｃｒｅａｓｅ ５／１５０ ＧＬ、ＰＢＳでの均一濃度溶離、０．２５ｍＬ／分、４０５ｎＭおよび２６０ｎＭでの検出）によって精製した。
構造（ＩＩ）の化合物およびシクロデキストリンの組成物を、実施例２に記載されるように調製し、試験する。
実施例６
構造（ＩＩＩ）の例示的化合物の合成
Figure 2019522066
上記の反応スキームは、構造（ＩＩＩ）の化合物の調製に有用な中間体を調製するための例示的方法を図示する（ここでＰＧは、適切な保護基であり、Ｘは、ペプチド鎖が上に構築されうる官能基ユニットであり、影付きの円は、適切な固体支持体であり、Ｄｙｅは、Ｆ’、Ｅ’、またはＹ’である）。
小さな多孔性ビーズを、官能基ユニットで最初に処理し、これらが多孔性ビーズの表面に結合する。ペプチド鎖をその官能基ユニット部位上に構築し、それらは切断されるまで、ビーズに共有結合したままになる。結合するとき、ペプチド鎖を固相に固定化し、濾過プロセスの間に保持し、ここでその合成の液体試薬および副生成物を洗い流す。
固相合成の一般的サイクルは、脱保護−洗浄−カップリング−洗浄の反復サイクルのうちの１つである。ペプチドの遊離Ｎ末端アミン（固相に結合されている）は、（例えば、ＦｍｏｃまたはＢｏｃで）Ｎ−保護されたアミノ酸基にカップリングされる。新たに導入したアミノ酸ユニットを脱保護して、新たなＮ末端アミンを現し、これをさらなるアミノ酸とさらに反応させる。このプロセスを反復し、ペプチド鎖を伸長する。
そのペプチド鎖が、全ての所望のアミノ酸およびモノマーユニットを組み込んだとき、そのペプチド鎖をビーズから切断する。切断試薬（例えば、無水フッ化水素またはトリフルオロ酢酸）を使用して、ペプチド鎖をビーズから切断し得る。次いで、そのペプチド鎖を集め、精製し、特徴付ける。
構造（ＩＩ）の化合物およびシクロデキストリンを含む組成物を実施例２に記載されるように調製し、試験する。
実施例７
ホスホロアミダイト染料モノマーの合成
Figure 2019522066
撹拌子を入れた２５０ｍＬ丸底フラスコの中に、ピロメリト酸無水物（１．０ｇ， ４．５９ｍｍｏｌ）およびジオキサン（５０ｍＬ）を入れた。これに、エタノールアミン（６２２μＬ， １１．５ｍｍｏｌ）およびジイソプロピルエチルアミン（４．０ｍＬ， ２３ｍｍｏｌ）を添加した。そのフラスコに還流冷却器を備え付け、オイルバスの中に入れ、加熱して一晩還流させた。その混合物を冷却させた。その固体を濾過し、後のために確保しておいた。その濾液を濃縮し、酢酸エチルと水との間で分配した。その酢酸エチル層を確保しておき、水層を、酢酸エチルでさらに２回抽出した。その有機層を合わせ、硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過し、固体へと濃縮した。抽出からの固体および先の濾過物は、ＴＬＣによって同一であることが見出されたので、合わせて最終物質を得た（８７０ｍｇ）。
生成物のＬＣ／ＭＳは、最大のピークと関連付けられて、ｍ／ｚ ３０５を示した。全体の純度は、約７９％であった。
Figure 2019522066
撹拌子を入れた１００ｍＬ丸底フラスコの中に、ピリジン（１５ｍＬ）中のジオール（８５０ｍｇ， ２．８ｍｍｏｌ）を入れた。その混合物を、窒素の流れの下で、氷上で冷却した。これに、４，４ ジメトキシトリチルクロリド（２３７ｍｇ， ０．７ｍｍｏｌ）を添加した。その混合物を、４℃で一晩撹拌した。メタノール（２ｍＬ）を添加し、その混合物を１５分間撹拌し、その後、ロータリーエバポレーターでペーストへと濃縮した。その残渣を、飽和炭酸水素ナトリウム溶液とトルエンとの間で分配した。トルエン層を確保し、水層を、ジクロロメタンでさらに２回抽出した。その有機層を合わせ、硫酸ナトリウムで乾燥させ、濃縮した。最終精製を、シリカゲルクロマトグラフィー（ジクロロメタン／メタノール勾配）で達成して、固体として最終生成物を得た（３７２ｍｇ）。
Figure 2019522066
撹拌子を入れた１００ｍＬ丸底フラスコの中に、乾燥ジクロロメタン（２５ｍＬ）とジイソプロピルエチルアミン（２１５μＬ， １．２３ｍｍｏｌ）中のモノ保護されたＤＭＴｒアルコール（１５０ｍｇ， ０．２４ｍｍｏｌ）を入れた。２−シアノエチル−Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルクロロホスホロアミダイト（１１０μＬ， ０．４９ｍｍｏｌ）を添加し、その混合物を３０分間撹拌したところ、その時点でＴＬＣは、反応が完了していることを示した。その混合物をジクロロメタンと飽和炭酸水素ナトリウムとの間で分配した。その有機層を確保しておき、硫酸ナトリウムで乾燥させ、黄色油状物へと濃縮し、これをＤＮＡ合成器で直接使用した。
Figure 2019522066
撹拌子を入れた２５０ｍＬ丸底フラスコの中に、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（１．２ｇ， ４．１ｍｍｏｌ）およびジオキサン（８０ｍＬ）を入れた。エタノールアミン（６１６μＬ， １０．２ｍｍｏｌ）およびジイソプロピルエチルアミン（３．５ｍＬ）を添加し、そのフラスコに還流冷却器を装備し、その混合物を加熱して、一晩還流させた。その反応物を冷却し、撹拌している水のビーカー（１５００ｍＬ）に添加して、沈殿をもたらした。その固体を濾過によって集め、真空下で乾燥させた（０．７４ｇ）。
純度は、＞９５％であった。推定ＭＷは、３８０．４である。実測ＭＷは、３８０．２であった。
Figure 2019522066
撹拌子を入れた５０ｍＬ丸底フラスコの中に、ピリジン（９ｍＬ）中のジオール（７００ｍｇ， １．８ｍｍｏｌ）を入れた。その混合物を、窒素下で氷上で冷却した。これに、４，４ ジメトキシトリチルクロリド（４６８ｍｇ， １．４ｍｍｏｌ）を添加した。その混合物を、４℃で一晩撹拌した。メタノール（２ｍＬ）を添加し、その混合物を１０分間撹拌し、その後、ロータリーエバポレーターでペーストへと濃縮した。最終精製を、シリカゲルクロマトグラフィー（ジクロロメタン／メタノール勾配）で達成して、最終生成物を固体として得た（１５１ｍｇ）。
全体の純度は、約８９％である。Ｍ／Ｚ ７７３．８は、生成物＋トロピリウムと一致する。
Figure 2019522066
撹拌子を入れた１００ｍＬ丸底フラスコの中に、乾燥ジクロロメタン（２５ｍＬ）とジイソプロピルエチルアミン（１６８μＬ， ０．７４ｍｍｏｌ）中のモノ保護されたＤＭＴｒアルコール（１３２ｍｇ， ０．１９ｍｍｏｌ）を入れた。２−シアノエチル−Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルクロロホスホロアミダイト（８６μＬ， ０．３８ｍｍｏｌ）を添加し、その混合物を３０分間撹拌したところ、その時点で、ＴＬＣは、その反応が完了していることを示した。その混合物を、ジクロロメタンと飽和炭酸水素ナトリウムの間で分配した。その有機層を確保しておき、硫酸ナトリウムで乾燥させ、油状物へと濃縮し、これを、ＤＮＡ合成器で直接使用した。
Figure 2019522066
撹拌子を入れた２５０ｍＬ丸底フラスコの中に、４，４’−オキシジフタル酸無水物（１．２ｇ， ３．９ｍｍｏｌ）およびジオキサン（９０ｍＬ）を入れた。エタノールアミン（５８４μＬ， ９．７ｍｍｏｌ）およびジイソプロピルエチルアミン（３．４ｍＬ）を添加し、そのフラスコに、還流冷却器を装備し、その混合物を加熱して一晩還流させた。その反応物を冷却し、ロータリーエバポレーターでペーストへと濃縮し、これを酢酸エチルと水との間で分配した。その有機層を確保しておき、水層を酢酸エチルでさらに１回抽出した。その有機層を合わせ、硫酸ナトリウムで乾燥させ、最終固体生成物へと濃縮した（１．３３ｇ）。
全体の純度は、約８３％である。主要ピークは、１．１６分。計算ＭＷは、３９６．４である。実測ＭＷは、３９６．２である。
Figure 2019522066
撹拌子を入れた２０ｍＬ丸底フラスコの中に、ピリジン（９ｍＬ）中のジオール（７００ｍｇ， １．８ｍｍｏｌ）を入れた。その混合物を窒素下で氷上で冷却した。これに、４，４ ジメトキシトリチルクロリド（４４９ｍｇ， １．３ｍｍｏｌ）を添加した。その混合物を、４℃で一晩撹拌した。メタノール（２ｍＬ）を添加し、その混合物を１５分間撹拌し、その後、ロータリーエバポレーターでペーストへと濃縮した。最終精製を、シリカゲルクロマトグラフィー（ジクロロメタン／メタノール勾配）で達成して、最終生成物を固体として得た（６００ｍｇ）。
全体の純度は、約８２％である。推定ＭＷは、６９８．７である。実測ＭＷは、７８８．５である。これは、生成物＋トロピリウムと一致する。
Figure 2019522066
撹拌子を入れた１００ｍＬ丸底フラスコの中に、乾燥ジクロロメタン（２５ｍＬ）とジイソプロピルエチルアミン（１２５μＬ， ０．７１ｍｍｏｌ）の中のモノ保護されたＤＭＴｒアルコール（１００ｍｇ， ０．１４ｍｍｏｌ）を入れた。２−シアノエチル−Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルクロロホスホロアミダイト（６４μＬ， ０．２８ｍｍｏｌ）を添加し、その混合物を３０分間撹拌したところ、その時点で、ＴＬＣは、その反応が完了していることを示した。その混合物を、ジクロロメタンと飽和炭酸水素ナトリウムの間で分配した。その有機層を確保しておき、硫酸ナトリウムで乾燥させ、黄色油状物へと濃縮し、これを固相オリゴヌクレオチド合成において直接使用した。
Figure 2019522066
撹拌子を入れた２５０ｍＬ丸底フラスコの中に、４，４’−（４，４’−イソプロピリデンジフェノキシ）ビス（フタル酸無水物）（４，４’−（４，４’−Ｉｓｏｐｒｏｐｙｌｉｄｉｎｅｄｉｐｈｅｎｏｘｙ）ｂｉｓ（ｐｈｔｈａｌｉｃ ａｎｈｙｄｒｉｄｅ））（１．５ｇ， ２．９ｍｍｏｌ）およびジオキサン（５０ｍＬ）を入れた。エタノールアミン（４３５μＬ， ７．２ｍｍｏｌ）およびジイソプロピルエチルアミン（２．５ｍＬ）を添加し、そのフラスコに還流冷却器を装備し、その混合物を加熱して一晩還流させた。その反応物を冷却し、ロータリーエバポレーターでペーストへと濃縮し、これをジクロロメタンと水との間で分配した。その有機層を確保しておき、水層をジクロロメタンでさらに２回抽出した。その有機層を合わせ、硫酸ナトリウムで乾燥させ、最終固体生成物へと濃縮した（４００ｍｇ）。
全体の純度は、約８９％である。推定ＭＷは、６０６．６である。実測ＭＷは、６０６．４である。
Figure 2019522066
撹拌子を入れた２０ｍＬ丸底フラスコの中に、ピリジン（３ｍＬ）中のジオール（４００ｍｇ， ０．７ｍｍｏｌ）を入れた。その混合物を窒素下で氷上で冷却した。これに、４，４ ジメトキシトリチルクロリド（１６８ｍｇ， ０．５ｍｍｏｌ）を添加した。その混合物を４℃で一晩撹拌した。メタノール（１ｍＬ）を添加し、その混合物を１０分間撹拌し、その後、ロータリーエバポレーターでペーストへと濃縮した。最終精製を、シリカゲルクロマトグラフィー（ジクロロメタン／メタノール勾配）で達成して、最終生成物を固体として得た。全体の純度は、約３６％である。１０００のＭ／Ｚは、質量＋トロピリウムと一致する。
Figure 2019522066
撹拌子を入れた２５０ｍＬ丸底フラスコの中に、ピロメリト酸二無水物（０．７５ｇ， ３．４ｍｍｏｌ）およびジオキサン（８０ｍＬ）を入れた。セリンメチルエステル（１．２ｇ， ７．６ｍｍｏｌ）およびジイソプロピルエチルアミン（４．８ｍＬ）を添加し、そのフラスコに還流冷却器を装備し、その混合物を加熱して一晩還流させた。その反応物を冷却し、ロータリーエバポレーターでペーストへと濃縮し、これを酢酸エチルとクエン酸（５００ｍＭ）との間で分配した。その有機層を確保しておき、水層を酢酸エチルでさらに２回抽出した。その有機層を合わせ、硫酸ナトリウムで乾燥させ、最終油状物へと濃縮した（１．４ｇ）。
計算ＭＷは、４２０．３３である。実測ＭＷは、４２０．１である。
Figure 2019522066
撹拌子を入れた１００ｍＬ丸底フラスコの中に、ピリジン（１７ｍＬ）中のジオール（１．４ｇ， ３．５ｍｍｏｌ）を入れた。その混合物を窒素下で氷上で冷却した。これに、４，４ ジメトキシトリチルクロリド（８８３ｍｇ， ２．６ｍｍｏｌ）を添加した。その混合物を４℃で一晩撹拌した。メタノール（５ｍＬ）を添加し、その混合物を１０分間撹拌し、その後、ロータリーエバポレーターでペーストへと濃縮した。その残渣を、飽和炭酸水素ナトリウム溶液と酢酸エチルと間で分配した。有機層を確保しておき、水層を酢酸エチルでさらに２回抽出した。その有機層を合わせ、硫酸ナトリウムで乾燥させ、濃縮した。最終精製を、シリカゲルクロマトグラフィー（ジクロロメタン／酢酸エチル勾配）で達成して、最終生成物を油状物として得た（１．７ｇ）。８１２のＭＷは、質量＋トロピリウムと一致する。
実施例８
構造（ＩＶ）の例示的化合物の合成
構造（ＩＶ）のポリマー染料を、実施例７のホスホロアミダイトおよび上記で記載されるものに類似の手順を使用して調製する。例示的化合物およびそれらの分析特徴付けを、表５に提供する。
構造（ＩＶ）の化合物およびシクロデキストリンの組成物を実施例２に記載されるように調製し、試験する。
実施例９
一般的なフローサイトメトリー法および適用
一般的なフローサイトメトリー作業フローは、以下の工程を包含する：
１．細胞を培養し、代謝ストレスの徴候に関して細胞を視覚的に観察する、および／または新鮮な、誘導された、あるいは刺激された細胞を使用する。
２．染料化合物を作業容積へと希釈する。
３．殺傷もアポトーシスの誘導もなく、細胞を採取および調製する。
４．細胞を遠心分離し、適切な緩衝液で洗浄する。
５．血球計算板およびトリパンブルー排除法を使用して細胞計数を行う。
６．細胞を遠心分離および洗浄する。
７．細胞密度を試験サイズへと調節する。
８．染料（予め希釈）または他の目的の同時染色剤を適用する。
９．細胞／染色剤／染料混合物をインキュベートする。
１０．細胞を遠心分離し、適切な緩衝液で洗浄する。
１１．細胞を獲得緩衝液中で再懸濁する。
１２．細胞データをフローサイトメトリーによって獲得する。
上記の一般的作業フローを、具他的な適用に従って改変し得る。具体的な適用のためのいくつかの改変を、以下に記載する。
生／死区別
細胞を、壊死細胞を陽性染色することによって生存性に関して試験して、損傷細胞と無傷の細胞とを比較する。アッセイを使用して、正に荷電した部分、細胞デブリ、アポトーシス小体、脱分極した細胞膜、および透過化膜を有する無傷でない（固定および非固定の）細胞を標的化する。次いで、細胞を、慣用的な細胞調製物（新鮮または固定）を使用して染料で染色し、フローサイトメトリーを使用して分析する。
細胞の健康状態
死細胞（すなわち、壊死細胞）、早期アポトーシス、後期アポトーシス、および生細胞の間で比較を行う。死細胞を陽性染色し、アポトーシス小体を中間に染色し、生細胞を陰性のままにする。このストラテジーは、非常に明るい壊死細胞を生じ、細胞透過性を評価するためにも機能する。アッセイを使用して、正に荷電した部分、細胞デブリ、アポトーシス小体、脱分極した細胞膜、および透過化膜を有する無傷でない（固定および非固定の）細胞を標的化する。染料での染色を、インビトロ培養物、初代細胞、および生体異物で処理したサンプルに対して行い、フローサイトメトリーを使用して分析する。
細胞周期
細胞倍数性および有糸分裂、細胞周期を、核酸および細胞周期関連タンパク質を含む全ての細胞および細胞小体において、陽性染色ＤＮＡインターカレーターに相関した染色によって追跡する。アッセイを使用して、正に荷電した部分、細胞デブリ、アポトーシス小体、脱分極した細胞膜、および透過化膜を有する無傷でない（非固定のみ）細胞を標的化する。アッセイを使用して、細胞を保存し、固定し、細胞内染色のために透過化した後の正に荷電した部分を染色することによって、無傷の（固定および透過化した）細胞を標的化する。染料での染色（他の染料と併用して）を、インビトロ培養物、初代細胞、および生体異物で処理したサンプルに対して行い、フローサイトメトリーを使用して分析する。
増殖
細胞増殖を、核酸および細胞周期関連タンパク質を含む全ての細胞および細胞小体において、陽性染色ＤＮＡインターカレーターに相関した染色によってモニターする。アッセイを使用して、正に荷電した部分、細胞デブリ、アポトーシス小体、脱分極した細胞膜、および透過化膜を有する無傷でない（非固定のみ）細胞を標的化する。アッセイを使用して、細胞を保存し、固定し、細胞内染色のために透過化した後の正に荷電した部分を染色することによって、無傷の（固定および透過化した）細胞を標的化する。染料での染色（細胞増殖に関するマーカー、例えば、Ｋｉ６７、ＢＲＤＵをモニターすることと併用して）を、インビトロ培養物、初代細胞、および生体異物で処理したサンプルに対して行い、フローサイトメトリーを使用して分析する。
実施例１０
９９マー染料の調製
化合物Ｉ−４２（３３個のフルオレセイン部分を有する）を、本明細書で記載されるとおりの標準的固相オリゴヌクレオチド技術を使用して調製した。Ｉ−４２（以下のスキームの中で「Ａ」によって表される）を、以下で図示および記載されるようにトリマー化して、９９マー染料を形成した。
Figure 2019522066
２００μＬポリプロピレンチューブの中に、リン酸ナトリウム緩衝液（３．５μＬ、１００ｍＭ、ｐＨ＝６．５）およびＩ−４２ビス−ジスルフィドの溶液（５．５μＬ、水中０．１８ｍＭ）を入れた。これに、トリス（２−カルボキシエチル）ホスフィンの溶液（ＴＣＥＰ、１．０μＬ、水中１０ｍＭ）を添加した。そのチューブにキャップをし、ボルテックスし、室温で２時間インキュベートさせた。その混合物を、ｍｉｃｒｏ Ｚｅｂａ Ｓｐｉｎ脱塩カラム（Ｐｉｅｒｃｅ，カタログ番号８９８７７）を通して脱塩した。その脱塩した溶液を、リン酸ナトリウム緩衝液（２．０μＬ、５００ｍＭ、ｐＨ＝７．２）およびビスマレイミドエタンのＤＭＳＯ溶液（ＢＭＯＥ、１．０μＬ、０．２５ｍＭ）で処理し、室温で一晩インキュベートした。その反応混合物を水（１００μＬ）で希釈し、ＰＡＧＥによって分析した（図１０、Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ ＥＣ６８７５、１０％ ＴＢＥ−尿素ゲル、１８０Ｖ一定、最高ＭＷ種の分離が完了したところで電気泳動を停止し、ＵＶ照射（３６５ｎｍ）によって可視化した）。
任意の所望の数の染料部分を有する他のオリゴマー染料を、類似の様式で調製する。
実施例１１
ホスホロアミダイトおよび化合物の調製
例示的化合物を、標準的固相オリゴヌクレオチド合成プロトコルおよび以下の構造を有するフルオレセイン含有ホスホロアミダイトを使用して調製した：
Figure 2019522066
 （これを、ＣｈｅｍＧｅｎｅｓ（カタログ番号ＣＬＰ−９７８０）から購入した）。
例示的なリンカー（Ｌ４）を、以下の構造を有するホスホロアミダイトとカップリングすることによって、化合物の中に含めた：
Figure 2019522066
 （これもまた、市販されている）
他の例示的な化合物を、以下のスキームに従って調製したホスホロアミダイトを使用して調製した：
Figure 2019522066
最終脱保護は、所望のＦ”部分をもたらす。他の市販のホスホロアミダイト試薬を、適切な場合には使用して、化合物の種々の部分を導入した。以下の構造を有するＱ部分：
Figure 2019522066
 を、
Figure 2019522066
 の反応によって導入した。
本明細書において言及される米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願および非特許刊行物の全ては、本記載と矛盾しない程度までそれらの全体において本明細書に参考として援用される。
前述から、本発明の具体的実施形態が例証目的のために本明細書で記載されてきたものの、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、種々の改変がなされ得ることは認識される。よって、本発明は、添付の特許請求の範囲による場合を除いて限定されない。

Claims (50)

  1. ポリマー染料およびシクロデキストリンを含む組成物であって、該ポリマー染料は、リンカーＬによって共有結合された２個またはこれより多くの染料部分Ｍを含む、組成物。
  2. 前記シクロデキストリンは、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリンまたはγ−シクロデキストリンである、請求項１に記載の組成物。
  3. 前記シクロデキストリンは、β−シクロデキストリンである、請求項１に記載の組成物。
  4. 前記組成物は、水を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の組成物。
  5. 各Ｍは、独立して蛍光部分である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の組成物。
  6. 各Ｍは、同じである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の組成物。
  7. 前記ポリマー染料は、２種の異なるタイプのＭ部分を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の組成物。
  8. 前記ポリマー染料は、２〜１０個のＭ部分を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の組成物。
  9. Ｍは、各存在において、独立して、４個もしくはこれより多くのアリールもしくはヘテロアリール環、またはこれらの組み合わせを含む部分である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の化合物。
  10. Ｍは、各存在において、独立して、以下の構造のうちの一方：
    Figure 2019522066
     を有する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の化合物。
  11. Ｌは、極性官能基を含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の組成物。
  12. Ｌは、親水性官能基を含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の組成物。
  13. Ｌは、荷電した官能基を含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の組成物。
  14. Ｌは、ホスフェート、アミノ酸またはアルキレンオキシド官能基を含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の組成物。
  15. 前記ポリマー染料は、以下の構造（Ｉ）：
    Figure 2019522066
     を有する化合物、またはその立体異性体、塩もしくは互変異性体であって、ここで：
    Ｍは、各存在において、独立して、２個またはこれより多くの炭素−炭素二重結合および少なくとも１の共役度を含む部分であり；
    Ｌ１は、各存在において、独立して、ｉ）選択肢的なアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンもしくはヘテロ原子リンカー；またはｉｉ）２個の相補的反応性基の反応によって形成できる官能基を含むリンカー、のいずれかであり；
    Ｌ２およびＬ３は、各存在において、独立して、選択肢的なアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンまたはヘテロ原子リンカーであり；
    Ｌ４は、各存在において、独立して、長さが３原子より大きいヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレンまたはヘテロアルキニレンリンカーであり、ここで該ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレンおよびヘテロアルキニレンリンカーの中のヘテロ原子は、Ｏ、ＮおよびＳから選択され；
    Ｒ１は、各存在において、独立して、Ｈ、アルキルまたはアルコキシであり；
    Ｒ２およびＲ３は、各々独立して、Ｈ、ＯＨ、ＳＨ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、ヘテロアルキル、−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃ、Ｑ、もしくはこれらの保護された形態、またはＬ’であり；
    Ｒ４は、各存在において、独立して、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；
    Ｒ５は、各存在において、独立して、オキソ、チオキソまたは非存在であり；
    Ｒａは、ＯまたはＳであり；
    Ｒｂは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；
    Ｒｃは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄ、ＯＬ’、ＳＲｄ、アルキル、アルコキシ、ヘテロアルキル、ヘテロアルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルまたはチオホスホアルキルエーテルであり；
    Ｒｄは、対イオンであり；
    Ｑは、各存在において、独立して、分析物分子、標的化部分、固体支持体または相補的反応性基Ｑ′と共有結合を形成できる反応性基またはその保護された形態を含む部分であり；
    Ｌ’は、各存在において、独立して、Ｑへの共有結合を含むリンカー、標的化部分への共有結合を含むリンカー、分析物分子への共有結合を含むリンカー、固体支持体への共有結合を含むリンカー、固体支持体残基への共有結合を含むリンカー、ヌクレオシドへの共有結合を含むリンカーまたは構造（Ｉ）のさらなる化合物への共有結合を含むリンカーであり；
    ｍは、各存在において、独立して、０またはこれより大きな整数であるが、ただしｍの少なくとも１個の存在は、１またはこれより大きな整数であり；そして
    ｎは、１またはこれより大きな整数である、
    請求項１〜１４のいずれか１項に記載の組成物。
  16. 前記ポリマー染料化合物は、以下の構造（ＩＡ）：
    Figure 2019522066
     を有し、ここでｚは、１〜１００の整数である、請求項１５に記載の組成物。
  17. ｚは、３〜６の整数である、請求項１６に記載の組成物。
  18. 前記ポリマー染料化合物は、以下の構造（ＩＢ）：
    Figure 2019522066
     を有し、ここで：
    ｘ１、ｘ２、ｘ３およびｘ４は、各存在において、独立して、０〜６の整数であり；そして
    ｚは、１〜１００の整数である、
    請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の組成物。
  19. 前記ポリマー化合物は、以下の構造（ＩＩ）：
    Figure 2019522066
     またはその立体異性体、塩もしくは互変異性体を有し、ここで：
    Ｍは、各存在において、独立して、前記染料部分であり；
    Ｌ１は、各存在において、独立して、２個の相補的反応性基の反応によって形成できる官能基を含むリンカーであり；
    Ｌ２およびＬ３は、各存在において、独立して、選択肢的なアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンまたはヘテロ原子リンカーであり；
    Ｌ４は、各存在において、独立して、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレンまたはヘテロアルキニレンリンカーであり；
    Ｒ１は、各存在において、独立して、Ｈ、アルキルまたはアルコキシであり；
    Ｒ２およびＲ３は、各々独立して、Ｈ、ＯＨ、ＳＨ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、ヘテロアルキル、−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃ、ＱまたはＬ’であり；
    Ｒ４は、各存在において、独立して、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；
    Ｒ５は、各存在において、独立して、オキソ、チオキソまたは非存在であり；
    Ｒａは、ＯまたはＳであり；
    Ｒｂは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；
    Ｒｃは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄ、ＯＬ’、ＳＲｄ、アルキル、アルコキシ、ヘテロアルキル、ヘテロアルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルまたはチオホスホアルキルエーテルであり；
    Ｒｄは、対イオンであり；
    Ｑは、各存在において、独立して、分析物分子、標的化部分、固体支持体または相補的反応性基Ｑ′と共有結合を形成できる反応性基またはその保護されたアナログを含む部分であり；
    Ｌ’は、各存在において、独立して、Ｑへの共有結合を含むリンカー、標的化部分への共有結合を含むリンカー、分析物分子への共有結合を含むリンカー、固体支持体への共有結合を含むリンカー、固体支持体残基への共有結合を含むリンカー、ヌクレオシドへの共有結合を含むリンカーまたは構造（Ｉ）のさらなる化合物への共有結合を含むリンカーであり；
    ｍは、各存在において、独立して、０またはこれより大きな整数であり；そして
    ｎは、１またはこれより大きな整数である、
    請求項１〜１４のいずれか１項に記載の組成物。
  20. Ｌ２およびＬ３は、各存在において、独立して、アルキレンリンカーである、請求項１９に記載の組成物。
  21. 前記化合物は、以下の構造（ＩＩＣ）：
    Figure 2019522066
     を有し、ここで：
    ｘ１、ｘ２、ｘ３およびｘ４は、各存在において、独立して、０〜６の整数であり；そして
    ｙは、各存在において、独立して、１〜６の整数である、
    請求項１９に記載の組成物。
  22. 前記化合物は、以下の構造（ＩＩＤ）または（ＩＩＥ）：
    Figure 2019522066
     のうちの一方を有する、請求項１９に記載の組成物。
  23. 前記ポリマー染料は、以下の構造（ＩＩＩ）：
    Figure 2019522066
     またはその立体異性体、塩もしくは互変異性体を有し、ここで：
    Ｍは、各存在において、独立して、前記染料部分であり；
    Ｌ１は、各存在において、独立して、ｉ）選択肢的なアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレンもしくはヘテロアルキニレンリンカー；またはｉｉ）２個の相補的反応性基の反応によって形成できる官能基を含むリンカー、のいずれかであり；
    Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は、各存在において、独立して、選択肢的なアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレンまたはヘテロアルキニレンリンカーであり；
    Ｒ１は、各存在において、独立して、天然または非天然のアミノ酸の側鎖であり；
    Ｒ２およびＲ３は、各々独立して、Ｈ、−ＯＨ、−ＳＨ、−ＮＨ２、−ＣＯ２Ｈ、アルキル、アルキルエーテル、アルコキシ、ヘテロアルキル、アルキルアミニル、アルキルカルボニル、アルキルオキシカルボニル、Ｑ、Ｑへの共有結合を含むリンカー、標的化部分への共有結合を含むリンカー、分析物分子への共有結合を含むリンカー、固体支持体への共有結合を含むリンカー、固体支持体残基への共有結合を含むリンカーまたは構造（Ｉ）のさらなる化合物への共有結合を含むリンカーであり、ここで該アルキル、アルキルエーテル、アルキルアミニル、アルキルカルボニルおよびアルキルオキシカルボニルは、ヒドロキシル、アミノ、スルフヒドリル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルもしくはチオホスホアルキルエーテル、またはこれらの組み合わせで必要に応じて置換され；Ｑは、各存在において、独立して、分析物分子、固体支持体または相補的反応性基Ｑ′と共有結合を形成できる反応性基を含む部分であり；
    ｍは、各存在において、独立して、０またはこれより大きな整数であり；そして
    ｎは、１またはこれより大きな整数である、
    請求項１〜１４のいずれか１項に記載の組成物。
  24. Ｒ１は、各存在において、独立して、Ｈ、アルキル、−ＣＨ２ＣＯ２ −、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯ２ −、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ３ ＋、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣ（＝ＮＨ２ ＋）ＮＨ２またはイミダゾリルである、請求項２３に記載の組成物。
  25. Ｒ１、Ｌ４およびｍは、
    Figure 2019522066
     が（Ｇ）１０、（ＧＤＧＤＧＤＧＤＧＤ）または（ＧＫＧＫＧＫＧＫＧＫ）というアミノ酸配列を有するように選択される、請求項２３または２４に記載の組成物。
  26. Ｒ１、Ｌ４およびｍは、
    Figure 2019522066
     がα−ヘリックスまたはβ−シート二次構造を形成できるアミノ酸配列を有するように選択される、請求項２３または２４のいずれか１項に記載の組成物。
  27. Ｌ４もしくはＬ５、または両方は、水性溶液中で３〜１１の範囲に及ぶｐＨ値において正電荷または負電荷を維持できる官能基を含むヘテロアルキレンリンカーである、請求項２３〜２６のいずれか１項に記載の組成物。
  28. 前記ポリマー染料は、以下の構造（ＩＶ）：
    Figure 2019522066
     を有する化合物、またはその立体異性体、塩もしくは互変異性体であって、ここで：
    Ａは、各存在において、独立して、１個またはこれより多くの縮合した炭素環式環系または複素環式環系を含む部分であり；
    Ｍは、各存在において、独立して、前記染料部分であり；
    Ｌ１は、各存在において、独立して、ｉ）選択肢的なアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンもしくはヘテロ原子リンカー；またはｉｉ）２個の相補的反応性基の反応によって形成できる官能基を含むリンカー、のいずれかであり；
    Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は、各存在において、独立して、選択肢的なアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンリンカーまたはヘテロ原子リンカーであり；
    Ｒ１は、各存在において、独立して、Ｈ、アルキルまたはアルコキシであり；
    Ｒ２およびＲ３は、各々独立して、Ｈ、ＯＨ、ＳＨ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、ヘテロアルキル、−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃ、ＱまたはＬ’であり；
    Ｒ４は、各存在において、独立して、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；
    Ｒ５は、各存在において、独立して、オキソ、チオキソまたは非存在であり；
    Ｒａは、ＯまたはＳであり；
    Ｒｂは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；
    Ｒｃは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄ、ＯＬ’、ＳＲｄ、アルキル、アルコキシ、ヘテロアルキル、ヘテロアルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルまたはチオホスホアルキルエーテルであり；
    Ｒｄは、対イオンであり；
    Ｑは、各存在において、独立して、分析物分子、標的化部分、固体支持体または相補的反応性基Ｑ′と共有結合を形成できる反応性基またはその保護されたアナログを含む部分であり；
    Ｌ’は、各存在において、独立して、Ｑへの共有結合を含むリンカー、標的化部分への共有結合を含むリンカー、分析物分子への共有結合を含むリンカー、固体支持体への共有結合を含むリンカー、固体支持体残基への共有結合を含むリンカー、ヌクレオシドへの共有結合を含むリンカーまたは構造（Ｉ）のさらなる化合物への共有結合を含むリンカーであり；
    ｍは、各存在において、独立して、０またはこれより大きな整数であるが、ただしｍの少なくとも１個の存在は、１またはこれより大きな整数であり；そして
    ｎは、１またはこれより大きな整数である、
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載の組成物。
  29. Ａは、各存在において、独立して、以下の構造のうちの１つ：
    Figure 2019522066
     を有する１個またはこれより多くの縮合した炭素環式環系または複素環式環系を含み、ここで：
    ａ１、ａ２およびａ３は、各存在において、独立して、５員、６員または７員の炭素環式環または複素環式環であり；そして
    Ｌ６は、直接結合またはリンカーである、
    請求項２８に記載の組成物。
  30. Ａは、各存在において、独立して、以下の構造のうちの１つ：
    Figure 2019522066
     を有する、
    請求項２８または２９のいずれか１項に記載の組成物。
  31. Ｒ１は、Ｈである、請求項１５〜３０のいずれか１項に記載の組成物。
  32. Ｒ２およびＲ３は、各々独立して、ＯＨまたは−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃである、請求項１５〜３１のいずれか１項に記載の組成物。
  33. Ｒ２またはＲ３のうちの一方は、ＯＨまたは−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃであり、Ｒ２またはＲ３のうちの他方は、ＱまたはＱへの共有結合を含むリンカーである、請求項１５〜３１のいずれか１項に記載の組成物。
  34. Ｑは、求核性反応性基、求電子性反応性基または環化付加反応性基を含む、請求項１５〜３１または３３のいずれか１項に記載の組成物。
  35. Ｑは、スルフヒドリル、ジスルフィド、活性化エステル、イソチオシアネート、アジド、アルキン、アルケン、ジエン、ジエノフィル、酸ハライド、スルホニルハライド、ホスフィン、α−ハロアミド、ビオチン、アミノまたはマレイミド官能基を含む、請求項３４に記載の組成物。
  36. Ｑは、表１から選択される部分である、請求項１５〜３１または３３のいずれか１項に記載の組成物。
  37. Ｒ２またはＲ３のうちの一方は、ＯＨまたは−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃであり、Ｒ２またはＲ３のうちの他方は、分析物分子への共有結合を含むリンカー、標的化部分または固体支持体への共有結合を含むリンカーである、請求項１５〜３１のいずれか１項に記載の組成物。
  38. ｍは、各存在において、独立して、１〜１０の整数である、請求項１５〜３７のいずれか１項に記載の組成物。
  39. ｎは、１〜１０の整数である、請求項１５〜３７のいずれか１項に記載の組成物。
  40. 前記ポリマー染料が、表２、３、４または５のいずれか１つから選択される化合物である、請求項１〜３９のいずれか１項に記載の組成物。
  41. サンプルを染色するための方法であって、該方法は、該サンプルに、請求項１〜４０のいずれか１項に記載の組成物を、該サンプルが適切な波長で照射される場合に光学的応答を生じるために十分な量で添加する工程を包含する方法。
  42. 前記光学的応答は、蛍光応答である、請求項４１に記載の方法。
  43. 前記サンプルは、細胞を含む、請求項４１〜４２のいずれか１項に記載の方法。
  44. 前記細胞をフローサイトメトリーによって観察する工程をさらに包含する、請求項４３に記載の方法。
  45. 前記蛍光応答を、検出可能に異なる光学的特性を有する第２の発蛍光団の蛍光応答から区別する工程をさらに包含する、請求項４２に記載の方法。
  46. 分析物分子を視覚的に検出するための方法であって、該方法は、
    （ａ）前記ポリマー染料が該分析物分子への共有結合を含む、請求項１〜４０のいずれか１項の組成物を提供する工程；および
    （ｂ）該化合物をその視覚的特性によって検出する工程、
    を包含する方法。
  47. 分析物分子を視覚的に検出するための方法であって、該方法は、
    （ａ）前記ポリマー染料が該分析物分子と共有結合を形成できる反応性基を含む部分Ｑへの共有結合を含む、請求項１〜４０のいずれか１項に記載の組成物と、該分析物分子とを混合する工程；
    （ｂ）該化合物および該分析物分子の結合体を形成する工程；ならびに
    （ｃ）該結合体をその視覚的特性によって検出する工程、
    を包含する方法。
  48. １個またはこれより多くの分析物分子の検出のための分析方法における請求項１〜４０のいずれか１項に記載の組成物の使用。
  49. サンプル中の死細胞の存在を決定するための方法であって、該方法は、該サンプルと請求項１〜４０のいずれか１項に記載の組成物とを接触させ、それによって、前記ポリマー染料と該死細胞とを結合または会合させる工程、および該死細胞と結合または会合した該ポリマー染料からの蛍光シグナルを観察する工程を包含する方法。
  50. 前記死細胞と結合または会合した前記ポリマー染料を観察するためのフローサイトメトリーの使用をさらに包含する、請求項４９に記載の方法。
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