JP4932113B2

JP4932113B2 - イミダゾール環を有する二座配位子を含む遷移金属錯体

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Publication number: JP4932113B2
Application number: JP2001538919A
Authority: JP
Inventors: マオ、フェイ; ヘラー、アダム
Original assignee: Abbott Diabetes Care Inc
Current assignee: Abbott Diabetes Care Inc
Priority date: 1999-11-15
Filing date: 2000-11-14
Publication date: 2012-05-16
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Description

【０００１】
（発明の分野）
この発明は、少なくとも一つのイミダゾール環を含む少なくとも一つの二座配位子を有する遷移金属錯体に関する。さらに、本発明は、その遷移金属錯体の調製と酸化還元メディエーターとしての遷移金属錯体の用途に関する。
【０００２】
（発明の背景）
酵素系電気化学的センサーは、臨床、環境、農学及び生物工学的な応用において分析対象（ａｎａｌｙｔｅ）の検出に広く用いられている。ヒト体液の臨床学的アッセイで測定し得る分析対象としては、例えば、グルコース、乳酸、コレステロール、ビリルビン及びアミノ酸がある。血液のような生体液中のこれらの分析対象の濃度は、疾病の診断及び監視に重要である。
【０００３】
電気化学的アッセイは、通常、少なくとも一つの測定電極すなわち作用電極及び一つの参照電極を含む、二つまたは三つの電極を備えるセル中で行われる。三電極系においては、第三電極は対電極である。二電極系では、参照電極は、対電極としても作用する。電極は、ポテンシオスタットのような回路を介して連結される。測定または作用電極は、非腐食性炭素または金属導体である。作用電極を通じて電流が流れると、酸化還元酵素が電気酸化されるか、または電気還元される。その酵素は、検出すべき分析対象または同分析対象の生成物に特異的である。酵素の代謝回転速度は、通常、試験溶液中の分析対象自体または同分析対象の生成物の濃度に（必然的ではないが、好ましくは直線的に）関連する。
【０００４】
酵素の電気酸化または電気還元は、溶液中または電極上に存在する酸化還元メディエーターにより促進されることが多い。酸化還元メディエーターは、作用電極と酵素と間の電気伝達を助ける。酸化還元メディエーターは、電極と電気分解的に接触する、分析すべき流体に溶解され得るか、または分析溶液と電気分解的に接触する作用電極上の被膜内に塗布され得る。前記被膜は、水中で膨潤し得るが、水に溶解しないのが好ましい。有用な装置は、例えば、電極を酸化還元メディエーター及び酵素を含むフィルムで被覆することにより形成され得る。この酵素は、所望の分析対象または同分析対象の生成物と触媒作用において特異的である。被覆酸化還元メディエーターと対照的に、水に可溶または不溶の拡散酸化還元メディエーターは、例えば、酵素と電極と間で電子を往復輸送することにより機能する。いずれにせよ、酵素の基質が電気酸化されると、酸化還元メディエーターは、電子を基質還元酵素から電極に輸送する。基質が電気還元されると、酸化還元メディエーターは、電子を電極から基質酸化酵素へ輸送する。
【０００５】
最近の酵素性電気化学的センサーは、単量体フェロセン類、キニン類を含むキノイド化合物（例えば、ベンゾキノン類）、ニッケルシクラメート類及びルテニウムアンミン類のような、多数の異なる酸化還元メディエーターを用いている。大体、これらの酸化還元メディエーターには、一つ以上の次のような制限を有する。すなわち、試験溶液中の酸化還元メディエーターの溶解度が低く、それらの化学的、光、熱またはｐＨ安定性に乏しく、または酵素もしくは電極またはその双方と十分迅速に電子を交換しない。さらに、これらの報告された酸化還元メディエーターの多くの酸化還元電位は、非常に酸化性なので、還元メディエーターが電極上で電気酸化される電位において分析対象以外の溶液成分も電気酸化される。別の場合には、前記酸化還元電位が非常に還元性なので、例えば、溶解酸素のような溶液成分もまた迅速に電気還元される。結果として、メディエーターを用いるセンサーは、十分特異的ではない。
【０００６】
（発明の概要）
本発明は、新規の遷移金属錯体に関する。本発明はまた、酸化還元メディエーターとしての錯体の用途にも関する。好ましい酸化還元メディエーターは、通常、電子を酵素及び電極と迅速に交換し、安定であり、かつグルコースにより例示される分析対象の電気酸化に適合する酸化還元電位を有する。
【０００７】
本発明の一実施形態は、以下の式を有する遷移金属錯体である。
【化１２】

式中、Ｍはコバルト、ルテニウム、オスミウムまたはバナジウムである。Ｌは、
【化１３】

及び、
【化１４】

のうちから選択される。Ｒ₁、Ｒ₂及びＲ₁´は、独立して、置換もしくは未置換のアルキル基、アルケニル基またはアリール基である。Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆、Ｒ₃´、Ｒ₄´、Ｒ_a、Ｒ_b、Ｒ_c及びＲ_dは、独立して、−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＮＯ₂、−ＣＮ、−ＣＯ₂Ｈ、−ＳＯ₃Ｈ、−ＮＨＮＨ₂、−ＳＨ、アリール、アルコキシカルボニル、アルキルアミノカルボニル、ジアルキルアミノカルボニル、−ＯＨ、アルコキシ、−ＮＨ₂、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルカノイルアミノ、アリールカルボキシアミド、ヒドラジノ、アルキルヒドラジノ、ヒドロキシルアミノ、アルコキシアミノ、アルキルチオ、アルケニル、アリールまたはアルキルである。ｃは、正または負の電荷を示す−１〜−５または＋１〜＋５から選択された整数である。Ｘは、少なくとも一つの対イオンを示し、ｄは、対イオンＸの数を示す１〜５の整数である。Ｌ₁、Ｌ₂、Ｌ₃及びＬ₄は他の配位子である。
別の実施形態は、以下の式を有する酸化還元メディエーターである。
【化１５】

Ｍは、鉄、コバルト、ルテニウム、オスミウムまたはバナジウムである。Ｌは、少なくとも一つのイミダゾール環を含む二座配位子である。ｃは、正または負の電荷を示す−１〜−５または＋１〜＋５から選択された整数である。Ｘは、少なくとも一つの対イオンを示し、ｄは、対イオンＸの数を示す１〜５の整数である。Ｌ₁、Ｌ₂、Ｌ₃及びＬ₄は他の配位子である。
別の実施形態は、酸化還元ポリマー、作用電極及び対電極を備えるセンサーである。その酸化還元ポリマーは、作用電極に近接して配置される。
【０００８】
さらに別の実施形態は、ポリマー骨格と以下の式を有する遷移金属錯体とを含むポリマーである。
【化１６】

Ｍは、鉄、コバルト、ルテニウム、オスミウムまたはバナジウムである。Ｌは、少なくとも一つのイミダゾール環を含む二座配位子である。ｃは、正または負の電荷を示す−１〜−５または＋１〜＋５から選択された整数である。Ｘは、少なくとも一つの対イオンを示し、ｄは、対イオン、Ｘの数を示す１〜５の整数である。Ｌ₁、Ｌ₂、Ｌ₃及びＬ₄は他の配位子で、Ｌ、Ｌ₁、Ｌ₂、Ｌ₃及びＬ₄のうちの少なくとも一つが、ポリマー骨格に結合する。
（詳細な説明）
本明細書において使用する場合、以下の定義は、記述の用語を規定する。
用語「アルキル」は、直鎖または分枝鎖の飽和脂肪族炭化水素を包含する。アルキル基の例としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチルなどがある。特に明記しない限り、用語「アルキル」は、アルキル基及びシクロアルキル基の双方を含む。
【０００９】
用語「アルコキシ」は、酸素原子により構造体の残基に結合したアルキル基を示す。アルコキシ基の例としては、メトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシなどがある。さらに、特に明記しない限り、用語「アルコキシ」は、アルコキシ基及びシクロアルコキシ基の双方を含む。
【００１０】
用語「アルケニル」は、少なくとも一つの炭素−炭素二重結合を有する不飽和の直鎖または分枝鎖脂肪族炭化水素を示す。アルケニル基の例としては、エテニル、１−プロペニル、２−プロペニル、１−ブテニル、２−メチル−１−プロペニルなどがある。
【００１１】
「反応性基」とは、他の化合物の少なくとも一部分をその分子と結合させる、別の化合物と反応可能な分子の官能基である。反応性基には、カルボキシ、活性エステル、スルホニルハライド、スルホン酸エステル（ｓｕｌｆｏｎａｔｅｅｓｔｅｒ）、イソシアネート、イソチオシアネート、エポキシド、アジリジン、ハライド、アルデヒド、ケトン、アミン、アクリルアミド、チオール、アシルアジド、アシルハライド、ヒドラジン、ヒドロキシルアミン、アルキルハライド、イミダゾール、ピリジン、フェノール、アルキルスルホネート、ハロトリアジン、イミドエステル、マレイミド、ヒドラジド、ヒドロキシ及び光反応性アジドアリール基が包含される。当該分野で理解されるように、活性エステルとしては、一般に、スルホ基、ニトロ基、シアノ基もしくはハロ基のような電子求引基により置換されたサクシンイミジル（ｓｕｃｃｉｎｉｍｉｄｌｙｌ）、ベンゾトリアゾルイルもしくはアリールのエステル、または、カルボジイミドにより活性化されたカルボン酸のエステルがある。
【００１２】
「置換」官能基（例えば、置換アルキル基、置換アルケニル基または置換アルコキシ基）は以下のもの、すなわち、ハロゲン、アルコキシ、メルカプト、アリール、アルコキシカルボニル、アルキルアミノカルボニル、ジアルキルアミノカルボニル、−ＯＨ、−ＮＨ₂、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、トリアルキルアンモニウム、アルカノイルアミノ、アリールカルボキシアミド、ヒドラジノ、アルキルチオ、アルケニル及び反応性基のうちから選択した少なくとも一つの置換基を含む。
【００１３】
「生体液」とは、分析対象を測定し得る、例えば、血液、間質液、血漿、皮膚性液、汗及び涙の任意の体液または体液誘導体である。
「電気化学的センサー」とは、電気化学的な酸化または還元反応を介して、試料中の分析対象の存在を検出するか、またはその濃度もしくは量を測定するために構成された装置である。これらの反応は、通常、分析対象の量または濃度に相関し得る電気信号に変換し得る。
【００１４】
「酸化還元メディエーター」とは、分析対象または分析対象還元か分析対象酸化酵素と電極間で電子を直接または一つ以上の別の電子伝達剤を介して運ぶ電子伝達剤である。
【００１５】
「電気分解」とは、電極で直接的か、または一つ以上の電子伝達剤（例えば、酸化還元メディエーターか酵素）を介するかのいずれかの、化合物の電気酸化または電気還元である。
【００１６】
用語「参照電極」は、特に明記しない限り、ａ）参照電極と、ｂ）対電極としても機能する参照電極（つまり、対／参照電極）との双方が包含される。
用語「対電極」は、特に明記しない限り、ａ）対電極と、ｂ）参照電極としても機能する対電極（つまり、対／参照電極）との双方が包含される。
【００１７】
一般に、本発明は、イミダゾール環を含む少なくとも一つの二座配位子を有する鉄、コバルト、ルテニウム、オスミウム及びバナジウムの遷移金属錯体に関する。本発明は、同様に、その遷移金属錯体の調製と酸化還元メディエーターとしての遷移金属錯体の用途に関する。少なくとも幾つかの例において、遷移金属錯体は、以下の特徴、すなわち、特定の範囲の酸化還元電位、電極と迅速に電子を交換する能力、酵素に電子を迅速に伝達するか、または酵素から電子を迅速に受容し、酵素または別の分析対象に特異的な酸化還元触媒の存在下で、分析対象の電気酸化または電気還元の反応速度を加速する能力のうちの少なくとも一つ以上を有する。例えば、酸化還元メディエーターは、グルコースオキシダーゼまたはＰＱＱ−グルコースデヒドロゲナーゼの存在下におけるグルコースの電気酸化、すなわち他の電気化学的に酸化可能な種の存在下でグルコースの選択的アッセイに有用になり得る過程を加速し得る。式１の化合物は、本発明の遷移金属錯体例である。
【化１７】

Ｍは遷移金属であり、代表的には、鉄、コバルト、ルテニウム、オスミウムまたはバナジウムである。ルテニウム及びオスミウムは、特に、酸化還元メディエーターに適している。
【００１８】
Ｌは、少なくとも一つイミダゾール環を含む二座配位子である。Ｌの一例は、以下の構造２を有する２，２´−ビイミダゾールである。
【化１８】

Ｒ₁及びＲ₂は、２，２´−ビイミダゾール窒素のうちの二つに結合した置換基であり、独立して、置換もしくは未置換のアルキル基、アルケニル基またはアリール基である。一般に、Ｒ₁及びＲ₂は、未置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキルである。通常、Ｒ₁及びＲ₂は、未置換Ｃ１〜Ｃ４アルキルである。一部の実施形態では、Ｒ₁及びＲ₂の双方がメチルである。
【００１９】
Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅及びＲ₆は、２，２´−ビイミダゾールの炭素原子に結合した置換基であり、独立して、−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＮＯ₂、−ＣＮ、−ＣＯ₂Ｈ、−ＳＯ₃Ｈ、アルコキシカルボニル、アルキルアミノカルボニル、ジアルキルアミノカルボニル、−ＯＨ、アルコキシ、−ＮＨ₂、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルカノイルアミノ、アリールカルボキシアミド（ａｒｙｌｃａｒｂｏｘａｍｉｄｅ）、ヒドラジノ、アルキルヒドラジノ、ヒドロキシルアミノ、アルコキシアミノ、アルキルチオ、アルケニル、アリールまたはアルキルである。これに代わって、Ｒ₃及びＲ₄は組み合わさって、またはＲ₅及びＲ₆は組み合わさって、独立して、飽和または不飽和の５員環または６員環を形成する。この例は、２，２´−ビベンゾイミダゾール誘導体である。通常、アルキル及びアルコキシ部分は、Ｃ１〜Ｃ１２である。置換基のうちのいずれのアルキル部分またはアリール部分も−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、トリアルキルアンモニウム（アリール部分上を除く）、アルコキシ、アルキルチオ、アリールまたは反応性基で任意に置換される。一般に、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅及びＲ₆は、独立して−Ｈまたは未置換アルキル基である。通常、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅及びＲ₆は、−Ｈまたは未置換Ｃ１〜Ｃ１２アルキルである。一部の実施態様においては、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅及びＲ₆は、すべて−Ｈである。
【００２０】
別のＬの例は、以下の構造３を有する２−（２−ピリジル）イミダゾールである。
【化１９】

Ｒ₁´は、置換もしくは未置換のアリール、アルケニルまたはアルキルである。一般に、Ｒ₁´は、置換もしくは未置換のＣ１〜Ｃ１２アルキルである。Ｒ₁´は、通常、メチル、または反応性基と任意に置換されるＣ１〜Ｃ１２アルキルである。
【００２１】
Ｒ₃´、Ｒ₄´、Ｒ_a、Ｒ_b、Ｒ_c及びＲ_dは、独立して、−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＮＯ₂、−ＣＮ、−ＣＯ₂Ｈ、−ＳＯ₃Ｈ、−ＮＨＮＨ₂、−ＳＨ、アルコキシルカルボニル、アルキルアミノカルボニル、ジアルキルアミノカルボニル、−ＯＨ、アルコキシ、−ＮＨ₂、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルカノイルアミノ、アリールカルボキシアミド、ヒドラジノ、アルキルヒドラジノ、ヒドロキシルアミノ、アルコキシルアミノ、アルキルチオ、アルケニル、アリールまたはアルキルである。これに代わって、Ｒ_c及びＲ_dは組み合わさって、またはＲ₃´及びＲ₄´は組み合わさって、飽和または不飽和５員環または６員環を形成し得る。通常、アルキル部分及びアルコキシ部分は、Ｃ１〜Ｃ１２である。任意の置換基のアルキル部分またはアリール部分は−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、トリアルキルアンモニウム（アリール部分上を除く）、アルコキシ、アルキルチオ、アリールまたは反応性基により任意に置換される。一般に、Ｒ₃´、Ｒ₄´、Ｒ_a、Ｒ_b、Ｒ_c及びＲ_dは、独立して−Ｈまたは未置換アルキル基である。通常、Ｒ_a及びＲ_cは−Ｈで、Ｒ₃´、Ｒ₄´，Ｒ_b及びＲ_dは−Ｈまたはメチルである。
【００２２】
ｃは、錯体の電荷を示す整数である。一般に、ｃは、正または負の電荷を示す−１〜−５または＋１〜＋５から選択された整数である。かなりのオスミウム錯体では、ｃは＋２または＋３である。
【００２３】
Ｘは、１つ以上の対イオンを示す。適当な対イオンの例には、ハロゲン化物イオン（例えば、フッ化物、塩化物、臭化物かヨウ化物）、硫酸イオン、リン酸イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン及びテトラフルオロホウ酸イオンのような陰イオン及びリチウム、ナトリウム、カリウム、テトラアルキルアンモニウムとアンモニウムのような陽イオン（好ましくは、一価陽イオン）が包含される。好ましくは、Ｘは塩化物のようなハライドである。Ｘで示される対イオンは、必ずしも全て同じではない。
【００２４】
ｄは対イオンの数を示し、通常、１〜５である。
Ｌ₁、Ｌ₂、Ｌ₃及びＬ₄は、配位結合を介して遷移金属に結合した配位子である。Ｌ₁、Ｌ₂、Ｌ₃及びＬ₄は一座配位子か、任意に組み合わさって二座配位子、三座配位子、または四座配位子になり得る。例えば、Ｌ₁、Ｌ₂、Ｌ₃及びＬ₄は、組み合わせて、例えば、置換及び未置換の２，２´−ビイミダゾール、２−（２−ピリジル）イミダゾール及び２，２´−ビピリジンのうちから選択される二つの配位子のような、二つの二座配位子を形成し得る。
【００２５】
遷移金属錯体の他のＬ₁、Ｌ₂、Ｌ₃及びＬ₄の組み合わせ例としては以下のものがある。
（Ａ）Ｌ₁が、一座配位子で、Ｌ₂、Ｌ₃及びＬ₄が組み合わさって、三座配位子を形成する。
【００２６】
（Ｂ）Ｌ₁及びＬ₂が組み合わさって二座配位子となり、Ｌ₃及びＬ₄が、同一かまたは異なる一座配位子である。
（Ｃ）Ｌ₁とＬ₂が組み合わさって、またＬ₃及びＬ₄が組み合わさって、同じか、または異なり得る二つの個別の二座配位子を形成する。
【００２７】
（Ｄ）Ｌ₁、Ｌ₂、Ｌ₃及びＬ₄が組み合わさって、四座配位子を形成する。
【００２８】
適当な一座配位子の例としては、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＣＮ、−ＳＣＮ、−ＯＨ、Ｈ₂Ｏ、ＮＨ₃、アルキルアミン、ジアルキルアミン、トリアルキルアミン、アルコキシまたは複素環式化合物があるが、これらに限定されない。前記配位子のいかなるアルキル部分またはアリール部分も−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、トリアルキルアンモニウム（アリール部分上を除く）、アルコキシ、アルキルチオ、アリールまたは反応性基で任意に置換される。一座配位子のどのアルキル部分も、通常、１〜１２炭素を含む。より一般的には、前記アルキル部分は、１〜６個の炭素を含む。他の実施形態において、一座配位子は、少なくとも一つの窒素、酸素または硫黄原子を含む複素環式化合物である。適当な複素環式一座配位子の例には、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、チアゾール、ピリジン、ピラジンとそれらの誘導体が包含される。適当な複素環式一座配位子は、それぞれ、以下の一般式４及び一般式５を有する置換及び未置換のイミダゾールと、置換及び未置換のピリジンとを含む。
【化２０】

式４に関して、Ｒ₇は、一般に、置換もしくは未置換のアルキル基、アルケニル基またはアリール基である。通常、Ｒ₇は、置換もしくは未置換のＣ１〜Ｃ１２アルキルまたはアルケニルである。イミダゾールによる配位内圏塩化物陰イオンの置換は、通常、酸化還元電位を酸化方向へ大きくシフトさせない。この点、通常、酸化方向へ酸化還元電位が大きくシフトするピリジンによる置換とは異なる。
【００２９】
Ｒ₈、Ｒ₉及びＲ₁₀は、独立して、−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＮＯ₂、−ＣＮ、−ＣＯ₂Ｈ、−ＳＯ₃Ｈ、−ＮＨＮＨ₂、−ＳＨ、アリール、アルコキシカルボニル、アルキルアミノカルボニル、ジアルキルアミノカルボニル、−ＯＨ、アルコキシ、−ＮＨ₂、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルカノイルアミノ、アリールカルボキシアミド、ヒドラジノ、アルキルヒドラジノ、ヒドロキシルアミノ、アルコキシアミノ、アルキルチオ、アルケニル、アリールまたはアルキルである。これに代わって、Ｒ₉及びＲ₁₀は組み合わさって、飽和または不飽和の縮合５員環または６員環を形成する。置換基のアルキル部分は、一般に、１〜１２個の炭素を含み、通常、１〜６個の炭素原子を含む。任意の置換基のアルキル部分またはアリール部分は、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、トリアルキルアンモニウム（アリール部分上を除く）、アルコキシ、アルキルチオ、アリールまたは反応性基で任意に置換される。実施形態によっては、Ｒ₈、Ｒ₉及びＲ₁₀は、−Ｈまたは置換もしくは未置換のアルキルである。好ましくは、Ｒ₈、Ｒ₉及びＲ₁₀は、−Ｈである。
【００３０】
式５に関して、Ｒ₁₁、Ｒ₁₂、Ｒ₁₃、Ｒ₁₄及びＲ₁₅は、独立して、−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＮＯ₂、−ＣＮ、−ＣＯ₂Ｈ、アルコキシカルボニル、アルキルアミノカルボニル、ジアルキルアミノカルボニル、−ＯＨ、アルコキシ、−ＮＨ₂、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルカノイルアミノ、アリールカルボキシアミド、ヒドラジノ、アルキルヒドラジノ、ヒドロキシルアミノ、アルコキシアミノ、アルキルチオ、アルケニル、アリールまたはアルキルである。任意の置換基のアルキル部分またはアリール部分は、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、トリアルキルアンモニウム（アリール部分上を除く）、アルコキシ、アルキルチオ、アリールまたは反応性基で任意に置換される。一般に、Ｒ₁₁、Ｒ₁₂、Ｒ₁₃、Ｒ₁₄及びＲ₁₅は、−Ｈ、メチル、Ｃ１〜Ｃ２アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ２アルキルアミノ、Ｃ２〜Ｃ４ジアルキルアミノまたは、反応性基で置換したＣ１〜Ｃ６低級アルキルである。
【００３１】
一例としては、Ｒ₁₁及びＲ₁₅が−Ｈとして、Ｒ₈、Ｒ₁₂及びＲ₁₄が同一でかつ−Ｈまたはメチルとして、Ｒ₁₃が−Ｈ、Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシ、−ＮＨ₂、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルアミノ、Ｃ２〜Ｃ２４ジアルキルアミノ、ヒドラジノ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルヒドラジノ、ヒドロキシルアミノ、Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシアミノ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルチオまたはＣ１〜Ｃ１２アルキルとして含まれる。任意の置換基のアルキル部分またはアリール部分は、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、トリアルキルアンモニウム（アリール部分上を除く）、アルコキシ、アルキルチオ、アリールまたは反応性基で任意に置換される。
【００３２】
適当な二座配位子に例には、アミノ酸、蓚酸、アセチルアセトン、ジアミノアルカン類、オルト−ジアミノアレン類、２，２´−ビイミダゾール、２，２´−ビオキサゾール、２，２´−ビチアゾール、２−（２−ピリジル）イミダゾール及び２，２´−ビピリジン、及びそれらの誘導体があるが、これらに限定されない。特に、酸化還元メディエーターに適した二座配位子には、置換及び未置換の２，２´−ビイミダゾール、２−（２−ピリジル）イミダゾール及び２，２´−ビピリジンが包含される。置換２，２´−ビイミダゾール及び２−（２−ピリジル）イミダゾール配位子は、他の２，２´−ビイミダゾール及び２−（２−ピリジル）イミダゾール配位子について上述したのと同じ置換のパターンを有し得る。２，２´−ビピリジン配位子は、以下の一般式６を有する。
【化２１】

Ｒ₁₆、Ｒ₁₇、Ｒ₁₈、Ｒ₁₉、Ｒ₂₀、Ｒ₂₁、Ｒ₂₂及びＲ₂₃は、独立して、−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＮＯ₂、−ＣＮ、−ＣＯ₂Ｈ、−ＳＯ₃Ｈ、−ＮＨＮＨ₂、−ＳＨ、アリール、アルコキシカルボニル、アルキルアミノカルボニル、ジアルキルアミノカルボニル、−ＯＨ、アルコキシ、−ＮＨ₂、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルカノイルアミノ、アリールカルボキシアミド、ヒドラジノ、アルキルヒドラジノ、ヒドロキシルアミノ、アルコキシルアミノ、アルキルチオ、アルケニルまたはアルキルである。通常、アルキル部分及びアルコキシ部分は、Ｃ１〜Ｃ１２である。任意の置換基のアルキル部分またはアリール部分は、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、トリアルキルアンモニウム（アリール部分上を除く）、アルコキシ、アルキルチオ、アリールまたは反応性基で任意に置換される。
【００３３】
Ｒ₁₆、Ｒ₁₇、Ｒ₁₈、Ｒ₁₉、Ｒ₂₀、Ｒ₂₁、Ｒ₂₂及びＲ₂₃の適当な組み合わせの特定の例では、Ｒ₁₆及びＲ₂₃がＨまたはメチルであり、Ｒ₁₇及びＲ₂₂が同一でかつ−Ｈまたはメチルであり、Ｒ₁₉及びＲ₂₀が同一でかつ−Ｈまたはメチルである。一方ではＲ₁₆及びＲ₁₇、他方はＲ₂₂及びＲ₂₃の一つ以上の隣接する置換基対の別の組み合わせは、独立して飽和または不飽和の５員環または６員環を形成する。別の組み合わせは、飽和または不飽和の５員環または６員環を形成するＲ₁₉及びＲ₂₀を含む。
【００３４】
別の組み合わせは、Ｒ₁₆、Ｒ₁₇、Ｒ₁₉、Ｒ₂₀、Ｒ₂₂及びＲ₂₃が同一でかつ−Ｈであり、かつＲ₁₈及びＲ₂₁が、独立して、−Ｈ、アルコキシ、−ＮＨ₂、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルチオ、アルケニルまたはアルキルである。任意の置換基のアルキル部分またはアリール部分は、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、トリアルキルアンモニウム（アリール部分上を除く）、アルコキシ、アルキルチオ、アリールまたは反応性基で任意に置換される。例として、Ｒ₁₈及びＲ₂₁は、同一であるか、または異なって、−Ｈ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アミノ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルアミノ、Ｃ２〜Ｃ１２ジアルキルアミノ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルチオまたはＣ１〜Ｃ１２アルコキシで、置換基うちのいかなるアルキル部分も、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、アリール、Ｃ２〜Ｃ１２ジアルキルアミノ、Ｃ３〜Ｃ１８トリアルキルアンモニウム、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６アルキルチオまたは反応性基で任意に置換される。
【００３５】
適当な三座配位子例には、ジエチレントリアミン、２，２´，２´´−テルピリジン、２，６−ビス（Ｎ−ピラゾリル）ピリジンとこれらの化合物の誘導体があるが、これらに限定されない。２，２´，２´´−テルピリジン及び２，６−ビス（Ｎ−ピラゾリル）ピリジンは、それぞれ、以下の一般式７と一般式８を有する。
【化２２】

式７に関して、Ｒ₂₄，Ｒ₂₅と及びＲ₂₆は、独立して、−Ｈまたは置換もしくは未置換のＣ１〜Ｃ１２アルキルである。通常、Ｒ₂₄、Ｒ₂₅及びＲ₂₆は、−Ｈまたはメチルで、実施形態によっては、Ｒ₂₄及びＲ₂₆が同一でかつ−Ｈである。式７及び式８の化合物のこれらの位置または他の位置に別の置換基を付加し得る。
【００３６】
式８に関して、Ｒ₂₇，Ｒ₂₈及びＲ₂₉は、独立して、−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＮＯ₂、−ＣＮ、−ＣＯ₂Ｈ、−ＳＯ₃Ｈ、−ＮＨＮＨ₂、−ＳＨ、アルコキシカルボニル、アルキルアミノカルボニル、ジアルキルアミノカルボニル、−ＯＨ、アルコキシ、−ＮＨ₂、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルカノイルアミノ、アリールカルボキシアミド、ヒドラジノ、アルキルヒドラジノ、ヒドロキシルアミノ、アルコキシアミノ、アルキルチオ、アルケニル、アリールまたはアルキルである。任意の置換基のアルキル部分またはアリール部分は、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、トリアルキルアンモニウム（アリール部分上を除く）、アルコキシ、アルキルチオ、アリールまたは反応性基で任意に置換される。通常、アルキル基及びアルコキシ基は、Ｃ１〜Ｃ１２であり、実施形態によっては、Ｒ₂₇及びＲ₂₉が同一でかつ−Ｈである。
【００３７】
適当な四座配位子の例には、これに限定しないが、トリエチレントリアミン、エチレンジアミン二酢酸、テトラアザ大員環、及びそれらの類似化合物並びに誘導体が包含される。
【００３８】
適当な遷移金属錯体例を式９と式１０を用いて例示する。
【化２３】

【化２４】

式９の遷移金属錯体に関して、金属オスミウムは、二つの置換２，２´−ビイミダゾール配位子と一つの置換もしくは未置換の２，２´−ビピリジン配位子と錯体を形成する。Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆、Ｒ₁₆、Ｒ₁₇、Ｒ₁₈、Ｒ₁₉、Ｒ₂₀、Ｒ₂₁、Ｒ₂₂、Ｒ₂₃、ｃ、ｄとＸは、上述と同一である。
【００３９】
一実施形態において、Ｒ₁及びＲ₂は、メチルであり、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆、Ｒ₁₆、Ｒ₁₇、Ｒ₁₉、Ｒ₂₀、Ｒ₂₂及びＲ₂₃は、−Ｈであり、かつＲ₁₈及びＲ₂₁は同一でかつ−Ｈ、メチル、またはメトキシである。好ましくは、Ｒ₁₈及びＲ₂₁は、メチルまたはメトキシである。
【００４０】
別の実施形態において、Ｒ₁及びＲ₂はメチルであり、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆、Ｒ₁₆、Ｒ₁₇、Ｒ₁₈、Ｒ₁₉、Ｒ₂₀、Ｒ₂₂及びＲ₂₃は、−Ｈであり、かつＲ₂₁はハロ、Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルアミノまたはＣ２〜Ｃ２４ジアルキルアミノである。任意の置換基のアルキル部分またはアリール部分は、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、トリアルキルアンモニウム（アリール部分上を除く）、アルコキシ、アルキルチオ、アリールまたは反応性基で任意に置換される。例えば、Ｒ₂₁はＣ１〜Ｃ１２アルキルアミノまたはＣ２〜Ｃ２４ジアルキルアミノであり、そのアルキル部分は、カルボン酸、活性エステルまたはアミンのような反応性基で置換される。通常、アルキルアミノ基は、１〜６個の炭素原子を融資、ジアルキルアミノ基は、２〜８個の炭素原子を有する。
【００４１】
式１０の遷移金属錯体に関して、金属オスミウムは、二つの置換２，２´−ビイミダゾール配位子と一つの置換もしくは未置換の２−（２−ピリジル）イミダゾール配位子と錯体を形成する。Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆、Ｒ₁´、Ｒ₃´、Ｒ₄´、Ｒ_a、Ｒ_b、Ｒ_c、Ｒ_d、ｃ、ｄとＸは、上述と同一である。
【００４２】
一実施形態において、Ｒ₁及びＲ₂はメチルであり、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆、Ｒ₃´、Ｒ₄´及びＲ_dは、独立して、−Ｈまたはメチルであり、Ｒ_a及びＲ_cは、同一でかつ−Ｈであり、かつＲ_bは、Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルアミノまたはＣ２〜Ｃ２４ジアルキルアミノである。任意の置換基のアルキル部分またはアリール部分は、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、トリアルキルアンモニウム（アリール部分上を除く）、アルコキシ、アルキルチオ、アリールまたは反応性基で任意に置換される。
【００４３】
それぞれ酸化還元電位を有する好ましい遷移金属錯体の特定の例の一覧表を表１に示す。
【表１】

式１の遷移金属錯体はまた、Ｌ、Ｌ₁、Ｌ₂、Ｌ₃及びＬ₄の一つ以上でポリマー骨格に結合した遷移金属錯体も含む。さらに別の適当な遷移金属錯体例は、本願と同日付で出願された「ポリマー遷移金属錯体及びその用途（ＰｌｏｙｍｅｒｉｃＴｒａｎｓｉｔｉｏｎＭｅｔａｌＣｏｍｐｌｅｘｅｓａｎｄＵｓｅｓＴｈｅｒｅｏｆ）」と題された、米国特許出願第号に記載されており、該出願は本明細書に援用される。実施形態によっては、ポリマー骨格は、遷移金属錯体の配位子として働く官能基を有する。このようなポリマー骨格には、例えば、ポリ（４−ビニルピリジン）及びポリ（Ｎ−ビニルイミダゾール）があり、これらの化合物のそれぞれピリジン及びイミダゾールが、遷移金属錯体の一座配位子として機能し得る。他の実施形態において、遷移金属錯体は、前駆体ポリマー上の反応性基と前駆体遷移金属錯体（Ｌ、Ｌ₁、Ｌ₂、Ｌ₃及びＬ₄の一つが、上述のような反応性基を含む式１の錯体のような）の配位子上の反応性基との間の反応生成物であり得る。適当な前駆体ポリマーには、例えば、ポリ（アクリル酸）（式１１）、スチレン／無水マレイン酸コポリマー（式１２）、メチルビニルエーテル／無水マレイン酸コポリマー（ＧＡＮＴＲＥＺポリマー）（式１３）、ポリ（ビニルベンジルクロライド）（式１４）、ポリ（アリルアミン）（式１５）、ポリリジン（式１６）、カルボキシ−ポリ（ビニルピリジン）（式１７）及びポリ（４−スチレンスルホン酸ナトリウム）（式１８）がある。
【化２５】

【化２６】

これに代わって、遷移金属錯体は、該錯体を他の置換基または担体に固定化（ｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ）または共役（ｃｏｎｊｕｇａｔｉｏｎ）させる１つ以上の反応性基を有し得る。前記担体の例としては、巨大分子（例えば、酵素）及び表面（例えば、電極表面）があるが、これらに限定されない。
【００４４】
ポリマー、基質または他の担体に反応的に結合するために、遷移金属錯体前駆体は、ポリマー、基質または担体上の反応性基と反応する少なくとも一つの反応性基を含む。通常、二つの反応性基間に共有結合が形成されて結合を生成する。このような結合の例を下記の表２に提供する。一般に、反応性基の一つは、求電子試薬であり、他方の反応性基は、求核試薬である。
【表２】

本発明の遷移金属錯体は、水もしくは他の水溶液または有機溶媒に溶解し得る。一般的に、遷移金属錯体は、適当な対イオン、すなわちイオンＸを有することにより、水性または有機性溶媒のいずれかに溶解させられ得る。例えば、Ｆ^-、Ｃｌ^-及びＢｒ^-のような小さい対陰イオンを有する遷移金属錯体は、水溶性の傾向がある。他方、Ｉ^-、ＢＦ₄ ^-及びＰＦ₆ ^-のようなかさ高な対陰イオンを有する遷移金属錯体は、有機溶媒に溶ける傾向にある。好ましくは、本発明の遷移金属錯体の溶解度は、所望の溶媒について、２５℃で約０．１Ｍ（モル／リットル）以上である。
【００４５】
上述の遷移金属錯体は、生体液中の分析対象を検出する電気化学的センサーの酸化還元メディエーターとして有用である。酸化還元メディエーターとしての遷移金属錯体の用途は、例えば、米国特許第５，２６２，０３５号、第５，２６２，３０５号、第５，３２０，７２５号、第５，３６５，７８６号、第５，５９３，８５２号、第５，６６５，２２２号、第５，９７２，１９９号、及び第６，１４３，１６４号、並びに米国特許出願第０９／０３４，３７２号、第０９／０７０，６７７号、第０９／２９５，９６２号及び第０９／４３４，０２６号に記載され、これらは参照により本明細書に援用される。本明細書に記載する遷移金属錯体は、通常、上記の参考文献で検討された遷移金属錯体の代わりに使用され得る。ポリマー骨格を含み、かつ酸化還元メディエーターである遷移金属錯体は、「酸化還元ポリマー」とも呼ばれる。
【００４６】
一般的に、酸化還元メディエーターは、作用電極上またはその近く（例えば、作用電極周辺の溶液中）に配置される。酸化還元メディエーターは、作用電極と分析対象との間で電子を伝達する。幾つかの好ましい実施形態において、伝達を促進するために酵素も含まれる。例えば、酸化還元メディエーターは、グルコースの酵素触媒反応で作用電極とグルコース（通常、酵素を介して）との間で電子を伝達する。酸化還元ポリマーは、特に、作用電極上に非浸出性被膜を形成するのに有用である。これらは、例えば、作用電極上に酸化還元ポリマーを架橋することにより、または作用電極上に酸化還元ポリマー及び酵素を架橋することにより形成され得る。
【００４７】
遷移金属錯体は、正確で再現性のある、迅速または連続アッセイを可能にし得る。遷移金属錯体酸化還元メディエーターは、高速度で酵素または分析対象から電子を受容するか、または酵素または分析対象に電子を伝達し、同様に、電極と電子を迅速に交換する。通常、自己交換、すなわち、還元された酸化還元メディエーターが酸化された酸化還元メディエーターに電子を伝達する過程の速度は、迅速である。これは、規定の酸化還元メディエーター濃度で、酵素（または分析対象）と電極との間により迅速な電子輸送を提供し、それによって、センサーの応答時間が短くなる。さらに、該新規の遷移金属錯体酸化還元メディエーターは、通常、使用、貯蔵及び輸送時に遭遇する周囲光線下ならびに温度で安定である。好ましくは、遷移金属錯体酸化還元メディエーターは、使用期間中または貯蔵条件下で酸化及び還元以外の化学変化を受けないが、該酸化還元メディエーターは、例えば、水または分析対象と反応することにより活性化されるように設計され得る。
【００４８】
遷移金属錯体は、酸化還元酵素と組み合わされて酸化還元メディエーターとして使用されて、分析対象、または、例えば分析対象の加水分解により分析対象から得られた化合物を電気酸化または電気還元し得る。酸化還元メディエーターの酸化還元電位は、一般に、分析対象が電気還元される場合には、酸化還元酵素の酸化還元電位よりも正（つまり、より酸化する）であり、分析対象が電気還元される場合には、酸化還元酵素の酸化還元電位よりも負になる。例えば、酵素としてグルコースオキシダーゼまたはＰＱＱ−グルコースデヒドロゲナーゼでグルコースを電気酸化するのに用いられる好ましい遷移金属錯体酸化還元メディエーターの酸化還元電位は、Ａｇ／ＡｇＣｌ参照電極に対して約−２００ｍＶ〜＋２００ｍＶであり、最も好ましいメディエーターは、Ａｇ／ＡｇＣｌ参照電極に対して約−１００ｍＶ〜約＋１００ｍＶの酸化還元電位を有する。
【００４９】
遷移金属錯体ポリマーにおける架橋
電子輸送は、電極上に配置した架橋化フィルム中の酸化還元ポリマー（例えば、上述のように、ポリマー骨格に結合した一つ以上の遷移金属錯体）のセグメント間の電子交換を伴う。遷移金属錯体は、共有結合、配位結合またはイオン結合でポリマー骨格に結合し得るが、共有結合及び配位結合が好ましい。電子交換は、例えば、架橋化酸化還元ポリマーの異なるセグメントの衝突によって生じる。酸化還元ポリマーにより輸送される電子は、例えば、グルコースオキシダーゼによるグルコースの酸化のような酵素性基質の電気酸化または電気還元から由来し得る。
【００５０】
酸化還元ポリマーの架橋化度は、電子またはイオンの輸送及びそれによる電気化学的反応速度に影響し得る。ポリマーの過剰な架橋化は、酸化還元ポリマーのセグメントの移動度を低下させ得る。セグメント移動度の低下は、酸化還元ポリマーフィルムを通過する電子またはイオンの拡散を減速させ得る。電子の拡散性の低下は、例えば、電子または電子空孔が収集または送達される電極上のフィルム厚を付随して減らすことを必要とし得る。このように、酸化還元ポリマーフィルム中の架橋化度は、例えば、酵素からＯｓ^2+/3+金属酸化還元中心のような酸化還元ポリマーの遷移金属酸化還元中心への電子の輸送、酸化還元ポリマーの酸化還元中心間の電子輸送、及びこれらの遷移金属酸化還元中心から電極への電子の輸送に作用し得る。
【００５１】
酸化還元ポリマーの不十分な架橋化により、酸化還元ポリマーフィルムの過剰な膨潤が生じ、酸化還元ポリマーフィルム成分が浸出するようになり得る。同様に、過剰な膨潤により、膨潤ポリマーの分析溶液内への移動、酸化還元ポリマーフィルムの柔軟化、せん断による除去に対するフィルムの感受性、またはこれらの作用の任意の組み合わせを生じ得る。
【００５２】
架橋化は、フィルム成分の浸出を低減させ、せん断負荷下のフィルムの機械的安定性を改善し得る。例えば、Ｂｉｎｙａｍｉｎ、Ｇ．及びＨｅｌｌｅｒ、ＡのＳｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＷｉｒｅｄＧｌｕｃｏｓｅＯｘｉｄａｓｅＡｎｏｄｅｓＲｏｔａｔｉｎｇａｔ１０００ｒｐｍａｔ３７℃、ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ、第１４６（８）巻、２９６５−２９６７頁、１９９９年（参照により本明細書に援用する）に開示されているように、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテルのような二官能性架橋剤（ｂｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｒ）をＮ，Ｎ−ジグリシジル−４−グルシジルオキシアニリンのような三官能性架橋剤（ｔｒｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｒ）と置き換えることにより、例えば、不十分な架橋化に関連する浸出及びせん断問題を低減し得る。
【００５３】
他の二官能性、三官能性及び四官能性（ｔｅｔｒａｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ）架橋剤の例を以下に列挙する。
【００５４】
アミン反応性二官能性架橋剤
【化２７】

【００５５】
ピリジンまたはイミダゾール反応性二官能性架橋剤
【化２８】

【００５６】
ピリジンまたはイミダゾール反応性三官能性架橋剤
【化２９】

【００５７】
ピリジンまたはイミダゾール反応性四官能性架橋剤
【化３０】

これに代わって、架橋化部位の数は、ポリマー骨格に結合した遷移金属錯体の数を減らして架橋化に利用可能なより多くのペンダント基を作製することにより、増加され得る。少なくとも幾つかの酸化還元ポリマーの一つの重要な利点は、ペンダント基の柔軟性から生じるペンダント遷移金属錯体の移動度の増大である。結果として、少なくとも幾つかの実施形態において、分析対象の電気酸化または電気還元における所望レベルの電子の拡散性及び電流密度を獲得するのに必要なポリマー骨格当りの遷移金属錯体がより少なくてよい。
【００５８】
遷移金属錯体ポリマーにおける配位
遷移金属錯体は、錯体及びポリマー骨格上の反応性基の有効性（ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ）及び性質に依存してポリマー骨格に直接または間接的に結合し得る。例えば、ポリ（４−ビニルピリジン）のピリジン基またはポリ（Ｎ−ビニルイミダゾール）のイミダゾール基は、一座配位子として機能可能なため、金属中心に直接結合し得る。これに代わって、ポリ（４−ビニルピリジン）のピリジン基またはポリ（Ｎ−ビニルイミダゾール）のイミダゾール基は、活性化されて遷移金属錯体のアミンなどの反応性基と共有結合を形成し得るカルボキシレート官能基などの適当な反応性基を有する置換アルキル部分と四級化（ｑｕａｔｅｒｎｉｚｅｄ）され得る（反応性基の他の例の一覧については表２を参照されたい）。
【００５９】
例えば、Ｏｓ^2+/3+のような酸化還元中心には、五つの複素環窒素と、例えば、塩化物陰イオンのような別の配位子が配位し得る。このような配位錯体の例は、安定な配位結合を形成する二つのビピリジン配位子、より弱い配位結合を形成するポリ（４−ビニルピリジン）のピリジン、及び最も不安定な配位結合を形成する塩化物陰イオンを含む。
【００６０】
これに代わって、Ｏｓ^2+/3+のような酸化還元中心には、その配位内圏（ｉｎｎｅｒｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｓｐｈｅｒｅ）で六つの複素環窒素原子が配位し得る。六つの配位原子は、好ましくは、配位子において対合する。例えば、各配位子は、少なくとも二つの環からなる。配位原子の対合（ｐａｉｒｉｎｇ）は、本発明の酸化還元ポリマーと共に用いられる電極の電位に影響し得る。
【００６１】
通常、グルコースの分析では、酸化還元ポリマーで被覆した作用電極が平衡化する電位は、ＳＣＥ（標準カロメル電極）に対して約＋２５０ｍＶの負である。好ましくは、電極は、ＳＣＥに対して約＋１５０ｍＶの負で平衡化する。これらの電位で電極を平衡化させることにより、例えば、尿酸塩、アスコルビン酸塩及びアセトアミノフェンのような生物学的溶液の構成成分の電気酸化干渉が減る。その電位は、錯体の配位子構造を変えることにより変化させられ得る。
【００６２】
本明細書において記載のように、酸化還元ポリマーの酸化還元電位は、電極が平衡化される電位に関連する。所望の酸化還元電位を有する酸化還元ポリマーを選択することにより、電極が最も好ましく平衡化される電位の調整が可能になる。本明細書に記載の多数の酸化還元ポリマーの酸化還元電位は、ＳＣＥに対して約＋１５０ｍＶの負であるが、ＳＣＥに対して約＋５０ｍＶの負として、ＳＣＥに対して約＋２５０ｍＶの負、好ましくは、ＳＣＥに対して約＋１５０ｍＶの負に電極電位を平衡させ得る。
【００６３】
配位結合の強さは、酸化還元ポリマーの酸化還元中心の電位に影響し得る。通常、配位結合が強い程、酸化還元電位がより正になる。遷移金属の配位圏の変化から生じる酸化還元中心の電位のシフトは、不安定な遷移金属錯体を生成し得る。例えば、Ｏｓ^2+/3+錯体の酸化還元電位が、配位圏を変化させることによりダウンシフトすると、その錯体は不安定になる。このような不安定な遷移金属錯体は、酸化還元メディエーターとして使用する金属錯体ポリマーを形成するとき、不都合になり得るが、配位子として弱く配位する多座またはキレート複素環を用いることで回避し得る。
【００６４】
電極干渉
電極で酸化還元メディエーターとして用いる遷移金属錯体は、例えば、Ｆｅ³⁺またはＺｎ²⁺を含む分析試料中の遷移金属の存在により影響され得る。電極を試験するのに用いる緩衝液に遷移金属陽イオンを添加することにより、生成電流が低下する。電流低下度は、遷移金属陽イオンを沈殿させる緩衝液中の陰イオンの存在に依存する。試料溶液中の遷移金属陽イオンの残余濃度が低い程、電流がより安定する。遷移金属陽イオンの沈殿を助ける陰イオンには、例えば、リン酸イオンがある。遷移金属陽イオンの添加による電流の低下は、非リン酸塩緩衝液で最も著明なことが認められている。電極を遷移金属陽イオンを含む緩衝液から実質的に遷移金属陽イオンを含まない緩衝液へ移すと、元の電流が復活する。
【００６５】
電流の低下は、遷移金属陽イオンにより生成されたピリジン含有ポリマー骨格がさらに架橋化されるためと考えられる。遷移金属陽イオンは、ポリマーの異なる鎖及び鎖セグメントの窒素原子と配位し得る。遷移金属陽イオンによる異なる鎖セグメントの窒素原子の配位的架橋化は、電子の拡散性を低下させ得る。
【００６６】
血清及び他の生理学的流体は、微量の遷移金属イオンを含む。このイオンは、本発明の酸化還元ポリマーで作製された電極のフィルム内に拡散し得るため、電子の拡散を低下させ、それによって高濃度の分析対象で達する最高電流を低下させる。さらに、鉄及び銅のような遷移金属イオンは、酵素のタンパク質及び酵素の反応中心またはチャネルに結合し得るので、それらの代謝回転速度を低下させる。生じた感度の低下は、例えば、遷移金属錯体の生成中に用いられる緩衝液中で、干渉する遷移金属イオンと錯体を形成する陰イオンを使用することによって改善され得る。例えば、ピロリン酸塩またはトリリン酸塩のような非環式ポリリン酸塩を使用し得る。例えば、非環式ポリリン酸ナトリウムまたはカリウム緩衝液を用いて、遷移金属イオンを沈殿させない遷移金属錯体中のリン酸陰イオンを非環式ポリリン酸陰イオンと交換し得る。直鎖リン酸塩を使用すると、有害遷移金属イオンと強力に錯体を形成して、それらの活性の低下を保証することにより、感度の低下が軽減できる。電極が平衡化する電位で電気酸化または電気還元されない限り、他のキレート剤も使用され得る。
【００６７】
酵素損傷とその軽減
グルコースオキシダーゼは、二酸素（ｄｉｏｘｙｇｅｎ）によるＤ−グルコースのＤ−グルコノ−１，５−ラクトン及び過酸化水素への酸化を触媒するフラボタンパク質酵素である。例えば、Ｆｅ²⁺のような還元遷移金属陽イオン及び幾つかの遷移金属錯体は、過酸化水素と反応し得る。これらの反応は、破壊的ＯＨラジカルと対応する酸化された陽イオンを形成する。新しく形成されたこれらの遷移金属陽イオンの存在は、酵素を阻害し、金属錯体と反応し得る。同様に、酸化遷移金属陽イオンは、酵素のＦＡＤＨ₂中心により、または遷移金属錯体により還元され得る。
【００６８】
遷移金属陽イオンによる酵素または遷移金属錯体の活性部位の阻害ならびにＯＨラジカルとの有害反応は、上述のように、非環式ポリリン酸塩類を組み入れることにより軽減され、よって電極の感度及び官能性は増大する。ポリリン酸塩／金属陽イオン錯体は、通常、高い（酸化）酸化還元電位を有するので、過酸化水素によるその酸化速度は、たいてい緩慢である。これに代わって、例えば、カタラーゼのような酵素を用いて、過酸化水素を分解し得る。
【００６９】
実施例
特に明記しない限り、化学試薬は、アルドリッリ・ケミカル社（ＡｌｄｒｉｃｈＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ、ＷＩ））または他の供給源から入手可能である。別の実施例は、本願と同日付で出願の“ポリマー遷移金属錯体及びその用途（ＰｏｌｙｍｅｒｉｃＴｒａｎｓｉｔｉｏｎＭｅｔａｌＣｏｍｐｌｅｘｅｓａｎｄＵｓｅｓＴｈｅｒｅｏｆ）”と題される米国特許出願第号に提供されており、該出願は参照により本明細書に援用される。例示を目的として、いくつかの遷移金属錯体配位子の合成を以下に示す。
【００７０】
実施例１
４−（５−カルボキシペンチル）アミノ−２，２´−ビピリジルの合成
この実施例は、２，２´−ビピリジル誘導体にカルボキシ反応性基を導入する方法を例示する。
【００７１】
化合物Ｄの合成：１００ｍｌの丸底フラスコ中で３０ｍｌの酢酸に溶かした化合物Ｃ（Ｗｅｎｋｅｒｔ、Ｄ．；Ｗｏｏｄｗａｒｄ、Ｒ．Ｂ．、Ｊ．Ｏｒｇ．ｃｈｅｍ．第４８巻、２８３頁（１９８３年）に従ってＡ及びＢから形成）（５ｇ）に１６ｍｌの臭化アセチルを加えた。黄色混合物を１．５時間還流し、次ぎにロータリーエバポレーターにより乾固した。生じたＤの淡黄色固形物は、さらに精製しなくても次ぎの段階用に十分純粋であった。収率：９５％。
【化３１】

化合物Ｅの合成：６０ｍｌのＣＨＣｌ₃に懸濁した化合物Ｄの懸濁液を撹拌し、室温で１２ｍｌのＰＣｌ₃を添加した。混合物をＮ₂下で２時間還流した後、室温に冷却した。反応混合物を１００ｍｌの氷／水中に注ぎ込んだ。水層を分離し、取っておいた。ＣＨＣｌ₃層をＨ₂Ｏで三回（３×６０ｍｌ）抽出した後、廃棄した。水溶液を集め、ＮａＨＣＯ₃粉末で約ｐＨ７〜８に中和した。生じた白色沈殿物を吸引ろ過して集め、Ｈ₂Ｏ（３０ｍｌ）で洗浄した後、真空下、５０℃で２４時間乾燥した。収率：８５％。
【００７２】
化合物Ｆの合成：化合物Ｆは、Ｈａｒｔｗｉｇ等（Ｈａｒｔｗｉｇ、Ｊ．Ｆ．、ｅｔら、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．、第６４巻、５５７５頁（１９９９年））によって記載された臭化アリールのパラジウム触媒アミノ化法を用いて、化合物Ｅ（５ｇ）及び６−アミノカプロン酸メチルエステル（６ｇ）から合成した。収率：９０％。
【００７３】
化合物Ｇの合成：２０ｍｌのＭｅＯＨに溶かした化合物Ｆ（３ｇ）を３０ｍｌのＨ₂Ｏに溶かしたＮａＯＨ（０．６ｇ）の溶液に加えた。生じた溶液を室温で２４時間撹拌した後、希ＨＣｌでｐＨ７に中和した。前記溶液をＮａＣｌで飽和し、次ぎにＣＨＣｌ₃で抽出した。ＣＨＣｌ₃抽出液を蒸発乾固した後、１０％Ｈ₂Ｏ／ＣＨ₃ＣＮで溶離するシリカゲルカラムにより精製した。収率：７０％。
【００７４】
実施例２
【００７５】
４−（（６−アミノヘキシル）アミノ）−２，２´−ビピリジンの合成
【化３２】

この実施例は、アミン反応性基を有する２，２´−ビピリジルの一般的な合成を例示する。
【００７６】
化合物Ｈの合成：２５０ｍｌの丸底フラスコ中で化合物Ｅ（２．５ｇ）と１，６−ジアミノヘキサン（１５ｇ）の混合物を、Ｎ₂下、油浴中１４０℃で４〜５時間加熱した。過剰の１，６−ジアミノヘキサンを、９０〜１２０℃で高減圧蒸留により除去した。生成物をシリカゲルカラムにより５％ＮＨ₄ＯＨのイソプロピルアルコールで溶離して精製した。収率：７０％。
【００７７】
実施例３
１，１´−ジメチル−２，２´−ビイミダゾールの合成
【００７８】
この実施例は、２，２’−ビイミダゾール誘導体の合成を例示する。
【化３３】

【００７９】
アルキル化段階は、二つの異なる基を導入し得るように、段階的に行い得る。例えば、以下の通りである。
【化３４】

化合物Ｋの合成：氷／水浴で冷却した２５０ｍｌの丸底フラスコ中で１００ｍｌの乾燥ＤＭＦに化合物Ｊ（Ｆｉｅｓｅｌｍａｎｎ、Ｂ．Ｆ．ら、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．、第１７巻、２０７８頁（１９７８年）に従って、Ｉから形成）（４．６ｇ、３４．３ｍモル）を溶かした溶液を撹拌し、ＮａＨ（鉱物油中に６０％含有、２．７ｇ、６８．６ｍモル）を分割して加えた。溶液をＮ₂下、０℃でさらに１時間撹拌した後、トルエンスルホン酸メチル（１０．３ｍｌ、６８．６ｍモル）をシリンジを用いて少量ずつ３０分かけて加えた。氷／水浴中で前記溶液を１時間連続して撹拌し、次ぎに室温で３時間撹拌した。溶媒を真空蒸留により除去した。暗色残留物をエーテルで粉砕した後、吸引ろ過し、真空下で乾燥した。生成物を昇華により精製した。収率：８０％。
【００８０】
化合物Ｌの合成：化合物Ｌを、それぞれ一当量だけの化合物Ｊ、ＮａＨ及びトルエンスルホン酸メチルを用いたこと以外は、化合物Ｋの合成に記載の方法を用いて調製した。生成物を昇華により精製した。
【００８１】
化合物Ｍの合成：氷／水浴で冷却した５０ｍｌの丸底フラスコで２０ｍｌの乾燥ＤＭＦに化合物Ｌ（１ｇ、６．８ｍモル）を溶かした溶液を撹拌し、ＮａＨ（鉱物油に６０％含有、０．２７ｇ、６．８ｍモル）を分割して加える。溶液をＮ₂下、０℃でさらに１時間撹拌した後、ブロモ酢酸エチル（０．７５ｍｌ、６．８ｍモル）をシリンジで少量ずつ１５分間かけて加える。溶液を氷／水浴中でさらに１時間撹拌し、次ぎに室温で３時間撹拌する。溶媒を真空蒸留により除去する。生成物を溶離液として１０％ＭｅＯＨ／ＣＨＣｌ₃を用いてシリカゲルカラムにより精製する。
【００８２】
化合物Ｎの合成：化合物Ｇの合成について記載の方法を用いて化合物Ｍ（１ｇ）を加水分解する。生成物を溶離液として１０％Ｈ₂Ｏ／ＣＨ₃ＣＮを用いてシリカゲルカラムにより精製する。
【００８３】
実施例４
２−（２−ピリジル）イミダゾールヘテロ二座配位子の合成
【００８４】
この例は、イミダゾール環を含むヘテロ二座配位子の一般合成を例示する。
【化３５】

化合物Ｏの合成：温度計及び添加漏斗を備えた２５０ｍｌの三つ首丸底フラスコで５０ｍｌのＥｔＯＨに６−メチルピリジン−２−カルボキシアルデヒド（２６ｇ、０．２１モル）とグリオキサール（４０％、３０ｍｌ）を溶かした溶液をＮａＣｌ／氷浴中で撹拌した。溶液が５℃未満に冷却されたら、濃ＮＨ₄ＯＨを添加漏斗から滴下した。添加速度は、溶液の温度が５℃以下に維持されるように制御した。添加後、その黄色溶液を氷浴中で１時間続けて撹拌し、その後、室温で一晩撹拌した。淡黄色結晶を吸引ろ過により集め、Ｈ₂Ｏ（２０ｍｌ）で洗浄した。結晶をＨ₂Ｏ（２００ｍｌ）に再懸濁し、簡単に沸騰させた後、吸引ろ過して生成物を集め、高真空下で乾燥した。収率：３５％。
【００８５】
化合物Ｐの合成：５０ｍｌの乾燥ＤＭＦに化合物Ｏ（３ｇ、１８．９ｍモル）を溶かした溶液を撹拌し、ｔ−ブトキシドナトリウム（２ｇ、２０．８ｍモル）を一度に加えた。全てのｔ−ブトキシドナトリウムを溶解した後、ヨードメタン（１．３ｍｌ）をシリンジを用いて滴下した。溶液を室温で２時間続けて撹拌した後、溶液をＨ₂Ｏ（１５０ｍｌ）中に注ぎ込んだ。生成物をＥｔＯＡｃで抽出し、抽出液を無水Ｎａ₂ＳＯ₄で乾燥した後、蒸発させて粗化合物Ｐを得た。生成物を溶離液として１０％ＭｅＯＨ／ＣＨＣｌ₃を用いてシリカゲルカラムで分離して精製した。収率：７０％。
【００８６】
実施例５
複数の同一配位子を有する遷移金属錯体の合成
【００８７】
複数の同じ二座または三座配位子を含む遷移金属錯体をハロゲン化金属塩と配位子から一段階で合成し得る。この実施例は、三つの同じ２，２´−ビイミダゾール二座配位子を有するオスミウム錯体の合成を例示する。
【化３６】

化合物Ｑの合成：還流凝縮器を備えた１００ｍｌの三つ首丸底フラスコでヘキサクロロオスミウム酸アンモニウム（Ａｍｍｏｎｉｕｍｈｅｘａｃｈｌｏｒｏｏｓｍａｔｅ）（２００ｍｇ、０．４６ｍモル）と化合物Ｋ（２２１ｍｇ、１．３７ｍモル）を１５ｍｌのエチレングリコールに混合した。混合物をＮ₂で１５分間脱気した後、Ｎ₂下、２００〜２１０℃で２４時間撹拌した。溶媒を高減圧蒸留により９０〜１００℃で除去した。緑色に呈色した粗生成物を１５ｍｌのＨ₂Ｏに溶解し、空気中で撹拌して完全に酸化させ、暗青色に呈色したＯｓ（ＩＩＩ）酸化状態にした（約２４時間）。生成物を溶離液としてＨ₂Ｏを用いてＬＨ−２０逆相カラムにより精製した。収率：５０％。
【００８８】
実施例６
混合配位子を有する遷移金属錯体の合成
【００８９】
複数の種類の配位子を含む遷移金属錯体を段階的に合成し得る。まず、一つの所望の種類の配位子と、例えば、塩化物のハロゲン化物配位子を含む遷移金属錯体の中間体を合成する。次ぎに、中間体に配位子置換反応を受けさせ、ハロゲン化物配位子を別の所望の種類の配位子と置き換える。以下のオスミウム錯体の調製は、一般合成のスキームを例示する。
【化３７】

化合物Ｕの合成：還流凝縮器を備えた２５０ｍｌの三つ首丸底フラスコで４０ｍｌのエチレングリコールにヘキサクロロオスミウム酸カリウム（Ｐｏｔａｓｓｉｕｍｈｅｘａｃｈｌｏｒｏｏｓｍａｔｅ）（１ｇ、２．０８ｍモル）、化合物Ｋ（０．６７ｇ、４．１６ｍモル）及びＬｉＣｌ（１ｇ、２３．８ｍモル）を懸濁した。懸濁液をＮ₂で１５分間脱気した後、Ｎ₂下、油浴中１７０℃で７〜８時間撹拌することにより、暗褐色溶液が生じた。溶媒を９０〜１００℃の浴温度で高減圧蒸留により除去した。粘着性固形物をアセトンで二回（２×５０ｍｌ）、次ぎにＨ₂０で一回（５０ｍｌ）粉砕した。生成物を高真空下、５０℃で２４時間乾燥した。
【００９０】
化合物Ｗの合成：還流凝縮器を備えた１００ｍｌの三つ首丸底フラスコで１０ｍｌのエチレングリコール中で化合物Ｕ（１１９ｍｇ、０．１９２ｍモル）と４−（４−カルボキシピペリジノ）アミノ−２，２´−ビピリジル（化合物Ｆ及び化合物Ｇの合成方法を用いて化合物Ｅ及びイソニペコチン酸エチルから調製）の懸濁液を作製した。懸濁液をＮ₂で１５分間脱気した後、Ｎ₂下、油浴中１３０℃で２４時間撹拌した。暗褐色溶液を室温に冷却し、次ぎに、ＥｔＯＡｃ（５０ｍｌ）中に注ぎ込んだ。沈殿物を吸引ろ過により集めた。このようにして得られた暗褐色固形物は、２＋酸化状態のオスミウムを有する化合物Ｗであった。精製を容易にするため、暗褐色固形物を２０ｍｌのＨ₂Ｏに溶解し、溶液を大気中で２４時間撹拌することにより、オスミウム２＋錯体をオスミウム３＋錯体に酸化した。生じた暗緑色溶液を、２０ｍｌのＨ₂ＯにＮＨ₄ＰＦ₆（１ｇ）を溶かした溶液中に撹拌しながら注ぎ込んだ。得られた［Ｏｓ（１，１´−ジメチル−２，２´−ビイミダゾール）₂（４−（４−カルボキシピペリジノ）アミノ−２，２´−ビピリジル）］³⁺３ＰＦ₆ ^-の暗緑色沈殿物を吸引ろ過により集め、５ｍｌのＨ₂Ｏで洗浄した後、高真空下、４０℃で４８時間乾燥した。［Ｏｓ（１，１´−ジメチル−２，２´−ビイミダゾール）₂（４−（４−カルボキシピペリジノ）アミノ−２，２´−ビピリジル）］³⁺３ＰＦ₆ ^-の対陰イオンＰＦ₆ ^-をより水溶性の塩化物陰イオンに交換した。Ｈ₂Ｏ（２０ｍｌ）に懸濁した化合物ＷのＰＦ₆ ^-塩（１５０ｍｇ）とＣｌ^-樹脂（１０ｍｌ）の懸濁液を２４時間撹拌した。撹拌終了時には、全オスミウム錯体が溶解した。暗緑色溶液を吸引ろ過により分離し、次ぎに、凍結乾燥して化合物Ｗを得た。
【００９１】
本発明は、上述の特定の実施例に限定されるものではなく、むしろ添付の特許請求の範囲に適切に提示されるように、本発明の全ての態様に及ぶものと理解されるべきである。本発明を適用され得る種々の変更、均等な方法及び多数の構造は、本明細書を見ることにより、本発明が対象とする当業者にとって容易に明らかになろう。

Claims

以下の式を有する遷移金属錯体。

（式中、Ｍはオスミウムであり、Ｌは、

及び、

のうちから選択され、
Ｌ ₁ 及びＬ ₂ 、並びにＬ ₃ 及びＬ ₄ は、それぞれ組み合わさって次式の二座配位子を形成し、

Ｒ₁、Ｒ₂及びＲ₁´は、独立してアルキル基、アルケニル基またはアリール基であり、
Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆、Ｒ₃´、Ｒ₄´、Ｒ_a、Ｒ_b、Ｒ_c及びＲ_dは、独立して−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＮＯ₂、−ＣＮ、−ＣＯ₂Ｈ、−ＳＯ₃Ｈ、−ＮＨＮＨ₂、−ＳＨ、−ＯＨ、−ＮＨ₂、またはアルコキシカルボニル、アルキルアミノカルボニル、ジアルキルアミノカルボニル、アルコキシ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルカノイルアミノ、アリールカルボキシアミド、ヒドラジノ、アルキルヒドラジノ、ヒドロキシルアミノ、アルコキシルアミノ、アルキルチオ、アルケニル、アリールまたはアルキルであり、
Ｒ ₁₆ 、Ｒ ₁₇ 、Ｒ ₁₈ 、Ｒ ₁₉ 、Ｒ ₂₀ 、Ｒ ₂₁ 、Ｒ ₂₂ 及びＲ ₂₃ は、独立して−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＮＯ ₂ 、−ＣＮ、−ＣＯ ₂ Ｈ、−ＳＯ ₃ Ｈ、−ＮＨＮＨ ₂ 、−ＳＨ、−ＯＨ、−ＮＨ ₂ またはアルコキシルカルボニル、アルキルアミノカルボニル、ジアルキルアミノカルボニル、アルコキシ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルカノイルアミノ、アリールカルボキシアミド、ヒドラジノ、アルキルヒドラジノ、ヒドロキシルアミノ、アルコキシルアミノ、アルキルチオ、アルケニル、アリールまたはアルキルであり、
ｃは、正または負の電荷を示す−１〜−５または＋１〜＋５から選択される整数であり、
Ｘは、少なくとも一つの対イオンを示し、
ｄは、対イオンＸの数を示す１〜５の整数である）
前記式中、Ｒ₁、Ｒ₁´の双方、及びＲ₂が、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルである請求項１に記載の遷移金属錯体。
前記式中、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅及びＲ₆が−Ｈである請求項１に記載の遷移金属錯体。
以下の式を有する請求項１に記載の遷移金属錯体。

（式中、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆、Ｒ₁₆、Ｒ₁₇、Ｒ₁₉、Ｒ₂₀、Ｒ₂₂及びＲ₂₃は−Ｈであり、
Ｒ₁及びＲ₂は、独立して、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルであり、かつ、
Ｒ₁₈及びＲ₂₁は、独立して、−ＨまたはＣ１〜Ｃ１２アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルチオ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルアミノ、Ｃ２〜Ｃ２４ジアルキルアミノまたはＣ１〜Ｃ１２アルキルである）
前記式中、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₁₈とＲ₂₁のうちの少なくとも一つが、カルボキシ、活性エステル、スルホニルハライド、スルホン酸エステル、イソシアネート、イソチオシアネート、エポキシド、アジリジン、ハライド、アルデヒド、ケトン、アミン、アクリルアミド、チオール、アシルアジド、アシルハライド、ヒドラジン、ヒドロキシルアミン、アルキルハライド、イミダゾール、ピリジン、フェノール、アルキルスルホネート
、ハロトリアジン、イミドエステル、マレイミド、ヒドラジド、ヒドロキシ、及び光反応性アジドアリール基のうちから選択される反応性基を含む請求項４に記載の遷移金属錯体。
以下の式を有する請求項１に記載の遷移金属錯体。

（式中、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆、Ｒ₃´、Ｒ₄´、Ｒ_a及びＲ_cは−Ｈであり、
Ｒ_dは−Ｈまたはメチルであり、
Ｒ_bは−ＨまたはＣ１〜Ｃ１２アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルチオ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルアミノ、Ｃ２〜Ｃ２４ジアルキルアミノもしくはＣ１〜Ｃ１２アルキルであり、かつ、
Ｒ₁、Ｒ₁´及びＲ₂は、独立して、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルである）
前記式中、Ｒ₁、Ｒ₂及びＲ₁´の少なくとも一つがカルボキシ、活性エステル、スルホニルハライド、スルホン酸エステル、イソシアネート、イソチオシアネート、エポキシド、アジリジン、ハライド、アルデヒド、ケトン、アミン、アクリルアミド、チオール、アシルアジド、アシルハライド、ヒドラジン、ヒドロキシアミン、アルキルハライド、イミダゾール、ピリジン、フェノール、アルキルスルホネート、ハロトリアジン、イミドエステル、マレイミド、ヒドラジド、ヒドロキシ、及び光反応性アジドアリール基のうちから選択された反応性基を含む請求項６に記載の遷移金属錯体。
作用電極と、
対電極と、
作用電極に近接して配置された遷移金属錯体とを備え、該遷移金属錯体が以下の式を有するセンサー。

（式中、Ｍはオスミウムであり、
Ｌは、

及び、

のうちから選択され、
Ｌ ₁ 及びＬ ₂ 、並びにＬ ₃ 及びＬ ₄ は、それぞれ組み合わさって次式の二座配位子を形成し、

Ｒ ₁ 、Ｒ ₂ 及びＲ ₁ ´は、独立してアルキル基、アルケニル基またはアリール基であり、Ｒ ₃ 、Ｒ ₄ 、Ｒ ₅ 、Ｒ ₆ 、Ｒ ₃ ´、Ｒ ₄ ´、Ｒ _a 、Ｒ _b 、Ｒ _c 及びＲ _d は、独立して−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＮＯ ₂ 、−ＣＮ、−ＣＯ ₂ Ｈ、−ＳＯ ₃ Ｈ、−ＮＨＮＨ ₂ 、−ＳＨ、−ＯＨ、−ＮＨ ₂ 、またはアルコキシカルボニル、アルキルアミノカルボニル、ジアルキルアミノカルボニル、アルコキシ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルカノイルアミノ、アリールカルボキシアミド、ヒドラジノ、アルキルヒドラジノ、ヒドロキシルアミノ、アルコキシルアミノ、アルキルチオ、アルケニル、アリールまたはアルキルであり、
Ｒ ₁₆ 、Ｒ ₁₇ 、Ｒ ₁₈ 、Ｒ ₁₉ 、Ｒ ₂₀ 、Ｒ ₂₁ 、Ｒ ₂₂ 及びＲ ₂₃ は、独立して−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＮＯ ₂ 、−ＣＮ、−ＣＯ ₂ Ｈ、−ＳＯ ₃ Ｈ、−ＮＨＮＨ ₂ 、−ＳＨ、−ＯＨ、−ＮＨ ₂ またはアルコキシルカルボニル、アルキルアミノカルボニル、ジアルキルアミノカルボニル、アルコキシ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルカノイルアミノ、アリールカルボキシアミド、ヒドラジノ、アルキルヒドラジノ、ヒドロキシルアミノ、アルコキシルアミノ、アルキルチオ、アルケニル、アリールまたはアルキルであり、
ｃは正または負の電荷を示す−１〜−５または＋１〜＋５から選択された整数であり、
Ｘは、少なくとも一つの対イオンを示し、
ｄは、対イオンＸの数を示す１〜５の整数である）
作用電極に近接して配置された酵素をさらに含む請求項８に記載のセンサー。