JP2021519841A - ペンダントクロモフォアを有する水溶性ポリマー色素 - Google Patents

ペンダントクロモフォアを有する水溶性ポリマー色素 Download PDF

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Abstract

ペンダントクロモフォア基を有する水溶性の集光マルチクロモフォアが提供される。集光マルチクロモフォアは、非共役反復単位を含むポリマー主鎖と、ポリマー主鎖の非共役反復単位に連結された複数のペンダントドナークロモフォア基とを有する。ペンダントクロモフォア基は、１つ以上の水溶性基で置換されたＢＯＤＩＰＹ基とすることができる。主題のマルチクロモフォアに基づくポリマータンデム色素が提供され、これは、ポリマー主鎖の非共役反復単位に連結され、ペンダントドナークロモフォア基に対してエネルギーを受容する近傍に構成されたアクセプタフルオロフォアをさらに含む。主題のポリマータンデム色素を含む標識された特異的結合メンバーも提供される。標的分析物について試料を評価する方法、および主題のポリマータンデム色素が使用を見出す標的分子を標識する方法が提供される。主題の方法を実践するためのシステムおよびキットも提供される。

Description

蛍光色素は、吸収される波長の光で照射されると、（通常）異なる波長の光を発する化合物である。蛍光色素は、生化学、生物学、および医学、例えば、診断キット、顕微鏡検査、または薬物スクリーニングにおける、様々な用途での使用を見出す。蛍光色素は、所望の目的に応じてユーザが好適な色素を選択することを可能にするいくつかのパラメータによって特徴付けられる。
対象のパラメータは、励起波長最大値、発光波長最大値、ストークスシフト、消滅係数、蛍光量子収率、および蛍光寿命を含む。色素は、例えば、励起放射線の生体試料への浸透を可能にし、背景蛍光を最小限に抑え、および／または高い信号対ノイズ比を達成するために、対象の用途に従って選択され得る。
分子認識は、２つの分子の特異的結合を伴う。標的生体分子に対する結合特異性を有する分子は、分析物の標識および分離、フローサイトメトリ、インサイツハイブリダイゼーション、酵素結合免疫吸着アッセイ（ＥＬＩＳＡ）、ウェスタンブロット分析、磁気細胞分離、およびクロマトグラフィなど、様々な研究および診断用途での使用を見出す。標的生体分子は、蛍光色素で標識することによって検出され得る。
複数のペンダントクロモフォア基を有する水溶性の集光マルチクロモフォアが提供される。集光マルチクロモフォアは、非共役反復単位を含むポリマー主鎖と、ポリマー主鎖の非共役反復単位に各々独立して連結された複数のペンダントドナークロモフォア基とを有する。ペンダントクロモフォア基は、１つ以上の水溶性基で置換されたＢＯＤＩＰＹ基とすることができる。主題のマルチクロモフォアに基づくポリマータンデム色素も提供され、これは、ポリマー主鎖の非共役反復単位に連結され、集光マルチクロモフォアの少なくとも１つのペンダントドナークロモフォア基に対してエネルギーを受容する近傍に構成されたアクセプタフルオロフォアをさらに含む。主題のポリマータンデム色素を含む標識された特異的結合メンバーも提供される。標的分析物の存在の試料を評価する方法、および対象のポリマータンデム色素が使用を見出す標的分子を標識する方法も提供される。主題の方法を実践するためのシステムおよびキットも提供される。
以下に記載される図面は、例示目的のみであることを理解されたい。図面は、いかなる方法においても、本教示の範囲を限定することを意図しない。
「色素」がアクセプタフルオロフォアである例示的なポリマータンデム色素の一般構造を示す。 例示的なマルチクロモフォアのための正規化された吸光スペクトルおよびマルチクロモフォアを含む一連のポリマータンデム色素のための発光スペクトルを示す。 例示的なマルチクロモフォア、およびすべて０．０４ＯＤの吸光でのマルチクロモフォアを含む一連のポリマータンデム色素の発光スペクトルを示す。 ペプチド主鎖を有する例示的なポリマータンデム色素の構造を示す。Ｄは、ＢＯＤＩＰＹドナーペンダント基であり、Ａは、アクセプタ色素であり、バイオリンカーは、タンデム色素を生体分子に付着させるための化学選択的官能基を含むリンカーである。 図４のマルチクロモフォアを調製するために使用されたＢＯＤＩＰＹドナーペンダント基の吸光および発光スペクトルを示す。 図４のマルチクロモフォアを調製するために使用されるアクセプタ色素の吸光および発光スペクトルを示す。 図４の例示的なポリマータンデム色素の吸光および発光スペクトルを示す。 単一のクロモフォアからの発光ではなく、等しいクロモフォア間の継続的な可逆的エネルギー伝達に優先的につながるペンダントドナークロモフォア間のホモエネルギー伝達を例示する。このプロセスは、単一の単離されたクロモフォアについて観察されるものよりも著しく低い自己クエンチおよび量子収率をもたらし得る。 主に、異なるクロモフォア間の一方向エネルギー伝達につながるヘテロエネルギー伝達を例示する。二次クロモフォアへのエネルギー伝達は、アクセプタおよび単一ドナークロモフォアの量子収率によって制限される、発光に優先的につながる。 クリック重合法を使用して、連結されたＢＯＤＩＰＹ色素（「色素」）を有する例示的なマルチクロモフォアの調製のための合成スキームを例示する。「色素」は、ＢＯＤＩＰＹなどのドナー色素を指す。 クリック重合法を使用して、ポリマータンデム色素を有する例示的なマルチクロモフォアの調製のための合成スキームを例示する。「ドナー」は、ＢＯＤＩＰＹなどのドナー色素を指し、「アクセプタ」は、アクセプタフルオロフォアである。 連結されたペンダントＢＯＤＩＰＹ色素を含む、図７Ａの例示的なマルチクロモフォアの吸光および発光スペクトルを示す。 連結されたペンダントＢＯＤＩＰＹドナー色素、および異なる最大発光波長を有する様々なアクセプタ色素を含む一連の例示的なポリマータンデム色素の吸光を示す。 連結されたペンダントＢＯＤＩＰＹドナー色素、および異なる最大発光波長を有する様々なアクセプタ色素を含む一連の例示的なポリマータンデム色素の発光スペクトルを示す。
定義
例示的な実施形態をより詳細に説明する前に、以下の定義は、説明で使用される用語の意味および範囲を例示および特定するために記載される。
別段定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、本発明が属する当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。それでも、明確さと参照の容易さのために、特定の用語が以下に定義される。
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が別段明確に指示しない限り、複数の参照を含むことに留意されたい。例えば、「色素」という用語は、１つ以上の色素、すなわち、単一の色素および複数の色素を指す。特許請求の範囲は、任意選択の要素を除外するように起草され得ることにさらに留意されたい。したがって、この記述は、請求項の要素の列挙、または「否定的」な制限の使用に関連して、「単に」、「唯一」などの排他的な用語を使用するための先行詞として機能することが意図されている。
本明細書で使用される場合、「化学選択的官能基」および「化学選択的タグ」という用語は、互換的に使用され、いくつかの場合には、官能基のうちの１つの任意選択の活性化の後に、別の適合性官能基と選択的に反応して共有結合を形成することができる官能基を指す。対象の化学選択的官能基は、これらに限定されないが、チオールおよびマレイミド、またはヨードアセトアミド、アミンおよびカルボン酸、またはそれらの活性エステル、ならびに、例えば、アジドおよびアルキン基（例えば、シクロオクチン基）、テトラジン、トランスシクロオクテン、ジエンおよびジエンオフィル、ならびにアジド、フッ化硫黄（ＶＩ）交換化学（ＳｕＦＥＸ）、フッ化スルホニル、ならびにヒドロキシル、ヒドラジド、ヒドラジノ、アルデヒド、ケトン、アジド、アルキン、ホスフィン、エポキシドなど、クリックケミストリを介して互いに反応し得る基を含む。
本明細書で使用される場合、「試料」という用語は、対象の１つ以上の分析物を含む材料または材料の混合物、いくつかの場合には、液体形態に関する。いくつかの実施形態では、最も広義に使用される用語は、細胞を含むか、または細胞代謝物を生成する任意の植物、動物もしくは細菌材料、例えば、個体（これらに限定されないが、血漿、血清、脳脊髄液、リンパ、涙液、唾液、および組織切片を含む）、またはインビトロ細胞培養成分から単離される組織または流体、ならびに環境からの試料を指す。「試料」という用語は、「生体試料」も指し得る。本明細書で使用される場合、「生体試料」という用語は、生物全体、またはその組織、細胞、または成分部分のサブセット（例えば、これらに限定されないが、血液、粘液、リンパ液、滑液、脳脊髄液、唾液、羊水、羊髄血、尿、膣液、および精液を含む体液）を指す。「生体試料」はまた、これらに限定されないが、血清、脊髄液、リンパ液、皮膚の外部切片、呼吸器、腸管、および泌尿器管、涙液、唾液、乳、血液細胞、腫瘍、および臓器を含む、生物全体またはその組織、細胞、または成分部分のサブセット、またはそれらの画分または一部から調製されるホモジネート、溶解物、または抽出物を指すことができる。ある特定の実施形態では、試料は、動物または植物から除去されている。生物学的試料は、細胞を含んでもよい。「細胞」という用語は、その従来の意味で、少なくとも核および細胞膜を有する、真核生物と原核生物と
の両方の生体の基本構造単位を指すために使用される。ある特定の実施形態では、細胞は、細菌由来などの原核細胞を含む。他の実施形態では、細胞は、真核細胞、例えば、動物、植物、または真菌からの生体試料から取得された細胞を含む。
「支持体結合」および「支持体に連結された」という用語は、互換的に使用され、対象の支持体に共有結合的または非共有結合的に連結された部分（例えば、特異的結合メンバー）を指す。共有結合は、２つの適合性官能基（例えば、２つの化学選択的官能基、求電子性および求核性など）の化学反応を伴って、対象の２つの部分（例えば、支持体および特異的結合メンバー）間の共有結合を形成し得る。いくつかの場合には、非共有結合は、対象の２つの部分（例えば、ハプテンおよび抗体、またはビオチン部分およびストレプトアビジンなどの２つの親和性部分）間の特異的結合を伴い得る。ある特定の場合において、非共有結合は、基質への吸収を伴い得る。
「ポリペプチド」という用語は、２〜５０アミノ酸長の範囲のペプチド、および５０アミノ酸長を超えるポリペプチドを含む、任意の長さのアミノ酸のポリマー形態を指す。「ポリペプチド」および「タンパク質」という用語は、本明細書で互換的に使用される。「ポリペプチド」という用語は、コード化されたおよび非コード化されたアミノ酸のポリマー、化学的または生化学的に修飾または誘導体化されたアミノ酸、ならびに従来の主鎖が非自然発生の主鎖または合成主鎖で置換された修飾ペプチド主鎖を有するポリペプチドを含む。ポリペプチドは、例えば、２個以上のアミノ酸、例えば４個以上のアミノ酸、１０個以上のアミノ酸、２０個以上のアミノ酸、５０個以上のアミノ酸、１００個以上のアミノ酸、３００個以上のアミノ酸、例えば最大５００個または１０００個以上のアミノ酸など、任意の便利な長さのものであり得る。「ペプチド」は、例えば４個以上のアミノ酸、１０個以上のアミノ酸、２０個以上のアミノ酸、例えば最大５０個のアミノ酸など、２個以上のアミノ酸であり得る。いくつかの実施形態では、ペプチドは、５〜３０個のアミノ酸長である。
本明細書で使用される場合、「単離された」という用語は、精製の前に、その部分が関連付けられる他の成分から少なくとも６０％遊離、少なくとも７５％遊離、少なくとも９０％遊離、少なくとも９５％遊離、少なくとも９８％遊離、およびさらには少なくとも９９％遊離している対象の部分を指す。
「複数」は、少なくとも２つのメンバーを含む。ある特定の場合において、複数は、５個以上、例えば６個以上、７個以上、８個以上、９個以上、１０個以上、２０個以上、３０個以上、４０個以上、５０個以上、６０個以上、７０個以上、８０個以上、９０個以上、１００個以上、３００個以上、１０００個以上、３０００個以上、１０，０００個以上、１０，０００個以上のメンバーを有してもよい。
数値範囲は、範囲を定義する数値を含む。
「特異的結合」という用語は、捕捉剤（または特異的結合対の第１のメンバー）が、例えば、異なる分析物の均質混合物内に存在する特定の分析物（または特異的結合対の第２のメンバー）に優先的に結合する能力を指す。いくつかの事例では、特異的結合相互作用は、例えば、１００倍以上、または１０００倍以上など、望ましくない分析物よりも望ましい分析物に対して１０倍以上の特異性で試料中の望ましい分析物と望ましくない分析物とを区別する。いくつかの場合には、捕捉剤／分析物複合体内にそれらが特異的に結合したときの捕捉剤と分析物との間の親和性は、少なくとも１０−８Ｍ、少なくとも１０−９Ｍ、例えば、最大１０−１０Ｍである。
「親和性」は、結合の強度を指し、結合親和性の増加は、より低いＫｄと相関する。
本明細書に記載される方法は、複数のステップを含む。各ステップは、必要に応じて、ステップ間の所定の時間が経過した後に実行され得る。したがって、各ステップを実行する間の時間は、１秒以上、１０秒以上、３０秒以上、６０秒以上、５分以上、１０分以上、または６０分以上であり得、５時間以上を含む。ある特定の実施形態では、各後続ステップは、前のステップの完了の直後に実行される。他の実施形態では、ステップは、前のステップの完了後のインキュベーションまたは待機時間、例えば一晩の待機時間までの数分などに実行され得る。
本明細書で使用される場合、「評価すること（ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ）」、「決定すること」、「測定すること」、および「評価すること（ａｓｓｅｓｓｉｎｇ）」、および「アッセイすること」という用語は、互換的に使用され、定量的および定性的決定の両方を含む。
「分離する」という用語は、本明細書で使用される場合、２つの要素の物理的分離（例えば、サイズまたは親和性など）、ならびに一方の要素の分解を指し、他方の要素はそのままにする。
「リンカー」または「連結」という用語は、２つの基を接続し、１００個の原子長以下の主鎖を有する連結部分を指す。リンカーまたは連結は、２つの基、または１〜１００個の原子長の鎖、例えば、１、２、３、４、５、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、２０個以上の炭素原子長の鎖を接続する共有結合であってもよく、リンカーは、直鎖、分枝鎖、環状、または単一原子であってもよい。いくつかの場合には、リンカーは、３つ以上の基を接続する連結部分を指す分岐リンカーである。ある特定の場合において、リンカー主鎖の１個、２個、３個、４個、または５個以上の炭素原子は、任意選択で、硫黄、窒素、または酸素ヘテロ原子で置換されてもよい。いくつかの場合には、リンカー主鎖は、エーテル、チオエーテル、アミノ、アミド、スルホンアミド、カルバメート、チオカルバメート、尿素、チオ尿素、エステル、チオエステル、またはイミンなどの連結官能基を含む。主鎖原子間の結合は、飽和または不飽和であってもよく、いくつかの事例では、１つ、２つ、または３つ以下の不飽和結合がリンカー主鎖中に存在する。リンカーは、例えば、アルキル、アリール、またはアルケニル基を有する１つ以上の置換基を含み得る。リンカーは、これらに限定されないが、ポリエチレングリコール、エーテル、チオエーテル、三級アミン、直鎖または分枝鎖であり得るアルキル、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（ｔ−ブチル）などを含み得る。リンカー主鎖は、環状基、例えば、環状基の２個以上の原子、例えば、２個、３個、または４個の原子が主鎖に含まれる、環状基、例えば、アリール、複素環、またはシクロアルキル基を含み得る。リンカーは、切断可能であり得るか、または切断不可能であり得る。
「ポリエチレンオキシド」、「ＰＥＯ」、「ポリエチレングリコール」、および「ペグ」という用語は、互換的に使用され、式−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ−）ｎ−またはその誘導体によって記載される鎖を含むポリマー基を指す。いくつかの実施形態では、「ｎ」は、５０００以下、例えば１０００以下、５００以下、２００以下、１００以下、５０以下、４０以下、３０以下、２０以下、１５以下、例えば３〜１５、または１０〜１５である。ペグポリマー基は、任意の便利な長さのものであってもよく、これらに限定されないが、アルキル、アリール、ヒドロキシル、アミノ、アシル、アシルオキシ、ならびにアミド末端および／または置換基を含む、様々な末端基および／またはさらなる置換基を含んでもよいことが理解される。主題のマルチクロモフォアでの使用に適合され得るペグ基は、Ｓ．Ｚａｌｉｐｓｋｙ ｉｎ “Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄ ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ）ｆｏｒ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｌｙ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｃｏｎｊｕｇａｔｅｓ”，Ｂｉｏｃｏｎｊｕｇａｔｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ １９９５，６（２），１５０−１６５；ａｎｄ ｂｙ Ｚｈｕ ｅｔ ａｌ ｉｎ “Ｗａｔｅｒ−Ｓｏｌｕｂｌｅ Ｃｏｎｊｕｇａｔｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ｆｏｒ Ｉｍａｇｉｎｇ，Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ，ａｎｄ Ｔｈｅｒａｐｙ”，Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．，２０１２，１１２（８），ｐｐ ４６８７−４７３５によって記載されるペグを含む。
「アルキル」という用語は、それ自体または別の置換基の一部として、親アルカンの単一炭素原子から１個の水素原子を除去することによって誘導される飽和分岐または直鎖一価炭化水素ラジカルを指す。対象のアルキル基は、これらに限定されないが、メチル、エチル、プロパン−１−イルまたはプロパン−２−イルなどのプロピル、ならびにブタン−１−イル、ブタン−２−イル、２−メチルプロパン−１−イルまたは２−メチルプロパン−２−イルなどのブチルを含む。いくつかの実施形態では、アルキル基は、１〜２０個の炭素原子を含む。いくつかの実施形態では、アルキル基は、１〜１０個の炭素原子を含む。ある特定の実施形態では、低級アルキル基は、１〜４個の炭素原子などの１〜６個の炭素原子を含む。この用語は、例として、直鎖および分枝鎖ヒドロカルビル基、例えば、メチル（ＣＨ３−）、エチル（ＣＨ３ＣＨ２−）、ｎ−プロピル（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２−）、イソプロピル（（ＣＨ３）２ＣＨ−）、ｎ−ブチル（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−）、イソブチル（（ＣＨ３）２ＣＨＣＨ２−）、ｓｅｃ−ブチル（（ＣＨ３）（ＣＨ３ＣＨ２）ＣＨ−）、ｔ−ブチル（（ＣＨ３）３Ｃ−）、ｎ−ペンチル（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−）、およびネオペンチル（（ＣＨ３）３ＣＣＨ２−）を含む。
「置換アルキル」という用語は、アルキル鎖中の１個以上の炭素原子が、任意選択で、−Ｏ−、−Ｎ−、−Ｓ−、−Ｓ（Ｏ）ｎ−（式中、ｎは０〜２である）、−ＮＲ−（式中、Ｒは水素またはアルキルである）などのヘテロ原子で置換され、アルコキシ、置換アルコキシ、シクロアルキル、置換シクロアルキル、シクロアルケニル、置換シクロアルケニル、アシル、アシルアミノ、アシルオキシ、アミノ、アミノアシル、アミノアシルオキシ、オキシアミノアシル、アジド、シアノ、ハロゲン、ヒドロキシル、オキソ、チオケト、カルボキシル、カルボキシルアルキル、チオアリールオキシ、チオヘテロアリールオキシ、チオヘテロシクロオキシ、チオール、チオアルコキシ、置換チオアルコキシ、アリール、アリールオキシ、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ、ヘテロシクリル、ヘテロシクロオキシ、ヒドロキシアミノ、アルコキシアミノ、ニトロ、−ＳＯ−アルキル、−ＳＯ−アリール、−ＳＯ−ヘテロアリール、−ＳＯ２−アルキル、−ＳＯ２−アリール、−ＳＯ２−ヘテロアリール、および−ＮＲａＲｂからなる群から選択された１〜５つの置換基を有する本明細書で定義されるアルキル基を指し、Ｒ’およびＲ”は、同じであっても異なってもよく、水素、任意に置換されたアルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリールおよび複素環から選択される。
「アルコキシ」は、−Ｏ−アルキル基を指し、アルキルは、本明細書に定義される通りである。アルコキシは、例として、メトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ、イソプロポキシ、ｎ−ブトキシ、ｔ−ブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシ、ｎ−ペントキシなどを含む。「アルコキシ」という用語はまた、アルケニル−Ｏ−、シクロアルキル−Ｏ−、シクロアルケニル−Ｏ−、およびアルキニル−Ｏ−基を指し、アルケニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、およびアルキニルは、本明細書で定義される通りである。
「置換アルコキシ」という用語は、置換アルキル−Ｏ−、置換アルケニル−Ｏ−、置換シクロアルキル−Ｏ−、置換シクロアルケニル−Ｏ−、および置換アルキニル−Ｏ−基を指し、置換アルキル、置換アルケニル、置換シクロアルキル、置換シクロアルケニル、および置換アルキニルは、本明細書で定義される通りである。
「アルキニル」は、２〜６個の炭素原子、好ましくは２〜３個の炭素原子を有し、少なくとも１個、好ましくは１〜２個の三重結合不飽和部位を有する直鎖または分枝鎖一価ヒドロカルビル基を指す。そのようなアルキニル基の例は、アセチレニル（−Ｃ≡ＣＨ）、およびプロパルギル（−ＣＨ２Ｃ≡ＣＨ）を含む。
「置換アルキニル」という用語は、アルコキシ、置換アルコキシ、シクロアルキル、置換シクロアルキル、シクロアルケニル、置換シクロアルケニル、アシル、アシルアミノ、アシルオキシ、アミノ、置換アミノ、アミノアシル、アミノシロキシ、オキシアミノアシル、アジド、シアノ、ハロゲン、ヒドロキシル、オキソ、チオケト、カルボキシル、カルボキシルキル、チオアリールオキシ、チオヘテロアリールオキシ、チオヘテロアリールオキシ、チオール、チオアルコキシ、置換チオアルコキシ、アリール、アリールオキシ、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ、ヘテロシクリル、ヘテロシクロオキシ、ヒドロキシアミノ、アルコキシアミノ、ニトロ、−ＳＯ−アルキル、−ＳＯ置換アルキル、−ＳＯ−アリール、−ＳＯ−ヘテロアリール、−ＳＯ２−アルキル、−ＳＯ２−置換アルキル、−ＳＯ２−アリール、および−ＳＯ２−ヘテロアリールから選択される１〜５つの置換基、または１〜３つの置換基を有する、本明細書に定義されるアルキニル基を指す。
「アミノ」は、−ＮＨ２基を指す。「置換アミノ」という用語は、少なくとも１つのＲが水素でないことを条件に、各Ｒが、独立して、水素、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、置換シクロアルキル、アルケニル、置換アルケニル、シクロアルケニル、置換シクロアルケニル、アルキニル、置換アルキニル、アリール、ヘテロアリール、およびヘテロシクリルからなる群から選択される基−ＮＲＲを指す。
「アリール」自体または別の置換基の一部としては、芳香環系の単一炭素原子から１個の水素原子を除去することによって誘導される一価の芳香族炭化水素ラジカルを指す。対象のアリール基は、これらに限定されないが、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、コロネン、フルオランテン、フルオレン、ヘキサセン、ヘキサフェン、ヘキサレン、アスインダセン、ｓ−インダセン、インダン、インデン、ナフタレン、オクタン、オクタフェン、オクタレン、オバレン、ペンタ−２，４−ジエン、ペンタセン、ペンタレン、ペンタフェン、ペリレン、フェナレン、フェナンタレン、ピセン、プレイアデン、ピレン、ピラントレン、ルビセン、トリフェニレン、トリナフタレンなどに由来する基を含む。ある特定の実施形態では、アリール基は、６〜２０個の炭素原子を含む。ある特定の実施形態では、アリール基は、６〜１２個の炭素原子を含む。アリール基の例は、フェニルおよびナフチルである。
「置換アリール」とは、アリール置換基についての定義によって別段の制約がない限り、アシルオキシ、ヒドロキシ、チオール、アシル、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、置換アルキル、置換アルコキシ、置換アルケニル、置換アルキニル、置換シクロアルキル、置換シクロアルケニル、アミノ、置換アミノ、アミノアシル、アシルアミノ、アルカリル、アリール、アリールオキシ、アジド、カルボキシル、カルボキシルアルキル、シアノ、ハロゲン、ニトロ、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ、ヘテロシクリル、ヘテロシクロオキシ、アミノアシロキシ、オキシアシルアミノ、チオアルコキシ、置換チオアルコキシ、チオアリールオキシ、チオヘテロアリールオキシ、−ＳＯ−アルキル、−ＳＯ置換アルキル、−ＳＯ−アリール、−ＳＯ−ヘテロアリール、−ＳＯ２−アリール、−ＳＯ２−置換アルキル、−ＳＯ２−アリール、−ＳＯ２−ヘテロアリールおよびトリハロメチルから選択される１〜５つの置換基、または１〜３つの置換基で置換されたアリール基を指す。
「ヘテロアリール」自体または別の置換基の一部としては、ヘテロ芳香環系の単一原子から１個の水素原子を除去することによって誘導される一価のヘテロ芳香族ラジカルを指す。対象のヘテロアリール基としては、これらに限定されないが、アクリジン、アルシンドール、カルバゾール、β−カルボリン、クロマン、クロメーン、シノリン、フラン、イミダゾール、インダゾール、インドール、インドリン、インドリジン、イソベンゾフラン、イソクロメーン、イソインドール、イソインドリン、イソキノリン、イソチアゾール、イソオキサゾール、ナフチリジン、オキサジアゾール、オキサゾール、ペリミジン、フェナントリアゾール、フェナントロリン、フェナジン、フタラジン、プテリジン、プリン、ピラン、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、ピリジン、ピリミジン、ピロール、ピロリジン、キナゾリン、キノリン、キノリジン、キノキサリン、テトラゾール、チアジアゾール、チアゾール、トリアゾール、ベンゾール、チオフェン、トリアゾール、キサンテン、ベンゾールなどに由来する基を含む。ある特定の実施形態では、ヘテロアリール基は、５〜２０員のヘテロアリールである。ある特定の実施形態では、ヘテロアリール基は、５〜１０員のヘテロアリールである。ある特定の実施形態では、ヘテロアリール基は、チオフェン、ピロール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、インドール、ピリジン、キノリン、イミダゾール、オキサゾール、およびピラジンに由来する基である。
「複素環」、「複素環式」、「ヘテロシクロアルキル」、および「ヘテロシクリル」は、縮合架橋環系およびスピロ環系を含む単環または複数の縮合環を有し、１〜１０個のヘテロ原子を含む３〜２０個の環原子を有する飽和または不飽和基を指す。これらの環原子は、窒素、硫黄、または酸素からなる群から選択され、縮合環系において、付着点が非芳香族環を介していることを条件として、環のうちの１つ以上は、シクロアルキル、アリール、またはヘテロアリールであり得る。ある特定の実施形態では、複素環基の窒素および／または硫黄原子は、任意選択で、Ｎ−オキシド、−Ｓ（Ｏ）−、または−ＳＯ２−部分を提供するように酸化される。
複素環およびヘテロアリールの例としては、これらに限定されないが、アゼチジン、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、インドリジン、イソインドール、インドール、ジヒドロインドール、インダゾール、プリン、キノリジン、イソキノリン、キノリン、フタラジン、ナフチルピリジン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリン、プテリジン、カルバゾール、カルボリン、フェナントリジン、アクリジン、フェナントロリン、イソチアゾール、フェナジン、イソキサゾール、フェノキサジン、フェノチアジン、イミダゾリジン、イミダゾリン、ピペリジン、ピペラジン、インドリン、フタリミド、１，２，３，４−テトラヒドロイソキノリン、４，５，６，７−テトラヒドロベンゾ［ｂ］チオフェン、チアゾール、チアゾリジン、チオフェン、ベンゾ［ｂ］チオフェン、モルホリニル、チオモルホリニル（チアモルホリニルとも呼ばれる）、１，１−ジオキソチオモルホリニル、ピペリジニル、ピロリジン、テトラヒドロフランイルなどが挙げられる。
「置換ヘテロアリール」とは、置換基についての定義によって別段の制約がない限り、アシルオキシ、ヒドロキシ、チオール、アシル、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、置換アルキル、置換アルコキシ、置換アルケニル、置換アルキニル、置換シクロアルキル、置換シクロアルケニル、アミノ、置換アミノ、アミノアシル、アシルアミノ、アルカリル、アリール、アリールオキシ、アジド、カルボキシル、カルボキシルアルキル、シアノ、ハロゲン、ニトロ、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ、ヘテロシクリル、ヘテロシクロオキシ、アミノアシロキシ、オキシアシルアミノ、チオアルコキシ、置換チオアルコキシ、チオアリールオキシ、チオヘテロアリールオキシ、−ＳＯ−アルキル、−ＳＯ置換アルキル、−ＳＯ−アリール、−ＳＯ−ヘテロアリール、−ＳＯ２−アリール、−ＳＯ２−置換アルキル、−ＳＯ２−アリール、−ＳＯ２−ヘテロアリールおよびトリハロメチルから選択される１〜５つの置換基、または１〜３つの置換基で置換されたヘテロアリール基を指す。
「アルカリル」または「アラルキル」という用語は、本明細書ではアルキレン、置換アルキレン、およびアリールが定義され、アルキレン−アリールおよび置換アルキレン−アリール基を指す。
「アルキレン」は、好ましくは１〜６個、より好ましくは１〜３個の炭素原子を有する二価の脂肪族ヒドロカルビル基を指し、これらは、直鎖または分枝鎖のいずれかであり、任意選択で、−Ｏ−、−ＮＲ１０−、−ＮＲ１０Ｃ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）ＮＲ１０−などから選択される１つ以上の基で中断される。この用語は、例として、メチレン（−ＣＨ２−）、エチレン（−ＣＨ２ＣＨ２−）、ｎ−プロピレン（−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−）、イソプロピレン（−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３−）、（−Ｃ（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＨ２−）、（−Ｃ（ＣＨ３）２ＣＨ２Ｃ（Ｏ）−）、（−Ｃ（ＣＨ３）２ＣＨ２Ｃ（Ｏ）ＮＨ−）、（−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２−）などを含む。「置換アルキレン」は、以下の「置換された」の定義における炭素について記載されるような置換基で置き換えられた１〜３個の水素を有するアルキレン基を指す。
「置換された」とは、１個以上の水素原子が、独立して、同じまたは異なる置換基で置換される基を指す。対象の置換基としては、これらに限定されないが、アルキレンジオキシ（メチレンジオキシなど）、−Ｍ、−Ｒ６０、−Ｏ−、＝Ｏ、−ＯＲ６０、−ＳＲ６０、−Ｓ−、＝Ｓ、−ＮＲ６０Ｒ６１、＝ＮＲ６０、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ、−ＮＯ、−ＮＯ２、＝Ｎ２、−Ｎ３、−Ｓ（Ｏ）２Ｏ−、−Ｓ（Ｏ）２ＯＨ、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ６０、−ＯＳ（Ｏ）２Ｏ−、−ＯＳ（Ｏ）２Ｒ６０、−Ｐ（Ｏ）（Ｏ−）２、−Ｐ（Ｏ）（ＯＲ６０）（Ｏ−）、−ＯＰ（Ｏ）（ＯＲ６０）（ＯＲ６１）、−Ｃ（Ｏ）Ｒ６０、−Ｃ（Ｓ）Ｒ６０、−Ｃ（Ｏ）ＯＲ６０、−Ｃ（Ｏ）ＮＲ６０Ｒ６１、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−Ｃ（Ｓ）ＯＲ６０、−ＮＲ６２Ｃ（Ｏ）ＮＲ６０Ｒ６１、−ＮＲ６２Ｃ（Ｓ）ＮＲ６０Ｒ６１、−ＮＲ６２Ｃ（ＮＲ６３）ＮＲ６０Ｒ６１、および−Ｃ（ＮＲ６２）ＮＲ６０Ｒ６１を含み、Ｍはハロゲンであり、Ｒ６０、Ｒ６１、Ｒ６２、およびＲ６３は、独立して、水素、アルキル、置換アルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、シクロアルキル、置換シクロアルキル、シクロヘテロアルキル、置換シクロヘテロアルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、もしくは置換ヘテロアリール、または任意選択で、Ｒ６０およびＲ６１が結合している窒素原子と一緒になって、シクロヘテロアルキルもしくは置換シクロヘテロアルキル環を形成し、Ｒ６４およびＲ６５は、独立して、水素、アルキル、置換アルキル、アリール、シクロアルキル、置換シクロアルキル、シクロヘテロアルキル、置換シクロヘテロアルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、もしくは置換ヘテロアリール、または任意選択で、Ｒ６４およびＲ６５が結合している窒素原子と一緒になって、シクロヘテロアルキルまたは置換シクロヘテロアルキル環を形成する。ある特定の実施形態では、置換基は、−Ｍ、−Ｒ６０、＝Ｏ、−ＯＲ６０、−ＳＲ６０、−Ｓ−、＝Ｓ、−ＮＲ６０Ｒ６１、＝ＮＲ６０、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ、−ＮＯ、−ＮＯ２、＝Ｎ２、−Ｎ３、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ６０、−ＯＳ（Ｏ）２Ｏ−、−ＯＳ（Ｏ）２Ｒ６０、−Ｐ（Ｏ）（Ｏ−）２、−Ｐ（Ｏ）（ＯＲ６０）（Ｏ−）、−ＯＰ（Ｏ）（ＯＲ６０）（ＯＲ６１）、−Ｃ（Ｏ）Ｒ６０、−Ｃ（Ｓ）Ｒ６０、−Ｃ（Ｏ）ＯＲ６０、−Ｃ（Ｏ）ＮＲ６０Ｒ６１、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−ＮＲ６２Ｃ（Ｏ）ＮＲ６０Ｒ６１を含む。ある特定の実施形態では、置換基は、−Ｍ、−Ｒ６０、＝Ｏ、−ＯＲ６０、−ＳＲ６０、−ＮＲ６０Ｒ６１、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＮＯ２、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ６０、−Ｐ（Ｏ）（ＯＲ６０）（Ｏ−）、−ＯＰ（Ｏ）（ＯＲ６０）（ＯＲ６１）、−Ｃ（Ｏ）Ｒ６０、−Ｃ（Ｏ）ＯＲ６０、−Ｃ（Ｏ）ＮＲ６０Ｒ６１、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−を含む。ある特定の実施形態では、置換基は、−Ｍ、−Ｒ６０、＝Ｏ、−ＯＲ６０、−ＳＲ６０、−ＮＲ６０Ｒ６１、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＮＯ２、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ６０、−ＯＰ（Ｏ）（ＯＲ６０）（ＯＲ６１）、−Ｃ（Ｏ）Ｒ６０、−Ｃ（Ｏ）ＯＲ６０、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−を含み、Ｒ６０、Ｒ６１、およびＲ６２は、上述の通りである。例えば、置換基は、メチレンジオキシ置換基、またはハロゲン原子、（１〜４Ｃ）アルキル基、および（１〜４Ｃ）アルコキシ基から選択される１つ、２つ、もしくは３つの置換基を有し得る。置換される基がアリールまたはヘテロアリール基である場合、置換基（例えば、本明細書に記載される）は、「アリール置換基」と呼ばれ得る。
「スルホニルアミノ」は、−ＮＲ２１ＳＯ２Ｒ２２基を指し、式中、Ｒ２１およびＲ２２は、独立して、水素、アルキル、置換アルキル、アルケニル、置換アルケニル、アルキニル、置換アルキニル、アリール、置換アリール、シクロアルキル、置換シクロアルキル、シクロアルケニル、置換シクロアルケニル、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、複素環式、および置換複素環式からなる群から選択され、Ｒ２１およびＲ２２は、任意選択で、それらに結合した原子とともに連結されて複素環式または置換複素環式基を形成し、アルキル、置換アルキル、アルケニル、置換アルケニル、アルキニル、置換アルキニル、シクロアルキル、置換シクロアルキル、シクロアルケニル、置換シクロアルケニル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、複素環、および置換複素環式は、本明細書に定義される通りである。
上記で定義されるすべての置換基において、それ自体にさらなる置換基を有する置換基（例えば、それ自体が置換アリール基で置換され、さらに置換アリール基で置換されている置換基として置換アリール基を有する置換アリール）を定義することによって達成されるポリマーは、本明細書に含めることを意図していないことを理解されたい。そのような場合、そのような置換の最大数は、３である。例えば、本明細書で具体的に企図される置換アリール基の連続置換は、置換アリール−（置換アリール）−置換アリールに限定される。
別途示されない限り、本明細書で明示的に定義されていない置換基の命名は、官能基の末端部分に続いて、付着点に向かって隣接する官能基に命名することによって達成される。例えば、置換基「アリールアルキルオキシカルボニル」は、基（アリール）−（アルキル）−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−を指す。
１つ以上の置換基を含む本明細書に開示される基のいずれかに関して、当然、そのような基は、立体的に不可能であり、かつ／または合成的に実現不可能である任意の置換または置換パターンを含まないことが理解される。加えて、主題の化合物は、これらの化合物の置換から生じるすべての立体化学異性体を含む。
本明細書全体を通じて、用語の他の定義が現れ得る。
上記で要約したように、複数のペンダントクロモフォア基を有する水溶性の集光マルチクロモフォアが提供される。集光マルチクロモフォアは、非共役反復単位を含むポリマー主鎖と、ポリマー主鎖の非共役反復単位に各々独立して連結された複数のペンダントドナークロモフォア基とを有する。ペンダントクロモフォア基は、１つ以上の水溶性基で置換されたＢＯＤＩＰＹ基とすることができる。主題のマルチクロモフォアに基づくポリマータンデム色素も提供され、これは、ポリマー主鎖の非共役反復単位に連結され、集光マルチクロモフォアの少なくとも１つのペンダントドナークロモフォア基に対してエネルギーを受容する近傍に構成されたアクセプタフルオロフォアをさらに含む。主題のポリマータンデム色素を含む標識された特異的結合メンバーも提供される。標的分析物の存在の試料を評価する方法、および対象のポリマータンデム色素が使用を見出す標的分子を標識する方法も提供される。主題の方法を実践するためのシステムおよびキットも提供される。
本発明がより詳細に記載される前に、本発明は、記載された特定の実施形態に限定されるものではなく、したがって、当然ながら変わり得ることを理解されたい。また、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるので、本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明するためのものにすぎず、限定することを意図するものではないことも理解されたい。
値の範囲が提供される場合、文脈が別段明確に指示しない限り、その範囲の上限および下限と、その記載された範囲内の任意の他の記載された値または介在値との間の、下限の単位の１０分の１までの各介在値が本発明の範囲内に包含されることが理解される。これらのより小さい範囲の上限および下限は、記載された範囲内の任意の具体的に除外された制限に従って、より小さい範囲に独立して含まれてよく、本発明内にも包含される。記載された範囲が制限の１つまたは両方を含む場合、それらの含まれる制限のいずれかまたは両方を除く範囲も本発明に含まれる。
本明細書では、数値の前に「約」という用語が付けられて、特定の範囲が提示される。本明細書では、「約」という用語は、それが先行する正確な数、ならびにその用語が先行する数に近い、または近似する数について文字通りの支持を提供するために使用される。数が具体的に列挙された数に近いまたは近似しているか否かを決定する際に、近いまたは近似する列挙されない数は、それが提示される文脈において、具体的に列挙された数の実質的な等価物を提供する数であり得る。
別段定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、本発明が属する当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書に記載されたものと類似または同等の任意の方法および材料も、本発明の実施または試験に使用することができるが、代表的な例示的な方法および材料がここに記載されている。
本明細書に引用されるすべての公開および特許は、各個々の公開または特許が参照により組み込まれることを具体的かつ個別に示されているかのように参照により本明細書に組み込まれ、引用される公開に関連した方法および／または材料を開示し、記載するために参照により本明細書に組み込まれる。いずれかの公開の引用は、出願日前のその開示のためであり、本発明が先行発明によってそのような公開に先行する権利がないことを認めるものと解釈されないものとする。さらに、提供された公開日は、独立して確認される必要がある可能性がある実際の公開日とは異なる場合がある。
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が別段明確に指示しない限り、複数の参照を含むことに留意されたい。特許請求の範囲は、任意の要素を除外するように起草され得ることにさらに留意されたい。したがって、この記述は、請求項の要素の列挙、または「否定的」な制限の使用に関連して、「単に」、「唯一」などの排他的な用語を使用するための先行詞として機能することが意図されている。
本開示を読むと当業者には明らかになるように、本明細書に記載および例示される個々の実施形態の各々は、本発明の範囲または趣旨から逸脱することなく、他のいくつかの実施形態のいずれかの特徴から容易に分離され得るか、またはそれらと組み合わされ得る個別の構成要素および特徴を有する。任意の列挙された方法は、列挙されたイベントの順序、または論理的に可能な任意の他の順序で実行することができる。
装置および方法は、機能的な説明を伴う文法的流動性のために記載されている、または記載されるが、特許請求の範囲は、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２下で明示的に策定されない限り、「手段」または「ステップ」制限の構築によって必ずしも制限されるものと解釈されるべきではなく、同等物の司法理論の下で特許請求の範囲によって提供される定義の意味および同等物の完全な範囲を付与されるべきであり、特許請求の範囲が３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２下で明示的に策定される場合、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２下で完全な法定同等物が付与されるべきであることを明示的に理解されたい。
本発明をさらに説明する際に、最初に、アクセプタフルオロフォアを含む集光マルチクロモフォアおよび関連するポリマータンデム色素について、より詳細に記載される。次に、主題のポリマータンデム色素を含む標識された特異的結合メンバーについて記載される。次いで、主題のポリマータンデム色素が使用を見出す対象の方法が検討される。本開示の方法を実践する際に使用され得るシステムおよびキットについても記載される。
集光マルチクロモフォア
上記で要約したように、本開示は、ペンダント光吸収クロモフォア基が付着したモジュラースキャフォールドを有する集光マルチクロモフォアを含む。「ペンダント基」という用語は、モジュラースキャフォールドの主鎖に接続されているが、主鎖の一部ではない側鎖基を指す。共役ポリマー色素の光吸収コモノマーとは対照的に、主題のマルチクロモフォアのペンダント光吸収クロモフォア基は、互いにｐｉ共役されず、非局所化ｐｉ−エレクトロン系を形成しない。むしろ、主題のマルチクロモフォアのモジュラースキャフォールドは、クロモフォア間（例えば、図６Ａを参照）の、および存在する場合、アクセプタフルオロフォア（例えば、図６Ｂを参照）への効率的なエネルギー伝達に十分なコンパクトなエリア内の複数の光吸収クロモフォア基の構成を提供する。ペンダント光吸収クロモフォア基のこの構成を組み合わせると、光学活性クロモフォア基が光を吸収して励起状態を形成する吸収波長（例えば、本明細書に記載のように）を有する集光マルチクロモフォアを形成する。したがって、光吸収クロモフォア基は、互いにエネルギーを受容する近傍に構成され、存在するときにアクセプタフルオロフォアにエネルギーを寄付することができる。
「集光マルチクロモフォア」および「ポリマー色素」という用語は、互換的に使用され、特定の吸収最大波長を有する光を採取し、それをより長い発光最大波長で発光された光に変換することができる複数のペンダントクロモフォア基を有する本開示のポリマーを指す。ポリマーは、飽和または部分的に不飽和である主鎖を有することができる。
アクセプタフルオロフォア、二次ドナークロモフォア基、リンカー、ならびに生体分子共役および水溶化基が可能な化学選択的タグなどのさらなるペンダント基を、モジュラースキャフォールドに付着させることもできる。いくつかの場合には、アクセプタフルオロフォアは、２種類のドナークロモフォア（一次および二次ドナークロモフォア）と併せて設置されて、アクセプタフルオロフォアから所望の蛍光放射を提供することができる。ペンダントドナークロモフォアの構成に対するアクセプタフルオロフォアの数および位置決めを制御することができる。
ペンダント基の特定の構成は、ペンダント基が付着される基礎となるモジュラースキャフォールドの反復単位の配置によって決定および制御することができる。主題のマルチクロモフォアは、スキャフォールドおよび／またはペンダント基に付着された複数の水溶化基を任意の便利な場所に含み、水溶性の集光マルチクロモフォアを提供することができる。モジュラースキャフォールドは、ペンダント基を付着させることができる側鎖基を有するポリマー主鎖を形成する反復単位から構成することができる。反復単位は、所望の分光特性を有する水溶性の集光マルチクロモフォアを提供するために、様々な構成で配置することができる。ペンダントドナークロモフォアとアクセプタフルオロフォア（存在する場合）との共有結合のための部位間の距離および配置は、所望のエネルギー伝達プロセスを提供するように制御することができる。これは、望ましい高集光およびシグナル増幅特性をもたらすことができる。
図６Ａに示されるように、ペンダントドナークロモフォア基の構成は、入射光で励起されると、クエンチされていない単離されたドナークロモフォア基に対する蛍光の自己クエンチを呈することができる。自己クエンチとは、クエンチされていない単離されたドナークロモフォア基と比較して、蛍光の１０％以上、例えば２０％以上、２５％以上、３０％以上、４０％以上、または５０％以上を意味する。
モジュラースキャフォールドは、線形、分岐、またはデンドリマー構成など、任意の便利な構成を有する非共役反復単位のポリマー主鎖から構成することができる。ポリマー主鎖は、線形ポリマーとすることができる。ポリマー主鎖は分岐することができる。いくつかの事例では、集光マルチクロモフォアは、各々が独立してポリマー主鎖の非共役反復単位に連結された複数のペンダントドナークロモフォア基を含む。ペンダント基の構成は、ポリマー主鎖の合成中または合成後に設置することができる。ペンダント基の組み込みは、利用される特定の合成方法に応じて、ランダム構成、ブロック構成、または段階的合成を介して配列特異的な方法で達成することができる。
「単位」という用語は、ポリマーの構造サブユニットを指す。単位という用語は、モノマー、コモノマー、コブロック、反復単位などを含むことを意味する。「反復単位（ｒｅｐｅａｔｉｎｇ ｕｎｉｔ）」または「反復単位（ｒｅｐｅａｔ ｕｎｉｔ）」は、単位がｎ回繰り返されると、得られる構造がポリマーまたはそのブロックを説明するように、単位が単量体とみなされるために必要とされる最小数の異なる構造特徴によって定義されるポリマーのサブユニットである。いくつかの場合には、ポリマーは、２つ以上の異なる反復単位を含んでもよく、例えば、ポリマーがマルチブロックポリマー、単位のランダムな配置、または定義された配列であるとき、各ブロックは、別個の反復単位を定義し得る。反復単位またはブロックの様々な配置が可能であり、本明細書に記載される主題のマルチクロモフォアの描写された式において、様々な長さの任意の便利な線形配置が全体的なポリマーの構造内に含まれ得ることが理解される。ポリマーはまた、ポリマー中の各単位のモル％値に関して式によって表されてもよく、そのような式は、ランダムもしくはマルチブロックポリマー、または定義された残基配列などの反復単位の様々な配置を表してもよいことが理解される。いくつかの場合には、ポリマーの反復単位は、単一のモノマー基を含む。ある特定の事例では、ポリマーの反復単位は、２つ以上のモノマー基、すなわち、コモノマー基、例えば、２つ、３つ、４つ以上のコモノマー基を含む。「コモノマー」または「コモノマー基」という用語は、それ自体がポリマーの反復単位の一部であり得るポリマーの構造単位を指す。
集光マルチクロモフォアは、非共役反復単位の線形ポリマー主鎖を有するモジュラースキャフォールドを含む。モジュラースキャフォールドは、非共役反復単位のランダムな構成を含むポリマー主鎖を有することができる。モジュラースキャフォールドは、非共役反復単位のブロックまたはコブロック構成を含むポリマー主鎖を有することができる。代替的に、モジュラースキャフォールドは、非共役反復単位の特定の定義された配列、例えば、ポリペプチド配列のアミノ酸残基を含むポリマー主鎖を有することができる。これらの構成は、（例えば、本明細書に記載されるように）反復単位のポリマーセグメントによって特徴付けることができ、これらのセグメント自体は、モジュラースキャフォールド全体を通して繰り返され得る。
「非共役」とは、反復単位の少なくとも一部が、１つの反復単位から次の反復単位までのポリマー主鎖に沿ったｐｉ共役または拡張脱局在化電子構造を排除する飽和主鎖基（例えば、２つ以上の連続した単一共有結合を有する基）を含むことを意味する。１つの反復単位が隣接する反復単位に共役されなくても、そのような反復単位は、不飽和結合（例えば、アルケニレン基もしくはアルキニレン基の不飽和結合）および／またはアリール基もしくはヘテロアリール基を含む１つ以上の単離された不飽和基を含み得、これらの基は主鎖の一部であり得ることが理解される。いくつかの場合には、ポリマー主鎖の各反復単位は、連結されたペンダント基またはペンダント基に連結するための化学選択的タグを含む１つの側鎖を含む。
いくつかの事例では、マルチクロモフォアは、式（Ｉ）のセグメントを含み、
Figure 2021519841
式中、
各Ｍ１およびＭ２は、独立して、不飽和コモノマーであり、
各Ｓ１およびＳ２は、独立して、非共役スペーサ単位であり、
各Ｄ１は、独立して、Ｍ１に連結されたペンダント光吸収クロモフォア（例えば、本明細書に記載されるように）であり、
各Ｚ１は、独立して、Ｍ２に連結された化学選択的タグであり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
ｙは、２５ｍｏｌ％以下であり、＊は、マルチクロモフォアのポリマー主鎖への接続である。
式（Ｉ）のいくつかの場合、Ｍ１およびＳ１は、第１の反復単位（Ｍ１〜Ｓ１）を形成し、Ｍ２およびＳ２は、ポリマー主鎖の第２の反復単位（Ｍ２〜Ｓ２）を形成する。第１および第２の反復ユニットは、ランダムまたはコブロック構成で配置することができる。第１の反復単位では、Ｄ１は、第１の化学選択的タグのＤ１前駆体への共役を介してＭ１に連結することができる。第２の反復単位では、Ｚ１基は、第２の光吸収クロモフォア、アクセプタフルオロフォア、または（例えば、本明細書に記載されるように）連結された生体分子などのペンダント基を設置するために、第２の化学選択的タグ（Ｚ２）を介して、対象の分子にさらに共役され得る。式（Ｉ）のある特定の場合において、第１の反復単位のＤ１ペンダント基は、一緒に集光マルチクロモフォアシステムを提供する２つ以上の（例えば、２つまたは３つの）異なるタイプのペンダント集光クロモフォアを含む。式（Ｉ）のある特定の事例では、第１の反復単位のＤ１ペンダント基はすべて同じである。
式（Ｉ）のいくつかの事例では、ｘは、例えば、８５ｍｏｌ％以上、９０ｍｏｌ％以上、９５ｍｏｌ％以上、９６ｍｏｌ％以上、９７ｍｏｌ％以上、９８ｍｏｌ％以上、または９９ｍｏｌ％以上など、８０ｍｏｌ％以上である。式（Ｉ）のいくつかの事例では、ｙは、例えば、１５ｍｏｌ％以下、１０ｍｏｌ％以下、５ｍｏｌ％以下、４ｍｏｌ％以下、３ｍｏｌ％以下、２ｍｏｌ％以下、１ｍｏｌ％以下など、２０ｍｏｌ％以下である。
任意の便利な不飽和コモノマーは、例えば、式（Ｉ）の主題のマルチクロモフォア中のＭ１およびＭ２基として利用することができる。不飽和コモノマーとは、ポリマー主鎖内に少なくとも１つの不飽和共有結合を有するコモノマーを意味する。対象の不飽和コモノマーは、これらに限定されないが、アリールまたはヘテロアリールコモノマー、アルキニルコモノマー（例えば、エチニレン）またはセグメント、ならびにアルケニルコモノマー（例えば、ビニレン）またはセグメントを含む。（例えば、式（Ｉ）の）マルチクロモフォアでの使用を見出す対象のアリールまたはヘテロアリールコモノマーは、これらに限定されないが、フェニルコモノマー、ビフェニルコモノマー、ベンゾオキサゾールコモノマー、ベンゾチアゾールコモノマー、ポリフェニレンコモノマー、ならびに縮合三環式コモノマー、例えば、フルオレンコモノマー、カルバゾールコモノマー、シロールコモノマー、および架橋ビフェニルコモノマーを含む。アリールまたはヘテロアリールコモノマーは、例えば、本明細書に記載されるように、任意選択でさらに置換され得る。式（Ｉ）のいくつかの場合には、各Ｍ１およびＭ２は、独立して、フルオレン、カルバゾール、シロール、ビフェニレン、およびフェニレンから選択される１つ以上の基を含む。
式（Ｉ）の集光マルチクロモフォアは、非共役反復単位のポリマー主鎖を含み、各Ｓ１およびＳ２は、独立して、隣接するＭ１および／またはＭ２コモノマーの間からｐｉ共役を排除する飽和スペーサ単位である。いくつかの場合には、Ｓ１およびＳ２は、独立して、二価ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）および二価修飾ペグ基から選択される。二価とは、２つの隣接するコモノマーを接続するペグまたは修飾ペグリンカーを意味する。ある特定の事例では、ペグまたは修飾ペグは、６〜１００単位などの３〜１００個のポリエチレングリコール単位（例えば、ペグ６〜ペグ１００）を含む。
いくつかの事例では、マルチクロモフォアは、式（ＩＩ）のセグメントを含み、
Figure 2021519841
式中、
非共役反復単位のポリマー主鎖は、各々独立して非共役コモノマーであるＳＭ１、ＳＭ２、およびＳＭ３コモノマーを含み、
各Ｄ１は、独立して、ＳＭ１に連結されたペンダント光吸収クロモフォアであり、
各Ｚ１は、独立して、ＳＭ２に連結された化学選択的タグであり、
各Ｚ２は、ＳＭ３に連結された任意選択の側鎖基であり、
ｘは、５０ｍｏｌ％以上であり、
ｙ＋ｚは、５０ｍｏｌ％以下であり、＊は、マルチクロモフォアのポリマー主鎖への接続である。
Ｚ２は、光吸収クロモフォア、化学選択的タグ、リンカー、連結された生体分子、アクセプタフルオロフォア、ＷＳＧなど、不在であってもよく、または任意の便利な側鎖基であってもよい。式（ＩＩ）のある特定の場合では、ＳＭ３は、Ｚ２が存在しないスペーサコモノマーである。式（ＩＩ）のある特定の事例では、ＳＭ３は、第２のペンダント光吸収クロモフォアであるＺ２基を含むコモノマーであり、各Ｄ１および各Ｚ２は、一緒に集光マルチクロモフォアシステムを提供する。いくつかの場合では、ＳＭ３は、第２の化学選択的タグ（Ｚ２）、例えば、対象の部分の選択的設置を提供するＺ１に直交する保護官能基またはタグを含むコモノマーである。
式（ＩＩ）のある特定の場合において、ｘは、例えば、６５ｍｏｌ％以上、７０ｍｏｌ％以上、７５ｍｏｌ％以上、８０ｍｏｌ％以上、８５ｍｏｌ％以上、９０ｍｏｌ％以上、９５ｍｏｌ％以上、またはさらにはそれ以上など、６０ｍｏｌ％以上である。式（ＩＩ）のある特定の事例では、ｙ＋ｚは、例えば、３０ｍｏｌ％以下、２５ｍｏｌ％以下、２０ｍｏｌ％以下、１５ｍｏｌ％以下、１０ｍｏｌ％以下、５ｍｏｌ％以下、またはさらにはそれ以下など、４０ｍｏｌ％以下である。式（ＩＩ）のある特定の事例では、ｙは、例えば、２０ｍｏｌ％以下、１５ｍｏｌ％以下、１０ｍｏｌ％以下、５ｍｏｌ％以下、またはさらにはそれ以下など、少なくとも１ｍｏｌ％および２５ｍｏｌ％以下である。式（ＩＩ）のある特定の例では、ｚは、例えば５ｍｏｌ％以下、またはさらにはそれ以下など、少なくとも１ｍｏｌ％および１０ｍｏｌ％以下である。
式（ＩＩ）のある特定の事例では、ＳＭ３は存在しない、すなわち、ｚは０ｍｏｌ％である。したがって、マルチクロモフォアは、式（ＩＩＩ）のセグメントを含むことができ、
Figure 2021519841
式中、
非共役反復単位のポリマー主鎖は、各々独立して非共役コモノマーであるＳＭ１およびＳＭ２コモノマーを含み、
各Ｄ１は、独立して、ＳＭ１に連結されたペンダント光吸収クロモフォアであり、
各Ｚ１は、独立して、ＳＭ２に連結された化学選択的タグであり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
ｙは、２５ｍｏｌ％以下であり、＊は、マルチクロモフォアのポリマー主鎖への接続である。
式（ＩＩＩ）のある特定の実施形態では、ＳＭ１およびＳＭ２は各々、独立して、飽和非共役コモノマー、例えば、単一の共有Ｃ−Ｃ結合のみを提供するコモノマーである。式（ＩＩＩ）のいくつかの実施形態では、ＳＭ１およびＳＭ２は各々、独立して、部分飽和非共役コモノマー、例えば、飽和共有結合の主鎖において単離された二重Ｃ＝Ｃ共有結合を提供するコモノマーである。式（ＩＩＩ）の第１および第２の反復単位（ＳＭ１およびＳＭ２）は、ランダム構成、ブロック、もしくはコブロック構成、または特定の配列で配置することができる。第１の反復単位では、Ｄ１は、第１の化学選択的タグのＤ１前駆体への共役を介してＳＭ１に連結することができる。第２の反復単位（ＳＭ２）では、Ｚ１基は、第２の集光クロモフォア、アクセプタフルオロフォア、または（例えば、本明細書に記載されるように）連結された生体分子などのペンダント基を設置するために、第２の化学選択的タグ（Ｚ２）を介して、対象の分子にさらに共役され得る。式（ＩＩＩ）のある特定の場合において、第１の反復単位のＤ１ペンダント基は、一緒に集光マルチクロモフォアシステムを提供する２つ以上の（例えば、２つまたは３つの）異なるタイプのペンダント光吸収クロモフォアを含む。式（ＩＩＩ）のある特定の事例では、第１の反復単位のＤ１ペンダント基はすべて同じである。
式（ＩＩＩ）のいくつかの事例では、ｘは、例えば、８５ｍｏｌ％以上、９０ｍｏｌ％以上、９５ｍｏｌ％以上、９６ｍｏｌ％以上、９７ｍｏｌ％以上、９８ｍｏｌ％以上、または９９ｍｏｌ％以上など、８０ｍｏｌ％以上である。式（ＩＩＩ）のいくつかの事例では、ｙは、例えば、１５ｍｏｌ％以下、１０ｍｏｌ％以下、５ｍｏｌ％以下、４ｍｏｌ％以下、３ｍｏｌ％以下、２ｍｏｌ％以下、１ｍｏｌ％以下など、２０ｍｏｌ％以下である。
任意の便利なコモノマーを利用して、式（ＩＩ）または（ＩＩＩ）のマルチクロモフォア中のポリマー主鎖を提供することができる。完全飽和または部分飽和ポリマー主鎖の調製での使用を見出す対象のコモノマーは、これらに限定されないが、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、ポリスチレン、ＲＯＭＰ（開環メタテーゼ重合）モノマー、ＡＤＭＥＴ（非環状ジエンメタテーゼ）モノマー、環状カーボネート、ポリエチレングリコールに由来するモノマー、およびポリエチレンミンに由来するモノマーが挙げられる。コモノマーは、任意選択で、例えば、化学選択的タグで置換され得る。コモノマーは、これらに限定されないが、アルケン重合、開環重合、ラジカル重合、およびクリックケミストリ、または適合性化学選択的官能基またはタグ間の共役を含むが、任意の便利な化学を使用して重合または連結され得る。対象のＡＤＭＥＴモノマーは、これらに限定されないが、Ｍｕｔｌｕ ｅｔ ａｌ．（“Ａｃｙｃｌｉｃ ｄｉｅｎｅ ｍｅｔａｔｈｅｓｉｓ： ａ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｔｏｏｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｆｉｎｅｄ ｐｏｌｙｍｅｒ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ”，Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｒｅｖ．，２０１１，４０，１４０４−１４４５）によって記載されたものを含む。いくつかの事例では、ＳＭ１、ＳＭ２、および／またはＳＭ３は、以下の式を有し、
Figure 2021519841
式中、
Ｒ２１は、−Ｌ１−Ｄ１または−Ｌ２−Ｚ１であり、Ｄ１は、ペンダントドナークロモフォアであり、Ｚ１は、化学選択的タグであり、Ｌ１およびＬ２は、任意選択のリンカーであり、
ｎおよびｍは、独立して、１〜６（例えば、１または２）の整数であり、
＊は、マルチクロモフォアのポリマー主鎖への接続である。
対象のＲＯＭＰモノマーは、これらに限定されないが、Ｓｏｎｇ ｅｔ ａｌ．（“Ｓｃｏｐｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｒｉｎｇ−Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｍｅｔａｔｈｅｓｉｓ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ （ＲＯＭＰ） Ｒｅａｃｔｉｏｎ ｏｆ １−Ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ Ｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅｓ”，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，２０１０，１３２（３０），ｐｐ １０５１３−１０５２０）によって記載されたものを含む。いくつかの事例では、ＳＭ１、ＳＭ２、および／またはＳＭ３は、以下の式のうちの１つを有し、
Figure 2021519841
式中、
Ｒ２１は、−Ｌ１−Ｄ１または−Ｌ２−Ｚ１であり、Ｄ１は、ペンダントドナークロモフォアであり、Ｚ１は、化学選択的タグであり、Ｌ１およびＬ２は、任意のリンカーであり、
Ｘは、ＣＨ２またはＯであり、
＊は、マルチクロモフォアのポリマー主鎖への接続である。
いくつかの事例では、ＳＭ１、ＳＭ２、および／またはＳＭ３は、以下の式のうちの１つを含み、
Figure 2021519841
式中、
Ｒ２１は、−Ｌ１−Ｄ１または−Ｌ２−Ｚ１であり、
Ｄ１は、ペンダントドナークロモフォアであり、
Ｚ１は、化学選択的タグであり、
Ｌ１およびＬ２は、任意選択のリンカーであり、
Ｘは、ＯまたはＮＲ’’であり、
Ｒ’は、Ｈまたは低級アルキル（例えば、メチル）であり、
Ｒ’’は、Ｈ、低級アルキル、置換低級アルキル、およびＷＳＧであり、
＊は、マルチクロモフォアのポリマー主鎖への接続である。いくつかの事例では、ポリマー主鎖は、ポリスチレンおよびアクリレートまたはアクリルアミド由来コモノマーの混合物（例えば、本明細書に記載されるように）を含む。
マルチクロモフォアは、任意の便利な重合方法を使用して調製された炭化水素主鎖を有することができる。いくつかの場合には、炭化水素主鎖は、アクリレート、アクリルアミドもしくはスチレンコモノマー、またはその誘導体に由来する。いくつかの場合には、マルチクロモフォアは、式（Ｘ）によって表され、
Figure 2021519841
式中、
各Ｄ１は、独立して、ペンダントドナークロモフォアであり、
各Ｚ１は、（例えば、本明細書に記載の）化学選択的タグであり、
各Ｌ１、Ｌ２、およびＬ３は、独立して、リンカーであり、
ａ、ｂ、およびｃは、各コモノマーのｍｏｌ％値であり、
ｄは、ポリマーの総重合または平均長を表し（例えば、ｄは、２〜５００、２〜２００、２〜１００、または２〜５０など、２〜１０００である）、
ＷＳＧは、（例えば、本明細書に記載の）水溶化基であり、
Ｇ１およびＧ２は各々、独立して、末端基、ポリマーセグメント、ドナークロモフォア基、アクセプタフルオロフォア、リンカー、および連結された特異的結合メンバーから選択される。
式（Ｘ）のいくつかの事例では、ｃ＝０である。式（Ｘ）のいくつかの事例では、ａ＞０およびｂ＞０である。式（Ｘ）のいくつかの例では、ａは、例えば、８５ｍｏｌ％以上、９０ｍｏｌ％以上、９５ｍｏｌ％以上、９６ｍｏｌ％以上、９７ｍｏｌ％以上、９８ｍｏｌ％以上、または９９ｍｏｌ％以上など、８０ｍｏｌ％以上である。式（Ｘ）のいくつかの例では、ｂは、例えば、１５ｍｏｌ％以下、１０ｍｏｌ％以下、５ｍｏｌ％以下、４ｍｏｌ％以下、３ｍｏｌ％以下、２ｍｏｌ％以下、１ｍｏｌ％以下など、２０ｍｏｌ％以下である。式（Ｘ）のいくつかの事例では、ａは、６５〜９５ｍｏｌ％であり、ｂは、５〜３５ｍｏｌ％であり、ｃは、０〜３０ｍｏｌ％であり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００％である。式（Ｘ）のある特定の事例では、Ｌ１〜Ｌ３は、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＲ’’−、−Ｐｈ−、−Ｏ−から選択されるポリマーの主鎖との連結を含み、Ｒ’’は、Ｈ、低級アルキル、置換低級アルキル、またはＷＳＧである。そのような連結は、Ｄ１、Ｚ１、およびＷＳＧをポリマー主鎖に接続するために利用され得る。
式（Ｘ）のある特定の事例では、Ｌ１〜Ｄ１は、以下のうちの１つによって表され、
Figure 2021519841
式中、Ｒ４は、Ｈ、低級アルキル、置換低級アルキル、またはＷＳＧである。式（Ｘ）のある特定の事例では、ＷＳＧは、本明細書に記載されるそのような基の実施形態および構造のいずれか１つに記載される水溶化基である。
マルチクロモフォアは、（例えば、本明細書に記載されるように）クリックケミストリ共役反応に由来する連結または基を介して接続されたコモノマーに由来する主鎖を有することができる。任意の便利な二価コモノマー基を末端化学選択的タグで誘導体化し、適合性化学選択的タグの共役を介して重合することができる。図７Ａおよび図７Ｂは、クリックケミストリを介したアルキンおよびアジド化学選択的タグを有するコモノマーの重合のための例示的なスキームを例示する。いくつかの場合には、コモノマーは、ポリマーの主鎖の一部を構成する１つ以上のエチレンオキシドまたはエチレンアミノ基を含む。そのような基は、得られるポリマー色素の所望の水溶性を提供することができる。コモノマーは、ドナーもしくはアクセプタ色素、またはＷＳＧなどの側鎖基に連結するための三価単位をさらに含むことができる。いくつかの場合には、コモノマーは、主鎖中にプロピレンオキシドまたはプロピレンアミノ基を含み、これは、さらに、側鎖基または置換基で２位で置換される。この基は、連結された化学選択的タグ、連結されたドナーもしくはアクセプタ色素、または連結されたＷＳＧを含むことができる。
式（ＩＩ）のいくつかの事例では、マルチクロモフォアは、式（ＸＸＩ）のものであり、
Figure 2021519841
式中、
非共役反復単位のポリマー主鎖は、クリックケミストリまたは化学選択的基共役反応（例えば、アジド−アルキンクリックケミストリ）の生成物である基Ｔを介して各々連結されるＳＭ１、ＳＭ２、およびＳＭ３コモノマーを含み、
ＳＭ３は、任意選択で、連結されたＷＳＧを含み、
各Ｄ１は、独立して、ＳＭ１に連結されたペンダント光吸収クロモフォアであり、
各Ｚ１は、独立して、ＳＭ２に連結された化学選択的タグであり、
各Ｚ２は、ＳＭ３に連結された任意選択の側鎖基であり、
ｘは、５０ｍｏｌ％以上であり、
ｙ＋ｚは、５０ｍｏｌ％以下であり、
＊は、本明細書に記載されるように、マルチクロモフォアまたは末端基のポリマー主鎖への接続である。
式（ＸＸＩ）のある特定の事例では、ＳＭ１、ＳＭ２、およびＳＭ３は、エチレンオキシド、エチレンアミノ、２置換プロピレンオキシド、および２置換プロピレンアミノから選択される反復単位を含む。式（ＩＩ）のいくつかの事例では、各Ｔは、１，４置換１，２，３−トリアゾール、すなわち、アジド−アルキンクリックケミストリ共役反応の生成物である。
式（ＸＸＩＩ）のいくつかの事例では、ＳＭ１、ＳＭ２、および／またはＳＭ３は、以下の構造を有し、
Figure 2021519841
式中、
各Ｘは、独立して、ＯまたはＮＲ３１であり、Ｒ３１は、Ｈ、アルキル、置換アルキル、アルカノイル、または置換アルカノイルであり、
各ｒおよびｓは、独立して、１〜６（例えば、１、２、または３）であり、
各ｄおよびｅは、独立して、１〜１２（例えば、１、２、３、４、５、または６などの１〜６）であり、
ｔは、０または１であり、
Ｄ１は、ペンダントドナークロモフォアであり、
Ｚ１は、（例えば、本明細書に記載の）化学選択的タグであり、
ＷＳＧは、（例えば、本明細書に記載の）水溶化基であり、
各Ｌ１、Ｌ２、およびＬ３は、独立して、リンカーであり、
＊は、１，４置換１，２，３−トリアゾール（Ｔ）への接続である。
上述のＳＭ１〜ＳＭ３の構造が由来するコモノマーのいずれかに関して、アジドまたはアルキン基のいずれかが、重合中に連結するためにコモノマーの末端で利用され得ることが理解される。したがって、１，４置換１，２，３−トリアゾール（Ｔ）は、以下のように、２つの可能な配向のうちの１つで存在し得る。
Figure 2021519841
ポリマー主鎖の末端は、アジドまたはアルキン基、リンカー、または連結された特異的結合部分など、任意の便利な末端基を含むことができる。
例示的なマルチクロモフォア構造およびその前駆体は、実験セクションの実施例３および以下の構造に示される。
Figure 2021519841
式中、
Ｇ１は、（例えば、本明細書に記載の）末端基であり、
Ｌ１およびＬ２は、独立して、リンカーであり、
Ｄ１は、（例えば、本明細書に記載の）ペンダントクロモフォアであり、
各ｄ、ｅ、およびｆは、独立して、１〜６であり、
ｎは、１〜１０００（例えば、２〜１０００、２〜５００、２〜１００、または２〜５０）であり、
各Ｒ４１は、アルキル、置換アルキル、およびＷＳＧから選択され、
「リンカー」は、例えば、コモノマーまたは生体分子への共役のための、任意選択の化学選択的官能基を含むリンカーである。式（ＸＸＩ）のいくつかの事例では、Ｌ１−Ｌ３は、−ＮＨＣＯ−アルキルから選択されるポリマーの主鎖への連結を含む。
対象のマルチクロモフォアのポリマー主鎖の調製に使用するために適合され得る対象の環状カーボネートおよび保護されたカーボネートモノマー（例えば、本明細書に記載される式（ＩＸ）を参照されたい）は、これらに限定されないが、Ｂａｒｎｅｓ ｅｔ ａｌ．ｉｎ ＷＯ２０１３０３６５３２， Ｃｏｏｌｅｙ ｅｔ ａｌ．（Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１３１，４５，１６４０−３，２００９），ａｎｄ Ｒｏｔｈｂａｒｄ ｅｔ ａｌ．ｉｎ Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ ７，１６９，８１４に記載されるものを含む。そのようなモノマーは、開始剤および好適な供給比の環状カーボネートモノマーを使用して重合反応において利用され、ポリマー主鎖を提供する。代替的な保護されたカーボネートモノマーは、定義された配列を提供するために、段階的な合成で組み立てることができる。式（ＩＩ）〜（ＩＩＩ）のいくつかの場合には、ポリマー主鎖は、ポリカーボネート主鎖を有する。したがって、マルチクロモフォアは、式（ＩＸ）を有し得る。
Figure 2021519841
式中、
各Ｄ１は、独立して、ペンダントドナークロモフォア基であり、
各Ｚ１は、独立して、化学選択的タグであり、
各Ｌ１およびＬ２は、独立して、リンカーであり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
ｙは、２５ｍｏｌ％以下であり、
Ｇ１およびＧ２は各々、独立して、末端基、ポリマーセグメント、ドナークロモフォア基、アクセプタフルオロフォア、リンカー、および連結された特異的結合メンバーからなる群から選択される。
ある特定の実施形態では、式（ＩＩ）〜（ＩＩＩ）の反復単位（ＳＭ１、ＳＭ２、および／またはＳＭ３）は、定義された線形配列で配置される。定義された段階的な方法で重合することができる任意の便利なコモノマーを、式（ＩＩ）〜（ＩＩＩ）のマルチクロモフォアの構築に利用することができる。コモノマーは、アミノ酸、ペプトイドモノマー、または保護もしくは環状カーボネートモノマーに由来し得る。
式（ＩＩ）〜（ＩＩＩ）のいくつかの場合では、ポリマー主鎖は、α−アミノ酸残基および／またはβ−アミノ酸残基の定義された配列を有するポリペプチドである。２種類のβ−アミノ酸およびポリペプチドは、主題のマルチクロモフォアのポリマー主鎖での使用を見出すことができ、アミンの隣に側鎖基を有するものはβ３ペプチド／残基と呼ばれ、カルボニル基の隣に側鎖基を有するものはβ２ペプチド／残基と呼ばれる。ある特定の実施形態では、マルチクロモフォアは、式（ＩＶ）のものであり、
Figure 2021519841
式中、
各Ｄ１は、独立して、ペンダント光吸収クロモフォア基であり、
各Ｚ１は、独立して、化学選択的タグであり、
各Ｌ１およびＬ２は、独立して、リンカーであり、
ｐ１およびｑ１は、独立して、０または１であり、ｐ１＋ｑ１≦１であり、
ｐ２およびｑ２は、独立して、０または１であり、ｐ２＋ｑ２≦１であり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
ｙは、２５ｍｏｌ％以下であり、
Ｇ１およびＧ２は各々、独立して、末端基、ポリマーセグメント、光吸収（例えば、ドナー）クロモフォア基、アクセプタフルオロフォア、リンカー、および連結された特異的結合メンバーから選択される。
式（ＩＶ）のいくつかの実施形態では、ｐ１およびｐ２は各々０であり、ｑ１およびｑ２は各々１（例えば、β３−アミノ酸残基）である。式（ＩＶ）のいくつかの実施形態では、ｐ１およびｐ２は各々１であり、ｑ１およびｑ２は各々０（例えば、β２−アミノ酸残基）である。いくつかの場合には、ｐ１、ｐ２、ｑ１、およびｑ２は各々、０であり、マルチクロモフォアは、以下の式（Ｖ）のものであり、
Figure 2021519841
式中、
各Ｄ１は、独立して、ペンダントドナークロモフォア基であり、
各Ｚ１は、独立して、化学選択的タグであり、
Ｌ１およびＬ２は各々、独立して、リンカーであり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
ｙは、２５ｍｏｌ％以下であり、
Ｇ１およびＧ２は各々独立して、末端基、ポリマーセグメント、光吸収（例えば、ドナー）クロモフォア基、アクセプタフルオロフォア、リンカー、および連結された特異的結合メンバーから選択される。
式（Ｖ）によって記載されるマルチクロモフォアは、合計ｘおよびｙの定義されたｍｏｌ％比を有する、定義された線形配列中のコモノマーの任意の便利な配置を含むことが理解される。いくつかの場合には、Ｚ１含有コモノマーは、ポリマー主鎖の配列全体にわたって間隔をあけて配置されており、したがって、常に、１つ以上のＤ１含有コモノマーに両側に隣接する。
式（Ｖ）のある特定の事例では、マルチクロモフォアは、式（ＶＩ）のセグメントを含み、
Figure 2021519841
式中、
各Ｄ１は、独立して、ペンダント光吸収クロモフォア基であり、
各Ｚ１は、独立して、化学選択的タグであり、
各Ｌ１およびＬ２は、独立して、リンカーであり、
ｎおよびｐは各々、独立して、１〜２０の整数であり、式中、ｎ＋ｐ≧２であり、
ｍは、１または２である。
式（ＶＩ）のいくつかの場合において、ｎおよびｐは各々、独立して、２〜２０、３〜１０、または３〜６など、１〜１０である。式（ＶＩ）のいくつかの例では、ｎ＋ｐは、例えば３〜２０、４〜２０、５〜２０、５〜１５、または５〜１２など、２〜２０の整数である。式（ＶＩ）のある特定の実施形態では、ｍは、１である。
主題のマルチクロモフォアは、式（ＶＩ）の複数のセグメントを含むことができ、各セグメントは、コモノマーを含むＤ１のブロックに隣接するコモノマーを含む１つの単離されたＺ１を含む。いくつかの事例では、マルチクロモフォアは、例えば３〜２０個、４〜２０個、５〜２０個、５〜１５個、または５〜１２個のＤ１含有コモノマーのブロックなど、２〜２０個のＤ１含有コモノマーのブロックによって分離された２個の単離されたＺ１含有コモノマーを提供するために、互いに隣接して方向付けられた式（ＶＩ）の２個以上のセグメントを含む。したがって、ある特定の実施形態では、マルチクロモフォアは、ブロックコポリマーのｑのセグメントを含み、式（ＶＩＩ）のものであり、
Figure 2021519841
式中、各（ｎ）ｑおよび各（ｐ）ｑは、独立して、１〜２０の整数であり、式中、ｑのセグメントの各々について、（ｎ）ｑ＋（ｐ）ｑ≧３であり、ｑは、１〜１００の整数である。
式（Ｖ）〜（ＶＩＩ）のα−アミノ酸残基は、対応するポリペプチド生成物を提供するためにβ２−アミノ酸残基またはβ３−アミノ酸残基で置換することができることが理解される。式（Ｖ）〜（ＶＩＩ）において、Ｄ１は、第１の化学選択的タグのＤ１前駆体への共役を介してアミノ酸側鎖リンカーＬ１に連結することができる。式（Ｖ）〜（ＶＩＩ）において、Ｚ１基は、第２の集光クロモフォア、アクセプタフルオロフォア、または（例えば、本明細書に記載されるように）連結された生体分子などのペンダント基を設置するために、第２の化学選択的タグ（Ｚ２）を介して、対象の分子にさらに共役され得る。
任意の好都合なアミノ酸は、ペンダント基が共有結合し得るポリマー主鎖を提供するために使用するために適合され得る。アミノ酸は、天然に存在するか、または非天然に存在することができる。例えば、リジン、オルニチンなどのアミノ酸は、活性化カルボン酸などのアミノ反応性基との共役に好適な側鎖アミノ基を有する。システインは、マレイミドまたはハロアセチルなどのチオール反応性基との共役に好適な側鎖チオール基を含む。アスパラギン酸およびグルタミン酸は、アミノ基などの求核基と共役することができる側鎖カルボン酸基を有する。ペプチド合成方法を含む主題のマルチクロモフォアの調製方法が本明細書に記載される。
いくつかの事例では、マルチクロモフォアのポリマー主鎖は、以下のポリペプチド配列セグメントのうちの１つ以上を有し、
ＸＹＸＸ
ＸＸＹＸＸ
ＸＸＸＹＸＸＸ
ＸＸＸＹＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＹＸＸＸ
ＸＸＸＸＹＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸＸＸＸＸ
Ｙ（Ｘ）ｎＹ
ＸＹ（Ｘ）ｎＹＸ
ＸＸＹ（Ｘ）ｎＹＸＸ
ＸＸＸＹ（Ｘ）ｎＹＸＸＸ
ＸＸＸＸＹ（Ｘ）ｎＹＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＹ（Ｘ）ｎＹＸＸＸＸＸ
式中、
各Ｘは、側鎖連結された第１の化学選択的タグ、または側鎖連結されたペンダントドナークロモフォアを有する第１のアミノ酸残基であり、
各Ｙは、側鎖連結された第２の化学選択的タグ、または側鎖連結されたペンダントアクセプタフルオロフォアを有する第２のアミノ酸残基であり、
ｎは、２〜１０、３〜１０、４〜１０、または５〜１０などの２〜２０の整数であり、例えば、ｎは、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０である。
ある特定の実施形態では、本明細書に記載の１つ以上のポリペプチドセグメントに加えて、第３のタイプのアミノ酸残基（Ｚ）をポリマー主鎖に、例えば、セグメントのうちの２つの間に組み込むことができる。ある特定の場合において、単一の単離された第３のアミノ酸残基は、例えば、（セグメント１）−Ｚ−（セグメント２）など、本明細書に記載されるセグメントのうちの任意の２つの間に組み込まれる。この第３のアミノ酸残基は、スペーサ残基、または、第２のペンダント光吸収クロモフォア、化学選択的タグ（例えば、生体直交クリックケミストリタグ）、リンカー、連結生体分子、アクセプタフルオロフォア、ＷＳＧなど、対象の追加の部分の選択的設置に好適な化学選択的官能基を有する残基とすることができる。ある特定の事例では、対象の追加の部分は、調製の前に第３のアミノ酸残基に組み込まれる。
ある特定の事例では、第１のアミノ酸残基（Ｘ）は、側鎖アミノ基、例えば、リジンもしくはオルニチン、またはその保護バージョンを含む。ポリマー主鎖のＳＰＰＳ中、これらの側鎖アミノ基は、（例えば、ＣｂｚまたはＢｏｃ保護基で）保護されたままであり、その後、直交的に脱保護されて、第１の残基のペンダントドナークロモフォア基への共役を提供することができる。ある特定の場合において、第２のアミノ酸残基は、側鎖チオール基、例えば、システインまたはその保護されたバージョンを含む。同様に、ポリマー主鎖のＳＰＰＳ中、これらの側鎖チオール基は、保護されたままであり、その後、第２の残基の対象のペンダント基、例えば、アクセプタフルオロフォアへの共役を提供するために直交的に脱保護することができる。
いくつかの実施形態では、マルチクロモフォアのポリマー主鎖は、以下のポリペプチド配列セグメントのうちの１つ以上に由来し、
ＫＣＫＫ（配列番号：１）
ＫＫＣＫ（配列番号：２）
ＫＫＹＫＫ（配列番号：３）
ＫＫＫＹＫＫ（配列番号：４）
ＫＫＹＫＫＫ（配列番号：５）
ＫＫＫＹＫＫＫ（配列番号：６）
ＫＫＫＹＫＫＫＫ（配列番号：７）
ＫＫＫＫＹＫＫＫ（配列番号：８）
ＫＫＫＫＣＫＫＫＫ（配列番号：９）
ＫＫＫＫＫＣＫＫＫＫＫ（配列番号：１０）
ＫＫＫＫＫＫＣＫＫＫＫＫＫ（配列番号：１１）
ＫＫＫＫＫＫＫＣＫＫＫＫＫＫＫ（配列番号：１２）
ＫＫＫＫＫＫＫＫＣＫＫＫＫＫＫＫＫ（配列番号：１３）
ＫＫＫＫＫＫＫＫＫＣＫＫＫＫＫＫＫＫＫ（配列番号：１４）
ＫＫＫＫＣＫＫＫＫＫＫＫＫＫＫＣＫＫＫＫＫ（配列番号：１５）
Ｃ（Ｋ）ｎＣ（配列番号：１６）
ＫＣ（Ｋ）ｎＣＫ（配列番号：１７）
ＫＫＣ（Ｋ）ｎＣＫＫ（配列番号：１８）
ＫＫＫＣ（Ｋ）ｎＣＫＫＫ（配列番号：１９）
ＫＫＫＫＣ（Ｋ）ｎＣＫＫＫＫ（配列番号：２０）
ＫＫＫＫＫＣ（Ｋ）ｎＣＫＫＫＫＫ（配列番号：２１）
式中、各Ｋは、リジン残基、保護されたリジン残基、または側鎖アミノ基を介してペンダントドナークロモフォア基に共有結合したリジン残基であり、ｎは、２〜２０（例えば、２〜１０、３〜１０、４〜１０、または５〜１０、例えば、ｎは、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０）の整数であり、Ｃは、システイン残基または保護システイン残基である。
いくつかの実施形態では、マルチクロモフォアのポリマー主鎖は、以下のポリペプチド配列セグメントのうちの１つ以上に由来し、
ＯＣＯＯ（配列番号：２２）
ＯＯＣＯ（配列番号：２３）
ＯＯＣＯＯ（配列番号：２４）
ＯＯＯＣＯＯ（配列番号：２５）
ＯＯＣＯＯＯ（配列番号：２６）
ＯＯＯＣＯＯＯ（配列番号：２７）
ＯＯＯＣＯＯＯＯ（配列番号：２８）
ＯＯＯＯＣＯＯＯ（配列番号：２９）
ＯＯＯＯＣＯＯＯＯ（配列番号：３０）
ＯＯＯＯＯＣＯＯＯＯＯ（配列番号：３１）
ＯＯＯＯＯＯＣＯＯＯＯＯＯ（配列番号：３２）
ＯＯＯＯＯＯＯＣＯＯＯＯＯＯＯ（配列番号：３３）
ＯＯＯＯＯＯＯＯＣＯＯＯＯＯＯＯＯ（配列番号：３４）
ＯＯＯＯＯＯＯＯＯＣＯＯＯＯＯＯＯＯＯ（配列番号：３５）
ＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＣＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯ（配列番号：３６）
Ｃ（Ｏ）ｎＣ（配列番号：３７）
ＯＣ（Ｏ）ｎＣＯ（配列番号：３８）
ＯＯＣ（Ｏ）ｎＣＯＯ（配列番号：３９）
ＯＯＯＣ（Ｏ）ｎＣＯＯＯ（配列番号：４０）
ＯＯＯＯＣ（Ｏ）ｎＣＯＯＯＯ（配列番号：４１）
ＯＯＯＯＯＣ（Ｏ）ｎＣＯＯＯＯＯ（配列番号：４２）
式中、
Ｏは、側鎖アミノ基を介してペンダントドナークロモフォア基に共有結合したオルニチン残基、保護されたオルニチン残基、またはオルニチン残基であり、
ｎは、２〜２０（例えば、２〜１０、３〜１０、４〜１０、または５〜１０、例えば、ｎは、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０）の整数であり、
Ｃは、システイン残基または保護システイン残基である。
式（ＩＩ）〜（ＩＩＩ）のいくつかの場合には、ポリマー主鎖は、ペプトイド主鎖である。したがって、マルチクロモフォアは、式（ＶＩＩＩ）を有し得る。
Figure 2021519841
式中、
各Ｄ１は、独立して、ペンダントドナークロモフォア基であり、
各Ｚ１は、独立して、化学選択的タグであり、
各Ｌ１およびＬ２は、独立して、リンカーであり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
ｙは、２５ｍｏｌ％以下であり、
Ｇ１およびＧ２は各々、独立して、末端基、ポリマーセグメント、光吸収（例えば、ドナー）クロモフォア基、アクセプタフルオロフォア、リンカー、および連結された特異的結合メンバーから選択される。
式（ＶＩＩＩ）によって記載されるマルチクロモフォアは、合計ｘおよびｙの定義されたｍｏｌ％比を有する、定義された線形配列中のコモノマーの任意の便利な配置を含むことが理解される。いくつかの場合には、Ｚ１含有コモノマーは、ポリマー主鎖の配列全体にわたって間隔をあけて配置されており、したがって、常に、１つ以上のＤ１含有コモノマーに両側に隣接する。
式（ＩＶ）、（Ｖ）、（ＸＩＩＩ）、および（ＩＸ）のいくつかの例では、ｘは、例えば、８５ｍｏｌ％以上、９０ｍｏｌ％以上、９５ｍｏｌ％以上、９６ｍｏｌ％以上、９７ｍｏｌ％以上、９８ｍｏｌ％以上、または９９ｍｏｌ％以上など、８０ｍｏｌ％以上である。式（ＩＶ）、（Ｖ）、（ＸＩＩＩ）、および（ＩＸ）のいくつかの例では、ｙは、例えば、１５ｍｏｌ％以下、１０ｍｏｌ％以下、５ｍｏｌ％以下、４ｍｏｌ％以下、３ｍｏｌ％以下、２ｍｏｌ％以下、１ｍｏｌ％以下など、２０ｍｏｌ％以下である。
ペンダントクロモフォア基
任意の便利な光吸収クロモフォア基は、主題のマルチクロモフォアでの使用に適合することができる。「光吸収クロモフォア基」および「ドナークロモフォア基」という用語は、互換的に使用され、特定の最大吸収波長で光を吸収し、近傍のクロモフォアもしくはアクセプタフルオロフォアにエネルギーを伝達するか、またはそれをより長い最大発光波長で発光光に変換することができるマルチクロモフォアのペンダント基を指す。
ＢＯＤＩＰＹクロモフォア基
ペンダントクロモフォア基は、ＢＯＤＩＰＹ基とすることができる。式（Ｉ）〜（ＩＸ）のいくつかの場合において、各Ｄ１は、独立して、ＢＯＤＩＰＹ基である。いくつかの場合には、ＢＯＰＩＰＹ基は、ペンダントドナークロモフォア基である。「ＢＯＤＩＰＹ基」という用語は、以下のホウ素−ジピロメタン（ＢＯＤＩＰＹ）コア構造を有するクロモフォア基を含むマルチクロモフォアのペンダント基を指し、
Figure 2021519841
式中、ＱはＣまたはＮであり、各Ｒは、任意の便利なホウ素置換基である。いくつかの場合において、ＱはＣである。いくつかの事例では、各Ｒは、独立して、Ｆ、ＯＨ、Ｈ、アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、アルコキシ、置換アルコキシ、アルキニル、および置換アルキニルから選択される。
ＢＯＤＩＰＹコア構造は、任意選択の側鎖リンカーを介して、コア構造の任意の便利な位置を介して、マルチクロモフォアの反復単位に連結され得る。ＢＯＤＩＰＹコア構造は、さらに任意選択で置換され得る。ある特定の実施形態では、ＢＯＤＩＰＹ基は、反復単位の一部であるコモノマーの側鎖基を定義する。任意の便利なＢＯＤＩＰＹ含有構造は、ＢＯＤＩＰＹ基として主題のマルチクロモフォアでの使用に適合され得る。対象のＢＯＤＩＰＹ含有構造は、これらに限定されないが、Ｌｏｕｄｅｔ ａｎｄ Ｂｕｒｇｅｓｓ ｉｎ“ＢＯＤＩＰＹ Ｄｙｅｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ：Ｓｙｎｔｈｅｓｅｓ ａｎｄ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ”，Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．２００７，１０７（１１）：４８９１−４９３２、Ｓｕｚｕｋｉ ｅｔ ａｌ．ｉｎ Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ Ｎｏ．８，１９３，３５０、Ｕｌｒｉｃｈ ｅｔ ａｌ．ｉｎ Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ Ｎｏ．８，４７６，４６１、およびＵｌｒｉｃｈ ｅｔ ａｌ．ｉｎ Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ Ｎｏ．７，８９７，７８６に記載されるＢＯＤＩＰＹ色素および誘導体を含み、これらの開示は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
ＢＯＤＩＰＹペンダントクロモフォア基は、式（ＸＩ）によって記載することができ、
Figure 2021519841
式中、
Ｑは、ＣまたはＮであり、
Ｒ１〜Ｒ７は各々独立して、Ｈ、アルキル、置換アルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、アルケニル、置換アルケニル、アルキニル、置換アルキニル、水溶化基（ＷＳＧ）および−Ｌ１−Ｚ１から選択され、あるいは
任意選択で、Ｒ６およびＲ７、Ｒ２およびＲ３、Ｒ５およびＲ６、Ｒ３およびＲ４、Ｒ４およびＲ１ならびにＲ５およびＲ１から選択される任意の１つ以上の置換基対は、一緒に二価ラジカルを形成し、環状に連結され、それらが結合する炭素原子と一緒に、５員または６員の縮合複素環、炭素環、アリールまたはヘテロアリール環（例えば、炭素原子ならびにＯ、ＳおよびＮから選択される０〜３個のヘテロ原子を含む５員または６員環）を提供し、この環は、非置換であってもよく、または、独立してアルキル、置換アルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、アルケニル、置換アルケニル、アルキニル、置換アルキニル、水溶化基（ＷＳＧ）および−Ｌ１−Ｚ１から選択される置換基でさらに置換されてもよく、
Ｌ１は、リンカーであり、
Ｚ１は、ポリマー主鎖の非共役反復単位であり、
Ｙ１およびＹ２は、独立して、Ｆ、ＯＨ、Ｈ、シアノ、アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、アルコキシ、置換アルコキシ、アルケニル、置換アルケニル、アルキニル、置換アルキニル、およびＷＳＧから選択され、
Ｙ１、Ｙ２、およびＲ１〜Ｒ７のうちの１つは、ポリマー主鎖の非共役反復単位に連結される。
式（ＸＩ）において、置換基Ｙ１、Ｙ２およびＲ１−Ｒ７は、ＢＯＤＩＰＹ基の蛍光を阻害しない基から選択され得ることが理解される。式（ＸＩ）のある特定の事例では、ＱはＣである。本明細書に記載されるＢＯＤＰＩＹ基式のいずれかについて、式（ＸＩ）中のＱで表される原子が窒素原子である場合、対応する式が含まれ得ることが理解される。式（ＸＩ）のある特定の実施形態では、Ｙ１、Ｙ２、およびＲ１〜Ｒ７のうちの１つ以上は、ＷＳＧを含む。式（ＸＩ）のある特定の事例では、Ｙ１およびＹ２は各々、ＷＳＧを含む。式（ＸＩ）のある特定の事例では、−Ｌ１−Ｚ１のリンカーは、ＷＳＧを含む。
式（ＸＩ）では、置換基対Ｒ６およびＲ７ならびに／またはＲ２およびＲ３は、環状に連結されて、非置換または置換である５員または６員の縮合環を提供することができる。式（ＸＩ）のいくつかの場合では、５員または６員の縮合環は、フラン、チオフェン、ピロール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、イミダゾール、およびピラゾールから選択されるアリールまたはヘテロアリール環である。
式（ＸＩ）のいくつかの事例では、ＢＯＤＩＰＹ基は、式（ＸＩＩａ）または（ＸＩＩｂ）のものであり、
Figure 2021519841
式中、
Ｚ１１およびＺ１２は、独立して、縮合５員または６員の縮合複素環、炭素環、アリールまたはヘテロアリール環であり、
各「ｉ」は、独立して、０〜３であり、
各Ｒ２０は、独立して、式（Ｘ）中のＲ２〜Ｒ７について定義される置換基である。
式（ＸＩＩａ）〜（ＸＩＩｂ）のある特定の実施形態では、Ｚ１１およびＺ１２は、独立して、５員または６員の縮合アリールまたはヘテロアリール環である。いくつかの場合には、Ｚ１１およびＺ１２は、独立して、フラン、チオフェン、ピロール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、イミダゾール、およびピラゾールから選択される。式（ＸＩＩａ）〜（ＸＩＩｂ）のいくつかの場合では、Ｚ１１および／またはＺ１２は、フランまたはチオフェンである。式（ＸＩＩａ）のある特定の場合では、Ｒ１〜Ｒ５のいずれも環状に連結していない。
式（ＸＩａ）〜（ＸＩＩｂ）のいくつかの事例では、Ｚ１１およびＺ１２は、独立して、以下の環から選択され、
Figure 2021519841
式中、
Ｘは、ＯまたはＳであり、
Ｙは、Ｏ、Ｓ、またはＮＲであり、
Ｒは、Ｈ、アルキル、置換アルキル、または式（ＸＩＩａ）〜（ＸＩＩｂ）のＲ２０について定義される置換基であり、
Ｒ２１〜Ｒ２３は、独立して、Ｈ、および式（ＸＩＩａ）〜（ＸＩＩｂ）のＲ２０について定義される置換基から選択される。
式（ＸＩＩａ）〜（ＸＩＩｂ）のある特定の事例では、Ｚ１１およびＺ１２は、独立して、上記で定義されているように、以下の環から選択される。
Figure 2021519841
式（ＸＩＩｂ）のある特定の場合では、Ｚ１１およびＺ１２は、同じ環である。ある特定の事例では、Ｚ１１およびＺ１２は、異なる環を含む。
式（ＸＩＩａ）のある特定の実施形態では、ＢＯＤＩＰＹ基は、式（ＸＩＩＩａ）または（ＸＩＩＩｂ）のものであり、
Figure 2021519841
式中、
Ｘは、ＯまたはＳであり、
Ｒ１６およびＲ１７は、式（Ｉ）中のＲ６およびＲ７について定義される置換基である。
式（ＸＩＩＩａ）または（ＸＩＩＩｂ）のある特定の場合では、Ｒ１〜Ｒ５のいずれも環状に連結していない。
式（ＸＩ）および（ＸＩＩｂ）のある特定の実施形態では、ＢＯＤＩＰＹ基は、式（ＸＩＶａ）または（ＸＩＶｂ）のものであり、
Figure 2021519841
式中、
各Ｘは、ＯまたはＳであり、
Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１６、およびＲ１７は、式（Ｉ）中のＲ２、Ｒ３、Ｒ６、およびＲ７について定義される置換基である。
式（ＸＩ）〜（ＸＩＶｂ）のある特定の実施形態では、ＢＯＢＩＰＹ基は、集光マルチクロモフォア（例えば、−Ｌ１−Ｚ１）などの、連結された化学選択的官能基または対象の分子を含む。いくつかの事例では、Ｒ１〜Ｒ７のうちの１つは、−Ｌ１−Ｚ１を含む。ある特定の事例では、Ｙ１またはＹ２は、−Ｌ１−Ｚ１を含む。式（ＸＩ）〜（ＸＩＶｂ）のある特定の実施形態では、Ｒ１は、−Ｌ１−Ｚ１であり、式中、Ｌ１は、リンカーであり、Ｚ１は、化学選択的官能基または集光マルチクロモフォアである。式（ＸＩ）〜（ＸＩＶｂ）のある特定の実施形態では、Ｒ４またはＲ５は、−Ｌ１−Ｚ１である。式（ＸＩ）、（ＸＩＩａ）、および（ＸＩＩＩａ）〜（ＸＩＩＩｂ）のある特定の実施形態では、Ｒ２またはＲ７は、−Ｌ１−Ｚ１である。式（ＸＩ）、（ＸＩＩａ）、および（ＸＩＩＩａ）〜（ＸＩＩＩｂ）のある特定の実施形態では、Ｒ３またはＲ６は、−Ｌ１−Ｚ１である。式（ＸＩＩａ）〜（ＸＩＩｂ）のある特定の実施形態では、Ｒ２０置換基は、−Ｌ１−Ｚ１である。式（ＸＩＩＩａ）〜（ＸＩＩＩｂ）のある特定の実施形態では、Ｒ１６またはＲ１７は、−Ｌ１−Ｚ１である。式（ＸＩＶａ）〜（ＸＩＶｂ）のある特定の実施形態では、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１６、またはＲ１７は、−Ｌ１−Ｚ１である。
いくつかの場合では、Ｒ１は、−Ｌ１−Ｚ１であり、Ｌ１は、２０個の原子以下の長さの主鎖を有するリンカー（例えば、本明細書に記載の）である。Ｒ１のいくつかの事例では、Ｌ１は、アルキルまたは置換アルキルリンカー、アルコキシまたは置換アルコキシリンカー、ペグリンカー、スルホンアミドアルキルまたは置換スルホンアミドアルキルリンカー、アミドアルキルまたは置換アミドアルキルリンカー、ならびにアルキルアミドアルキルまたは置換アルキルアミドアルキルリンカーから選択される。リンカーは、ペグ基などのＷＳＧで置換され得る。Ｒ１のある特定の事例では、Ｌ１は、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルまたは置換アルキルリンカー、Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシまたは置換アルコキシリンカー、Ｃ１〜Ｃ１２アミドアルキルまたは置換アミドアルキルリンカー、ならびにＣ１〜Ｃ１２アルキルアミドアルキルまたは置換アルキルアミドアルキルリンカーから選択される。Ｒ１のある特定の事例では、Ｚ１は、カルボン酸またはその活性エステルを介して、ＢＯＤＩＰＹ基に共役される。
式（ＸＩ）〜（ＸＩＶｂ）のある特定の事例では、Ｒ１は、集光マルチクロモフォアの反復単位または化学選択的官能基に連結された任意に置換された炭素環式または複素環式基を含む。ある特定の事例では、Ｒ１は、任意に置換されたアリールまたはヘテロアリールであり、例えば、化学選択的官能基を介して、集光マルチクロモフォアの反復単位に連結される。対象の二価炭素環式または複素環基は、これらに限定されないが、１，４−シクロヘキシル、１，３−シクロヘキシル、ピペリジニル（例えば、１，４−ピペリジニル）、ピペラジニル（例えば、１，４−ピペラジニル）などを含む。対象の二価アリールまたはヘテロアリール基は、これらに限定されないが、１，４−フェニル、１，３−フェニル、２，５−ピリジル、２，６−ピリジル、３，５−ピリジルなどを含む。Ｒ１の二価炭素環式もしくは複素環基、または二価アリールもしくはヘテロアリール基は、例えば、本明細書の実施形態のいずれか１つに記載されるように、Ｌ２−Ｚ１に連結されてもよく、Ｌ２は、連結基である。
式（ＸＩ）のいくつかの実施形態では、ＱはＣであり、Ｒ１〜Ｒ７は各々、独立して、Ｈ、アルキル、置換アルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、アルケニル、置換アルケニル、アルキニル、および置換アルキニルから選択される。式（ＸＩ）のある特定の例では、Ｙ１およびＹ２は各々、１つ以上の水溶化基（ＷＳＧ）を含む。いくつかの場合には、Ｙ１およびＹ２は、ＷＳＧで置換されたアルキニルである。いくつかの場合には、Ｙ１およびＹ２は各々、ブランチＷＳＧで置換されたアルキニルである。式（ＸＩ）のいくつかの例では、Ｙ１およびＹ２は各々、−ＣＣ−ＣＨ２）ｎ−Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍ−Ｒであり、式中、ｎは、１〜６であり、ｍは、２〜３０、２〜２０、６〜２０、８〜２０、または１０〜２０などの２〜５０であり、Ｒは、Ｈ、アルキル、または置換アルキル（例えば、メチル）である。
式（ＸＩ）のいくつかの実施形態では、ＢＯＤＩＰＹペンダントドナークロモフォア基は、式（ＸＩａ）によって記載することができ、
Figure 2021519841
式中、
＊は、ポリマー主鎖の非共役反復単位への連結点であり、
Ｙ１およびＹ２は各々、１つ以上のＷＳＧで置換されたアルキニルである。
いくつかの場合には、Ｙ１およびＹ２は各々、ブランチＷＳＧで置換されたアルキニルである。式（ＸＩａ）のいくつかの例では、各Ｒ１０は、−ＣＣ−ＣＨ２）ｎ−Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍ−Ｒであり、式中、ｎは、１〜６であり、ｍは、２〜３０、２〜２０、６〜２０、８〜２０、または１０〜２０などの２〜５０であり、Ｒは、Ｈ、アルキル、または置換アルキル（例えば、メチル）である。
式（ＸＩ）のある特定の事例では、ＢＯＤＩＰＹ基は、式（ＸＶ）のものであり、
Figure 2021519841
式中、
Ｌ３は、共有結合、オキソ（−Ｏ−）、アルキレン（例えば、Ｃ１−Ｃ６−アルキレン）、−Ｏ−アルキレン、またはそれらの置換バージョンであり、
Ｒ１１は、Ｒ１について定義される通りであり、
各Ｒ９は、ハロゲン、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、アルキル、置換アルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、および置換ヘテロアリールから選択される任意選択の置換基であり、ｔは０〜４である。
式（ＸＶ）のある特定の場合では、Ｌ３は、共有結合である。式（ＸＶ）のいくつかの事例では、Ｌ３は、オキソである。式（ＸＶ）のある特定の場合では、Ｌ３は、共有結合である。
式（ＸＶ）のある特定の事例では、ＢＯＤＩＰＹ基は、式（ＸＶａ）のものであり、
Figure 2021519841
式中、
Ｒ１１は、Ｒ１について定義される通りであり、
各Ｒ９は、ハロゲン、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、アルキル、置換アルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、および置換ヘテロアリールから選択される任意選択の置換基であり、ｔは０〜４である。
式（ＸＶ）〜（ＸＶａ）のいくつかの場合では、Ｒ１１は、Ｌ１−Ｚ１である（例えば、本明細書に記載されるように）。式（ＸＶ）〜（ＸＶａ）のいくつかの場合において、Ｒ１１は、スルホンアミドアルキルもしくは置換スルホンアミドアルキルリンカー、アミドアルキルもしくは置換アミドアルキルリンカー、またはアルキルアミドアルキルもしくは置換アルキルアミドアルキルリンカーを含む。式（ＸＶ）〜（ＸＶａ）のある特定の例では、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、およびＲ７は各々、独立して、Ｈ、アルキル、または置換アルキルである。式（ＸＶ）〜（ＸＶａ）のある特定の例では、Ｒ３およびＲ６は各々、独立して、Ｈ、アルキル、または置換アルキルである。いくつかの場合には、Ｒ３およびＲ６は、各々Ｈである。式（ＸＶ）〜（ＸＶａ）のある特定の例では、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５およびＲ７は各々、独立して、Ｃ１〜Ｃ６アルキルまたは置換Ｃ１〜Ｃ６アルキルである。
式（ＸＶ）のある特定の事例では、ＢＯＤＩＰＹ基は、式（ＸＶＩａ）または（ＸＶＩｂ）であり、
Figure 2021519841
式中、
＊は、集光マルチクロモフォアまたは化学選択的官能基の反復単位への連結点であり、
Ｙ１およびＹ２は、独立して、Ｆ、ＯＨ、Ｈ、アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、アルコキシ、置換アルコキシ、アルキニル、置換アルキニル、およびＷＳＧからなる群から選択される。
式（ＸＩ）のある特定の事例では、ＢＯＤＩＰＹ基は、式（ＸＶＩＩａ）または（ＸＶＩＩｂ）のものであり、
Figure 2021519841
式中、
ｎは０〜１２であり、
Ｚ１は、（例えば、本明細書に記載の）化学選択的官能基または対象の連結分子である。
式（ＸＶＩＩａ）〜（ＸＶＩＩｂ）のある特定の場合では、ｎは、１〜１２または１〜６、例えば、１、２、３、４、５、または６である。式（ＸＶＩＩａ）−（ＸＶＩＩｂ）のある特定の事例では、Ｒ２−Ｒ４およびＲ５−Ｒ７は、各々独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ６アルキルおよび置換Ｃ１−Ｃ６アルキルから選択される。式（ＸＶＩＩａ）〜（ＸＶＩＩｂ）のある特定の事例では、Ｒ２およびＲ４、ならびに／またはＲ５およびＲ７は、各々独立して、Ｃ１〜Ｃ６アルキルおよび置換Ｃ１〜Ｃ６アルキルから選択される。式（ＸＶＩＩａ）〜（ＸＶＩＩｂ）のある特定の事例では、Ｒ３および／またはＲ６は、Ｈである。式（ＸＶＩＩａ）〜（ＸＶＩＩｂ）のある特定の事例では、Ｒ３および／またはＲ６は、アルキルまたは置換アルキルである。
式（ＸＩＩＩａ）のある特定の事例では、ＢＯＤＩＰＹ基は、式（ＸＶＩＩＩ）のものであり、
Figure 2021519841
式中、
Ｌ１は、リンカーであり、
Ｚ１は、（例えば、本明細書に記載の）ポリマー主鎖の連結した非共役反復単位である。
式（ＸＶＩＩＩ）のある特定の事例では、ＢＯＤＩＰＹ基は、式（ＸＶＩＩＩａ）のものであり、
Figure 2021519841
式中、
Ｌ２は、リンカー（例えば、Ｌ１の連結基成分）であり、
各Ｒ９は、ハロゲン、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、アルキル、置換アルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、および置換ヘテロアリールから選択される任意選択の置換基であり、ｔは０〜４である。
式（ＸＩＶａ）のある特定の事例では、ＢＯＤＩＰＹ基は、式（ＸＩＸ）のものであり、
Figure 2021519841
式中、
Ｒ１２およびＲ１３は、式（ＸＩ）中のＲ２およびＲ３について定義される置換基であり、
Ｌ１は、リンカーであり、
Ｚ１は、（例えば、本明細書に記載の）ポリマー主鎖の連結した非共役反復単位である。
式（ＸＩＸ）のある特定の事例では、ＢＯＤＩＰＹ基は、式（ＸＩＸａ）のものであり、
Figure 2021519841
式中、
Ｌ２は、リンカー（例えば、Ｌ１の連結基成分）であり、
各Ｒ９は、ハロゲン、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、アルキル、置換アルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、および置換ヘテロアリールから選択される任意の置換基であり、ｔは０〜４である。
本明細書に記載される式（ＸＩ）〜（ＸＩＸａ）の実施形態のいずれかにおいて、ＢＯＤＩＰＹ基は、以下の実施形態のうちのいずれかに記載される特定の−Ｌ１−Ｚ１基を含むことができる。
Ｌ１は、２０個の原子以下の長さの主鎖を有する（例えば、本明細書に記載の）リンカーであり得る。いくつかの事例では、Ｌ１は、アルキルまたは置換アルキルリンカー、アルコキシまたは置換アルコキシリンカー、ペグリンカー、スルホンアミドアルキルまたは置換スルホンアミドアルキルリンカー、アミドアルキルまたは置換アミドアルキルリンカー、ならびにアルキルアミドアルキルまたは置換アルキルアミドアルキルリンカーから選択される。リンカーは、ペグ基などのＷＳＧで置換され得る。ある特定の事例において、Ｌ１は、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルまたは置換アルキルリンカー、Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシまたは置換アルコキシリンカー、Ｃ１〜Ｃ１２アミドアルキルまたは置換アミドアルキルリンカー、ならびにＣ１〜Ｃ１２アルキルアミドアルキルまたは置換アルキルアミドアルキルリンカーから選択される。リンカーＬは、いくつかの連結成分、例えば、独立して、低級アルキレン、置換低級アルキレン、アルケニレン（−ＣＨ＝ＣＨ−）、置換アルケニレン、アルキニレン（−ＣＣ−）、置換または非置換アミド（例えば、−ＮＲＣＯ−または−ＣＯＮＲ−、Ｒは、Ｈ、アルキルまたは置換アルキルである）、置換または非置換スルホンアミド（例えば、−ＮＲＳＯ２−または−ＳＯ２ＮＲ−であり、Ｒは、Ｈ、アルキルまたは置換アルキル）、オキソ（−Ｏ−）、チオ（−Ｓ−）、エチレングリコール（−ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ−）、ポリエチレングリコール（例えば、−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ−であり、ｎは、２−２０、例えば、２−１０または２−６、または２、３、４、５または６）、アリーレン、置換アリーレン、ヘテロアリーレン、置換ヘテロアリーレン、アルファアミノ酸残基、β−アミノ酸残基などから選択される１つの基または連結基を含むことができる。
ポリマー主鎖（Ｚ１）の連結された非共役反復単位は、任意の好都合な化学選択的官能基、例えば、適合性官能基を有する対象の分子への共役に好適な官能基を介して、ＢＯＤＩＰＹ基に共役することができる。これらに限定されないが、対象のＢＯＤＩＰＹ基のポリマー主鎖への連結の使用を見出す対象の化学選択的官能基は、アミン基（例えば、−ＮＨ２）、カルボン酸（−ＣＯ２Ｈ）、活性エステル（例えば、ＮＨＳまたはスルホ−ＮＨＳエステル）、チオール、マレイミド、ヨードアセトアミド、ヒドロキシル、ヒドラジド、ヒドラジノ、アルデヒド、ケトン、アジド、アルキン、テトラジン、アルケン、ホスフィン、およびエポキシドを含む。いくつかの場合において、ＢＯＤＩＰＹ基を連結するために使用される化学選択的官能基は、対象の官能基の合成前駆体または保護されたバージョンであり、ポリマー主鎖を共役することができる反応性官能基に変換され得ることが理解される。例えば、カルボン酸は、対象の分子上のアミン基と結合することができる化学選択的官能基である。カルボン酸は、インサイチュまたはカップリング前のいずれかで、アミン基とカップリングする活性エステルに変換され得る。
式（ＸＩ）〜（ＸＩＸａ）のいくつかの実施形態では、Ｌ１は、ポリマー主鎖の非共役反復単位に連結された任意に置換された炭素環式または複素環式基を含む。ある特定の事例では、Ｌ１は、任意に置換されたアリールまたはヘテロアリールである。対象の二価炭素環式または複素環基は、これらに限定されないが、１，４−シクロヘキシル、１，３−シクロヘキシル、ピペリジニル（例えば、１，４−ピペリジニル）、ピペラジニル（例えば、１，４−ピペラジニル）などを含む。対象の二価アリールまたはヘテロアリール基は、これらに限定されないが、１，４−フェニル、１，３−フェニル、２，５−ピリジル、２，６−ピリジル、３，５−ピリジルなどを含む。Ｌ１の二価炭素環式もしくは複素環基、または二価アリールもしくはヘテロアリール基は、例えば、本明細書の実施形態のいずれか１つに記載されるように、Ｌ２−Ｚ１に連結されてもよく、Ｌ２は、連結基である。
式（Ｉ）〜（ＩＸａ）のいくつかの実施形態では、−Ｌ１−Ｚ１は、以下の構造のうちの１つによって記載され、
Figure 2021519841
式中、
Ｒ１１は、Ｌ２−Ｚ１であり、
Ｌ２は、リンカーであって、Ｚ１は、ポリマー主鎖の非共役反復単位であり、
ｔは０〜４であり、
各Ｒ９は、独立して、アルキル、置換アルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、ヒドロキシ、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、ハロゲン、スルホン酸、および水溶化基（ＷＳＧ）から選択される。
ある特定の実施形態では、−Ｌ１−Ｚ１は、以下の構造のうちの１つによって記載され、
Figure 2021519841
式中、
Ｌ２は、リンカーであり、
Ｚ１は、ポリマー主鎖の非共役反復単位であり、
ｔは０〜４であり、
各Ｒ９は、独立して、アルキル、置換アルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、ヒドロキシ、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、ハロゲン、スルホン酸、および水溶化基（ＷＳＧ）から選択される。
ある特定の実施形態では、−Ｌ１−Ｚ１は、以下の構造のうちの１つによって記載され、
Figure 2021519841
式中、
Ｌ２は、リンカーであり、
Ｚ１は、ポリマー主鎖の非共役反復単位であり、
Ｒ３２は、Ｈ、アルキル、置換アルキル、および水溶化基（ＷＳＧ）であり、
Ｌ３は、アルキレン（例えば、Ｃ１〜Ｃ６−アルキレン）、−Ｏ−アルキレン、およびこれらの置換バージョンから選択されるリンカーであり、
ｔは０〜４であり、
各Ｒ９は、独立して、アルキル、置換アルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、ヒドロキシ、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、ハロゲン、スルホン酸、および水溶化基（ＷＳＧ）から選択される。
本明細書に記載される式（ＸＩ）〜（ＸＩＸａ）の実施形態のいずれかにおいて、ＢＯＤＩＰＹ基は、以下の実施形態のうちのいずれかに記載される特定のＹ１およびＹ２基を含むことができる。式（ＸＩ）〜（ＸＩＸａ）のいくつかの事例では、Ｙ１は、水溶化基（ＷＳＧ）を含む。ある特定の場合において、Ｙ１は、ＷＳＧで置換されたアルキニルである。Ｙ２は、Ｙ１と同じであっても異なっていてもよい。式（ＸＩ）〜（ＸＩＸａ）のいくつかの場合、Ｙ２は、Ｆ、ＯＨ、Ｈ、シアノ、アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、アルケニル、置換アルケニル、アルキニル、および置換アルキニルから選択される。いくつかの事例では、Ｙ２は、Ｆ、ＣＮ、フェニル、および置換フェニルから選択される。
式（ＸＩ）〜（ＸＩＸａ）のいくつかの場合、Ｙ１およびＹ２は各々、水溶化基（ＷＳＧ）を含む。ある特定の事例では、Ｙ１および／またはＹ２は、ＷＳＧで置換されたアルキニルである（例えば、本明細書に記載される）。ある特定の事例では、Ｙ１および／またはＹ２は、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）または修飾（ＰＥＧ）で置換されたアルキニルである。
式（Ｉ）〜（ＩＸａ）の実施形態のいずれかのある特定の場合では、Ｙ１および／またはＹ２は、以下の式のものであり、
Figure 2021519841
式中、
ｓは、１〜１２であり、
ｑは、０〜５０であり、
Ｒ２１は、Ｈ、アルキル、または置換アルキルである。
ある特定の場合では、ｓは、１、２、または３などの１〜６である。いくつかの事例では、ｑは、１〜５０、１〜３０、２〜３０、４〜３０、６〜３０、８〜３０、１０〜３０、１０〜２０、または１１〜１６である。ある特定の場合において、ｑは、１０〜３０、１０〜２０、または１１〜１６など、１０〜５０である。
式（ＸＩ）および（ＸＶＩＩａ）のある特定の実施形態では、ＢＯＤＩＰＹ基は、以下の構造を有し、
Figure 2021519841
式中、
Ｚ１は、ポリマー主鎖の連結された非共役リピート単位であり、
ｎは、０〜６であり、
各Ｒ、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、およびＲ７は、独立して、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、または置換Ｃ１〜Ｃ６アルキルであり、
各ｑは、６〜２０（例えば、１０〜２０）である。
式（ＸＩ）および（ＸＶＩＩａ）のある特定の実施形態では、ＢＯＤＩＰＹ基は、以下の構造のうちの１つを有する。
Figure 2021519841
式（ＸＶ）および（ＸＶａ）のある特定の実施形態では、ＢＯＤＩＰＹ色素は、以下の構造を有し、
Figure 2021519841
式中、
Ｚ１は、ポリマー主鎖の連結された非共役リピート単位であり、
ｎは、０〜６であり、
Ｒ、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、およびＲ７は、独立して、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、または置換Ｃ１〜Ｃ６アルキルであり、
各ｑは、６〜２０（例えば、１０〜２０）である。
式（ＸＶ）、（ＸＶａ）、および（ＸＶＩａ）または（ＸＶＩｂ）のある特定の実施形態では、ＢＯＤＩＰＹ色素は、以下の構造のうちの１つを有する。
Figure 2021519841
式（ＸＶＩＩＩ）のある特定の実施形態では、ＢＯＤＩＰＹ基は、以下の構造を有し、
Figure 2021519841
式中、
Ｚ１は、ポリマー主鎖の連結された非共役リピート単位であり、
ｎは、０〜６であり、
各Ｒ、Ｒ２、およびＲ４は、独立して、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、または置換Ｃ１〜Ｃ６アルキルであり、各ｑは、６〜２０（例えば、１０〜２０）である。
式（ＸＶＩＩＩ）のある特定の実施形態では、ＢＯＤＩＰＹ基は、以下の構造のうちの１つを有する。
Figure 2021519841
式（ＸＩＸ）〜（ＸＩＸａ）のある特定の実施形態では、ＢＯＤＩＰＹ基は、以下の構造を有し、
Figure 2021519841
式中、
Ｚ１は、ポリマー主鎖の連結された非共役リピート単位であり、
ｎは、０〜６であり、
各Ｒ、およびＲ１３は、独立して、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、または置換Ｃ１〜Ｃ６アルキルであり、各ｑは、６〜２０（例えば、１０〜２０）である。
式（ＸＩＸ）〜（ＸＩＸａ）のある特定の実施形態では、ＢＯＤＩＰＹ基は、以下の構造を有する。
Figure 2021519841
式（ＸＩＩＩａ）のある特定の実施形態では、ＢＯＤＩＰＹ基は、以下の構造を有する。
Figure 2021519841
式（ＸＩＶａ）のある特定の実施形態では、ＢＯＤＩＰＹ基は、以下の構造を有する。
Figure 2021519841
式（ＸＩＸａ）のある特定の実施形態では、ＢＯＤＩＰＹ基は、以下の構造のうちの１つを有する。
Figure 2021519841
アリールまたはヘテロアリールクロモフォア基
光吸収クロモフォア基は、アリールまたはヘテロアリールクロモフォア基であり得る。対象の（例えば、式（Ｉ）〜（ＩＸ）の）マルチクロモフォアでの使用を見出す対象のアリールまたはヘテロアリールクロモフォア基は、これらに限定されないが、フェニル、ビフェニル、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、ポリフェニレン、ならびにフッ素、カルバゾール、シロール、ビフェニル、および架橋ビフェニルなどの縮合三環基を含む。アリールまたはヘテロアリールクロモフォア基は、任意選択で、例えば、アリールまたはヘテロアリール基に所望の光吸収特性を付与する水溶化基および／またはアリールもしくはヘテロアリール置換基でさらに置換され得る。式（Ｉ）〜（ＩＸ）のいくつかの場合には、各Ｄ１は、独立して、縮合三環式アリールまたはヘテロアリールを含む。式（Ｉ）〜（ＩＸ）のいくつかの場合には、各Ｄ１は、独立して、フルオレン、カルバゾール、シロール、ビフェニル、および架橋ビフェニルから選択される１つ以上の基を含む。
縮合三環式クロモフォアは、２つのアリールまたはヘテロアリール６員環が中央の５員または６員炭素環または複素環に縮合される構成の３つの縮合環を有する三環式芳香族基を含む基である。いくつかの場合には、縮合三環式基は、中央の５員または６員の炭素環または複素環に縮合された２つのベンゾまたはピリド環を含む。縮合三環基は、縮合環の任意の便利な環原子を介して、ポリマー主鎖中のコモノマーの側鎖に連結することができる。中央５員または６員環は、炭素環または複素環であってもよく、芳香族であっても部分的に飽和であってもよく、さらに、側鎖置換基、例えば、ＷＳＧおよび／または化学選択的タグまたはコモノマー側鎖へのリンカーを含んでもよい。架橋ビフェニルコモノマーは、ビフェニル基を有する縮合三環式基であり、２つのフェニル環は、中央６員炭素環式または複素環式環を介して互いにさらに連結される。
マルチクロモフォアのある特定の例では（例えば、式（Ｉ）〜（ＩＸ）において）、ペンダントドナークロモフォア基は、以下の式のうちの１つを有する縮合三環式アリールまたはヘテロアリールであり、
Figure 2021519841
式中、
＊は、ポリマー主鎖の非共役反復単位への連結点であり、
Ｙは、Ｃ（Ｒ１３）２、−Ｃ（Ｒ１３）２Ｃ（Ｒ１３）２−、−Ｃ（Ｒ１３）２Ｓｉ（Ｒ１３）２−、ＮＲ１３、Ｓｉ（Ｒ１３）２またはＳｅであり、
各Ｚは、独立して、ＣＨ、ＣＲ、またはＮであり、
各Ｒ１３は、独立して、Ｈ、アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、アシル、置換アシル、アルコキシ、置換アルコキシ、アミド、置換アミド、アラルキル、置換アラルキル、ペグ部分、−Ｌ１１−Ｚ１から選択され、Ｌ１１は、リンカーであり、Ｚ１は、非共役反復単位およびＷＳＧであるか、または、任意の２つの便利なＲ３基は、任意選択で、環状に連結されており、
各Ｒは、独立して、Ｈまたは１つ以上の置換基（例えば、ＷＳＧ）であり、２つの便利なＲ基は、任意選択で、環状に連結される。
いくつかの場合には、ＲおよびＲ１３のうちの１つは、ポリマー主鎖の非共役反復単位に連結される。
ある特定の事例では、融合三環式基は、以下の構造のうちの１つによって記載され、
Figure 2021519841
式中、Ｙおよび各Ｒは、上記で定義される通りであり、融合三環式基は、ＹまたはＲを介してポリマー主鎖の非共役反復単位に連結され得る。
ある特定の場合において、縮合三環基は、ＹがＣ（Ｒ３）２であるフルオレンである。いくつかの場合には、縮合三環式基は、カルバゾールであり、Ｙは、ＮＲ３である。いくつかの場合には、縮合三環式基は、シロールであり、Ｙは、Ｓｉ（Ｒ３）２である。いくつかの場合には、縮合三環基は、架橋ビフェニルであり、Ｙは、−Ｃ（Ｒ３）２Ｃ（Ｒ３）２−であるか、または−Ｃ（Ｒ３）２Ｓｉ（Ｒ３）２−である。いくつかの場合には、縮合三環式は、架橋ビフェニルであり、Ｙは、−ＣＨＲ３ＣＨＲ３−である。本明細書に記載の縮合三環式基のうちのいずれかのある特定の事例では、各Ｒは、独立して、Ｈ、ハロゲン、アルコキシ、置換アルコキシ、アルキル、および置換アルキルから選択される。ある特定の場合において、各Ｒは、独立して、Ｈ、フルオロ、クロロ、メトキシ、置換アルコキシ、アルキル、および置換アルキルから選択される。
縮合三環式基のある特定の実施形態では、基は、任意選択でさらに置換される炭素環式または複素環式環Ａを提供するように環状に連結された２つのＲ置換基を含み、
Figure 2021519841
式中、
Ｙは、Ｃ（Ｒ３）２、−Ｃ（Ｒ３）２Ｃ（Ｒ３）２−、−Ｃ（Ｒ３）２Ｓｉ（Ｒ３）２−、ＮＲ３、Ｓｉ（Ｒ３）２またはＳｅであって、各Ｒ３は、独立して、Ｈ、アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、アシル、置換アシル、アルコキシ、置換アルコキシ、アミド、置換アミド、アラルキル、置換アラルキル、ペグ部分、−Ｌ１１−Ｚ１であり、Ｌ１１はリンカーであり、Ｚ１は化学選択的タグ（例えば、化学選択的官能基を含むタグ）であり、およびＷＳＧから選択され、
各Ｒは、上で定義される通りであり、縮合三環基は、Ｒ３またはＲを介してポリマー主鎖の非共役反復単位に連結され得る。
ある特定の場合において、縮合三環基は、以下の構造を有し、
Figure 2021519841
式中、
Ｒ８〜Ｒ９は各々、独立して、Ｈ、アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、アシル、置換アシル、アルコキシ、置換アルコキシ、アミド、置換アミド、アラルキル、置換アラルキル、ペグ部分、−Ｌ１１−Ｚ１であって、Ｌ１１はリンカーであり、Ｚ１は化学選択的タグ（例えば、化学選択的官能基を含むタグ）であり、およびＷＳＧから選択され、
各Ｒは、上で定義される通りであり、縮合三環基は、Ｙ、Ｒ８−Ｒ８またはＲを介してポリマー主鎖の非共役反復単位に連結され得て、コモノマーのいくつかの場合において、Ｙは、Ｃ（Ｒ３）２である。
水溶化基
本開示は、ペンダントクロモフォア基およびアクセプタフルオロフォアを含むポリマータンデム色素を有する水溶性の集光マルチクロモフォアを含む。マルチクロモフォアは、複数の水溶化基（ＷＳＧ）で置換することができる。いくつかの場合には、ＷＳＧは、例えば、ポリマー主鎖の側鎖として、モジュラースキャフォールドに直接接続されるペンダント基である。ある特定の場合では、ＷＳＧは、ペンダントドナークロモフォア基またはペンダントアクセプタフルオロフォアに付着した置換基である。いくつかの事例では、ペンダントドナークロモフォア基の各々は、１つ以上のＷＳＧで置換されている。
本明細書で使用される場合、「水溶化基」、「水溶性基」およびＷＳＧという用語は、互換的に使用され、水性環境、例えば、生理学的条件下で十分に溶媒和され、それが付着する分子に改善された水溶性を付与する基または置換基を指す。ＷＳＧは、ＷＳＧを欠く対照マルチクロモフォアと比較して、主に水溶液中のマルチクロモフォアの溶解度を増加させることができる。水溶化基は、水性環境で十分に溶媒和された任意の便利な親水性基であり得る。
本開示の水溶性マルチクロモフォアは、水性条件下での溶解性を有し、これにより、様々な生物学的アッセイへの適用に特に適している。主題の水溶性マルチクロモフォアおよびポリマータンデム色素、ならびにそれらの共役は、様々な生物学的アッセイにおいて有利な蛍光および分光特性を提供する望ましくない凝集に耐性があり得る。色素の凝集は、例えば、色素蛍光の凝集誘発クエンチを介して、低減された蛍光シグナルをもたらし得るため、望ましくない。主題の水溶性マルチクロモフォアおよびポリマータンデム色素は、様々なバイオセンサーの蛍光レポーターとして使用され得、フローサイトメトリ、およびイメージングなどの用途のための励起および発光波長のための様々な選択肢を有する、卓越した明るさの信号を提供する。
様々な水溶性ポリマー基は、主題のマルチクロモフォアのＷＳＧで使用するために適合され得る。任意の好都合な水溶化基（ＷＳＧ）は、増加した水溶性を提供するために、本明細書に記載のマルチクロモフォアに含まれ得る。溶解度の増加は変化し得るが、いくつかの事例では、（ＷＳＧを含まない化合物と比較して）増加は、例えば、５倍、１０倍、２５倍、５０倍、１００倍以上など、２倍以上である。いくつかの場合には、親水性水溶化基は、荷電され、例えば、正または負に帯電される。ある特定の場合において、親水性水溶化基は、中性親水性基である。いくつかの実施形態では、ＷＳＧは、（例えば、本明細書に記載されるように）分岐される。ある特定の事例では、ＷＳＧは、線形である。いくつかの実施形態では、ＷＳＧは、親水性ポリマー、例えば、ポリエチレングリコール、修飾ペグ、ペプチド配列、ペプトイド、炭水化物、オキサゾリン、ポリオール、デンドロン、樹状ポリグリセロール、セルロース、キトサン、またはそれらの誘導体である。対象の水溶化基としては、これらに限定されないが、カルボキシレート、ホスホネート、リン酸塩、スルホン酸塩、硫酸塩、スルフィン酸塩、スルホニウム、エステル、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）および修飾ＰＥＧ、ヒドロキシル、アミン、アミノ酸、アンモニウム、グアニジニウム、ピリジニウム、ポリアミンおよびスルホニウム、ポリアルコール、直鎖または環状糖、一級、二級、三級、または四級アミンおよびポリアミン、ホスホネート基、ホスフィネート基、アスコルベート基、ポリエーテル、−ＣＯＯＭ’、−ＳＯ３Ｍ‘、−ＰＯ３Ｍ′、−ＮＲ３ ＋、Ｙ′、（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｐＲおよびこれらの混合物を含むグリコールを含み、Ｙ′は、任意のハロゲン、硫酸塩、スルホン酸塩、または酸素含有アニオンとすることができ、ｐは、１〜５００とすることができ、各Ｒは、独立して、Ｈまたはアルキル（メチルなど）とすることができ、Ｍ′は、カチオン対イオンまたは水素、−−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｙｙＣＨ２ＣＨ２ＸＲｙｙ、−−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｙｙＣＨ２ＣＨ２Ｘ−−、−−Ｘ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｙｙＣＨ２ＣＨ２−−、グリコール、およびポリエチレングリコールとすることができ、ｙｙは、１〜１０００から選択され、Ｘは、Ｏ、Ｓ、およびＮＲＺＺから選択され、ＲＺＺおよびＲＹＹは、独立して、ＨおよびＣ１〜３アルキルから選択される。いくつかの場合には、ＷＳＧは、（ＣＨ２）ｘ（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｙＯＣＨ３であり、各ｘは、独立して、０〜２０の整数であり、各ｙは、独立して、０〜５０の整数である。いくつかの場合には、水溶化基は、末端でイオン基（例えば、スルホン酸塩）で置換された非イオン性ポリマー（例えば、ペグポリマー）を含む。
式のいくつかの実施形態では、対象のペンダント基は、（ＣＨ２）ｘ（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｙＯＣＨ３から選択される置換基を含み、各ｘは、独立して、０〜２０の整数であり、各ｙは、独立して、０〜５０の整数であり、ならびに１つ以上のハロゲン、ヒドロキシル、Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシ、または（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｚＯＣＨ３で任意に置換されたベンジルであって、各ｚは、独立して、０〜５０の整数である。いくつかの事例では、置換基は、（ＣＨ２）３（ＯＣＨ２ＣＨ２）１１ＯＣＨ３である。いくつかの実施形態では、置換基のうちの１つ以上は、（ＣＨ２）ｘ（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｙＯＣＨ３から選択される少なくとも１つのＷＳＧ基（例えば、１つまたは２つのＷＳＧ基）で置換されたベンジルであり、各ｘは、独立して、０〜２０の整数であり、各ｙは、独立して、０〜５０の整数である。
複数のＷＳＧは、分岐リンカーを介して、対象のマルチクロモフォア内の単一の位置に含まれ得る。ある特定の実施形態では、分岐リンカーは、アラルキル置換基であり、さらに、水溶化基で二置換される。したがって、いくつかの場合には、分岐リンカー基は、マルチクロモフォアを２つ以上の水溶化基に接続するマルチクロモフォアの置換基である。ある特定の実施形態では、分岐リンカーは、アミノ酸、例えば、アミノ基およびカルボン酸基を介して３つの基に接続されるリジンアミノ酸である。いくつかの場合には、分岐リンカーを介した複数のＷＳＧの組み込みは、マルチクロモフォアに所望の溶解度を付与する。いくつかの事例では、ＷＳＧは、５０ｍｇ／ｍＬを超える水溶性を付与することができる非イオン側鎖基である。いくつかの事例では、ＷＳＧは、１００ｍｇ／ｍＬを超える水溶性を付与することができる非イオン側鎖基である。いくつかの実施形態では、マルチクロモフォアは、アルキル、アラルキル、および複素環式基からなる群から選択される置換基を含み、各基は、水溶化基、親水性ポリマー基、例えば、ポリエチルグリコール（ＰＥＧ）（例えば、２〜２０単位のペグ基）をさらに置換する。
ＷＳＧにおいて利用することができる対象の水溶性ポリマーは、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）基または修飾ペグ基を含む。対象の水溶性ポリマーは、これらに限定されないが、ポリアルキレンオキシドベースのポリマー、例えば、ポリエチレングリコール「ペグ」（例えば、“Ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ）Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ：Ｂｉｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”，Ｊ．Ｍ．Ｈａｒｒｉｓ，Ｅｄ．，Ｐｌｅｎｕｍ Ｐｒｅｓｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，Ｎ．Ｙ．（１９９２）；ａｎｄ“Ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ）Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”，Ｊ．Ｍ．Ｈａｒｒｉｓ ａｎｄ Ｓ．Ｚａｌｉｐｓｋｙ，Ｅｄｓ．，ＡＣＳ（１９９７）、および国際特許出願、ＷＯ９０／１３５４０、ＷＯ９２／００７４８、ＷＯ９２／１６５５５、ＷＯ９４／０４１９３、ＷＯ９４／１４７５８、ＷＯ９４／１７０３９、ＷＯ９４／１８２４７、ＷＯ９４／２８９３７、ＷＯ９５／１１９２４、ＷＯ９６／０００８０、ＷＯ９６／２３７９４、ＷＯ９８／０７７１３、ＷＯ９８／４１５６２、ＷＯ９８／４８８３７、ＷＯ９９／３０７２７、ＷＯ９９／３２１３４、ＷＯ９９／３３４８３、ＷＯ９９／５３９５１、ＷＯ０１／２６６９２、ＷＯ９５／１３３１２、ＷＯ９６／２１４６９、ＷＯ９７／０３１０６、ＷＯ９９／４５９６４、および米国特許第４，１７９，３３７号、第５，０７５，０４６号、第５，０８９，２６１号、第５，１００，９９２号、第５，１３４，１９２号、第５，１６６，３０９号、第５，１７１，２６４号、第５，２１３，８９１号、第５，２１９，５６４号、第５，２７５，８３８号、第５，２８１，６９８号、第５，２９８，６４３号、第５，３１２，８０８号、第５，３２１，０９５号、第５，３２４，８４４号、第５，３４９，００１号、第５，３５２，７５６号、第５，４０５，８７７号、第５，４５５，０２７号、第５，４４６，０９０号、第５，４７０，８２９号、第５，４７８，８０５号、第５，５６７，４２２号、第５，６０５，９７６号、第５，６１２，４６０号、第５，６１４，５４９号、第５，６１８，５２８号、第５，６７２，６６２号、第５，６３７，７４９号、第５，６４３，５７５号、第５，６５０，３８８号、第５，６８１，５６７号、第５，６８６，１１０号、第５，７３０，９９０号、第５，７３９，２０８号、第５，７５６，５９３号、第５，８０８，０９６号、第５，８２４，７７８号、第５，８２４，７８４号、第５，８４０，９００号、第５，８７４，５００号、第５，８８０，１３１号、第５，９００，４６１号、第５，９０２，５８８号、第５，９１９，４４２号、第５，９１９，４５５号、第５，９３２，４６２号、第５，９６５，１１９号、第５，９６５，５６６号、第５，９８５，２６３号、第５，９９０，２３７号、第６，０１１，０４２号、第６，０１３，２８３号、第６，０７７，９３９号、第６，１１３，９０６号、第６，１２７，３５５号、第６，１７７，０８７号、第６，１８０，０９５号、第６，１９４，５８０号、第６，２１４，９６６号を参照されたい）。
対象の水溶性ポリマーの例は、これらに限定されないが、ポリアルキレンオキシド、ポリアミドアルキレンオキシド、または式−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）−のエチレンオキシド反復単位を含むポリアルキレンオキシドおよびポリアミドアルキレンオキシドを含むこれらの誘導体を含むものを含む。目的のポリマーのさらなる例としては、式−［Ｃ（Ｏ）−Ｘ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−Ｙ−ＮＨ］ｎ−または−［ＮＨ−Ｙ−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−Ｘ−Ｃ（Ｏ）］ｎ−の１，０００ダルトン以上の分子量を有するポリアミドを含み、ＸおよびＹは、同じであっても異なっていてもよく、分岐または直鎖であってもよく、ｎは、２〜５０など２〜１００の別個の整数であり、ＸおよびＹのいずれかまたは両方は、直鎖または分岐であってもよい生体適合性の実質的に非抗原性の水溶性反復単位を含む。水溶性反復単位のさらなる例は、式−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）−または−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）−のエチレンオキシドを含む。そのような水溶性反復単位の数は、著しく変わってもよく、そのような単位の数は、２〜５００、２〜４００、２〜３００、２〜２００、２〜１００、６〜１００、例えば２〜５０、または６〜５０である。一実施形態の一例は、ＸおよびＹの１つまたは両方が、−（（ＣＨ２）ｎ１−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）ｎ２−（ＣＨ２）−または−（（ＣＨ２）ｎ１−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）ｎ２−（ＣＨ２）ｎ−１−）から選択され、ｎ１は、１〜６、１〜５、１〜４、または１〜３であり、ｎ２は、２〜５０、２〜２５、２〜１５、２〜１０、２〜８、または２〜５である。一実施形態のさらなる例は、Ｘが、−（ＣＨ２−ＣＨ２）−であり、Ｙは、−（ＣＨ２−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ）３−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２）−または−（ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）３−ＣＨ２）−である。
修飾ペグなどの修飾ポリマーという用語は、例えば、末端置換基（例えば、末端アルキル、置換アルキル、アルコキシもしくは置換アルコキシなど）および／またはポリマーのマルチクロモフォアへの付着に好適な末端連結官能基（例えば、アミド結合形成を介した付着に好適なアミノまたはカルボン酸基）を含むように、いずれかまたは両方の末端で修飾または誘導体化された水溶性ポリマーを指す。主題の水溶性ポリマーは、任意の便利な連結基を含むように適合され得る。いくつかの場合において、水溶性ポリマーは、ポリマー開始物質の調製および／または精製の方法に応じて、ポリマー長に関していくつかの分散性を含むことができることが理解される。いくつかの事例では、水溶性ポリマーは、単分散である。
水溶性ポリマーは、１つ以上のスペーサまたはリンカーを含むことができる。スペーサまたはリンカーの例は、水溶性ポリマーで使用される１つ以上の反復単位、ジアミノおよび／または二塩基酸単位、天然または非天然アミノ酸またはそれらの誘導体を含む直鎖または分岐部分、ならびにアルキル、アリール、ヘテロアルキル、ヘテロアリール、アルコキシなどを含む脂肪族部分を含み、これらは、例えば、最大１８個の炭素原子、または追加のポリマー鎖を含むことができる。
水溶性ポリマー部分、または存在するときのポリマー部分のスペーサもしくはリンカーのうちの１つ以上は、生体安定性または生分解性であるポリマー鎖または単位を含み得る。例えば、反復結合を有するポリマーは、結合耐性に応じて、生理学的条件下で様々な程度の安定性を有する。そのような結合を有するポリマーは、例えば、ポリウレタン（−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−）＞ポリオルトエステル（−Ｏ−Ｃ（（ＯＲ）（Ｒ’））−Ｏ−）＞ポリアミド（−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−）など、例えば、低安定性から高安定性へなど、低分子量類似体の既知の加水分解速度に基づいて、生理学的条件下でのそれらの相対加水分解速度によって分類され得る。同様に、水溶性ポリマーを標的分子に付着させる連結系は、例えば、炭酸塩（−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−）＞エステル（−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−）＞ウレタン（−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−）＞オルトエステル（−Ｏ−Ｃ（（ＯＲ）（Ｒ’））−Ｏ−）＞アミド（−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−）など、低安定性から高安定性へなど、生体安定性または生分解性であってもよい。一般に、硫酸基の遊離度に応じて、硫酸化多糖の使用を避けることが望ましい場合がある。加えて、ポリカーボネートおよびポリエステルを使用することはあまり望ましくない場合がある。これらの結合は、例として提供され、本明細書に開示されるＷＳＧに有用な水溶性ポリマーのポリマー鎖または連結系に使用可能な結合の種類を限定することを意図しない。
いくつかの事例では、ＷＳＧは、連結された分岐基を含み、２つまたは３つ以上の非イオン性水溶性ポリマーにさらなる連結を提供する分岐非イオン性水溶化基（ＷＳＧ）である。
いくつかの事例では、分岐非イオン性ＷＳＧは、以下の式のうちの１つを有し、
Figure 2021519841
式中、
各Ｂ１およびＢ２は、独立して、分岐基であり、
各Ｗ１は、独立して、例えば、６個以上のモノマー単位を含む、非イオン性水溶性ポリマーであり、
Ｔ３は、マルチクロモフォアのペンダント基または反復単位への任意選択のリンカーであり、
各ｐおよびｑは、独立して、０または１であって、存在する場合、各Ｔ１および各Ｔ２は、独立して、リンカーである。
ある特定の事例では、各Ｗ１は、独立して、ペグまたは修飾ペグポリマーである。ある特定の事例では、各Ｗ１は、独立して、置換アルキル、ペグまたは修飾ペグ基、およびＷＳＧから選択される。ある特定の事例において、各Ｗ１は、独立して、例えば、６〜２４個または１０〜３０個、１０〜２４個または１０〜２０個、１２〜２４個、１２〜２０個、１２〜１６個、または１６〜２０個の単量体単位など、６〜３０個の単量体単位のペグまたは修飾ペグポリマーである。
いくつかの事例では、分岐非イオン性ＷＳＧは、以下の式を有し、
Figure 2021519841
式中、
各Ｂ１は、分岐基であり、
各Ｗ１は、独立して、例えば、６個以上のモノマー単位を含む、非イオン性水溶性ポリマーであり、
Ｔ３は、縮合６−５−６三環式コモノマーへの任意選択のリンカーであり、
各ｐは独立して、０または１であり、存在する場合、各Ｔ１は、独立して、リンカーである。
ある特定の事例では、各Ｗ１は、独立して、ペグまたは修飾ペグポリマーである。ある特定の事例では、各Ｗ１は、独立して、置換アルキル、ペグまたは修飾ペグ基、およびＷＳＧから選択される。ある特定の事例において、各Ｗ１は、独立して、例えば、６〜２４個または１０〜３０個、１０〜２４個または１０〜２０個、１２〜２４個、１２〜２０個、１２〜１６個、または１６〜２０個の単量体単位など、６〜３０個の単量体単位のペグまたは修飾ペグポリマーである。分枝状非イオン性ＷＳＧのいくつかの実施形態では、Ｂ１は、テトラ置換アリール基（例えば、１，３，４，５−フェニル）である。
分枝状非イオン性ＷＳＧのいくつかの実施形態では（例えば、上の式に示されるように）、Ｂ１は、ＣＨ、Ｎ、Ｃ（＝Ｏ）Ｎ、ＳＯ２Ｎ、三置換アリール基（例えば、１，３，５−フェニル）、四置換アリール基、および三置換ヘテロアリール基から選択される。分枝状非イオン性ＷＳＧのいくつかの実施形態では、各ｐは、０である。分枝状非イオン性ＷＳＧのいくつかの実施形態では、ｐは１であり、各Ｔ１は、−（ＣＨ２）ｎ−Ｏ−、−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ−、−（ＣＨ２）ｎ−、および−Ｏ−から選択され、式中、ｎは、１〜１２、例えば、１〜６である。分枝状非イオン性ＷＳＧのいくつかの実施形態では、各Ｔ２および／またはＴ３は、独立して、例えば、Ｃ１−Ｃ６アルキルリンカーなど、Ｃ１−Ｃ１２アルキルリンカーであり、１個以上の主鎖原子は、ヘテロ原子で任意に置換される。
主題のマルチクロモフォアのいくつかの実施形態では、ペンダントドナークロモフォア基は、独立して以下の式から選択される１つ以上の水溶化基（ＷＳＧ）で置換され、
Figure 2021519841
式中、
Ｔ５は、任意選択のリンカーであり、
各Ｔ６は、リンカーであり、
Ｒ１１およびＲは、独立して、Ｈ、アルキル、または置換アルキルであり、
各ｓは、１〜１００（例えば６〜１００または６〜５０）の整数である。
ある特定の事例では、各ｓは、独立して、６〜２４、６〜２０、１１〜２０、１２〜２０、１２〜１８、または１２〜１６など、６〜３０である。ある特定の事例では、各ｓは、独立して、６〜２４、８〜２４、１０〜２４、１２〜２４、１３〜２４、１４〜２４、１５〜２２、または１６〜２０など、６〜３０である。いくつかの場合には、各ｓは、独立して、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、または２４である。いくつかの実施形態では、各ｓは、独立して、例えば８、９以上、１０以上、１１以上、１２以上、１３以上、１４以上、１５以上、またはさらに多くなど、７以上であり、いくつかの場合では、例えば、最大４０個、最大３０個、または最大２４個のモノマー単位など、最大５０個のモノマー単位を有する。いくつかの事例では、各ｓは、独立して、６〜２４または１０〜３０、１０〜２４または１０〜２０、１２〜２４、１２〜２０、１２〜１６または１６〜２０モノマー単位など、６〜３０モノマー単位である。いくつかの場合には、各ｓは、同一である。ＷＳＧのいくつかの実施形態では、Ｔ５および／またはＴ６は、例えば、Ｃ１−Ｃ６アルキルリンカーなど、Ｃ１−Ｃ１２アルキルリンカーであり、１個以上の主鎖原子は、ヘテロ原子で任意に置換される（例えば、−Ｏ−）。ＷＳＧのいくつかの実施形態では、各Ｒ１１は、Ｈである。ＷＳＧのいくつかの実施形態では、各Ｒ１１は、メチルである。
メトキシ末端ペグ鎖の代わりにヒドロキシ末端ペグ鎖が、上述のＷＳＧ基のいずれかにおいて利用され得ることが理解されたい。本明細書に記載される式のうちのいずれか１つのある特定の例では、反復単位またはペンダント基のうちの１つ以上は、以下の構造のうちの１つから選択されるデンドロンであるＷＳＧで置換され、
Figure 2021519841
本明細書に記載される式のうちのいずれか１つのある特定の例では、反復単位またはペンダント基のうちの１つ以上は、以下の構造のうちの１つから選択されるポリオールであるＷＳＧで置換される。
Figure 2021519841
本明細書に記載される式のうちのいずれか１つのある特定の例では、反復単位またはペンダント基のうちの１つ以上は、以下の構造のオキサゾリンであるＷＳＧで置換される。
Figure 2021519841
本明細書に記載される式のうちのいずれか１つのある特定の例では、反復単位またはペンダント基のうちの１つ以上は、以下の構造のうちの１つから選択されるペプトイドであるＷＳＧで置換される。
Figure 2021519841
水溶化基（ＷＳＧ）は、２０ｍｇ／ｍＬを超える、３０ｍｇ／ｍＬを超える、４０ｍｇ／ｍＬを超える、５０ｍｇ／ｍＬを超える、６０ｍｇ／ｍＬを超える、７０ｍｇ／ｍＬを超える、８０ｍｇ／ｍＬを超える、９０ｍｇ／ｍＬを超える、または１００ｍｇ／ｍＬを超えるなど、１０ｍｇ／ｍＬを超える水溶性をマルチクロモフォアまたはポリマータンデム色素に付与することができる。ある特定の場合において、分岐非イオン性水溶化基（ＷＳＧ）は、例えば３０ｍｇ／ｍＬ以上、４０ｍｇ／ｍＬ以上、５０ｍｇ／ｍＬ以上、６０ｍｇ／ｍＬ以上、７０ｍｇ／ｍＬ以上、８０ｍｇ／ｍＬ以上、９０ｍｇ／ｍＬ以上、１００ｍｇ／ｍＬ以上、またはさらにはそれ以上など、マルチクロモフォアまたはポリマータンデム色素に２０ｍｇ／ｍＬ以上の水溶性（例えば、水性緩衝液）を付与することができる。水溶性マルチクロモフォアは、ある特定の条件下で、水系中に別個の水溶媒和ナノ粒子を形成し得ることが理解される。ある特定の場合では、水溶媒和ナノ粒子は、凝集に耐性であり、様々な生物学的アッセイでの使用を見出す。
マルチクロモフォアのポリマー主鎖は、任意の便利な長さを有し得る。いくつかの場合では、マルチクロモフォアのモノマー反復単位の特定の数は、例えば２〜１００，０００個、２〜３０，０００個、２〜１０，０００個、２〜３，０００個、または２〜１，０００個の単位もしくはセグメント、または例えば５〜１００，０００個、１０〜１００，０００個、１００〜１００，０００個、２００〜１００，０００個、または５００〜５０，０００個の単位もしくはセグメントの範囲内に入り得る。いくつかの事例では、マルチクロモフォアのポリマー主鎖のモノマー反復単位またはセグメントの特定の数は、２〜５００、２〜５００、３〜５００、４〜５００、５〜５００、６〜５００、７〜５００、８〜５００、９〜５００、１０〜５００、１０〜４００、１０〜３００、１０〜２００、１０〜１００、または２０〜１００単位またはセグメントなど、２〜１，０００の範囲内に入り得る。
マルチクロモフォアは、任意の便利な分子量（ＭＷ）のものであり得る。いくつかの場合には、マルチクロモフォアのＭＷは、平均分子量として発現され得る。いくつかの事例では、ポリマー色素は、例えば、１，０００〜１００，０００、２，０００〜１００，０００（例えば、２，０００〜１０，０００または１０，０００〜１００，０００）、またはさらには５０，０００〜１００，０００の範囲の平均分子量など、５００〜５００，０００の範囲の平均分子量を有する。いくつかの場合には、マルチクロモフォアのポリマー主鎖は、マルチクロモフォアのＭＷが正確な分子量として発現され得るように、特定の別個のモノマー配列を有するように調製される。いくつかの事例では、ポリマー色素は、例えば、１，０００〜１００，０００、１，０００〜５０，０００、２，０００〜５０，０００（例えば、２，０００〜１０，０００または１０，０００〜５０，０００）、またはさらには５０，０００〜１００，０００の範囲の平均分子量など、５００〜５００，０００の範囲の正確な分子量を有する。
ポリマータンデム色素
上記で要約したように、主題の集光マルチクロモフォアは、複数のペンダントドナークロモフォア基を含む非共役反復単位のポリマー主鎖を含むことができ、これらの基は各々、反復単位のうちの１つに連結することができる。上述のように、主題の水溶性の集光マルチクロモフォアは、単一のクロモフォアからの発光ではなく、等しいクロモフォア間で連続的な可逆的エネルギー伝達をもたらし得るペンダントドナークロモフォア間のホモエネルギー伝達を可能にする。したがって、マルチクロモフォアシステム自体は蛍光性とすることができるが、図６Ａに例示される自己クエンチプロセスを介して、マルチクロモフォアシステムは、単一の単離されたクロモフォアについて観察されるものよりも著しく低い量子収率を有することができる。
水溶性の集光マルチクロモフォアは、連結されたアクセプタフルオロフォアにエネルギーを伝達することができる。例えば、図６Ｂを参照されたい。したがって、主題のポリマータンデム色素は、ドナー水溶媒和集光マルチクロモフォアシステムにエネルギーを受容する近傍に、すなわち、少なくとも１つのペンダントドナークロモフォア基に対してエネルギーを受容する近傍に共有結合したアクセプタシグナルフルオロフォアをさらに含む。「アクセプタフルオロフォア」および「アクセプタクロモフォア」という用語は、本明細書で互換的に使用される。
アクセプタシグナルフルオロフォアは、ペンダント基としてポリマー主鎖の非共役反復単位に連結することができる。マルチクロモフォアドナーの励起は、共有結合したアクセプタシグナルフルオロフォアへのエネルギー伝達およびそれからの発光をもたらすことができる。連結されたアクセプタシグナルフルオロフォア基を有するドナー水溶媒和集光マルチクロモフォアの反復単位の数は変わり得、いくつかの事例では、その数は、例えば１ｍｏｌ％〜２５ｍｏｌ％、２ｍｏｌ％〜２５ｍｏｌ％、３ｍｏｌ％〜２５ｍｏｌ％、４ｍｏｌ％〜２５ｍｏｌ％、５ｍｏｌ％〜２５ｍｏｌ％、または１０ｍｏｌ％〜２５ｍｏｌ％など、反復単位の１ｍｏｌ％〜５０ｍｏｌ％の範囲である。
マルチクロモフォアの集光クロモフォア間、およびこれらのドナークロモフォアから連結されたアクセプタシグナルフルオロフォアへのエネルギー伝達のための機構は、例えば、共振エネルギー伝達（例えば、Ｆｏｒｓｔｅｒ（または蛍光）共振エネルギー伝達、フレット）、量子電荷交換（Ｄｅｘｔｅｒエネルギー伝達）などを含む。これらのエネルギー伝達機構は、比較的短い範囲とすることができ、すなわち、集光マルチクロモフォアシステムのクロモフォアの互いにおよび／またはアクセプタフルオロフォアへの近接は、効率的なエネルギー伝達を提供する。
効率的なエネルギー伝達のための条件下では、発光アクセプタフルオロフォアからの発光の増幅は、入射光（「ポンプ光」）が、発光アクセプタフルオロフォアがポンプ光によって直接励起されるときよりも、集光マルチクロモフォアのクロモフォアによって吸収され、そこから伝達される波長にあるときに、発光アクセプタフルオロフォアからの発光がより強い場合に生じ得る。
「効率的」エネルギー伝達とは、ドナークロモフォアによって収集されたエネルギーの、例えば２０％以上または３０％以上、４０％以上、５０％以上など、１０％以上がアクセプタに伝達されることを意味する。「増幅」とは、同等の強度の入射光を有するアクセプタフルオロフォアの直接励起と比較して、ドナー集光マルチクロモフォアシステムからのエネルギー伝達によって励起されるとき、アクセプタフルオロフォアからの信号が１．５倍以上であることを意味する。信号は、任意の便利な方法を使用して測定され得る。いくつかの場合には、１．５倍以上の信号は、発せられた光の強度を指す。ある特定の場合において、１．５倍以上の信号は、増加した信号対ノイズ比を指す。ポリマータンデム色素のある特定の実施形態では、アクセプタフルオロフォア放射は、入射光によるアクセプタフルオロフォアの直接励起と比較して、マルチクロモフォアによって励起されるとき、例えば、２倍以上、３倍以上、４倍以上、５倍以上、６倍以上、８倍以上、１０倍以上、２０倍以上、５０倍以上、１００倍以上、またはアクセプタフルオロフォアを入射光で直接励起する場合と比較して、さらに大きいなど、１．５倍以上である。
任意の便利な蛍光色素は、アクセプタフルオロフォアとしてポリマータンデム色素中で利用され得る。「蛍光色素」および「フルオロフォア」という用語は、本明細書で互換的に使用される。アクセプタフルオロフォア（例えば、各Ａ１）は、小分子フルオロフォアとすることができる。アクセプタフルオロフォア（例えば、各Ａ１）は、ローダミン、クマリン、キサンテン、シアニン、ポリメチン、ピレン、チアジン、アクリジン、ジピロメテンホウ素二フッ化物、ナプタリミド、フィコビリタンパク質、ペリジニウムクロロフィルタンパク質、それらの共役、およびそれらの組み合わせから選択される色素分子とすることができる。ある特定の実施形態では、アクセプタフルオロフォア（Ａ１）は、シアニン色素、キサンテン色素、クマリン色素、チアジン色素、またはアクリジン色素である。いくつかの事例では、アクセプタフルオロフォア（Ａ１）は、ＤＹ ４３１、ＤＹ ４８５ＸＬ、ＤＹ ５００ＸＬ、ＤＹ ６１０、ＤＹ ６４０、ＤＹ ６５４、ＤＹ ６８２、ＤＹ ７００、ＤＹ ７０１、ＤＹ ７０４、ＤＹ ７３０、ＤＹ ７３１、ＤＹ ７３２、ＤＹ ７３４、ＤＹ ７５２、ＤＹ ７７８、ＤＹ ７８２、ＤＹ ８００、ＤＹ ８３１、Ｂｉｏｔｉｕｍ ＣＦ ５５５、Ｃｙ ３．５、およびジエチルアミノクマリンから選択される。対象の蛍光色素は、これらに限定されないが、フルオレセイン、６−ＦＡＭ、ローダミン、Ｔｅｘａｓ Ｒｅｄ、テトラメチルローダミン、カルボキシローダミン、カルボキシローダミン６Ｇ、カルボキシローダミン、カルボキシローダミン１１０、カスケードブルー、カスケードイエロー、クマリン、Ｃｙ２、Ｃｙ３、Ｃｙ３．５、Ｃｙ５、Ｃｙ５．５、Ｃｙ−クローム、フィコエリトリン、ＰｅｒＣＰ（ペリジニンクロロフィル−ａタンパク質）、ＰｅｒＣＰ−Ｃｙ５．５、ＪＯＥ（６−カルボキシ−４’，５’−ジクロロ−２’，７’−ジメトキシフルオレセイン）、ＮＥＤ、ＲＯＸ ５−（および−６）−カルボキシ−Ｘ−ローダミン）、ヘックス、ルシファーイエロー、マリーナブルー、オレゴングリーン４８８、オレゴングリーン５００、オレゴングリーン５１４、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ３５０、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４３０、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ５３２、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ５４６、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ５６８、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ５９４、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ６３３、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ６４７、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ６６０、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ６８０、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ７００、７−アミノ−４−メチルクマリン−３−酢酸、ＢＯＤＩＰＹ ＦＬ、ＢＯＤＩＰＹ ＦＬ−Ｂｒ．ｓｕｂ．２、ＢＯＤＩＰＹ ５３０／５５０、ＢＯＤＩＰＹ ５５８／５６８、ＢＯＤＩＰＹ ５６４／５７０、ＢＯＤＩＰＹ ５７６／５８９、ＢＯＤＩＰＹ ５８１／５９１、ＢＯＤＩＰＹ ６３０／６５０、ＢＯＤＩＰＹ ６５０／６６５、ＢＯＤＩＰＹ Ｒ６Ｇ、ＢＯＤＩＰＹ ＴＭＲ、ＢＯＤＩＰＹ ＴＲ、共役、およびこれらの組み合わせを含む。対象のランタニドキレートは、これらに限定されないが、ユーロピウムキレート、テルビウムキレート、およびサマリウムキレートを含む。いくつかの実施形態では、ポリマータンデム色素は、Ｃｙ ３、Ｃｙ ３．５、Ｃｙ ５、Ｃｙ ５．５、Ｃｙ ７、Ａｌｅｘａ４８８、Ａｌｅｘａ６４７および、Ａｌｅｘａ７００から選択されるアクセプタフルオロフォアに連結されたマルチクロモフォアを含む。ある特定の実施形態では、ポリマータンデム色素は、Ｄｙｏｍｉｃｓ色素（例えば、ＤＹ ４３１、ＤＹ ４８５ＸＬ、ＤＹ ５００ＸＬ、ＤＹ ５３０、ＤＹ ６１０、ＤＹ ６３３、ＤＹ ６４０、ＤＹ ６５１、ＤＹ ６５４、ＤＹ ６８２、ＤＹ ７００、ＤＹ ７０１、ＤＹ ７０４、ＤＹ ７３０、ＤＹ ７３１、ＤＹ ７３２、ＤＹ ７３４、ＤＹ ７５２、ＤＹ ７５４、ＤＹ ７７８、ＤＹ ７８２、ＤＹ ８００、またはＤＹ ８３１）、ビオチウムＣＦ ５５５、Ｃｙ ３．５、およびジエチルアミノクマリンから選択されるアクセプタフルオロフォアに連結されたマルチクロモフォアを含む。
いくつかの事例では、アクセプタフルオロフォアは、ＢＯＤＩＰＹ基、例えば、本明細書に記載の式（ＸＩ）〜（ＸＩＸａ）のいずれか１つのＢＯＤＩＰＹ基、またはその任意の実施形態である。好適な吸収および発光プロファイルを有する本明細書に記載の任意の便利なＢＯＤＩＰＹ基は、ドナー水溶媒和集光マルチクロモフォアシステムにエネルギーを受容する近傍、すなわち、少なくとも１つの適合性ペンダントドナークロモフォア基に対してエネルギーを受容する近傍にアクセプタフルオロフォアとして構成され得ることが理解される。
いくつかの実施形態では、選択されるアクセプタフルオロフォアは、例えば、３５０〜８５０ｎｍ、３５０〜６００ｎｍ、３６０〜５００ｎｍ、３７０〜５００ｎｍ、３８０〜５００ｎｍ、３９０〜５００ｎｍ、または４００〜５００ｎｍなど、３００〜９００ｎｍの範囲の最大発光波長を有し、対象のシグナルクロモフォアの最大発光値の具体的な例は、これらに限定されないが、３９５ｎｍ±５ｎｍ、４２０ｎｍ±５ｎｍ、４３０ｎｍ±５ｎｍ、４４０ｎｍ±５ｎｍ、４５０ｎｍ±５ｎｍ、４６０ｎｍ±５ｎｍ、４７０ｎｍ±５ｎｍ、４８０ｎｍ±５ｎｍ、４９０ｎｍ±５ｎｍ、５００ｎｍ±５ｎｍ、５１０ｎｍ±５ｎｍ、５２０ｎｍ±５ｎｍ、５３０ｎｍ±５ｎｍ、５４０ｎｍ±５ｎｍ、５５０ｎｍ±５ｎｍ、５６０ｎｍ±５ｎｍ、５７０ｎｍ±５ｎｍ、５８０ｎｍ±５ｎｍ、５９０ｎｍ±５ｎｍ、６０５ｎｍ±５ｎｍ、６５０ｎｍ±５ｎｍ、６８０ｎｍ±５ｎｍ、７００ｎｍ±５ｎｍ、８０５ｎｍ±５ｎｍを含む。
ポリマータンデム色素の連結発光アクセプタフルオロフォア放出は、例えば、０．０４以上、０．０５以上、０．０６以上、０．０７以上、０．０８以上、０．０９以上、０．１以上、０．１５以上、０．２以上、０．３以上、またはさらにはそれ以上の量収率など、０．０３以上の量収率を有することができる。いくつかの事例では、ポリマータンデム色素は、５×１０５ｃｍ−１Ｍ−１以上、例えば、６×１０５ｃｍ−１Ｍ−１以上、７×１０５ｃｍ−１Ｍ−１以上、８×１０５ｃｍ−１Ｍ−１以上、９×１０５ｃｍ−１Ｍ−１以上、例えば、１×１０６ｃｍ−１Ｍ−１以上、１．５×１０６ｃｍ−１Ｍ−１以上、２×１０６ｃｍ−１Ｍ−１以上、２．５×１０６ｃｍ−１Ｍ−１以上、３×１０６ｃｍ−１Ｍ−１以上、４×１０６ｃｍ−１Ｍ−１以上、５×１０６ｃｍ−１Ｍ−１以上、６×１０６ｃｍ−１Ｍ−１以上、７×１０６ｃｍ−１Ｍ−１以上、または８×１０６ｃｍ−１Ｍ−１以上の消滅係数を有する。いくつかの実施形態では、ポリマータンデム色素は、５×１０５Ｍ−１ｃｍ−１以上のモル消滅係数を有する。ある特定の実施形態では、ポリマータンデム色素は、１×１６Ｍ−１ｃｍ−１以上のモル消滅係数を有する。
主題のポリマータンデム色素は、単離してそのような発光色素から可能な放出よりも明るい発光シグナルクロモフォア色素からの蛍光放出を提供することができる。ポリマータンデム色素の連結された発光シグナルクロモフォア放出は、例えば６０ｍＭ−１ｃｍ−１以上、７０ｍＭ−１ｃｍ−１以上、８０ｍＭ−１ｃｍ−１以上、９０ｍＭ−１ｃｍ−１以上、１００ｍＭ−１ｃｍ−１以上、１５０ｍＭ−１ｃｍ−１以上、２００ｍＭ−１ｃｍ−１以上、２５０ｍＭ−１ｃｍ−１以上、３００ｍＭ−１ｃｍ−１以上、またはさらにそれ以上など、５０ｍＭ−１ｃｍ−１の明るさを有することができる。ある特定の事例では、ポリマータンデム色素の連結シグナル伝達クロモフォア放出は、直接励起された発光色素の輝度よりも少なくとも５倍、例えば、直接励起された発光色素の輝度よりも少なくとも１０倍、少なくとも２０倍、少なくとも３０倍、少なくとも５０倍、少なくとも１００倍、少なくとも３００倍、またはさらに大きい輝度を有する。
主題のポリマータンデム色素は、例えば１１０ｎｍ以上、１２０ｎｍ以上、１３０ｎｍ以上、１４０ｎｍ以上、または１５０ｎｍ以上など、１００ｎｍ以上のストークスシフトを有する蛍光放出を提供することができる。いくつかの場合には、ストークスシフトは、例えば、２００ｎｍ以下など、３００ｎｍ以下である。
いくつかの実施形態では、ポリマータンデム色素は、式（Ｉ）〜（ＩＸ）のいずれか１つの水溶性集光マルチクロモフォアを含み、式中、Ｚ１化学選択的タグは、アクセプタフルオロフォア基（Ａ１）で置き換えられる。式（Ｉ）〜（ＩＸ）の主題のマルチクロモフォアの実施形態のいずれかは、本開示のポリマータンデム色素についても実施することができることが理解される。式（Ｉ）〜（ＩＸ）のある特定の例では、Ｚ１基のうちの１つ以上は、アクセプタフルオロフォア前駆体に共役されて、アクセプタフルオロフォア基（Ａ１）を提供することができる。したがって、ポリマータンデム色素は、式（Ｉａ）のセグメントを含み得る。
Figure 2021519841
式中、
各Ｍ１およびＭ２は、独立して、不飽和コモノマー（例えば、アリールまたはヘテロアリールコモノマー）であり、
各Ｓ１およびＳ２は、独立して、非共役スペーサ単位であり、
各Ｄ１は、独立して、Ｍ１に連結されたペンダントドナークロモフォア（例えば、本明細書に記載されるように）であり、
各Ａ１は、独立して、Ｍ２に連結されたアクセプタフルオロフォアであり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
ｙは、２５ｍｏｌ％以下である。
第１の（Ｍ１−Ｓ１）および第２の反復単位（Ｍ２−Ｓ２）は、ランダムまたはコブロック構成で配置することができる。式（Ｉａ）のある特定の場合において、第１の反復単位のＤ１ペンダント基は、一緒に集光マルチクロモフォアシステムを提供する２つ以上の（例えば、２つまたは３つの）異なるタイプのペンダント光吸収クロモフォアを含む。式（Ｉａ）のある特定の事例では、第１の反復単位のＤ１ペンダント基はすべて同じである。
式（Ｉａ）のいくつかの事例では、ｘは、例えば、８５ｍｏｌ％以上、９０ｍｏｌ％以上、９５ｍｏｌ％以上、９６ｍｏｌ％以上、９７ｍｏｌ％以上、９８ｍｏｌ％以上、または９９ｍｏｌ％以上など、８０ｍｏｌ％以上である。式（Ｉａ）のいくつかの事例では、ｙは、例えば、１５ｍｏｌ％以下、１０ｍｏｌ％以下、５ｍｏｌ％以下、４ｍｏｌ％以下、３ｍｏｌ％以下、２ｍｏｌ％以下、１ｍｏｌ％以下など、２０ｍｏｌ％以下である。
いくつかの事例では、ポリマータンデム色素は、式（ＩＩａ）のセグメントを含み、
Figure 2021519841
式中、
非共役反復単位のポリマー主鎖は、各々独立して非共役コモノマーであるＳＭ１、ＳＭ２、およびＳＭ３コモノマーを含み、
各Ｄ１は、独立して、ＳＭ１に連結されたペンダントドナークロモフォアであり、
各Ａ１は、独立して、ＳＭ２に連結されたアクセプタフルオロフォアであり、
各Ｚ２は、ＳＭ３に連結された任意選択の側鎖基であり、
ｘは、５０ｍｏｌ％以上であり、
ｙ＋ｚは、５０ｍｏｌ％以下である。
Ｚ２は、光吸収クロモフォア、化学選択的タグ、リンカー、連結された生体分子、アクセプタフルオロフォア、ＷＳＧなど、不在であってもよく、または任意の便利な側鎖基であってもよい。式（ＩＩａ）のある特定の場合では、ＳＭ３は、Ｚ２が存在しないスペーサコモノマーである。式（ＩＩａ）のある特定の事例では、ＳＭ３は、第２のペンダント光吸収クロモフォアであるＺ２基を含むコモノマーであり、各Ｄ１および各Ｚ２は、一緒に集光マルチクロモフォアシステムを提供する。いくつかの場合では、ＳＭ３は、第２の化学選択的タグ（Ｚ２）、例えば、対象の部分の選択的設置を提供するＺ１に直交する保護官能基またはタグを含むコモノマーである。
式（ＩＩａ）のある特定の場合において、ｘは、例えば、６５ｍｏｌ％以上、７０ｍｏｌ％以上、７５ｍｏｌ％以上、８０ｍｏｌ％以上、８５ｍｏｌ％以上、９０ｍｏｌ％以上、９５ｍｏｌ％以上、またはさらにはそれ以上など、６０ｍｏｌ％以上である。式（ＩＩａ）のある特定の事例では、ｙ＋ｚは、例えば、３０ｍｏｌ％以下、２５ｍｏｌ％以下、２０ｍｏｌ％以下、１５ｍｏｌ％以下、１０ｍｏｌ％以下、５ｍｏｌ％以下、またはさらにはそれ以下など、４０ｍｏｌ％以下である。式（ＩＩａ）のある特定の事例では、ｙは、例えば、２０ｍｏｌ％以下、１５ｍｏｌ％以下、１０ｍｏｌ％以下、５ｍｏｌ％以下、またはさらにはそれ以下など、少なくとも１ｍｏｌ％および２５ｍｏｌ％以下である。式（ＩＩａ）のある特定の例では、ｚは、例えば５ｍｏｌ％以下、またはさらにはそれ以下など、少なくとも１ｍｏｌ％および１０ｍｏｌ％以下である。
いくつかの事例では、ポリマータンデム色素は、式（ＩＩＩａ）のセグメントを含み、
Figure 2021519841
式中、
非共役反復単位のポリマー主鎖は、各々独立して非共役コモノマーであるＳＭ１およびＳＭ２コモノマーを含み、
各Ｄ１は、独立して、ＳＭ１に連結されたペンダントドナークロモフォアであり、
各Ａ１は、独立して、ＳＭ２に連結されたアクセプタフルオロフォアであり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
ｙは、２５ｍｏｌ％以下である。
式（ＩＩＩａ）のある特定の実施形態では、ＳＭ１およびＳＭ２は各々、独立して、飽和非共役コモノマー、例えば、単一の共有Ｃ−Ｃ結合のみを提供するコモノマーである。式（ＩＩＩａ）のいくつかの実施形態では、ＳＭ１およびＳＭ２は各々、独立して、部分飽和非共役コモノマー、例えば、飽和共有結合の主鎖において単離された二重Ｃ＝Ｃ共有結合を提供するコモノマーである。式（ＩＩＩａ）の第１および第２の反復単位（ＳＭ１およびＳＭ２）は、ランダム構成、ブロック、もしくはコブロック構成、または特定の配列で配置することができる。式（ＩＩＩａ）のある特定の場合において、ＳＭ１のＤ１ペンダント基は、一緒に集光マルチクロモフォアシステムを提供する２つ以上の（例えば、２つまたは３つの）異なるタイプのペンダント光吸収クロモフォアを含む。式（ＩＩＩａ）のある特定の事例では、第１の反復単位のＤ１ペンダント基はすべて同じである。
式（ＩＩＩａ）のいくつかの事例では、ｘは、例えば、８５ｍｏｌ％以上、９０ｍｏｌ％以上、９５ｍｏｌ％以上、９６ｍｏｌ％以上、９７ｍｏｌ％以上、９８ｍｏｌ％以上、または９９ｍｏｌ％以上など、８０ｍｏｌ％以上である。式（ＩＩＩａ）のいくつかの事例では、ｙは、例えば、１５ｍｏｌ％以下、１０ｍｏｌ％以下、５ｍｏｌ％以下、４ｍｏｌ％以下、３ｍｏｌ％以下、２ｍｏｌ％以下、１ｍｏｌ％以下など、２０ｍｏｌ％以下である。
ある特定の事例では、ポリマータンデム色素は、式（ＩＶａ）であり、
Figure 2021519841
式中、
各Ｄ１は、独立して、ペンダントドナークロモフォア基であり、
各Ａ１は、独立して、アクセプタフルオロフォアであり、
各Ｌ１およびＬ２は、独立して、リンカーであり、
ｐ１およびｑ１は、独立して、０または１であって、ｐ１＋ｑ１≦１であり、
ｐ２およびｑ２は、独立して、０または１であって、ｐ２＋ｑ２≦１であり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
ｙは、２５ｍｏｌ％以下であり、
Ｇ１およびＧ２は各々、独立して、末端基、ポリマーセグメント、光吸収（例えば、ドナー）クロモフォア基、アクセプタフルオロフォア、リンカー、および連結された特異的結合メンバーから選択される。
式（ＩＶａ）のいくつかの実施形態では、ｐ１およびｐ２は各々０であり、ｑ１およびｑ２は各々１（例えば、β３−アミノ酸残基）である。式（ＩＶａ）のいくつかの実施形態では、ｐ１およびｐ２は各々１であり、ｑ１およびｑ２は各々０（例えば、β２−アミノ酸残基）である。いくつかの場合には、ｐ１、ｐ２、ｑ１、およびｑ２は各々、０であり、ポリマータンデム色素は、以下の式（Ｖａ）のものであり、
Figure 2021519841
式中、
各Ｄ１は、独立して、ペンダントドナークロモフォア基であり、
各Ａ１は、独立して、アクセプタフルオロフォアであり、
Ｌ１およびＬ２は各々、独立して、リンカーであり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
ｙは、２５ｍｏｌ％以下であり、
Ｇ１およびＧ２は各々、独立して、末端基、ポリマーセグメント、光吸収（例えば、ドナー）クロモフォア基、リンカー、および連結された特異的結合メンバーから選択される。
式（Ｖａ）によって記載されるマルチクロモフォアは、合計ｘおよびｙの定義されたｍｏｌ％比を有する、定義された線形配列中のコモノマーの任意の便利な配置を含むことが理解される。いくつかの場合には、Ａ１含有コモノマーは、ポリマー主鎖の配列全体にわたって間隔をあけて配置されており、したがって、常に、１つ以上のＤ１含有コモノマーに両側に隣接する。
式（Ｖａ）のある特定の事例では、ポリマータンデム色素は、式（ＶＩａ）のセグメントを含み、
Figure 2021519841
式中、
各Ｄ１は、独立して、ペンダントドナークロモフォア基であり、
各Ａ１は、独立して、アクセプクロモフォアであり、
各Ｌ１およびＬ２は、独立して、リンカーであり、
ｎおよびｐは各々、独立して、１〜２０の整数であり、式中、ｎ＋ｐ≧２であり、
ｍは、１または２である。
式（ＶＩａ）のいくつかの場合において、ｎおよびｐは各々、独立して、２〜２０、３〜１０、または３〜６など、１〜１０である。
式（ＶＩａ）のいくつかの例では、ｎ＋ｐは、例えば３〜２０、４〜２０、５〜２０、５〜１５、または５〜１２など、２〜２０の整数である。式（ＶＩａ）のある特定の実施形態では、ｍは、１である。
主題のポリマータンデム色素は、式（ＶＩａ）の複数のセグメントを含むことができ、各セグメントは、コモノマーを含むＤ１のブロックに隣接するコモノマーを含む１つの単離されたＡ１を含む。いくつかの事例では、マルチクロモフォアは、例えば３〜２０個、４〜２０個、５〜２０個、５〜１５個、または５〜１２個のＤ１含有コモノマーのブロックなど、２〜２０個のＤ１含有コモノマーのブロックによって分離された２個の単離されたＡ１含有コモノマーを提供するために、互いに隣接して方向付けられた式（ＶＩａ）の２個以上のセグメントを含む。したがって、ある特定の実施形態では、ポリマータンデム色素は、ブロックコポリマーのｑのセグメントを含み、式（ＶＩＩａ）のものであり、
Figure 2021519841
式中、各（ｎ）ｑおよび各（ｐ）ｑは、独立して、１〜２０の整数であり、式中、ｑのセグメントの各々について、（ｎ）ｑ＋（ｐ）ｑ≧３であり、ｑは、１〜１００の整数である。
ある特定の実施形態では、ポリマータンデム色素は、式（ＶＩＩＩａ）を有し、
Figure 2021519841
式中、
各Ｄ１は、独立して、ペンダントドナークロモフォア基であり、
各Ａ１は、独立して、アクセプクロモフォアであり、
各Ｌ１およびＬ２は、独立して、リンカーであり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
ｙは、２５ｍｏｌ％以下であり、
Ｇ１およびＧ２は各々、独立して、末端基、ポリマーセグメント、ドナークロモフォア基、リンカー、および連結された特異的結合メンバーから選択される。
ある特定の実施形態では、ポリマータンデム色素は、式（ＩＸａ）を有し、
Figure 2021519841
式中、
各Ｄ１は、独立して、ペンダントＢＯＤＩＰＹドナークロモフォアであり、
各Ａ１は、独立して、アクセプタフルオロフォアであり、
各Ｌ１およびＬ２は、独立して、リンカーであり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
ｙは、２５ｍｏｌ％以下であり、
Ｇ１およびＧ２は各々、独立して、末端基、ポリマーセグメント、ドナークロモフォア基、アクセプタフルオロフォア、リンカー、および連結された特異的結合メンバーからなる群から選択される。
式（ＩＶａ）、（Ｖａ）、（ＸＩＩＩａ）、および（ＩＸａ）のいくつかの例では、ｘは、例えば、８５ｍｏｌ％以上、９０ｍｏｌ％以上、９５ｍｏｌ％以上、９６ｍｏｌ％以上、９７ｍｏｌ％以上、９８ｍｏｌ％以上、または９９ｍｏｌ％以上など、８０ｍｏｌ％以上である。式（ＩＶ）、（Ｖ）、（ＸＩＩＩ）、および（ＩＸ）のいくつかの例では、ｙは、例えば、１５ｍｏｌ％以下、１０ｍｏｌ％以下、５ｍｏｌ％以下、４ｍｏｌ％以下、３ｍｏｌ％以下、２ｍｏｌ％以下、１ｍｏｌ％以下など、２０ｍｏｌ％以下である。
ある特定の実施形態では、ポリマータンデム色素は、式（Ｘａ）を有し、
Figure 2021519841
式中、
各Ｄ１は、独立して、ペンダントドナークロモフォアであり、
各Ａ１は、独立して、アクセプタフルオロフォアであり、
各Ｌ１、Ｌ２、およびＬ３は、独立して、リンカーであり、
ａ、ｂ、およびｃは、各コモノマーのｍｏｌ％値であり、
ｄは、ポリマーの総重合または平均長を表し（例えば、ｄは、２〜５００、２〜２００、２〜１００、または２〜５０など、２〜１０００である）、
ＷＳＧは、（例えば、本明細書に記載の）水溶化基であり、
Ｇ１およびＧ２は各々、独立して、末端基、ポリマーセグメント、ドナークロモフォア基、アクセプタフルオロフォア、リンカー、および連結された特異的結合メンバーからなる群から選択される。
式（Ｘａ）のいくつかの事例では、ｃ＝０である。式（Ｘａ）のいくつかの事例では、ａ＞０およびｂ＞０である。式（Ｘａ）のいくつかの例では、ａは、例えば、８５ｍｏｌ％以上、９０ｍｏｌ％以上、９５ｍｏｌ％以上、９６ｍｏｌ％以上、９７ｍｏｌ％以上、９８ｍｏｌ％以上、または９９ｍｏｌ％以上など、８０ｍｏｌ％以上である。式（Ｘａ）のいくつかの例では、ｂは、例えば、１５ｍｏｌ％以下、１０ｍｏｌ％以下、５ｍｏｌ％以下、４ｍｏｌ％以下、３ｍｏｌ％以下、２ｍｏｌ％以下、１ｍｏｌ％以下など、２０ｍｏｌ％以下である。式（Ｘａ）のいくつかの事例では、ａは、６５〜９５ｍｏｌ％であり、ｂは、５〜３５ｍｏｌ％であり、ｃは、０〜３０ｍｏｌ％であり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００％である。
式（Ｘａ）のある特定の事例では、各Ｄ１は、連結したＢＯＤＩＰＹ基である（例えば、本明細書に記載されるように）。いくつかの場合には、各アクセプタ色素Ａ１は、ＤＹ ４３１、ＤＹ ４８５ＸＬ、ＤＹ ５００ＸＬ、ＤＹ ６１０、ＤＹ ６４０、ＤＹ ６５４、ＤＹ ６８２、ＤＹ ７００、ＤＹ ７０１、ＤＹ ７０４、ＤＹ ７３０、ＤＹ ７３１、ＤＹ ７３２、ＤＹ ７３４、ＤＹ ７５２、ＤＹ ７７８、ＤＹ ７８２、ＤＹ ８００、ＤＹ ８３１、ｉＦｌｕｏｒ色素３５０、４０５、４８８、５１４、５３２、５９４、６６０、６８０、７００、７１０、７９０、Ｔｉｄｅ Ｆｌｕｏｒ色素５ＷＳ、７ＷＳ、８ｗｓ、ＩＣＧ、ＢＯＤＩＰＹベースの色素、Ｂｉｏｔｉｕｍ ＣＦ ５５５、Ｃｙ ３．５、およびジエチルアミノクマリンから選択される。式（Ｘａ）のある特定の事例では、Ｌ１〜Ｄ１は、以下から選択され、
Figure 2021519841
式中、Ｒ４は、Ｈ、低級アルキル、置換低級アルキル、およびＷＳＧである。
代替的に、式（Ｘａ）のいくつかの事例では、ドナー色素およびアクセプタ色素Ｄ１およびＡ１の対は、Ｄｙｏｍｉｃｓ色素ＤＹ ４３１、ＤＹ ４８５ＸＬ、ＤＹ ５００ＸＬ、ＤＹ ６１０、ＤＹ ６４０、ＤＹ ６５４、ＤＹ ６８２、ＤＹ ７００、ＤＹ ７０１、ＤＹ ７０４、ＤＹ ７３０、ＤＹ ７３１、ＤＹ ７３２、ＤＹ ７３４、ＤＹ ７５２、ＤＹ ７７８、ＤＹ ７８２、ＤＹ ８００、ＤＹ ８３１、ｉＦｌｕｏｒ色素３５０、４０５、４８８、５１４、５３２、５９４、６６０、６８０、７００、７１０、７９０、Ｔｉｄｅ Ｆｌｕｏｒ色素５ＷＳ、７ＷＳ、８ｗｓ、ＩＣＧ、ＢＯＤＩＰＹベースの色素、Ｂｉｏｔｉｕｍ ＣＦ ５５５、Ｃｙ ３．５、およびジエチルアミノクマリンから選択され得る。。式（Ｘａ）のある特定の事例では、ＷＳＧは、本明細書に記載されるそのような基の実施形態および構造のいずれか１つに記載される水溶化基である。
ある特定の事例では、ポリマータンデム色素は、式（ＸＸＩ）のマルチクロモフォアに由来し、ＳＭ２の化学選択的タグＺ１は、アクセプタフルオロフォアに共役される。したがって、例示的なポリマータンデム色素構造は、実験セクションの実施例３および以下の構造に示され、
Figure 2021519841
式中、
Ｇ１は、（例えば、本明細書に記載の）末端基であり、
Ｌ１およびＬ２は、独立して、リンカーであり、
Ｄ１は、（例えば、本明細書に記載の）ペンダントクロモフォアであり、
各Ａ１は、アクセプタフルオロフォアであり、
各ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、およびｈは、独立して、１〜６であり、
各ｎおよびｍは、独立して、１〜１０００（例えば、２〜１０００、２〜５００、２〜１００、または２〜５０）であり、
各Ｒ４１は、アルキル、置換アルキル、およびＷＳＧから選択され、
「リンカー」は、例えば、コモノマーまたは生体分子への共役のための、任意選択の化学選択的官能基を含むリンカーである。
ある特定の事例では、各Ｄ１は、（例えば、本明細書に記載されるような）ＢＯＤＩＰＹクロモフォア基である。いくつかの事例では、式（ＸＸＩ）に由来するポリマータンデム色素は、以下の一般構造によって記載され、
Figure 2021519841
各ｎおよびｍは、独立して、１〜１０００（例えば、２〜１０００、２〜５００、２〜１００、または２〜５０）である。
いくつかの場合には、ドナークロモフォアは、ＢＯＤＩＰＹクロモフォア（例えば、本明細書に記載のもの）であり、アクセプタ色素は、ＤＹ ４３１、ＤＹ ４８５ＸＬ、ＤＹ ５００ＸＬ、ＤＹ ６１０、ＤＹ ６４０、ＤＹ ６５４、ＤＹ ６８２、ＤＹ ７００、ＤＹ ７０１、ＤＹ ７０４、ＤＹ ７３０、ＤＹ ７３１、ＤＹ ７３２、ＤＹ ７３４、ＤＹ ７５２、ＤＹ ７７８、ＤＹ ７８２、ＤＹ ８００、ＤＹ ８３１、ｉＦｌｕｏｒ色素３５０、４０５、４８８、５１４、５３２、５９４、６６０、６８０、７００、７１０、７９０、Ｔｉｄｅ Ｆｌｕｏｒ色素５ＷＳ、７ＷＳ、８ｗｓ、ＩＣＧ、ＢＯＤＩＰＹベースの色素、Ｂｉｏｔｉｕｍ ＣＦ ５５５、Ｃｙ ３．５、およびジエチルアミノクマリンから選択される。
標識された特異的結合メンバー
本開示の態様は、標識された特異的結合メンバーを含む。標識された特異的結合メンバーは、主題のポリマー色素（例えば、本明細書に記載のもの）と特異的結合メンバーとの共役である。本明細書に記載されるポリマー色素またはポリマータンデム色素のいずれかは、特異的結合メンバーに共役され得る。特異的結合メンバーおよびポリマー色素は、任意選択のリンカーを介して、２つの分子の任意の好都合な位置で互いに共役（例えば、共有結合）され得る。いくつかの実施形態では、標識された特異的結合メンバーは、凝集抵抗性である。本明細書で使用される場合、「凝集抵抗性」とは、例えば、２ｍｇ／ｍｌ以上、３ｍｇ／ｍｌ以上、４ｍｇ／ｍｌ以上、５ｍｇ／ｍｌ以上、６ｍｇ／ｍｌ以上、７ｍｇ／ｍｌ以上、８ｍｇ／ｍｌ以上、９ｍｇ／ｍｌ以上、１０ｍｇ／ｍＬ以上、または標識された特異的結合メンバーのさらに多くなど、対象の水性緩衝液中で１ｍｇ／ｍｌ以上の濃度で凝集沈殿物を生じることなく均質な水性組成物を形成することができる標識された特異的結合メンバーを意味する。
ある特定の実施形態では、標識された特異的結合メンバーは、深い紫外線励起スペクトルを有し、π共役コモノマーのセグメントおよび共役修飾反復単位を含む水溶媒和ポリマー色素、ならびにマルチクロモフォアに共有結合した特異的結合メンバーを含む。
本明細書で使用される場合、「特異的結合メンバー」という用語は、互いに結合特異性を有する一対の分子のメンバーを指す。一対の分子の一方のメンバーは、その表面上のエリア、または一対の分子の他方のメンバーの表面上のエリア、またはその中の空洞に特異的に結合する空洞を有し得る。したがって、対のメンバーは、互いに特異的に結合して結合複合体を生成する特性を有する。いくつかの実施形態では、結合複合体中の特異的結合メンバー間の親和性は、例えば、１０−８Ｍ以下を含む、１０−７Ｍ以下、例えば、１０−９Ｍ以下、１０−１０Ｍ以下、１０−１１Ｍ以下、１０−１２Ｍ以下、１０−１３Ｍ以下、１０−１４Ｍ以下、１０−１５Ｍ以下を含む、１０−６Ｍ以下のＫｄ（解離定数）によって特徴付けられる。いくつかの実施形態では、特異的結合メンバーは、高親和性で特異的に結合する。高親和性とは、結合メンバーが、１０×１０−９以下、例えば、１×１０−９以下、３×１０−１０Ｍ以下、１×１０−１０Ｍ以下、３×１０−１１Ｍ以下、１×１０−１１Ｍ以下、３×１０−１２Ｍ以下、または１×１０−１２Ｍ以下など、見かけのＫｄによって特徴付けられる見かけの親和性で特異的に結合することを意味する。
特異的結合メンバーは、タンパク質性であり得る。本明細書で使用される場合、「タンパク質性」という用語は、アミノ酸残基から構成される部分を指す。タンパク質性部分は、ポリペプチドとすることができる。ある特定の場合において、タンパク質特異的結合メンバーは、抗体である。ある特定の実施形態では、タンパク質性特異的結合メンバーは、抗体断片、例えば、ポリマー色素に特異的に結合する抗体の結合断片である。本明細書で使用される場合、「抗体」および「抗体分子」という用語は、互換的に使用され、認識された免疫グロブリン遺伝子のすべてまたは一部によって実質的にコードされる１つ以上のポリペプチドからなるタンパク質を指す。認識される免疫グロブリン遺伝子は、例えば、ヒトにおいて、カッパ（ｋ）、ラムダ（Ｉ）、および重鎖遺伝子Ｉｏｃｉを含み、これらは一緒に無数の可変領域遺伝子を含み、それぞれ、ＩｇＭ、ＩｇＤ、ＩｇＧ、ＩｇＥ、およびＩｇＡアイソタイプをコードする定常領域遺伝子ｍｕ（ｕ）、デルタ（ｄ）、ガンマ（ｇ）、シグマ（ｅ）、およびα（ａ）を含む。免疫グロブリン軽鎖または重鎖可変領域は、「相補性決定領域」または「ＣＤＲ」とも呼ばれる３つの超可変領域によって中断される「フレームワーク」領域（ＦＲ）からなる。フレームワーク領域およびＣＤＲの範囲が正確に定義されている（“Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ ｏｆ Ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｏｆ Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ，”Ｅ．Ｋａｂａｔ ｅｔ ａｌ．，Ｕ．Ｓ．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ ａｎｄ Ｈｕｍａｎ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ，（１９９１）を参照されたい）。本明細書で考察されるすべての抗体アミノ酸配列の番号付けは、Ｋａｂａｔ系に適合する。異なる軽鎖または重鎖のフレームワーク領域の配列は、種内で比較的保存される。抗体のフレームワーク領域、すなわち、構成軽鎖および重鎖の組み合わせられたフレームワーク領域は、ＣＤＲを位置決めし、アラインメントする役割を果たす。ＣＤＲは、抗原のエピトープへの結合に主に関与する。抗体という用語は、完全長抗体を含むことを意味し、以下にさらに定義されるように、任意の生物由来の天然抗体、遺伝子操作された抗体、または実験的、治療的、または他の目的のために組換え的に生成された抗体を指し得る。
対象の抗体断片は、これらに限定されないが、全抗体または組換えＤＮＡ技術を使用して新規に合成された抗体の修飾によって生成された抗体のＦａｂ、Ｆａｂ’、Ｆ（ａｂ’）２、Ｆｖ、ｓｃＦｖ、または他の抗原結合サブシーケンスを含む。抗体は、モノクローナルまたはポリクローナルであってもよく、細胞上に他の特定の活性（例えば、アンタゴニスト、アゴニスト、中和、阻害、または刺激抗体）を有してもよい。抗体は、抗原結合または他の抗体機能に実質的に影響を及ぼさない追加の保存的アミノ酸置換を有し得ることが理解される。
ある特定の実施形態では、特異的結合メンバーは、Ｆａｂフラグメント、Ｆ（ａｂ’）２フラグメント、ｓｃＦｖ、ダイアボディ、またはトリアボディである。ある特定の実施形態では、特異的結合メンバーは、抗体である。いくつかの場合には、特異的結合メンバーは、マウス抗体またはその結合断片である。ある特定の事例では、特異的結合メンバーは、組換え抗体またはその結合断片である。
いくつかの実施形態では、標識された特異的結合メンバーは、水溶媒和集光マルチクロモフォア（例えば、本明細書に記載のように）と、マルチクロモフォアにエネルギーを受容する近傍に共有結合されたシグナルクロモフォア（例えば、本明細書に記載のように）と、マルチクロモフォアに共有結合された特異的結合メンバーとを含む。標識された特異的結合メンバーのいくつかの例では、本明細書に記載の式のいずれかのマルチクロモフォアであって、Ｇ１およびＧ２は各々、独立して、末端基（例えば、末端基）、リンカー、および連結された特異的結合メンバーからなる群から選択され、Ｇ１およびＧ２のうちの少なくとも１つは、連結された特異的結合メンバーである。
本明細書に記載される式のある特定の実施形態では、Ｇ１および／またはＧ２は、特定の結合部分への共役に好適な官能基を含むリンカーなどのリンカーである。マルチクロモフォアのＧ１および／またはＧ２位置に位置するリンカーは、マルチクロモフォアの側鎖（例えば、Ｚ２）に存在し得る化学選択的タグ（例えば、本明細書に記載されるように）を含む任意の他のリンカーと直交するように選択され得ることが理解される。ある特定の実施形態では、アミノ官能基またはその誘導体は、Ｇ１および／またはＧ２に含まれ、カルボン酸官能基またはその誘導体は、Ｚ２に含まれる。ある特定の実施形態では、カルボン酸官能基またはその誘導体は、Ｇ１および／またはＧ２に含まれ、アミノ官能基またはその誘導体は、Ｚ２に含まれる。
本明細書に記載の式のいくつかの実施形態では、Ｇ１およびＧ２のうちの少なくとも１つは、−Ｌ３−Ｚ４であり、Ｌ３は、（例えば、本明細書に記載の）リンカーであり、Ｚ４は、（例えば、本明細書に記載の）特異的結合メンバーである。本明細書に記載の式のいくつかの実施形態では、Ｇ１およびＧ２のうちの少なくとも１つは、−Ｌ３−Ｚ３であり、Ｌ３は、（例えば、本明細書に記載の）リンカーであり、Ｚ３は、（例えば、本明細書に記載の）化学選択的タグである。任意の便利な化学選択的タグおよび共役化学は、主題のマルチクロモフォアでの使用に適合させることができる。対象の化学選択的タグは、これらに限定されないが、アミン、活性エステル、マレイミド、チオール、フッ化硫黄（ＶＩ）交換化学（ＳｕＦＥＸ）、フッ化スルホニル、Ｄｉｅｒｓ Ａｌｄｅｒシクロ付加クリック試薬、およびクリックケミストリ、テトラジン、トランスシクロオクテン、アルデヒド、アルコキシルアミン、アルキン、シクロオクチン、アジドなどを含む。いくつかの事例では、Ｚ３は、カルボン酸、活性エステル（例えば、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルエステル（ＮＨＳ）またはスルホ−ＮＨＳ）、アミノ、マレイミド、ヨードアセチル、およびチオールからなる群から選択される。
対象の生体分子は、これらに限定されないが、これらのポリペプチド、ポリヌクレオチド、炭水化物、脂肪酸、ステロイド、プリン、ピリミジン、誘導体、これらの構造類似体、およびこれらの組み合わせを含む。ある特定の事例では、Ｚ４は、抗体である。いくつかの事例では、Ｚ４は、抗体断片またはその結合誘導体である。いくつかの場合には、抗体断片またはその結合誘導体は、Ｆａｂ断片、Ｆ（ａｂ’）２断片、ｓｃＦｖ、ダイアボディ、およびトリアボディからなる群から選択される。
使用方法
上記に要約されるように、本開示の態様は、標的分析物の存在について試料を評価する方法を含む。方法の態様は、標的分析物に特異的に結合して標識組成物接触試料を生成するポリマー色素共役と試料とを接触させることを含む。本明細書で使用される場合、「ポリマー色素共役」および「標識された特異的結合メンバー」という用語は、互換的に使用される。したがって、ポリマー色素共役は、（ｉ）水溶媒和ポリマー色素（例えば、本明細書に記載のもの）、および（ｉｉ）特異的結合メンバー（例えば、本明細書に記載のもの）を含むことができる。いくつかの事例では、ポリマー色素共役は、ポリマー色素のマルチクロモフォアにエネルギーを受容する近傍で共有結合したシグナルクロモフォアをさらに含む。
任意の便利な方法を使用して、標的分析物に特異的に結合するポリマー色素共役と試料とを接触させて、標識組成物接触試料を生成し得る。いくつかの事例では、試料は、存在する場合、特異的結合メンバーが標的分析物に特異的に結合する条件下で、ポリマー色素共役と接触する。共役の特異的結合メンバーと標的分析物との特異的結合のために、試料および特異的結合メンバーの成分の生物学的活性を維持する適切な溶液を使用してもよい。溶液は、例えば、５〜２５ｍＭなど、低濃度で許容される緩衝液と併せて、胎児ウシ血清、ヒト血小板溶解物、または他の因子で好都合に補充された、バランスの取れた塩溶液、例えば、生理食塩水、ＰＢＳ、ハンクのバランスの取れた塩溶液などであってもよい。好都合な緩衝液は、ＨＥＰＥＳ、リン酸緩衝液、乳酸緩衝液などを含む。様々な培地は市販されており、胎児仔牛血清またはヒト血小板溶解物で補充される場合もある、ｄＭＥＭ、ＨＢＳＳ、ｄＰＢＳ、ＲＰＭＩ、Ｉｓｃｏｖｅ’ｓ培地などを含む、標的分析物の性質に従って使用され得る。溶液の最終成分は、含まれる試料の成分に応じて選択され得る。
共役の特異的結合メンバーの標的分析物への特異的結合が生じる温度は、変化してもよく、いくつかの事例では、例えば、１０℃〜４０℃、１５℃〜４０℃、２０℃〜４０℃、例えば、２０℃、２５℃、３０℃、３５℃、または３７℃（例えば、上述のように）など、５℃〜５０℃の範囲であり得る。いくつかの事例では、特異的結合が行われる温度は、特異的結合メンバーおよび／または標的分析物の生物学的活性と適合するように選択される。ある特定の事例では、温度は、２５℃、３０℃、３５℃、または３７℃である。ある特定の事例では、特異的結合メンバーは、抗体またはその断片であり、特異的結合が行われる温度は、室温（例えば、２５℃）、３０℃、３５℃、または３７℃である。任意の便利な特異的結合のインキュベーション時間は、所望の量の結合複合体の形成を可能にするように選択されてもよく、いくつかの事例では、例えば２ｍｉｎ以上、１０ｍｉｎ以上、３０ｍｉｎ以上、１時間以上、２時間以上、またはさらには６時間以上など、１分（ｍｉｎ）以上であってもよい。
任意の便利な特異的結合メンバーは、共役内で利用され得る。対象の特異的結合メンバーは、これらに限定されないが、幹細胞、例えば、多能性幹細胞、造血幹細胞、Ｔ細胞、Ｔ制御細胞、樹状細胞、Ｂ細胞、例えば、メモリＢ細胞、抗原特異的Ｂ細胞、顆粒球、白血病細胞、リンパ腫細胞、ウイルス細胞（例えば、ＨＩＶ細胞）ＮＫ細胞、マクロファージ、単球、線維芽細胞、上皮細胞、内皮細胞、および赤血球細胞を含む、様々な細胞タイプの細胞表面タンパク質に特異的に結合する薬剤を含む。対象の標的細胞は、便利な親和性剤またはその共役によって捕捉または標識され得る便利な細胞表面マーカーまたは抗原を有する細胞を含む。いくつかの実施形態では、標的細胞は、全血、骨髄または臍帯血からのＨＩＶ含有細胞、Ｔｒｅｇ細胞、抗原特異的Ｔ細胞集団、腫瘍細胞または造血前駆細胞（ＣＤ３４＋）から選択される。主題の方法において、ポリマー色素共役への特異的結合のために、任意の便利な細胞表面タンパク質または細胞マーカーが標的とされ得る。いくつかの実施形態では、標的細胞は、細胞受容体および細胞表面抗原から選択される細胞表面マーカーを含む。いくつかの場合には、標的細胞は、ＣＤ１１ｂ、ＣＤ１２３、ＣＤ１４、ＣＤ１５、ＣＤ１６、ＣＤ１９、ＣＤ１９３、ＣＤ２、ＣＤ２５、ＣＤ２７、ＣＤ３、ＣＤ３３５、ＣＤ３６、ＣＤ４、ＣＤ４３、ＣＤ４５ＲＯ、ＣＤ５６、ＣＤ６１、ＣＤ７、ＣＤ８、ＣＤ３４、ＣＤ１ｃ、ＣＤ２３、ＣＤ３０４、ＣＤ２３５ａ、Ｔ細胞受容体α／β、Ｔ細胞受容体γ／Δ、ＣＤ２５３、ＣＤ９５、ＣＤ２０、ＣＤ１０５、ＣＤ１１７、ＣＤ１２０ｂ、Ｎｏｔｃｈ４、Ｌｇｒ５（Ｎ末端）、ＳＳＥＡ−３，ＴＲＡ−１−６０抗原、ジシアロガングリオシドＧＤ２、およびＣＤ７１などの細胞表面抗原を含み得る。
主題の方法を利用して評価するために、任意の便利な標的が選択され得る。対象の標的は、これらに限定されないが、ＲＮＡ、ＤＮＡ、ＰＮＡ、ＣＮＡ、ＨＮＡ、ＬＮＡ、またはＡＮＡ分子などの核酸、融合タンパク質などのタンパク質、リン酸化タンパク質、グリコシル化タンパク質、ユビキチン化タンパク質、ＳＵＭＯ化タンパク質、またはアセチル化タンパク質などの修飾タンパク質、または抗体、ペプチド、凝集生体分子、細胞、小分子、ビタミンおよび薬物分子を含む。本明細書で使用される場合、「標的タンパク質」という用語は、標的ファミリーのすべてのメンバー、およびその断片を指す。標的タンパク質は、これらに限定されないが、ホルモン、成長因子、受容体、酵素、サイトカイン、骨誘導因子、コロニー刺激因子、および免疫グロブリンを含む、治療標的または診断標的などの、対象の任意のタンパク質であり得る。「標的タンパク質」という用語は、任意の便利な組換え発現方法を使用して調製され得るか、または任意の便利な合成方法を使用して調製され得るか、または商業的に購入され得る組換え分子および合成分子を含むことが意図されている。いくつかの実施形態では、ポリマー色素共役は、抗体または抗体断片を含む。対象の抗体または抗体断片に特異的に結合する任意の便利な標的分析物が、主題の方法において標的とされ得る。
いくつかの実施形態では、標的分析物は、細胞に関連付けられる。ある特定の事例では、標的分析物は、細胞の細胞表面マーカーである。ある特定の場合において、細胞表面マーカーは、細胞受容体および細胞表面抗原からなる群から選択される。いくつかの事例では、標的分析物は、細胞内標的であり、方法は、細胞を溶解することをさらに含む。
いくつかの実施形態では、試料は、標的細胞が単離される異種細胞集団を含んでもよい。いくつかの事例では、試料は、末梢全血、赤血球が細胞単離の前に溶解された末梢全血、コード血、骨髄、密度勾配精製された末梢血単核細胞、または均質化された組織を含む。いくつかの場合には、試料は、全血、骨髄または臍帯血中の造血前駆細胞（例えば、ＣＤ３４＋細胞）を含む。ある特定の実施形態では、試料は、末梢血中の腫瘍細胞を含む。ある特定の事例では、試料は、ウイルス細胞（例えば、ＨＩＶ）を含む（または含むと疑われる）試料である。
標識された特異的結合メンバーは、主題の方法において、例えば、標的細胞、粒子、標的または分析物をポリマー色素またはポリマータンデム色素で標識するために使用されることが見出される。例えば、標識された特異的結合メンバーは、フローサイトメータで処理される（例えば、検出される、分析される、および／または選別される）標識細胞における使用を見出す。標識された特異的結合メンバーは、例えば、（例えば、本明細書に記載される）様々な細胞型の細胞表面タンパク質に特異的に結合する抗体を含んでもよい。標識された特異的結合メンバーは、細胞周期、細胞増殖、細胞分化、ＤＮＡ修復、Ｔ細胞シグナル伝達、アポトーシス、細胞表面タンパク質発現および／または提示などの様々な生物学的（例えば、細胞）特性またはプロセスを調査するために使用され得る。標識された特異的結合メンバーは、細胞、粒子、または分析物の抗体媒介標識を含む（または含み得る）任意の用途で使用され得る。
本方法のいくつかの事例では、標識された特異的結合メンバーは、（例えば、式（Ｉ）〜（ＩＸ）のいずれか１つによって）本明細書に記載のマルチクロモフォアを含む。ある特定の場合において、Ｇ１およびＧ２は各々、独立して、末端基、ポリマーセグメント、リンカー、化学選択的タグ、および連結された特異的結合メンバーからなる群から選択され、Ｇ１およびＧ２のうちの少なくとも１つは、連結された特異的結合メンバーである。
方法の態様は、標的分析物が試料中に存在するか否かを評価するために、ポリマー色素共役標的分析物結合複合体の存在について標識組成物接触試料をアッセイすることを含む。試料がポリマー色素共役と接触すると、任意の便利な方法が、ポリマー色素共役標的分析物結合複合体の存在について生成される標識組成物接触試料のアッセイに利用され得る。ポリマー色素共役標的分析物結合複合体は、存在する場合、共役の特異的結合メンバーの標的分析物への特異的結合時に生成される結合複合体である。標識組成物が接触した試料をアッセイすることは、存在する場合、結合複合体からの蛍光シグナルを検出することを含むことができる。いくつかの場合には、アッセイは、存在する場合、標的分析物が試料から分離される分離ステップを含む。例えば、支持体上の固定化を介して、標的分析物を試料から分離するために、様々な方法を利用することができる。対象のアッセイ方法は、これらに限定されないが、アビジン−ビオチンまたはハプテン−抗ハプテン抗体などの特異的結合メンバーの対が対象である、任意の便利な方法およびアッセイフォーマットを含む。対象組成物とともに使用するために適合され得る対象の方法およびアッセイフォーマットは、これらに限定されないが、フローサイトメトリ方法、インサイツハイブリダイゼーション方法、酵素結合免疫吸着アッセイ（ＥＬＩＳＡ）、ウェスタンブロット分析、磁気細胞分離アッセイ、ならびにフルオロクローム精製クロマトグラフィを含む。
ある特定の実施形態では、本方法は、試料を、標的分析物を特異的に結合する第２の特異的結合メンバーと接触させることをさらに含む。ある特定の事例では、第２の特異的結合メンバーは、支持体結合である。任意の便利な支持体を利用して、主題の方法の構成要素（例えば、第２の特異的結合メンバー）を固定化してもよい。ある特定の事例では、支持体は、磁気粒子などの粒子である。いくつかの事例では、第２の特異的結合メンバーおよびポリマー色素共役は、存在する場合、任意の便利な方法を使用して単離され、検出され得るサンドイッチ複合体を生成する。いくつかの実施形態では、方法は、ポリマー色素共役標的分析物結合複合体、すなわち、蛍光標識標的分析物をフローサイトメトリで分析することをさらに含む。ポリマー色素共役標的分析物結合複合体の存在のアッセイは、標的分析物が試料中に存在するか否かを評価するために使用され得るアッセイ結果（例えば、定性的または定量的アッセイデータ）を提供し得る。
任意の便利な支持体は、例えば、標識された特異的結合メンバー、標的、二次特異的結合メンバーなど、方法の任意の便利な構成要素を固定化するために、主題の方法で利用され得る。対象の支持体は、これらに限定されないが、固体基板を含み、基板は、例えば、シート、ビーズ、またはウェル付きプレートなどの他の構造、ビーズ、ポリマー、粒子、繊維メッシュ、ヒドロゲル、多孔質マトリックス、ピン、マイクロアレイ表面、クロマトグラフィ支持体など、様々な構成を有することができる。いくつかの事例では、支持体は、粒子、平面固体基質、繊維状メッシュ、ヒドロゲル、多孔質マトリックス、ピン、マイクロアレイ表面、およびクロマトグラフィ支持体からなる群から選択される。支持体は、手動操作シリンジ、遠心分離器、または自動液体取扱システムなどの任意の便利な方法によって補助される細胞単離を提供するシステムに組み込まれ得る。いくつかの場合には、支持体は、フローサイトメータなどの細胞の高スループット単離のための自動液体ハンドリングシステムでの使用を見出す。
方法のいくつかの実施形態では、分離ステップは、磁性粒子を固定するために外部磁場を適用することを含む。任意の便利な磁石は、外部磁場（例えば、磁場勾配）のソースとして使用され得る。いくつかの場合には、外部磁場は、例えば、永久磁石または電磁石によって、磁気源によって生成される。いくつかの場合には、磁気粒子を固定することは、磁場勾配源に最も近い表面、すなわち磁石の近くに磁気粒子が蓄積することを意味する。
分離は、支持体から試料の非結合材料を除去するための１つ以上の任意選択の洗浄ステップをさらに含み得る。任意の便利な洗浄方法、例えば、ポリマー色素と特異的結合メンバーとの特異的結合相互作用を保持する生体適合性緩衝液で固定化支持体を洗浄することが使用され得る。支持体からの試料の非結合材料の分離および任意選択の洗浄は、望ましくない細胞および材料が除去され得る標的細胞の濃縮された集団を提供する。
ある特定の実施形態では、本方法は、標識標的を検出することをさらに含む。標識標的の検出は、マルチクロモフォアを１つ以上のレーザで励起させることと、その後、１つ以上の光学検出器を使用してポリマータンデム色素からの蛍光放出を検出することと、を含んでもよい。標識標的の検出は、これらに限定されないが、フローサイトメトリ、ＦＡＣＳシステム、蛍光顕微鏡、プレートリーダーを使用した蛍光、発光、紫外線、および／または可視光検出、高性能液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）、ならびに質量分析を含む、任意の便利な器具および方法を使用して実行され得る。本開示の方法および組成物において蛍光標識された構成要素を使用するとき、異なるタイプの蛍光検出システムを使用して主題の方法を実践することができることが認識される。いくつかの場合には、高スループットスクリーニング、例えば、９６ウェル以上のマイクロタイタープレートを使用するシステムを実行することができる。例えば、Ｌａｋｏｗｉｃｚ，Ｊ．Ｒ．，Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：Ｐｌｅｎｕｍ Ｐｒｅｓｓ（１９８３）；Ｈｅｒｍａｎ，Ｂ．，Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｅｎｅｒｇｙ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ，ｉｎ：Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ ｏｆ Ｌｉｖｉｎｇ Ｃｅｌｌｓ ｉｎ Ｃｕｌｔｕｒｅ，Ｐａｒｔ Ｂ，Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｃｅｌｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ，ｖｏｌ．３０，ｅｄ．Ｔａｙｌｏｒ，Ｄ．Ｌ．＆Ｗａｎｇ，Ｙ．−Ｌ．，Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ：Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ（１９８９），ｐｐ．２１９−２４３；Ｔｕｒｒｏ，Ｎ．Ｊ．，Ｍｏｄｅｒｎ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｍｅｎｌｏ Ｐａｒｋ：Ｂｅｎｊａｍｉｎ／Ｃｕｍｍｉｎｇｓ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｌ，Ｉｎｃ．（１９７８），ｐｐ．２９６−３６１に記載されている方法など、蛍光材料に対してアッセイを行う様々な方法を利用することができる。
試料中の蛍光は、蛍光計を使用して測定することができる。いくつかの場合には、第１の波長を有する励起源からの励起放射は、励起光学系を通過する。励起光学系は、励起放射線に試料を励起させる。応答して、試料中の蛍光標識標的は、励起波長とは異なる波長を有する放射線を放出する。収集光学系は、次いで、試料からの放出を収集する。デバイスは、試料が走査されている間、試料を特定の温度に維持するための温度コントローラを含むことができる。ある特定の事例では、多軸並進段階は、露出される異なるウェルを位置決めするために、複数の試料を保持するマイクロタイタープレートを移動させる。多軸変換ステージ、温度コントローラ、オートフォーカス機能、ならびにイメージングおよびデータ収集に関連付けられた電子機器は、適切にプログラムされたデジタルコンピュータによって管理することができる。コンピュータはまた、アッセイ中に収集されたデータを提示のための別の形式に変換することができる。
いくつかの実施形態では、標的分析物の存在について試料を評価する方法は、フローサイトメータ内の蛍光を検出することをさらに含む。いくつかの実施形態では、標的分析物の存在について試料を評価する方法は、蛍光顕微鏡を使用して標識組成物が接触した試料を撮像することをさらに含む。蛍光顕微鏡画像法を使用して、接触した試料中のポリマー色素共役−標的分析物結合複合体を識別して、標的分析物が存在するか否かを評価することができる。主題の方法での使用を見出す対象の顕微鏡法は、レーザ走査共焦点顕微鏡法を含む。
また、標的分子を標識する方法も提供される。主題のポリマー色素は、標識、分離、検出、および／または分析の様々な方法での使用を見出す。いくつかの実施形態では、方法は、（例えば、本明細書に記載されるように）標的分子をポリマー色素と接触させて、標識された標的分子を生成することを含み、ポリマー色素は、標的分子に共有結合する共役タグを含む。いくつかの場合には、ポリマー色素は、ポリマー色素のマルチクロモフォアにエネルギー受容近傍で共有結合したシグナルクロモフォアをさらに含む。方法のいくつかの例では、ポリマー色素メンバーは、（例えば、本明細書に記載されるように）式（Ｉ）〜（ＩＸ）のいずれか１つによるマルチクロモフォアを含み、Ｇ１およびＧ２の一方は末端基であり、Ｇ１およびＧ２の他方は、共役タグである。
本明細書で使用される場合、「共役タグ」という用語は、任意選択の活性化および／または脱保護の後に、標的分子の適合性官能基と共有結合することができる化学選択的官能基（例えば、本明細書に記載される）を含む基を指す。任意の便利な共役タグは、色素を対象の標的分子に共役するために、主題のポリマー色素において利用され得る。いくつかの実施形態では、共役タグは、アミノ、カルボン酸またはその誘導体、チオール、ヒドロキシル、ヒドラジン、ヒドラジド、アジド、アルキン、およびタンパク質反応性基（例えば、アミノ反応性、チオール反応性、ヒドロキシル反応性、イミダゾリル反応性、またはグアニジニル反応性）から選択される末端官能基を含む。
任意の便利な方法および試薬は、共役タグを標的分子に共有結合させるために、主題の標識方法で使用するために適合され得る。対象を標識するための対象の方法は、これらに限定されないが、Ｈｅｒｍａｎｓｏｎ，Ｂｉｏｃｏｎｊｕｇａｔｅ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，Ｔｈｉｒｄ ｅｄｉｔｉｏｎ，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，２０１３によって記載されるこれらの方法および試薬を含む。接触ステップは、水溶液中で実行され得る。いくつかの事例では、共役タグは、アミノ官能基を含み、標的分子は、ＮＨＳエステルもしくはスルホ−ＮＨＳエステルなどの活性化エステル官能基を含み、またはその逆も同様である。ある特定の事例では、共役タグは、マレイミド官能基を含み、標的分子は、チオール官能基を含むか、またはその逆も同様である。ある特定の事例では、共役タグは、アルキン（例えば、シクロオクチン基）官能基を含み、標的分子は、クリックケミストリを介して共役することができるアジド官能基を含むか、またはその逆も同様である。
主題の方法を利用して標識するために、任意の便利な標的分子が選択され得る。対象の標的分子は、これらに限定されないが、ＲＮＡ、ＤＮＡ、ＰＮＡ、ＣＮＡ、ＨＮＡ、ＬＮＡ、またはＡＮＡ分子などの核酸、融合タンパク質などのタンパク質、リン酸化タンパク質、グリコシル化タンパク質、ユビキチン化タンパク質、ＳＵＭＯ化タンパク質、またはアセチル化タンパク質などの修飾タンパク質、または抗体、ペプチド、凝集生体分子、細胞、小分子、ビタミンおよび薬物分子を含む。本明細書で使用される場合、「標的タンパク質」という用語は、標的ファミリーのすべてのメンバー、およびその断片を指す。標的タンパク質は、これらに限定されないが、ホルモン、成長因子、受容体、酵素、サイトカイン、骨誘導因子、コロニー刺激因子、および免疫グロブリンを含む、治療標的または診断標的などの、対象の任意のタンパク質であり得る。「標的タンパク質」という用語は、任意の便利な組換え発現方法を使用して調製され得るか、または任意の便利な合成方法を使用して調製され得るか、または商業的に購入され得る組換え分子および合成分子を含むことが意図されている。いくつかの実施形態では、標的分子は、（例えば、本明細書に記載の）特異的結合メンバーである。ある特定の事例では、特異的結合メンバーは、抗体である。いくつかの事例では、特異的結合メンバーは、抗体断片またはその結合誘導体である。いくつかの場合には、抗体断片またはその結合誘導体は、Ｆａｂ断片、Ｆ（ａｂ’）２断片、ｓｃＦｖ、ダイアボディ、およびトリアボディからなる群から選択される。
いくつかの場合には、方法は、標識された標的分子が、反応混合物、例えば、過剰な試薬または標識されていない標的から分離される分離ステップを含む。様々な方法を利用して、例えば、支持体上での固定化、沈殿、クロマトグラフィなどを介して、標的を試料から分離し得る。
いくつかの事例では、方法は、標識された標的分子を検出および／または分析することをさらに含む。いくつかの事例では、方法は、標識された標的分子を蛍光検出することをさらに含む。任意の便利な方法を利用して、主題の方法および組成物と併せて標識標的分子を検出および／または分析してもよい。対象の方法での使用を見出す対象の標的の分析方法は、これらに限定されないが、フローサイトメトリ、蛍光顕微鏡、インサイツハイブリダイゼーション、酵素結合免疫吸着アッセイ（ＥＬＩＳＡ）、ウェスタンブロット分析、磁気細胞分離アッセイ、およびフルオロクローム精製クロマトグラフィを含む。対象の検出方法は、これらに限定されないが、蛍光分光法、蛍光顕微鏡法、核酸配列決定、蛍光インサイツハイブリダイゼーション（ＦＩＳＨ）、タンパク質質量分光法、フローサイトメトリなどを含む。
検出は、ポリマー色素もしくはポリマータンデム色素を介して直接、または二次検出システムによって間接的に達成され得る。後者は、これらに限定されないが、抗体標識抗種抗体、ならびに他の形態の免疫学的または非免疫学的ブリッジおよびシグナル増幅システム（例えば、ビオチン−ストレプタビジン技術、タンパク質−Ａおよびタンパク質−Ｇ媒介技術、または核酸プローブ／抗核酸プローブなど）を含む、いくつかの異なる原理のいずれか１つまたは組み合わせに基づき得る。好適なレポーター分子は、免疫細胞化学、分子生物学、光、蛍光、および電子顕微鏡、細胞免疫表現型決定、細胞選別、フローサイトメトリ、細胞可視化、検出、列挙、および／またはシグナル出力定量の分野で既知のものであり得る。２つ以上の特異的および／または非特異的性質の抗体を標識し、標的検出、識別、および／または分析を強化するために同時にまたは順次使用することができる。
調製方法
本開示の態様は、主題のマルチクロモフォアおよびポリマータンデム色素を調製する方法を含む。主題のマルチクロモフォアの１つの利点は、基礎となるスキャフォールドのモジュール性である。いくつかの事例では、モジュラースキャフォールドは、反復単位の定義された配列を有する直鎖ポリマーである。使用されるペンダントクロモフォアは、ポリマーの合成前または合成後のいずれかで、ポリマー主鎖に共有結合可能な広範囲の色素から選択することができる。
いくつかの実施形態では、主題のマルチクロモフォアのポリマー主鎖（例えば、本明細書に記載の式（ＩＸ）を参照されたい）は、環状炭酸塩または保護された炭酸カーボネートモノマーを使用して調製され得る。対象の方法およびコモノマーは、これらに限定されないが、Ｂａｒｎｅｓ ｅｔ ａｌ．ｉｎ ＷＯ２０１３０３６５３２，Ｃｏｏｌｅｙ ｅｔ ａｌ．（Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１３１，４５，１６４０−３，２００９），ａｎｄ Ｒｏｔｈｂａｒｄ ｅｔ ａｌ．ｉｎ Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ ７，１６９，８１４によって記載されたものを含む。そのようなモノマーは、開始剤および好適な供給比の環状カーボネートモノマーを使用して重合反応において利用され、ポリマー主鎖を提供することができる。代替的な保護されたカーボネートモノマーは、定義された配列を提供するために、段階的な合成で組み立てることができる。
対象のコモノマーは、適合性の化学選択的官能基および化学を使用して連結することができる。いくつかの事例では、コモノマーは、銅触媒アジド−アルキンシクロアドディション、ひずみ促進アジド−アルキンシクロアドディション、アルケンアジド［３＋２］シクロアドディション、アルケンおよびテトラジン逆需要Ｄｉｅｒｓ−Ａｌｄｅｒ、Ｓｔａｕｄｉｎｇｅｒライゲーションなどを介して連結される（例えば、Ｋｏｌｂ ｅｔ ａｌ．，Ａｎｇｅｗ Ｃｈｅｍ Ｉｎｔ Ｅｄ Ｅｎｇｌ．４０：２００４−２０２１，２００１を参照されたい）。したがって、コモノマーの連結は、例えば、アルキン／アジド、テトラジン／アルケン、アジド／アルケン、ホスフィン／アジドなど、適合する化学選択的官能基の対の共役を介して達成することができる。アジド−アルキンシクロアドディション反応の非限定的な例は、銅触媒アジド−アルキンシクロアドディション（ＣｕＡＡＣ）反応およびルテニウム触媒アジド−アルキンシクロアドディション（ＲｕＡＡＣ）反応を含む。ＣｕＡＡＣは、広範な温度範囲にわたって作用し、水性条件および４〜１２にわたるｐＨ範囲に対して不感受性であり、広範な官能基に耐性を有する（Ｈｉｍｏ ｅｔ ａｌ，Ｊ Ａｍ Ｃｈｅｍ Ｓｏｃ．１２７：２１０−２１６，２００５を参照されたい）。活性Ｃｕ（Ｉ）触媒は、例えば、還元剤としてアスコルビン酸ナトリウムを使用してＣｕ（Ｉ）塩またはＣｕ（ＩＩ）塩から生成することができる。この反応は、１，４−置換生成物を形成する。ＲｕＡＡＣは、末端アルキンへのアジドのシクロ付加を触媒することができ、１，５−二置換１，２，３−トリアゾールを局所選択的にもたらすペンタメチルシクロペンタジエニルルテニウムクロリド［Ｃｐ＊ＲｕＣｌ］複合体を利用する（Ｒａｓｍｕｓｓｅｎ ｅｔ ａｌ．，Ｏｒｇ．Ｌｅｔｔ．９：５３３７−５３３９，２００７を参照されたい）。さらに、ＣｕＡＡＣとは対照的に、ＲｕＡＡＣは、完全に置換された１，２，３−トリアゾールを提供するために内部アルキンとともに使用することもできる。
いくつかの実施形態では、主題のマルチクロモフォアのポリマー主鎖は、ポリペプチドである。任意の便利なペプチド合成方法を、主題のマルチクロモフォアのそのようなポリマー主鎖の調製に利用することができる。いくつかの場合には、固相ペプチド合成（ＳＰＰＳ）方法を利用して、定義された段階的合成を介して、主題のマルチクロモフォアのポリマー主鎖を調製する。従来の保護基戦略は、定義された配列内の対象のアミノ酸残基の脱保護および結合を提供する一方で、対象の側鎖官能基は、直交的に保護され得る。いくつかの場合には、Ｆｍｏｃ／ｔｅｒｔ−ブチル方法が利用される。いくつかの場合には、Ｂｏｃ／ベンジル方法が利用される。そのような保護基戦略はまた、特定のアミノ酸残基の側鎖上、および／またはポリペプチド末端での対象のペンダント基の設置に使用するために適合され得る。ある特定の事例では、ペンダント基のうちの１つ以上は、保護されたアミノ酸モノマー開始材料中に設置され得る。いくつかの場合には、ペンダント基は、ポリマー主鎖のＳＰＰＳが行われた後に、マルチクロモフォア内に設置される。直交保護基を使用することによって、対象の異なる基を、独立して、例えば、Ｎ末端およびＣ末端、ならびに／または各異なるタイプのアミノ酸残基など、ポリペプチド主鎖上に設置することができる。ポリペプチドは、β２−アミノ酸残基、β３−アミノ酸残基、α−アミノ酸残基、またはそれらの混合物を含むことができる。
いくつかの実施形態では、（例えば、本明細書に記載の）集光マルチクロモフォアの調製方法は、単一の存在の第２のアミノ酸残基によって分離される第１のアミノ酸残基のブロックからなる定義されたアミノ酸配列を有する保護されたポリペプチドを合成することを含む。本明細書に記載されるように、アミノ酸残基の定義された配列の調製は、ポリペプチドに沿ったペンダントドナークロモフォアおよびアクセプタフルオロフォアの所望の構成を提供することができる。ポリペプチド合成後にペンダント基の設置が達成されると、ポリペプチド主鎖に沿ったアミノ酸側鎖の化学選択的官能基がペンダント基に選択的に共役される。ある特定の事例では、集光マルチクロモフォアは、定義された配列を有するポリペプチドであり、第１のアミノ酸残基の各ブロックは、少なくとも２つの残基を含み、第１のアミノ酸残基は各々、保護された第１の化学選択的側鎖基を含み、第２のアミノ酸残基は各々、保護された第２の化学選択的側鎖基を含む。
代替的に、ペンダントドナークロモフォア基の設置は、側鎖の一部としてすでにクロモフォア基を含む保護されたアミノ酸構築ブロックを利用することによって達成することができる。ペンダントクロモフォア基は、まず、定義されたポリペプチド配列の少なくとも側鎖上に設置して、集光マルチクロモフォアを生成することができることが理解される。次いで、アクセプタフルオロフォアを含む様々な追加のペンダント基を、配列の特定の残基に付着させた化学選択的タグへの選択的共役を介して順次設置することができる。
いくつかの場合には、方法は、反応性アクセプタフルオロフォア部分を、第２のアミノ酸残基の脱保護された第２の化学選択的側鎖基にカップリングして、ペンダントアクセプタフルオロフォアを生成することをさらに含む。
本方法のある特定の事例では、定義されたアミノ酸配列は、以下から選択される１つ以上のアミノ酸配列セグメントを含み、
ＸＹＸＸ
ＸＸＹＸＸ
ＸＸＸＹＸＸＸ
ＸＸＸＹＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＹＸＸＸ
ＸＸＸＸＹＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸＸＸＸＸ
Ｙ（Ｘ）ｎＹ
ＸＹ（Ｘ）ｎＹＸ
ＸＸＹ（Ｘ）ｎＹＸＸ
ＸＸＸＹ（Ｘ）ｎＹＸＸＸ
ＸＸＸＸＹ（Ｘ）ｎＹＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＹ（Ｘ）ｎＹＸＸＸＸＸ
各Ｘは、第１の化学選択的官能基、またはその保護されたバージョンを有する第１のアミノ酸残基であり、各Ｙは、第２の化学選択的官能基、またはその保護されたバージョンを有する第２のアミノ酸残基である。
上記の配列のある特定の実施形態では、各Ｘは、ペンダントドナークロモフォア基に選択的に共有結合され得る側鎖アミノ基を有するリジンもしくはオルニチン残基、またはその保護されたバージョンであり、各Ｙは、システイン残基またはペンダントアクセプタフルオロフォアに選択的に共有結合的にＮ−連結され得る側鎖チオール基を有する保護システイン残基である。
上述の配列セグメントのうちの２つ以上を含むポリペプチド配列は、任意選択で、追加の第３のアミノ酸残基（例えば、Ｚが第３の残基である場合、（セグメント１）−Ｚ−（セグメント２））によって分離されて調製され得る。この第３のアミノ酸残基は、スペーサ残基（例えば、側鎖もしくはタグを有しない）、または、第２のペンダント光吸収クロモフォア、化学選択的タグ（例えば、生体直交クリックケミストリタグ）、リンカー、連結生体分子、アクセプタフルオロフォア、ＷＳＧなど、対象の追加の部分の選択的設置に好適な化学選択的官能基を有する残基とすることができる。ある特定の事例では、対象の追加の部分は、ポリペプチド合成の前に第３のアミノ酸残基に組み込まれる。
同様に、様々な部分は、ペプチド合成中またはペプチド合成後にポリペプチドのＮ末端および／またはＣ末端に設置することができる。ある特定の事例では、方法は、保護されたポリペプチドのＮ末端を脱保護すること、およびＧ１基（例えば、本明細書に記載される）をＮ末端脱保護ポリペプチドのＮ末端にカップリングすることをさらに含む。Ｇ１は、任意の便利な末端基（例えば、アルカノイル、例えば、アセチルなどのキャッピング基）、ドナークロモフォア基、特定の化学選択的タグを有するリンカー、または対象の生体分子であり得る。
いくつかの場合には、方法は、ポリペプチドのＣ末端にＧ２基を設置することをさらに含む。これは、例えば、Ｃ末端基Ｇ２が固体支持体と配列の第１のアミノ酸残基との間に設置されるＳＰＰＳ中、固体支持体からのポリペプチドの切断中、または対象の部分（例えば、特異的結合メンバー）もしくはそれらを対象とする特定の化学選択的タグがポリペプチドのＣ末端に結合され得る合成後など、様々な方法で達成することができる。いくつかの事例では、天然化学ライゲーション方法を利用して、ポリペプチド断片または目的の部分への結合に好適なＣ末端チオエステルポリペプチドを調製することができる。
本明細書に記載されるポリペプチドマルチクロモフォアのいずれかは、主題の方法、例えば、本明細書に記載される式（ＩＶ）〜（ＶＩＩ）のポリペプチド、およびその合成前駆体に従って調製することができる。
主題のポリペプチドマルチクロモフォアを合成するために利用可能な様々な方法のいくつかの要約は、Ｓｔｅｗａｒｄ ｅｔ ａｌ．，ｉｎ “Ｓｏｌｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｐｅｐｔｉｄｅ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ”，Ｗ．Ｈ．Ｆｒｅｅｍａｎ Ｃｏ．，Ｓａｎ Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ，１９６９；Ｂｏｄａｎｓｚｋｙ ｅｔ ａｌ．，ｉｎ “Ｐｅｐｔｉｄｅ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ”，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ，１９７６ ａｎｄ Ｍｅｉｅｎｈｏｆｅｒ，ｉｎ “Ｈｏｒｍｏｎａｌ Ｐｒｏｔｅｉｎｓ ａｎｄ Ｐｅｐｔｉｄｅｓ”，Ｖｏｌ．２，ｐ．４６，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ），１９８３；ａｎｄ Ｋｅｎｔ，Ａｎｎ．Ｒｅｖ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．，５７，９５７，１９８８，ｆｏｒ ｓｏｌｉｄ ｐｈａｓｅ ｐｅｐｔｉｄｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，ａｎｄ Ｓｃｈｒｏｄｅｒ ｅｔ ａｌ．，ｉｎ “Ｔｈｅ Ｐｅｐｔｉｄｅｓ”，Ｖｏｌ．１，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ），１９６５ ｆｏｒ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓに見つけることができる。これらに限定されないが、Ｆｍｏｃ固相ペプチド合成およびＢｏｃ固相ペプチド合成戦略など、任意の便利な保護基戦略を使用してもよい。Ｂｏｃ固相ペプチド合成では、Ｂｏｃ−アミノ保護基がアミノ末端で使用され、側鎖官能基の保護のためにベンジルまたはベンジル系または他の便利な保護基が使用され得る。Ｆｍｏｃ固相ペプチド合成では、Ｆｍｏｃ−アミノ保護基がアミノ末端で使用され、側鎖官能基の保護のためにｔｅｒｔ−ブチルまたはベンジル系または他の便利な保護基が使用され得る。そのような合成方法で使用され得る便利な保護基は、上記の参考文献、およびＭｃＯｍｉｃ ｉｎ “Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｇｒｏｕｐｓ ｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ”，Ｐｌｅｎｕｍ Ｐｒｅｓｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９７３；ａｎｄ Ｇｒｅｅｎｅ ａｎｄ Ｗｕｔｓ，“Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｇｒｏｕｐｓ ｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ”，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，４ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ，２００６に記載されている。
システム
本発明の態様は、主題の方法および組成物を実践する際に使用するためのシステムをさらに含む。試料分析システムは、試料および標識された特異的結合メンバーを充填した試料視野またはフローチャネルを含むことができる。いくつかの実施形態では、システムは、フローサイトメータであって、フローパスを含むフローサイトメータ、フローパス内の組成物であって、組成物は、試料、および標識された特異的結合メンバー（例えば、本明細書に記載されるような）を含む、フローサイトメトリシステムである。いくつかの実施形態では、試料を分析するためのシステムは、蛍光顕微鏡システムであって、試料視野を含む蛍光顕微鏡と、試料視野に配置された組成物とを含み、組成物は、試料と、標識された特異的結合メンバー（例えば、本明細書に記載されるように）とを含む、蛍光顕微鏡システムである。
システムのいくつかの事例では、標識された特異的結合メンバーは、水溶媒和集光マルチクロモフォア（例えば、本明細書に記載される）、およびマルチクロモフォアに共有結合した標的分析物に特異的に結合する特異的結合メンバーを含む。いくつかの場合には、標識された特異的結合メンバーは、ポリマー色素のマルチクロモフォアにエネルギー受容近傍で共有結合したシグナルクロモフォアをさらに含む。主題のシステムのいくつかの事例では、標識された特異的結合メンバー、マルチクロモフォアは、（例えば、本明細書に記載されるように）式（Ｉ）〜（ＩＸ）のいずれか１つによって記載される。Ｇ１およびＧ２は各々、独立して、末端基、ポリマー共役セグメント、リンカー、および連結された特異的結合メンバーからなる群から選択され、Ｇ１およびＧ２のうちの少なくとも１つは、連結された特異的結合メンバーである。
本システムのある特定の実施形態では、組成物は、支持体結合され、標的分析物に特異的に結合する第２の特異的結合メンバーをさらに含む。いくつかの場合には、支持体は、磁気粒子を含む。したがって、ある特定の事例では、システムはまた、フローチャネルのアッセイ領域に適用するように構成された制御可能な外部常磁場を含んでもよい。
試料は、細胞を含んでもよい。いくつかの事例では、試料は、細胞を含む生体試料である。いくつかの事例では、試料は、標的細胞に特異的に結合した標識された特異的結合メンバーを含む。ある特定の事例では、特異的結合メンバーによって特異的に結合される標的分析物は、細胞の細胞表面マーカーである。ある特定の場合において、細胞表面マーカーは、細胞受容体および細胞表面抗原からなる群から選択される。
ある特定の態様において、システムはまた、フローチャネルまたは試料視野のアッセイ領域に光を誘導するように構成された光源を含んでもよい。システムは、フローチャネルのアッセイ領域または試料視野から信号を受信するように構成された検出器を含んでもよく、信号は、蛍光組成物によって提供される。任意選択で、試料分析システムは、１つ以上の追加の信号の検出のための１つ以上の追加の検出器および／または光源を含み得る。
ある特定の態様において、システムは、蛍光シグナルの存在を検出するように構成されたコンピュータベースのシステムをさらに含み得る。「コンピュータベースシステム」とは、本発明の情報を分析するために使用されるハードウェア手段、ソフトウェア手段、およびデータ記憶手段を指す。本発明のコンピュータベースシステムの最小ハードウェアは、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、入力手段、出力手段、およびデータ記憶手段を含む。当業者は、現在利用可能なコンピュータベースのシステムのうちの任意の１つが、主題のシステムでの使用に好適であることを容易に理解することができる。データ記憶手段は、上述のように、本情報の記録を含む任意の製造物、またはそのような製造物にアクセスすることができるメモリアクセス手段を含んでもよい。
データ、プログラミング、または他の情報をコンピュータ可読媒体に「記録」することは、当技術分野で既知の任意のそのような方法を使用して、情報を記憶するためのプロセスを指す。記憶された情報にアクセスするために使用される手段に基づいて、任意の便利なデータ記憶構造が選択され得る。例えば、ワード処理テキストファイル、データベースフォーマットなど、様々なデータプロセッサプログラムおよびフォーマットを記憶のために使用することができる。
「プロセッサ」とは、それに必要な機能を実行する任意のハードウェアおよび／またはソフトウェアの組み合わせを指す。例えば、本明細書の任意のプロセッサは、例えば、電子コントローラ、メインフレーム、サーバ、またはパーソナルコンピュータ（デスクトップまたはポータブル）の形態で利用可能な、プログラマブルデジタルマイクロプロセッサであってもよい。プロセッサがプログラマブルである場合、適切なプログラミングは、リモート位置からプロセッサに通信され得るか、またはコンピュータプログラム製品（例えば、磁気、光学もしくはソリッドステートデバイスに基づくかにかかわらず、ポータブルもしくは固定コンピュータ可読記憶媒体など）にあらかじめ保存され得る。例えば、磁気媒体または光学ディスクは、プログラミングを運ぶことができ、その対応するステーションで各プロセッサと通信する好適なリーダによって読み取ることができる。
例えば、上述のように、センサデバイスおよび信号処理モジュールに加えて、本発明のシステムは、例えば、モニタおよび／またはスピーカなどのデータ出力デバイス、例えば、インターフェースポート、キーボードなどのデータ入力デバイス、流体処理構成要素、電源など、いくつかの追加の構成要素を含んでもよい。
ある特定の態様では、システムは、フローサイトメータを含む。試料を分析するための好適なフローサイトメータシステムおよび方法は、これらに限定されないが、Ｏｒｍｅｒｏｄ（ｅｄ．），Ｆｌｏｗ Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ：Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ，Ｏｘｆｏｒｄ Ｕｎｉｖ．Ｐｒｅｓｓ（１９９７）；Ｊａｒｏｓｚｅｓｋｉ ｅｔ ａｌ．（ｅｄｓ．），Ｆｌｏｗ Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ，Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ Ｎｏ．９１，Ｈｕｍａｎａ Ｐｒｅｓｓ（１９９７）；Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｆｌｏｗ Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ，３ｒｄ ｅｄ．，Ｗｉｌｅｙ−Ｌｉｓｓ（１９９５）；Ｖｉｒｇｏ，ｅｔ ａｌ．（２０１２）Ａｎｎ Ｃｌｉｎ Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｊａｎ；４９（ｐｔ １）：１７−２８；Ｌｉｎｄｅｎ，ｅｔ．ａｌ．，Ｓｅｍｉｎ Ｔｈｒｏｍ Ｈｅｍｏｓｔ．２００４ Ｏｃｔ；３０（５）：５０２−１１；Ａｌｉｓｏｎ，ｅｔ ａｌ．Ｊ Ｐａｔｈｏｌ，２０１０ Ｄｅｃ；２２２（４）：３３５−３４４；ａｎｄ Ｈｅｒｂｉｇ，ｅｔ ａｌ．（２００７）Ｃｒｉｔ Ｒｅｖ Ｔｈｅｒ Ｄｒｕｇ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｙｓｔ．２４（３）：２０３−２５５に記載されているものを含み、これらの開示は参照により本明細書に組み込まれる。ある特定の事例では、目的のフローサイトメトリシステムは、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳＣａｎｔｏ（商標）フローサイトメータ、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳＶａｎｔａｇｅ（商標）、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳｏｒｔ（商標）、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳＣｏｕｎｔ（商標）、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳｃａｎ（商標）、およびＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳＣａｌｉｂｕｒ（商標）システム、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ Ａｃｃｕｒｉ（商標）システム、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳＣａｎｔｏ（商標）システム、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳＣｅｌｅｓｔａ（商標）システム、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳＬｙｒｉｃ（商標）システム、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳＶｅｒｓｅ（商標）システム、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳｙｍｐｈｏｎｙ（商標）システム、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＬＳＲＦｏｒｔｅｓｓａ（商標）システム、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｉｎｆｌｕｘ（商標）細胞選別機、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳＪａｚｚ（商標）細胞選別機およびＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳＡｒｉａ（商標）細胞選別機、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳＭｅｌｏｄｙ（商標）細胞選別機などを含む。
ある特定の実施形態では、主題のシステムは、米国特許第３，９６０，４４９号、第４，３４７，９３５号、第４，６６７，８３０号、第４，７０４，８９１号、第４，７７０，９９２号、第５，０３０，００２号、第５，０４０，８９０号、第５，０４７，３２１号、第５，２４５，３１８号、第５，３１７，１６２号、第５，４６４，５８１号、第５，４８３，４６９号、第５，６０２，０３９号、第５，６２０，８４２号、第５，６２７，０４０号、第５，６４３，７９６号、第５，７００，６９２号、第６，３７２，５０６号、第６，８０９，８０４号、第６，８１３，０１７号、第６，８２１，７４０号、第７，１２９，５０５号、第７，２０１，８７５号、第７，５４４，３２６号、第８，１４０，３００号、第８，２３３，１４６号、第８，７５３，５７３号、第８，９７５，５９５号、第９，０９２，０３４号、第９，０９５，４９４号、および第９，０９７，６４０号に記載のフローサイトメータの１つ以上の構成要素を組み込んだフローサイトメータシステムであり、これらの開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
他のシステムは、主題の方法を実践する際の使用を見出すことができる。ある特定の態様において、システムは、本明細書に考察される実施形態のいずれかの蛍光組成物を有する試料を充填したフルオリメータまたは顕微鏡であってもよい。フルオリメータまたは顕微鏡は、フローチャネルまたは試料視野のアッセイ領域に光を誘導するように構成された光源を含んでもよい。フルオリメータまたは顕微鏡はまた、フローチャネルのアッセイ領域または試料視野から信号を受信するように構成された検出器を含んでもよく、信号は、蛍光組成物によって提供される。
キット
本発明の態様は、主題の方法および組成物を実践する際に使用するためのキットをさらに含む。本発明の組成物は、開始材料として、または例えば上記の方法で使用するために提供されるかのいずれかとしてキットに試薬として含めることができる。
キットは、水溶媒和集光マルチクロモフォア（例えば、本明細書に記載されるように）および容器を含むポリマー色素を含むことができる。マルチウェルストリップまたはプレート内のチューブ、ボトル、またはウェル、ボックス、バッグ、絶縁容器など、任意の便利な容器を利用することができる。主題のキットは、ポリマータンデム色素、フルオロフォア、特異的結合メンバー、特異的結合メンバー共役、支持体結合特異的結合メンバー、細胞、支持体、生体適合性水性溶出緩衝液、および使用説明書から選択される１つ以上の構成要素をさらに含むことができる。キットのいくつかの実施形態では、マルチクロモフォアは、特異的結合メンバーに共有結合される。いくつかの事例では、特異的結合メンバーは、抗体である。ある特定の事例では、特異的結合メンバーは、抗体断片またはその結合誘導体である。ある特定の場合において、抗体断片またはその結合誘導体は、Ｆａｂ断片、Ｆ（ａｂ’）２断片、ｓｃＦｖ、ダイアボディ、およびトリアボディからなる群から選択される。
ある特定の実施形態では、キットは、細胞内標的などの標的分析物の存在について試料を評価する際の使用を見出す。したがって、いくつかの事例では、キットは、細胞の溶解に好適な１つ以上の構成要素を含む。キットの１つ以上の追加の構成要素は、別個の容器（例えば、マルチウェルストリップまたはプレート中の別個のチューブ、ボトル、またはウェル）中に提供され得る。
ある特定の態様では、キットは、フローサイトメトリアッセイを実行するための試薬をさらに含む。対象の試薬は、これらに限定されないが、再構成および希釈のためのバッファ、マルチクロモフォアの細胞試料を接触させるためのバッファ、洗浄バッファ、対照細胞、対照ビーズ、フローサイトメータキャリブレーションのための蛍光ビーズ、ならびにこれらの組み合わせを含む。キットはまた、パラホルムアルデヒド、グルタルアルデヒド、メタノール、アセトン、ホルマリン、またはそれらの任意の組み合わせもしくは緩衝液など、１つ以上の細胞固定試薬を含み得る。さらに、キットは、細胞透過性試薬、例えば、メタノール、アセトン、もしくは洗浄剤、例えば、トリトン、ＮＰ−４０、サポニン、トゥイーン２０、ジギトニン、ロイコペルム、またはそれらの任意の組み合わせもしくは緩衝液などを含んでよい。当業者によく知られている他のタンパク質輸送阻害剤、細胞固定試薬、および細胞透過試薬は、対象キットの範囲内である。
キットの組成物は、任意の好適な緩衝液などの液体組成物中に提供され得る。あるいは、キットの組成物は、乾燥組成物中で提供され得（例えば、凍結乾燥され得る）、キットは、任意選択で、乾燥組成物を再構成するための１つ以上の緩衝液を含み得る。ある特定の態様において、キットは、別個の容器（例えば、マルチウェルストリップまたはプレート内の別個のチューブ、ボトル、またはウェル）に提供される組成物のアリコートを含んでもよい。
加えて、１つ以上の構成要素は、単一の容器、例えば、ガラスまたはプラスチックバイアル、チューブまたはボトルに組み合わされ得る。ある特定の事例では、キットは、すべての構成要素（およびそれらの別個の容器）が存在する容器（例えば、箱、バッグ、絶縁容器、ボトル、チューブなど）をさらに含んでもよい。キットは、キット容器とは別個であるか、またはキット容器に取り付けられ、その上にキット、キットの構成要素、および／またはキットの使用説明書に関する印刷された情報をさらに含み得る。
上記の構成要素に加えて、主題のキットは、主題の方法を実践するための命令をさらに含み得る。これらの命令は、様々な形態で対象キット中に存在し得、そのうちの１つ以上は、キット中に存在し得る。これらの命令が存在し得る１つの形態は、好適な媒体または基板、例えば、情報が印刷される１枚以上の紙、キットのパッケージ、添付文書などに印刷される情報としてである。さらに別の手段は、情報が記録されたコンピュータ可読媒体、例えば、ディスケット、ＣＤ、ＤＶＤ、ポータブルフラッシュドライブなどである。存在し得るさらに別の形態は、削除されたサイトで情報にアクセスするためにインターネットを介して使用され得るウェブサイトアドレスである。任意の便利な手段は、キット中に存在してもよい。
ユーティリティ
本明細書に記載のポリマー色素、組成物、方法、およびシステムは、対象の標的の標識、検出、および／または分析が望ましい、診断および研究用途を含む、様々な用途での使用を見出すことができる。そのような用途は、サイトメトリ、顕微鏡検査、免疫アッセイ（例えば、競合的または非競合的）、遊離分析物の評価、受容体結合リガンドの評価などの方法を含む。本明細書に記載される組成物、システム、および方法は、これらに限定されないが、生物学的流体、細胞培養試料、および組織試料を含む、いくつかの試料のうちのいずれかの分析に有用であり得る。ある特定の態様において、本明細書に記載の組成物、システム、および方法は、存在する場合、蛍光活性化細胞選別または分析、免疫アッセイ、免疫染色などでの蛍光標識を使用して、分析物が試料中で検出される方法での使用を見出すことができる。ある特定の事例では、組成物および方法は、標的分析物の存在についての試料の評価が重要である用途での使用を見出す。
いくつかの場合には、方法および組成物は、これらに限定されないが、フローサイトメトリ、蛍光顕微鏡、インサイツハイブリダイゼーション、酵素結合免疫吸着アッセイ（ＥＬＩＳＡ）、ウェスタンブロット分析、磁気細胞分離アッセイ、およびフルオロクローム精製クロマトグラフィを含む、試料からの標的の検出および／または分析が重要である任意のアッセイフォーマットでの使用を見出す。ある特定の事例では、方法および組成物は、標的分子の蛍光標識が重要である任意の用途での使用を見出す。主題の組成物は、ビオチン−ストレプタビジンおよびハプテン−抗ハプテン抗体など、特異的結合メンバーの対が使用を見出す任意の便利な用途での使用に適合され得る。
実施例１
主題のポリマー色素の合成は、スズキカップリング法によって達成することができる。Ｃ−Ｈ結合アリール化またはＳｔｉｌｌｅカップリング法などの他の方法もまた、アリールまたはヘテロアリールコモノマーを含む反復単位を飽和ペグコモノマーと構築および重合するために利用することができる。
マルチクロモフォアＡ（ＭＣ）に基づくタンデム色素の式を図１に示す。異なるアクセプタフルオロフォア（「色素」）を有する以下のコア構造を有する一連のタンデム色素を調製した。
Figure 2021519841
例示的なポリマータンデム色素の分光特性を、図２および図３に示されるように評価した。
Figure 2021519841
実施例２
図４に示されるように、固相ペプチド合成方法を使用して、リジンおよびシステインアミノ酸残基ＫＣＫＫの配列を調製した。カルボン酸置換ＢＯＤＩＰＹ基を、アミド結合カップリングを介してペプチドのＮ末端およびリジン残基の側鎖アミノ基に共役した。マレイミド置換アクセプタフルオロフォア（色素７）を、マレイミドチオールカップリング化学を利用してシステイン残基に共役した。ペプチドを、生体分子、例えば、タンパク質への共役に好適なＣ末端リンカーで調製した。
図４のＢＯＤＩＰＹベースのタンデム色素の分光特性を特徴付けた。図５Ａは、ＢＯＤＩＰＹドナーペンダント群の吸光および発光スペクトルを示す。図５Ｂは、アクセプタ色素（色素７）の吸光および発光スペクトルを示す。図５Ｃは、図４の例示的なポリマータンデム色素吸光および発光スペクトルを示す。スキャフォールド型クロモフォアの発光スペクトルについては、一次クロモフォアが励起されている。このシステムに関して、ドナーの放出はほぼ完全にクエンチされ、放出の大部分は、アクセプタフルオロフォアの放出のものである。ポリマータンデム色素の量子収率は、アクセプタフルオロフォア（色素７）と同等であり、タンデム色素が効率的なエネルギー伝達プロセスを示すことを示唆する。この例示的なタンデム色素の蛍光を、アクセプタフルオロフォア単独の蛍光のおよそ２倍増幅した（色素７）。
５：１、６：１、７：１、８：１、９：１、１０：１、および２０：２のドナー対アクセプタの比を提供するポリペプチドが、上述した方法を使用して調製され、特徴付けられる。
実施例３
水溶性蛍光ポリマー色素は、穏やかな条件下でのクリック重合によって調製することができる。これらのポリマー色素は、生体認識ユニット（生体分子）に共有結合し、標的の蛍光プローブとして機能することができる。二次色素がアクセプタとして組み込まれると、ポリマータンデム色素が形成される。アクセプタ色素の色を調整することによって、同じ励起波長（図９Ａを参照）を有するが、異なる代替発光波長の範囲を有するポリマータンデム色素を調製することができる（図９Ｂを参照）。
所望の狭い吸光を有するペグ化ＢＯＤＩＰＹ色素をフルオロフォアペンダント色素として選択する。ペンダントフルオロフォアは、ジアジド、ジアルキン、またはアジド／アルキンで終端化された水溶性エチレングリコールエーテルモノマーに化学的に結合される。付着したＢＯＤＩＰＹ色素を有するペグポリマー鎖は、（例えば、本明細書に記載されるように）良好なＭＷでアジドへのアルキンのＣｕ（Ｉ）触媒１，３−二極環付加物を使用して調製することができる。１つの種類のフルオロフォア色素のみがペンダント基として結合されるとき、得られたポリマーは、単純な蛍光ポリマー色素として蛍光を示す（図８を参照されたい）。第２のアクセプタフルオロフォアが付着されると、２つのフルオロフォアペダントを有するポリマー鎖が達成される。より高いエネルギーレベルの１つのフルオロフォアは、エネルギードナーとして機能し得、低エネルギーレベルの第２のフルオロフォアは、エネルギーアクセプタとして機能し得る。ドナー／アクセプタの好適な対および比を混合することによって、所望の発光波長を有するポリマータンデム色素を取得することができる。
以下のポリマー色素は、図７Ａおよび７Ｂの合成スキームによって記載されるコモノマーおよび方法を使用して、クリック重合方法によって調製され、ｎおよびｍがともにポリマーの平均長およびコモノマーの相対比を表すことができ、ｎおよびｍが任意の好都合な方法を使用して重合反応のパラメータを制御することによって所望に応じて選択され得ることが理解される。重合方法に応じて、ｎおよびｍ反復単位は、ランダム構成またはブロック構成中に存在し得ることが理解される。加えて、以下のポリマー構造は、末端アジドまたはアルキン基を介したクリックケミストリを使用して、任意の好都合な対象の分子、例えば、生体分子にさらに共役することができる。いくつかの場合には、ｎおよびｍは各々、独立して、１〜５００、１〜２００、１〜１００、２〜１００、または５〜１００など、１〜１０００から選択される。
Figure 2021519841
図８は、上記に示す一般構造のペンダントＢＯＤＩＰＹ色素を含むベースポリマー色素の吸光および発光スペクトルを示す。Ｒが連結ドナー色素（例えば、上述のＢＯＤＩＰＹ色素）であり、（例えば、アミド結合およびアクセプタ色素へのリンカーを介して）共役に好適な側鎖−ＮＨ２基を含む他の例示的なポリマー色素は、以下の通りである。
Figure 2021519841
例示的なポリマータンデム色素構造が以下に示され、Ｒは、連結ドナー色素（例えば、上述のＢＯＤＩＰＹ色素）であり、対象の連結アクセプタ色素（例えば、ＤＹ−７５４またはＤＹ−７０４などの共役（例えば、アクセプタ色素への共役）に好適な）を含み、ＤＹは、それぞれ、例えば、７５４ｎｍまたは７０４ｎｍの発光最大波長を有するダイオミクス色素を指す。塩基ポリマーの発光スペクトルと少なくとも部分的に重複する対象のアクセプタ色素を選択することによって（図８を参照されたい）、様々な発光波長を有するポリマータンデム色素を生成することができる。例えば、図９Ａ〜９Ｂを参照されたい。
Figure 2021519841
追加の実施形態
添付の特許請求の範囲にかかわらず、本明細書に記載された本開示はまた、以下の付記によっても義される。
付記１．水溶性の集光マルチクロモフォアであって、
非共役反復単位を含むポリマー主鎖と、
ポリマー主鎖の非共役反復単位に各々独立して連結された複数のペンダントドナークロモフォア基と
を含む、集光マルチクロモフォア。
付記２．ペンダントドナークロモフォア基は各々、水溶性基で置換される、付記１に記載の集光マルチクロモフォア。
付記３．ポリマー主鎖は、線形ポリマーである、付記１に記載の集光マルチクロモフォア。
付記４．ペンダントドナークロモフォア基は、互いにエネルギーを伝達する近傍に構成されている、付記１に記載の集光マルチクロモフォア。
付記５．ペンダントドナークロモフォア基の構成は、入射光で励起されると、クエンチされていない単離されたドナークロモフォア基に対する蛍光のクエンチを呈する、付記４に記載の集光マルチクロモフォア。
付記６．ペンダントドナークロモフォア基は、縮合三環式アリール基またはヘテロアリール基およびＢＯＤＩＰＹ基から選択される、付記１〜５のいずれか一つに記載の集光マルチクロモフォア。
付記７．ペンダントドナークロモフォア基は、フルオレン、カルバゾール、およびシロールから選択される、付記６に記載の集光マルチクロモフォア。
付記８．ペンダントドナークロモフォア基は、以下の式のうちの１つを有する縮合三環式アリール基またはヘテロアリール基であり、
Figure 2021519841
式中、
＊は、ポリマー主鎖の非共役反復単位への連結点であり、
Ｙは、Ｃ（Ｒ１３）２、−Ｃ（Ｒ１３）２Ｃ（Ｒ１３）２−、−Ｃ（Ｒ１３）２Ｓｉ（Ｒ１３）２−、ＮＲ１３、Ｓｉ（Ｒ１３）２またはＳｅであり、
各Ｚは、独立して、ＣＨ、ＣＲ、またはＮであり、
各Ｒ１３は、独立して、Ｈ、アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、アシル、置換アシル、アルコキシ、置換アルコキシ、アミド、置換アミド、アラルキル、置換アラルキル、ペグ部分、ＷＳＧ、および−Ｌ１１−Ｚ１から選択され、Ｌ１１は、リンカーであり、Ｚ１は、非共役反復単位であるか、または、任意の２つの便利なＲ’基は、任意選択で、環状に連結されており、
各Ｒは、独立して、Ｈまたは１つ以上の置換基であり、２つの便利なＲ基は、任意選択で、環状に連結され、
ＲおよびＲ１３のうちの１つは、ポリマー主鎖の非共役反復単位に連結される、付記６または７に記載の集光マルチクロモフォア。
付記９．ペンダントドナークロモフォア基は、ＢＯＤＩＰＹ基である、付記１〜６のいずれか一つに記載の集光マルチクロモフォア。
付記１０．ＢＯＤＩＰＹ基は、以下の式によって記載され、
Figure 2021519841
式中、
Ｒ１〜Ｒ７は各々独立して、Ｈ、アルキル、置換アルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、アルケニル、置換アルケニル、アルキニル、置換アルキニル、水溶化基（ＷＳＧ）および−Ｌ１−Ｚ１から選択され、あるいは
任意選択で、Ｒ６およびＲ７、Ｒ２およびＲ３、Ｒ５およびＲ６、Ｒ３およびＲ４、Ｒ４およびＲ１ならびにＲ５およびＲ１から選択される任意の１つ以上の置換基対は、一緒に二価ラジカルを形成し、環状に連結され、それらが結合する炭素原子と一緒に、５員または６員の縮合複素環、炭素環、アリールまたはヘテロアリール環（例えば、炭素原子ならびにＯ、ＳおよびＮから選択される０〜３個のヘテロ原子を含む５員または６員環）を提供し、この環は、非置換であってもよく、または、独立してアルキル、置換アルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、アルケニル、置換アルケニル、アルキニル、置換アルキニル、水溶化基（ＷＳＧ）および−Ｌ１−Ｚ１から選択される置換基でさらに置換されてもよく、
Ｌ１は、リンカーであり、
Ｚ１は、ポリマー主鎖の非共役反復単位であり、
Ｙ１およびＹ２は、独立して、Ｆ、ＯＨ、Ｈ、シアノ、アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、アルコキシ、置換アルコキシ、アルケニル、置換アルケニル、アルキニル、置換アルキニル、およびＷＳＧから選択され、
Ｙ１、Ｙ２、およびＲ１〜Ｒ７のうちの１つは、ポリマー主鎖の非共役反復単位に連結される、付記９に記載の集光マルチクロモフォア。
付記１１．Ｒ１は、ポリマー主鎖の非共役反復単位に連結された、任意選択で置換されたアリールまたはヘテロアリールである、付記１０に記載の集光マルチクロモフォア。
付記１２．Ｙ１およびＹ２は各々、水溶化基（ＷＳＧ）を含む、付記１０または１１に記載の集光マルチクロモフォア。
付記１３．ペンダントドナークロモフォア基は、以下の構造によって記載され、
Figure 2021519841
式中、
＊は、ポリマー主鎖の非共役反復単位への連結点であり、
Ｙ１およびＹ２は各々、ＷＳＧで置換されたアルキニルである、付記１０〜１２のいずれか一つに記載の集光マルチクロモフォア。
付記１４．ペンダントドナークロモフォア基は、以下の構造によって記載され、
Figure 2021519841
式中、
Ｒ１１は、Ｌ１−Ｚ１（ポリマー主鎖の連結された非共役反復単位）であり、
各Ｒ９は、ハロゲン、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、アルキル、置換アルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、および置換ヘテロアリールから選択される任意選択の置換基であり、ｔは０〜４である、付記１３に記載の集光マルチクロモフォア。
付記１５．ペンダントドナークロモフォア基は、独立して以下の式から選択される１つ以上の水溶化基（ＷＳＧ）で置換され、
Figure 2021519841
式中、
Ｔ５は、任意選択のリンカーであり、
各Ｔ６は、リンカーであり、
Ｒ１１およびＲは、独立して、Ｈ、アルキル、または置換アルキルであり、
各ｓは、１〜５０の整数である、付記１〜１４のいずれか一つに記載の集光マルチクロモフォア。
付記１６．以下の式のセグメントを含み、
Figure 2021519841
式中、
各Ｍ１およびＭ２は、独立して、アリールまたはヘテロアリールコモノマーであり、
各Ｓ１およびＳ２は、独立して、非共役スペーサ単位であり、
各Ｄ１は、独立して、Ｍ１に連結されたペンダントドナークロモフォアであり、
各Ｚ１は、独立して、Ｍ２に連結された化学選択的タグであり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
ｙは、２５ｍｏｌ％以下である、付記１〜１５のいずれか一つに記載の集光マルチクロモフォア。
付記１７．ポリマー主鎖のＭ１−Ｓ１およびＭ２−Ｓ２反復単位は、ランダム構成を有する、付記１６に記載の集光マルチクロモフォア。
付記１８．各Ｍ１およびＭ２は、独立して、フルオレン、カルバゾール、シロール、ビフェニレン、およびフェニレンから選択される１つ以上の基を含み、
各Ｓ１およびＳ２は、独立して、二価ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）および二価修飾ペグ基から選択される飽和スペーサ単位である、付記１６または１７に記載の集光マルチクロモフォア。
付記１９．以下の式のセグメントを含み、
Figure 2021519841
式中、
非共役反復単位のポリマー主鎖が、各々独立して飽和非共役コモノマーであるＳＭ１およびＳＭ２コモノマーを含み、
各Ｄ１は、独立して、ＳＭ１に連結されたペンダントドナークロモフォアであり、
各Ｚ１は、独立して、ＳＭ２に連結された化学選択的タグであり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
ｙは、２５ｍｏｌ％以下である、付記１〜１５のいずれか一つに記載の集光マルチクロモフォア。
付記２０．ポリマー主鎖のＳＭ１およびＳＭ２反復単位は、ランダム構成を有する、付記１９に記載の集光マルチクロモフォア。
付記２１．ＳＭ１およびＳＭ２は、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、ポリスチレン、ＲＯＭＰモノマー、ＡＤＭＥＴモノマー、または環状炭酸塩に由来するコモノマーである、付記１９または２０に記載の集光マルチクロモフォア。
付記２２．ＳＭ１およびＳＭ２は、以下の式から選択され、
Figure 2021519841
式中、
Ｒ２１は、−Ｌ１−Ｄ１または−Ｌ２−Ｚ１であり、
Ｄ１は、Ｍ１に連結されたペンダントドナークロモフォアであり、
Ｚ１は、Ｍ２に連結された化学選択的タグであり、
Ｌ１およびＬ２は、任意選択のリンカーであり、
Ｘは、ＯまたはＮＲ’’であり、
Ｒ２２は、Ｈまたは低級アルキルであり、
Ｒ’’は、Ｈまたは低級アルキル、置換低級アルキル、およびＷＳＧであり、
＊は、ポリマー主鎖への接続である、付記２１に記載の集光マルチクロモフォア。
付記２３．マルチクロモフォアは、式（ＸＸＩ）のものであり、
Figure 2021519841
式中、
非共役反復単位のポリマー主鎖は、クリックケミストリまたは化学選択的基共役反応の生成物である基Ｔを介して各々連結されるＳＭ１、ＳＭ２、およびＳＭ３コモノマーを含み、
ＳＭ３は、任意選択で、連結されたＷＳＧを含み、
各Ｄ１は、独立して、ＳＭ１に連結されたペンダント光吸収クロモフォアであり、
各Ｚ１は、独立して、ＳＭ２に連結された化学選択的タグであり、
ｘは、５０ｍｏｌ％以上であり、
ｙ＋ｚは、５０ｍｏｌ％以下であり、＊は、マルチクロモフォアまたは末端基のポリマー主鎖への接続である、付記１９に記載の集光マルチクロモフォア。
付記２４．ＳＭ１、ＳＭ２、およびＳＭ３は、以下の構造を含み、
Figure 2021519841
式中、
各Ｘは、独立して、ＯまたはＮＲ３１であり、Ｒ３１は、Ｈ、アルキル、置換アルキル、アルカノイル、または置換アルカノイルであり、
各ｒおよびｓは、独立して、１〜６（例えば、１、２、または３）であり、
各ｄおよびｅは、独立して、１〜１２（例えば、１、２、３、４、５、または６などの１〜６）であり、
ｔは、０または１であり、
Ｄ１は、ペンダントドナークロモフォアであり、
Ｚ１は、（例えば、本明細書に記載の）化学選択的タグであり、
ＷＳＧは、（例えば、本明細書に記載の）水溶化基であり、
各Ｌ１、Ｌ２、およびＬ３は、独立して、リンカーであり、
＊は、以下の構造のうちの１つを有する１，４置換１，２，３−トリアゾール（Ｔ）への接続であり、
Figure 2021519841
または、（例えば、本明細書に記載の）末端基Ｇ１もしくはＧ２である、付記２３に記載の集光マルチクロモフォア。
付記２５．ポリマー主鎖の反復単位は、定義された線形配列を有する、付記１９に記載の集光マルチクロモフォア。
付記２６．ＳＭ１およびＳＭ２は、アミノ酸、ペプトイドモノマー、保護カーボネートモノマー、または環状カーボネートモノマーに由来するコモノマーである、付記２５に記載の集光マルチクロモフォア。
付記２７．ポリマー主鎖は、α−アミノ酸残基および／またはβ−アミノ酸残基の定義された配列を有するポリペプチドである、付記１９、２５、および２６のいずれか一つに記載の集光マルチクロモフォア。
付記２８．マルチクロモフォアは、以下の式のものであり、
Figure 2021519841
式中、
各Ｄ１は、独立して、ペンダントドナークロモフォア基であり、
各Ｚ１は、独立して、化学選択的タグであり、
各Ｌ１およびＬ２は、独立して、リンカーであり、
ｐ１およびｑ１は、独立して、０または１であり、ｐ１＋ｑ１≦１であり、
ｐ２およびｑ２は、独立して、０または１であり、ｐ２＋ｑ２≦１であり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
ｙは、２５ｍｏｌ％以下であり、
Ｇ１およびＧ２は各々、独立して、末端基、ポリマーセグメント、ドナークロモフォア基、アクセプタフルオロフォア基、リンカー、および連結された特異的結合メンバーから選択される、付記１９、および２５〜２７のいずれか一つに記載の集光マルチクロモフォア。
付記２９．ｐ１およびｐ２は各々、０であり、ｑ１およびｑ２は各々、１である、付記２８に記載の集光マルチクロモフォア。
付記３０．ｐ１およびｐ２は各々、１であり、ｑ１およびｑ２は各々、０である、付記２８に記載の集光マルチクロモフォア。
付記３１．ｐ１、ｐ２、ｑ１、およびｑ２は各々、０であり、マルチクロモフォアは、以下の式のものであり、
Figure 2021519841
式中、
各Ｄ１は、独立して、ペンダントドナークロモフォア基であり、
各Ｚ１は、独立して、化学選択的タグであり、
Ｌ１およびＬ２は各々、独立して、リンカーであり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
ｙは、２５ｍｏｌ％以下であり、
Ｇ１およびＧ２は各々、独立して、末端基、ポリマーセグメント、ドナークロモフォア基、アクセプタフルオロフォア基、リンカー、および連結された特異的結合メンバーから選択される、付記２８に記載の集光マルチクロモフォア。
付記３２．以下の式のセグメントを含み、
Figure 2021519841
式中、
各Ｄ１は、独立して、ペンダントドナークロモフォア基であり、
各Ｚ１は、独立して、化学選択的タグであり、
各Ｌ１およびＬ２は、独立して、リンカーであり、
ｎおよびｐは各々、独立して、１〜２０の整数であり、式中、ｎ＋ｐ≧２であり、
ｍは、１または２である、付記２７、２８、および３１のいずれか一つに記載の集光マルチクロモフォア。
付記３３．集光マルチクロモフォアは、コポリマーのｑのセグメントを含み、以下の式のものであり、
Figure 2021519841
式中、
各（ｎ）ｑおよび各（ｐ）ｑは、独立して、１〜２０の整数であり、式中、ｑのセグメントの各々について、（ｎ）ｑ＋（ｐ）ｑ≧３であり、
ｑは、１〜１００の整数である、付記３２に記載の集光マルチクロモフォア。
付記３４．ポリマー主鎖は、以下から選択される１つ以上のアミノ酸配列を含み、
ＸＹＸＸ
ＸＸＹＸＸ
ＸＸＸＹＸＸＸ
ＸＸＸＹＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＹＸＸＸ
ＸＸＸＸＹＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸＸＸＸＸ
Ｙ（Ｘ）ｎＹ
ＸＹ（Ｘ）ｎＹＸ
ＸＸＹ（Ｘ）ｎＹＸＸ
ＸＸＸＹ（Ｘ）ｎＹＸＸＸ
ＸＸＸＸＹ（Ｘ）ｎＹＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＹ（Ｘ）ｎＹＸＸＸＸＸ
式中、
各Ｘは、ペンダントドナークロモフォア基に共有結合的にＮ−連結されたリジンまたはオルニチン残基であり、
各Ｙは、システイン残基または保護システイン残基である、付記１９、２５〜２８、および３１〜３３のいずれか一つに記載の集光マルチクロモフォア。
付記３５．集光マルチクロモフォアは、以下の式を有し、
Figure 2021519841
式中、
各Ｄ１は、独立して、ペンダントドナークロモフォア基であり、
各Ｚ１は、独立して、化学選択的タグであり、
各Ｌ１およびＬ２は、独立して、リンカーであり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
ｙは、２５ｍｏｌ％以下であり、
Ｇ１およびＧ２は各々、独立して、末端基、ポリマーセグメント、ドナークロモフォア基、アクセプタフルオロフォア、リンカー、および連結された特異的結合メンバーから選択される、付記１９、２５、および２６のいずれか一つに記載の集光マルチクロモフォア。
付記３６．集光マルチクロモフォアは、以下の式を有し、
Figure 2021519841
式中、
各Ｄ１は、独立して、ペンダントドナークロモフォアであり、
各Ｚ１は、独立して、化学選択的タグであり、
各Ｌ１およびＬ２は、独立して、リンカーであり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
ｙは、２５ｍｏｌ％以下であり、
Ｇ１およびＧ２は各々、独立して、末端基、ポリマーセグメント、ドナークロモフォア基、アクセプタフルオロフォア、リンカー、および連結された特異的結合メンバーからなる群から選択される、付記１９〜２１、および２６のいずれか一つに記載の集光マルチクロモフォア。
付記３７．ペンダントドナークロモフォア基は、ＢＯＤＩＰＹ基である、付記１６〜３６のいずれか一つに記載の集光マルチクロモフォア。
付記３８．ポリマータンデム色素であって、
集光マルチクロモフォアであって、
非共役反復単位を含むポリマー主鎖、および
ポリマー主鎖の非共役反復単位に各々独立して連結された複数のペンダントドナークロモフォア基を含む、集光マルチクロモフォアと、
ポリマー主鎖の非共役反復単位に連結され、集光マルチクロモフォアの少なくとも１つのペンダントドナークロモフォア基に対してエネルギーを受容する近傍に構成されたアクセプタフルオロフォアと
を含む、ポリマータンデム色素。
付記３９．ペンダントドナークロモフォア基は各々、水溶性基で置換される、付記３８に記載のポリマータンデム色素。
付記４０．ポリマー主鎖は、線形ポリマーである、付記３８に記載のポリマータンデム色素。
付記４１．ペンダントドナークロモフォア基は、互いにエネルギーを伝達する近傍に構成されている、付記３８に記載のポリマータンデム色素。
付記４２．ストークスシフトが１００ｎｍ以上である、付記３６に記載のポリマータンデム色素。
付記４３．ペンダントドナークロモフォア基は、縮合三環式アリール基、縮合三環式ヘテロアリール基、およびＢＯＤＩＰＹ基から選択される、付記３６〜４０のいずれか一つに記載のポリマータンデム色素。
付記４４．ペンダントドナークロモフォア基は、任意に置換されたフルオレン、カルバゾール、およびシロール基から選択される、付記４３に記載のポリマータンデム色素。
付記４５．ペンダントドナークロモフォア基は、以下の式のうちの１つを有する縮合三環式アリール基またはヘテロアリール基であり、
Figure 2021519841
式中、
＊は、ポリマー主鎖の非共役反復単位への連結点であり、
Ｙは、Ｃ（Ｒ１３）２、−Ｃ（Ｒ１３）２Ｃ（Ｒ１３）２−、−Ｃ（Ｒ１３）２Ｓｉ（Ｒ１３）２−、ＮＲ１３、Ｓｉ（Ｒ１３）２またはＳｅであり、
各Ｚは、独立して、ＣＨ、ＣＲ、またはＮであり、
各Ｒ１３は、独立して、Ｈ、アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、アシル、置換アシル、アルコキシ、置換アルコキシ、アミド、置換アミド、アラルキル、置換アラルキル、ペグ部分、ＷＳＧ、および−Ｌ１１−Ｚ１から選択され、Ｌ１１は、リンカーであり、Ｚ１は、非共役反復単位であるか、または、任意の２つの便利なＲ３基は、任意選択で、環状に連結されており、
各Ｒは、独立して、Ｈまたは１つ以上の置換基であり、２つの便利なＲ基は、任意選択で、環状に連結され、
ＲおよびＲ１３のうちの１つは、ポリマー主鎖の非共役反復単位に連結される、付記４３または４４に記載のポリマータンデム色素。
付記４６．ペンダントドナークロモフォア基は、ＢＯＤＩＰＹ基である、付記４３に記載のポリマータンデム色素。
付記４７．ＢＯＤＩＰＹ基は、以下の式によって記載され、
Figure 2021519841
式中、
Ｒ１〜Ｒ７は各々独立して、Ｈ、アルキル、置換アルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、アルケニル、置換アルケニル、アルキニル、置換アルキニル、水溶化基（ＷＳＧ）および−Ｌ１−Ｚ１から選択され、あるいは
任意選択で、Ｒ６およびＲ７、Ｒ２およびＲ３、Ｒ５およびＲ６、Ｒ３およびＲ４、Ｒ４およびＲ１ならびにＲ５およびＲ１から選択される任意の１つ以上の置換基対が、一緒に二価ラジカルを形成し、環状に連結され、それらが結合する炭素原子と一緒に、５員または６員の縮合複素環、炭素環、アリールまたはヘテロアリール環（例えば、炭素原子ならびにＯ、ＳおよびＮから選択される０〜３個のヘテロ原子を含む５員または６員環）を提供し、この環は、非置換であってもよく、または、独立してアルキル、置換アルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、アルケニル、置換アルケニル、アルキニル、置換アルキニル、水溶化基（ＷＳＧ）および−Ｌ１−Ｚ１から選択される置換基でさらに置換されてもよく、
Ｌ１は、リンカーであり、
Ｚ１は、ポリマー主鎖の非共役反復単位であり、
Ｙ１およびＹ２は独立して、Ｆ、ＯＨ、Ｈ、シアノ、アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、アルコキシ、置換アルコキシ、アルケニル、置換アルケニル、アルキニル、置換アルキニル、およびＷＳＧから選択され、
Ｙ１、Ｙ２、およびＲ１〜Ｒ７のうちの１つは、ポリマー主鎖の非共役反復単位に連結される、付記４６に記載のポリマータンデム色素。
付記４８．Ｒ１は、ポリマー主鎖の非共役反復単位に連結された、任意選択で置換されたアリールまたはヘテロアリールである、付記４７に記載のポリマータンデム色素。
付記４９．Ｙ１およびＹ２は各々、水溶化基（ＷＳＧ）を含む、付記４７または４８に記載のポリマータンデム色素。
付記５０．ペンダントドナークロモフォア基は、以下の構造によって記載され、
Figure 2021519841
式中、
＊は、ポリマー主鎖の非共役反復単位への連結点であり、
Ｙ１およびＹ２は各々、ＷＳＧで置換されたアルキニルである、付記４７〜４９のいずれか一つに記載のポリマータンデム色素。
付記５１．ペンダントドナークロモフォア基は、以下の構造によって記載され、
Figure 2021519841
式中、
Ｒ１１は、Ｌ１−Ｚ１（ポリマー主鎖の連結された非共役反復単位）であり、
各Ｒ９は、ハロゲン、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、アルキル、置換アルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、および置換ヘテロアリールから選択される任意選択の置換基であり、ｔは０〜４である、付記５０に記載のポリマータンデム色素。
付記５２．ペンダントドナークロモフォア基は、独立して以下の式から選択される１つ以上の水溶化基（ＷＳＧ）で置換され、
Figure 2021519841
式中、
Ｔ５は、任意選択のリンカーであり、
各Ｔ６は、リンカーであり、
Ｒ１１およびＲは、独立して、Ｈ、アルキル、または置換アルキルであり、
各ｓは、１〜５０の整数である、付記３８〜５１のいずれか一つに記載のポリマータンデム色素。
付記５３．以下の式のセグメントを含み、
Figure 2021519841
式中、
各Ｍ１およびＭ２は、独立して、アリールまたはヘテロアリールコモノマーであり、
各Ｓ１およびＳ２は、独立して、非共役スペーサ単位であり、
各Ｄ１は、独立して、Ｍ１に連結されたペンダントドナークロモフォアであり、
各Ａ１は、独立して、Ｍ２に連結されたアクセプタフルオロフォアであり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
ｙは、２５ｍｏｌ％以下である、付記３８〜５２のいずれか一つに記載のポリマータンデム色素。
付記５４．ポリマー主鎖のＭ１−Ｓ１およびＭ２−Ｓ２反復単位は、ランダム構成を有する、付記５３に記載のポリマータンデム色素。
付記５５．各Ｍ１およびＭ２は、独立して、フルオレン、カルバゾール、シロール、ビフェニレン、およびフェニレンから選択される１つ以上の基を含み、
各Ｓ１およびＳ２は、独立して、二価ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）および二価修飾ペグ基から選択される飽和スペーサ単位である、付記５３または５４に記載のポリマータンデム色素。
付記５６．以下の式のセグメントを含み、
Figure 2021519841
式中、
非共役反復単位のポリマー主鎖は、各々独立して非共役コモノマーであるＳＭ１およびＳＭ２コモノマーを含み、
各Ｄ１は、独立して、ＳＭ１に連結されたペンダントドナークロモフォアであり、
各Ａ１は、独立して、ＳＭ２に連結されたアクセプタフルオロフォアであり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
ｙは、２５ｍｏｌ％以下である、付記３８〜５２のいずれか一つに記載のポリマータンデム色素。
付記５７．ポリマー主鎖の反復単位は、ランダム構成を有する、付記５６に記載のポリマータンデム色素。
付記５８．ＳＭ１およびＳＭ２は、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、ポリスチレン、ＲＯＭＰモノマー、ＡＤＭＥＴモノマー、または環状炭酸塩に由来するコモノマーである、付記５６または５７に記載のポリマータンデム色素。
付記５９．ＳＭ１およびＳＭ２は、以下の式から選択され、
Figure 2021519841
式中、
Ｒ２１は、−Ｌ１−Ｄ１または−Ｌ２−Ｚ１であり、
Ｄ１は、Ｍ１に連結されたペンダントドナークロモフォアであり、
Ｚ１は、Ｍ２に連結された化学選択的タグであり、
Ｌ１およびＬ２は、任意選択のリンカーであり、
Ｘは、ＯまたはＮＲ’’であり、
Ｒ’は、Ｈまたは低級アルキルであり、
Ｒ’’は、Ｈまたは低級アルキル、置換低級アルキル、およびＷＳＧであり、
＊は、ポリマー主鎖への接続である、付記５８に記載のポリマータンデム色素。
付記６０．マルチクロモフォアは、式（ＸＸＩ）のものであり、
Figure 2021519841
式中、
非共役反復単位のポリマー主鎖は、クリックケミストリまたは化学選択的基共役反応の生成物である基Ｔを介して各々連結されるＳＭ１、ＳＭ２、およびＳＭ３コモノマーを含み、
ＳＭ３は、任意選択で、連結されたＷＳＧを含み、
各Ｄ１は、独立して、ＳＭ１に連結されたペンダント光吸収クロモフォアであり、
各Ａ１は、独立して、ＳＭ２に連結されたアクセプタフルオロフォアであり、
ｘは、５０ｍｏｌ％以上であり、
ｙ＋ｚは、５０ｍｏｌ％以下であり、＊は、マルチクロモフォアまたは末端基のポリマー主鎖への接続である、付記５６に記載のポリマータンデム色素。
付記６１．ＳＭ１、ＳＭ２、およびＳＭ３は、以下の構造を含み、
Figure 2021519841
式中、
各Ｘは、独立して、ＯまたはＮＲ３１であり、Ｒ３１は、Ｈ、アルキル、置換アルキル、アルカノイル、または置換アルカノイルであり、
各ｒおよびｓは、独立して、１〜６（例えば、１、２、または３）であり、
各ｄおよびｅは、独立して、１〜１２（例えば、１、２、３、４、５、または６などの１〜６）であり、
ｔは、０または１であり、
各Ｌ１、Ｌ２、およびＬ３は、独立して、リンカーであり、
＊は、以下の構造のうちの１つを有する１，４置換１，２，３−トリアゾール（Ｔ）への接続である、付記６０に記載のポリマータンデム色素。
Figure 2021519841
付記６２．ポリマー主鎖の反復単位は、定義された線形配列を有する、付記５６に記載のポリマータンデム色素。
付記６３．ＳＭ１およびＳＭ２は、アミノ酸、ペプトイドモノマー、保護カーボネートモノマー、または環状カーボネートモノマーに由来するコモノマーである、付記６２に記載のポリマータンデム色素。
付記６４．ポリマー主鎖は、α−アミノ酸残基および／またはβ−アミノ酸残基の定義された配列を有するポリペプチドである、付記５６、６２、および６３のいずれか一つに記載のポリマータンデム色素。
付記６５．マルチクロモフォアは、以下の式のものであり、
Figure 2021519841
式中、
各Ｄ１は、独立して、ペンダントドナークロモフォア基であり、
各Ａ１は、独立して、アクセプタフルオロフォアであり、
各Ｌ１およびＬ２は、独立して、リンカーであり、
ｐ１およびｑ１は、独立して、０または１であり、ｐ１＋ｑ１≦１であり、
ｐ２およびｑ２は、独立して、０または１であり、ｐ１＋ｑ１≦１であり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
ｙは、２５ｍｏｌ％以下であり、
Ｇ１およびＧ２は各々、独立して、末端基、ポリマーセグメント、ドナークロモフォア基、アクセプタフルオロフォア、リンカー、および連結された特異的結合メンバーから選択される、付記５６、および６２〜６４のいずれか一つに記載のポリマータンデム色素。
付記６６．ｐ１およびｐ２は各々、０であり、ｑ１およびｑ２は各々、１である、付記６５に記載のポリマータンデム色素。
付記６７．ｐ１およびｐ２は各々、１であり、ｑ１およびｑ２は各々、０である、付記６５に記載のポリマータンデム色素。
付記６８．ｐ１、ｐ２、ｑ１、およびｑ２は各々、０であり、マルチクロモフォアは、以下の式のものであり、
Figure 2021519841
式中、
各Ｄ１は、独立して、ペンダントドナークロモフォア基であり、
各Ａ１は、独立して、アクセプタフルオロフォアであり、
Ｌ１およびＬ２は各々、独立して、リンカーであり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
ｙは、２５ｍｏｌ％以下であり、
Ｇ１およびＧ２は各々、独立して、末端基、ポリマーセグメント、ドナークロモフォア基、アクセプタフルオロフォア、リンカー、および連結された特異的結合メンバーから選択される、付記６５に記載のポリマータンデム色素。
付記６９．以下の式のセグメントを含み、
Figure 2021519841
式中、
各Ｄ１は、独立して、ペンダントドナークロモフォア基であり、
各Ａ１は、独立して、アクセプタフルオロフォアであり、
各Ｌ１およびＬ２は、独立して、リンカーであり、
ｎおよびｐは各々、独立して、１〜２０の整数であり、式中、ｎ＋ｐ≧２であり、
ｍは、１または２である、付記６４、６５、および６６のいずれか一つに記載のポリマータンデム色素。
付記７０．マルチクロモフォアは、コポリマーのｑのセグメントを含み、以下の式のものであり、
Figure 2021519841
式中、
各（ｎ）ｑおよび各（ｐ）ｑは、独立して、１〜２０の整数であり、式中、ｑのセグメントの各々について、（ｎ）ｑ＋（ｐ）ｑ≧３であり、
ｑは、１〜１００の整数である、付記６９に記載のポリマータンデム色素。
付記７１．ポリマー主鎖は、以下から選択されるアミノ酸配列を含み、
ＸＹＸＸ
ＸＸＹＸＸ
ＸＸＸＹＸＸＸ
ＸＸＸＹＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＹＸＸＸ
ＸＸＸＸＹＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸＸＸＸＸ
Ｙ（Ｘ）ｎＹ
ＸＹ（Ｘ）ｎＹＸ
ＸＸＹ（Ｘ）ｎＹＸＸ
ＸＸＸＹ（Ｘ）ｎＹＸＸＸ
ＸＸＸＸＹ（Ｘ）ｎＹＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＹ（Ｘ）ｎＹＸＸＸＸＸ
式中、
各Ｘは、ペンダントドナークロモフォア基に共有結合的にＮ−連結されたリジンまたはオルニチン残基であり、
各Ｙは、ペンダントアクセプタフルオロフォア基に共有結合したシステイン残基である、付記５６、６２〜６５、および６８〜７０のいずれか一つに記載のポリマータンデム色素。
付記７２．マルチクロモフォアは、以下の式を有し、
Figure 2021519841
式中、
各Ｄ１は、独立して、ペンダントドナークロモフォア基であり、
各Ａ１は、独立して、アクセプクロモフォアであり、
各Ｌ１およびＬ２は、独立して、リンカーであり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
ｙは、２５ｍｏｌ％以下であり、
Ｇ１およびＧ２は各々、独立して、末端基、ポリマーセグメント、ドナークロモフォア基、アクセプタフルオロフォア、リンカー、および連結された特異的結合メンバーから選択される、付記５６、６２、および６３のいずれか一つに記載のポリマータンデム色素。
付記７３．マルチクロモフォアは、以下の式を有し、
Figure 2021519841
式中、
各Ｄ１は、独立して、ペンダントドナークロモフォアであり、
各Ａ１は、独立して、アクセプタフルオロフォアであり、
各Ｌ１およびＬ２は、独立して、リンカーであり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
ｙは、２５ｍｏｌ％以下であり、
Ｇ１およびＧ２は各々、独立して、末端基、ポリマーセグメント、ドナークロモフォア基、アクセプタフルオロフォア、リンカー、および連結された特異的結合メンバーからなる群から選択される、付記５６〜５８、および６３のいずれか一つに記載のポリマータンデム色素。
付記７４．ペンダントドナークロモフォア基は、ＢＯＤＩＰＹ基である、付記５３〜７３のいずれか一つに記載のポリマータンデム色素。
付記７５．アクセプタフルオロフォア（例えば、各Ａ１）は、小分子フルオロフォアである、付記３８〜７４のいずれか一つに記載のポリマータンデム色素。
付記７６．アクセプタフルオロフォア（例えば、各Ａ１）は、シアニン色素、ローダミン色素、キサンテン色素、クマリン色素、ポリメチン、ピレン、ジピロメテンホウ素二フッ化物、ナプタリミド、チアジン色素、およびアクリジン色素から選択される、付記３８〜７５のいずれか一つに記載のポリマータンデム色素。
付記７７．標識された特異的結合メンバーであって、
非共役反復単位を含むポリマー主鎖、および、ポリマー主鎖の非共役反復単位に各々独立して連結された複数のペンダントドナークロモフォア基を含む、集光マルチクロモフォア、ならびに
ポリマー主鎖の非共役反復単位に連結され、集光マルチクロモフォアの少なくとも１つのペンダントドナークロモフォア基に対してエネルギーを受容する近傍に構成されたアクセプタフルオロフォア、を含む、ポリマータンデム色素と、
ポリマータンデム色素に連結された特異的結合メンバーと
を含む、標識された特異的結合メンバー。
付記７８．特異的結合メンバーは、抗体である、付記７７に記載の標識された特異的結合メンバー。
付記７９．特異的結合メンバーは、抗体断片、またはその結合誘導体である、付記７７に記載の標識された特異的結合メンバー。
付記８０．抗体断片またはその結合誘導体は、Ｆａｂ断片、Ｆ（ａｂ’）２断片、ｓｃＦｖ、ダイアボディ、およびトリアボディからなる群から選択される、付記７９に記載の標識された特異的結合メンバー。
付記８１．アクセプタフルオロフォアは、シアニン色素、ローダミン色素、キサンテン色素、クマリン色素、ポリメチン、ピレン、ジピロメテンホウ素二フッ化物、ナプタリミド、チアジン色素、およびアクリジン色素から選択される、付記７７〜８０のいずれか一つに記載の標識された特異的結合メンバー。
付記８２．ポリマータンデム色素は、付記３９〜７６のいずれか一つに記載のポリマータンデム色素である、付記７７〜８１のいずれか一つに記載の標識された特異的結合メンバー。
付記８３．以下の式を有し、
Figure 2021519841
式中、
各Ｄ１は、独立して、ペンダントドナークロモフォア基であり、
各Ａ１は、独立して、アクセプタフルオロフォアであり、
各Ｌ１およびＬ２は、独立して、リンカーであり、
ｐ１およびｑ１は、独立して、０または１であり、ｐ１＋ｑ１≦１であり、
ｐ２およびｑ２は、独立して、０または１であり、ｐ１＋ｑ１≦１であり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
ｙは、２５ｍｏｌ％以下であり、
Ｇ１は、末端基、ポリマーセグメント、ドナークロモフォア基、アクセプタフルオロフォア、またはリンカーであり、
Ｇ２は、連結された特異的結合メンバーである、付記７７〜８１のいずれか一つに記載の標識された特異的結合メンバー。
付記８４．ｐ１、ｐ２、ｑ１、およびｑ２は各々、０であり、マルチクロモフォアは、以下の式のものであり、
Figure 2021519841
式中、
各Ｄ１は、独立して、ペンダントドナークロモフォア基であり、
各Ａ１は、独立して、アクセプタフルオロフォアであり、
Ｌ１およびＬ２は各々、独立して、リンカーであり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、ｙは、２５ｍｏｌ％以下であり、
Ｇ１は、末端基、ポリマーセグメント、ドナークロモフォア基、アクセプタフルオロフォア、またはリンカーであり、
Ｇ２は、連結された特異的結合メンバーである、付記８３に記載の標識された特異的結合メンバー。
付記８５．標的分析物の存在について試料を評価する方法であって、
（ａ）標的分析物を特異的に結合する標識された特異的結合メンバーと試料を接触させて、標識組成物接触試料を生成することであって、標識された特異的結合メンバーは、
（ｉ）付記３８〜７６のいずれか一つに記載のポリマータンデム色素、および
（ｉｉ）ポリマータンデム色素に連結された特異的結合メンバーとと、を含む、生成することと、
（ｂ）標識された特異的結合メンバー−標的分析物結合複合体の存在について、標識組成物が接触した試料をアッセイして、標的分析物が試料内に存在するかどうかを評価することと
を含む、方法。
付記８６．ポリマータンデム色素のアクセプタフルオロフォアは、シアニン色素、ローダミン色素、キサンテン色素、クマリン色素、ポリメチン、ピレン、ジピロメテンホウ素二フッ化物、ナプタリミド、チアジン色素、およびアクリジン色素から選択される、付記８５に記載の方法。
付記８７．試料を、支持体結合し、標的分析物を特異的に結合する第２の特異的結合メンバーに接触させることをさらに含む、付記８５または８６に記載の方法。
付記８８．支持体は、磁性粒子を含む、付記８７に記載の方法。
付記８９．標的分析物は、細胞と関連付けられる、付記８５〜８８のいずれか一つに記載の方法。
付記９０．標的分析物は、細胞の細胞表面マーカーである、付記８９に記載の方法。
付記９１．細胞表面マーカーは、細胞受容体および細胞表面抗原からなる群から選択される、付記９０に記載の方法。
付記９２．標的分析物は、細胞内標的であり、方法は、細胞を溶解することをさらに含む、付記８９に記載の方法。
付記９３．方法は、蛍光標識標的分析物をフローサイトメトリ分析することをさらに含む、付記８５〜９２のいずれか一つに記載の方法。
付記９４．標的分子を標識する方法であって、
標的分子をポリマータンデム色素と接触させて、標識された標的分子を生成することを含み、
ポリマータンデム色素は、付記３８〜７６のいずれか一つに記載のポリマータンデム色素であり、標的分子に共有結合する共役タグを含む、方法。
付記９５．ポリマータンデム色素は、以下の式を有し、
Figure 2021519841
式中、
各Ｄ１は、独立して、ペンダントドナークロモフォア基であり、
各Ａ１は、独立して、アクセプタフルオロフォアであり、
各Ｌ１およびＬ２は、独立して、リンカーであり、
ｐ１およびｑ１は、独立して、０または１であり、ｐ１＋ｑ１≦１であり、
ｐ２およびｑ２は、独立して、０または１であり、ｐ１＋ｑ１≦１であり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
ｙは、２５ｍｏｌ％以下であり、
Ｇ１は、末端基、ポリマーセグメント、ドナークロモフォア基、アクセプタフルオロフォア、またはリンカーであり、
Ｇ２は、共役タグを含むリンカーである、付記９４に記載の方法。
付記９６．集光マルチクロモフォアを調製する方法であって、
ａ）第２のアミノ酸残基の単一の出現によって分離された第１のアミノ酸残基のブロックからなる定義されたアミノ酸配列を有する保護されたポリペプチドを合成することであって、
第１のアミノ酸残基の各ブロックは、少なくとも２つの残基を含み、
第１のアミノ酸残基は各々、保護された第１の化学選択的側鎖基を含み、
第２のアミノ酸残基は各々、保護された第２の化学選択的側鎖基を含む、合成することと、
ｂ）保護されたポリペプチドを脱保護して、脱保護されたポリペプチドを生成することであって、第１および第２の化学選択的側鎖基が脱保護される、脱保護することと、
ｃ）反応性ドナークロモフォア部分を、第１のアミノ酸残基の脱保護された第１の化学選択的側鎖基に結合して、ペンダントドナークロモフォア基を生成することと
を含む、方法。
付記９７．ステップｃ）と連続して、反応性アクセプタフルオロフォア部分を、第２のアミノ酸残基の脱保護された第２の化学選択的側鎖基にカップリングして、ペンダントアクセプタフルオロフォアを生成することをさらに含む、付記９６に記載の方法。
付記９８．ステップａ）の後、保護されたポリペプチドのＮ末端を脱保護すること、およびＧ１基をＮ末端脱保護ポリペプチドのＮ末端に結合することをさらに含み、Ｇ１は、末端基（例えば、キャッピング基）、ドナークロモフォア基、またはリンカーである、付記９６に記載の方法。
付記９９．ステップｃ）の後、ポリペプチドのＣ末端に特異的結合メンバーを結合することをさらに含む、付記９６〜９８のいずれか一つに記載の方法。
付記１００．集光マルチクロモフォアは、以下の式のものであり、
Figure 2021519841
式中、
Ｄ１は、ペンダントドナークロモフォア基であり、
Ｚ１は、第２の化学選択的側鎖基であり、
各Ｌ１およびＬ２は、独立して、リンカーであり、
ｐ１およびｑ１は、独立して、０または１であり、ｐ１＋ｑ１≦１であり、
ｐ２およびｑ２は、独立して、０または１であり、ｐ１＋ｑ１≦１であり、
ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
ｙは、２５ｍｏｌ％以下であり、
Ｇ１およびＧ２は各々、独立して、末端基、ポリマーセグメント、ドナークロモフォア基、アクセプタフルオロフォア、リンカー、および連結された特異的結合メンバーから選択される、付記９６〜９９のいずれか一つに記載の方法。
付記１０１．集光マルチクロモフォアは、以下の式のものであり、
Figure 2021519841
式中、
各（ｎ）ｑおよび各（ｐ）ｑは、独立して、１〜２０の整数であり、式中、ｑのセグメントの各々について、（ｎ）ｑ＋（ｐ）ｑ≧３であり、
ｑは、１〜１００の整数である、付記９６〜１００のいずれか一つに記載の方法。
付記１０２．第１のアミノ酸残基は、独立して、リジンおよびオルニチンから選択され、
第２のアミノ酸残基は各々、システインである、付記９６〜１０１のいずれか一つに記載の方法。
付記１０３．定義されたアミノ酸配列は、以下から選択されるアミノ酸配列を含み、
ＸＹＸＸ
ＸＸＹＸＸ
ＸＸＸＹＸＸＸ
ＸＸＸＹＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＹＸＸＸ
ＸＸＸＸＹＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸＸＸＸＸ
Ｙ（Ｘ）ｎＹ
ＸＹ（Ｘ）ｎＹＸ
ＸＸＹ（Ｘ）ｎＹＸＸ
ＸＸＸＹ（Ｘ）ｎＹＸＸＸ
ＸＸＸＸＹ（Ｘ）ｎＹＸＸＸＸ
ＸＸＸＸＸＹ（Ｘ）ｎＹＸＸＸＸＸ
式中、
各Ｘは、ペンダントドナークロモフォア基に共有結合的にＮ−連結されたリジンまたはオルニチン残基であり、
各Ｙは、システイン残基または保護システイン残基である、付記９６〜１０２のいずれか一つに記載の方法。
上記の発明は、明確な理解のために例示および例としてある程度詳細に説明されているが、添付の特許請求の範囲の趣旨または範囲から逸脱することなく、本発明の教示に照らして、ある特定の変更および修正が行われてもよいことは、当業者には容易に明らかである。
したがって、前述した内容は、本発明の原理を例示するにすぎない。当業者であれば、本明細書に明示的に記載または示されていないが、本発明の原理を具現化し、その趣旨および範囲内に含まれる様々な配置を考案することができることが理解されよう。さらに、本明細書に列挙されるすべての例および条件付き言語は、主に、読者が本発明の原理および当該技術をさらに進めるために発明者が寄与する概念を理解するのを助けることを意図しており、そのような具体的に列挙される例および条件に限定されないと解釈されるべきである。さらに、本発明の原理、態様、および実施形態を列挙する本明細書におけるすべての記述、ならびにその具体例は、その構造的および機能的等価物の両方を包含することが意図される。加えて、そのような等価物は、構造に関係なく、現在知られている等価物と将来開発される等価物の両方、すなわち、同じ機能を実行するように開発された任意の要素を含むことが意図される。さらに、本明細書に開示されるものは、そのような開示が特許請求の範囲において明示的に列挙されるか否かにかかわらず、公衆専用であることが意図されるものではない。
したがって、本発明の範囲は、本明細書に示され、記載される例示的な実施形態に限定されることを意図しない。むしろ、本発明の範囲および趣旨は、添付の特許請求の範囲によって具現化される。特許請求の範囲において、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２（ｆ）または３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２（６）は、特許請求の範囲におけるそのような制限の開始時に正確な語句「のための手段」または正確な語句「のためのステップ」が列挙されるときにのみ、特許請求の範囲における制限のために呼び出されるものとして明示的に定義され、そのような正確な語句が特許請求の範囲における制限で使用されない場合、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２（ｆ）または３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２（６）は呼び出されない。
関連出願の相互参照
３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）に従って、本出願は、２０１８年３月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／６５０，９３５号、および２０１８年８月７日に出願された米国仮特許出願第６２／７１５，７２２号の出願日に対する優先権を主張し、それらの出願の開示が参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (15)

  1. 水溶性の集光マルチクロモフォアであって、
    非共役反復単位を含むポリマー主鎖と、
    前記ポリマー主鎖の非共役反復単位に各々独立して連結された複数のペンダントドナークロモフォア基と、
    を含む、集光マルチクロモフォア。
  2. 前記ペンダントドナークロモフォア基は各々、水溶性基で置換され、
    前記ペンダントドナークロモフォア基は、互いにエネルギーを伝達する近傍に構成され、かつ／または
    前記ペンダントドナークロモフォア基は、縮合三環式アリール基またはヘテロアリール基およびＢＯＤＩＰＹ基から選択される、
    請求項１に記載の集光マルチクロモフォア。
  3. 前記ペンダントドナークロモフォア基は、以下の式によって記載されるＢＯＤＩＰＹ基であり、
    Figure 2021519841
     式中、
    Ｒ１〜Ｒ７は各々独立して、Ｈ、アルキル、置換アルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、アルケニル、置換アルケニル、アルキニル、置換アルキニル、水溶化基（ＷＳＧ）および−Ｌ１−Ｚ１から選択され、あるいは
    任意選択で、Ｒ６およびＲ７、Ｒ２およびＲ３、Ｒ５およびＲ６、Ｒ３およびＲ４、Ｒ４およびＲ１ならびにＲ５およびＲ１から選択される任意の１つ以上の置換基対が、一緒に二価ラジカルを形成し、環状に連結され、それらが結合する炭素原子と一緒に、５員または６員の縮合複素環、炭素環、アリールまたはヘテロアリール環（例えば、炭素原子ならびにＯ、ＳおよびＮから選択される０〜３個のヘテロ原子を含む５員または６員環）を提供し、この環は、非置換であってもよく、または、独立してアルキル、置換アルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、アルケニル、置換アルケニル、アルキニル、置換アルキニル、水溶化基（ＷＳＧ）および−Ｌ１−Ｚ１から選択される置換基でさらに置換されてもよく、
    Ｌ１は、リンカーであり、
    Ｚ１は、前記ポリマー主鎖の非共役反復単位であり、
    Ｙ１およびＹ２は独立して、Ｆ、ＯＨ、Ｈ、シアノ、アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、アルコキシ、置換アルコキシ、アルケニル、置換アルケニル、アルキニル、置換アルキニル、およびＷＳＧから選択され、
    Ｙ１、Ｙ２、およびＲ１〜Ｒ７のうちの１つは、前記ポリマー主鎖の非共役反復単位に連結される、
    請求項１または２に記載の集光マルチクロモフォア。
  4. 前記ペンダントドナークロモフォア基は、以下の構造によって記載され、
    Figure 2021519841
     式中、
    ＊は、前記ポリマー主鎖の非共役反復単位への連結点であり、
    Ｙ１およびＹ２は各々、ＷＳＧで置換されたアルキニルである、
    請求項３に記載の集光マルチクロモフォア。
  5. 前記ペンダントドナークロモフォア基は、以下の構造によって記載され、
    Figure 2021519841
     式中、
    Ｒ１１は、Ｌ１−Ｚ１（前記ポリマー主鎖の連結された非共役反復単位）であり、
    各Ｒ９は、ハロゲン、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、アルキル、置換アルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、および置換ヘテロアリールから選択される任意選択の置換基であり、ｔは０〜４である、
    請求項４に記載の集光マルチクロモフォア。
  6. 前記ペンダントドナークロモフォア基は、独立して以下の式から選択される１つ以上の水溶化基（ＷＳＧ）で置換され、
    Figure 2021519841
     式中、
    Ｔ５は、任意選択のリンカーであり、
    各Ｔ６は、リンカーであり、
    Ｒ１１およびＲは、独立して、Ｈ、アルキル、または置換アルキルであり、
    各ｓは、１〜５０の整数である、
    請求項１〜５のいずれか一項に記載の集光マルチクロモフォア。
  7. 以下の式のセグメントを含み、
    Figure 2021519841
     式中、
    非共役反復単位の前記ポリマー主鎖が、各々独立して飽和非共役コモノマーであるＳＭ１およびＳＭ２コモノマーを含み、
    各Ｄ１は、独立して、ＳＭ１に連結されたペンダントドナークロモフォアであり、
    各Ｚ１は、独立して、ＳＭ２に連結された化学選択的タグであり、
    ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
    ｙは、２５ｍｏｌ％以下である、
    請求項１〜６のいずれか一項に記載の集光マルチクロモフォア。
  8. 前記集光マルチクロモフォアは、以下の式のものであり、
    Figure 2021519841
     式中、
    各Ｄ１は、独立して、ペンダントドナークロモフォア基であり、
    各Ｚ１は、独立して、化学選択的タグであり、
    各Ｌ１およびＬ２は、独立して、リンカーであり、
    ｐ１およびｑ１は、独立して、０または１であり、ｐ１＋ｑ１≦１であり、
    ｐ２およびｑ２は、独立して、０または１であり、ｐ２＋ｑ２≦１であり、
    ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
    ｙは、２５ｍｏｌ％以下であり、
    Ｇ１およびＧ２は各々独立して、末端基、ポリマーセグメント、ドナークロモフォア基、アクセプタフルオロフォア基、リンカー、および連結された特異的結合メンバーから選択される、
    請求項７に記載の集光マルチクロモフォア。
  9. ｐ１、ｐ２、ｑ１、およびｑ２は各々、０であり、前記マルチクロモフォアは、以下の式のものであり、
    Figure 2021519841
     式中、
    各Ｄ１は、独立して、ペンダントドナークロモフォア基であり、
    各Ｚ１は、独立して、化学選択的タグであり、
    Ｌ１およびＬ２は各々、独立して、リンカーであり、
    ｘは、７５ｍｏｌ％以上であり、
    ｙは、２５ｍｏｌ％以下であり、
    Ｇ１およびＧ２は各々、独立して、末端基、ポリマーセグメント、ドナークロモフォア基、アクセプタフルオロフォア基、リンカー、および連結された特異的結合メンバーから選択される、
    請求項８に記載の集光マルチクロモフォア。
  10. 以下の式のセグメントを含み、
    Figure 2021519841
     式中、
    各Ｄ１は、独立して、ペンダントドナークロモフォア基であり、
    各Ｚ１は、独立して、化学選択的タグであり、
    各Ｌ１およびＬ２は、独立して、リンカーであり、
    ｎおよびｐは各々、独立して、１〜２０の整数であり、式中、ｎ＋ｐ≧２であり、
    ｍは、１または２である、
    請求項９に記載の集光マルチクロモフォア。
  11. 前記集光マルチクロモフォアは、コポリマーのｑのセグメントを含み、以下の式のものであり、
    Figure 2021519841
     式中、
    各（ｎ）ｑおよび各（ｐ）ｑは、独立して、１〜２０の整数であり、式中、ｑのセグメントの各々について、（ｎ）ｑ＋（ｐ）ｑ≧３であり、
    ｑは、１〜１００の整数である、
    請求項１０に記載の集光マルチクロモフォア。
  12. 前記ポリマー主鎖は、以下から選択される１つ以上のアミノ酸配列を含み、
    ＸＹＸＸ
    ＸＸＹＸＸ
    ＸＸＸＹＸＸＸ
    ＸＸＸＹＸＸＸＸ
    ＸＸＸＸＹＸＸＸ
    ＸＸＸＸＹＸＸＸＸ
    ＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸ
    ＸＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸＸ
    ＸＸＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸＸＸ
    ＸＸＸＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸＸＸＸ
    ＸＸＸＸＸＸＸＸＸＹＸＸＸＸＸＸＸＸＸ
    Ｙ（Ｘ）ｎＹ
    ＸＹ（Ｘ）ｎＹＸ
    ＸＸＹ（Ｘ）ｎＹＸＸ
    ＸＸＸＹ（Ｘ）ｎＹＸＸＸ
    ＸＸＸＸＹ（Ｘ）ｎＹＸＸＸＸ
    ＸＸＸＸＸＹ（Ｘ）ｎＹＸＸＸＸＸ
    式中、
    各Ｘは、ペンダントドナークロモフォア基に共有結合的にＮ−連結されたリジンまたはオルニチン残基であり、
    各Ｙは、システイン残基または保護システイン残基である、
    請求項７〜１１のいずれか一項に記載の集光マルチクロモフォア。
  13. ポリマータンデム色素であって、
    非共役反復単位を含むポリマー主鎖、および
    前記ポリマー主鎖の非共役反復単位に各々独立して連結された複数のペンダントドナークロモフォア基を含む、集光マルチクロモフォアと、
    前記ポリマー主鎖の非共役反復単位に連結され、前記集光マルチクロモフォアの少なくとも１つのペンダントドナークロモフォア基に対してエネルギーを受容する近傍に構成されたアクセプタフルオロフォアと
    を含む、ポリマータンデム色素。
  14. 標識された特異的結合メンバーであって、
    非共役反復単位を含むポリマー主鎖、および、前記ポリマー主鎖の非共役反復単位に各々独立して連結された複数のペンダントドナークロモフォア基を含む、集光マルチクロモフォア、ならびに
    前記ポリマー主鎖の非共役反復単位に連結され、前記集光マルチクロモフォアの少なくとも１つのペンダントドナークロモフォア基に対してエネルギーを受容する近傍に構成されたアクセプタフルオロフォア、
    を含む、ポリマータンデム色素と、
    前記ポリマータンデム色素に連結された特異的結合メンバーと
    を含む、
    標識された特異的結合メンバー。
  15. 前記特異的結合メンバーは、抗体、抗体断片、またはその結合誘導体である、請求項１４に記載の標識された特異的結合メンバー。
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