JP5189096B2 - Diagnostic agent and measuring method using the same - Google Patents

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Description

本発明は診断薬及びそれを用いた測定方法に関し、さらに詳しくは、蛍光色素で標識した抗体を用いる診断薬及びそれを用いた測定方法に関する。
The present invention relates to a diagnostic agent and a measurement method using the same, and more particularly to a diagnostic agent using an antibody labeled with a fluorescent dye and a measurement method using the same.

ガンや感染症等の診断には、抗体の特異的認識能を利用したイムノアッセイが用いられている(例えば、特許文献1)。イムノアッセイは、標識抗体を用いて目的の抗原を検出する方法であり、標識物質に酵素を用いる酵素イムノアッセイ(ELISA法)や標識物質に蛍光色素を用いる蛍光イムノアッセイ(FIA法)等が用いられている。ELISA法は、最終的な検出は標識物質である酵素の反応によって生じるさまざまなシグナル(発色、発光、化学発光等)を検出及び定量することにより行う。一方、FIA法は、標識物質である蛍光色素に励起光を照射し、それによる蛍光を検出及び定量することにより行う。
国際公開2003/010542号パンフレット
For the diagnosis of cancer, infectious diseases, etc., an immunoassay utilizing the specific recognition ability of an antibody is used (for example, Patent Document 1). The immunoassay is a method for detecting a target antigen using a labeled antibody, and an enzyme immunoassay (ELISA method) using an enzyme as a labeling substance or a fluorescent immunoassay (FIA method) using a fluorescent dye as a labeling substance is used. . In the ELISA method, the final detection is performed by detecting and quantifying various signals (color development, luminescence, chemiluminescence, etc.) generated by the reaction of the enzyme as a labeling substance. On the other hand, the FIA method is performed by irradiating a fluorescent dye, which is a labeling substance, with excitation light, and detecting and quantifying the resulting fluorescence.
International Publication No. 2003/010542 Pamphlet

FIA法は蛍光色素を用いるため鮮明なコントラストを有し定量性に優れ、またELISA法に比べ、より短時間での検出が可能でかつ操作も簡便であるという特徴を有している。しかしながら、従来の蛍光色素は標識率が低いという問題がある。例えば、抗体に対して200倍モル程度の蛍光色素を用いているが、この条件下においても標識率は50−60%程度であった。そのため、蛍光色素を大量に使用する必要があるため検出費用が高コストになったり、未反応の蛍光色素を除去するための処理工程が必要となり検出に長時間を要するという問題があった。また、高感度検出を行うため、より蛍光強度の大きい蛍光色素が必要とされているという問題もあった。   Since the FIA method uses a fluorescent dye, it has a clear contrast and excellent quantification, and has features that it can be detected in a shorter time and is easier to operate than the ELISA method. However, the conventional fluorescent dye has a problem that the labeling rate is low. For example, about 200-fold mol of the fluorescent dye is used with respect to the antibody, and the labeling rate is about 50-60% even under this condition. For this reason, it is necessary to use a large amount of fluorescent dye, so that the detection cost becomes high, and there is a problem that a processing step for removing the unreacted fluorescent dye is required and it takes a long time for detection. In addition, there is a problem that a fluorescent dye having a higher fluorescence intensity is required to perform high-sensitivity detection.

上記の課題を解決するため、本発明者は鋭意努力した結果、抗体を標識する蛍光色素に、有機EL色素から成る発色部と、抗体と結合する結合部とを有する蛍光色素を用いることにより、抗体に対する標識率を大幅に向上させることが可能なことを見出して本発明を完成させたものである。すなわち、本発明の診断薬は、少なくとも、抗体と、該抗体を標識する蛍光色素とを含む診断薬であって、該蛍光色素が、有機EL色素から成る発色部と、抗体と結合する結合部とを有することを特徴とする。   As a result of diligent efforts to solve the above problems, the present inventor has used, as a fluorescent dye for labeling an antibody, a fluorescent dye having a coloring part composed of an organic EL dye and a binding part that binds to the antibody, The present invention has been completed by finding that the labeling rate for antibodies can be greatly improved. That is, the diagnostic agent of the present invention is a diagnostic agent containing at least an antibody and a fluorescent dye that labels the antibody, and the fluorescent dye comprises a coloring part composed of an organic EL dye and a binding part that binds to the antibody. It is characterized by having.

ここで、上記有機EL色素には、1種以上のヘテロ原子、セレン原子又はボロン原子を含む5員環化合物と共役系を有する6員環化合物とから成る縮合多環化合物を用いることができる。   Here, as the organic EL dye, a condensed polycyclic compound composed of a 5-membered ring compound containing one or more hetero atoms, selenium atoms, or boron atoms and a 6-membered ring compound having a conjugated system can be used.

また、上記縮合多環化合物には、以下の一般式(1)、(2)又は(3)のいずれか1種で示されるアゾール誘導体を用いることができる。   Further, as the condensed polycyclic compound, an azole derivative represented by any one of the following general formulas (1), (2) or (3) can be used.

Figure 0005189096
Figure 0005189096

ここで、式中、R1、R2、R3、R4は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換基としてアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルエステル基、リン酸エステル基、硫酸エステル基、ニトリル基、ヒドロキシル基、シアノ基、スルホニル基、芳香族炭化水素基又は複素環基を有してもよい芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基又は複素環基を示し、Xは置換基を有していてもよい窒素原子又は硫黄原子又は酸素原子又はセレン原子、ボロン原子を示し、R'は芳香環を含んでも良いアルキル基又はアルケニル基等の脂肪族炭化水素基あるいは芳香族炭化水素基、An-は、ハロゲン化物イオン、CF3SO3 -、BF4 -又はPF6 -を示す。Here, in the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, an alkyl ester group, phosphoric acid as a substituent. An aromatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group or a heterocyclic group which may have an ester group, a sulfate ester group, a nitrile group, a hydroxyl group, a cyano group, a sulfonyl group, an aromatic hydrocarbon group or a heterocyclic group; X represents an optionally substituted nitrogen atom, sulfur atom, oxygen atom, selenium atom or boron atom, and R ′ represents an aliphatic hydrocarbon such as an alkyl group or an alkenyl group which may contain an aromatic ring. group or an aromatic hydrocarbon group, an - is a halide ion, CF 3 SO 3 -, BF 4 - or PF 6 - shows a.

また、上記のR2とR3に、チオフェン誘導体、フラン誘導体、ピロール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、ピラゾール誘導体及びピリジン誘導体からなる群から選択された1種を用いることができる。In addition, as R 2 and R 3 , one selected from the group consisting of thiophene derivatives, furan derivatives, pyrrole derivatives, imidazole derivatives, oxazole derivatives, thiazole derivatives, pyrazole derivatives, and pyridine derivatives can be used.

また、上記のR2とR3に、スルホニル基を有するフェニル基を用いることができる。In addition, a phenyl group having a sulfonyl group can be used for the above R 2 and R 3 .

また、上記縮合多環化合物に、以下の一般式(4)、(5)、(6)、(7)又は(8)で示されるイミダゾール誘導体を用いることもできる。   Moreover, the imidazole derivative shown by the following general formula (4), (5), (6), (7) or (8) can also be used for the said condensed polycyclic compound.

Figure 0005189096
Figure 0005189096

ここで、式中、R1、R2、R3、R4、R5は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換基としてアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルエステル基、リン酸エステル基、硫酸エステル基、ニトリル基、ヒドロキシル基、シアノ基、スルホニル基、芳香族炭化水素基又は複素環基を有してもよい芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基又は複素環基を示し、R1、 R2、R3、R4、R5は同じでも異なっていても良く、R'、R''は芳香環を含んでも良いアルキル基又はアルケニル基等の脂肪族炭化水素基あるいは芳香族炭化水素基、An-は、ハロゲン化物イオン、CF3SO3 -、BF4 -又はPF6 -を示す。Here, in the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a substituent as an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, an alkyl ester group. , Phosphoric acid ester group, sulfuric acid ester group, nitrile group, hydroxyl group, cyano group, sulfonyl group, aromatic hydrocarbon group or aliphatic hydrocarbon group or heterocyclic group which may have an aromatic hydrocarbon group or heterocyclic group R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different, and R ′ and R ″ may be an aliphatic group such as an alkyl group or an alkenyl group which may contain an aromatic ring. A hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, An represents a halide ion, CF 3 SO 3 , BF 4 or PF 6 .

また、上記のR2とR3に、チオフェン誘導体、フラン誘導体、ピロール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、ピラゾール誘導体及びピリジン誘導体からなる群から選択された1種を用いることができる。In addition, as R 2 and R 3 , one selected from the group consisting of thiophene derivatives, furan derivatives, pyrrole derivatives, imidazole derivatives, oxazole derivatives, thiazole derivatives, pyrazole derivatives, and pyridine derivatives can be used.

また、上記のR2とR3に、スルホニル基を有するフェニル基を用いることもできる。In addition, a phenyl group having a sulfonyl group can be used for the above R 2 and R 3 .

また、発色部に、以下の一般式で示されるイミダゾール誘導体を用いることもできる。   Moreover, the imidazole derivative shown by the following general formula can also be used for a color development part.

Figure 0005189096
Figure 0005189096

ここで、式中、R1、 R4、 R5は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換基としてアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルエステル基、リン酸エステル基、硫酸エステル基、ニトリル基、ヒドロキシル基、シアノ基、スルホニル基、芳香族炭化水素基又は複素環基を有してもよい芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基又は複素環基を示し、R1、R4、R5は同じでも異なっていても良い。Here, in the formula, R 1 , R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a substituent as an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, an alkyl ester group, a phosphate ester group, An aromatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group or a heterocyclic group which may have a sulfate ester group, a nitrile group, a hydroxyl group, a cyano group, a sulfonyl group, an aromatic hydrocarbon group or a heterocyclic group, and R 1 , R 4 and R 5 may be the same or different.

また、蛍光色素には、結合部に、カルボン酸基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、エポキシ基、ハロゲン化アルキル基、トリアジン基、カルボジイミド基、マレイミド基そして活性エステル化したカルボニル基から選択されたいずれか1種の反応性基を用いることができる。   In addition, in the fluorescent dye, any one selected from a carboxylic acid group, an isocyanate group, an isothiocyanate group, an epoxy group, a halogenated alkyl group, a triazine group, a carbodiimide group, a maleimide group, and an active esterified carbonyl group at the bonding portion. One type of reactive group can be used.

また、蛍光色素には、発色部と結合部とを連結するスペーサー部を有するものを用いることができる。   Moreover, what has a spacer part which connects a color development part and a coupling | bond part can be used for a fluorescent dye.

蛍光色素のスペーサー部には、-CH2-、-NHCOO-、-CONH-、-COO-、-SO2NH-、-HN-C(=NH)-NH-、-O-、-S-、-NR-(Rはアルキル基)、-(CH2-CH2-O)n-(nは1〜10の整数)、-CH=CH-、-C≡C-、-Ar-及び-CO-Ar-NR-からなる群から選択される官能基を少なくとも1種含むものを用いることができる。The spacer part of the fluorescent dye includes -CH 2- , -NHCOO-, -CONH-, -COO-, -SO 2 NH-, -HN-C (= NH) -NH-, -O-, -S- , —NR— (wherein R is an alkyl group), — (CH 2 —CH 2 —O) n— (n is an integer of 1 to 10), —CH═CH—, —C≡C—, —Ar— and — Those containing at least one functional group selected from the group consisting of CO—Ar—NR— can be used.

ここで、上記スペーサー部には、以下の一般式(I)で表されるものを用いることができる。
-(CHR')p-X-(CHR")q- (I)
式中、Xは直接結合又は、-NHCOO-、-CONH-、-COO-、-SO2NH-、-HN-C(=NH)-NH-、-O-、-S-、-NR-、-CH=CH-、-C≡C-、-Ar-及び-CO-Ar-NR-からなる群から選択され少なくとも1種の官能基を表し、R'とR"はそれぞれ独立に、水素原子、あるいは芳香環を含んでも良いアルキル基又はアルケニル基等の脂肪族炭化水素基、あるいは芳香族炭化水素基であって、必要によりスルホニル基、ヒドロキシル基、4級アミン基及びカルボキシル基からなる群から選択されたいずれか1種の荷電基により置換されたものを表し、Arはアリール基を表し、pとqはそれぞれ独立に0から20の整数を表し、p+q≧1である。
Here, what is represented by the following general formula (I) can be used for the said spacer part.
-(CHR ') pX- (CHR ") q- (I)
In the formula, X is a direct bond or -NHCOO-, -CONH-, -COO-, -SO 2 NH-, -HN-C (= NH) -NH-, -O-, -S-, -NR- , —CH═CH—, —C≡C—, —Ar—, and —CO—Ar—NR—, each representing at least one functional group, wherein R ′ and R ″ are independently hydrogen An aliphatic hydrocarbon group such as an alkyl group or an alkenyl group which may contain an atom or an aromatic ring, or an aromatic hydrocarbon group, if necessary, a group consisting of a sulfonyl group, a hydroxyl group, a quaternary amine group and a carboxyl group And Ar represents an aryl group, p and q each independently represents an integer of 0 to 20, and p + q ≧ 1.

また、スペーサー部に、アミノ酸又は2〜20個のアミノ酸からなるペプチドリンカーを用いることができる。   Moreover, a peptide linker which consists of an amino acid or 2-20 amino acids can be used for a spacer part.

また、スペーサー部にアミノ酸を用い、そのアミノ酸に天然アミノ酸又は合成アミノ酸を用いることができる。   Moreover, an amino acid can be used for a spacer part and a natural amino acid or a synthetic amino acid can be used for the amino acid.

また、アミノ酸に、システイン酸、2-アミノ-3-スルホサルファニルプロパン酸、2-アミノ-3-スルホキシプロパン酸、チロシン、スレオニン、ホモセリン及びセリンからなる群から選択された1種を用いることができる。   In addition, one amino acid selected from the group consisting of cysteic acid, 2-amino-3-sulfosulfanylpropanoic acid, 2-amino-3-sulfoxypropanoic acid, tyrosine, threonine, homoserine and serine is used as the amino acid. Can do.

また、スペーサー部にペプチドリンカーを用い、そのペプチドリンカーに、スルホニル基、ヒドロキシル基、4級アミン基及びカルボキシル基からなる群から選択された少なくとも1種の荷電基を有するものを用いることもできる。   Alternatively, a peptide linker may be used for the spacer portion, and the peptide linker having at least one charged group selected from the group consisting of a sulfonyl group, a hydroxyl group, a quaternary amine group and a carboxyl group can be used.

また、ペプチドリンカーに、システイン酸、2-アミノ-3-スルホサルファニルプロパン酸、2-アミノ-3-スルホキシプロパン酸、チロシン、スレオニン、ホモセリン及びセリンからなる群から選択された少なくとも1種のアミノ酸を含むものを用いることもできる。   Further, the peptide linker may be at least one selected from the group consisting of cysteic acid, 2-amino-3-sulfosulfanylpropanoic acid, 2-amino-3-sulfoxypropanoic acid, tyrosine, threonine, homoserine and serine. Those containing amino acids can also be used.

また、上記縮合多環化合物に、以下の一般式(9)、(10)又は(11)のいずれか1種で示されるアゾール誘導体を用いることもできる。   Moreover, the azole derivative shown by any one of the following general formula (9), (10) or (11) can also be used for the said condensed polycyclic compound.

Figure 0005189096
Figure 0005189096

ここで、式中、(9)及び(11)ではR1は、そして(10)ではR1とR4の一方は、一般式L-Mで示され、Mは、置換基を有しても良いピリジニウム基、2級アミノ基、3級アミノ基、4級アミノ基、ピペリジニウム基、ピペラジニウム基、イミダゾリウム基、チアゾリウム基、オキサゾリウム基、キノリウム基、ベンゾイミダゾリウム基、ベンゾチアゾリウム基又はベンゾオキサゾリウム基である窒素カチオン含有基を示し、Lは、直接結合あるいは、-(CH2)n-(nは1〜4の整数)、-NHCOO-、-CONH-、-COO-、-SO2NH-、-HN-C(=NH)-NH-、-O-、-S-、-NR-(Rはアルキル基)、-Ar-(Arは芳香族炭化水素基)及び-CO-Ar-NR-からなる群から選択された1種以上の官能基からなり、Mと発色部とを連結するリンカー、(10)のR1とR4の残部、そしてR2及びR3は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換基としてアルキル基、アルコキシ基、アルキルエステル基、リン酸エステル基、硫酸エステル基、ニトリル基、ヒドロキシル基、シアノ基、スルホニル基、芳香族炭化水素基又は複素環基を有してもよい芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基又は複素環基を示し、Xは置換基を有していてもよい炭素原子、窒素原子、硫黄原子、酸素原子、セレン原子又はボロン原子を示し、R'は芳香環を含んでも良いアルキル基からなる脂肪族炭化水素基あるいは芳香族炭化水素基、An-は、ハロゲン化物イオン、CF3SO3 -、BF4 -又はPF6 -を示す。Here, in the formula (9) and (11), R 1 is represented, and in (10) one of R 1 and R 4 is represented by the general formula LM, and M may have a substituent. Pyridinium group, secondary amino group, tertiary amino group, quaternary amino group, piperidinium group, piperazinium group, imidazolium group, thiazolium group, oxazolium group, quinolium group, benzoimidazolium group, benzothiazolium group or benzooxa represents nitrogen cation-containing group is a Zoriumu group, L is a direct bond or, - (CH 2) n- ( n is an integer of 1 to 4), - NHCOO -, - CONH -, - COO -, - SO 2 NH-, -HN-C (= NH) -NH-, -O-, -S-, -NR- (R is an alkyl group), -Ar- (Ar is an aromatic hydrocarbon group) and -CO- A linker comprising one or more functional groups selected from the group consisting of Ar-NR-, linking M and the color-developing part, the remainder of R 1 and R 4 in (10), and R 2 and R 3 are: Each independently a hydrogen atom, halo Having an alkyl group, alkoxy group, alkyl ester group, phosphate ester group, sulfate ester group, nitrile group, hydroxyl group, cyano group, sulfonyl group, aromatic hydrocarbon group or heterocyclic group as a substituent. X represents an optionally substituted aromatic hydrocarbon group, aliphatic hydrocarbon group or heterocyclic group, and X represents an optionally substituted carbon atom, nitrogen atom, sulfur atom, oxygen atom, selenium atom or boron atom. , R ′ represents an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group comprising an alkyl group which may contain an aromatic ring, and An represents a halide ion, CF 3 SO 3 , BF 4 or PF 6 .

また、上記のアゾール誘導体においては、R2とR3には、それぞれ独立に、チオフェン誘導体、フラン誘導体、ピロール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ピラゾール誘導体、ピリジン誘導体及びキノリン誘導体からなる群から選択された1種を用いることができる。In the above azole derivatives, R 2 and R 3 are each independently a group consisting of a thiophene derivative, a furan derivative, a pyrrole derivative, an imidazole derivative, an oxazole derivative, a thiadiazole derivative, a pyrazole derivative, a pyridine derivative, and a quinoline derivative. 1 type selected from can be used.

また、上記のアゾール誘導体においては、R2とR3には、スルホニル基を有するアリール基を用いることができる。In the azole derivative, an aryl group having a sulfonyl group can be used for R 2 and R 3 .

また、上記のアゾール誘導体においては、リンカーLには、-(CH2)n-(nは1〜4の整数)を用いることができる。In the azole derivative,-(CH 2 ) n- (n is an integer of 1 to 4) can be used for the linker L.

また、上記縮合多環化合物には、以下の一般式(12)、(13)、(14)、(15)又は(16)のいずれか1種で示されるイミダゾール誘導体を用いることもできる。   Moreover, the imidazole derivative shown by any 1 type of the following general formula (12), (13), (14), (15) or (16) can also be used for the said condensed polycyclic compound.

Figure 0005189096
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ここで、式中、(12)、(14)及び(15)のR1とR4の一方、そして(13)及び(16)のR1、R4及びR5のいずれか一つは、一般式L-Mで示され、Mは、置換基を有しても良いピリジニウム基、2級アミノ基、3級アミノ基、4級アミノ基、ピペリジニウム基、ピペラジニウム基、イミダゾリウム基、チアゾリウム基、オキサゾリウム基、キノリウム基、ベンゾイミダゾリウム基、ベンゾチアゾリウム基又はベンゾオキサゾリウム基である窒素カチオン含有基を示し、Lは、直接結合あるいは、-(CH2)n-(nは1〜4の整数)、-NHCOO-、-CONH-、-COO-、-SO2NH-、-HN-C(=NH)-NH-、-O-、-S-、-NR-(Rはアルキル基)、-Ar-(Arは芳香族炭化水素基)及び-CO-Ar-NR-からなる群から選択された1種以上の官能基からなり、Mと発色部とを連結するリンカー、(12)、(14)及び(15)のR1とR4の残部、(13)及び(16)のR1、R4及びR5の残部、そしてR2、R3は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換基としてアルキル基、アルコキシ基、アルキルエステル基、リン酸エステル基、硫酸エステル基、ニトリル基、ヒドロキシル基、シアノ基、スルホニル基、芳香族炭化水素基又は複素環基を有してもよい芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基又は複素環基を示し、R'、R"は芳香環を含んでも良いアルキル基からなる脂肪族炭化水素基あるいは芳香族炭化水素基、An-は、ハロゲン化物イオン、CF3SO3 -、BF4 -又はPF6 -を示す。Here, in the formula, one of R 1 and R 4 in (12), (14) and (15), and any one of R 1 , R 4 and R 5 in (13) and (16) is It is represented by the general formula LM, and M is an optionally substituted pyridinium group, secondary amino group, tertiary amino group, quaternary amino group, piperidinium group, piperazinium group, imidazolium group, thiazolium group, oxazolium. A nitrogen cation-containing group which is a group, a quinolium group, a benzimidazolium group, a benzothiazolium group or a benzoxazolium group, and L is a direct bond or — (CH 2 ) n— (n is 1 to 4) Integer)), -NHCOO-, -CONH-, -COO-, -SO 2 NH-, -HN-C (= NH) -NH-, -O-, -S-, -NR- (R is an alkyl group) ), -Ar- (Ar is an aromatic hydrocarbon group) and -CO-Ar-NR-, one or more functional groups selected from the group consisting of, and a linker for linking M and the coloring part, (12 ), (14) and R 1 and the balance R 4 in (15), (13) and R 1, R 4 and the remainder of R 5 in (16) and R 2, R 3 are each independently, a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group as a substituent, an alkoxy group, an alkyl ester group, a phosphoric acid ester group A sulfuric ester group, a nitrile group, a hydroxyl group, a cyano group, a sulfonyl group, an aromatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group or a heterocyclic group which may have an aromatic hydrocarbon group or a heterocyclic group; R ′ and R ″ are aliphatic hydrocarbon groups or aromatic hydrocarbon groups comprising an alkyl group which may contain an aromatic ring, An represents a halide ion, CF 3 SO 3 , BF 4 or PF 6 . Show.

また、上記のイミダゾール誘導体においては、R2とR3には、それぞれ独立に、チオフェン誘導体、フラン誘導体、ピロール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ピラゾール誘導体、ピリジン誘導体及びキノリン誘導体からなる群から選択された1種を用いることができる。In the imidazole derivative, R 2 and R 3 are each independently a group consisting of a thiophene derivative, a furan derivative, a pyrrole derivative, an imidazole derivative, an oxazole derivative, a thiadiazole derivative, a pyrazole derivative, a pyridine derivative, and a quinoline derivative. 1 type selected from can be used.

また、上記のイミダゾール誘導体においては、R2とR3には、スルホニル基を有するアリール基を用いることができる。In the imidazole derivative, an aryl group having a sulfonyl group can be used for R 2 and R 3 .

また、上記のイミダゾール誘導体においては、リンカーLには、-(CH2)n-(nは1〜4の整数)を用いることができる。In the imidazole derivative,-(CH 2 ) n- (n is an integer of 1 to 4) can be used for the linker L.

また、本発明の測定方法は、被検体中の抗原を検出する測定方法であって、有機EL色素から成る発色部と、抗体と結合する結合部とを有する蛍光色素で標識された抗体を抗原と反応させ、蛍光色素からの蛍光を測定することを特徴とする。
The measuring method of the present invention is a measuring method of detecting the antigen in the subject, and a color portion comprising an organic EL-dye, an antibody labeled with a fluorescent dye having a coupling portion for coupling an antibody antigen And the fluorescence from the fluorescent dye is measured.

また、本発明の診断薬の製造方法は、少なくとも、抗体と、該抗体を標識する蛍光色素とを含む診断薬の製造方法であって、上記蛍光色素が有機EL色素から成る発色部と抗体と結合する結合部とを有しており、有機EL色素と抗体との間に、アミド結合、イミド結合、ウレタン結合、チオウレタン結合、エステル結合及びグアニジン結合からなる群から選択された少なくとも1種の結合を形成させる工程を含むことを特徴とする。   Further, the method for producing a diagnostic agent of the present invention is a method for producing a diagnostic agent comprising at least an antibody and a fluorescent dye that labels the antibody, wherein the fluorescent dye comprises an organic EL dye and an antibody. At least one selected from the group consisting of an amide bond, an imide bond, a urethane bond, a thiourethane bond, an ester bond, and a guanidine bond between the organic EL dye and the antibody. The method includes the step of forming a bond.

本発明の診断薬は、有機EL色素から成る発色部と、抗体と結合する結合部とを有する蛍光色素を用いるようにしたので、従来に比べ抗体に対する標識率を向上させるとともに、高い蛍光強度により抗原をより高感度で検出することができる。さらに、有機EL色素は固体状態(固体及び半固体を含む)で高い量子収率を有しているので、マイクロアレイなどの基盤上、もしくはビーズ上の乾燥状態でも高い蛍光強度を与える。また、有機EL色素は従来の蛍光色素であるCy3やCy5に比べ安価であるので、より低コストで抗原の検出を行うことができる。また、有機EL色素の置換基を変えることにより励起波長及び発光波長を変化させることができるので、蛍光波長の選択の自由度が増加し、オレンジ、イエロー、グリーン、ブルーなど多くの蛍光波長を用いることができる。これにより、ストークスシフトの大きい(励起波長と蛍光波長の差が大きい)2種以上の蛍光色素を用いることが可能となり、一つの試料中に含まれる複数の抗原を同時に検出することも可能となる。また、Cy3やCy5は冷凍保存する必要があるのに対し、有機EL色素は化学的に安定であり、常温での長期保存に耐えることができるので、取り扱いが容易である。   Since the diagnostic agent of the present invention uses a fluorescent dye having a coloring part composed of an organic EL dye and a binding part that binds to the antibody, the labeling ratio for the antibody is improved as compared with the conventional technique, and the fluorescence intensity is high. Antigen can be detected with higher sensitivity. Furthermore, since the organic EL dye has a high quantum yield in a solid state (including solid and semi-solid), it gives a high fluorescence intensity even in a dry state on a substrate such as a microarray or on a bead. In addition, since organic EL dyes are less expensive than conventional fluorescent dyes Cy3 and Cy5, antigens can be detected at a lower cost. In addition, since the excitation wavelength and emission wavelength can be changed by changing the substituent of the organic EL dye, the degree of freedom in selecting the fluorescence wavelength increases, and many fluorescence wavelengths such as orange, yellow, green, and blue are used. be able to. This makes it possible to use two or more fluorescent dyes having a large Stokes shift (the difference between the excitation wavelength and the fluorescence wavelength is large) and to simultaneously detect a plurality of antigens contained in one sample. . In addition, while Cy3 and Cy5 need to be stored frozen, organic EL dyes are chemically stable and can withstand long-term storage at room temperature, making them easy to handle.

本発明の検出方法において、IgG抗体のFab'フラグメントの調製方法の一例を示す模式図である。In the detection method of this invention, it is a schematic diagram which shows an example of the preparation method of Fab 'fragment of IgG antibody. 本発明の検出方法において、IgG抗体のFab'フラグメントへの有機EL色素の導入方法の一例を示す模式図である。In the detection method of the present invention, it is a schematic diagram showing an example of a method for introducing an organic EL dye into an Fab ′ fragment of an IgG antibody. 本発明の実施例1における、活性試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of an activity test in Example 1 of this invention. 本発明の実施例2における、EL-OSuにより標識されたBSAのHPLCスペクトルの一例である。It is an example of the HPLC spectrum of BSA labeled with EL-OSu in Example 2 of the present invention. 本発明の実施例2における、EL-OSu-Spにより標識されたBSAのHPLCスペクトルの一例である。It is an example of the HPLC spectrum of BSA labeled with EL-OSu-Sp in Example 2 of the present invention. 本発明の実施例2における、EL-OSuによる標識後のBSAのTOF MSスペクトルの一例である。It is an example of the TOF MS spectrum of BSA after labeling with EL-OSu in Example 2 of the present invention. 本発明の実施例2における、標識前のBSAのTOF MSスペクトルの一例である。It is an example of the TOF MS spectrum of BSA before labeling in Example 2 of the present invention. 本発明の実施例5の結果を示す蛍光顕微鏡写真である。It is a fluorescence micrograph which shows the result of Example 5 of this invention.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の診断薬は、抗体を標識する蛍光色素に、有機EL色素から成る発色部と、抗体と結合する結合部とを有する蛍光色素を用いる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
In the diagnostic agent of the present invention, a fluorescent dye having a coloring part composed of an organic EL dye and a binding part that binds to the antibody is used as a fluorescent dye for labeling the antibody.

(抗体)
本発明に用いる抗体は特に限定されず、血漿タンパク、リポタンパク、糖タンパク、ポリペプチド、脂質、多糖類、リポ多糖類及び核酸から選択される少なくとも1種の標的抗原と特異的に結合する抗体を用いることができる。より好ましくは、血漿タンパク、腫瘍マーカー、ウイルス抗原、タンパク等を抗原とするものである。腫瘍マーカーのための抗体としては、例えば、モノクロナール抗体を挙げることができる。また、ウイルス抗原のための抗体として、例えば、IgG抗体やIgM抗体などを挙げることができる。
(antibody)
The antibody used in the present invention is not particularly limited, and an antibody that specifically binds to at least one target antigen selected from plasma protein, lipoprotein, glycoprotein, polypeptide, lipid, polysaccharide, lipopolysaccharide and nucleic acid. Can be used. More preferably, the antigen is plasma protein, tumor marker, viral antigen, protein or the like. Examples of antibodies for tumor markers include monoclonal antibodies. Examples of antibodies for viral antigens include IgG antibodies and IgM antibodies.

また、本発明に用いる抗体には、抗体全体、抗体フラグメント、抗体誘導体、そしてビオチン等を用いて標識した修飾抗体も含まれる。抗体は、ウマ、ウシ、ヒツジ、ラット等の哺乳動物に抗原を投与し、免疫して得られる抗血清や腹水液を精製して用いることができる。また、抗原で適当な動物を免疫し、回収した抗体産生細胞とマウスミエローマ細胞とのハイブリドーマを作製し、特定のアミノ酸配列を有するものをスクリーニングしたモノクローナル抗体を用いることもできる。また、モノクローナル抗体は、トリプシン、パパイン、ペプシン等の酵素により処理してFab、Fab'、F(ab')2といった抗体フラグメントとしても使用することができる。なお、抗体を含む被検体には、細菌、ウイルス等の病原体、生体から分離された血液、唾液,組織病片、糞尿等を挙げることができる。また、出生前診断を行う場合には、羊水中に存在する胎児の細胞を用いることもできる。これらの被検体を遠心分離操作等により沈渣として濃縮した後、酵素処理、熱処理、超音波処理等により細胞破壊したものを用いる。   The antibodies used in the present invention include whole antibodies, antibody fragments, antibody derivatives, and modified antibodies labeled with biotin and the like. The antibody can be used by purifying an antiserum or ascites fluid obtained by administering an antigen to a mammal such as a horse, cow, sheep, or rat and immunizing it. In addition, a monoclonal antibody obtained by immunizing a suitable animal with an antigen, preparing a hybridoma between the collected antibody-producing cells and mouse myeloma cells, and screening for one having a specific amino acid sequence can also be used. Monoclonal antibodies can also be used as antibody fragments such as Fab, Fab ′, and F (ab ′) 2 after treatment with enzymes such as trypsin, papain, and pepsin. Examples of the subject containing the antibody include pathogens such as bacteria and viruses, blood separated from a living body, saliva, tissue lesions, feces and urine. Moreover, when performing prenatal diagnosis, fetal cells present in amniotic fluid can also be used. These specimens are concentrated as sediments by centrifugation or the like, and then used after disrupting cells by enzyme treatment, heat treatment, ultrasonic treatment or the like.

(蛍光色素)
蛍光色素に用いる有機EL色素は、一対の陽極と陰極との間に固体状態で挟持され、陽極から注入された正孔と陰極から注入された電子とが再結合する際のエネルギーにより発光可能な色素であれば特に限定されない。例えば、テトラフェニルブタジエンやペリレン等の多環芳香族化合物、シクロペンタジエン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、アクリドン誘導体、キナクドリン誘導体、スチルベン誘導体、フェノチアジン誘導体、ピラジノピリジン誘導体、アゾール誘導体、イミダゾール誘導体、カルバゾール誘導体そしてテトラフェニルチオフェン誘導体等を用いることができる。さらに、分子内にカルボン酸基を有し、又はカルボン酸基を導入可能な色素であることが好ましい。以下に述べるように、抗体と結合するための反応性基の導入を容易に行うことができるからである。
(Fluorescent dye)
The organic EL dye used for the fluorescent dye is sandwiched in a solid state between a pair of anode and cathode, and can emit light by the energy when the holes injected from the anode and the electrons injected from the cathode are recombined. If it is a pigment | dye, it will not specifically limit. For example, polycyclic aromatic compounds such as tetraphenylbutadiene and perylene, cyclopentadiene derivatives, distyrylpyrazine derivatives, acridone derivatives, quinacdrine derivatives, stilbene derivatives, phenothiazine derivatives, pyrazinopyridine derivatives, azole derivatives, imidazole derivatives, carbazole derivatives and tetraphenyl A thiophene derivative or the like can be used. Furthermore, it is preferable that it is a pigment | dye which has a carboxylic acid group in a molecule | numerator, or can introduce | transduce a carboxylic acid group. This is because a reactive group for binding to an antibody can be easily introduced as described below.

蛍光色素に用いる結合部は、抗体を構成するタンパク質と結合する反応性基を有しており、その反応性基には、抗体との間に共有結合又はイオン結合を形成する置換基あるいは求核試薬又は求電子試薬を用いることができる。共有結合を形成する場合、反応性基は、抗体のアミノ基、イミノ基、チオール基又はヒドロキシル基と反応可能な官能基が好ましい。有機EL色素とタンパク質との間の共有結合としては、アミド結合、イミド結合、ウレタン結合、チオウレタン結合、エステル結合、又はグアニジン結合を形成させることが好ましい。その官能基には、例えば、イソチオシアネート基、イソシアネート基、エポキシ基、ハロゲン化スルホニル基、塩化アシル基、ハロゲン化アルキル基、グリオキザル基、アルデヒド基、トリアジン基、カルボジイミド基、マレイミド基そして活性エステル化したカルボニル基等を用いることができる。好ましくは、イソチオシアネート基、イソシアネート基、エポキシ基、ハロゲン化アルキル基、トリアジン基、カルボジイミド基そして活性エステル化したカルボニル基から選択されたいずれか1種を用いることが好ましい。より好ましくは、イソシアネート基、イソチオシアネート基、エポキシ基、ハロゲン化アルキル基、トリアジン基、カルボジイミド基そして活性エステル化したカルボニル基から選択されたいずれか1種を用いることが好ましい。タンパク質のアミノ基とアミド結合を形成することができ、またタンパク質のイミノ基に直接結合する事ができるからである。さらに好ましくはトリアジン基、カルボジイミド基又は活性エステル化したカルボニル基である。また、これらの有機EL色素がカルボン酸基を有する場合、カルボジイミド誘導体、トリアジン誘導体の存在下で、タンパク質に存在するアミノ基およびイミノ基を直接修飾する事も可能である。また、イオン結合を形成する反応性基には、アニオン性基、例えばスルホニル基やカルボキシル基を用いることができる。これらのアニオン性基は、タンパク質のカチオン性基、例えばアミノ基とイオン結合する。   The binding moiety used for the fluorescent dye has a reactive group that binds to the protein constituting the antibody, and the reactive group includes a substituent or a nucleophilic group that forms a covalent bond or an ionic bond with the antibody. Reagents or electrophilic reagents can be used. When forming a covalent bond, the reactive group is preferably a functional group capable of reacting with the amino group, imino group, thiol group or hydroxyl group of the antibody. As the covalent bond between the organic EL dye and the protein, it is preferable to form an amide bond, an imide bond, a urethane bond, a thiourethane bond, an ester bond, or a guanidine bond. The functional group includes, for example, isothiocyanate group, isocyanate group, epoxy group, sulfonyl halide group, acyl chloride group, halogenated alkyl group, glyoxal group, aldehyde group, triazine group, carbodiimide group, maleimide group and active esterification. The carbonyl group etc. which were made can be used. Preferably, any one selected from an isothiocyanate group, an isocyanate group, an epoxy group, a halogenated alkyl group, a triazine group, a carbodiimide group, and an active esterified carbonyl group is preferably used. More preferably, any one selected from an isocyanate group, an isothiocyanate group, an epoxy group, a halogenated alkyl group, a triazine group, a carbodiimide group, and an active esterified carbonyl group is preferably used. This is because it can form an amide bond with an amino group of a protein and can directly bond to an imino group of a protein. More preferred are a triazine group, a carbodiimide group, or an active esterified carbonyl group. In addition, when these organic EL dyes have a carboxylic acid group, it is possible to directly modify the amino group and imino group present in the protein in the presence of a carbodiimide derivative or a triazine derivative. An anionic group such as a sulfonyl group or a carboxyl group can be used as the reactive group that forms an ionic bond. These anionic groups are ionically bonded to a cationic group of the protein, such as an amino group.

また、蛍光色素に、発色部と反応性基とを連結するスペーサー部を設けることもできる。スペーサー部は共有結合又は原子鎖を含む部分であり、-CH2-、-NHCOO-、-CONH-、-COO-、-SO2NH-、-HN-C(=NH)-NH-、-O-、-S-、-NR-(Rはアルキル基)、-(CH2-CH2-O)n-(nは1〜10の整数)、-CH=CH-、-C≡C-、-Ar-及び-CO-Ar-NR-からなる群から選択される官能基を1種以上含むものを用いることができる。すなわち、スペーサー部は、上記の群から選択された1種の官能基のみで構成しても良く、2種以上の官能基を含む構成とすることもできる。また、選択した一の官能基を2個以上含む構成とすることもできる。In addition, the fluorescent dye can be provided with a spacer portion for connecting the color forming portion and the reactive group. The spacer part is a part containing a covalent bond or an atomic chain, and is —CH 2 —, —NHCOO—, —CONH—, —COO—, —SO 2 NH—, —HN—C (═NH) —NH—, — O -, - S -, - NR- (R is an alkyl group), - (CH 2 -CH 2 -O) n- (n is an integer of from 1 to 10), - CH = CH -, - C≡C- , One containing at least one functional group selected from the group consisting of —Ar— and —CO—Ar—NR— can be used. That is, the spacer portion may be composed of only one type of functional group selected from the above group or may be composed of two or more types of functional groups. Moreover, it can also be set as the structure containing 2 or more of the selected one functional groups.

ここで、スペーサー部には、以下の一般式(I)で表されるものを用いることが好ましい。
-(CHR')p-X-(CHR")q- (I)
式中、Xは直接結合又は、-NHCOO-、-CONH-、-COO-、-SO2NH-、-HN-C(=NH)-NH-、-O-、-S-、-NR-、-CH=CH-、-C≡C-、-Ar-及び-CO-Ar-NR-からなる群から選択された少なくとも1種の官能基を用いることができ、好ましくは-COO-、-CONH-、-O-、-CH=CH-、-C≡C-又は-Ar-、より好ましくは-COO-、-CONH-、-O-又は-Ar-を用いることができる。また、R'とR"はそれぞれ独立に、水素原子、あるいは芳香環を含んでも良いアルキル基又はアルケニル基等の脂肪族炭化水素基、あるいは芳香族炭化水素基であって、必要によりスルホニル基、ヒドロキシル基、4級アミン基及びカルボキシル基からなる群から選択されたいずれか1種の荷電基により置換されたものを用いることができる。また、Arはアリール基、好ましくは、フェニレン基又はナフチレンで基あり、必要に応じてスルホニル基で置換されたものを用いることができる。pとqはそれぞれ独立に0から20の整数、好ましくは0から10の整数、より好ましくは0から5の整数であり、p+q≧1である。
スペーサー部の具体例を挙げると、-(CH2)p-CONH-(CH2)q-、-(CH2)p-COO-(CH2)q-、
-(CH2)p-CH(-R'-SO3H)-(CH2)q-、-(CH2)p-CH(-R'-N+H3)-(CH2)q-、-(CH2)p-CH(-R'-COOH)-(CH2)q-、-(CH2)p-CH(-R'-OH)-(CH2)q-、-(CH2)p-(O-CH-)n-(CH2)q-、-(CH2)p-CONH(-R'-SO3H)-(CH2)q-、-(CH2)p-CONH(-R'-SO3H)-(CH2)q-、-(CH2)p-CONH(-R'-N+H3)-(CH2)q-、-(CH2)p-CONH(-R'-OH)-(CH2)q-、-(CH2)p-CONH(-R'-COOH)-(CH2)q-、-(CH2)p-COO-R'(-SO3H)-(CH2)q-、-(CH2)p-COO-R'(-OH)-(CH2)q-、-(CH2)p-COO-R'(-N+H3)-(CH2)q-、-(CH2)p-COO-R'(-COOH)-(CH2)q-、-(CH2)p-Ar-(CH2)q-、-(CH2)p-(Ar-COO)-(CH2)q-、-(CH2)p-(Ar-SO3H)-(CH2)q-、-(CH2)p-(Ar-N+H3)-(CH2)q-、-(CH2)p-(Ar-OH)-(CH2)q-、-(CH2)p-(Ar-COOH)-(CH2)q-、-(CH2)p-C≡C-(CH2)q-、-(CH2)p-C=C-(CH2)q-、-(CH2)p-NR-(CH2)q-、-(CH2)p-O-(CH2)q-、-(CH2)p-S-(CH2)q-、-(CH2)p-HN-C(=NH)-NH-(CH2)q-、-(CH2)p-CO-Ar-NR-(CH2)q-等を挙げることができる。
Here, it is preferable to use what is represented by the following general formula (I) for a spacer part.
-(CHR ') pX- (CHR ") q- (I)
In the formula, X is a direct bond or -NHCOO-, -CONH-, -COO-, -SO 2 NH-, -HN-C (= NH) -NH-, -O-, -S-, -NR- , —CH═CH—, —C≡C—, —Ar—, and —CO—Ar—NR— can be used, and at least one functional group selected from the group consisting of —COO—, — CONH-, -O-, -CH = CH-, -C≡C- or -Ar-, more preferably -COO-, -CONH-, -O- or -Ar- can be used. R ′ and R ″ are each independently a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group such as an alkyl group or an alkenyl group which may contain an aromatic ring, or an aromatic hydrocarbon group, and if necessary, a sulfonyl group, A group substituted with any one charged group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a quaternary amine group and a carboxyl group can be used, and Ar is an aryl group, preferably a phenylene group or naphthylene. A group substituted with a sulfonyl group as necessary, p and q are each independently an integer of 0 to 20, preferably an integer of 0 to 10, more preferably an integer of 0 to 5; Yes, p + q ≧ 1.
Specific examples of the spacer part include-(CH 2 ) p-CONH- (CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-COO- (CH 2 ) q-,
-(CH 2 ) p-CH (-R'-SO 3 H)-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-CH (-R'-N + H 3 )-(CH 2 ) q- ,-(CH 2 ) p-CH (-R'-COOH)-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-CH (-R'-OH)-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p- (O-CH-) n- (CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-CONH (-R'-SO 3 H)-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p -CONH (-R'-SO 3 H)-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-CONH (-R'-N + H 3 )-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-CONH (-R'-OH)-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-CONH (-R'-COOH)-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-COO- R '(-SO 3 H)-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-COO-R' (-OH)-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-COO-R ' (-N + H 3 )-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-COO-R '(-COOH)-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-Ar- (CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p- (Ar-COO)-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p- (Ar-SO 3 H)-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p- (Ar-N + H 3 )-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p- (Ar-OH)-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p- (Ar-COOH) )-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) pC≡C- (CH 2 ) q-,-(CH 2 ) pC = C- (CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-NR- (CH 2 ) q-,-(CH 2 ) pO- (CH 2 ) q-,-(CH 2 ) pS- (CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-HN-C (= NH)- NH- (CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-CO-Ar-NR- (CH 2 ) q- and the like can be mentioned.

また、スペーサー部に、アミノ酸又は2〜20のアミノ酸から成るペプチドリンカーを用いることもできる。アミノ酸には天然又は合成のアミノ酸を用いることができる。ここで、天然アミノ酸には、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、セリン、ホモセリン、トレオニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、グルタミン、リシン、ヒドロキシリシン、アルギニン、システイン、システイン酸、2-アミノ-3-スルホサルファニルプロパン酸、2-アミノ-3-スルホキシプロパン酸、シスチン、メチオニン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、ヒスチジン、プロリン及び4-ヒドロキシプロリン等が含まれる。   Moreover, the peptide linker which consists of an amino acid or 2-20 amino acids can also be used for a spacer part. Natural or synthetic amino acids can be used as amino acids. Here, natural amino acids include glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, serine, homoserine, threonine, aspartic acid, glutamic acid, asparagine, glutamine, lysine, hydroxylysine, arginine, cysteine, cysteic acid, 2-amino-3 -Sulfosulfanylpropanoic acid, 2-amino-3-sulfoxypropanoic acid, cystine, methionine, phenylalanine, tyrosine, tryptophan, histidine, proline, 4-hydroxyproline and the like.

合成アミノ酸には、上記天然アミノ酸のD体や、分子内に少なくともアミノ基とカルボキシル基とを有する修飾アミノ酸が含まれる。
修飾アミノ酸は、一般式:H-N(R1)-(R2-CO)-OHで表すことができる。ここで、R1とR2は、それぞれ独立に、エステル、エーテル、チオエステル、チオエーテル、アミド、カルバミド又はチオカルバミドを介して又は介さずに、スルホニル基、ヒドロキシル基、4級アミン基、及びカルボキシル基からなる群から選択されたいずれか1種の荷電基により置換された脂肪族炭化水素基又は芳香族基又はヘテロ環基を表す。さらに脂肪族炭化水素基又は芳香族基又はヘテロ環基は、それぞれ、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基又はアルコキシ基の少なくとも1種で置換されていても良い。
Synthetic amino acids include D-forms of the above natural amino acids and modified amino acids having at least an amino group and a carboxyl group in the molecule.
The modified amino acid can be represented by the general formula: HN (R 1 )-(R 2 —CO) —OH. Here, R 1 and R 2 are each independently a sulfonyl group, a hydroxyl group, a quaternary amine group, and a carboxyl group, with or without an ester, ether, thioester, thioether, amide, carbamide, or thiocarbamide. An aliphatic hydrocarbon group, an aromatic group, or a heterocyclic group substituted with any one charged group selected from the group consisting of: Further, the aliphatic hydrocarbon group, aromatic group or heterocyclic group may be substituted with at least one of a halogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group or an alkoxy group, respectively.

本発明のスペーサー部に用いるより好ましいアミノ酸は、スルホニル基を有するアミノ酸である、システイン酸、2-アミノ-3-スルホサルファニルプロパン酸、2-アミノ-3-スルホキシプロパン酸、そしてヒドロキシル基を有するチロシン、スレオニン、セリンからなる群から選択されたいずれか1種である。蛍光色素の水溶性を向上させることができるからである。さらに好ましくは、システイン酸、ホモセリン又はセリンである。   More preferred amino acids for use in the spacer portion of the present invention are amino acids having a sulfonyl group, such as cysteic acid, 2-amino-3-sulfosulfanylpropanoic acid, 2-amino-3-sulfoxypropanoic acid, and a hydroxyl group. It is any one selected from the group consisting of tyrosine, threonine, and serine. This is because the water solubility of the fluorescent dye can be improved. More preferred is cysteic acid, homoserine or serine.

ペプチドリンカーとしては、それぞれ、-C(-R1)-CONH-C(-R2)-、-C(-R1)-CONH-C(-R2)-CONH-C(-R3)-、-C(-R1)-CONH-C(-R2)-CONH-C(-R3)-CONH-C(-R4)-で表されるジペプチド、トリペプチド、テトラペプチドを用いることが好ましい。ここで、R1、R2、R3、R4は、水素原子、炭素数1から6のアルキル基、アルコール基、インドール基、ヒドロキシフェニル基、ベンジル基、グアニジン基、チオエーテル基、アルキルチオール基、イミダゾール基又はアルキルアミン基等の置換基を表す。これらペプチドは、ホモ又はヘテロペプチドであって良い。具体例を挙げると、Ala-Ser、Glu-Ala、Glu-Ala-Leu、Gly-Pro、Gly-Pro-Asn、Ile-Val、Ile-Val-Met等を用いることができる。Peptide linkers include -C (-R 1 ) -CONH-C (-R 2 )-, -C (-R 1 ) -CONH-C (-R 2 ) -CONH-C (-R 3 ), respectively. -, -C (-R 1 ) -CONH-C (-R 2 ) -CONH-C (-R 3 ) -CONH-C (-R 4 )- It is preferable. Here, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alcohol group, an indole group, a hydroxyphenyl group, a benzyl group, a guanidine group, a thioether group, and an alkylthiol group. Represents a substituent such as an imidazole group or an alkylamine group. These peptides may be homo or hetero peptides. As specific examples, Ala-Ser, Glu-Ala, Glu-Ala-Leu, Gly-Pro, Gly-Pro-Asn, Ile-Val, Ile-Val-Met and the like can be used.

また、ペプチドリンカーの一部を必要によりスルホニル基、ヒドロキシル基、4級アミン基及びカルボキシル基からなる群から選択された少なくとも1種の荷電基を有するものを用いることができる。例えば、これらのいずれか1個の荷電基を有するアミノ酸を1種以上含むペプチドリンカーを用いることができる。これにより、蛍光色素の水溶性を向上させることができる。例えば、スルホニル基を有するシステイン酸、2-アミノ-3-スルホサルファニルプロパン酸、2-アミノ-3-スルホキシプロパン酸、ヒドロキシル基を有するチロシン、スレオニン、ホモセリン、セリンを含む群から選択された少なくとも1種のアミノ酸を含むペプチドリンカーを用いることができる。   Moreover, what has at least 1 sort (s) of charged group selected from the group which consists of a sulfonyl group, a hydroxyl group, a quaternary amine group, and a carboxyl group can be used for a part of peptide linker if needed. For example, a peptide linker containing one or more amino acids having any one of these charged groups can be used. Thereby, the water solubility of the fluorescent dye can be improved. For example, selected from the group comprising cysteic acid having a sulfonyl group, 2-amino-3-sulfosulfanylpropanoic acid, 2-amino-3-sulfoxypropanoic acid, tyrosine having a hydroxyl group, threonine, homoserine, serine Peptide linkers containing at least one amino acid can be used.

スペーサー部の長さ及びその構造を変えることにより、発色部と抗体分子の標識部位との間の距離を変えて抗体分子と蛍光色素との間の立体障害を抑制することが可能である。すなわち、複雑な構造をとる、タンパク質、ペプチド等の立体構造に合わせて、立体障害を抑制するように蛍光色素の構造設計をすることができるので、標識率を向上させることが可能となる。あるいは、スペーサー部に、剛直性を与える官能基、例えば、-CH=CH-、-C≡C-、-Ar-及び-CO-Ar-NR-を導入することで、特定の標識部位、例えば深部にある標識部位に対する立体障害を大きくすることもできる。これにより、立体障害の少ない標識部位、例えば浅部のみを選択的に標識する一方、立体障害の少ない別の蛍光色素で深部の標識部位を標識することにより、深部と浅部の標識部位を識別することも可能となる。   By changing the length of the spacer part and its structure, it is possible to change the distance between the coloring part and the labeling site of the antibody molecule, thereby suppressing steric hindrance between the antibody molecule and the fluorescent dye. In other words, the structure of the fluorescent dye can be designed so as to suppress steric hindrance in accordance with the three-dimensional structure of proteins, peptides, etc. having a complicated structure, so that the labeling rate can be improved. Alternatively, by introducing a functional group that gives rigidity to the spacer part, for example, —CH═CH—, —C≡C—, —Ar—, and —CO—Ar—NR—, a specific labeling site, such as It is also possible to increase the steric hindrance with respect to the deeply labeled site. This allows selective labeling of only the marked part of the steric hindrance, for example, the shallow part, while distinguishing the deep part and the shallow part of the labeling part by labeling the deeply labeled part with another fluorescent dye having little steric hindrance. It is also possible to do.

本発明の蛍光色素に反応性基を導入する場合、例えば、スキーム1に示す反応を用いることができる。反応式(I)は、反応性基に活性エステル化したカルボニル基を用い、反応性基と結合するスペーサー部の官能基に-COO-を用いた例を示している。活性エステル化したカルボニル基には、N−ヒドロキシ−スクシンイミドエステルやマレイミドエステルを用いることができる。N−ヒドロキシ−スクシンイミドを用い、縮合剤としてDCCを用いることによりN−ヒドロキシ−スクシンイミドエステル体を経由してアミド結合により有機EL色素と抗体が結合する。
また、反応式(II)は、活性エステル化したカルボニル基にトリアジン誘導体を用い、反応性基と結合するスペーサー部の官能基に-COO-を用いた例を示している。
また、反応式(III)は、反応性基にカルボジイミド基を用い、反応性基と結合するスペーサー部の官能基に-COO-を用いた例を示している。カルボジイミド基には、N,N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)や1-シクロヘキシル-3-(2-モルホリノエチル)カルボジイミド等のカルボジイミド試薬を用いることができる。カルボジイミド体を経由してアミド結合により有機EL色素と抗体とを結合させることができる。
また、反応式(IV)は、スペーサー部に予めカルボジイミド基、トリアジン基を導入した例、すなわち、反応性基と結合するスペーサー部の官能基が反応性基を兼ねる例を示している。これにより、蛍光色素に別途、反応性基を導入しなくても、抗体のアミノ基、イミノ基に対して蛍光色素を直接結合させる事ができる。
When a reactive group is introduced into the fluorescent dye of the present invention, for example, the reaction shown in Scheme 1 can be used. Reaction formula (I) shows an example in which an active esterified carbonyl group is used as a reactive group, and -COO- is used as a functional group of the spacer portion bonded to the reactive group. For the active esterified carbonyl group, N-hydroxy-succinimide ester or maleimide ester can be used. By using N-hydroxy-succinimide and using DCC as the condensing agent, the organic EL dye and the antibody are bound by an amide bond via the N-hydroxy-succinimide ester.
In addition, the reaction formula (II) shows an example in which a triazine derivative is used for the active esterified carbonyl group, and -COO- is used for the functional group of the spacer portion bonded to the reactive group.
Further, the reaction formula (III) shows an example in which a carbodiimide group is used as a reactive group and -COO- is used as a functional group of a spacer portion bonded to the reactive group. As the carbodiimide group, a carbodiimide reagent such as N, N′-dicyclohexylcarbodiimide (DCC) or 1-cyclohexyl-3- (2-morpholinoethyl) carbodiimide can be used. An organic EL dye and an antibody can be bound by an amide bond via a carbodiimide body.
Reaction formula (IV) shows an example in which a carbodiimide group or a triazine group is introduced in advance into the spacer portion, that is, an example in which the functional group of the spacer portion bonded to the reactive group also serves as the reactive group. Thus, the fluorescent dye can be directly bonded to the amino group and imino group of the antibody without separately introducing a reactive group into the fluorescent dye.

Figure 0005189096
スキーム1.
Figure 0005189096
Scheme 1.

蛍光色素に用いる好ましい有機EL色素は、共役系を有する5員環化合物を含む化合物であって、その5員環化合物が1種以上のヘテロ原子、セレン原子又はボロン原子を含むものを挙げることができる。さらに、詳しくは共役系を有する5員環化合物から成る単環化合物と、その5員環化合物と共役系を有する6員環化合物から成る縮合多環化合物を挙げることができる。固体状態であっても、量子収率が大きく、強い蛍光を示すからである。5員環化合物には、アゾール誘導体あるいはイミダゾール誘導体が好ましい。さらに、アゾール誘導体あるいはイミダゾール誘導体は1以上の4級アンモニウム基を有することが好ましい。水溶性を向上させことができるからである。
以下に、縮合多環化合物の具体例について説明する。
Preferred organic EL dyes used for fluorescent dyes include compounds containing a conjugated 5-membered ring compound, wherein the 5-membered ring compound contains one or more heteroatoms, selenium atoms, or boron atoms. it can. More specifically, a monocyclic compound composed of a 5-membered ring compound having a conjugated system and a condensed polycyclic compound composed of a 6-membered ring compound having a conjugated system with the 5-membered ring compound can be exemplified. This is because even in the solid state, the quantum yield is large and strong fluorescence is exhibited. The 5-membered ring compound is preferably an azole derivative or an imidazole derivative. Furthermore, the azole derivative or imidazole derivative preferably has one or more quaternary ammonium groups. It is because water solubility can be improved.
Below, the specific example of a condensed polycyclic compound is demonstrated.

(モノアゾール誘導体1)

Figure 0005189096
(Monoazole derivative 1)
Figure 0005189096

ここで、R1、R2、R3、R4、R5は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換基としてアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルエステル基、リン酸エステル基、硫酸エステル基、ニトリル基、ヒドロキシル基、シアノ基、スルホニル基、芳香族炭化水素基又は複素環基を有してもよい芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基又は複素環基を示し、R1、R2、R3、R4、R5は同じでも異なっていても良い。上記のアルキル基は、好ましくは炭素数1から6の直鎖状又は分岐状のアルキル基である。また、上記のアルケニル基は、好ましくはビニル基、アリル基、クロチル基、チグリル基又はプレニル基である。また、上記のアルキニル基は、好ましくはエチニル基又はプロパルギル基である。また、上記のアルコキシ基は、好ましくはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ペンチロキシ基又はフェノキシ基である。また、上記の芳香族炭化水素基は単環又は多環を含み、好ましくはフェニル基、トリル基、キシリル基又はナフチル基であり、より好ましくはフェニル基である。また、上記の複素環基は、好ましくはピロール基、フラン基、チオフェン基、イミダゾール基、オキサゾール基、チアゾール基、ピラゾール基、ピリジン基又はキノリン基であり、より好ましくはフラン基、イミダゾール基又はチオフェン基である。
また、R'は芳香環を含んでも良いアルキル基又はアルケニル基等の脂肪族炭化水素基あるいは芳香族炭化水素基を示す。ここで、アルキル基、アルケニル基芳香族炭化水素基には、上記と同様のものを用いることができる。
また、An-は、Cl-、Br-、I-等のハロゲン化物イオン、CF3SO3 -、BF4 -又はPF6 -を示す。なお、以下の一般式においても、特に断らない限り同様である。
Here, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, an alkyl ester group, phosphoric acid as a substituent. An aromatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group or a heterocyclic group which may have an ester group, a sulfate ester group, a nitrile group, a hydroxyl group, a cyano group, a sulfonyl group, an aromatic hydrocarbon group or a heterocyclic group; R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 may be the same or different. The alkyl group is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. The alkenyl group is preferably a vinyl group, an allyl group, a crotyl group, a tiglyl group, or a prenyl group. The alkynyl group is preferably an ethynyl group or a propargyl group. The alkoxy group is preferably a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, a butoxy group, a pentyloxy group or a phenoxy group. The aromatic hydrocarbon group includes a monocyclic or polycyclic ring, preferably a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, or a naphthyl group, and more preferably a phenyl group. The heterocyclic group is preferably a pyrrole group, a furan group, a thiophene group, an imidazole group, an oxazole group, a thiazole group, a pyrazole group, a pyridine group or a quinoline group, more preferably a furan group, an imidazole group or a thiophene. It is a group.
R ′ represents an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group such as an alkyl group or an alkenyl group which may contain an aromatic ring. Here, as the alkyl group and the alkenyl group aromatic hydrocarbon group, those similar to the above can be used.
An represents a halide ion such as Cl , Br or I , CF 3 SO 3 , BF 4 or PF 6 . The same applies to the following general formulas unless otherwise specified.

(モノアゾール誘導体2)

Figure 0005189096
(Monoazole derivative 2)
Figure 0005189096

ここで、式中、R8、R9は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換基としてアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルエステル基、リン酸エステル基、硫酸エステル基、ニトリル基、ヒドロキシル基、シアノ基、スルホニル基、芳香族炭化水素基又は複素環基を有してもよい芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基又は複素環基を示し、R8、R9は同じでも異なっていても良い。上記のアルキル基は、好ましくは炭素数1から6の直鎖状又は分岐状のアルキル基である。また、上記のアルケニル基は、好ましくはビニル基、アリル基、クロチル基、チグリル基又はプレニル基である。また、上記のアルキニル基は、好ましくはエチニル基又はプロパルギル基である。また、上記のアルコキシ基は、好ましくはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ペンチロキシ基又はフェノキシ基である。また、上記の芳香族炭化水素基は単環又は多環を含み、好ましくはフェニル基、トリル基、キシリル基又はナフチル基であり、より好ましくはフェニル基である。また、上記の複素環基は、好ましくはピロール基、フラン基、チオフェン基、イミダゾール基、オキサゾール基、チアゾール基、ピラゾール基、ピリジン基又はキノリン基であり、より好ましくはフラン基、イミダゾール基又はチオフェン基である。
なお、以下の一般式においても、特に断らない限り同様である。また、nは1以上の整数、好ましくは1〜5であり、以下の一般式中でも同様である。
Here, in the formula, R 8 and R 9 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a substituent as an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, an alkyl ester group, a phosphate ester group, a sulfate ester group. , A nitrile group, a hydroxyl group, a cyano group, a sulfonyl group, an aromatic hydrocarbon group which may have an aromatic hydrocarbon group or a heterocyclic group, an aliphatic hydrocarbon group or a heterocyclic group, R 8 , R 9 may be the same or different. The alkyl group is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. The alkenyl group is preferably a vinyl group, an allyl group, a crotyl group, a tiglyl group, or a prenyl group. The alkynyl group is preferably an ethynyl group or a propargyl group. The alkoxy group is preferably a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, a butoxy group, a pentyloxy group or a phenoxy group. The aromatic hydrocarbon group includes a monocyclic or polycyclic ring, preferably a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, or a naphthyl group, and more preferably a phenyl group. The heterocyclic group is preferably a pyrrole group, a furan group, a thiophene group, an imidazole group, an oxazole group, a thiazole group, a pyrazole group, a pyridine group or a quinoline group, more preferably a furan group, an imidazole group or a thiophene. It is a group.
The same applies to the following general formulas unless otherwise specified. N is an integer of 1 or more, preferably 1 to 5, and the same applies to the following general formulas.

(ジアゾール誘導体1)

Figure 0005189096
(Diazole derivative 1)
Figure 0005189096

(ジアゾール誘導体2)

Figure 0005189096
(Diazole derivative 2)
Figure 0005189096

(ジアゾール誘導体3)

Figure 0005189096
(Diazole derivative 3)
Figure 0005189096

ここで、式中、R1、R2、R3、R4は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、
それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換基としてアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルエステル基、リン酸エステル基、硫酸エステル基、ニトリル基、ヒドロキシル基、シアノ基、スルホニル基、芳香族炭化水素基又は複素環基を有してもよい芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基又は複素環基を示し、R1、R2、R3、R4、R6、R7は同じでも異なっていてもよい。R2、R3は、置換基を有しても良い芳香族炭化水素基、好ましくはフェニル基を用いることができ、その置換基には炭素数1から4のアルキル基やアルコキシ基、又は臭素原子を用いることが好ましい。さらに、アルキル基にはメチル基、アルコキシ基にはメトキシ基を用いることが好ましい。また、Xは、置換基を有しても良い窒素原子、硫黄原子、酸素原子、セレン原子又はボロン原子であり、特に断らない限り以下の一般式中でも同様である。
Here, in the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom,
Each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, an alkyl ester group, a phosphate ester group, a sulfate ester group, a nitrile group, a hydroxyl group, a cyano group, a sulfonyl group, An aromatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group or a heterocyclic group which may have an aromatic hydrocarbon group or a heterocyclic group, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 6 , R 7 May be the same or different. R 2 and R 3 may be an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, preferably a phenyl group, and the substituent may be an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group, or bromine. It is preferable to use atoms. Furthermore, it is preferable to use a methyl group for the alkyl group and a methoxy group for the alkoxy group. X is a nitrogen atom, sulfur atom, oxygen atom, selenium atom or boron atom which may have a substituent, and the same applies to the following general formulas unless otherwise specified.

(ジアゾール誘導体4)

Figure 0005189096
(Diazole derivative 4)
Figure 0005189096

(ジアゾール誘導体5)

Figure 0005189096
ここで、N→Oは、窒素原子が酸素原子に配位結合している状態を示す。(Diazole derivative 5)
Figure 0005189096
Here, N → O indicates a state in which a nitrogen atom is coordinated to an oxygen atom.

(ジアゾール誘導体6)

Figure 0005189096
(Diazole derivative 6)
Figure 0005189096

(ジアゾール誘導体7)

Figure 0005189096
(Diazole derivative 7)
Figure 0005189096

(ジアゾール誘導体8)

Figure 0005189096
(Diazole derivative 8)
Figure 0005189096

Figure 0005189096
Figure 0005189096

ここで、式中、R10、R11は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換基としてアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルエステル基、リン酸エステル基、硫酸エステル基、ニトリル基、ヒドロキシル基、シアノ基、スルホニル基、芳香族炭化水素基又は複素環基を有してもよい芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基又は複素環基を示し、R10、 R11は同じでも異なっていてもよい。上記のアルキル基は、好ましくは炭素数1から6の直鎖状又は分岐状のアルキル基である。また、上記のアルケニル基は、好ましくはビニル基、アリル基、クロチル基、チグリル基又はプレニル基である。また、上記のアルキニル基は、好ましくはエチニル基又はプロパルギル基である。また、上記のアルコキシ基は、好ましくはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ペンチロキシ基又はフェノキシ基である。また、上記の芳香族炭化水素基は単環又は多環を含み、好ましくはフェニル基、トリル基、キシリル基又はナフチル基であり、より好ましくはフェニル基である。また、上記の複素環基は、好ましくはピロール基、フラン基、チオフェン基、イミダゾール基、オキサゾール基、チアゾール基、ピラゾール基、ピリジン基又はキノリン基であり、より好ましくはフラン基、イミダゾール基又はチオフェン基である。また、R12は、置換基を有してもよいオレフィン基又はパラフィン基であり、nは1から3の整数、好ましくは1である。なお、以下の一般式においても、特に断らない限り同様である。Here, in the formula, R 10 and R 11 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a substituent such as an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, an alkyl ester group, a phosphate ester group, a sulfate ester group. , A nitrile group, a hydroxyl group, a cyano group, a sulfonyl group, an aromatic hydrocarbon group which may have an aromatic hydrocarbon group or a heterocyclic group, an aliphatic hydrocarbon group or a heterocyclic group, R 10 , R 11 may be the same or different. The alkyl group is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. The alkenyl group is preferably a vinyl group, an allyl group, a crotyl group, a tiglyl group, or a prenyl group. The alkynyl group is preferably an ethynyl group or a propargyl group. The alkoxy group is preferably a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, a butoxy group, a pentyloxy group or a phenoxy group. The aromatic hydrocarbon group includes a monocyclic or polycyclic ring, preferably a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, or a naphthyl group, and more preferably a phenyl group. The heterocyclic group is preferably a pyrrole group, a furan group, a thiophene group, an imidazole group, an oxazole group, a thiazole group, a pyrazole group, a pyridine group or a quinoline group, more preferably a furan group, an imidazole group or a thiophene. It is a group. R 12 is an olefin group or a paraffin group which may have a substituent, and n is an integer of 1 to 3, preferably 1. The same applies to the following general formulas unless otherwise specified.

(ジアゾール誘導体9)

Figure 0005189096
(Diazole derivative 9)
Figure 0005189096

Figure 0005189096
Figure 0005189096

(トリアゾール誘導体1)

Figure 0005189096
(Triazole derivative 1)
Figure 0005189096

(トリアゾール誘導体2)

Figure 0005189096
(Triazole derivative 2)
Figure 0005189096

5員環化合物として、チオフェン基を含む以下の誘導体を用いることもできる。
(チオフェン誘導体1)

Figure 0005189096
As the 5-membered ring compound, the following derivatives containing a thiophene group can also be used.
(Thiophene derivative 1)
Figure 0005189096

(チオフェン誘導体2)

Figure 0005189096
(Thiophene derivative 2)
Figure 0005189096

(チオフェン誘導体3)
また、チオフェン誘導体の場合、非縮合系の化合物であり、以下の一般式で示される2,3,4,5-テトラフェニルチオフェン誘導体を用いることもできる。
(Thiophene derivative 3)
In the case of a thiophene derivative, it is a non-condensed compound, and a 2,3,4,5-tetraphenylthiophene derivative represented by the following general formula can also be used.

Figure 0005189096
Figure 0005189096

ここで、式中、R13,R14,R15は、それぞれ独立に、水素原子あるいは直鎖、分岐又は環状の炭素数1から6のアルキル基、置換又は未置換のアリール基、好ましくはフェニル基、トリル基、キシリル基又はナフチル基を表し、あるいは置換又は未置換のアラルキル基、好ましくはベンジル基又はフェネチル基を表し、Ar1およびAr2は置換又は未置換のアリール基、好ましくはフェニル基、トリル基、キシリル基又はナフチル基を表し、さらに、Ar1とAr2は結合している窒素原子と共に含窒素複素環を形成してもよい。また、Y1およびY2は水素原子、ハロゲン原子、あるいは直鎖、分岐又は環状の炭素数1から6のアルキル基、あるいは直鎖、分岐又は環状のアルコキシ基、好ましくはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ペンチロキシ基又はフェノキシ基、あるいは置換又は未置換のアリール基、好ましくはフェニル基、トリル基、キシリル基又はナフチル基、あるいは置換又は未置換のアラルキル基、好ましくはベンジル基又はフェネチル基、あるいは置換又は未置換のアミノ基を表す。Here, in the formula, R 13 , R 14 and R 15 are each independently a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group, preferably phenyl. Represents a group, a tolyl group, a xylyl group or a naphthyl group, or a substituted or unsubstituted aralkyl group, preferably a benzyl group or a phenethyl group, Ar 1 and Ar 2 are substituted or unsubstituted aryl groups, preferably a phenyl group Represents a tolyl group, a xylyl group or a naphthyl group, and Ar 1 and Ar 2 may form a nitrogen-containing heterocycle together with the nitrogen atom to which Ar 1 and Ar 2 are bonded. Y 1 and Y 2 are a hydrogen atom, a halogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a linear, branched or cyclic alkoxy group, preferably a methoxy group, an ethoxy group, Propoxy group, isopropoxy group, butoxy group, pentyloxy group or phenoxy group, or substituted or unsubstituted aryl group, preferably phenyl group, tolyl group, xylyl group or naphthyl group, or substituted or unsubstituted aralkyl group, preferably A benzyl group or a phenethyl group, or a substituted or unsubstituted amino group is represented.

(チオフェン誘導体4)
また、以下の一般式で示される2,3,4,5-テトラフェニルチオフェン誘導体を用いることもできる。
(Thiophene derivative 4)
In addition, 2,3,4,5-tetraphenylthiophene derivatives represented by the following general formula can also be used.

Figure 0005189096
Figure 0005189096

ここで、式中、Ar1〜Ar6はそれぞれ独立に、置換または未置換のアリール基、好ましくはフェニル基、トリル基、キシリル基又はナフチル基を表し、さらに、Ar1とAr2、Ar3とAr4およびAr5とAr6は結合している窒素原子と共に含窒素複素環を形成していても良い。Here, in the formula, Ar 1 to Ar 6 each independently represents a substituted or unsubstituted aryl group, preferably a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, or a naphthyl group, and Ar 1 and Ar 2 , Ar 3 And Ar 4 and Ar 5 and Ar 6 may form a nitrogen-containing heterocycle together with the nitrogen atom to which they are bonded.

また、5員環化合物にイミダゾールを用い、以下の一般式で示すイミダゾール誘導体を用いることもできる。ここで、イミダゾール誘導体を構成するイミダゾール基は4級アンモニウム基を有することが好ましい。水溶性を向上させることができるからである。さらに、ピリジノ基を含む場合、より水溶性を向上させるために、ピリジノ基も4級アンモニウム基を有していても良い。なお、以下の一般式中、R''は芳香環を含んでも良いアルキル基又はアルケニル基等の脂肪族炭化水素基あるいは芳香族炭化水素基を示す。   Further, imidazole can be used as the five-membered ring compound and an imidazole derivative represented by the following general formula can be used. Here, the imidazole group constituting the imidazole derivative preferably has a quaternary ammonium group. It is because water solubility can be improved. Further, when a pyridino group is included, the pyridino group may also have a quaternary ammonium group in order to further improve water solubility. In the general formula below, R ″ represents an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group such as an alkyl group or an alkenyl group which may contain an aromatic ring.

(イミダゾール誘導体1)

Figure 0005189096
(Imidazole derivative 1)
Figure 0005189096

(イミダゾール誘導体2)

Figure 0005189096
(Imidazole derivative 2)
Figure 0005189096

(イミダゾール誘導体3)

Figure 0005189096
(Imidazole derivative 3)
Figure 0005189096

(イミダゾール誘導体4)

Figure 0005189096
(Imidazole derivative 4)
Figure 0005189096

Figure 0005189096
Figure 0005189096

ここで、イミダゾール骨格は中央のベンゼン環R8, R9, R10, R11 の任意の位置に複数ユニットが結合していても良い。また、R12は、置換基を有してもよいオレフィン基又はパラフィン基であり、nは1から3の整数、好ましくは1である。Here, the imidazole skeleton may have a plurality of units bonded to any position of the central benzene ring R 8 , R 9 , R 10 , R 11 . R 12 is an olefin group or a paraffin group which may have a substituent, and n is an integer of 1 to 3, preferably 1.

(カルバゾール誘導体)
また、以下の一般式で示されるカルバゾール誘導体を用いることもできる。

Figure 0005189096
(Carbazole derivative)
Moreover, the carbazole derivative shown with the following general formula can also be used.
Figure 0005189096

また、共役系を有する5員環化合物であって、1種以上のヘテロ原子、セレン原子又はボロン原子を含む単環化合物を用いることもできる。特に限定されないが、例えば、以下の一般式で表されるイミダゾール誘導体を用いることができる。   Moreover, it is a 5-membered ring compound which has a conjugated system, and the monocyclic compound containing 1 or more types of hetero atoms, a selenium atom, or a boron atom can also be used. Although not particularly limited, for example, an imidazole derivative represented by the following general formula can be used.

Figure 0005189096
Figure 0005189096

ここで、式中、R1、 R4、 R5は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有しても良いアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、シアノ基、スルホニル基、置換基を有しても良い複素環基、複素環基などの置換基を有してもよい芳香族炭化水素基を示し、R1、R4、Rは同じでも異なっていてもよい。上記のアルキル基は、好ましくは炭素数1から6の直鎖状又は分岐状のアルキル基である。また、上記のアルケニル基は、好ましくはビニル基、アリル基、クロチル基、チグリル基又はプレニル基である。また、上記のアルキニル基は、好ましくはエチニル基又はプロパルギル基である。また、上記のアルコキシ基は、好ましくはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ペンチロキシ基又はフェノキシ基である。また、上記の芳香族炭化水素基は単環又は多環を含み、好ましくはビフェニル基、フェニル基、トリル基、キシリル基又はナフチル基であり、より好ましくはビフェニル基、フェニル基である。また、上記の複素環基は、好ましくはピロール基、フラン基、チオフェン基、イミダゾール基、オキサゾール基、チアゾール基、ピラゾール基、ピリジン基又はキノリン基であり、より好ましくはフラン基、イミダゾール基又はチオフェン基である。Here, in the formula, R 1 , R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, hydroxyl group, cyano which may have a substituent. Group, a sulfonyl group, a heterocyclic group which may have a substituent, an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent such as a heterocyclic group, and R 1 , R 4 and R 5 are the same or different It may be. The alkyl group is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. The alkenyl group is preferably a vinyl group, an allyl group, a crotyl group, a tiglyl group, or a prenyl group. The alkynyl group is preferably an ethynyl group or a propargyl group. The alkoxy group is preferably a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, a butoxy group, a pentyloxy group or a phenoxy group. The aromatic hydrocarbon group includes a monocyclic or polycyclic ring, preferably a biphenyl group, a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, or a naphthyl group, and more preferably a biphenyl group or a phenyl group. The heterocyclic group is preferably a pyrrole group, a furan group, a thiophene group, an imidazole group, an oxazole group, a thiazole group, a pyrazole group, a pyridine group or a quinoline group, more preferably a furan group, an imidazole group or a thiophene. It is a group.

本発明の蛍光色素に用いる有機EL色素には、以上、説明した縮合多環化合物及び単環化合物であれば特に限定されないが、以下の一般式で表されるジアゾール誘導体又はイミダゾール誘導体を好適に用いることができる。   The organic EL dye used in the fluorescent dye of the present invention is not particularly limited as long as it is the condensed polycyclic compound and monocyclic compound described above, but a diazole derivative or imidazole derivative represented by the following general formula is preferably used. be able to.

Figure 0005189096
Figure 0005189096

Figure 0005189096
Figure 0005189096

さらに、上記のジアゾール誘導体及びイミダゾール誘導体の中で、ジアゾロピリジン誘導体又はイミダゾロピリジン誘導体を好適に用いることができる。   Furthermore, among the above diazole derivatives and imidazole derivatives, diazolopyridine derivatives or imidazolopyridine derivatives can be suitably used.

本発明の特に好ましい蛍光色素は、上記のジアゾロピリジン誘導体又はイミダゾロピリジン誘導体を発色部に含むものであり、以下の一般式で表すことができる。   Particularly preferred fluorescent dyes of the present invention contain the above-mentioned diazolopyridine derivative or imidazolopyridine derivative in the coloring portion, and can be represented by the following general formula.

Figure 0005189096
Figure 0005189096

Figure 0005189096
Figure 0005189096

-(CHR')p-X-(CHR")q-はスペーサー部を表す。また、Zは前述の反応性基を表す。
ここで、上記のR2とR3に、置換基を有しても良い芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基を用いることが好ましい。Cy3に対応する緑色蛍光色素を得ることができる。芳香族炭化水素基としてはフェニル基、トリル基、キシリル基又はナフチル基、より好ましくはフェニル基又はトリル基である。さらに、置換基としてはスルホニウム基が好ましい。水溶性を高めることができるからである。
-(CHR ') pX- (CHR ") q- represents a spacer portion. Z represents the reactive group described above.
Here, it is preferable to use an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent for R 2 and R 3 described above. A green fluorescent dye corresponding to Cy3 can be obtained. The aromatic hydrocarbon group is a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group or a naphthyl group, more preferably a phenyl group or a tolyl group. Furthermore, as a substituent, a sulfonium group is preferable. It is because water solubility can be improved.

あるいは、上記のR2とR3に、置換基を有しても良いチオフェン基、フラン基、ピロール基、イミダゾール基、オキサゾール基、チアゾール基、ピラゾール基及びピリジン基からなる群から選択された1種、より好ましくはチオフェン基、イミダゾール基又はフラン基を用いることもできる。Cy5に対応する赤色蛍光色素を得ることができる。Alternatively, R 2 and R 3 are each selected from the group consisting of an optionally substituted thiophene group, furan group, pyrrole group, imidazole group, oxazole group, thiazole group, pyrazole group and pyridine group. Seeds, more preferably thiophene groups, imidazole groups or furan groups can also be used. A red fluorescent dye corresponding to Cy5 can be obtained.

蛍光色素は、反応性基とスペーサー部の組み合わせにより種々の方法により合成することができる。例えば、反応性基に活性エステル化したカルボニル基を用いる場合、予めジアゾロピリジン誘導体又はイミダゾロピリジン誘導体の活性エステル体を合成しておき、この活性エステル体にスペーサー用化合物(例えば、グリシン、アラニン、4−アミノブタン酸、システイン酸、セリン等のアミノ酸)を反応させてカルボン酸体を得、このカルボン酸体を、N−ヒドロキシ−スクシンイミドと反応させることにより、スペーサーを導入した活性エステル体を得ることができる。例えば、スペーサー用化合物にグリシンを用いた場合、-CONH-と-(CH2)-を有するスペーサー部を得ることができる。また、β-アラニンを用いた場合、-CONH-と-(CH2)2-を有するスペーサー部を得ることができる。また、4-アミノブタン酸を用いた場合、-CONH-と-(CH2)3-を有するスペーサー部を得ることができる。また、システイン酸を用いた場合、-CONH-と-SO3 -を有するスペーサー部を得ることができる。また、セリンを用いた場合、-CONH-と-OHを有するスペーサー部を得ることができる。システイン酸とセリンを用いることにより、スペーサー部にそれぞれ、スルホニウム基と水酸基を導入することができ、蛍光色素の水溶性を向上させることができる。The fluorescent dye can be synthesized by various methods by combining the reactive group and the spacer portion. For example, when an active esterified carbonyl group is used as a reactive group, an active ester form of a diazolopyridine derivative or an imidazolopyridine derivative is synthesized in advance, and a spacer compound (for example, glycine, alanine, etc.) is synthesized on the active ester form. , 4-aminobutanoic acid, cysteic acid, serine, etc.) are reacted to obtain a carboxylic acid form, and this carboxylic acid form is reacted with N-hydroxy-succinimide to obtain an active ester form in which a spacer is introduced. be able to. For example, when glycine is used as the spacer compound, a spacer portion having —CONH— and — (CH 2 ) — can be obtained. Further, when β-alanine is used, a spacer portion having —CONH— and — (CH 2 ) 2 — can be obtained. In addition, when 4-aminobutanoic acid is used, a spacer portion having —CONH— and — (CH 2 ) 3 — can be obtained. In addition, when cysteic acid is used, a spacer portion having —CONH— and —SO 3 can be obtained. In addition, when serine is used, a spacer portion having -CONH- and -OH can be obtained. By using cysteic acid and serine, a sulfonium group and a hydroxyl group can be introduced into the spacer portion, respectively, and the water solubility of the fluorescent dye can be improved.

また、本発明の別の態様として、窒素カチオン含有基を有するアゾール誘導体又はイミダゾール誘導体を用いることもできる。そのアゾール誘導体として、以下の一般式(9)、(10)又は(11)で表されるものを用いることもできる。   As another embodiment of the present invention, an azole derivative or imidazole derivative having a nitrogen cation-containing group can also be used. As the azole derivative, those represented by the following general formula (9), (10) or (11) can also be used.

Figure 0005189096
Figure 0005189096

ここで、(9)及び(11)ではR1は、そして(10)ではR1とR4の一方は、一般式L-Mで示され、Mは、ピリジニウム基、2級アミノ基、3級アミノ基、4級アミノ基、ピペリジニウム基、ピペラジニウム基、イミダゾリウム基、チアゾリウム基、オキサゾリウム基、キノリウム基、ベンゾイミダゾリウム基、ベンゾチアゾリウム基又はベンゾオキサゾリウム基である窒素カチオン含有基を示し、Lは、直接結合あるいは、-(CH2)n-(nは1〜4の整数)、-NHCOO-、-CONH-、-COO-、-SO2NH-、-HN-C(=NH)-NH-、-O-、-S-、-NR-(Rはアルキル基)、-Ar-(Arは芳香族炭化水素基)及び-CO-Ar-NR-からなる群から選択された1種以上の官能基からなり、Mと発色部とを連結するリンカーを示す。リンカーを用いることが好ましい。リンカーは、発色部と標識対象である生体分子との間の立体障害を緩和させ、結合部と生体分子の標識部位との結合を容易にするので、より高い標識率を与えることが可能だからである。Here, R 1 in (9) and (11), and one of R 1 and R 4 in (10) is represented by the general formula LM, where M is a pyridinium group, a secondary amino group, a tertiary amino group. A nitrogen cation-containing group which is a group, quaternary amino group, piperidinium group, piperazinium group, imidazolium group, thiazolium group, oxazolium group, quinolium group, benzoimidazolium group, benzothiazolium group or benzoxazolium group , L is a direct bond or, - (CH 2) n- ( n is an integer of 1 to 4), - NHCOO -, - CONH -, - COO -, - SO 2 NH -, - HN-C (= NH ) -NH-, -O-, -S-, -NR- (R is an alkyl group), -Ar- (Ar is an aromatic hydrocarbon group) and -CO-Ar-NR- A linker composed of one or more functional groups and linking M and the coloring portion is shown. It is preferable to use a linker. The linker relaxes the steric hindrance between the coloring part and the biomolecule to be labeled, and facilitates the binding between the binding part and the labeling part of the biomolecule, so it can give a higher labeling rate. is there.

また、(10)のR1とR4の残部及びR2、R3は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換基としてアルキル基、アルコキシ基、アルキルエステル基、リン酸エステル基、硫酸エステル基、ニトリル基、ヒドロキシル基、シアノ基、スルホニル基、芳香族炭化水素基又は複素環基を有してもよい芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基又は複素環基を示す。上記のアルキル基は、例えば炭素数1から6の直鎖状又は分岐状のアルキル基である。また、上記のアルコキシ基は、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ペンチロキシ基又はフェノキシ基である。また、上記のアルキルエステル基は、炭素数1から6の直鎖状又は分岐状のアルキルエステルである。また、上記の芳香族炭化水素基は単環又は多環を含むアリール基、具体的にはフェニル基、トリル基、キシリル基又はナフチル基であり、より好ましくはフェニル基である。また、上記の複素環基は、例えばピロール基、フラン基、チオフェン基、イミダゾール基、オキサゾール基、チアゾール基、ピラゾール基、ピリジン基又はキノリン基であり、より好ましくはフラン基、イミダゾール基又はチオフェン基である。また、上記の脂肪族炭化水素基は、好ましくは炭素数1から6の直鎖状又は分岐状のアルキル基である。好ましくは、R2、R3が、それぞれ独立に、チオフェン誘導体、フラン誘導体、ピロール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、ピラゾール誘導体、ピリジン誘導体及びキノリン誘導体からなる群から選択された1種である。あるいは、好ましくは、R2、R3が、スルホニル基を有するアリール基である。In addition, the remainder of R 1 and R 4 of (10) and R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an alkyl ester group, a phosphate ester group, a sulfuric acid group as a substituent. An aromatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group or a heterocyclic group which may have an ester group, a nitrile group, a hydroxyl group, a cyano group, a sulfonyl group, an aromatic hydrocarbon group or a heterocyclic group is shown. The alkyl group is, for example, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Moreover, said alkoxy group is a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, a butoxy group, a pentyloxy group, or a phenoxy group, for example. The alkyl ester group is a linear or branched alkyl ester having 1 to 6 carbon atoms. The aromatic hydrocarbon group is a monocyclic or polycyclic aryl group, specifically a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group or a naphthyl group, more preferably a phenyl group. The heterocyclic group is, for example, a pyrrole group, a furan group, a thiophene group, an imidazole group, an oxazole group, a thiazole group, a pyrazole group, a pyridine group, or a quinoline group, and more preferably a furan group, an imidazole group, or a thiophene group. It is. The aliphatic hydrocarbon group is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Preferably, R 2 and R 3 are each independently one selected from the group consisting of thiophene derivatives, furan derivatives, pyrrole derivatives, imidazole derivatives, oxazole derivatives, thiazole derivatives, pyrazole derivatives, pyridine derivatives and quinoline derivatives. is there. Alternatively, preferably, R 2 and R 3 are aryl groups having a sulfonyl group.

また、Xは置換基を有していてもよい炭素原子、窒素原子、硫黄原子、酸素原子、セレン原子又はボロン原子を示す。   X represents a carbon atom, nitrogen atom, sulfur atom, oxygen atom, selenium atom or boron atom which may have a substituent.

また、R'は芳香環を含んでも良いアルキル基からなる脂肪族炭化水素基あるいは芳香族炭化水素基を示す。ここで、その脂肪族炭化水素基あるいは芳香族炭化水素基には、上記と同様のものを用いることができる。   R ′ represents an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group composed of an alkyl group which may contain an aromatic ring. Here, the aliphatic hydrocarbon group or the aromatic hydrocarbon group may be the same as described above.

また、An-は、Cl-、Br-、I-等のハロゲン化物イオン、CF3SO3 -、BF4 -又はPF6 -を示す。An represents a halide ion such as Cl , Br or I , CF 3 SO 3 , BF 4 or PF 6 .

窒素カチオン含有基を有するアゾール誘導体として、ジアゾール誘導体の例を示したが、以下の一般式で表されるトリアゾール誘導体を用いることもできる。トリアゾール誘導体を用いても、ジアゾール誘導体の場合と同様の効果を得ることができる。   Although the example of the diazole derivative was shown as an azole derivative which has a nitrogen cation containing group, the triazole derivative represented by the following general formula can also be used. Even if a triazole derivative is used, the same effect as in the case of a diazole derivative can be obtained.

Figure 0005189096
Figure 0005189096

ここで、(17)及び(19)ではR1は、そして(18)ではR1とR7の一方は、一般式L-Mで示され、Mは、ピリジニウム基、2級アミノ基、3級アミノ基、4級アミノ基、ピペリジニウム基、ピペラジニウム基、イミダゾリウム基、チアゾリウム基、オキサゾリウム基、キノリウム基、ベンゾイミダゾリウム基、ベンゾチアゾリウム基又はベンゾオキサゾリウム基である窒素カチオン含有基を示し、Lは、直接結合あるいは、-(CH2)n-(nは1〜4の整数)、-NHCOO-、-CONH-、-COO-、-SO2NH-、-HN-C(=NH)-NH-、-O-、-S-、-NR-(Rはアルキル基)、-Ar-(Arは芳香族炭化水素基)及び-CO-Ar-NR-からなる群から選択された1種以上の官能基からなり、Mと発色部とを連結するリンカーを示す。リンカーを用いることが好ましい。Here, R 1 in (17) and (19), and one of R 1 and R 7 in (18) is represented by the general formula LM, where M is a pyridinium group, a secondary amino group, a tertiary amino group. A nitrogen cation-containing group which is a group, quaternary amino group, piperidinium group, piperazinium group, imidazolium group, thiazolium group, oxazolium group, quinolium group, benzoimidazolium group, benzothiazolium group or benzoxazolium group , L is a direct bond or, - (CH 2) n- ( n is an integer of 1 to 4), - NHCOO -, - CONH -, - COO -, - SO 2 NH -, - HN-C (= NH ) -NH-, -O-, -S-, -NR- (R is an alkyl group), -Ar- (Ar is an aromatic hydrocarbon group) and -CO-Ar-NR- A linker composed of one or more functional groups and linking M and the coloring portion is shown. It is preferable to use a linker.

また、(18)のR1とR7の残部及びR2、R3は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換基としてアルキル基、アルコキシ基、アルキルエステル基、リン酸エステル基、硫酸エステル基、ニトリル基、ヒドロキシル基、シアノ基、スルホニル基、芳香族炭化水素基又は複素環基を有してもよい芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基又は複素環基を示す。上記のアルキル基は、例えば炭素数1から6の直鎖状又は分岐状のアルキル基である。また、上記のアルコキシ基は、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ペンチロキシ基又はフェノキシ基である。また、上記のアルキルエステル基は、炭素数1から6の直鎖状又は分岐状のアルキルエステルである。また、上記の芳香族炭化水素基は単環又は多環を含むアリール基、具体的にはフェニル基、トリル基、キシリル基又はナフチル基であり、より好ましくはフェニル基である。また、上記の複素環基は、例えばピロール基、フラン基、チオフェン基、イミダゾール基、オキサゾール基、チアゾール基、ピラゾール基、ピリジン基又はキノリン基であり、より好ましくはフラン基、イミダゾール基又はチオフェン基である。また、上記の脂肪族炭化水素基は、好ましくは炭素数1から6の直鎖状又は分岐状のアルキル基である。好ましくは、R2、R3が、それぞれ独立に、チオフェン誘導体、フラン誘導体、ピロール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、ピラゾール誘導体、ピリジン誘導体及びキノリン誘導体からなる群から選択された1種である。あるいは、好ましくは、R2、R3が、直接または炭素鎖を挟んでスルホニル基を有するアリール基である。Further, the remainder of R 1 and R 7 in (18) and R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a substituent as an alkyl group, an alkoxy group, an alkyl ester group, a phosphate ester group, a sulfuric acid group An aromatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group or a heterocyclic group which may have an ester group, a nitrile group, a hydroxyl group, a cyano group, a sulfonyl group, an aromatic hydrocarbon group or a heterocyclic group is shown. The alkyl group is, for example, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Moreover, said alkoxy group is a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, a butoxy group, a pentyloxy group, or a phenoxy group, for example. The alkyl ester group is a linear or branched alkyl ester having 1 to 6 carbon atoms. The aromatic hydrocarbon group is a monocyclic or polycyclic aryl group, specifically a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group or a naphthyl group, more preferably a phenyl group. The heterocyclic group is, for example, a pyrrole group, a furan group, a thiophene group, an imidazole group, an oxazole group, a thiazole group, a pyrazole group, a pyridine group, or a quinoline group, and more preferably a furan group, an imidazole group, or a thiophene group. It is. The aliphatic hydrocarbon group is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Preferably, R 2 and R 3 are each independently one selected from the group consisting of thiophene derivatives, furan derivatives, pyrrole derivatives, imidazole derivatives, oxazole derivatives, thiazole derivatives, pyrazole derivatives, pyridine derivatives and quinoline derivatives. is there. Alternatively, preferably, R 2 and R 3 are aryl groups having a sulfonyl group directly or across a carbon chain.

また、R'は芳香環を含んでも良いアルキル基からなる脂肪族炭化水素基あるいは芳香族炭化水素基を示す。ここで、その脂肪族炭化水素基あるいは芳香族炭化水素基には、上記と同様のものを用いることができる。   R ′ represents an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group composed of an alkyl group which may contain an aromatic ring. Here, the aliphatic hydrocarbon group or the aromatic hydrocarbon group may be the same as described above.

また、An-は、Cl-、Br-、I-等のハロゲン化物イオン、CF3SO3 -、BF4 -又はPF6 -を示す。An represents a halide ion such as Cl , Br or I , CF 3 SO 3 , BF 4 or PF 6 .

また、窒素カチオン含有基を有するイミダゾール誘導体は、以下の一般式で示すことができる。   The imidazole derivative having a nitrogen cation-containing group can be represented by the following general formula.

Figure 0005189096
Figure 0005189096

ここで、(12)、(14)及び(15)のR1とR4の一方、そして(13)及び(16)のR1、R4及びR5のいずれか一つは、一般式L-Mで示され、Mは、ピリジニウム基、2級アミノ基、3級アミノ基、4級アミノ基、ピペリジニウム基、ピペラジニウム基、イミダゾリウム基、チアゾリウム基、オキサゾリウム基、キノリウム基、ベンゾイミダゾリウム基、ベンゾチアゾリウム基又はベンゾオキサゾリウム基である窒素カチオン含有基を示し、Lは、直接結合あるいは、-(CH2)n-(nは1〜4の整数)、-NHCOO-、-CONH-、-COO-、-SO2NH-、-HN-C(=NH)-NH-、-O-、-S-、-NR-(Rはアルキル基)、-Ar-(Arは芳香族炭化水素基)及び-CO-Ar-NR-からなる群から選択された1種以上の官能基からなり、Mと発色部とを連結するリンカーを示す。リンカーを用いることが好ましい。Here, one of R 1 and R 4 in (12), (14) and (15), and any one of R 1 , R 4 and R 5 in (13) and (16) is represented by the general formula LM M is a pyridinium group, secondary amino group, tertiary amino group, quaternary amino group, piperidinium group, piperazinium group, imidazolium group, thiazolium group, oxazolium group, quinolium group, benzoimidazolium group, benzoimidazole group A nitrogen cation-containing group which is a thiazolium group or a benzoxazolium group, and L is a direct bond or — (CH 2 ) n— (n is an integer of 1 to 4), —NHCOO—, —CONH— , -COO-, -SO 2 NH-, -HN-C (= NH) -NH-, -O-, -S-, -NR- (R is an alkyl group), -Ar- (Ar is an aromatic carbonization) A linker that comprises one or more functional groups selected from the group consisting of (hydrogen group) and -CO-Ar-NR-, and connects M and the coloring portion. It is preferable to use a linker.

また、(12)、(14)及び(15)のR1とR4の残部、(13)及び(16)のR1、R4及びR5の残部、そしてR2、R3は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換基としてアルキル基、アルコキシ基、アルキルエステル基、リン酸エステル基、硫酸エステル基、ニトリル基、ヒドロキシル基、シアノ基、スルホニル基、芳香族炭化水素基又は複素環基を有してもよい芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基又は複素環基を示す。上記のアルキル基は、例えば炭素数1から6の直鎖状又は分岐状のアルキル基である。また、上記のアルコキシ基は、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ペンチロキシ基又はフェノキシ基である。また、上記のアルキルエステル基は、炭素数1から6の直鎖状又は分岐状のアルキルエステルである。また、上記の芳香族炭化水素基は単環又は多環を含むアリール基、具体的にはフェニル基、トリル基、キシリル基又はナフチル基であり、より好ましくはフェニル基である。また、上記の複素環基は、例えばピロール基、フラン基、チオフェン基、イミダゾール基、オキサゾール基、チアゾール基、ピラゾール基、ピリジン基又はキノリン基であり、より好ましくはフラン基、イミダゾール基又はチオフェン基である。また、上記の脂肪族炭化水素基は、好ましくは炭素数1から6の直鎖状又は分岐状のアルキル基である。好ましくは、R2、R3が、それぞれ独立に、チオフェン誘導体、フラン誘導体、ピロール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チジアゾール誘導体、ピラゾール誘導体、ピリジン誘導体及びキノリン誘導体からなる群から選択された1種である。あるいは、好ましくは、R2、R3が、スルホニル基を有するアリール基である。Further, (12), (14) and the remainder of R 1 and R 4 in (15), (13) and R 1, the remainder of R 4 and R 5 in (16) and R 2, R 3, are each Independently, a hydrogen atom, a halogen atom, a substituent such as an alkyl group, an alkoxy group, an alkyl ester group, a phosphate ester group, a sulfate ester group, a nitrile group, a hydroxyl group, a cyano group, a sulfonyl group, an aromatic hydrocarbon group or a complex An aromatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group or a heterocyclic group which may have a cyclic group is shown. The alkyl group is, for example, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Moreover, said alkoxy group is a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, a butoxy group, a pentyloxy group, or a phenoxy group, for example. The alkyl ester group is a linear or branched alkyl ester having 1 to 6 carbon atoms. The aromatic hydrocarbon group is a monocyclic or polycyclic aryl group, specifically a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group or a naphthyl group, more preferably a phenyl group. The heterocyclic group is, for example, a pyrrole group, a furan group, a thiophene group, an imidazole group, an oxazole group, a thiazole group, a pyrazole group, a pyridine group, or a quinoline group, and more preferably a furan group, an imidazole group, or a thiophene group. It is. The aliphatic hydrocarbon group is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Preferably, R 2 and R 3 are each independently one selected from the group consisting of thiophene derivatives, furan derivatives, pyrrole derivatives, imidazole derivatives, oxazole derivatives, thiazole derivatives, pyrazole derivatives, pyridine derivatives and quinoline derivatives. is there. Alternatively, preferably, R 2 and R 3 are aryl groups having a sulfonyl group.

また、R'、R"は芳香環を含んでも良いアルキル基からなる脂肪族炭化水素基あるいは芳香族炭化水素基を示す。ここで、その脂肪族炭化水素基あるいは芳香族炭化水素基には、上記と同様のものを用いることができる。   R ′ and R ″ each represents an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group composed of an alkyl group that may contain an aromatic ring. Here, the aliphatic hydrocarbon group or the aromatic hydrocarbon group includes: The thing similar to the above can be used.

また、An-は、Cl-、Br-、I-等のハロゲン化物イオン、CF3SO3 -、BF4 -又はPF6 -を示す。An represents a halide ion such as Cl , Br or I , CF 3 SO 3 , BF 4 or PF 6 .

上記の窒素カチオン含有基を有するアゾール誘導体及びイミダゾール誘導体のいずれにおいても、リンカーは、-(CH2)n-(nは1〜4の整数)、-NHCOO-、-CONH-、-COO-、-SO2NH-、-HN-C(=NH)-NH-、-O-、-S-、-NR-(Rはアルキル基)、-Ar-(Arは芳香族炭化水素基)及び-CO-Ar-NR-からなる群から選択された1種の官能基のみで構成しても良く、あるいは2種以上の官能基を含む構成とすることもできる。また、選択した一の官能基を2個以上含む構成とすることもできる。In any of the azole derivatives and imidazole derivatives having the aforementioned nitrogen cation-containing group, linker, - (CH 2) n- ( n is an integer of 1 to 4), - NHCOO -, - CONH -, - COO-, -SO 2 NH-, -HN-C (= NH) -NH-, -O-, -S-, -NR- (R is an alkyl group), -Ar- (Ar is an aromatic hydrocarbon group) and- It may be composed of only one kind of functional group selected from the group consisting of CO—Ar—NR—, or may be composed of two or more kinds of functional groups. Moreover, it can also be set as the structure containing 2 or more of the selected one functional groups.

例えば、1種の官能基のみで構成する場合、-CONH-、-O-、-COO-又は-(CH2)n-、より好ましくは、-COO-又は-(CH2)n-、さらに好ましくは、-(CH2)n-である。ここで、-(CH2)n-のnは1もしくは2が好ましい。For example, in the case of constituting only one kind of functional group, —CONH—, —O—, —COO— or — (CH 2 ) n —, more preferably —COO— or — (CH 2 ) n —, Preferably,-(CH 2 ) n- . Here, n in — (CH 2 ) n — is preferably 1 or 2.

また、2種以上の官能基で構成する場合、以下の態様とすることができる。
(1)2種の官能基で構成する場合
-CONH-COO-、-CH2-O-又は-CH2-NR- が好ましい。
(2)3種以上の官能基で構成する場合
(i)以下の一般式(I)で表されるものを用いることができる。
-(CHR')p-X-(CHR")q- (I)
式中、Xは直接結合又は、-NHCOO-、-CONH-、-COO-、-SO2NH-、-HN-C(=NH)-NH-、-O-、-S-、-NR-、-Ar-及び-CO-Ar-NR-からなる群から選択された少なくとも1種の官能基を用いることができ、好ましくは-COO-、-CONH-、-O-又は-Ar-、より好ましくは-COO-、-CONH-、-O-又は-Ar-を用いることができる。また、R'とR"はそれぞれ独立に、水素原子、あるいは芳香環を含んでも良いアルキル基から成る脂肪族炭化水素基あるいは芳香族炭化水素基であって、必要によりスルホニル基、ヒドロキシル基、4級アミノ基及びカルボキシル基からなる群から選択されたいずれか1種の荷電基により置換されたものを用いることができる。また、Arはアリール基、好ましくは、フェニレン基又はナフチレンで基あり、必要に応じてスルホニル基で置換されたものを用いることができる。pとqはそれぞれ独立に0から20の整数、好ましくは0から10の整数、より好ましくは0から5の整数であり、p+q≧1である。
リンカーの具体例を挙げると、-(CH2)p-CONH-(CH2)q-、-(CH2)p-COO-(CH2)q-、
-(CH2)p-CH(-R'-SO3H)-(CH2)q-、-(CH2)p-CH(-R'-N+H3)-(CH2)q-、-(CH2)p-CH(-R'-COOH)-(CH2)q-、-(CH2)p-CH(-R'-OH)-(CH2)q-、-(CH2)p-(O-CH-)n-(CH2)q-、-(CH2)p-CONH(-R'-SO3H)-(CH2)q-、-(CH2)p-CONH(-R'-SO3H)-(CH2)q-、-(CH2)p-CONH(-R'-N+H3)-(CH2)q-、-(CH2)p-CONH(-R'-OH)-(CH2)q-、-(CH2)p-CONH(-R'-COOH)-(CH2)q-、-(CH2)p-COO-R'(-SO3H)-(CH2)q-、-(CH2)p-COO-R'(-OH)-(CH2)q-、-(CH2)p-COO-R'(-N+H3)-(CH2)q-、-(CH2)p-COO-R'(-COOH)-(CH2)q-、-(CH2)p-Ar-(CH2)q-、-(CH2)p-(Ar-COO)-(CH2)q-、-(CH2)p-(Ar-SO3H)-(CH2)q-、-(CH2)p-(Ar-N+H3)-(CH2)q-、-(CH2)p-(Ar-OH)-(CH2)q-、-(CH2)p-(Ar-COOH)-(CH2)q-、-(CH2)p-NR-(CH2)q-、-(CH2)p-O-(CH2)q-、-(CH2)p-S-(CH2)q-、-(CH2)p-HN-C(=NH)-NH- (CH2)q-、-(CH2)p-CO-Ar-NR-(CH2)q-等を挙げることができる。より好ましくは、-(CH2)p-CONH-(CH2)q-又は-(CH2)p-COO-(CH2)q-である。
(ii)また、以下の一般式(II)で表されるものを用いることもできる。
-Y-(CHR3)r-Z- (II)
ここで、Y及びZは、それぞれ独立に、-NHCOO-、-CONH-、-COO-、-SO2NH-、-HN-C(=NH)-NH-、-O-、-S-、-NR-、-Ar-及び-CO-Ar-NR-からなる群から選択された1種の官能基であり、好ましくは、YとZがそれぞれ、-CONH-と-COO-、-COO-と-COO-、-COO-と-NR- の組み合わせ、より好ましくは-COO-と-COO-、-COO-と-NR- の組み合わせである。また、R3は、水素原子、あるいは芳香環を含んでも良いアルキル基から成る脂肪族炭化水素基あるいは芳香族炭化水素基であって、必要によりスルホニル基、ヒドロキシル基、2級アミノ基、3級アミノ基、4級アミノ基及びカルボキシル基からなる群から選択されたいずれか1種の荷電基により置換されたものを用いることができる。また、Arはアリール基、好ましくは、フェニレン基又はナフチレン基であり、必要に応じてスルホニル基で置換されたものを用いることができる。rは0から20の整数、好ましくは0から10の整数、より好ましくは0から5の整数である。このスペーサー部の具体例を挙げると、-CONH-(CH2)r-COO-、-CONH-CH(-R3-OH)-COO-、-CONH-CH(-R3-COOH)-COO-、-CONH-CH(R3-SO3H)-COO-、-COO-(CH2)r-COO- 等を挙げることができる。
Moreover, when comprised by 2 or more types of functional groups, it can be set as the following aspects.
(1) When composed of two types of functional groups
-CONH-COO -, - CH 2 -O- or -CH 2 -NR- is preferred.
(2) When comprised by 3 or more types of functional groups (i) What is represented by the following general formula (I) can be used.
-(CHR ') pX- (CHR ") q- (I)
In the formula, X is a direct bond or -NHCOO-, -CONH-, -COO-, -SO 2 NH-, -HN-C (= NH) -NH-, -O-, -S-, -NR- , -Ar- and -CO-Ar-NR- can be used, preferably at least one functional group selected from the group consisting of -COO-, -CONH-, -O- or -Ar- Preferably, -COO-, -CONH-, -O- or -Ar- can be used. R ′ and R ″ are each independently an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group comprising a hydrogen atom or an alkyl group which may contain an aromatic ring, and if necessary, a sulfonyl group, a hydroxyl group, 4 A group substituted with any one charged group selected from the group consisting of a primary amino group and a carboxyl group can be used, and Ar is an aryl group, preferably a phenylene group or a naphthylene group. And p and q are each independently an integer of 0 to 20, preferably an integer of 0 to 10, more preferably an integer of 0 to 5, and p + q ≧ 1.
Specific examples of the linker include-(CH 2 ) p-CONH- (CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-COO- (CH 2 ) q-,
-(CH 2 ) p-CH (-R'-SO 3 H)-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-CH (-R'-N + H 3 )-(CH 2 ) q- ,-(CH 2 ) p-CH (-R'-COOH)-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-CH (-R'-OH)-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p- (O-CH-) n- (CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-CONH (-R'-SO 3 H)-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p -CONH (-R'-SO 3 H)-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-CONH (-R'-N + H 3 )-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-CONH (-R'-OH)-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-CONH (-R'-COOH)-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-COO- R '(-SO 3 H)-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-COO-R' (-OH)-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-COO-R ' (-N + H 3 )-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-COO-R '(-COOH)-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-Ar- (CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p- (Ar-COO)-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p- (Ar-SO 3 H)-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p- (Ar-N + H 3 )-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p- (Ar-OH)-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p- (Ar-COOH) )-(CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-NR- (CH 2 ) q-,-(CH 2 ) pO- (CH 2 ) q-,-(CH 2 ) pS- (CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-HN-C (= NH) -NH- (CH 2 ) q-,-(CH 2 ) p-CO-Ar-NR- (CH 2 ) q- Can do. More preferably, - (CH 2) p- CONH- (CH 2) q- or - (CH 2) p-COO- (CH 2) a q-.
(ii) Moreover, what is represented by the following general formula (II) can also be used.
-Y- (CHR 3 ) rZ- (II)
Here, Y and Z are each independently, -NHCOO -, - CONH -, - COO -, - SO 2 NH -, - HN-C (= NH) -NH -, - O -, - S-, One functional group selected from the group consisting of —NR—, —Ar— and —CO—Ar—NR—, and preferably Y and Z are —CONH—, —COO— and —COO—, respectively. And -COO-, -COO- and -NR-, more preferably -COO- and -COO-, and -COO- and -NR-. R3 is a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group comprising an alkyl group which may contain an aromatic ring, and if necessary, a sulfonyl group, a hydroxyl group, a secondary amino group, a tertiary amino group A group substituted with any one charged group selected from the group consisting of a group, a quaternary amino group and a carboxyl group can be used. Ar is an aryl group, preferably a phenylene group or a naphthylene group, and those substituted with a sulfonyl group as necessary can be used. r is an integer of 0 to 20, preferably an integer of 0 to 10, more preferably an integer of 0 to 5. Specific examples of the spacer portion include -CONH- (CH 2 ) r-COO-, -CONH-CH (-R 3 -OH) -COO-, -CONH-CH (-R 3 -COOH) -COO -, -CONH-CH (R 3 -SO 3 H) -COO-, -COO- (CH 2 ) r-COO- and the like.

また、リンカーにペプチドリンカーを用いることもできる。ペプチドリンカーとしては、それぞれ、-C(-R1)-CONH-C(-R2)-、-C(-R1)-CONH-C(-R2)-CONH-C(-R3)-、-C(-R1)-CONH-C(-R2)-CONH-C(-R3)-CONH-C(-R4)-で表されるジペプチド、トリペプチド、テトラペプチドを用いることが好ましい。ここで、R1、R2、R3、R4は、水素原子、炭素数1から6のアルキル基、アルコール基、インドール基、ヒドロキシフェニル基、ベンジル基、グアニジン基、チオエーテル基、アルキルチオール基、イミダゾール基又はアルキルアミノ基等の置換基を表す。これらペプチドは、ホモ又はヘテロペプチドであって良い。具体例を挙げると、Ala-Ser、Glu-Ala、Glu-Ala-Leu、Gly-Pro、Gly-Pro-Asn、Ile-Val、Ile-Val-Met等を用いることができる。Moreover, a peptide linker can also be used for a linker. Peptide linkers include -C (-R 1 ) -CONH-C (-R 2 )-, -C (-R 1 ) -CONH-C (-R 2 ) -CONH-C (-R 3 ), respectively. -, -C (-R 1 ) -CONH-C (-R 2 ) -CONH-C (-R 3 ) -CONH-C (-R 4 )- It is preferable. Here, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alcohol group, an indole group, a hydroxyphenyl group, a benzyl group, a guanidine group, a thioether group, and an alkylthiol group. Represents a substituent such as an imidazole group or an alkylamino group. These peptides may be homo or hetero peptides. As specific examples, Ala-Ser, Glu-Ala, Glu-Ala-Leu, Gly-Pro, Gly-Pro-Asn, Ile-Val, Ile-Val-Met and the like can be used.

本発明の窒素カチオン含有基を有する蛍光色素は、その高い水溶性により、生体分子に対する標識率を向上させることができ、高感度の生体分子の検出が可能となる。これにより使用する標識色素の量を大幅に低減できることから、標的分子の検出費用を大幅にコストダウンすることも可能となる。   The fluorescent dye having a nitrogen cation-containing group of the present invention can improve the labeling rate for biomolecules due to its high water solubility, and can detect biomolecules with high sensitivity. As a result, the amount of the labeling dye to be used can be greatly reduced, so that the cost for detecting the target molecule can be greatly reduced.

また、窒素カチオン含有基に結合部を設けることができる。その結合部には、生体分子と結合して共有結合やイオン結合を形成する反応性基を用いることができる。   Moreover, a coupling | bond part can be provided in a nitrogen cation containing group. As the bonding portion, a reactive group that binds to a biomolecule to form a covalent bond or an ionic bond can be used.

その共有結合として、例えばアミド結合、イミド結合、ウレタン結合、チオウレタン結合、エステル結合、又はグアニジン結合を形成する場合、反応性基には、生体分子のアミノ基、イミノ基、チオール基、カルボキシル基又はヒドロキシル基と反応可能な官能基が好ましい。その官能基には、例えば、イソチオシアネート基、イソシアネート基、エポキシ基、ハロゲン化スルホニル基、塩化アシル基、ハロゲン化アルキル基、グリオキザル基、アルデヒド基、トリアジン基、カルボジイミド基、マレイミド基そして活性エステル化したカルボニル基等を用いることができる。好ましくは、イソチオシアネート基、イソシアネート基、エポキシ基、ハロゲン化アルキル基、トリアジン基、カルボジイミド基そして活性エステル化したカルボニル基から選択されたいずれか1種を用いることが好ましい。より好ましくは、イソチオシアネート基、イソシアネート基、エポキシ基、ハロゲン化アルキル基、トリアジン基、カルボジイミド基そして活性エステル化したカルボニル基から選択されたいずれか1種を用いることが好ましい。さらに好ましくはトリアジン基、カルボジイミド基又は活性エステル化したカルボニル基である。これら反応性基と反応する窒素カチオン含有基の官能基としては、例えばカルボキシル基を用いることができる。例えば、活性エステル化したカルボニル基には、N−ヒドロキシ−スクシンイミドエステルやマレイミドエステルを用いることができる。N−ヒドロキシ−スクシンイミドを用い、縮合剤としてDCCを用いることによりN−ヒドロキシ−スクシンイミドエステル体を経由してアミド結合により蛍光色素と生体分子が結合する。また、カルボジイミド基には、N,N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)や1-シクロヘキシル-3-(2-モルホリノエチル)カルボジイミド等のカルボジイミド試薬を用いることができる。カルボジイミド体を経由してアミド結合により蛍光色素と生体分子とを結合させることができる。   As the covalent bond, for example, when an amide bond, an imide bond, a urethane bond, a thiourethane bond, an ester bond, or a guanidine bond is formed, the reactive group includes an amino group, an imino group, a thiol group, and a carboxyl group of a biomolecule. Or the functional group which can react with a hydroxyl group is preferable. The functional group includes, for example, isothiocyanate group, isocyanate group, epoxy group, sulfonyl halide group, acyl chloride group, halogenated alkyl group, glyoxal group, aldehyde group, triazine group, carbodiimide group, maleimide group and active esterification. The carbonyl group etc. which were made can be used. Preferably, any one selected from an isothiocyanate group, an isocyanate group, an epoxy group, a halogenated alkyl group, a triazine group, a carbodiimide group, and an active esterified carbonyl group is preferably used. More preferably, any one selected from an isothiocyanate group, an isocyanate group, an epoxy group, a halogenated alkyl group, a triazine group, a carbodiimide group, and an active esterified carbonyl group is preferably used. More preferred are a triazine group, a carbodiimide group, or an active esterified carbonyl group. As the functional group of the nitrogen cation-containing group that reacts with these reactive groups, for example, a carboxyl group can be used. For example, N-hydroxy-succinimide ester and maleimide ester can be used for the carbonyl group which has been activated esterified. When N-hydroxy-succinimide is used and DCC is used as a condensing agent, the fluorescent dye and the biomolecule are bonded by an amide bond via the N-hydroxy-succinimide ester. As the carbodiimide group, a carbodiimide reagent such as N, N′-dicyclohexylcarbodiimide (DCC) or 1-cyclohexyl-3- (2-morpholinoethyl) carbodiimide can be used. A fluorescent dye and a biomolecule can be bound by an amide bond via a carbodiimide body.

また、イオン結合を形成する反応性基には、アニオン性基やカチオン性基を用いることができる。アニオン性基としては、例えばスルホニル基やカルボキシル基を用いることができる。これらのアニオン性基は、生体分子のカチオン性基、例えばアミノ基とイオン結合する。また、カチオン性基としては、4級アンモニウム基やピリジニウム基等の窒素カチオン含有基を用いることができる。これらカチオン性基は、生体分子のアニオン性基、例えばカルボキシル基とイオン結合する。なお、本発明においては、発色部に結合した窒素カチオン含有基が反応性基としてのカチオン性基を兼ねることができる。   An anionic group or a cationic group can be used as the reactive group that forms an ionic bond. As the anionic group, for example, a sulfonyl group or a carboxyl group can be used. These anionic groups are ionically bonded to a cationic group of the biomolecule, such as an amino group. Further, as the cationic group, a nitrogen cation-containing group such as a quaternary ammonium group or a pyridinium group can be used. These cationic groups are ionically bonded to an anionic group of the biomolecule, such as a carboxyl group. In the present invention, the nitrogen cation-containing group bonded to the color forming portion can also serve as a cationic group as a reactive group.

窒素カチオン含有基を有するアゾール誘導体及びイミダゾール誘導体において、リンカーと窒素カチオン含有性基の組合せは特に限定されないが、リンカーには-(CH2)n-(nは1〜4の整数)を用い、窒素カチオン含有性基には、ピリジニウム基、ピペリジニウム基、ピペラジニウム基又は4級アミノ基を用いることが好ましい。In the azole derivative and imidazole derivative having a nitrogen cation-containing group, the combination of the linker and the nitrogen cation-containing group is not particularly limited, but — (CH 2 ) n- (n is an integer of 1 to 4) is used for the linker. The nitrogen cation-containing group is preferably a pyridinium group, a piperidinium group, a piperazinium group or a quaternary amino group.

本発明の診断薬を用いる測定方法は、被検体中の抗原を蛍光色素で標識された抗体で検出する方法であり、抗原−抗体の組合せのみならず、ハプテン−抗ハプテン抗体、ビオチン−アビジン、そしてTag−抗Tag抗体の組合せを用いることもできる。

The measurement method using the diagnostic agent of the present invention is a method for detecting an antigen in a subject with an antibody labeled with a fluorescent dye, and not only a combination of an antigen and an antibody, but also a hapten-antihapten antibody, biotin-avidin, A Tag-anti-Tag antibody combination can also be used.

具体的には、基盤上、溶液中、ビーズ上、抗体上に存在する、抗原又はハプテンに対し、蛍光色素で標識した抗体等の結合物質を作用させ、その抗体の抗原又はハプテン特異的結合能を利用して、特定の抗原又はハプテンを検出する。抗原としては、タンパク質、多糖類、核酸、ペプチドなどが挙げられ、ハプテンとしてはFITCやジニトロフェニル基などの低分子量分子を挙げることができる。抗原又はハプテンと抗体の組み合わせとしては、GFPと抗GFP抗体、FITCと抗FITC抗体などを挙げることができる。
具体例として、以下の方法を用いることができる。
(1)基盤や溶液中に存在する抗原(タンパク質、多糖類、核酸、ペプチド)に蛍光標識した抗体を結合させ検出を行う方法。
(2)基盤や溶液中にハプテンを修飾した抗原(タンパク質、多糖類、核酸、ペプチド)に、蛍光標識した抗ハプテン抗体を結合させ検出を行う方法。
(3)基盤や溶液中にビオチンを修飾した抗原(タンパク質、多糖類、核酸、ペプチド)に、蛍光標識したアビジンを結合させ検出を行う方法。
(4)基盤や溶液中に存在する抗原(タンパク質、多糖類、核酸、ペプチド)に抗体を結合させ、さらにその抗体と特異的に結合する蛍光色素を標識した抗体を結合させ検出を行う方法。
(5)基盤や溶液中に存在する抗原(タンパク質、多糖類、核酸)にハプテンを修飾した抗体を結合させ、さらにそのハプテンと特異的に結合する蛍光色素を標識した抗体を結合させ検出を行う方法。
(6)基盤や溶液中に存在する抗原(タンパク質、多糖類、核酸)にビオチンを修飾した抗体を結合させ、さらにそのビオチンと特異的に結合する蛍光色素を標識したアビジンを結合させ検出を行う方法。
(7)基盤や溶液中に存在する抗原(タンパク質、多糖類、核酸)にTag(ヒスチジンなど)を導入し、蛍光色素で標識した抗Tag抗体で検出を行う方法。
(8)蛍光色素で標識したタンパク質に抗体を結合させ、基盤や溶液中に存在する抗原(タンパク質、多糖類、核酸)と結合させて検出を行う方法。
これらの標識物は、免疫染色、ELISA、ウエスタンブロッティング、フローサイトメトリー等の各種の測定手法に使用することができる。
さらに、具体例を説明すると、例えば、図1に示すように、IgG抗体をペプシンで処理するとF(ab')2と呼ばれるフラグメントが得られる。このフラグメントをジチオスレイトール等で還元するとFab'と呼ばれるフラグメントが得られる。Fab'フラグメントは1つもしくは2つのチオール基(-SH)を有している。このチオール基に対してマレイミド基を作用させて特異的な反応を行うことができる。すなわち、図2に示すように、マレイミド基を導入した蛍光色素をフラグメントのチオール基と反応させることにより、蛍光色素で抗体を標識することができる。この場合、抗体の生理活性(抗原捕捉能)を失うことがない。また、アルブミン(BSA)等のタンパク質に蛍光色素と抗体を結合させる方法では、タンパク質に2分子以上の蛍光色素を導入することができるので、抗原と結合させると、より高感度で検出することが可能となる。
Specifically, a binding substance such as an antibody labeled with a fluorescent dye is allowed to act on an antigen or hapten present on a substrate, in solution, on a bead, or on an antibody, and the antigen or hapten-specific binding ability of the antibody. To detect a specific antigen or hapten. Antigens include proteins, polysaccharides, nucleic acids, peptides and the like, and haptens include low molecular weight molecules such as FITC and dinitrophenyl groups. Examples of the combination of an antigen or hapten and an antibody include GFP and an anti-GFP antibody, FITC and an anti-FITC antibody, and the like.
As a specific example, the following method can be used.
(1) A method of detecting by binding a fluorescently labeled antibody to an antigen (protein, polysaccharide, nucleic acid, peptide) present in a substrate or a solution.
(2) A method of detecting by binding a fluorescently labeled anti-hapten antibody to an antigen (protein, polysaccharide, nucleic acid, peptide) modified with a hapten in a substrate or a solution.
(3) A method in which fluorescence-labeled avidin is bound to an antigen (protein, polysaccharide, nucleic acid, peptide) modified with biotin in the substrate or solution for detection.
(4) A method in which an antibody is bound to an antigen (protein, polysaccharide, nucleic acid, peptide) present in the substrate or solution, and an antibody labeled with a fluorescent dye that specifically binds to the antibody is bound to perform detection.
(5) Detection is performed by binding an antibody modified with a hapten to an antigen (protein, polysaccharide, nucleic acid) present in the substrate or solution, and further binding an antibody labeled with a fluorescent dye that specifically binds to the hapten. Method.
(6) Detection is performed by binding an antibody modified with biotin to an antigen (protein, polysaccharide, nucleic acid) present in the substrate or solution, and further binding avidin labeled with a fluorescent dye that specifically binds to the biotin. Method.
(7) A method in which a tag (histidine or the like) is introduced into an antigen (protein, polysaccharide, nucleic acid) present in a substrate or a solution, and detection is performed with an anti-Tag antibody labeled with a fluorescent dye.
(8) A method in which an antibody is bound to a protein labeled with a fluorescent dye and bound to an antigen (protein, polysaccharide, nucleic acid) present in a substrate or a solution for detection.
These labeled products can be used in various measurement techniques such as immunostaining, ELISA, Western blotting, and flow cytometry.
Further, a specific example will be described. For example, as shown in FIG. 1, when an IgG antibody is treated with pepsin, a fragment called F (ab ′) 2 is obtained. When this fragment is reduced with dithiothreitol or the like, a fragment called Fab ′ is obtained. Fab ′ fragments have one or two thiol groups (—SH). A specific reaction can be carried out by allowing a maleimide group to act on the thiol group. That is, as shown in FIG. 2, the antibody can be labeled with the fluorescent dye by reacting the fluorescent dye introduced with the maleimide group with the thiol group of the fragment. In this case, the physiological activity (antigen capturing ability) of the antibody is not lost. In addition, in the method of binding a fluorescent dye and an antibody to a protein such as albumin (BSA), two or more fluorescent dyes can be introduced into the protein, so that it can be detected with higher sensitivity when bound to an antigen. It becomes possible.

以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明の範囲は以下の実施例により限定されるものではない。
合成例1.
有機EL色素として、1, 2, 5,-オキサジアゾロ-[3, 4-c]ピリジン誘導体を用いた。
以下に、スペーサー部を導入したオキサジアゾロ-[3, 4-c]ピリジンの活性エステル体の反応例(スキーム2と3)を示す。なお、スペーサー部を有しない活性エステル体をEL-OSu、スペーサー部を導入した活性エステル体をEL-OSu-Spと略す。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail using an Example, the scope of the present invention is not limited by the following example.
Synthesis Example 1
As the organic EL dye, 1, 2, 5, -oxadiazolo- [3, 4-c] pyridine derivative was used.
The reaction examples of the active ester form of oxadiazolo- [3,4-c] pyridine with a spacer moiety introduced (Schemes 2 and 3) are shown below. In addition, an active ester having no spacer portion is abbreviated as EL-OSu, and an active ester having a spacer portion introduced is abbreviated as EL-OSu-Sp.

Figure 0005189096
スキーム2.
Figure 0005189096
Scheme 2.

次いで、オキサジアゾロピリジン活性エステル体(6)をDMF中、アラニンと反応させ、スペーサー部を導入したカルボン酸体(7)を合成した。その後、カルボン酸体(7)をジオキサン中、N−ヒドロキシスクシンイミドと反応させ、スペーサー部を導入したオキサジアゾロピリジン活性エステル体(8)を合成した。以下に反応例を示す。   Next, the oxadiazolopyridine active ester (6) was reacted with alanine in DMF to synthesize a carboxylic acid (7) having a spacer moiety introduced. Thereafter, the carboxylic acid form (7) was reacted with N-hydroxysuccinimide in dioxane to synthesize an oxadiazolopyridine active ester form (8) into which a spacer portion was introduced. A reaction example is shown below.

Figure 0005189096
スキーム3.
Figure 0005189096
Scheme 3.

各ステップとも反応は穏やかに進行し、カルボン酸体(7)を経由して目的とする活性エステル体(8)を高収率で得た。
(合成手順)
(1)ジケトン誘導体(2)の合成
500mL三口フラスコに4-メトキシアセトフェノン(1)37.5 g (0.25 mol)、亜硝酸ナトリウム0.15 gを酢酸100 mLに溶解した。水浴中、HNO3 100 mLを酢酸100 mLに溶解したものを2時間かけて滴下した。その後、室温で2日間撹拌した。反応混合物を500mLの水にゆっくりと入れ、沈殿を生成させた。沈殿物は濾過し、クロロホルムに溶解した。クロロホルム相を飽和重曹水で洗浄し、10% NaCl 水溶液で2回洗浄した。MgSO4で脱水した後、減圧下、クロロホルムを留去し、オキサジアゾール-N-オキサイド(2)を34.5 g (収率78%)で得た。
The reaction proceeded gently in each step, and the desired active ester (8) was obtained in high yield via the carboxylic acid (7).
(Synthesis procedure)
(1) Synthesis of diketone derivative (2)
In a 500 mL three-necked flask, 37.5 g (0.25 mol) of 4-methoxyacetophenone (1) and 0.15 g of sodium nitrite were dissolved in 100 mL of acetic acid. In a water bath, 100 mL of HNO 3 dissolved in 100 mL of acetic acid was added dropwise over 2 hours. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature for 2 days. The reaction mixture was slowly poured into 500 mL of water to produce a precipitate. The precipitate was filtered and dissolved in chloroform. The chloroform phase was washed with a saturated aqueous sodium bicarbonate solution and twice with a 10% NaCl aqueous solution. After dehydration with MgSO 4 , chloroform was distilled off under reduced pressure to obtain 34.5 g (yield 78%) of oxadiazole-N-oxide (2).

(2)ジケトン誘導体(3)の合成
500mL三口フラスコにオキサジアゾール-N-オキサイド(2)17.7 g (0.05 mol)をアセトニトリル400 mLに溶解した。それにZn 12.0 g、AcOH 7 mL、Ac2O 20mLを添加した。水浴中で反応温度が30℃を超えないように冷却した。12時間撹拌して反応終点とした。反応混合物を濾過し、不溶分を除去した。アセトニトリルを減圧下留去して残渣を得た。残渣をクロロホルムで再結晶し、オキサジアゾール-N-オキサイド(3)を10.2 g (収率60%)で得た。
(2) Synthesis of diketone derivative (3)
17.7 g (0.05 mol) of oxadiazole-N-oxide (2) was dissolved in 400 mL of acetonitrile in a 500 mL three-necked flask. Zn 12.0 g, AcOH 7 mL, and Ac 2 O 20 mL were added thereto. The reaction was cooled in a water bath so that the reaction temperature did not exceed 30 ° C. The reaction was terminated by stirring for 12 hours. The reaction mixture was filtered to remove insolubles. Acetonitrile was distilled off under reduced pressure to obtain a residue. The residue was recrystallized from chloroform to obtain 10.2 g (yield 60%) of oxadiazole-N-oxide (3).

(3)オキサジアゾロピリジンエチルエステル(4)の合成
500mL三口フラスコでオキサジアゾール-N-オキサイド(3)15.6 g (0.046 mol)をブタノール300 mLに溶解した。そこへグリシンエチルエステル塩酸塩 32.0 g (0.23 mol)を添加した。24時間加熱還流を行った。ブタノールを減圧下留去し、残渣を得た。残渣を200mLのクロロホルムに溶解し、10% HCl、飽和NaHCO3、10%NaClで洗浄した。MgSO4で乾燥し、溶媒を留去した。得られた残渣をクロロホルムで再結晶し、オキサジアゾロピリジンエチルエステル(4)を13.0 g (収率 70%)で得た。
(3) Synthesis of oxadiazolopyridine ethyl ester (4)
In a 500 mL three-necked flask, 15.6 g (0.046 mol) of oxadiazole-N-oxide (3) was dissolved in 300 mL of butanol. Thereto was added 32.0 g (0.23 mol) of glycine ethyl ester hydrochloride. The mixture was heated under reflux for 24 hours. Butanol was distilled off under reduced pressure to obtain a residue. The residue was dissolved in 200 mL chloroform and washed with 10% HCl, saturated NaHCO 3 , 10% NaCl. It was dried over MgSO 4 and the solvent was distilled off. The obtained residue was recrystallized from chloroform to obtain 13.0 g (yield 70%) of oxadiazolopyridine ethyl ester (4).

(4)オキジアゾロピリジンエチルエステル(4)の加水分解
500mL三口フラスコでオキサジアゾロピリジンエチルエステル(4)3.0 g (0.007 mol)を200 mLのエタノールに溶解した。そこへKOH 0.62 g (0.01 mol)を添加した。5時間加熱環流を行った後、反応混合物を200 mLの水へ添加した。この水溶液に濃塩酸を滴下してpH 1に調整したところ沈殿が生じた。沈殿物を濾過し、クロロホルムに溶解した。クロロホルム相を10% NaHCO3水溶液、水で洗浄した。クロロホルムを留去して残渣を得た。残渣を水-エタノール (1:1)で再結晶し、2.1 g (収率 81%)のオキサジアゾロピリジンカルボン酸(5)を得た。
(4) Hydrolysis of oxydiazolopyridine ethyl ester (4)
In a 500 mL three-neck flask, 3.0 g (0.007 mol) of oxadiazolopyridine ethyl ester (4) was dissolved in 200 mL of ethanol. KOH 0.62 g (0.01 mol) was added there. After heating at reflux for 5 hours, the reaction mixture was added to 200 mL of water. When concentrated hydrochloric acid was added dropwise to this aqueous solution to adjust to pH 1, precipitation occurred. The precipitate was filtered and dissolved in chloroform. The chloroform phase was washed with 10% aqueous NaHCO 3 solution and water. Chloroform was distilled off to obtain a residue. The residue was recrystallized from water-ethanol (1: 1) to obtain 2.1 g (yield 81%) of oxadiazolopyridinecarboxylic acid (5).

(5)活性エステル体(6)の合成
50 mL 三口フラスコでオキサジアゾロピリジンカルボン酸(5)1.0 g (0.0026 mol)とN-ヒドロキシスクシンイミド0.30 g (0.0026 mol)をDMF 20mLに溶解した。これにN, N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド 0.54 g (0.0026 mol)を30分かけて滴下した。滴下後、室温で30時間撹拌した。減圧下、DMFを留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム)で単離精製し、オキサジアゾロピリジン活性エステル体(6)を0.76 g (収率62%)得た。
(5) Synthesis of active ester (6)
In a 50 mL three-necked flask, 1.0 g (0.0026 mol) of oxadiazolopyridinecarboxylic acid (5) and 0.30 g (0.0026 mol) of N-hydroxysuccinimide were dissolved in 20 mL of DMF. N, N′-dicyclohexylcarbodiimide 0.54 g (0.0026 mol) was added dropwise thereto over 30 minutes. After dropping, the mixture was stirred at room temperature for 30 hours. DMF was distilled off under reduced pressure. The residue was isolated and purified by silica gel column chromatography (chloroform) to obtain 0.76 g (yield 62%) of an oxadiazolopyridine active ester (6).

(6)カルボン酸体(7)の合成
50 mL 三口フラスコでオキサジアゾロピリジン活性エステル体(6) 100 mg (0.21 mmol)とアラニン18.8 mg (0.21 mmol)をDMF 20mLに溶解した。その後、室温で12時間撹拌した。反応終了後、減圧下、DMFを留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム−メタノール=7:3)で単離精製し、カルボン酸体(7)を83 mg (収率88%)得た。
(6) Synthesis of carboxylic acid form (7)
In a 50 mL three-necked flask, 100 mg (0.21 mmol) of oxadiazolopyridine active ester and 18.8 mg (0.21 mmol) of alanine were dissolved in 20 mL of DMF. Then, it stirred at room temperature for 12 hours. After completion of the reaction, DMF was distilled off under reduced pressure. The residue was isolated and purified by silica gel column chromatography (chloroform-methanol = 7: 3) to obtain 83 mg (yield 88%) of the carboxylic acid form (7).

(7)活性エステル体(8)の合成
次いで、50 mL 三口フラスコでオキサジアゾロピリジンカルボン酸体(7)70 mg (0.16 mmol)とN-ヒドロキシスクシンイミド18.0 mg (0.16 mmol)をDMF 20mLに溶解した。これにDMF 5 mLに溶解したN, N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド 32.2 mg (0.16 mmol)を30分かけて滴下した。滴下後、室温で30時間撹拌した。減圧下、DMFを留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム)で単離精製し、活性エステル体(8)を75.8 mg (収率89%)得た。
(7) Synthesis of active ester (8) Next, 70 mg (0.16 mmol) of oxadiazolopyridinecarboxylic acid (7) and 18.0 mg (0.16 mmol) of N-hydroxysuccinimide were dissolved in 20 mL of DMF in a 50 mL three-necked flask. did. N, N'-dicyclohexylcarbodiimide 32.2 mg (0.16 mmol) melt | dissolved in DMF 5 mL was dripped at this over 30 minutes. After dropping, the mixture was stirred at room temperature for 30 hours. DMF was distilled off under reduced pressure. The residue was isolated and purified by silica gel column chromatography (chloroform) to obtain 75.8 mg (yield 89%) of active ester (8).

合成例2.
有機EL色素として合成例1で用いたオキサジアゾロピリジン誘導体を用い、スペーサー部にシステイン酸を用いた。オキサジアゾロピリジン活性エステル体(6)をシステイン酸と反応させ、スペーサー部を導入したカルボン酸体(9)を合成した。その後、カルボン酸体(9)をジオキサン中、N-ヒドロキシスクシンイミドと反応させ、スペーサー部を導入したオキサジアゾロピリジン活性エステル体(10)を合成した。以下に反応例を示す。
Synthesis Example 2
The oxadiazolopyridine derivative used in Synthesis Example 1 was used as the organic EL dye, and cysteic acid was used for the spacer portion. The oxadiazolopyridine active ester (6) was reacted with cysteic acid to synthesize a carboxylic acid (9) having a spacer moiety introduced. Thereafter, the carboxylic acid form (9) was reacted with N-hydroxysuccinimide in dioxane to synthesize an oxadiazolopyridine active ester form (10) having a spacer moiety introduced. A reaction example is shown below.

Figure 0005189096
スキーム4.
Figure 0005189096
Scheme 4.

以下に、合成例1と異なる部分のみの合成手順を示す。
(1)カルボン酸体(9)の合成
50 mL 三口フラスコでオキサジアゾロピリジン活性エステル体(6) 100 mg (0.21 mmol)とシステイン酸 39 mg (0.23 mmol)をDMF 20mLに溶解した。その後、室温で12時間撹拌した。反応終了後、減圧下、DMFを留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム−メタノール=7:3)で単離精製し、カルボン酸体(9)を98 mg (収率88%)得た。
Hereinafter, a synthesis procedure of only a portion different from Synthesis Example 1 is shown.
(1) Synthesis of carboxylic acid compound (9)
In a 50 mL three-necked flask, 100 mg (0.21 mmol) of oxadiazolopyridine active ester and 39 mg (0.23 mmol) of cysteic acid were dissolved in 20 mL of DMF. Then, it stirred at room temperature for 12 hours. After completion of the reaction, DMF was distilled off under reduced pressure. The residue was isolated and purified by silica gel column chromatography (chloroform-methanol = 7: 3) to obtain 98 mg (yield 88%) of the carboxylic acid form (9).

(2)活性エステル体(10)の合成
次いで、50 mL 三口フラスコでオキサジアゾロピリジンカルボン酸体(9) 80 mg (0.15 mmol)とN-ヒドロキシスクシンイミド 19 mg (0.17 mmol)をDMF 20mLに溶解した。これにDMF 5 mLに溶解したN, N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド 35 mg (0.17 mmol)を30分かけて滴下した。滴下後、室温で30時間撹拌した。減圧下、DMFを留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム:メタノール=10:1)で単離精製し、活性エステル体(10)を73 mg (収率 78%)得た。
(2) Synthesis of active ester (10) Next, 80 mg (0.15 mmol) of oxadiazolopyridinecarboxylic acid (9) and 19 mg (0.17 mmol) of N-hydroxysuccinimide are dissolved in 20 mL of DMF in a 50 mL three-necked flask. did. To this, 35 mg (0.17 mmol) of N, N′-dicyclohexylcarbodiimide dissolved in 5 mL of DMF was added dropwise over 30 minutes. After dropping, the mixture was stirred at room temperature for 30 hours. DMF was distilled off under reduced pressure. The residue was isolated and purified by silica gel column chromatography (chloroform: methanol = 10: 1) to obtain 73 mg (yield 78%) of active ester (10).

合成例3.
有機EL色素として合成例1で用いたオキサジアゾロピリジン誘導体を用い、スペーサー部にセリンを用いた。オキサジアゾロピリジン活性エステル体(6)をセリンと反応させ、スペーサー部を導入したカルボン酸体(11)を合成した。その後、カルボン酸体(11)をジオキサン中、N-ヒドロキシスクシンイミドと反応させ、スペーサー部を導入したオキサジアゾロピリジン活性エステル体(12)を合成した。以下に反応例を示す。
Synthesis Example 3
The oxadiazolopyridine derivative used in Synthesis Example 1 was used as the organic EL dye, and serine was used for the spacer portion. The oxadiazolopyridine active ester (6) was reacted with serine to synthesize a carboxylic acid (11) having a spacer moiety introduced. Thereafter, the carboxylic acid form (11) was reacted with N-hydroxysuccinimide in dioxane to synthesize an oxadiazolopyridine active ester form (12) having a spacer moiety introduced. A reaction example is shown below.

Figure 0005189096
スキーム5.
Figure 0005189096
Scheme 5.

以下に、合成例1と異なる部分のみの合成手順を示す。
(1)カルボン酸体(11)の合成
50 mL 三口フラスコでオキサジアゾロピリジン活性エステル体(6) 100 mg (0.21 mmol)とセリン26 mg (0.25 mmol)をDMF 20mLに溶解した。その後、室温で12時間撹拌した。反応終了後、減圧下、DMFを留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム−メタノール=7:3)で単離精製し、カルボン酸体(12)を 79 mg (収率 81%)得た。
Hereinafter, a synthesis procedure of only a portion different from Synthesis Example 1 is shown.
(1) Synthesis of carboxylic acid compound (11)
In a 50 mL three-necked flask, 100 mg (0.21 mmol) of the oxadiazolopyridine active ester (6) and 26 mg (0.25 mmol) of serine were dissolved in 20 mL of DMF. Then, it stirred at room temperature for 12 hours. After completion of the reaction, DMF was distilled off under reduced pressure. The residue was isolated and purified by silica gel column chromatography (chloroform-methanol = 7: 3) to obtain 79 mg (yield 81%) of the carboxylic acid form (12).

(2)活性エステル体(12)の合成
次いで、50 mL 三口フラスコでオキサジアゾロピリジンカルボン酸体(11) 70 mg (0.15mmol)とN-ヒドロキシスクシンイミド 19 mg (0.17 mmol)をDMF 20mLに溶解した。これにDMF 5 mLに溶解したN, N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド 35 mg (0.17 mmol)を30分かけて滴下した。滴下後、室温で30時間撹拌した。減圧下、DMFを留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム:メタノール=10:1)で単離精製し、活性エステル体(12)を 61 mg (収率 72%)得た。
(2) Synthesis of active ester (12) Next, 70 mg (0.15 mmol) of oxadiazolopyridinecarboxylic acid (11) and 19 mg (0.17 mmol) of N-hydroxysuccinimide were dissolved in 20 mL of DMF in a 50 mL three-necked flask. did. To this, 35 mg (0.17 mmol) of N, N′-dicyclohexylcarbodiimide dissolved in 5 mL of DMF was added dropwise over 30 minutes. After dropping, the mixture was stirred at room temperature for 30 hours. DMF was distilled off under reduced pressure. The residue was isolated and purified by silica gel column chromatography (chloroform: methanol = 10: 1) to obtain 61 mg (yield 72%) of the active ester (12).

合成例4.
有機EL色素として合成例1で用いたオキサジアゾロピリジン誘導体を用い、スペーサー部にペプチドリンカーとしてアラニルセリン(Ala-Ser)を用いた。オキサジアゾロピリジン活性エステル体(6)をアラニルセリンと反応させ、スペーサー部を導入したカルボン酸体(13)を合成した。その後、カルボン酸体(13)をジオキサン中、N-ヒドロキシスクシンイミドと反応させ、スペーサー部を導入したオキサジアゾロピリジン活性エステル体(14)を合成した。以下に反応例を示す。
Synthesis Example 4
The oxadiazolopyridine derivative used in Synthesis Example 1 was used as the organic EL dye, and alanylserine (Ala-Ser) was used as the peptide linker in the spacer portion. The oxadiazolopyridine active ester (6) was reacted with alanylserine to synthesize a carboxylic acid (13) having a spacer moiety introduced. Thereafter, the carboxylic acid form (13) was reacted with N-hydroxysuccinimide in dioxane to synthesize an oxadiazolopyridine active ester form (14) having a spacer moiety introduced. A reaction example is shown below.

Figure 0005189096
スキーム6.
Figure 0005189096
Scheme 6.

以下に、合成例1と異なる部分のみの合成手順を示す。
(1)カルボン酸体(13)の合成
50 mL 三口フラスコでオキサジアゾロピリジン活性エステル体(6) 100 mg (0.21 mmol)とアラニルセリン 45 mg (0.25 mmol)をDMF 20mLに溶解した。その後、室温で10時間撹拌した。反応終了後、減圧下、DMFを留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム−メタノール=6:4)で単離精製し、カルボン酸体(13)を72 mg (収率64%)得た。
Hereinafter, a synthesis procedure of only a portion different from Synthesis Example 1 is shown.
(1) Synthesis of carboxylic acid form (13)
In a 50 mL three-necked flask, 100 mg (0.21 mmol) of the oxadiazolopyridine active ester (6) and 45 mg (0.25 mmol) of alanylserine were dissolved in 20 mL of DMF. Then, it stirred at room temperature for 10 hours. After completion of the reaction, DMF was distilled off under reduced pressure. The residue was isolated and purified by silica gel column chromatography (chloroform-methanol = 6: 4) to obtain 72 mg (yield 64%) of the carboxylic acid form (13).

(2)活性エステル体(14)の合成
次いで、50 mL 三口フラスコでオキサジアゾロピリジンカルボン酸体(13) 60 mg (0.11 mmol)とN-ヒドロキシスクシンイミド 14 mg (0.12 mmol)をDMF 15mLに溶解した。これにDMF 5 mLに溶解したN, N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド 25 mg (0.12 mmol)を30分かけて滴下した。滴下後、室温で15時間撹拌した。減圧下、DMFを留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム:メタノール=8:2)で単離精製し、活性エステル体(14)を60 mg (収率 86%)得た。
(2) Synthesis of active ester (14) Next, oxadiazolopyridinecarboxylic acid (13) 60 mg (0.11 mmol) and N-hydroxysuccinimide 14 mg (0.12 mmol) were dissolved in DMF 15 mL in a 50 mL three-necked flask. did. To this, 25 mg (0.12 mmol) of N, N′-dicyclohexylcarbodiimide dissolved in 5 mL of DMF was added dropwise over 30 minutes. After dropping, the mixture was stirred at room temperature for 15 hours. DMF was distilled off under reduced pressure. The residue was isolated and purified by silica gel column chromatography (chloroform: methanol = 8: 2) to obtain 60 mg (yield 86%) of the active ester (14).

合成例5.
以下に、窒素カチオン含有基として活性エステルと結合した3-エチルエステルピリジニウム基を用いた場合の反応例を示す。
オキサジアゾロピリジンエチルエステル体(4)をNaBH4存在下、還元反応を行い、ヒドロキシメチル体(15)を得、これと塩化チオニルを反応させチアジアゾロピリジンクロロメチル体(16)を得、これに3-エチルエステルピリジン活性エステル体(17)を反応させて窒素カチオン体(18)を合成した。
Synthesis Example 5
Hereinafter, a reaction example in the case of using a 3-ethyl ester pyridinium group bonded to an active ester as a nitrogen cation-containing group is shown.
The oxadiazolopyridine ethyl ester form (4) is subjected to a reduction reaction in the presence of NaBH 4 to obtain a hydroxymethyl form (15), which is reacted with thionyl chloride to obtain a thiadiazolopyridine chloromethyl form (16). This was reacted with a 3-ethyl ester pyridine active ester (17) to synthesize a nitrogen cation (18).

Figure 0005189096
スキーム7.
Figure 0005189096
Scheme 7.

以下に、合成手順を示す。
(1)クロロメチル体(16)の合成
50 mL 三口フラスコでピリジンヒドロキシメチル体(15) 100 mg (0.35 mmol)をSOCl2 20 mLに溶解した。その後、60℃で10時間撹拌した。反応終了後、減圧下、SOCl2を留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム−ヘキサン=8:2)で単離精製し、クロロメチル体(16)を72 mg (収率62%)得た。
The synthesis procedure is shown below.
(1) Synthesis of chloromethyl compound (16)
In a 50 mL three-necked flask, 100 mg (0.35 mmol) of pyridine hydroxymethyl compound (15) was dissolved in 20 mL of SOCl 2 . Then, it stirred at 60 degreeC for 10 hours. After completion of the reaction, SOCl 2 was distilled off under reduced pressure. The residue was isolated and purified by silica gel column chromatography (chloroform-hexane = 8: 2) to obtain 72 mg (yield 62%) of chloromethyl compound (16).

(2)窒素カチオン体(18)の合成
チアジアゾロピリジンクロロメチル体(16) (100 mg、0.3 mmol)と3-エチルエステルピリジン活性エステル体(17) (0.9 mmol, 206 mg)とをToluene 5mlに溶解させ、一晩加熱還流を行った。反応終了後、吸引濾過を行い、濾物を真空乾燥させ、窒素カチオン体(18)を得た。反応は定量的である。
1H-NMR (CDCl3): 9.33 (s, 1H), 9.07 (d, 1H), 8.35-8.51 (m, 4H), 7.50-7.67 (m, 8H), 6.46 (s, 2H), 3.32 (t, 2H), 3.10 (t, 2H), 2.80 (s, 4H).
(2) Synthesis of nitrogen cation (18) Thialazolopyridine chloromethyl (16) (100 mg, 0.3 mmol) and 3-ethyl ester pyridine active ester (17) (0.9 mmol, 206 mg) were combined with Toluene Dissolve in 5 ml and heat to reflux overnight. After completion of the reaction, suction filtration was performed, and the residue was vacuum-dried to obtain a nitrogen cation (18). The reaction is quantitative.
1 H-NMR (CDCl 3 ): 9.33 (s, 1H), 9.07 (d, 1H), 8.35-8.51 (m, 4H), 7.50-7.67 (m, 8H), 6.46 (s, 2H), 3.32 ( t, 2H), 3.10 (t, 2H), 2.80 (s, 4H).

参考例1.
(標識手順)
6.5 mg/ml のGFP 抗体(SIGMA #G6539)溶液300 μl を、マイクロコンYM-50 を用いて0.2 M sodium bicarbonate(pH 9.0)にバッファー交換した。オキサジアゾロピリジン活性エステル体EL-Osu 6 を10 mg/ml のDMSO 溶液として調製し、これを25μl 加えて室温で2時間撹拌した。NAP-10 カラムをPBS (pH 7.4)で平衡化した後、反応溶液を添加し、活性エステル体EL-Osu 6 で標識した抗体を含むフラクションをエッペンドルフチューブに集めた(約1ml)。


Reference Example 1
(Labeling procedure)
300 μl of 6.5 mg / ml GFP antibody (SIGMA # G6539) solution was buffer-exchanged to 0.2 M sodium bicarbonate (pH 9.0) using Microcon YM-50. The oxadiazolopyridine active ester EL-Osu 6 was prepared as a 10 mg / ml DMSO solution, 25 μl of this was added, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. After equilibrating the NAP-10 column with PBS (pH 7.4), the reaction solution was added, and the fraction containing the antibody labeled with the active ester EL-Osu 6 was collected in an Eppendorf tube (about 1 ml).


(標識抗体の活性評価)
His-Tag 付きEGFP(大腸菌より発現させた緑色蛍光蛋白質)溶液(in PBS pH 7.4)をニッケルタイタープレート(96 穴)に各ウェルに100μl ずつ分注し、室温で2時間静置した後、各ウェルをPBST buffer(PBSに0.05%のTween-20を添加したバッファー) 100 μl で3回洗浄(プレートウォッシャー使用)してEGFP をプレートに固定化した。その後、オキサジアゾロピリジンの活性エステル体EL-Osu 6 で修飾したGFP抗体溶液(20 μg/ml, 2 μg/ml, 200 ng/ml, 20 ng/ml)を各ウェルに100 μl ずつ分注し、37 ℃で2 時間静置した後、各ウェルをPBST buffer 100 μl で3 回洗浄(プレートウォッシャー使用)した。最後にプレートリーダーによりプレートの蛍光測定を行った。蛍光測定は、励起波長400 nm、蛍光波長530 nmで行い、フィルターは515 nmを用いた。
(Evaluation of labeled antibody activity)
Dispense 100 μl of His-Tag-attached EGFP (green fluorescent protein expressed from E. coli) solution (in PBS pH 7.4) to each well in a nickel titer plate (96 wells) and let stand at room temperature for 2 hours. The wells were washed 3 times with 100 μl of PBST buffer (buffer added with 0.05% Tween-20 in PBS) (using a plate washer) to immobilize EGFP on the plate. Then, 100 μl of GFP antibody solution (20 μg / ml, 2 μg / ml, 200 ng / ml, 20 ng / ml) modified with oxadiazolopyridine active ester EL-Osu 6 was dispensed into each well. After allowing to stand at 37 ° C. for 2 hours, each well was washed 3 times with 100 μl of PBST buffer (using a plate washer). Finally, the fluorescence of the plate was measured with a plate reader. The fluorescence was measured at an excitation wavelength of 400 nm and a fluorescence wavelength of 530 nm, and a filter of 515 nm was used.

(測定結果)
活性試験の結果を図3に示す。EL-Osuで標識したGFP抗体はその濃度が2ng/100μLであっても、EGFPを検出することができた。
(Measurement result)
The results of the activity test are shown in FIG. The GFP antibody labeled with EL-Osu was able to detect EGFP even when its concentration was 2 ng / 100 μL.

比較例1.
蛍光色素に、Cy3色素を用いた以外は、参考例1と同様の方法により、修飾抗体の活性評価を行った。EGPTを検出するには、蛍光標識したGFP抗体の濃度が 2 ng/100μL 程度が必要であった。


Comparative Example 1
The activity of the modified antibody was evaluated in the same manner as in Reference Example 1 except that Cy3 dye was used as the fluorescent dye. In order to detect EGPT, the concentration of the fluorescently labeled GFP antibody was required to be about 2 ng / 100 μL.


参考例2.
(標識手順1:蛍光色素による標識)
BSA(Bovine Serium Albumin)のリシン残基のアミノ基とスペーサー部を含むオキサジアゾロピリジンの活性エステル体EL-OSu-Sp 8を反応させてアミド結合を形成させて、BSAへの色素標識を行った。具体的には、BSA 1.0 mg (15.05 nmol)を含む炭酸buffer(pH9.0) 100 μlに、活性エステル体35.82 μg(75.25 nmol)を含むDMSO溶液400μl加えて室温で24時間振盪した。その後全量が1 mlになるように0.1 M TEAA buffer(pH7.0)を加え、NAP-10カラム(GE healthcare Sephadex G-25)を用いてBSAに由来する成分を1.5 ml分取した。得られた溶液100μlを逆相HPLCにより分析した。


Reference Example 2
(Labeling procedure 1: labeling with fluorescent dye)
BSA (Bovine Serium Albumin) reacts with the oxadiazolopyridine active ester EL-OSu-Sp 8 containing the amino group of the lysine residue to form an amide bond and label the dye with BSA It was. Specifically, 400 μl of DMSO solution containing 35.82 μg of active ester (75.25 nmol) was added to 100 μl of carbonate buffer (pH 9.0) containing 1.0 mg (15.05 nmol) of BSA and shaken at room temperature for 24 hours. Thereafter, 0.1 M TEAA buffer (pH 7.0) was added so that the total amount was 1 ml, and 1.5 ml of components derived from BSA were collected using a NAP-10 column (GE healthcare Sephadex G-25). 100 μl of the resulting solution was analyzed by reverse phase HPLC.


なお、MALDI TOF MSにより、EL-OSuで標識したBSAの同定を行った。標識したBSA(図4A)は原料(図4B)に比べ、分子量が2200程増加しており、有機EL色素が約5分子結合していることがわかった。   BSA labeled with EL-OSu was identified by MALDI TOF MS. The labeled BSA (FIG. 4A) had an increased molecular weight of about 2200 compared to the raw material (FIG. 4B), indicating that about 5 molecules of organic EL dye were bound.

(HPLC測定条件)
HPLC装置には、日本分光(株)製の LC-2000plus シリーズを用いた。
カラム:GL Science Inertsil ODS-3 Column 5μm、4.6 mm×250 mm
DNAグラジエント条件
Eluting solvent A: 0.1M TFA水溶液(pH7.0)
Eluting solvent B: 90% CH3CN/0.1M TFA水溶液 (pH7.0)
Gradient (B%) 0 min(5%)→20 min(50%)→60 min(70%)→70 min(100%)→80 min(100%)→90 min(5%)
流速 0 min→20 min, 60 min→90 min :1 mL/min、20 min→60 min :0.5 mL/min
温度 40℃
(HPLC measurement conditions)
LC-2000plus series manufactured by JASCO Corporation was used as the HPLC apparatus.
Column: GL Science Inertsil ODS-3 Column 5μm, 4.6 mm x 250 mm
DNA gradient conditions
Eluting solvent A: 0.1M TFA aqueous solution (pH 7.0)
Eluting solvent B: 90% CH 3 CN / 0.1M TFA aqueous solution (pH7.0)
Gradient (B%) 0 min (5%) → 20 min (50%) → 60 min (70%) → 70 min (100%) → 80 min (100%) → 90 min (5%)
Flow rate 0 min → 20 min, 60 min → 90 min: 1 mL / min, 20 min → 60 min: 0.5 mL / min
40 ℃

(蛍光色素の標識結果)
スペーサー部を有しないEL-OSuとスペーサー部を有するEL-OSu-Spを用いて標識したBSAのHPLCの結果を、それぞれ図5Aと5Bに示す。標識率を表1に示す。
(Results of fluorescent dye labeling)
The HPLC results of BSA labeled with EL-OSu without a spacer part and EL-OSu-Sp with a spacer part are shown in FIGS. 5A and 5B, respectively. The labeling rate is shown in Table 1.

Figure 0005189096
Figure 0005189096

スペーサー部を有するEL-OSu-Spを用いることにより、スペーサー部を有しないEL-OSuを用いた場合よりも飛躍的に標識率を向上させることができた。反応性基である活性エステルと色素分子との間にスペーサー部を導入することにより、BSAの標識部位と色素分子の立体障害がより小さくなったため標識率が向上したと考えられる。また、TOF-MASSの測定結果より、EL-OSuで標識したBSAには5分子の有機EL色素が導入されていることを確認した。EL-OSu-Spの場合、5分子を導入するため5倍モル用いたところ、ほぼ定量的に標識することができた。   By using EL-OSu-Sp having a spacer part, the labeling rate could be dramatically improved as compared with the case of using EL-OSu having no spacer part. It is considered that by introducing a spacer portion between the active ester which is a reactive group and the dye molecule, the steric hindrance between the labeling site of the BSA and the dye molecule is reduced, and thus the labeling rate is improved. Moreover, from the measurement result of TOF-MASS, it was confirmed that 5 molecules of organic EL dye were introduced into BSA labeled with EL-OSu. In the case of EL-OSu-Sp, it was possible to label almost quantitatively when 5 times mole was used to introduce 5 molecules.

(標識手順2:抗体との結合)
上記の標識手順1で調製した蛍光色素導入BSAを、参考例1と同様の方法によりGFP 抗体に結合させて標識抗体を調製した。


(Labeling procedure 2: binding to antibody)
The labeled dye was prepared by binding the fluorescent dye-introduced BSA prepared in the above labeling procedure 1 to the GFP antibody in the same manner as in Reference Example 1.


(標識抗体の活性評価)
参考例1と同様の方法を用いて行った。


(Evaluation of labeled antibody activity)
The same method as in Reference Example 1 was used.


(標識抗体の活性結果)
参考例1の場合と同様に、EL-Osuで標識したGFP抗体はその濃度が2ng/100μLであっても、EGFPを検出することができた。


(Results of labeled antibody activity)
As in Reference Example 1, the GFP antibody labeled with EL-Osu was able to detect EGFP even when its concentration was 2 ng / 100 μL.


参考例3.
有機EL色素に合成例2で合成したスペーサー部を有するオキサジアゾロピリジンの活性エステル体EL-Osu-Sp 10を用い、DMSOを10μlとして試料液全体の10vol%とした以外は、参考例2と同様の方法により蛍光色素をBSAへ導入した。抗体との結合及び標識抗体の活性評価は、参考例1と同様の方法により行った。


Reference Example 3.
Reference Example 2 except that the active ester EL-Osu-Sp 10 of oxadiazolopyridine having a spacer portion synthesized in Synthesis Example 2 was used as the organic EL dye, and DMSO was changed to 10 μl to 10 vol% of the entire sample solution. A fluorescent dye was introduced into BSA by the same method. Binding to the antibody and activity evaluation of the labeled antibody were performed in the same manner as in Reference Example 1.


(結果)
蛍光色素の標識率については参考例2の場合と同様の高い標識率で得られた。さらに、標識抗体の活性についても、参考例1の場合と同様に、EL-Osu-Sp 10で標識したGFP抗体はその濃度が2ng/100μLであっても、EGFPを検出することができた。なお、参考例2では、有機EL色素を溶解させるためDMSOを試料液全体の80vol%としたが、本参考例では10vol%でも有機EL色素が溶解し、優れた水溶性を示した。


(result)
The labeling rate of the fluorescent dye was obtained at the same high labeling rate as in Reference Example 2. Furthermore, as for the activity of the labeled antibody, as in Reference Example 1, the GFP antibody labeled with EL-Osu-Sp 10 was able to detect EGFP even when its concentration was 2 ng / 100 μL. In Reference Example 2, DMSO was used at 80 vol% of the entire sample solution in order to dissolve the organic EL dye, but in this Reference Example, the organic EL dye was dissolved even at 10 vol% and showed excellent water solubility.


参考例4.
有機EL色素に合成例3で合成したスペーサー部を有するオキサジアゾロピリジンの活性エステル体EL-Osu-Sp 12を用い、DMSOを10μlとして試料液全体の10vol%とした以外は、参考例2と同様の方法により蛍光色素をBSAへ導入した。抗体との結合及び標識抗体の活性評価は、参考例1と同様の方法により行った。


Reference Example 4
Reference Example 2 except that the active ester EL-Osu-Sp 12 of oxadiazolopyridine having a spacer moiety synthesized in Synthesis Example 3 was used as the organic EL dye and DMSO was made 10 μl to make 10 vol% of the entire sample solution. A fluorescent dye was introduced into BSA by the same method. Binding to the antibody and activity evaluation of the labeled antibody were performed in the same manner as in Reference Example 1.


(結果)
蛍光色素の標識率については参考例2の場合と同様の高い標識率で得られた。さらに、標識抗体の活性についても、参考例1の場合と同様に、EL-Osu-Sp 12で標識したGFP抗体はその濃度が2ng/100μLであっても、EGFPを検出することができた。なお、参考例2の場合と同様に、本参考例の蛍光色素も優れた水溶性を示した。


(result)
The labeling rate of the fluorescent dye was obtained at the same high labeling rate as in Reference Example 2. Further, as for the activity of the labeled antibody, as in Reference Example 1, the GFP antibody labeled with EL-Osu-Sp 12 was able to detect EGFP even when its concentration was 2 ng / 100 μL. As in Reference Example 2, the fluorescent dye of this Reference Example also showed excellent water solubility.


参考例5.
有機EL色素に合成例4で合成したスペーサー部を有するオキサジアゾロピリジンの活性エステル体EL-Osu-Sp 14を用い、DMSOを10μlとして試料液全体の10vol%とした以外は、参考例2と同様の方法により蛍光色素をBSAへ導入した。


Reference Example 5
Reference Example 2 except that the active ester EL-Osu-Sp 14 of oxadiazolopyridine having the spacer moiety synthesized in Synthesis Example 4 was used as the organic EL dye, and the DMSO was changed to 10 μl to 10 vol% of the entire sample solution. A fluorescent dye was introduced into BSA by the same method.


(結果)
蛍光色素の標識率については参考例2の場合と同様の高い標識率で得られた。さらに、標識抗体の活性についても、参考例1の場合と同様に、EL-Osu-Sp 14で標識したGFP抗体はその濃度が2ng/100μLであっても、EGFPを検出することができた。なお、参考例2の場合と同様に、本参考例の蛍光色素も優れた水溶性を示した。


(result)
The labeling rate of the fluorescent dye was obtained at the same high labeling rate as in Reference Example 2. Further, as for the activity of the labeled antibody, as in Reference Example 1, the GFP antibody labeled with EL-Osu-Sp 14 was able to detect EGFP even when its concentration was 2 ng / 100 μL. As in Reference Example 2, the fluorescent dye of this Reference Example also showed excellent water solubility.


実施例
1.0 mgのストレプトアビジンを0.2 M Sodium bicarbonate buffer (pH8.3) 400 μlで溶解し、ストレプトアビジン溶液を調製した。調製したストレプトアビジン溶液に窒素カチオン体(18)のDMSO溶液 200 μlを加え、室温で1時間攪拌した。その後、反応相をSephadex series G-25で濾過し、標識されたストレプトアビジンを得た。


Example 1 .
1.0 mg of streptavidin was dissolved in 400 μl of 0.2 M sodium bicarbonate buffer (pH 8.3) to prepare a streptavidin solution. To the prepared streptavidin solution, 200 μl of a DMSO solution of a nitrogen cation (18) was added and stirred at room temperature for 1 hour. Thereafter, the reaction phase was filtered through Sephadex series G-25 to obtain labeled streptavidin.


ラット脊髄の組織片を4% paraformaldehyde/0.1 M Phosphate Buffer(pH7.2〜7.4)で還流固定後、3時間かけて浸漬固定を行った。20%スクロース含有0.1 M Phosphate Bufferで洗浄し、10μm凍結切片を作製した。0.1 M Phosphate Buffer(pH7.2〜7.4)で洗浄した後、PBSTBF(0.8% fish gelatin, 1% 牛血清アルブミン, 0.2%Triton X-100含有0.1M PBS)でブロッキングした。次に、抗グリア線維性酸性蛋白Glial fibrillary acidic protein (GFAP)マウスモノクローナル抗体をのせ、4℃で14時間反応させ、0.1 M Phosphate Bufferで洗浄した。ビオチン標識抗マウス抗体/PBSTBFをのせ、室温で 90分反応した。その後、0.1 M Phosphate Bufferで洗浄した。次に、窒素カチオン体(18)標識ストレプトアビジン(1: 200〜800)/PBSTBFをのせ、室温で90分反応した。その後、0.1 M Phosphate Buffer(pH7.2〜7.4)で洗浄した。その後、グリセリン:PBS(3:1)で封入し、蛍光顕微鏡を用いて観察した。   A rat spinal cord tissue piece was reflux fixed with 4% paraformaldehyde / 0.1 M Phosphate Buffer (pH 7.2 to 7.4), and then fixed by immersion for 3 hours. Washed with 0.1 M Phosphate Buffer containing 20% sucrose to prepare 10 μm frozen sections. After washing with 0.1 M Phosphate Buffer (pH 7.2 to 7.4), it was blocked with PBSTBF (0.1% PBS containing 0.8% fish gelatin, 1% bovine serum albumin, 0.2% Triton X-100). Next, an anti-glial fibrillary acidic protein (GFAP) mouse monoclonal antibody was placed, reacted at 4 ° C. for 14 hours, and washed with 0.1 M Phosphate Buffer. Biotin-labeled anti-mouse antibody / PBSTBF was placed and reacted at room temperature for 90 minutes. Then, it was washed with 0.1 M Phosphate Buffer. Next, nitrogen cation (18) -labeled streptavidin (1: 200 to 800) / PBSTBF was placed and reacted at room temperature for 90 minutes. Then, it was washed with 0.1 M Phosphate Buffer (pH 7.2 to 7.4). Then, it enclosed with glycerin: PBS (3: 1) and observed using the fluorescence microscope.

(結果)
結果を図6に示す。ビオチン標識抗マウス抗体と窒素カチオン体標識ストレプトアビジンを反応させたラット脊髄の組織片では青色蛍光が検出された。
(result)
The results are shown in FIG. Blue fluorescence was detected in a piece of rat spinal cord that had been reacted with a biotin-labeled anti-mouse antibody and a nitrogen cation-labeled streptavidin.

以上、説明したように、有機EL色素を含む蛍光色素を用いることにより、固体状態でも高い蛍光強度を有するのみならず、抗体に対して用いる色素量を低減することが可能である。さらに、スペーサー部を設けることにより、従来の蛍光色素の場合、200倍モル程度の色素量が常識とされていたが、これを1/200程度まで低減することが可能となる。これにより、使用する蛍光色素の量を大幅に低減できることから、本発明の診断薬を用いることにより、抗原の検出費用を大幅にコストダウンすることも可能となる。また、標識反応後、未反応の大量の色素を除去する工程が不要とすることも可能となり、検出をより短時間で行うこともできる。   As described above, by using a fluorescent dye containing an organic EL dye, it is possible not only to have high fluorescence intensity even in a solid state, but also to reduce the amount of dye used for an antibody. Furthermore, by providing a spacer portion, in the case of conventional fluorescent dyes, a dye amount of about 200-fold mol was common sense, but this can be reduced to about 1/200. As a result, the amount of the fluorescent dye to be used can be greatly reduced, and the use of the diagnostic agent of the present invention can greatly reduce the cost of antigen detection. In addition, it is possible to eliminate a step of removing a large amount of unreacted dye after the labeling reaction, and detection can be performed in a shorter time.

Claims (13)

少なくとも、抗体と、該抗体を標識する蛍光色素とを含む診断薬であって、
該蛍光色素が、有機EL色素から成る発色部と、上記抗体と結合する結合部とを有し、
上記有機EL色素が、1種以上のヘテロ原子、セレン原子又はボロン原子を含む5員環化合物と共役系を有する6員環化合物とから成る縮合多環化合物であり、
上記縮合多環化合物が、以下の一般式(9)、(10)又は(11)のいずれか1種で示されるアゾール誘導体、あるいは以下の一般式(12)、(13)、(14)、(15)又は(16)のいずれか1種で示されるイミダゾール誘導体である、診断薬。
Figure 0005189096
(式中、(9)及び(11)ではR 1 は、そして(10)ではR 1 とR 4 の一方は、一般式L-Mで示され、Mは、置換基を有しても良いピリジニウム基、2級アミノ基、3級アミノ基、4級アミノ基、ピペリジニウム基、ピペラジニウム基、イミダゾリウム基、チアゾリウム基、オキサゾリウム基、キノリウム基、ベンゾイミダゾリウム基、ベンゾチアゾリウム基又はベンゾオキサゾリウム基である窒素カチオン含有基を示し、Lは、直接結合あるいは、-(CH 2 )n-(nは1〜4の整数)、-NHCOO-、-CONH-、-COO-、-SO 2 NH-、-HN-C(=NH)-NH-、-O-、-S-、-NR-(Rはアルキル基)、-Ar-(Arは芳香族炭化水素基)及び-CO-Ar-NR-からなる群から選択された1種以上の官能基からなり、Mと発色部とを連結するリンカー、(10)のR 1 とR 4 の残部、そしてR 2 及びR 3 は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換基としてアルキル基、アルコキシ基、アルキルエステル基、リン酸エステル基、硫酸エステル基、ニトリル基、ヒドロキシル基、シアノ基、スルホニル基、芳香族炭化水素基又は複素環基を有してもよい芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基又は複素環基を示し、Xは置換基を有していてもよい炭素原子、窒素原子、硫黄原子、酸素原子、セレン原子又はボロン原子を示し、R'は芳香環を含んでも良いアルキル基からなる脂肪族炭化水素基あるいは芳香族炭化水素基、An - は、ハロゲン化物イオン、CF 3 SO 3 - 、BF 4 - 又はPF 6 - を示す。)
Figure 0005189096
(式中、(12)、(14)及び(15)のR 1 とR 4 の一方、そして(13)及び(16)のR 1 、R 4 及びR 5 のいずれか一つは、一般式L-Mで示され、Mは、置換基を有しても良いピリジニウム基、2級アミノ基、3級アミノ基、4級アミノ基、ピペリジニウム基、ピペラジニウム基、イミダゾリウム基、チアゾリウム基、オキサゾリウム基、キノリウム基、ベンゾイミダゾリウム基、ベンゾチアゾリウム基又はベンゾオキサゾリウム基である窒素カチオン含有基を示し、Lは、直接結合あるいは、-(CH 2 )n-(nは1〜4の整数)、-NHCOO-、-CONH-、-COO-、-SO 2 NH-、-HN-C(=NH)-NH-、-O-、-S-、-NR-(Rはアルキル基)、-Ar-(Arは芳香族炭化水素基)及び-CO-Ar-NR-からなる群から選択された1種以上の官能基からなり、Mと発色部とを連結するリンカー、(12)、(14)及び(15)のR 1 とR 4 の残部、(13)及び(16)のR 1 、R 4 及びR 5 の残部、そしてR 2 、R 3 は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換基としてアルキル基、アルコキシ基、アルキルエステル基、リン酸エステル基、硫酸エステル基、ニトリル基、ヒドロキシル基、シアノ基、スルホニル基、芳香族炭化水素基又は複素環基を有してもよい芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基又は複素環基を示し、R'、R"は芳香環を含んでも良いアルキル基からなる脂肪族炭化水素基あるいは芳香族炭化水素基、An - は、ハロゲン化物イオン、CF 3 SO 3 - 、BF 4 - 又はPF 6 - を示す。)
A diagnostic agent comprising at least an antibody and a fluorescent dye that labels the antibody,
Fluorescent dye, a coloring portion comprising an organic EL-dye, and a binding portion which binds to the antibody possess,
The organic EL dye is a condensed polycyclic compound composed of a 5-membered ring compound containing one or more heteroatoms, selenium atoms, or boron atoms and a 6-membered ring compound having a conjugated system,
The fused polycyclic compound is an azole derivative represented by any one of the following general formulas (9), (10) or (11), or the following general formulas (12), (13), (14), (15) or a diagnostic agent which is an imidazole derivative represented by any one of (16) .
Figure 0005189096
(In the formula, R 1 in (9) and (11), and one of R 1 and R 4 in (10) is represented by the general formula LM, and M is a pyridinium group which may have a substituent. Secondary amino group, tertiary amino group, quaternary amino group, piperidinium group, piperazinium group, imidazolium group, thiazolium group, oxazolium group, quinolium group, benzoimidazolium group, benzothiazolium group or benzoxazolium group A nitrogen cation-containing group which is a group, L is a direct bond or — (CH 2 ) n— (n is an integer of 1 to 4), —NHCOO—, —CONH—, —COO—, —SO 2 NH -, -HN-C (= NH) -NH-, -O-, -S-, -NR- (R is an alkyl group), -Ar- (Ar is an aromatic hydrocarbon group) and -CO-Ar- A linker consisting of one or more functional groups selected from the group consisting of NR-, linking M and the coloring moiety, the remainder of R 1 and R 4 in (10) , and R 2 and R 3 are each independently Hydrogen atom, halogen source And may have an alkyl group, alkoxy group, alkyl ester group, phosphate ester group, sulfate ester group, nitrile group, hydroxyl group, cyano group, sulfonyl group, aromatic hydrocarbon group or heterocyclic group as a substituent. An aromatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group or a heterocyclic group; X represents an optionally substituted carbon atom, nitrogen atom, sulfur atom, oxygen atom, selenium atom or boron atom; and R 'is an aliphatic hydrocarbon group or aromatic hydrocarbon group consisting of an alkyl group which may contain an aromatic ring, an - is a halide ion, CF 3 SO 3 - shows a) -, BF 4 - or PF 6.
Figure 0005189096
(In the formula, one of R 1 and R 4 in (12), (14) and (15) , and any one of R 1 , R 4 and R 5 in (13) and (16) is represented by the general formula: M represents a pyridinium group, a secondary amino group, a tertiary amino group, a quaternary amino group, a piperidinium group, a piperazinium group, an imidazolium group, a thiazolium group, an oxazolium group, which may have a substituent. A nitrogen cation-containing group which is a quinolium group, a benzimidazolium group, a benzothiazolium group or a benzoxazolium group, and L is a direct bond or — (CH 2 ) n— (n is an integer of 1 to 4) ), -NHCOO-, -CONH-, -COO-, -SO 2 NH-, -HN -C (= NH) -NH-, -O-, -S-, -NR- (R is an alkyl group), A linker comprising at least one functional group selected from the group consisting of -Ar- (Ar is an aromatic hydrocarbon group) and -CO-Ar-NR-, and linking M and the coloring portion, (12), (14) and R 1 and the balance R 4 in (15), R (13) and (16) 1 , the remainder of R 4 and R 5 , and R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an alkyl ester group, a phosphate ester group, a sulfate ester group as a substituent, A nitrile group, a hydroxyl group, a cyano group, a sulfonyl group, an aromatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group which may have an aromatic group, an aliphatic hydrocarbon group or a heterocyclic group, R ′, R ″ Is an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group composed of an alkyl group which may contain an aromatic ring, An represents a halide ion, CF 3 SO 3 , BF 4 or PF 6 )
上記結合部が、カルボン酸基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、エポキシ基、ハロゲン化アルキル基、トリアジン基、カルボジイミド基、マレイミド基そして活性エステル化したカルボニル基から選択されたいずれか1種の反応性基を有する請求項1記載の診断薬。  Any one kind of reactivity in which the bonding part is selected from carboxylic acid group, isocyanate group, isothiocyanate group, epoxy group, halogenated alkyl group, triazine group, carbodiimide group, maleimide group and active esterified carbonyl group. The diagnostic agent according to claim 1, which has a group. 上記蛍光色素が、発色部と結合部とを連結するスペーサー部を有する請求項1記載の診断薬。  The diagnostic agent according to claim 1, wherein the fluorescent dye has a spacer portion that connects the coloring portion and the binding portion. 上記スペーサー部が、-CH2-、-NHCOO-、-CONH-、-COO-、-SO2NH-、-HN-C(=NH)-NH-、-O-、-S-、-NR-(Rはアルキル基)、-(CH2-CH2-O)n-(nは1〜10の整数)、-CH=CH-、-C≡C-、-Ar-及び-CO-Ar-NR-からなる群から選択される官能基を少なくとも1種含む請求項記載の診断薬。The spacer part is -CH 2- , -NHCOO-, -CONH-, -COO-, -SO 2 NH-, -HN-C (= NH) -NH-, -O-, -S-, -NR - (R is an alkyl group), - (CH 2 -CH 2 -O) n- (n is an integer of from 1 to 10), - CH = CH -, - C≡C -, - Ar- and -CO-Ar The diagnostic agent according to claim 3, comprising at least one functional group selected from the group consisting of -NR-. 上記スペーサー部が、以下の一般式(I)で表される請求項記載の診断薬。
-(CHR')p-X-(CHR")q- (I)
(式中、Xは直接結合又は、-NHCOO-、-CONH-、-COO-、-SO2NH-、-HN-C(=NH)-NH-、-O-、-S-、-NR-、-CH=CH-、-C≡C-、-Ar-及び-CO-Ar-NR-からなる群から選択された少なくとも1種の官能基を表し、R'とR"はそれぞれ独立に、水素原子、あるいは芳香環を含んでも良いアルキル基又はアルケニル基等の脂肪族炭化水素基、あるいは芳香族炭化水素基であって、必要によりスルホニル基、ヒドロキシル基、4級アミン基及びカルボキシル基からなる群から選択されたいずれか1種の荷電基により置換されたものを表し、Arはアリール基を表し、pとqはそれぞれ独立に0から20の整数を表し、p+q≧1である。)
The diagnostic agent according to claim 4 , wherein the spacer portion is represented by the following general formula (I).
-(CHR ') pX- (CHR ") q- (I)
(Wherein, X is a direct bond or -NHCOO-, -CONH-, -COO-, -SO 2 NH-, -HN-C (= NH) -NH-, -O-, -S-, -NR Represents at least one functional group selected from the group consisting of —, —CH═CH—, —C≡C—, —Ar—, and —CO—Ar—NR—, wherein R ′ and R ″ are each independently An aliphatic hydrocarbon group such as an alkyl group or an alkenyl group which may contain a hydrogen atom or an aromatic ring, or an aromatic hydrocarbon group, if necessary, from a sulfonyl group, a hydroxyl group, a quaternary amine group and a carboxyl group Represents an aryl group substituted with any one charged group selected from the group consisting of: Ar represents an aryl group, p and q each independently represents an integer of 0 to 20, and p + q ≧ 1 .)
上記スペーサー部が、アミノ酸又は2〜20個のアミノ酸からなるペプチドリンカーである請求項記載の診断薬。The diagnostic agent according to claim 3 , wherein the spacer portion is an amino acid or a peptide linker composed of 2 to 20 amino acids. 上記スペーサー部がアミノ酸であって、該アミノ酸が天然アミノ酸又は合成アミノ酸である請求項記載の診断薬。The diagnostic agent according to claim 6 , wherein the spacer part is an amino acid, and the amino acid is a natural amino acid or a synthetic amino acid. 上記アミノ酸が、システイン酸、2-アミノ-3-スルホサルファニルプロパン酸、2-アミノ-3-スルホキシプロパン酸、チロシン、スレオニン及びセリンからなる群から選択された1種である請求項記載の診断薬。The amino acid, cysteic acid, 2-amino-3-sulfonyl sulfur sulfonyl propanoic acid, 2-amino-3-sulphoxide propanoic acid, tyrosine, claim 7, wherein the one selected from the group consisting of threonine and serine Diagnostics. 上記スペーサー部がペプチドリンカーであって、該ペプチドリンカーが、スルホニル基、ヒドロキシル基、4級アミン基及びカルボキシル基からなる群から選択された少なくとも1種の荷電基を有する請求項記載の診断薬。The diagnostic agent according to claim 6 , wherein the spacer portion is a peptide linker, and the peptide linker has at least one charged group selected from the group consisting of a sulfonyl group, a hydroxyl group, a quaternary amine group, and a carboxyl group. . 上記ペプチドリンカーが、システイン酸、2-アミノ-3-スルホサルファニルプロパン酸、2-アミノ-3-スルホキシプロパン酸、チロシン、スレオニン及びセリンからなる群から選択された少なくとも1種のアミノ酸を含む請求項記載の診断薬。The peptide linker includes at least one amino acid selected from the group consisting of cysteic acid, 2-amino-3-sulfosulfanylpropanoic acid, 2-amino-3-sulfoxypropanoic acid, tyrosine, threonine and serine The diagnostic agent according to claim 9 . 上記のリンカーLが、-(CH2)n-(nは1〜4の整数)である請求項記載の蛍光色素。Additional linker L is, - (CH 2) n- ( n is an integer from 1 to 4) and is claim 1, wherein the fluorescent dye. 被検体中の抗原を検出する測定方法であって、有機EL色素から成る発色部と、抗体と結
合する結合部とを有する蛍光色素を含む請求項1記載の診断薬で標識された抗体を抗原と反応させ、蛍光色素からの蛍光を測定する測定方法。
An assay method for detecting an antigen in a specimen, wherein the antibody labeled with the diagnostic agent according to claim 1 comprises a fluorescent dye having a coloring part composed of an organic EL dye and a binding part that binds to the antibody. It is reacted with, a method of measuring the fluorescence from the fluorescent dye.
少なくとも、抗体と、該抗体を標識する蛍光色素とを含む請求項1記載の診断薬の製造方法であって、上記蛍光色素が有機EL色素から成る発色部と抗体と結合する結合部とを有しており、有機EL色素と抗体との間に、アミド結合、イミド結合、ウレタン結合、エステル結合及びグアニジン結合からなる群から選択された少なくとも1種の結合を形成させる工程を含む診断薬の製造方法。2. The method for producing a diagnostic agent according to claim 1 , comprising at least an antibody and a fluorescent dye for labeling the antibody, wherein the fluorescent dye has a coloring part composed of an organic EL dye and a binding part that binds to the antibody. And at least one bond selected from the group consisting of an amide bond, an imide bond, a urethane bond, an ester bond and a guanidine bond between the organic EL dye and the antibody. Method.
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