JP6925126B2 - コード化された発色団ポリマー粒子 - Google Patents

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Description

本出願は、２０１３年１１月２７日に出願された米国仮出願第６１／９０９，６９８号の利益を請求し、この出願は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
フローサイトメトリー、遺伝子プロファイリングおよび臨床診断など多くの研究領域に影響を及ぼしている生物学的分析科学およびバイオエンジニアリングにおいて、最近の技術的進歩が見られる。これらの中で、ゲノミクスおよびプロテオミクスの発展は、膨大な配列データをもたらしており、したがって、多数の核酸やタンパク質を迅速にスクリーニングするための新たな技術を開発する必要性がある。光学的コード化は、ハイスループット分析を可能にするための有望な方法を提供する。波長および強度の多重化において、色および強度レベルの数が増大するのにしたがって、コードの数は指数関数的に増大する。３色／１０強度スキームは約１０００個のコードをもたらし、６色／１０強度スキームは約１００万の理論的コード化能力を有する。しかし、コード化アプローチに伴う主要な問題は、ナノメートルスケールで大量に並列コード化するために現在入手できる信頼性のある技術がないということである。
光学的コード化のための改善された組成物、システムおよび方法を提供する必要性がある。本開示はこの必要性およびそれ以上のものに対処する。
本開示は、コード化された発色団ポリマー粒子およびその使用方法を提供する。
種々の態様では、本開示は、発色団ポリマーを含むポリマーマトリクス；および複数の明確に区別できる（distinct）発色団を含むコード化された発色団ポリマー粒子であって、その複数の明確に区別できる発色団の各発色団が所定の１組の調節可能な光学的コード化パラメーターを含み、それによってそのポリマー粒子についての光学的に検出可能なコードを定義するコード化された発色団ポリマー粒子を提供する。
種々の態様では、本開示は、第１の複数のコード化発色団ポリマー粒子および液体を含む懸濁液を提供する。
種々の態様では、本開示は、分析物（analyte）を検出する方法であって：分析物を含む試料を、コード化発色団ポリマー粒子、またはコード化発色団ポリマー粒子の懸濁液と接触させるステップと；その試料中のコード化発色団ポリマー粒子によって出される光学的に検出可能なコードを検出するステップとを含み、その光学的に検出可能なコードの検出は、試料中での分析物の存在、分析物の同一性（identity）または試料中の分析物の濃度の少なくとも１つを表す方法を提供する。
種々の態様では、本開示は、コード化発色団ポリマー粒子の懸濁液を含む、試料中の分析物を検出するためのキットを提供する。
種々の態様では、本開示は、コード化発色団ポリマー粒子の懸濁液；分析物を含む試料；電磁放射線源；検出器；ならびにプロセッサー、および実行可能命令が記憶されているメモリーデバイスを備えたコンピューターであって、その命令が、実行された場合、そのプロセッサーが検出器を動作させて放射特性を測定し；その測定された放射特性を記憶し；測定された放射特性を分析するようにするコンピューターを含む、多重分析のためのシステムを提供する。
種々の態様では、本開示は、第１のコード化発色団ポリマー粒子および第２のコード化発色団ポリマー粒子を含む光学的コード化システムであって、その第１および第２のコード化発色団ポリマー粒子が互いに識別可能である光学的に検出可能なコードを有するシステムを提供する。
本発明は、例えば、以下の項目を
（項目１）
発色団ポリマーを含むポリマーマトリクス；および
複数の明確に区別できる発色団
を含むコード化発色団ポリマー粒子であって、前記複数の明確に区別できる発色団の各発色団が所定の１組の調節可能な光学的コード化パラメーターを含み、それによって、前記ポリマー粒子についての光学的に検出可能なコードを定義する、コード化発色団ポリマー粒子。
（項目２）
前記光学的に検出可能なコードが、前記ポリマー粒子の所定の発光スペクトル、前記ポリマー粒子の所定の発光寿命またはその組合せを含む、項目１に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目３）
各発色団が発光スペクトルを有し、前記発色団の前記１組の調節可能な光学的コード化パラメーターが、前記発光スペクトルの１つまたは複数の特徴を含む、項目１〜２のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目４）
各発色団の前記１組の調節可能な光学的コード化パラメーターが、前記発色団の発光ピーク強度、発光ピーク波長または発光寿命の１つまたは複数を含む、項目１〜３のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目５）
各発色団の前記１組の調節可能な光学的コード化パラメーターが、前記発色団の発光ピーク強度、発光ピーク波長または発光寿命の２つもしくはそれ超を含む、項目１〜４のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目６）
各発色団の前記１組の調節可能な光学的コード化パラメーターが、前記発色団の発光寿命を含む、項目１〜５のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目７）
各発色団の前記１組の調節可能な光学的パラメーターが、１つのみの調節可能な光学的パラメーターを含む、項目１〜６のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目８）
各発色団の前記１組の調節可能な光学的コード化パラメーターが、少なくとも２つ、少なくとも３つ、少なくとも４つ、少なくとも５つ、少なくとも６つ、少なくとも７つ、少なくとも８つ、少なくとも９つまたは少なくとも１０の独特な調節可能な光学的コード化パラメーターを含む、項目１〜６のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目９）
２つまたはそれ超の明確に区別できる発色団の複数組の調節可能な光学的コード化パラメーターが、独立にまたは半独立にモジュレート可能である、項目１〜８のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目１０）
前記複数の明確に区別できる発色団が前記発色団ポリマーを含む、項目１〜９のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目１１）
前記発色団ポリマーが、半導体ポリマー、非半導体ポリマーまたはその組合せを含む、項目１０に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目１２）
前記発色団ポリマーが、ホモポリマーまたはヘテロポリマーを含む、項目１０〜１１のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目１３）
前記発色団ポリマーが、ポリ（９，９−ジヘキシルフルオレニル−２，７−ジイル）（ＰＤＨＦ）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）（ＰＦＯ）、ポリ［｛９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレン−フルオレニレン｝−ａｌｔ−ｃｏ−｛２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−ｌ，４−フェニレン｝］（ＰＦＰＶ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ｌ，４−ベンゾ−｛２，ｌ，３｝−チアジアゾール）］（ＰＦＢＴ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ｃｏ−（４，７−ジ−２−チエニル−２，１，３−ベンゾチアジアゾール）］（ＰＦＴＢＴ）、ポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−（１−シアノビニレン−１，４−フェニレン）］（ＣＮ−ＰＰＶ）、ポリ（２，５−ジ（３’，７’−ジメチルオクチル）フェニレン−１，４−エチニレン（ＰＰＥ）、またはその組合せから選択される化合物を含む、項目１０〜１２のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目１４）
前記発色団ポリマーが狭帯域モノマーを含む、項目１０〜１２のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目１５）
前記狭帯域モノマーが、ホウ素ジピロメテン（４，４−ジフルオロ−４−ボラ−３ａ，４ａ−ジアザ−ｓ−インダセン（ＢＯＤＩＰＹ）誘導体モノマーを含む、項目１４に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目１６）
前記ＢＯＤＩＰＹ誘導体モノマーが式（Ｉ）の構造：
Figure 0006925126
（式中、Ｒ １ 、Ｒ ２Ａ 、Ｒ ２Ｂ 、Ｒ ３Ａ 、Ｒ ３Ｂ 、Ｒ ４Ａ およびＲ ４Ｂ のそれぞれは、独立に、水素、アルキル、アラルキル、アリールおよびアルコキシ−アリールからなる群から選択される）
を有し、前記ＢＯＤＩＰＹ誘導体が、Ｒ １ 、Ｒ ２Ａ 、Ｒ ２Ｂ 、Ｒ ３Ａ 、Ｒ ３Ｂ 、Ｒ ４Ａ 、Ｒ ４Ｂ またはその組合せとの結合によって前記発色団ポリマーに一体化されている、項目１５に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目１７）
前記狭帯域モノマーがスクアライン誘導体モノマーである、項目１４に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目１８）
前記スクアライン誘導体モノマーが、式（ＩＩ）の構造：
Figure 0006925126
（式中、Ｘ １ およびＸ ２ のそれぞれは独立に、酸素、硫黄および窒素からなる群から選択され；Ｒ １Ａ およびＲ １Ｂ のそれぞれは独立に、これらに限定されないが、アルキレン、アルケニレン、アリーレン、ヘテロアリーレン、フェニレン、アズレン、シクロアルキレンおよびヘテロシクロアルキレンからなる群から選択され；Ｒ ２Ａ およびＲ ２Ｂ のそれぞれは、これらに限定されないが、ハライド、ヒドロキシルおよびアミノからなる群から独立に選択される反応基である）
を有し、前記スクアライン誘導体が、Ｒ １Ａ 、Ｒ １Ｂ 、Ｒ ２Ａ 、Ｒ ２Ｂ またはその組合せとの結合によって前記発色団ポリマーに一体化されている、項目１７に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目１９）
前記狭帯域モノマーが金属錯体誘導体モノマーである、項目１４に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目２０）
前記狭帯域モノマーがポルフィリン誘導体モノマーである、項目１４に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目２１）
前記狭帯域モノマーがメタロポルフィリン誘導体モノマーである、項目１４に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目２２）
前記狭帯域モノマーがフタロシアニン誘導体である、項目１４に記載のコード化ポリマー粒子。
（項目２３）
前記狭帯域モノマーが金属フタロシアニン誘導体である、項目１４に記載のコード化ポリマー粒子。
（項目２４）
前記狭帯域モノマーがランタニド錯体誘導体モノマーである、項目１４に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目２５）
前記狭帯域モノマーがペリレン誘導体モノマーである、項目１４に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目２６）
前記狭帯域モノマーがシアニン誘導体モノマーである、項目１４に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目２７）
前記複数の明確に区別できる発色団が、前記ポリマーマトリクス中に組み込まれているランタニド発色団を含む、項目１〜２６のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目２８）
前記ランタニド発色団が前記ポリマーマトリクスと架橋されている、項目２７に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目２９）
前記ランタニド発色団が前記発色団ポリマーと架橋されている、項目２７〜２８のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目３０）
前記ランタニド発色団が、前記ポリマーマトリクスと物理的にブレンドされている、項目２７に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目３１）
前記複数の明確に区別できる発色団が、前記ポリマーマトリクス中に組み込まれている第２のランタニド発色団を含む、項目２７〜３０のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目３２）
２つ、３つ、４つ、５つ、６つまたはそれ超のランタニド発色団を含む、項目２７〜３１のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目３３）
前記ランタニド発色団が、Ｌａ（ＩＩＩ）、Ｃｅ（ＩＩＩ）、Ｐｒ（ＩＩＩ）、Ｎｄ（ＩＩＩ）、Ｐｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩ）、Ｇｄ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｔｍ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩ）、Ｌｕ（ＩＩＩ）またはその組合せから選択されるランタニドを含む、項目２７〜３２のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目３４）
前記発色団ポリマーが、線状ポリマーまたは分岐ポリマーであり、互いに固定された質量比で２つまたはそれ超のランタニド発色団を含む、項目２７〜３３のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目３５）
前記発色団ポリマーがデンドリマーである、項目３４に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目３６）
前記ランタニド発色団が、アルキル誘導体、アリール誘導体、アルキン誘導体、芳香族誘導体、アルコキシド誘導体、アザ誘導体またはその類似体から選択されるランタニド誘導体である、項目２７〜３５のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目３７）
前記ランタニド発色団が、ランタニド錯体、ランタニドイオンまたはランタニドナノ粒子から選択される、項目２７〜３６のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目３８）
前記ランタニド発色団がランタニドナノ粒子を含む、項目３７に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目３９）
前記ランタニドナノ粒子が、ランタニドイオンドープされた無機ナノ粒子である、項目３７〜３８のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目４０）
前記ランタニドイオンドープされた無機ナノ粒子が金属塩を含む、項目３９に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目４１）
前記ランタニドイオンドープされた無機ナノ粒子が、酸化物、フッ化物、硫化物、アルミン酸塩、ケイ酸塩、リン酸塩、モリブデン酸塩、チタン酸塩、ビスマス酸塩またはその組合せを含む、項目３９に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目４２）
前記ランタニド−イオンドープされた無機ナノ粒子が、式（ＩＩＩ）の構造：
（ＡＭ）−（ＲＥ）−（Ｆ ４ ）（ＸＸＩＸ）
（式中、
ＡＭは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、ＣｓまたはＦｒから選択されるアルカリ金属であり、
ＲＥは、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕまたはその組合せから選択される希土類金属である）
を有する化合物を含む、項目３９に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目４３）
ＲＥが、Ｙ、Ｌａ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｈｏ、Ｔｂ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕまたはその組合せから選択される、項目４２に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目４４）
ＡＭが、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋまたはその組合せから選択される、項目４２に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目４５）
前記ランタニド発色団が、式（ＩＶ）の構造：
（Ｌ １ − ） ｎ −（ＬＮ ＋ ）−（Ｌ ２ ） ｍ （ＸＸＸ）
（式中、
Ｌ １ は第１の配位子であり、
Ｌ ２ は第２の配位子であり、
ＬＮは、Ｌａ（ＩＩＩ）、Ｃｅ（ＩＩＩ）、Ｐｒ（ＩＩＩ）、Ｎｄ（ＩＩＩ）、Ｐｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩ）、Ｇｄ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｔｍ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩ）またはＬｕ（ＩＩＩ）から選択されるランタニドであり、
ｎ＝０、１、２または３であり、
ｍ＝０、１、２または３である）
を有する化合物である、項目２７〜３７のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目４６）
Ｌ １ およびＬ ２ が、独立に単座、二座または多座配位子である、項目４５に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目４７）
Ｌ １ が、ＬＮ ＋ に配位したアニオン性有機配位子である、項目４５に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目４８）
Ｌ １ が、キレート化Ｏ原子、キレート化Ｎ原子、キレート化Ｓ原子、キレート化Ｐ原子またはその組合せを含む、項目４７に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目４９）
Ｌ ２ が、ＬＮ ＋ に配位した中性有機配位子である、項目４５に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目５０）
Ｌ ２ が、キレート化Ｏ原子、キレート化Ｎ原子、キレート化Ｓ原子、キレート化Ｐ原子またはその組合せを含む、項目４９に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目５１）
Ｌ １ が、ハロゲンイオン、ＮＯ ３ − 、ＳＯ ４ ２− またはＣＦ ３ ＳＯ ３ − から選択される、項目４５に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目５２）
Ｌ １ が：β−ジケトン、ピラゾロン、イソオキサゾロン、カルボン酸、フタロシアニン、８−ヒドロキシキノリン、ピラゾールボレート、ポルフィリン、シッフ塩基、サリチルアルデヒド、フェニルサリチルアルデヒド、アデニン、プリン、２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアジアゾール、２−（２−ヒドロキシフェニル）キノロン、１−ナフトール−２−カルボキシアルデヒド、ヒドロキシベンゾフェノン、１，２−ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシナフタレン、ドロキシルフルオレノン、７−ヒドロキシインデン−１−オン、７−ヒドロキシ−３−フェニルインデン−１−オン、２−ヒドロキシ−ジメチルベンゼン−１，３−ジアミド、１，８−ビス（４−メチル−２−ヒドロキシ−ベンズアミド）−３，６−ジオキサオクタン、２−ヒドロキシ−Ｎ−メチルベンズアミド、ビス（２−ヒドロキシ−Ｎ−メチルベンズアミド）、トリ（２−ヒドロキシ−Ｎ−メチルベンズアミド）、８−ヒドロキシキナゾリン、８−ヒドロキシキノキサオリン、ヒドロキシベンゾオキサゾール、ヒドロキシ−２−フェニルベンゾオキサゾール、ヒポキサンチンの誘導体またはその組合せから選択される、項目４５に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目５３）
Ｌ ２ が、橋かけ型配位子である、項目４５に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目５４）
Ｌ ２ が、ＬＮ ＋ と二核、三核または多核錯体を形成する、項目４５に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目５５）
Ｌ ２ が、クリプタンドである、項目４５に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目５６）
Ｌ ２ が、置換または非置換ピリジン、置換または非置換ビピリジン、置換または非置換トリピリジン、置換または非置換１，１０−フェナントロリン、置換または非置換ホスフィンオキシド、置換または非置換ビ−（ホスフィンオキシド）、置換または非置換トリ−（ホスフィンオキシド）、置換または非置換４−（４，６−ジ（１Ｈ−ピラゾール−１−イル）−１，３，５−トリアジン−２−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジメチルベンゼンアミンあるいはその組合せから選択される、項目４５に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目５７）
前記ランタニド発色団が、式（Ｖ）の構造：
Figure 0006925126
（式中、
Ｌ ３ は配位子であり、
ＬＮは、Ｌａ（ＩＩＩ）、Ｃｅ（ＩＩＩ）、Ｐｒ（ＩＩＩ）、Ｎｄ（ＩＩＩ）、Ｐｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩ）、Ｇｄ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｔｍ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩ）またはＬｕ（ＩＩＩ）から選択されるランタニドである）
を有する化合物である、項目２７〜３７のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目５８）
Ｌ ３ が大環状配位子である、項目５７に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目５９）
Ｌ ３ が、単座、二座または多座配位子である、項目５７に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目６０）
Ｌ ３ が中性配位子である、項目５７に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目６１）
Ｌ ３ がアニオン性配位子である、項目５７に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目６２）
第１の濃度の第１のランタニド発色団および第２の濃度の第２のランタニド発色団を含む、項目２７〜６１のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目６３）
前記ランタニド発色団のピーク発光波長が、前記発色団ポリマーのピーク発光波長より長い、項目２７〜６２のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目６４）
前記ランタニド発色団のピーク発光波長が、前記発色団ポリマーのピーク発光波長より短い、項目２７〜６３のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目６５）
前記複数の明確に区別できる発色団が蛍光性色素を含む、項目１〜６４のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目６６）
前記蛍光性色素が前記ポリマーマトリクス中に組み込まれている、項目６５に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目６７）
前記蛍光性色素が前記ポリマーマトリクスと架橋されている、項目６６に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目６８）
前記蛍光性色素が前記発色団ポリマーと架橋されている、項目６７に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目６９）
前記蛍光性色素が、前記ポリマーマトリクスと物理的にブレンドされている、項目６６に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目７０）
前記蛍光性色素がＢＯＤＩＰＹ誘導体である、項目６５〜６９のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目７１）
前記複数の明確に区別できる発色団中の前記明確に区別できる発色団のいずれかの間で固定された質量比を含む、項目１〜７０のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目７２）
前記複数の明確に区別できる発色団の合わせた質量が、前記ポリマー粒子の全質量の１％〜９９％、１０％〜９９％、２０％〜９９％、３０％〜９９％、４０％〜９９％または５０％〜９９％である、項目１〜７１のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目７３）
前記複数の明確に区別できる発色団が、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０またはそれ超の明確に区別できる発色団を含む、項目１〜７２のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目７４）
前記粒子の限界寸法が、５００ナノメートル未満、４００ナノメートル未満、３００ナノメートル未満、２００ナノメートル未満、１００ナノメートル未満、５０ナノメートル未満、４０ナノメートル未満、３０ナノメートル未満、２０ナノメートル未満または１０ナノメートル未満である、項目１〜７３のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目７５）
前記複数の明確に区別できる発色団の２つまたはそれ超の発色団の発光スペクトルが互いに識別可能である、項目１〜７４のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目７６）
前記複数の明確に区別できる発色団の２つまたはそれ超の発色団の発光寿命が互いに識別可能である、項目１〜７５のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目７７）
前記複数の明確に区別できる発色団の２つまたはそれ超の発色団の発光強度が互いに識別可能である、項目１〜７６のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目７８）
前記複数の明確に区別できる発色団の２つまたはそれ超の発色団の発光スペクトルが、独立にまたは半独立に制御可能である、項目１〜７７のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目７９）
前記複数の明確に区別できる発色団の２つまたはそれ超の発色団の発光寿命が、独立にまたは半独立に制御可能である、項目１〜７８のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目８０）
前記複数の明確に区別できる発色団の２つまたはそれ超の発色団の発光強度が、独立にまたは半独立に制御可能である、項目１〜７９のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目８１）
前記複数の明確に区別できる発色団の２つまたはそれ超の発色団の間で、エネルギー移動が実質的に存在しない、項目１〜８０のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目８２）
前記複数の明確に区別できる発色団の２つまたはそれ超の発色団の間で、５０％未満、４０％未満、３０％未満、２０％未満、１０％未満、５％未満、４％未満、３％未満、２％未満または１％未満のエネルギー移動が存在する、項目１〜８１のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目８３）
前記複数の明確に区別できる発色団の発色団のピーク発光波長が、約２００ナノメートル〜約３００ナノメートル、約２５０ナノメートル〜約３５０ナノメートル、約３００ナノメートル〜約４００ナノメートル、約３５０ナノメートル〜約４５０ナノメートル、約４００ナノメートル〜約５００ナノメートル、約４５０ナノメートル〜約５５０ナノメートル、約５００ナノメートル〜約６００ナノメートル、約５５０ナノメートル〜約６５０ナノメートル、約６００ナノメートル〜約７００ナノメートル、約６５０ナノメートル〜約７５０ナノメートル、約７００ナノメートル〜約８００ナノメートル、約７５０ナノメートル〜約８５０ナノメートル、約８００ナノメートル〜約９００ナノメートル、約８５０ナノメートル〜約９５０ナノメートル、約９００ナノメートル〜約１０００ナノメートル、約９５０ナノメートル〜約１０５０ナノメートル、約１０００ナノメートル〜約１１００ナノメートル、約１１５０ナノメートル〜約１２５０ナノメートルまたは約１２００ナノメートル〜約１３００ナノメートルである、項目１〜８２のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目８４）
前記複数の明確に区別できる発色団の発色団の発光寿命が、約１０ピコ秒〜約１００ピコ秒、約１００ピコ秒〜約１ナノ秒、約１ナノ秒〜約１０ナノ秒、約１０ナノ秒〜約１００ナノ秒、約１００ナノ秒〜約１マイクロ秒、約１マイクロ秒〜約１０マイクロ秒、約１０マイクロ秒〜約１００マイクロ秒または約１００マイクロ秒〜約１ミリ秒の範囲である、項目１〜８３のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目８５）
前記複数の明確に区別できる発色団の発色団の蛍光の量子収率が、約９０％超、約８０％超、約７０％超、約６０％超、約５０％超、約４０％超、約３０％超、約２０％超、約１０％超、約５％超または約１％超である、項目１〜８４のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目８６）
前記複数の明確に区別できる発色団の発色団の発光速度が、約１０ピコ秒〜約１００ピコ秒、約１００ピコ秒〜約１ナノ秒、約１ナノ秒〜約１０ナノ秒または約１０ナノ秒〜約１００ナノ秒の範囲である、項目１〜８５のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目８７）
前記ポリマー粒子と結合した官能基をさらに含む、項目１〜８６のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目８８）
前記官能基が、疎水性官能基、親水性官能基またはその組合せを含む、項目８７に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目８９）
前記官能基がバイオコンジュゲーションに適している、項目８７〜８８のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目９０）
前記官能基が、アルデヒド、アルケン、アルキル、アルキン、歪みアルキン、アミノ、アジド、カルボニル、カルボキシル、シアノ、シクロオクチン、ジエノ、エステル、スクシンイミジルエステル、ハロアルキル、ヒドロキシル、イミド、ケトン、マレイミド、メルカプト、ホスフェート、ホスフィン、スルフェート、スルホネートまたはその組合せを含む、項目８７〜８９のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目９１）
生体分子をさらに含む、項目１〜９０のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目９２）
前記生体分子が、ポリペプチドまたはポリヌクレオチドを含む、項目９１に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目９３）
前記生体分子が、抗体、アビジン、ビオチンまたはその組合せから選択される、項目９２に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目９４）
前記生体分子が、官能基によって、前記粒子と直接的または間接的に結合している、項目９１〜９３のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子。
（項目９５）
第１の複数の、項目１〜９４のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子、および液体を含む懸濁液。
（項目９６）
第２の複数の、項目１〜９４のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子をさらに含む、項目９５に記載の懸濁液。
（項目９７）
前記第１の複数のコード化発色団ポリマー粒子の光学的に検出可能なコードが、前記第２の複数のコード化発色団ポリマー粒子の光学的に検出可能なコードと識別可能である、項目９６に記載の懸濁液。
（項目９８）
前記第１の複数のコード化発色団ポリマー粒子の発光スペクトルが、前記第２の複数のコード化発色団ポリマー粒子の発光スペクトルと識別可能である、項目９６〜９７に記載の懸濁液。
（項目９９）
前記第１の複数のコード化発色団ポリマー粒子の発光寿命が、前記第２の複数のコード化発色団ポリマー粒子の発光寿命と識別可能である、項目９６〜９７のいずれか一項に記載の懸濁液。
（項目１００）
前記第１の複数のコード化発色団ポリマー粒子の発光強度が、前記第２の複数のコード化発色団ポリマー粒子の発光強度と識別可能である、項目９６〜９９のいずれか一項に記載の懸濁液。
（項目１０１）
前記第１の複数のコード化発色団ポリマー粒子および前記第２の複数のコード化発色団ポリマー粒子が異なるランタニド発色団を含む、項目９６〜１００のいずれか一項に記載の懸濁液。
（項目１０２）
前記第１の複数のコード化発色団ポリマー粒子および前記第２の複数のコード化発色団ポリマー粒子が、異なる、質量でのランタニド発色団濃度を含む、項目９６〜１０１のいずれか一項に記載の懸濁液。
（項目１０３）
前記第１の複数のコード化発色団ポリマー粒子および前記第２の複数のコード化発色団ポリマー粒子の少なくとも１つが多分散系である、項目９６〜１０２のいずれか一項に記載の懸濁液。
（項目１０４）
前記第１の複数のコード化発色団ポリマー粒子および前記第２の複数のコード化発色団ポリマー粒子の少なくとも１つが単分散系である、項目９６〜１０３のいずれか一項に記載の懸濁液。
（項目１０５）
前記第１の複数のコード化発色団ポリマー粒子および前記第２の複数のコード化発色団ポリマー粒子が異なる官能基を含む、項目９６〜１０４のいずれか一項に記載の懸濁液。
（項目１０６）
前記第１の複数のコード化発色団ポリマー粒子および前記第２の複数のコード化発色団ポリマー粒子が異なる生体分子を含む、項目９６〜１０５のいずれか一項に記載の懸濁液。
（項目１０７）
３つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、４つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、５つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、６つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、７つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、８つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、９つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、１０の複数のコード化発色団ポリマー粒子、２０の複数のコード化発色団ポリマー粒子、３０の複数のコード化発色団ポリマー粒子、４０の複数のコード化発色団ポリマー粒子、５０の複数のコード化発色団ポリマー粒子、１００の複数のコード化発色団ポリマー粒子、５００の複数のコード化発色団ポリマー粒子、１０００の複数のコード化発色団ポリマー粒子または５０００の複数のコード化発色団ポリマー粒子を含む、項目９５〜１０６のいずれか一項に記載の懸濁液。
（項目１０８）
多くとも３つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも４つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも５つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも６つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも７つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも８つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも９つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも１０の複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも２０の複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも３０の複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも４０の複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも５０の複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも１００の複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも５００の複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも１０００の複数のコード化発色団ポリマー粒子または多くとも５０００の複数のコード化発色団ポリマー粒子を含む、項目９５〜１０６のいずれか一項に記載の懸濁液。
（項目１０９）
分析物を検出する方法であって、
分析物を含む試料を、項目１〜９４のいずれか一項に記載のコード化発色団ポリマー粒子または項目９５〜１０７のいずれか一項に記載の懸濁液と接触させるステップと；
前記試料中のコード化発色団ポリマー粒子によって出された光学的に検出可能なコードを検出するステップ
とを含み、前記光学的に検出可能なコードの前記検出が、前記試料中での前記分析物の存在、前記分析物の同一性または前記試料中の前記分析物の濃度の少なくとも１つを示す、方法。
（項目１１０）
前記試料が生体液を含む、項目１０９に記載の方法。
（項目１１１）
前記試料が、血液、尿、便、リンパ液、唾液または脳脊髄液を含む、項目１１０に記載の方法。
（項目１１２）
前記試料が対象に由来する、項目１０９〜１１１のいずれか一項に記載の方法。
（項目１１３）
前記対象が動物または単細胞生物である、項目１１２に記載の方法。
（項目１１４）
前記分析物が、コード化発色団ポリマー粒子と結合した生体分子に対して結合親和性を有する、項目１０９〜１１３のいずれか一項に記載の方法。
（項目１１５）
前記分析物が、ポリペプチド、ポリヌクレオチド、細胞、細胞画分、ウイルス、薬物、毒素、炭水化物、糖、脂質または脂肪酸を含む、項目１０９〜１１４のいずれか一項に記載の方法。
（項目１１６）
前記試料を電磁放射線源で励起させるステップをさらに含む、項目１０９〜１１５のいずれか一項に記載の方法。
（項目１１７）
前記電磁放射線が、スペクトルフィルター、多色ミラーまたはその組合せを通過する、項目１１６に記載の方法。
（項目１１８）
前記試料を励起させる電磁放射線のピーク波長が約２００ｎｍ〜約３００ｎｍ、約２５０ｎｍ〜約３５０ｎｍ、約３００ｎｍ〜約４００ｎｍ、約３５０ｎｍ〜約４５０ｎｍ、約４００ｎｍ〜約５００ｎｍ、約４５０ｎｍ〜約５５０ｎｍ、約５００ｎｍ〜約６００ｎｍ、約５５０ｎｍ〜約６５０ｎｍ、約６００ｎｍ〜約７００ｎｍ、約６５０ｎｍ〜約７５０ｎｍ、約７００ｎｍ〜約８００ｎｍ、約７５０ｎｍ〜約８５０ｎｍ、約８００ｎｍ〜約９００ｎｍ、約８５０ｎｍ〜約９５０ｎｍまたは約９００ｎｍ〜約１０００ｎｍである、項目１１６〜１１７のいずれか一項に記載の方法。
（項目１１９）
前記試料中での前記分析物の存在、前記分析物の同一性または前記試料中の前記分析物の濃度の少なくとも１つを、前記光学的に検出可能なコードのスペクトルをもとにして決定する、項目１０９〜１１８のいずれか一項に記載の方法。
（項目１２０）
前記試料中での前記分析物の存在、前記分析物の同一性または前記試料中の前記分析物の濃度の少なくとも１つを、前記光学的に検出可能なコードの寿命をもとにして決定する、項目１０９〜１１９のいずれか一項に記載の方法。
（項目１２１）
前記試料中での前記分析物の存在、前記分析物の同一性または前記試料中の前記分析物の濃度の少なくとも１つを、前記光学的に検出可能なコードの強度をもとにして決定する、項目１０９〜１２０のいずれか一項に記載の方法。
（項目１２２）
前記分析物を前記試料から分離するステップをさらに含む、項目１０９〜１２１のいずれか一項に記載の方法。
（項目１２３）
前記分析物を前記試料から分離する前記ステップを、フローサイトメーターまたはマイクロ流体デバイスで実施する、項目１２２に記載の方法。
（項目１２４）
前記分析物を前記試料から分離する前記ステップが、前記分析物と会合しているコード化発色団ポリマー粒子を固体支持体と結合させるステップを含む、項目１２２に記載の方法。
（項目１２５）
複数の分析物の検出をさらに含む、項目１０９〜１２４のいずれか一項に記載の方法。
（項目１２６）
２つの複数の分析物、３つの複数の分析物、４つの複数の分析物、５つの複数の分析物、６つの複数の分析物、７つの複数の分析物、８つの複数の分析物、９つの複数の分析物、１０の複数の分析物、２０の複数の分析物、３０の複数の分析物、４０の複数の分析物、５０の複数の分析物、１００の複数の分析物、５００の複数の分析物、１０００の複数の分析物または５０００の複数の分析物の検出を含む、項目１２５に記載の方法。
（項目１２７）
多くとも３つの複数の分析物、多くとも４つの複数の分析物、多くとも５つの複数の分析物、多くとも６つの複数の分析物、多くとも７つの複数の分析物、多くとも８つの複数の分析物、多くとも９つの複数の分析物、多くとも１０の複数の分析物、多くとも２０の複数の分析物、多くとも３０の複数の分析物、多くとも４０の複数の分析物、多くとも５０の複数の分析物、多くとも１００の複数の分析物、多くとも５００の複数の分析物、多くとも１０００の複数の分析物または多くとも５０００の複数の分析物の検出を含む、項目１２５に記載の方法。
（項目１２８）
第１の組の分析物および第２の組の分析物の検出を含む項目１２５に記載の方法であって、前記第１の組の分析物が、第１の組のコード化発色団ポリマー粒子と結合した第１の組の生体分子と結合し、前記第２の組の分析物が、第２の組のコード化発色団ポリマー粒子と結合した第２の組の生体分子と結合する方法。
（項目１２９）
前記第１の組の分析物の存在、前記第１の組の分析物の同一性または前記第１の組の分析物の濃度の少なくとも１つを決定するステップと；
前記第２の組の分析物の存在、前記第２の組の分析物の同一性または前記第２の組の分析物の濃度の少なくとも１つを決定するステップ
とをさらに含む、項目１２８に記載の方法。
（項目１３０）
前記第１の組のコード化発色団ポリマー粒子および前記第２の組のコード化発色団ポリマー粒子が、互いに識別可能な光学的に検出可能なコードを有する、項目１２８〜１２９のいずれか一項に記載の方法。
（項目１３１）
前記第１の組のコード化発色団ポリマー粒子および前記第２の組のコード化発色団ポリマー粒子が互いに識別可能な発光スペクトルを有する、項目１２８〜１３０のいずれか一項に記載の方法。
（項目１３２）
前記第１の組のコード化発色団ポリマー粒子および前記第２の組のコード化発色団ポリマー粒子が互いに識別可能な発光寿命を有する、項目１２８〜１３１のいずれか一項に記載の方法。
（項目１３３）
前記第１の組のコード化発色団ポリマー粒子および前記第２の組のコード化発色団ポリマー粒子が互いに識別可能な発光強度を有する、項目１２８〜１３２のいずれか一項に記載の方法。
（項目１３４）
項目９５〜１０７のいずれか一項に記載の懸濁液を含む、試料中の分析物を検出するためのキット。
（項目１３５）
コード化発色団ポリマー粒子と結合した官能基とコンジュゲートしている生体分子を含む、項目１３４に記載のキット。
（項目１３６）
コード化発色団ポリマー粒子と結合した官能基とコンジュゲートするように、エンドユーザーのために構成された生体分子を含む、項目１３４に記載のキット。
（項目１３７）
多重分析を実施するためのシステムであって：
項目９５〜１０７のいずれか一項に記載の懸濁液；
分析物を含む試料；
電磁放射線源；
検出器；ならびに
プロセッサーおよび実行可能命令が記憶されているメモリーデバイスを備えたコンピューターであって、前記命令が、実行された場合、前記プロセッサーが：
前記検出器を動作させて放射特性を測定し；
前記測定された放射特性を記憶し；
前記測定された放射特性を分析する
ようにするコンピューター
を含む、システム。
（項目１３８）
前記電磁放射線源が、レーザー、ランプ、ＬＥＤまたはその組合せを含む、項目１３７に記載のシステム。
（項目１３９）
スペクトルフィルター、多色ミラーまたはその組合せをさらに含む、項目１３７〜１３８のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１４０）
前記検出器が顕微鏡を含む、項目１３７〜１３９のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１４１）
前記検出器がカメラを含む、項目１３７〜１４０のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１４２）
フローサイトメーターまたはマイクロ流体デバイスをさらに含む、項目１３７〜１４１のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１４３）
前記プロセッサーが、前記測定された放射特性をもとにして、前記分析物を、フローサイトメーターまたはマイクロ流体デバイスへ誘導するように構成されている、項目１３７〜１４２のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１４４）
複数の異なる分析物を含む、項目１３７〜１４３のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１４５）
複数の異なるコード化発色団ポリマー粒子を含む、項目１３７〜１４４のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１４６）
光学的コード化システムであって、前記システムが
項目１〜９４のいずれか一項に記載の第１のコード化発色団ポリマー粒子；および
項目１〜９４のいずれか一項に記載の第２のコード化発色団ポリマー粒子を含み、
前記第１および第２のコード化発色団ポリマー粒子が、互いに識別可能である光学的に検出可能なコードを有する、システム。
この「課題を解決するための手段」（summary）を、「発明を実施するための形態」（Detailed Description）において以下でさらに記載する単純化された形態での概念の選択を導入するために提供する。この「課題を解決するための手段」は、特許請求される主題の主要な特徴を特定しようとするものではなく、特許請求される主題の範囲を決定する助けとして使用しようとするものでもない。
本発明の新規な特徴は、添付の特許請求の範囲において特定して示される。本発明の原理が使用される例示的な実施形態を示す以下の詳細な説明、および添付の図面を参照することによって、本開示の特徴および利点のより良い理解が得られよう。
図１は、少なくとも１つの種類の共役ポリマーおよび少なくとも１つの種類のランタニド種を含むコード化発色団ポリマー粒子を設計するための概略図を表す。
図２は、少なくとも１つの種類の共役ポリマーおよび少なくとも２つの種類のランタニド種を含むコード化発色団ポリマー粒子を設計するための概略図を表す。
図３は、少なくとも１つの種類の共役ポリマーおよび少なくとも３つの種類のランタニド種を含むコード化発色団ポリマー粒子を設計するための概略図を表す。
図４は、少なくとも１つの種類の共役ポリマーおよび少なくとも４つの種類のランタニド種を含むコード化発色団ポリマー粒子を設計するための概略図を表す。
図５は、単分散された鎖長、およびポリマー側鎖中に定義された数のランタニド種を有するポリマーから、コード化発色団ポリマー粒子を調製するための概略図を表す。
図６は、１つの種類の共役ポリマーおよびランタニド錯体デンドリマーからコード化発色団ポリマー粒子を調製するための概略図を表す。
図７Ａおよび図７Ｂは、様々な量のモノマーＡおよびダイマーＡＢから作製されたコード化発色団ポリマー粒子における、フルオロフォアＢに対するフルオロフォアＡの母集団分布（population distribution）を表す図である。５つの分布を図７Ａに示し、２つの分布を図７Ｂに示す。 図７Ａおよび図７Ｂは、様々な量のモノマーＡおよびダイマーＡＢから作製されたコード化発色団ポリマー粒子における、フルオロフォアＢに対するフルオロフォアＡの母集団分布（population distribution）を表す図である。５つの分布を図７Ａに示し、２つの分布を図７Ｂに示す。
図８Ａは、粒度分布Ｅｕ／ＰＦＯ／ＰＳ−ＰＥＧ−ＣＯＯＨ（１０／５／２質量比）を示す図である。
図８Ｂは、Ｅｕ／ＰＦＯ−ＥＣＰＥＧ２２ＣＯＯＨ／ＰＳ−ＰＥＧ−ＣＯＯＨ（１０／５／２質量比）の粒度分布を示す図である。
図９Ａは、２色コード化発色団ポリマー粒子：Ｓｍ／ＰＦＯ／ＰＳ−ＰＥＧ−ＣＯＯＨ（４０／１／１６質量比）およびＳｍ／ＰＦＯ−ＥＣＰＥＧ２２ＣＯＯＨ／ＰＳ−ＰＥＧ−ＣＯＯＨ（４０／１／１６質量比）の発光スペクトルを示す図である。
図９Ｂは、２色コード化発色団ポリマー粒子：Ｅｕ／ＰＦＯ／ＰＳ−ＰＥＧ−ＣＯＯＨ（１０／５／２質量比）およびＥｕ／ＰＦＯ−ＥＣＰＥＧ２２ＣＯＯＨ／ＰＳ−ＰＥＧ−ＣＯＯＨ（１０／５／２質量比）の発光スペクトルを示す図である。
図１０Ａは、Ｓｍ／Ｅｕ／ＰＦＯ−ＥＣＰＥＧ２２ＣＯＯＨ／ＰＳ−ＰＥＧ−ＣＯＯＨ（４０／２／１／８質量比）の粒度分布を示す図である。
図１０Ｂは、Ｓｍ／Ｅｕ／ＰＦＯ−ＥＣＰＥＧ２２ＣＯＯＨ／ＰＳ−ＰＥＧ−ＣＯＯＨ（８０／２／１／１６質量比）の粒度分布を示す図である。
図１１は、各化合物の異なる質量比（２０／１／１／４、４０／２／１／８、２０／２／１／４、４０／１／１／８および８０／２／１／１６質量比）での、３色コード化発色団ポリマー粒子：Ｓｍ／Ｅｕ／ＰＦＯ−ＥＣＰＥＧ２２ＣＯＯＨ／ＰＳ−ＰＥＧ−ＣＯＯＨの発光スペクトルを示す図である。
図１２は、ランタニド錯体グラフト化ポリマーを含むコード化発色団ポリマー粒子の合成の概略を記載する図である。
図１３Ａは、共役ポリマーＰＶＫおよびＥｕ（ＴＴＡ）ｐｈｅｎ−ＮＨ−ＰＳＭＡポリマーからなるポリマー粒子の粒度分布を示す図である。
図１３Ｂは、Ｅｕ（ＴＴＡ）ｐｈｅｎ−ＮＨ−ＰＳＭＡポリマー粒子、ならびに共役ポリマーポリ−（９−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）およびＥｕ（ＴＴＡ）ｐｈｅｎ−ＮＨ−ＰＳＭＡポリマーからなるブレンドされたコード化発色団ポリマー粒子の蛍光スペクトルを示す図である。
図１３Ｃは、２２０ナノメートルメンブランフィルターでの濾過前後のＥｕ（ＴＴＡ）ｐｈｅｎドープＰＶＫおよびＰＳＭＡポリマー粒子の吸収スペクトルを示す図である。ＰＳＭＡは、ポリマー粒子中でＥｕ（ＴＴＡ）ｐｈｅｎと化学的に結合してはいなかった。
図１３Ｄは、２２０ナノメートルメンブランフィルターでの濾過前後のＥｕ（ＴＴＡ）ｐｈｅｎドープＰＶＫおよびＰＳＭＡポリマー粒子の吸収スペクトルを示す図である。ＰＳＭＡは、ポリマー粒子中でＥｕ（ＴＴＡ）ｐｈｅｎと化学的に結合していた。
図１４は、様々な色素ドープ発色団粒子について、放出された蛍光の時間減衰曲線を示す図である。実線、点線および破線は、それぞれ１％、５％および１０％（質量で）の色素ドープポリマー粒子を表す。
図１５は、様々な色素ドープ発色団粒子について、吸収され、放出された蛍光のスペクトルプロファイルを示す図である。実線、点線および破線は、それぞれ１％、５％および１０％（質量で）の色素ドープポリマー粒子を表す。
図１６Ａおよび図１６Ｂは、ユーロピウム錯体およびナイルブルー色素を含む発色団粒子についての蛍光の時間減衰曲線を示す図である。図１６Ａは、ナイルブルー濃度を増大させて、発色団Ｅｕ−ＰＳＭＡ粒子の放出された蛍光の時間減衰曲線を示す図である。図１６Ｂは、ナイルブルー濃度を増大させて、発色団Ｅｕ−ＰＳＭＡ／ＰＶＫ粒子の放出された蛍光の時間減衰曲線を示す図である。
（詳細な説明）
本開示は、一般に光学的コード化のための組成物、システムおよび方法に関する。一部の態様では、本開示は、複数の明確に区別できる発色団を有する光学的にコード化された発色団ポリマー粒子を提供する。それぞれの明確に区別できる発色団は、例えば発光波長、強度および／または寿命をもとにして、そのポリマー粒子についての光学的に検出可能なコードを定義するための所定の１組の調節可能な光学的コード化パラメーターを有する。ある特定の態様では、複数の光学的コードは、調節可能な光学的コード化パラメーターをモジュレートすることによって、例えばその発色団の組成および／または構造を改変することによって作製される。独立にまたは半独立に調節可能な光学的パラメーターの数が増大すると、潜在的なコード化発色団ポリマー粒子の数は指数関数的に増大し、それによって、非常に多数の分析物を同時に特定し定量化する可能性がもたらされる。
例えば、本明細書にさらに記載するように、本開示は、複数組の発光ピークを示す様々な発色団ポリマー粒子を含み、これらの発光ピークの強度は識別可能な光学的コードを定義するために、独立にまたは半独立に調節可能である。これらの発光ピークは、例えばポリマー構造および／または粒子組成を変えることによって調節することができる。発光強度が独立にまたは半独立に調節可能である場合、その粒子は、独特な、または明確に区別できる発光スペクトルを有することができる。明確に区別できる発光スペクトルを有する複数のそうした粒子は、複雑な試料中の複数の分析物を特定するために使用することができる。例えば、１組の発光スペクトルを有するそうしたコード化発色団ポリマー粒子の１つのサブセットを、複雑な試料中の特定の組の分析物と特異的に関連するように構成させることができる。分子認識と光学的コード化を一体化することによって、独特な各発光スペクトルまたはコードを、複雑な混合物中の特定の分析物を検出し分析する指紋と考えることができる。
本開示のコード化発色団ポリマー粒子は、多数の識別可能な光学的コードを支持できる多目的プラットホームを提供する。さらに、本明細書に記載する種々のコード化発色団ポリマー粒子は、大きな減衰係数、高い蛍光量子収率、速い発光速度および優れた光安定性などの改善された特性を示す。さらに、本明細書で開示するコード化発色団ポリマーは、ナノメートルスケールでの生体分子コード化を提供することができる。大きなマイクロメーターサイズの粒子でのコード化は実証されているが、特定の状況ではそれは最適ではない。例えば、直径が数ミクロン（microns）の蛍光色素ドープされたラテックス球が、いくつかの生物学的分析用途で使用されている。しかし、色素ドーピング濃度が数パーセントを超えた場合、蛍光消光が起こり、したがって、強度レベルベースのコードの数は限定されることになる。一部の態様では、粒子サイズがナノメートルの範囲に小さくなった場合、それが、小さいナノ粒子中にドープされ得る色素の数を制限するので、この自己消光はコード化に対して厳しい制約をもたらすことになる。無機量子ドット（Ｑドット）は、コード化のために望ましい多色の狭い対称的な発光スペクトルを示す。しかし、一部の態様では、１つのナノメートルサイズの粒子中に十分な数のＱドットを一体化して、単一粒子レベルで識別できる独立した色および強度レベルを達成することは困難である。本明細書に記載する発色団ポリマー粒子は広範囲の明確に区別できる発色団の一体化を可能にし、それによって、ナノメートルスケール粒子内での多数の明確に区別できる光学的コードを可能にする。
種々のポリマー組成物は、本明細書に記載するコード化発色団ポリマー粒子で使用するのに適している。一部の態様では、「ポリマー」は、一般に共有化学結合によって連結されている少なくとも２つの繰り返し構造単位を含む分子である。繰り返し構造単位は１つの種類のモノマーであってよく、得られるそのポリマーはホモポリマーである。一部の態様では、ポリマーは、２つの異なる種類のモノマーまたは３つの異なる種類のモノマー、またはそれより多い種類のモノマーを含むことができる。当業者は、異なる種類のモノマーを、様々な仕方で、ポリマー鎖に沿って分布させることができることを理解されよう。例えば、３つの異なる種類のモノマーを、ポリマーに沿ってランダムに分布させることができる。ポリマーに沿ったモノマーの分布は、異なる仕方で表すことができることも同様に理解されよう。ポリマーの長さに沿った繰り返し構造単位（例えば、モノマー）の数は、「ｎ」で表すことができる。一部の態様では、ｎは、例えば少なくとも２から、少なくとも１００から、少なくとも５００から、少なくとも１０００から、少なくとも５０００から、もしくは少なくとも１０，０００から、もしくは少なくとも１００，０００から、またはそれ超の範囲であってよい。ある特定の態様では、ｎは、２〜１００００、２０〜１００００、２０〜５００、５０〜３００、１００〜１０００または５００〜１０，０００の範囲であってよい。
一部の態様では、ポリマーは一般に、任意選択でペンダント側基を含む骨格を含む延長された分子構造を有する。本明細書で提供するポリマーは、これらに限定されないが、直鎖状ポリマーおよび分枝状ポリマー、例えば星形ポリマー、くし形ポリマー、ブラシ形ポリマー、はしご形およびデンドリマーを含むことができる。本明細書にさらに記載するように、そのポリマーは、当業界で一般に周知の半導体ポリマーを含むことができる。
一部の態様では、「ポリマー粒子」、「ポリマーの粒子」または「Ｐドット」はナノメートルサイズの存在物（entity）であり、これは、連続した自由流動性媒体に取り囲まれている別個の不連続相を表す。本明細書で使用する「ポリマー粒子」、「ポリマーの粒子」または「Ｐドット」という用語は、互換的に使用することができる。自由流動性媒体は通常低分子量の液体であり、ほとんどの場合水である。
一部の態様では、「ポリマー粒子」、「発色団ポリマー粒子」、「ポリマードット」、「発色団ポリマードット」、「蛍光性ポリマードット」、「発色団ナノ粒子」および「Ｐドット」という用語は、互換的に使用されて、崩壊して安定なサブミクロンサイズの粒子になっている、１つまたは複数のポリマー（例えば、半導体ポリマー、非半導体ポリマーまたはその組合せ）を含む構造体を指す。本明細書にさらに記載するように、発色団ポリマー粒子を生成させるために様々な方法が適している。本明細書で提供する発色団ポリマー粒子は、単一のポリマーで作製するか、またはポリマーのブレンドを含むことができる。ある特定の態様では、その１つまたは複数のポリマーを崩壊させ、沈澱させ、かつ／または凝結させて（condensed）、ポリマーマトリクスを形成させる。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子の特性は、ポリマーの構造に依存する。したがって、ポリマー骨格（主鎖）、側鎖、末端単位および置換基を変えて特定の特性を得ることができる。一部の態様では、発色団ポリマー粒子の光学特性を、ポリマー骨格（主鎖）の構造を変えることによって調節することができる。
ある特定の態様では、本明細書で提供する発色団ポリマー粒子は、本明細書で発色団単位とも称される１つまたは複数の発色団を含む。一部の態様では、「発色団」または「発色団単位」という用語は、当業界におけるその通常の意味で与えられる。発色団は、特定の波長、例えばＵＶ領域から近赤外領域の光を吸収する。これは、発光性であっても発光性でなくてもよい。一部の態様では、発色団単位には、これらに限定されないが、非局在化π電子を有する構造の単位、小有機色素分子の単位および／または金属錯体の単位が含まれる。発色団は、ポリマーマトリクスの一部であっても、例えばブレンディング、架橋などによってポリマーマトリクス中に組み込まれていてもよい。
ある特定の態様では、本開示の発色団ポリマー粒子は、１つまたは複数の発色団ポリマーを含む。一部の態様では、「発色団ポリマー」という用語は、そのポリマーの少なくとも一部が、特定の波長、例えばＵＶ〜近赤外スペクトルの範囲の光を吸収するポリマーを指す。本開示による発色団ポリマーは、発光性であっても発光性でなくてもよい。一部の態様では、「発色団ポリマー」は、そのポリマーの少なくとも一部が発色団単位を含むポリマーである。発色団ポリマーの例は、非局在化π電子を有する構造の単位を含むポリマー、例えば半導体ポリマー、小有機色素分子の単位を含むポリマー、金属錯体の単位を含むポリマー、およびその任意の組合せの単位を含むポリマーを含むことができる。発色団単位は、ポリマー骨格中に組み込まれていてよい。発色団単位は、ポリマーの側鎖または末端単位と共有結合で結合していてもよい。発色団ポリマーは、当業界で一般に周知の標準的な合成方法を使用して作製することができる。
ある特定の態様では、発色団ポリマーは「共役ポリマー」である。「共役ポリマー」という用語は、当業界で認められている。電子、空孔または電子エネルギーは、共役構造に沿って伝導させることができる。一部の態様では、ポリマー骨格の大部分が共役されていてよい。一部の態様では、ポリマー骨格全体が共役されていてよい。一部の態様では、ポリマーは、それらの側鎖または末端において共役構造を含むことができる。一部の態様では、共役ポリマーは通電特性を有することができる。例えばポリマーは電気を導通することができる。一部の態様では、共役ポリマーは半導体特性を有することができる。例えば、ポリマーは、直接バンドギャップを示し、バンド端での効率的な吸収または発光をもたらすことができる。
ある特定の態様では、本開示のコード化発色団ポリマー粒子には、コード化された粒子の光学特性がモジュレートされるように、例えば、様々な種類の発色団と化学的に架橋する、かつ／または物理的にブレンドすることができる単一のポリマーまたは複数のポリマー（例えば、ポリマーマトリクスを形成する）が含まれる。本明細書に記載する種々の態様で使用するのに適した発色団の例には、これらに限定されないが、発色団ポリマー、ランタニド発色団、発色団色素（例えば、蛍光性および／または発光性色素）またはその組合せが含まれる。一部の態様では、本明細書で提供する発色団は、狭帯域（narrow band）発光特性（例えば、発光バンドの半値全幅（ＦＷＨＭ）は７０ナノメートル未満である）を示す。一部の態様では、「ランタニド発色団」は、周期表のランタニド族からの原子を含む発色団である。より具体的には、ランタニド発色団は、５７〜７１（両端を含む）の原子番号を有する原子を含む発色団である。
一部の態様では、本開示は、光学的多重化、例えば波長および強度の多重化、波長、強度および寿命の多重化等の能力を有するコード化発色団ポリマー粒子を提供する。ある特定の態様では、そうした多重化能力を提供するために、望ましい光学特性を有する１つまたは複数の発色団、例えば発色団ポリマー、ランタニド発色団または発色団色素を使用する。例えば、発色団ポリマーの光学特性には、大きな減衰係数、高い蛍光量子収率、速い発光速度および優れた光安定性などのそれらの優れた特徴が含まれる。一部の態様では、本開示は、ランタニドイオンの独特な発光特性、例えばそれらの狭い発光バンド幅、長い寿命、および環境による影響を実質的に受けない安定なｆ−ｆ遷移を利用する。さらに、このポリマー粒子は、他の蛍光性および／または発光材料を収容できる柔軟なポリマーマトリクスを提供する。したがって、異なる蛍光性および／または発光性種（例えば、ランタニド錯体分子またはランタニドナノ粒子）を、ポリマーマトリクスに一体化することができ、その間それぞれの種は個々の蛍光および／または発光を維持することができる。さらに、それぞれの種の種々の特性、例えば波長、強度、寿命等は、独立にまたは半独立に調節することができる。一部の態様では、「独立の」または「独立に」はそれらの通常の意味を有し、「半独立に」は、１つまたは複数の他の特性に実質的に影響を及ぼすことなく、１つの特性を調整または操作することができることを意味する。これらの独特な特性は、例えば広範囲のハイスループット生物学的分析用途のために、新規のコード化技術を進歩させる。
本明細書で使用し、別段の指定のない限り、「ａ」および「ａｎ」という用語は、「１つ」、「少なくとも１つ」または「１つまたはそれ超」を意味するものとする。文脈による別段の要求のない限り、本明細書で使用される単数用語は複数を含むものとし、複数用語は単数を含むものとする。
一部の態様では、「アルキル」という用語は、指定された炭素原子数を有する直鎖状または分枝状の飽和脂肪族基を指す。例えば、Ｃ１〜Ｃ６アルキルには、これらに限定されないが、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ヘキシル等が含まれる。他のアルキル基には、これらに限定されないが、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル等が含まれる。アルキルは、１〜２、１〜３、１〜４、１〜５、１〜６、１〜７、１〜８、１〜９、１〜１０、２〜３、２〜４、２〜５、２〜６、３〜４、３〜５、３〜６、４〜５、４〜６および５〜６などの任意の数の炭素を含むことができる。アルキル基は一般に一価であるが、そのアルキル基が２つの部分に一緒に結合している場合などは二価であってよい。本明細書で使用する、「ヘテロアルキル」という用語は、その炭素原子の少なくとも１つがＮ、ＯまたはＳなどのヘテロ原子で置き換えられている、炭素原子の直鎖状または分枝状の飽和脂肪族基を指す。これらに限定されないが、Ｂ、Ａｌ、ＳｉおよびＰを含む追加的なヘテロ原子も有用であり得る。
一部の態様では、「アルキレン」という用語は、少なくとも他の２つの基と結合している上記に定義したようなアルキル基、すなわち二価の炭化水素基を指す。アルキレンと結合している２つの部分は、そのアルキレンの同じ原子と結合していても、また、異なる原子と結合していてもよい。例えば、直鎖アルキレンは−（ＣＨ２）ｎ（ｎは１、２、３、４、５または６である）の二価基であってよい。アルキレン基には、これらに限定されないが、メチレン、エチレン、プロピレン、イソプロピレン、ブチレン、イソブチレン、ｓｅｃ−ブチレン、ペンチレンおよびヘキシレンが含まれる。
一部の態様では、「アルコキシ」という用語は、そのアルコキシ基を結合点に連結しているか、またはアルコキシ基の２つの炭素と結合している酸素原子を有するアルキル基を指す。アルコキシ基には、例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、２−ブトキシ、イソブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシ、ペントキシ、ヘキソキシ等が含まれる。アルコキシ基は、本明細書で（within）説明される様々な置換基でさらに置換されていてよい。例えば、アルコキシ基は、ハロゲンで置換されて「ハロアルコキシ」基を形成することができる。
一部の態様では、「アルケニル」という用語は、少なくとも１つの二重結合を有する２〜６個の炭素原子の直鎖状かまたは分枝状の炭化水素を指す。アルケニル基の例には、これらに限定されないが、ビニル、プロペニル、イソプロペニル、１−ブテニル、２−ブテニル、イソブテニル、ブタジエニル、１−ペンテニル、２−ペンテニル、イソペンテニル、１，３−ペンタジエニル、１，４−ペンタジエニル、１−ヘキセニル、２−ヘキセニル、３−ヘキセニル、１，３−ヘキサジエニル、１，４−ヘキサジエニル、１，５−ヘキサジエニル、２，４−ヘキサジエニルまたは１，３，５−ヘキサトリエニルが含まれる。
一部の態様では、「アルキニル」という用語は、少なくとも１つの三重結合を有する２〜６個の炭素原子の直鎖状かまたは分枝状の炭化水素を指す。アルキニル基の例には、これらに限定されないが、アセチレニル、プロピニル、１−ブチニル、２−ブチニル、イソブチニル、ｓｅｃ−ブチニル、ブタジイニル、１−ペンチニル、２−ペンチニル、イソペンチニル、１，３−ペンタジイニル、１，４−ペンタジイニル、１−ヘキシニル、２−ヘキシニル、３−ヘキシニル、１，３−ヘキサジイニル、１，４−ヘキサジイニル、１，５−ヘキサジイニル、２，４−ヘキサジイニルまたは１，３，５−ヘキサトリイニルが含まれる。
一部の態様では、「アルキルアミン」という用語は、１つまたは複数のアミノ基を有する本明細書で定義するアルキル基を指す。アミノ基は第一、第二または第三であってよい。アルキルアミンは、ヒドロキシ基でさらに置換されていてよい。アルキルアミンは、これらに限定されないが、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、エチレンジアミンおよびエタノールアミンを含むことができる。アミノ基は、アルキルアミンを、その化合物の残りとの結合点と連結させることができ、それはアルキル基のω位にあってよい、あるいは、アルキル基の少なくとも２個の炭素原子と一緒に結合していてよい。
一部の態様では、「ハロゲン」または「ハライド」という用語は、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素を指す。本明細書で使用する「ハロアルキル」という用語は、その水素原子の一部またはすべてがハロゲン原子で置換されている上記に定義したようなアルキルを指す。ハロゲン（ハロ）は、好ましくはクロロまたはフルオロを表すが、ブロモまたはヨードであってもよい。本明細書で使用する「ハロアルコキシ」という用語は、少なくとも１個のハロゲンを有するアルコキシ基を指す。ハロアルコキシは、その水素原子の一部またはすべてがハロゲン原子で置換されている、アルコキシについて定義された通りのものである。アルコキシ基は、１、２、３個またはそれ超のハロゲンで置換されていてよい。水素がすべてハロゲン、例えばフッ素で置き換えられている場合、その化合物は、過置換されている、例えばペルフルオロ化されている。ハロアルコキシには、これらに限定されないが、トリフルオロメトキシ、２，２，２，−トリフルオロエトキシ、ペルフルオロエトキシなどが含まれる。
一部の態様では、「シクロアルキル」という用語は、３〜１２個の環原子、または、示された原子数を含む、飽和もしくは部分的に不飽和の単環式、縮合二環式または橋かけ型多環式環アセンブリーを指す。単環式環には、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルおよびシクロオクチルが含まれる。二環式および多環式環には、例えば、ノルボルナン、デカヒドロナフタレンおよびアダマンタンが含まれる。例えば、Ｃ３〜８シクロアルキルには、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロオクチルおよびノルボルナンが含まれる。
一部の態様では、「シクロアルキレン」という用語は、少なくとも他の２つの基と結合している上記に定義したようなシクロアルキル基、すなわち二価炭化水素基を指す。シクロアルキレンと結合している２つの部分は、そのシクロアルキレンの同じ原子と結合していても、また、異なる原子と結合していてもよい。シクロアルキレン基には、これらに限定されないが、シクロプロピレン、シクロブチレン、シクロペンチレン、シクロヘキシレンおよびシクロオクチレンが含まれる。
一部の態様では、「ヘテロシクロアルキル」という用語は、３個の環員〜約２０個の環員、ならびにＮ、ＯおよびＳなどの１〜約５個のヘテロ原子を有する環系を指す。これらに限定されないが、Ｂ、Ａｌ、ＳｉおよびＰを含む追加的なヘテロ原子も有用であり得る。ヘテロ原子は、これらに限定されないが−Ｓ（Ｏ）−および−Ｓ（Ｏ）２−などのように、酸化されていてもよい。
一部の態様では、「ヘテロシクロアルキレン」という用語は、少なくとも他の２つの基と結合している上記に定義したようなヘテロシクロアルキル基を指す。ヘテロシクロアルキレンと結合している２つの部分は、そのヘテロシクロアルキレンの同じ原子と結合していても、また、異なる原子と結合していてもよい。
一部の態様では、「アリール」という用語は、６〜１６個の環炭素原子を含む単環式または縮合二環式、三環式もしくはそれ超の芳香環アセンブリーを指す。例えば、アリールは、フェニル、ベンジル、アズレニルまたはナフチルであってよい。アリール基は、そのすべてが、例えば上記で定義したように任意選択でさらに置換されている、アルキル、アルコキシ、アリール、ヒドロキシ、ハロゲン、シアノ、アミノ、アミノ−アルキル、トリフルオロメチル、アルキレンジオキシおよびオキシ−Ｃ２〜Ｃ３−アルキレン；あるいは１−もしくは２−ナフチル；または１−もしくは２−フェナントレニルから選択される１、２もしくは３個の基でモノ−、ジ−またはトリ−置換されていてよい。アルキレンジオキシは、フェニルの２個の隣接炭素原子と結合している二価置換基（substitute）、例えばメチレンジオキシまたはエチレンジオキシである。オキシ−Ｃ２〜Ｃ３−アルキレンは、やはり、フェニルの２個の隣接炭素原子と結合している二価置換基、例えばオキシエチレンまたはオキシプロピレンである。オキシ−Ｃ２〜Ｃ３−アルキレン−フェニルの一例は、２，３−ジヒドロベンゾフラン−５−イルである。
アリール基は、これらに限定されないが、ナフチル、フェニル、あるいは、アルコキシ、フェニル、ハロゲン、アルキルもしくはトリフルオロメチルでモノ−もしくはジ置換されたフェニル、フェニル、またはアルコキシ、ハロゲンまたはトリフルオロメチルでモノ−もしくはジ置換されたフェニル、特にフェニルを含むことができる。
一部の態様では、「アルコキシ−アリール」という用語は、アリールと結合している部分の１つが酸素原子を介して結合している上記に定義したようなアリール基を指す。アルコキシ−アリール基には、これに限定されないが、フェノキシ（Ｃ６Ｈ５Ｏ−）が含まれる。本開示は、アルコキシ−ヘテロアリール基も含む。
一部の態様では、「ヘテロアリール」という用語は、その環原子の１〜４個がヘテロ原子（それぞれ）Ｎ、ＯまたはＳである５〜１６個の環原子を含む単環式または縮合二環式もしくは三環式芳香環アセンブリーを指す。例えば、ヘテロアリールには、ピリジル、インドリル、インダゾリル、キノキサリニル、キノリニル、イソキノリニル、ベンゾチエニル、ベンゾフラニル、フラニル、ピロリル、チアゾリル、ベンゾチアゾリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピラゾリル、イミダゾリル、チエニル、あるいは、置換されている、特に、例えばアルキル、ニトロまたはハロゲンでモノ−もしくはジ−置換されている他の任意の基が含まれる。同様に、本明細書に記載するアリールおよびヘテロアリール基は、置換されていても置換されていなくてもよい。アリールおよびヘテロアリール基のための置換基は、例えばアルキル、アリール、ＣＮ、アミノ、スルフィド、アルデヒド、エステル、エーテル、酸、ヒドロキシルまたはハライドなど様々である。置換基は、これらに限定されないが、クロロ、ブロモ、ヨード、ヒドロキシルまたはアミノなどの反応基であってよい。置換基は：ゼロから芳香環系上の空いている原子価の総数までの範囲の数のハロゲン、ＯＲ’、ＯＣ（Ｏ）Ｒ’、ＮＲ’Ｒ’’、ＳＲ’、Ｒ’、ＣＮ、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ’、ＣＯＮＲ’Ｒ’’、Ｃ（Ｏ）Ｒ’、ＯＣ（Ｏ）ＮＲ’Ｒ’’、ＮＲ’’Ｃ（Ｏ）Ｒ’、ＮＲ’’Ｃ（Ｏ）２Ｒ’、ＮＲ’Ｃ（Ｏ）ＮＲ’’Ｒ’’’、ＮＨＣ（ＮＨ２）＝ＮＨ、ＮＲ’Ｃ（ＮＨ２）＝ＮＨ、ＮＨＣ（ＮＨ２）＝ＮＲ’、Ｓ（Ｏ）Ｒ’、Ｓ（Ｏ）２Ｒ’、Ｓ（Ｏ）２ＮＲ’Ｒ’’、Ｎ３、ＣＨ（Ｐｈ）２から選択することができる。ここで、Ｒ’、Ｒ’’およびＲ’’’は独立に、水素、（Ｃ１〜Ｃ８）アルキルおよびヘテロアルキル、非置換アリールおよびヘテロアリール、（非置換アリール）−（Ｃ１〜Ｃ４）アルキル、ならびに（非置換アリール）オキシ−（Ｃ１〜Ｃ４）アルキルから選択される。
本明細書に記載する基は、置換されていても置換されていなくてもよい。アルキルおよびヘテロアルキル基のための置換基（しばしば、アルキレン、アルケニル、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、シクロアルケニルおよびヘテロシクロアルケニルと称されるそうした基を含む）は、様々な基、例えばアルキル、アリール、シアノ（ＣＮ）、アミノ、スルフィド、アルデヒド、エステル、エーテル、酸、ヒドロキシルまたはハライドであってよい。置換基は、これらに限定されないが、クロロ、ブロモ、ヨード、ヒドロキシルまたはアミノなどの反応基であってよい。適切な置換基は：ゼロから（２ｍ’＋１）（ｍ’はそうした基の中の炭素原子の総数である）までの範囲の数の−ＯＲ’、＝Ｏ、＝ＮＲ’、＝Ｎ−ＯＲ’、−ＮＲ’Ｒ’’、−ＳＲ’、−ハロゲン、−ＳｉＲ’Ｒ’’Ｒ’’’、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ’、−Ｃ（Ｏ）Ｒ’、−ＣＯ２Ｒ’、−ＣＯＮＲ’Ｒ’’、−ＯＣ（Ｏ）ＮＲ’Ｒ’’、−ＮＲ’’Ｃ（Ｏ）Ｒ’、−ＮＲ’−Ｃ（Ｏ）ＮＲ’’Ｒ’’’、−ＮＲ’’Ｃ（Ｏ）２Ｒ’、−ＮＨ−Ｃ（ＮＨ２）＝ＮＨ、−ＮＲ’Ｃ（ＮＨ２）＝ＮＨ、−ＮＨ−Ｃ（ＮＨ２）＝ＮＲ’、−Ｓ（Ｏ）Ｒ’、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ’、−Ｓ（Ｏ）２ＮＲ’Ｒ’’、−ＣＮおよび−ＮＯ２から選択することができる。Ｒ’、Ｒ’’およびＲ’’’は、それぞれ独立に、水素、非置換（Ｃ１〜Ｃ８）アルキルおよびヘテロアルキル、非置換アリール、アルコキシもしくはチオアルコキシ基またはアリール−（Ｃ１〜Ｃ４）アルキル基を指す。Ｒ’およびＲ’’が同じ窒素原子と結合している場合、それらは、その窒素原子と一緒になって５−、６−または７−員環を形成することができる。例えば、−ＮＲ’Ｒ’’は１−ピロリジニルおよび４−モルホリニルを含むことを意味する。置換基の上記考察から、当業者は、「アルキル」という用語は、ハロアルキル（例えば、−ＣＦ３および−ＣＨ２ＣＦ３）およびアシル（例えば、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ３、−Ｃ（Ｏ）ＣＦ３、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２ＯＣＨ３など）などの基を含むことを意味することを理解されよう。
コード化発色団ポリマー粒子の光学特性
本開示のある特定の態様は、コード化プラットホームとして使用するのに適した発色団ポリマー粒子を提供する。一部の態様では、本開示は、本明細書で「コード化発色団ポリマー粒子」または「コード化ポリマー粒子」とも称される、光学的コード化および／または生体分子コード化の能力を有する発色団ポリマー粒子を提供する。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、その粒子が、異なるコードを有する粒子から光学的に識別されるようにする、本明細書で「光学的コード」または「光学的コード化」とも称される光学的に検出可能なコードを有する。様々な種類の光学的コード化スキームが、本明細書に記載するコード化発色団ポリマー粒子で使用するのに適している。ある特定の態様では、光学的に検出可能なコードは、例えば、そのポリマー粒子の所定の発光スペクトル（例えば、発光波長、発光強度）、そのポリマー粒子の所定の発光寿命、所定の発光速度、所定の吸収波長またはその組合せなどのポリマー粒子の１つまたは複数の光学特性を含む。したがって、対応するコードを決定するために、その光学特性を測定することによってコード化発色団ポリマー粒子を、独特に特定することができる。
本開示の種々の態様では、光学的に検出可能なコードは、コード化発色団ポリマー粒子の発色団によって定義される。コード化発色団ポリマー粒子は、適切な任意の数および組合せの、本明細書で提供する種々の発色団組成物を含むことができる。例えば、本開示で使用するのに適した例示的な発色団には、これらに限定されないが、本明細書にさらに記載するような、発色団ポリマー（例えば、狭帯域発色団ポリマーなどの、粒子のポリマーマトリクスを形成する１つまたは複数の発色団ポリマー）、ランタニド発色団（例えば、ランタニドイオン、ランタニド錯体、ランタニドナノ粒子または他のランタニド材料）または発色団色素（例えば、蛍光性色素、発光性色素）が含まれる。
一部の態様では、その発色団ポリマーがポリマーマトリクスとして使用されるという独特な特徴のため、本開示は、その粒子全体が発色団（例えば、蛍光性および／または発光性材料、例えば発色団ポリマー、ランタニド発色団または発色団色素）を含む、コード化のための発色団粒子を提供する。一部の態様では、各粒子の質量の最大で９０％が発色団を含む。一部の態様では、各粒子の質量の最大で８０％が発色団を含む。一部の態様では、各粒子の質量の最大で７０％が発色団を含む。一部の態様では、各粒子の質量の最大で６０％が発色団を含む。一部の態様では、各粒子の質量の最大で５０％が発色団を含む。一部の態様では、各粒子の質量の最大で４０％が発色団を含む。一部の態様では、各粒子の質量の最大で３０％が発色団を含む。一部の態様では、各粒子の質量の最大で２０％が発色団を含む。一部の態様では、各粒子の質量の最大で１０％が発色団を含む。一部の態様では、そのコード化発色団ポリマー粒子は複数の明確に区別できる発色団を含み、複数の明確に区別できる発色団の合わせた質量は、ポリマー粒子の全質量の１％〜９９％、１０％〜９９％、２０％〜９９％、３０％〜９９％、４０％〜９９％または５０％〜９９％である。ある特定の態様では、発色団は、発色団ポリマー単独であってよい。他の態様では、その発色団は他の発色団の種類、例えばランタニドイオン、ランタニド錯体、ランタニドナノ粒子などのランタニド材料、蛍光性色素などの発色団色素、またはその組合せと物理的にブレンドされている、または化学的に架橋されている発色団ポリマーを含むことができる。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、光学的に検出可能なコードを定義するために使用される、１つまたは複数の明確に区別できる発色団（例えば、異なる構造、組成および／または特性を有する発色団）を含む。コード化発色団ポリマー粒子は、任意の適切な数および組合せの、明確に区別できる発色団の種類、例えば、ただ１つのみの明確に区別できる発色団、２つまたはそれ超の明確に区別できる発色団、３つまたはそれ超の明確に区別できる発色団、４つまたはそれ超の明確に区別できる発色団、５つまたはそれ超の明確に区別できる発色団、６つまたはそれ超の明確に区別できる発色団、７つまたはそれ超の明確に区別できる発色団、８つまたはそれ超の明確に区別できる発色団、９つまたはそれ超の明確に区別できる発色団、１０またはそれ超の明確に区別できる発色団、２０またはそれ超の明確に区別できる発色団、５０またはそれ超の明確に区別できる発色団、あるいは１００またはそれ超の明確に区別できる発色団を含むことができる。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、複数の明確に区別できる発色団中の明確に区別できる発色団のいずれかの間の固定質量比、例えば２つまたはそれ超の明確に区別できる発色団、３つまたはそれ超の明確に区別できる発色団、４つまたはそれ超の明確に区別できる発色団、５つまたはそれ超の明確に区別できる発色団、６つまたはそれ超の明確に区別できる発色団、７つまたはそれ超の明確に区別できる発色団、８つまたはそれ超の明確に区別できる発色団、９つまたはそれ超の明確に区別できる発色団、１０またはそれ超の明確に区別できる発色団、２０またはそれ超の明確に区別できる発色団、５０またはそれ超の明確に区別できる発色団あるいは１００またはそれ超の明確に区別できる発色団の間の固定質量比を含む。
ある特定の態様では、明確に区別できる発色団は、互いに識別可能な１つまたは複数の光学特性（例えば、発光スペクトル、発光強度、発光波長、発光寿命、発光速度、吸収波長等）を有する。例えば、コード化発色団ポリマー粒子は、ポリマーマトリクス（例えば、少なくとも１つの発色団ポリマーから形成される）およびポリマーマトリクスの光学特性と識別可能な光学特性を有する１つまたは複数の発色団（例えば、ランタニド発色団）を含むことができる。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、互いに識別可能である発光スペクトルを有する２つもしくはそれ超、３つもしくはそれ超、４つもしくはそれ超、５つもしくはそれ超、６つもしくはそれ超、７つもしくはそれ超、８つもしくはそれ超、９つもしくはそれ超、または１０もしくはそれ超の明確に区別できる発色団を含む。一部の態様では、そのコード化発色団ポリマー粒子は、互いに識別可能な発光強度を有する２つもしくはそれ超、３つもしくはそれ超、４つもしくはそれ超、５つもしくはそれ超、６つもしくはそれ超、７つもしくはそれ超、８つもしくはそれ超、９つもしくはそれ超、または１０もしくはそれ超の明確に区別できる発色団を含む。一部の態様では、そのコード化発色団ポリマー粒子は、互いに識別可能な発光波長を有する２つもしくはそれ超、３つもしくはそれ超、４つもしくはそれ超、５つもしくはそれ超、６つもしくはそれ超、７つもしくはそれ超、８つもしくはそれ超、９つもしくはそれ超、または１０もしくはそれ超の明確に区別できる発色団を含む。一部の態様では、そのコード化発色団ポリマー粒子は、互いに識別可能な発光寿命を有する２つもしくはそれ超、３つもしくはそれ超、４つもしくはそれ超、５つもしくはそれ超、６つもしくはそれ超、７つもしくはそれ超、８つもしくはそれ超、９つもしくはそれ超、または１０もしくはそれ超の明確に区別できる発色団を含む。
ある特定の態様では、明確に区別できる発色団は、独立にまたは半独立に制御可能な１つまたは複数の光学特性（例えば、発光スペクトル、発光強度、発光波長、発光寿命等）を有する。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、独立にまたは半独立に制御可能な発光スペクトルを有する、２つもしくはそれ超、３つもしくはそれ超、４つもしくはそれ超、５つもしくはそれ超、６つもしくはそれ超、７つもしくはそれ超、８つもしくはそれ超、９つもしくはそれ超、または１０もしくはそれ超の明確に区別できる発色団を含む。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、独立にまたは半独立に制御可能な発光強度を有する、２つもしくはそれ超、３つもしくはそれ超、４つもしくはそれ超、５つもしくはそれ超、６つもしくはそれ超、７つもしくはそれ超、８つもしくはそれ超、９つもしくはそれ超、または１０もしくはそれ超の明確に区別できる発色団を含む。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、独立にまたは半独立に制御可能な発光波長を有する、２つもしくはそれ超、３つもしくはそれ超、４つもしくはそれ超、５つもしくはそれ超、６つもしくはそれ超、７つもしくはそれ超、８つもしくはそれ超、９つもしくはそれ超、または１０もしくはそれ超の明確に区別できる発色団を含む。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、独立にまたは半独立に制御可能な発光寿命を有する、２つもしくはそれ超、３つもしくはそれ超、４つもしくはそれ超、５つもしくはそれ超、６つもしくはそれ超、７つもしくはそれ超、８つもしくはそれ超、９つもしくはそれ超、または１０もしくはそれ超の明確に区別できる発色団を含む。
ある特定の態様では、本明細書で「光学的コード化パラメーター」と称することができる発色団の種々の光学特性は、複数の明確に区別できる光学的コード（例えば、光学的に互いに識別可能な光学的コード）を可能にするように調節可能である。本明細書にさらに記載するように、発色団の調節可能な光学的コード化パラメーターは、発色団の１つまたは複数の光学特性、例えば発光ピーク強度、発光ピーク波長、発光寿命、発光速度、吸収ピーク波長またはその組合せを含むことができる。ある特定の態様では、それぞれの明確に区別できる発色団のための調節可能な光学的コード化パラメーターは、そのポリマー粒子についての定義された光学的に検出可能なコードを提供するために、予め定められている（例えば、発色団の構造および／または組成にもとづいて予め定められている値、プロファイル、特徴等を有する）。
調節可能な光学的コード化パラメーターの種々の数および組合せが、本明細書に記載するアプローチで使用するのに適している。一部の態様では、発色団の１組の調節可能な光学的コード化パラメーターは、単一の調節可能な光学的コード化パラメーターを含む。他の態様では、１組の調節可能な光学的コード化パラメーターは、少なくとも２つの独特な調節可能な光学的コード化パラメーター、少なくとも３つの独特な調節可能な光学的コード化パラメーター、少なくとも４つの独特な調節可能な光学的コード化パラメーター、少なくとも５つの独特な調節可能な光学的コード化パラメーター、少なくとも６つの独特な調節可能な光学的コード化パラメーター、少なくとも７つの独特な調節可能な光学的コード化パラメーター、少なくとも８つの独特な調節可能な光学的コード化パラメーター、少なくとも９つの独特な調節可能な光学的コード化パラメーター、少なくとも１０の独特な調節可能な光学的コード化パラメーター、少なくとも２０の独特な調節可能な光学的コード化パラメーター、少なくとも５０の独特な調節可能な光学的コード化パラメーターまたは少なくとも１００の独特な調節可能な光学的コード化パラメーターを含む。
ある特定の態様では、それぞれの明確に区別できる発色団は１組の調節可能な光学的コード化パラメーターに関係しており、少なくともいくつかの組の調節可能な光学的コード化パラメーターは、独立にまたは半独立に調節またはモジュレート可能である。一部の態様では、「独立に調節された」は、１つの調節可能な光学的コード化パラメーターが別の調節可能な光学的コード化パラメーターによって影響を受けない（例えば、１組の発光ピークが別の組の発光ピークによって影響を受けない）ことを意味する。一部の態様では、「半独立に調節された」は、１つの調節可能な光学的コード化パラメーターが別の調節可能な光学的コード化パラメーターによって影響を受け得る（例えば、１組の発光ピークが別の組の発光ピークによって影響を受け得る）ことを意味する。「半独立に調節された」光学的コード化パラメーターの例には、エネルギー移動が、そのポリマー粒子が供与体分子および受容体分子を含むポリマー粒子の発光強度を調整し調節するために使用される場合（例えば、以下で示す実施例７）が含まれる。例えば、一部の態様では、２つまたはそれ超の明確に区別できる発色団、３つまたはそれ超の明確に区別できる発色団、４つまたはそれ超の明確に区別できる発色団、５つまたはそれ超の明確に区別できる発色団、６つまたはそれ超の明確に区別できる発色団、７つまたはそれ超の明確に区別できる発色団、８つまたはそれ超の明確に区別できる発色団、９つまたはそれ超の明確に区別できる発色団、１０またはそれ超の明確に区別できる発色団、２０またはそれ超の明確に区別できる発色団、５０またはそれ超の明確に区別できる発色団あるいは１００またはそれ超の明確に区別できる発色団の複数組の調節可能な光学的コード化パラメーターは、独立にまたは半独立に調節またはモジュレート可能である。
コード化発色団ポリマー粒子の光学的に検出可能なコードは、任意の適切な数および組合せの、調節可能な光学的コード化パラメーターをもとにして定義することができる。一部の態様では、光学的に検出可能なコードは、単一の調節可能な光学的コード化パラメーター（例えば、発光ピーク波長のみ（「波長コード化」）、発光ピーク強度のみ（「強度コード化」）、発光寿命のみ（「寿命コード化」）等）によって定義される。他の態様では、光学的に検出可能なコードは、２つの調節可能な光学的コード化パラメーター（例えば、発光ピーク波長と発光ピーク強度（「波長−強度コード化」）、発光ピーク波長と発光寿命（「波長−寿命コード化」）、発光ピーク強度と発光寿命（「強度−寿命コード化」））によって定義される。代替の態様では、光学的に検出可能なコードは、３つの調節可能な光学的コード化パラメーター（例えば、発光ピーク波長、発光ピーク強度および発光寿命（「波長−強度−寿命コード化」）によって定義される。一部の態様では、光学的に検出可能なコードは、４つの調節可能な光学的コード化パラメーター、５つの調節可能な光学的コード化パラメーター、６つの調節可能な光学的コード化パラメーター、７つの調節可能な光学的コード化パラメーター、８つの調節可能な光学的コード化パラメーター、９つの調節可能な光学的コード化パラメーター、１０の調節可能な光学的コード化パラメーター、または１０超の調節可能な光学的コード化パラメーターによって定義される。
ある特定の態様では、光学的に検出可能なコードは、コード化発色団ポリマー粒子の所定の１組の発光ピークを含む。一部の態様では、コード化発色団粒子の化学組成および構造は、ポリマー粒子のための少なくとも２組の発光ピークを得るために調節される、少なくとも２つの明確に区別できる発色団（例えば、少なくとも１つの種類の発色団ポリマーおよび１つの種類のランタニド発色団、少なくとも１つの種類の発色団ポリマーおよび１つの種類の蛍光性色素）を含む。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、発色団の対応する数を調節することによってもたらされる、少なくとも２組、少なくとも３組、少なくとも４組、少なくとも５組、少なくとも６組、少なくとも７組、少なくとも８組、少なくとも９組または少なくとも１０組の発光ピークを有する。
好ましい一態様では、発色団ポリマー粒子は、任意の２つの隣接する発光ピークがスペクトルの重複をもたない、複数組、例えば２〜１０組の十分に分解された発光ピークを有することができる。各発光ピークの強度レベルは、粒子組成および／またはポリマー構造を調整することによって、独立に調節することができる。しかし、ある特定の態様では、発色団ポリマー粒子は、複数の発光ピークを有することができ、隣接する２つの発光ピークの間にいくつかのスペクトルの重複があってよい。一部の態様では、その重複面積は２つの隣接ピークのいずれか１つの総合面積の１％未満である。一部の態様では、重複面積は２つの隣接ピークのいずれか１つの総合面積の５％未満である。一部の態様では、重複面積は２つの隣接ピークのいずれか１つの総合面積の１０％未満である。一部の態様では、重複面積は２つの隣接ピークのいずれか１つの総合面積の２０％未満である。一部の態様では、重複面積は２つの隣接ピークのいずれか１つの総合面積の３０％未満である。一部の態様では、重複面積は２つの隣接ピークのいずれか１つの総合面積の４０％未満である。
別の好ましい態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、複数組、例えば２〜１０組の発光ピークを有することができ、各ピークは、その粒子中の１つの発色団（例えば、蛍光性種）に由来する。ある特定の態様では、各発光ピークの強度レベルは、例えば粒子組成および／またはポリマー構造を調整することによって、独立に調節することができる。ある特定の態様では、発色団ポリマー粒子は複数の発光ピークを有することができるが、２つまたは２つ超の発光ピークは１つの発色団種に由来することができ、その他の発光ピークは異なる種からのものである。１つの発色団種からの発光ピークの強度レベルは、粒子組成およびポリマー構造を調整することによって、相互に関連付け、調節することができる。
一部の態様では、発色団ポリマー粒子は、１つの波長励起下で、複数組、例えば２〜１０組の発光ピークを示す。一部の態様では、発色団ポリマー粒子は、２つの波長励起下で、複数組の発光ピークを示す。一部の態様では、発色団ポリマー粒子は、３つの波長励起下で、複数組の発光ピークを示す。一部の態様では、発色団ポリマー粒子は、４つまたはそれ超の波長励起下で、複数組の発光ピークを示す。しかし、各組の発光ピークの発光強度は、粒子組成およびポリマー構造を変えることによって、独立にまたは半独立に調節することができる。例えば、１組の発光ピークまたはピーク（複数）対他のピークのいずれかとの相対強度を、独立にまたは半独立に変更することができる。
ある特定の態様では、コード化発色団ポリマー粒子のその１組の（the set of）発光ピークの発光強度および／または発光波長をモジュレートし、それによって、ピーク波長および／または強度をもとにしたコード化を可能にすることができる。例えば、一部の態様では、波長コード化スキームは、コード化発色団ポリマー粒子の発光ピークの発光波長を変えることによって定義される複数の光学的に検出可能なコードを提供する。ポリマー粒子の発光波長は、ＵＶ領域から近赤外領域まで変化させることができる。一部の態様では、ポリマー粒子の各組の発光ピークまたはピーク（複数）の発光波長は、独立にまたは半独立にモジュレートされ得る。この粒子の各組の発光ピークまたはピーク（複数）の発光強度は、独立にまたは半独立に調節し調整することができる。一部の態様では、発色団ポリマー粒子は、それらの波長を独立にまたは半独立に調節することができる２組の発光ピークを含む。一部の態様では、発色団ポリマー粒子は、それらの波長を独立にまたは半独立に調節することができる３組の発光ピークを含む。一部の態様では、発色団ポリマー粒子は、それらの波長を独立にまたは半独立に調節することができる４組の発光ピークを含む。一部の態様では、発色団ポリマー粒子は、それらの波長を独立にまたは半独立に調節することができる５組の発光ピークを含む。一部の態様では、発色団ポリマー粒子は、それらの波長を独立にまたは半独立に調節することができる６組の発光ピークを含む。一部の態様では、発色団ポリマー粒子は、それらの波長を独立にまたは半独立に調節することができる６組超の発光ピークを含む。一部の態様では、発色団ポリマー粒子は、それらの波長を独立にまたは半独立に調節することができる最大で１０組の発光ピークを含む。一部の態様では、発色団ポリマー粒子は、それらの波長を独立にまたは半独立に調節することができる１０組超の発光ピークを含む。
一部の態様では、強度コード化スキームは、コード化発色団ポリマー粒子の発光ピークの発光強度レベルを変えることによって定義される複数の光学的に検出可能なコードを提供する。一部の態様では、発色団ポリマー粒子は、それらの強度レベルを独立にまたは半独立に調節することができる２組の発光ピークを含む。一部の態様では、発色団ポリマー粒子は、それらの強度レベルを独立にまたは半独立に調節することができる３組の発光ピークを含む。一部の態様では、発色団ポリマー粒子は、それらの強度レベルを独立にまたは半独立に調節することができる４組の発光ピークを含む。一部の態様では、発色団ポリマー粒子は、それらの強度レベルを独立にまたは半独立に調節することができる５組の発光ピークを含む。一部の態様では、発色団ポリマー粒子は、それらの強度レベルを独立にまたは半独立に調節することができる６組の発光ピークを含む。一部の態様では、発色団ポリマー粒子は、それらの強度レベルを独立にまたは半独立に調節することができる６組超の発光ピークを含む。一部の態様では、発色団ポリマー粒子は、それらの強度レベルを独立にまたは半独立に調節することができる最大で１０組の発光ピークを含む。一部の態様では、発色団ポリマー粒子は、それらの強度レベルを独立にまたは半独立に調節することができる１０組超の発光ピークを含む。
一部の態様では、波長−強度コード化スキームは、コード化発色団ポリマー粒子の発光ピークの発光波長および発光強度レベルを変えることによって複数の光学的に検出可能なコードを提供する。波長−強度コード化スキームは、本明細書で提供する波長コード化スキームおよび強度コード化スキームの適切な任意の組合せであってよい。
一部の態様では、本開示は、寿命コード化の能力がある、例えばポリマー粒子の発光寿命をもとにして定義される光学的に検出可能なコードを有するコード化発色団ポリマー粒子を提供する。一部の態様では、蛍光寿命は、光子を放出する前に、その分子（またはその粒子）がその励起状態に留まる平均時間と定義される。蛍光寿命は、フルオロフォアの単一指数崩壊関数の時定数または複数指数崩壊関数の平均時定数から実験的に決定することができる。ある特定の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、波長−強度−寿命多重化としても公知の波長−強度−寿命コード化の能力を有する。色および強度コード化は、スペクトルの重複およびバックグラウンド干渉によって制限を受ける可能性があるので、寿命コード化は、追加的なコード化寸法を提供する。識別可能な寿命コードは、コード化発色団ポリマー粒子の組成を変えることによってを作り出すことができる。各単一色発光バンドについて、多数のコード化発色団ポリマー粒子を作り出し、それを、１０ピコ秒〜１ミリ秒の範囲の明確に区別できる寿命を有する寿命コードとして使用することができる。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は複数組、例えば２〜１０組の発光ピークを有し、各組の発光ピークまたはピーク（複数）は、他とは異なる蛍光または発光寿命を有する。寿命は１０ピコ秒〜１ミリ秒で変化させることができる。一部の態様では、寿命は、１０ピコ秒〜１００ピコ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１００ピコ秒〜１ナノ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１ナノ秒〜１０ナノ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１０ナノ秒〜１００ナノ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１００ナノ秒〜１マイクロ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１マイクロ秒〜１０マイクロ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１０マイクロ秒〜１００マイクロ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１００マイクロ秒〜１ミリ秒で変化する。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、１０ピコ秒〜１ミリ秒の範囲の明確に区別できる寿命を有する少なくとも１つの種類の発色団ポリマーを含むことができる。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、その発色団ポリマーかまたは色素分子が１０ピコ秒〜１ミリ秒の範囲の明確に区別できる寿命を有する、少なくとも１つの種類の発色団ポリマーおよび少なくとも１つの種類の色素分子を含むことができる。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、その発色団ポリマーかまたは色素分子が１０ピコ秒〜１ミリ秒の範囲の明確に区別できる寿命を有する、少なくとも１つの種類の発色団ポリマーおよび少なくとも２つの種類の色素分子を含むことができる。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、その発色団ポリマーかまたはランタニド材料が１０ピコ秒〜１ミリ秒の範囲の明確に区別できる寿命を有する、少なくとも１つの種類の発色団ポリマーおよび少なくとも１つの種類のランタニド材料（例えば、ランタニド発色団）を含むことができる。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、少なくとも１つの種類の発色団ポリマー、少なくとも１つの種類の色素分子および少なくとも１つの種類のランタニド材料を含むことができる。発色団ポリマー、色素分子およびランタニド材料のいずれも、１０ピコ秒〜１ミリ秒の範囲の明確に区別できる寿命を有することができる。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、寿命コード化のための少なくとも１つの種類の発色団ポリマーを含むことができる。コード化発色団ポリマー粒子の寿命を調節するために、モノマー構造、モノマー種および濃度を変えることができる。コード化発色団ポリマー粒子は、複数の発光色を作り出すために２つまたはそれ超の種類の発色団ポリマーを含むことができ、各発光色は、寿命コードを作製するために独立に使用することができる。発色団ポリマー間のエネルギー移動を、コード化発色団ポリマー粒子の寿命を調節するために使用することができる。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、寿命コード化のための少なくとも１つの種類の発色団ポリマーおよび少なくとも１つの種類の発色団色素を含むことができる。ポリマーの発光かまたは色素の発光を独立に使用して、１０ピコ秒〜１ミリ秒の範囲の寿命コードを作製することができる。発色団ポリマーと色素分子の間のエネルギー移動を使用して、コード化発色団ポリマー粒子の寿命を調節することができる。色素分子は、発色団ポリマーと物理的に会合していても（associated）、また化学的に結合してもよい。色素およびポリマーの構造、組成および濃度は、コード化発色団ポリマー粒子の寿命を調節するために変えることができる。コード化発色団ポリマー粒子は、複数の発光色を作り出すために２つまたはそれ超の種類の色素分子を含むことができ、各発光色を独立に使用して、寿命コードを作製することができる。
各単一色発光バンドのために、いくつかの発色団ポリマー粒子を作り出し、１０ピコ秒〜１ミリ秒の範囲の明確に区別できる寿命を有する寿命コードとして使用することができる。一部の態様では、寿命は、１０ピコ秒〜１００ピコ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１００ピコ秒〜１ナノ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１ナノ秒〜１０ナノ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１０ナノ秒〜１００ナノ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１００ナノ秒〜１マイクロ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１マイクロ秒〜１０マイクロ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１０マイクロ秒〜１００マイクロ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１００マイクロ秒〜１ミリ秒で変化する。実施例５は、色素ドープ発色団ポリマー粒子を、いくつかの寿命コードを作製するために使用できることを示している。
さらに別の態様では、本開示は、制御された粒子間エネルギー移動を有するコード化発色団ポリマー粒子を提供する。各粒子は、異なる蛍光性または発光性材料からの複数組の発光ピークを有するので、一部の態様では、各ピークまたは１組のピークの強度レベルを調節できるように、粒子間エネルギー移動を制御することが望ましい。一部の態様では、粒子間エネルギー移動は完全に阻止され、その結果、各組の発光ピークを独立に調節することができる。一部の態様では、粒子間エネルギー移動は、異なる発光色および強度レベルを作製するのを部分的に可能にする。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子の２つまたはそれ超の明確に区別できる発色団の間に、５０％未満、４０％未満、３０％未満、２０％未満、１０％未満、５％未満、４％未満、３％未満、２％未満または１％未満のエネルギー移動が存在する。一部の態様では、コード化された発色団ポリマー粒子の２つまたはそれ超の明確に区別できる発色団の間で、エネルギー移動は実質的に存在しない。一部の態様では、存在する発色団のいずれかの間で５０％未満のエネルギー移動が存在する。一部の態様では、存在する発色団のいずれかの間で４０％未満のエネルギー移動が存在する。一部の態様では、存在する発色団のいずれかの間で３０％未満のエネルギー移動が存在する。一部の態様では、存在する発色団のいずれかの間で２０％未満のエネルギー移動が存在する。一部の態様では、存在する発色団のいずれかの間で１０％未満のエネルギー移動が存在する。一部の態様では、存在する発色団のいずれかの間で５％未満のエネルギー移動が存在する。一部の態様では、存在する発色団のいずれかの間で４％未満のエネルギー移動が存在する。一部の態様では、存在する発色団のいずれかの間で３％未満のエネルギー移動が存在する。一部の態様では、存在する発色団のいずれかの間で２％未満のエネルギー移動が存在する。一部の態様では、存在する発色団のいずれかの間で１％未満のエネルギー移動が存在する。一部の態様では、存在する発色団のいずれかの間でエネルギー移動は実質的に存在しない。一部の態様では、存在する発色団のいずれかの間で検出可能なエネルギー移動は存在しない。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、生体分子コード化のための少なくとも１つの種類の発色団ポリマーを含む。コード化発色団ポリマー粒子は、１つまたは複数の種類の共役ポリマー（例えば、半導体ポリマー）を含むことができる。コード化発色団ポリマー粒子は、少なくとも２組の発光ピークを有する。ポリマー粒子の発光波長は、ＵＶ領域から近赤外領域まで変動することができる。その粒子の各組の発光ピークまたはピーク（複数）の発光強度は、独立にまたは半独立に調節し調整することができる。例示的な発色団ポリマー組成物を本明細書にさらに記載する。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は；一方の組の発光ピークがエネルギー供与体からのものであり、他方の組の発光ピークがエネルギー受容体からのものであり、それらの強度レベルをエネルギー移動によって半独立に調節することができる、２組の発光ピークを含む。一部の態様では、供与体の発光強度は、その受容体のものより大きい。一部の態様では、供与体の発光強度は、その受容体のものより小さい。
ある特定の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、それらの安定性によって特徴付けることができる。光学特性（例えば、発光スペクトル、発光バンド幅、蛍光または発光量子収率、蛍光または発光寿命、特定の波長での発光強度）は、１日間、または１週間、または２週間、または１カ月間、または２カ月間、または３カ月間、または６カ月間、または１年間にわたってまたはそれより長く安定である。安定な蛍光または発光量子収率は、その粒子の蛍光または発光量子収率が、５％超、または１０％超、または２０％超、または５０％超、あるいはそれ超変化しないことを意味する。安定な発光スペクトルとは、他の発光ピークに対する各ピークの強度比が、５％超、または１０％超、または２０％超、または５０％超、あるいはそれ超変化しないことを意味する。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、以下の特徴：（１）最小限（miminal）のスペクトル重複を有する複数組、例えば２〜１０組の十分に分解された発光ピーク；（２）各組の発光ピークの強度レベルが、粒子組成およびポリマー構造を調整することによって調節されること；（３）５％超、好ましくは１０％超、好ましくは２０％超、３０％超、４０％超、５０％超、６０％超、７０％超、８０％超または９０％超の高い蛍光または発光量子収率；（３）各組の発光ピークが他とは異なる蛍光または発光寿命を有すること；（４）少なくとも２週間、好ましくは１カ月間、２カ月間、３カ月間、６カ月間、１年間にわたってまたはそれより長く、高い安定性を有することの一部またはすべてを有する。
本明細書にさらに記載するように、コード化発色団ポリマー粒子は、ポリマーおよびランタニド材料（ランタニドイオン、ランタニド錯体またはランタニドナノ粒子）の組成を変えることによって独立にまたは半独立に調節されるそれらの発光強度を有する複数組の発光ピークを示す。一部の態様では、全粒子質量に対するランタニド材料の質量濃度は１０％超である。一部の態様では、ランタニド材料の質量濃度は２０％超である。一部の態様では、ランタニド材料の質量濃度は３０％超である。一部の態様では、ランタニド材料の質量濃度は４０％超である。一部の態様では、ランタニド材料の質量濃度は５０％超である。一部の態様では、ランタニド材料の質量濃度は６０％超である。一部の態様では、ランタニド材料の質量濃度は７０％超である。一部の態様では、ランタニド材料の質量濃度は８０％超である。一部の態様では、ランタニド材料の質量濃度は９０％超である。
一部の態様では、１つまたは複数のランタニド発色団の発光ピークは、ポリマーマトリクスの発光ピークより短い波長を有する。一部の態様では、１つまたは複数のランタニド発色団の発光ピークは、ポリマーマトリクスの発光ピークより長い波長を有する。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、ポリマーおよびランタニド材料（ランタニドイオン、ランタニド錯体またはランタニドナノ粒子）の組成を変えることによって独立にまたは半独立に調節されるそれらの発光寿命（例えば、蛍光または発光発光寿命）を有する複数組の発光ピークを示す。各組の発光ピークまたはピーク（複数）は、他とは異なる発光寿命を有する。寿命は、１０ピコ秒〜１ミリ秒で変化することができる。一部の態様では、寿命は、１０ピコ秒〜１００ピコ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１００ピコ秒〜１ナノ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１ナノ秒〜１０ナノ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１０ナノ秒〜１００ナノ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１００ナノ秒〜１マイクロ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１マイクロ秒〜１０マイクロ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１０マイクロ秒〜１００マイクロ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１００マイクロ秒〜１ミリ秒で変化する。これらの特性をもとにして、コード化発色団ポリマー粒子を、波長−強度−寿命コード化のために使用することができる。例えば、時間ゲート検出または画像化を用いて、発色団ポリマーの蛍光をランタニドの発光から分離することができる。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、寿命コード化のための少なくとも１つの種類の発色団ポリマーおよび少なくとも１つの種類のランタニド材料を含むことができる。ランタニド材料には、ランタニド錯体、ランタニドイオンおよびランタニドナノ粒子が含まれる。ポリマーの発光かまたはランタニドの発光を、１０ピコ秒〜１ミリ秒の範囲の寿命コードを作製するために、独立に使用することができる。発色団ポリマーとランタニド材料の間のエネルギー移動を、コード化発色団ポリマー粒子の寿命を調節するために使用することができる。異なるランタニドイオン間のエネルギー移動を、コード化発色団ポリマー粒子の寿命を調節するために使用することもできる。ランタニドナノ粒子内部のエネルギー移動を、コード化発色団ポリマー粒子の寿命を調節するために使用することもできる。ランタニド材料は、発色団ポリマーと物理的に会合していても、また化学的に結合してもよい。コード化発色団ポリマー粒子の寿命を調節するために、ランタニド材料およびポリマーの構造、組成および濃度を変えることができる。コード化発色団ポリマー粒子は、複数の発光色を作り出すために２つまたはそれ超の種類のランタニド材料を含むことができ、各発光色を、寿命コードを作製するために独立に使用することができる。各単一色発光バンドについて、いくつかの発色団ポリマー粒子を作り出し、１０ピコ秒〜１ミリ秒の範囲の明確に区別できる寿命を有する寿命コードとして使用することができる。
一部の態様では、寿命は、１０ピコ秒〜１００ピコ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１００ピコ秒〜１ナノ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１ナノ秒〜１０ナノ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１０ナノ秒〜１００ナノ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１００ナノ秒〜１マイクロ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１マイクロ秒〜１０マイクロ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１０マイクロ秒〜１００マイクロ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１００マイクロ秒〜１ミリ秒で変化する。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、寿命コード化のための、少なくとも１つの種類の発色団ポリマー、少なくとも１つの種類の色素分子および少なくとも１つの種類のランタニド材料を含むことができる。ランタニド材料には、ランタニド錯体、ランタニドイオンおよびランタニドナノ粒子が含まれる。ポリマーの発光かまたは色素の発光かまたはランタニドの発光を、１０ピコ秒〜１ミリ秒の範囲の寿命コードを作製するために独立に使用することができる。発色団ポリマーとランタニド材料の間のエネルギー移動を、コード化発色団ポリマー粒子の寿命を調節するために使用することができる。そのポリマーと色素の間のエネルギー移動を、コード化発色団ポリマー粒子の寿命を調節するために使用することもできる。ランタニド材料と色素の間のエネルギー移動を、コード化発色団ポリマー粒子の寿命を調節するために使用することもできる。ランタニドナノ粒子内部のエネルギー移動を、コード化発色団ポリマー粒子の寿命を調節するために使用することもできる。色素分子、ランタニド材料および発色団ポリマーは、互いに物理的に会合していても、また化学的に結合してもよい。コード化発色団ポリマー粒子の寿命を調節するために、ポリマー、色素およびランタニド材料の構造、組成および濃度を変えることができる。コード化発色団ポリマー粒子は、複数の発光色を作り出すために、２つまたはそれ超の種類のランタニド材料および２つまたはそれ超の種類の色素を含むことができ、各発光色を、寿命コードを作製するために独立に使用することができる。
各単一色発光バンドについて、いくつかの発色団ポリマー粒子を作り出し、１０ピコ秒〜１ミリ秒の範囲の明確に区別できる寿命を有する寿命コードとして使用することができる。一部の態様では、寿命は、１０ピコ秒〜１００ピコ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１００ピコ秒〜１ナノ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１ナノ秒〜１０ナノ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１０ナノ秒〜１００ナノ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１００ナノ秒〜１マイクロ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１マイクロ秒〜１０マイクロ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１０マイクロ秒〜１００マイクロ秒で変化する。一部の態様では、寿命は、１００マイクロ秒〜１ミリ秒で変化する。実施例６は、色素分子およびランタニド錯体を含むコード化発色団ポリマー粒子を、いくつかの寿命コードを作製するために使用できることを示している。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子の他の調節可能な光学特性を、光学的コード化のための基礎として使用することができる。例えば、光学的に検出可能なコードは、ポリマー粒子の全体的な蛍光または発光量子収率をもとにすることができる。所与の励起波長でのコード化発色団ポリマー粒子の全体的な蛍光または発光量子収率は、１００％〜１％で変動し得る。一部の態様では、量子収率は約９０％超である。一部の態様では、量子収率は約８０％超である。一部の態様では、量子収率は約７０％超である。一部の態様では、量子収率は約６０％超である。一部の態様では、量子収率は約５０％超である。一部の態様では、量子収率は約４０％超である。一部の態様では、量子収率は約３０％超である。一部の態様では、量子収率は約２０％超である。一部の態様では、量子収率は約１０％超である。一部の態様では、量子収率は約５％超である。一部の態様では、量子収率は約１％超である。
他の態様では、光学的に検出可能なコードは、コード化発色団ポリマー粒子の発色団の発光速度をもとにすることができる。ある特定の態様では、発色団の発光速度は、約１０ピコ秒〜約１００ピコ秒、約１００ピコ秒〜約１ナノ秒、約１ナノ秒〜約１０ナノ秒または約１０ナノ秒〜約１００ナノ秒の範囲である。
他の態様では、光学的に検出可能なコードは、コード化発色団ポリマー粒子の吸収特性をもとにすることができる。吸収ピークは、ＵＶ領域から近赤外領域へシフトさせることができる。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は１つの吸収ピークを有する。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は２つの吸収ピークを有する。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は３つの吸収ピークを有する。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は３つ超の吸収ピークを有する。コード化発色団ポリマー粒子の吸収ピークは、特定のレーザー波長に調節することができる。一部の態様では、例えば、吸収ピークはおよそ２６６ナノメートルである。一部の態様では、吸収ピークはおよそ３５５ナノメートルである。一部の態様では、吸収ピークはおよそ４０５ナノメートルである。一部の態様では、吸収ピークはおよそ４５０ナノメートルである。一部の態様では、吸収ピークはおよそ４８８ナノメートルである。一部の態様では、吸収ピークはおよそ５３２ナノメートルである。一部の態様では、吸収ピークはおよそ５６０ナノメートルである。一部の態様では、吸収ピークはおよそ６３５ナノメートルである。一部の態様では、吸収ピークはおよそ６５５ナノメートルである。一部の態様では、吸収ピークはおよそ７００ナノメートルである。一部の態様では、吸収ピークはおよそ７５０ナノメートルである。一部の態様では、吸収ピークはおよそ８００ナノメートルである。一部の態様では、吸収ピークはおよそ９００ナノメートルである。一部の態様では、吸収ピークはおよそ９８０ナノメートルである。一部の態様では、吸収ピークはおよそ１０６４ナノメートルである。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、約２００ナノメートル〜約３００ナノメートルの間に吸収ピークを有する。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、約３００ナノメートル〜約４００ナノメートルの間に吸収ピークを有する。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、約４００ナノメートル〜約５００ナノメートルの間に吸収ピークを有する。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、約５００ナノメートル〜約６００ナノメートルの間に吸収ピークを有する。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、約６００ナノメートル〜約７００ナノメートルの間に吸収ピークを有する。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、約７００ナノメートル〜約８００ナノメートルの間に吸収ピークを有する。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、約８００ナノメートル〜約９００ナノメートルの間に吸収ピークを有する。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、約９００ナノメートル〜約１０００ナノメートルの間に吸収ピークを有する。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、約１０００ナノメートル〜約１１００ナノメートルの間に吸収ピークを有する。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、約１１００ナノメートル〜約１２００ナノメートルの間に吸収ピークを有する。
コード化発色団ポリマー粒子の発色団ポリマー組成物
様々な種類の発色団ポリマー粒子は、本開示の光学的コード化および／または生体分子コード化アプローチのためのプラットホームとして使用するのに適している。発色団ポリマー粒子に関する本明細書でのいずれの記載も、本開示のコード化発色団ポリマー粒子に適用できることを理解すべきである。コード化発色団ポリマー粒子には、これらに限定されないが、均質で均一な組成を有するモノリシック構造のポリマー粒子、または明確に区別できるコアおよびキャップ構造を有するポリマー粒子を含む様々な構成を採用することができる。本明細書で提供するコード化発色団ポリマー粒子は、これらに限定されないが、沈殿による方法、エマルジョン（例えば、ミニまたはミクロエマルジョン）の形成による方法、および、凝結（condensation）による方法を含む、当業界で公知の任意の方法で形成させることができる。本明細書に記載する技術で使用するのに適した発色団ポリマー粒子の例は、例えば、ＰＣＴ出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５６０７９、ＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０７１７６７、ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０５６７６８、ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０２４３００およびＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０６３９１７ならびに米国特許出願番号１３／６８７，８１３に見ることができる。そのそれぞれを参照により本明細書に組み込む。
発色団ポリマーの種類の任意の適切な数および組合せを、本明細書に記載するコード化発色団ポリマー粒子、例えば１つまたは複数の発色団ポリマー、２つまたはそれ超の発色団ポリマー、３つまたはそれ超の発色団ポリマー、４つまたはそれ超の発色団ポリマー、５つまたはそれ超の発色団ポリマー、６つまたはそれ超の発色団ポリマー、７つまたはそれ超の発色団ポリマー、８つまたはそれ超の発色団ポリマー、９つまたはそれ超の発色団ポリマー、１０またはそれ超の発色団ポリマー、５０またはそれ超の発色団ポリマーあるいは１００またはそれ超の発色団ポリマー中に組み込むことができる。全コード化発色団ポリマー粒子質量に対する発色団ポリマーの質量濃度は、１％〜９９％、より好ましくは１０％〜９９％、より好ましくは２０％〜９９％、より好ましくは３０％〜９９％、より好ましくは４０％〜９９％、より好ましくは５０％〜９９％の間で変えることができる。
一部の態様では、本明細書に記載するコード化発色団ポリマー粒子は、１つまたは複数の発色団ポリマーから形成されたポリマーマトリクスを含む。その発色団ポリマーは、ホモポリマーであってもヘテロポリマーであってもよい。種々の態様では、発色団ポリマーは、半導体ポリマー、非半導体ポリマーまたはその組合せであってよい。例えば、いくつかの半導体ポリマーは、本開示によるコード化発色団ポリマー粒子において使用するのに適している。可視スペクトル全体を含むＵＶから赤外の範囲の発光波長を有する半導体ポリマーが開発されている。半導体ポリマーの例には：これらに限定されないが、ポリ（９，９−ジヘキシルフルオレニル−２，７−ジイル）（ＰＤＨＦ）およびポリ（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）（ＰＦＯ）を含むポリフルオレンポリマー；これらに限定されないが、ポリ［｛９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレン−フルオレニレン｝−ａｌｔ−ｃｏ−｛２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン｝］（ＰＦＰＶ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ｃｏ−（１，４−ベンゾ−｛２，１，３｝−チアジアゾール）］（ＰＦＢＴ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ｃｏ−（４，７−ジ−２−チエニル−２，１，３−ベンゾチアジアゾール）］（ＰＦＴＢＴ）およびポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ｃｏ−（４，７−ジ−２−チエニル−２，１，３−ベンゾチアジアゾール）］（ＰＦ−０．１ＴＢＴ）を含むフルオレンベースのコポリマー；これらに限定されないが、ポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）およびポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−（１−シアノビニレン−１，４−フェニレン）］（ＣＮ−ＰＰＶ）を含むフェニレンビニレンポリマー；これらに限定されないが、ポリ（２，５−ジ（３’，７’−ジメチルオクチル）フェニレン−１，４−エチニレン（ＰＰＥ）を含むフェニレンエチニレンポリマー；またはその組合せを含むが、これらに限定されない。
広範囲の発色団ポリマー構造が、本開示の種々の態様にしたがって使用するのに適している。一部の態様では、その発色団ポリマーは線状ポリマーであってよい。他の態様では、発色団ポリマーは分岐ポリマーであってよい。ある特定の態様では、発色団ポリマーはデンドリマーであってよい。ある特定の態様では、発色団ポリマーはブラシ形ポリマーであってよい。ある特定の態様では、発色団ポリマーは星形ポリマーであってよい。
一部の態様では、ポリスチレンベースのくし形ポリマーを含むコード化発色団ポリマー粒子を使用することができる。ポリスチレンベースのくし形ポリマーの非限定的な例には、ポリスチレングラフトアクリル酸、ポリスチレングラフトエチレンオキシド、ポリスチレングラフトブチルアルコールなどが含まれる。
一部の態様では、ポリ（メチルメタクリレート）ベースのくし形ポリマーを含むコード化発色団ポリマー粒子を使用することができる。ポリ（メチルメタクリレート）ベースのくし形ポリマーの非限定的な例には、ポリ（メチルメタクリレート）グラフトアクリル酸、ポリ（メチルメタクリレート）グラフトエチレンオキシドなどが含まれる。
一部の態様では、カルボキシル、アミン、チオール、エステル、スクシンイミジルエステル、アジド、アルキン、シクロオクチンまたはホスフィン基を含むくし形ポリマーを含むコード化発色団ポリマー粒子を使用することができる。
一部の態様では、例えばカルボキシル、アミン、チオール、エステル、スクシンイミジルエステル、アジド、アルキン、シクロオクチン、ホスフィンまたは同様の官能基で、末端モノマー単位上で官能化されたポリマーを含むコード化発色団ポリマー粒子を使用することができる。使用できるポリマーの例には、これらに限定されないが、ポリ（メタ）アクリレートポリマー、ポリアクリルアミドポリマー、ポリイソブチレン、ポリジエン、ポリフェニレン、ポリエチレン、ポリ（エチレングリコール）、ポリラクチド、ポリスチレン、ポリシロキサン、ポリ（ビニルピリジン）、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリウレタン、そのブロックコポリマー、そのランダムまたは交互型コポリマーなどが含まれる。
一部の態様では、１つまたは複数の官能化されたモノマー単位を有するコポリマー、例えば、これらに限定されないが：ポリ（（メタ）アクリル酸）ベースのコポリマー、例えば：ポリ（アクリル酸−ｂ−アクリルアミド）、ポリ（アクリル酸−ｂ−メチルメタクリレート）、ポリ（アクリル酸−ｂ−Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、ポリ（ｎ−ブチルアクリレート−ｂ−アクリル酸）、ポリ（ナトリウムアクリレート−ｂ−メチルメタクリレート）、ポリ（メタクリル酸−ｂ−ネオペンチルメタクリレート）、ポリ（メチルメタクリレート−ｂ−アクリル酸）、ポリ（メチルメタクリレート−ｂ−メタクリル酸）、ポリ（メチルメタクリレート−ｂ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド）、ポリ（メチルメタクリレート−ｂ−ナトリウムアクリレート）、ポリ（メチルメタクリレート−ｂ−ナトリウムメタクリレート）、ポリ（ネオペンチルメタクリレート−ｂ−メタクリル酸）、ポリ（ｔ−ブチルメタクリレート−ｂ−エチレンオキシド）、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸−ｂ−アクリル酸）；ポリジエンベースのコポリマー、例えば：ポリ（ブタジエン（１，２付加）−ｂ−エチレンオキシド）、ポリ（ブタジエン（１，２付加）−ｂ−メチルアクリル酸、ポリ（ブタジエン（１，４付加）−ｂ−アクリル酸）、ポリ（ブタジエン（１，４付加）−ｂ−エチレンオキシド、ポリ（ブタジエン（１，４付加）−ｂ−ナトリウムアクリレート）、ポリ（ブタジエン（１，４付加）−ｂ−Ｎ−メチル４−ビニルピリジニウムヨージド）、ポリ（イソプレン−ｂ−エチレンオキシド）、ポリ（イソプレン−ｂ−エチレンオキシド）およびポリ（イソプレン−ｂ−Ｎ−メチル２−ビニルピリジニウムヨージド）；ポリ（エチレンオキシド）ベースのコポリマー、例えば：ポリ（エチレンオキシド−ｂ−アクリル酸）、ポリ（エチレンオキシド−ｂ−アクリルアミド）、ポリ（エチレンオキシド−ｂ−ブチレンオキシド）、ポリ（エチレンオキシド−ｂ−ｃ−カプロラクトン）、ポリ（エチレンオキシド−ｂ−ラクチド）、ポリ（エチレンオキシド−ｂ−ラクチド）、ポリ（エチレンオキシド−ｂ−メタクリル酸）、ポリ（エチレンオキシド−ｂ−メチルアクリレート）、ポリ（エチレンオキシド−ｂ−Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、ポリ（エチレンオキシド−ｂ−メチルメタクリレート）、ポリ（エチレンオキシド−ｂ−ニトロベンジルメタクリレート）、ポリ（エチレンオキシド−ｂ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート）、ポリ（エチレンオキシド−ｂ−プロピレンオキシド）、ポリ（エチレンオキシド−ｂ−ｔ−ブチルアクリレート）、ポリ（エチレンオキシド−ｂ−ｔ−ブチルメタクリレート）、ポリ（エチレンオキシド−ｂ−テトラヒドロフルフリルメタクリレート）、ポリ（エチレンオキシド−ｂ−２−エチルオキサゾリン）、ポリ（エチレンオキシド−ｂ−２−ヒドロキシエチルメタクリレート）、ポリ（エチレンオキシド−ｂ−２−メチルオキサゾリン）；ポリイソブチレンベースのコポリマー、例えばポリ（イソブチレン−ｂ−アクリル酸）、ポリ（イソブチレン−ｂ−エチレンオキシド）、ポリ（イソブチレン−ｂ−メタクリル酸）；ポリスチレンベースのコポリマー、例えばポリ（スチレン−ｂ−アクリルアミド）、ポリ（スチレン−ｂ−アクリル酸）、ポリ（スチレン−ｂ−セシウムアクリレート）、ポリ（スチレン−ｂ−エチレンオキシド）、ブロック接合部で酸切断可能なポリ（スチレン−ｂ−エチレンオキシド）酸、ポリ（スチレン−ｂ−メタクリル酸）、ポリ（４−スチレンスルホン酸−ｂ−エチレンオキシド）、ポリ（スチレンスルホン酸−ｂ−メチルブチレン）、ポリ（スチレン−ｂ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド）、ポリ（スチレン−ｂ−Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、ポリ（スチレン−ｂ−Ｎ−メチル２−ビニルピリジニウムヨージド）、ポリ（スチレン−ｂ−Ｎ−メチル−４−ビニルピリジニウムヨージド）、ポリ（スチレン−ｂ−プロピルアクリル酸）、ポリ（スチレン−ｂ−ナトリウムアクリレート）ポリ（スチレン−ｂ−ナトリウムメタクリレート）、ポリ（polyp）−クロロメチルスチレン−ｂ−アクリルアミド）、ポリ（スチレン−ｃｏ−ｐ−クロロメチルスチレン−ｂ−アクリルアミド）、ポリ（スチレン−ｃｏ−ｐ−クロロメチルスチレン−ｂ−アクリル酸）、ポリ（スチレン−ｂ−メチルブチレン−ｃｏ−イソプレンスルホネート）；ポリシロキサンベースのコポリマー、例えばポリ（ジメチルシロキサン−ｂ−アクリル酸）、ポリ（ジメチルシロキサン−ｂ−エチレンオキシド）、ポリ（ジメチルシロキサン−ｂ−メタクリル酸）；ポリ（フェロセニルジメチルシラン）ベースのコポリマー、例えばポリ（フェロセニルジメチルシラン−ｂ−エチレンオキシド）；ポリ（２−ビニルナフタレン）ベースのコポリマー、例えばポリ（２−ビニルナフタレン−ｂ−アクリル酸）、ポリ（ビニルピリジンおよびＮ−メチルビニルピリジニウムヨージド）ベースのコポリマー、例えばポリ（２−ビニルピリジン−ｂ−エチレンオキシド）、ポリ（２−ビニルピリジン−ｂ−メチルアクリル酸）、ポリ（Ｎ−メチル２−ビニルピリジニウムヨージド−ｂ−エチレンオキシド）、ポリ（Ｎ−メチル４−ビニルピリジニウムヨージド−ｂ−メチルメタクリレート）、ポリ（４−ビニルピリジン−ｂ−エチレンオキシド）ＰＥＯ末端官能性ＯＨ；およびポリ（ビニルピロリドン）ベースのコポリマー、例えばポリ（ビニルピロリドン−ｂ−Ｄ／Ｌ−ラクチド）；などを含む両親媒性ポリマーを含むコード化発色団ポリマー粒子を使用することができる。
本開示の一部の態様では、検出のために使用されるコード化発色団ポリマー粒子は、ポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−（１−シアノビニレン−１，４−フェニレン）］としても公知の鮮明でコンパクトなオレンジ色発光半導体ポリマー粒子であるポリマー、ＣＮ−ＰＰＶを含むことができる。ＣＮ−ＰＰＶは、大きな吸収断面、高い量子収率および速い発光速度などの優れた蛍光特性を有している。
一部の態様では、タンパク質やペプチドを検出するために使用されるコード化発色団ポリマー粒子は、本質的にＣＮ−ＰＰＶからなるポリマーを含むことができる。一部の態様では、ナノ粒子は、ＣＮ−ＰＰＶおよび少なくとも１つの他の材料を含む。例えば、ＣＮ−ＰＰＶを、追加の官能性を提供するコポリマーまたは他の材料と混合することができる。
一部の態様では、タンパク質やペプチドの検出のために使用されるコード化発色団ポリマー粒子は、少なくとも２つの異なる発色団単位を有する半導体コポリマーを含むことができる。例えば、共役コポリマーは、所与の比で存在するフルオレン発色団単位とベンゾチアゾール発色団単位の両方を含むことができる。半導体コポリマーを合成するために使用される一般的な発色団単位には、これらに限定されないが、フルオレン単位、フェニレンビニレン単位、フェニレン単位、フェニレンエチニレン単位、ベンゾチアゾール単位、チオフェン単位、カルバゾールフルオレン単位、ホウ素ジピロメテン単位およびその誘導体が含まれる。異なる発色団単位を、ブロックコポリマーの場合のように分離することができ、あるいは混ぜ合わせることができる。一部の態様では、発色団コポリマーは、主要な発色団種の同一性を記すことによって表される。例えば、ＰＦＢＴは、一定の比でフルオレンとベンゾチアゾール単位を含む発色団ポリマーである。いくつかの場合、少量発色団種の割合、次いで少量発色団種の同一性を示すためにダッシュ記号（dash）が使用される。例えば、ＰＦ−０．１ＢＴは、９０％のＰＦおよび１０％のＢＴを含む発色団コポリマーである。
ある特定の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、半導体ポリマーのブレンドを含むことができる。そのブレンドは、ホモポリマー、コポリマーおよびオリゴマーの任意の組合せを含むことができる。得られるポリマー粒子の特性を調節するため、例えば、ポリマー粒子用の所望の励起または発光スペクトルを達成するため、コード化発色団ポリマー粒子を形成させるのに使用されるポリマーブレンドを選択することができる。
いくつかのアッセイのため、それらが他の蛍光性レポーターより高い量子収率を示すので、半導体コード化発色団ポリマー粒子は、一部改善された検出感度を提供する。一部の態様では、使用される発色団ポリマー粒子の量子収率は、２０％超、３０％超、４０％超、５０％超、６０％超、７０％超、８０％超または９０％超である。
いくつかのアッセイのため、それらが他の蛍光性レポーターより速い発光速度を示すので、半導体コード化発色団ポリマー粒子は、一部改善された検出感度を提供する。ある特定の態様では、使用されるコード化発色団ポリマー粒子の発光速度は約１００ピコ秒〜約５０ナノ秒である。
一部の態様では、使用されるコード化発色団ポリマー粒子は、小有機色素分子、金属錯体、フォトクロミック色素およびその任意の組合せの単位を担持するポリマー、例えば、小有機色素、金属錯体、フォトクロミック色素およびその任意の組合せと共有結合またはグラフト化しているポリスチレンなどの光学的に不活性なポリマーを含む。これらの色素または金属錯体は、タンパク質感知能力を有することができる。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、発光性単位としての小有機色素分子、金属錯体、フォトクロミック色素およびその任意の組合せと共有結合している半導体ポリマーを含む。そうした発光性単位は、発光色を調節し、量子収率を増大させ、発色団ポリマー粒子の光安定性を改善することができる。
一部の態様では、小有機色素または金属錯体は、感知機能を有することができ、したがって、コード化発色団ポリマー粒子に、タンパク質感知能力などの追加的な機能を付加することができる。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、タンパク質感知などの追加的な機能を有するように、小有機色素、金属錯体、フォトクロミック色素およびその任意の組合せと共有結合またはグラフト化している光学的に不活性なポリマーなどの他の発色団ポリマーと物理的に混合されている、または化学的に架橋されている半導体ポリマーを含むことができる。
一部の態様では、発色団ポリマー粒子は、発光色を調節し、量子収率および／または光安定性を改善し、かつ／または、例えば磁気的機能、プラズモン共鳴機能などの追加の機能を提供するために、例えば蛍光性色素、無機発光性材料、磁性材料、金属材料などの他の成分と物理的に混合されている、または化学的に架橋されている半導体ポリマーを含むことができる。
所与の発色団ポリマー粒子についての、吸収波長などの光学特性は、その組成および幾何学的構造を改変することによって調節することができる。可視スペクトル全体を含むＵＶ〜赤外の範囲の吸収波長を有する半導体ポリマーが開発されている。一部の態様では、約２００ナノメートル〜約３００ナノメートル、約２５０ナノメートル〜約３５０ナノメートル、約３００ナノメートル〜約４００ナノメートル、約３５０ナノメートル〜約４５０ナノメートル、約４００ナノメートル〜約５００ナノメートル、約４５０ナノメートル〜約５５０ナノメートル、約５００ナノメートル〜約６００ナノメートル、約５５０ナノメートル〜約６５０ナノメートル、約６００ナノメートル〜約７００ナノメートル、約６５０ナノメートル〜約７５０ナノメートル、約７００ナノメートル〜約８００ナノメートル、約７５０ナノメートル〜約８５０ナノメートル、約８００ナノメートル〜約９００ナノメートル、約８５０ナノメートル〜約９５０ナノメートルまたは約９００ナノメートル〜約１０００ナノメートルのピーク吸収波長を有するコード化発色団ポリマー粒子が使用される。
可視スペクトル全体を含むＵＶ〜赤外の範囲の発光波長を有する半導体ポリマーが開発されている。一部の態様では、約２００ナノメートル〜約３００ナノメートル、約２５０ナノメートル〜約３５０ナノメートル、約３００ナノメートル〜約４００ナノメートル、約３５０ナノメートル〜約４５０ナノメートル、約４００ナノメートル〜約５００ナノメートル、約４５０ナノメートル〜約５５０ナノメートル、約５００ナノメートル〜約６００ナノメートル、約５５０ナノメートル〜約６５０ナノメートル、約６００ナノメートル〜約７００ナノメートル、約６５０ナノメートル〜約７５０ナノメートル、約７００ナノメートル〜約８００ナノメートル、約７５０ナノメートル〜約８５０ナノメートル、約８００ナノメートル〜約９００ナノメートル、約８５０ナノメートル〜約９５０ナノメートル、約９００ナノメートル〜約１０００ナノメートル、約９５０ナノメートル〜約１０５０ナノメートル、約１０００ナノメートル〜約１１００ナノメートル、約１１５０ナノメートル〜約１２５０ナノメートルまたは約１２００ナノメートル〜約１３００ナノメートルのピーク発光波長を有するコード化発色団ポリマー粒子が使用される。
一部の態様では、本開示は、狭帯域発光を有するコード化発色団ポリマー粒子を提供する。狭帯域発光は、これに限定されないが、多重化用途を含む特定の用途に有利である。ポリマー粒子の発光波長は、紫外〜近赤外領域で変動させることができる。一部の態様では、発光バンドの半値全幅（ＦＷＨＭ）は７０ナノメートル未満である。一部の態様では、ＦＷＨＭは約６５ナノメートル未満である。一部の態様では、ＦＷＨＭは約６０ナノメートル未満である。一部の態様では、ＦＷＨＭは約５５ナノメートル未満である。一部の態様では、ＦＷＨＭは約５０ナノメートル未満である。一部の態様では、ＦＷＨＭは約４５ナノメートル未満である。一部の態様では、ＦＷＨＭは約４０ナノメートル未満である。一部の態様では、ＦＷＨＭは約３５ナノメートル未満である。一部の態様では、ＦＷＨＭは約３０ナノメートル未満である。一部の態様では、ＦＷＨＭは約２５ナノメートル未満である。一部の態様では、ＦＷＨＭは約２０ナノメートル未満である。一部の態様では、ＦＷＨＭは約１０ナノメートル未満である。一部の態様では、本明細書に記載するポリマー粒子のＦＷＨＭは、約５ナノメートル〜約７０ナノメートル、約１０ナノメートル〜約６０ナノメートル、約２０ナノメートル〜約５０ナノメートルまたは約３０ナノメートル〜約４５ナノメートルの範囲であってよい。
一部の態様では、本開示の様々なコード化発色団ポリマー粒子は、狭帯域発光性単位（例えば、狭帯域モノマーおよび／または狭帯域単位）を有するポリマーを含むことができる。例えば、本開示は、狭帯域モノマー、例えばＢＯＤＩＰＹおよび／またはＢＯＤＩＰＹ誘導体モノマー、スクアラインおよび／またはスクアライン誘導体モノマー、金属錯体および／または金属錯体誘導体モノマー、ポルフィリンおよび／またはポルフィリン誘導体モノマー、メタロポルフィリンおよび／またはメタロポルフィリン誘導体モノマー、フタロシアニンおよび／またはフタロシアニン（phthalocynanine）誘導体モノマー、ランタニド錯体および／またはランタニド錯体誘導体モノマー、ペリレンおよび／またはペリレン誘導体モノマー、シアニンおよび／またはシアニン誘導体モノマー、ローダミンおよび／またはローダミン誘導体モノマー、クマリンおよび／またはクマリン誘導体モノマーおよび／またはキサンテンおよび／またはキサンテン誘導体モノマーを含むホモポリマーまたはヘテロポリマーを含むことができる。狭帯域単位は、例えば、ポリマー粒子中に埋め込まれているか、またはそれと結合している狭帯域モノマーまたは蛍光性ナノ粒子であってよい。蛍光性ナノ粒子は、例えば量子ドットであってよい。狭帯域単位は、本開示のポリマー粒子において狭い発光を与えるポリマーまたは蛍光性色素分子を含むこともできる。
当業者は理解されるように、本明細書で定義される種々の化学用語を、本開示のポリマーおよびモノマーの化学構造を記載するために使用することができる。例えば、様々なモノマー誘導体（例えば、ＢＯＤＩＰＹ誘導体）は、本明細書に記載する様々な化学置換基および基を含むことができる。例えば、一部の態様では、種々のモノマーの誘導体を、水素、重水素、アルキル、アラルキル、アリール、アルコキシ−アリール、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニル、Ｎ−ジアルコキシフェニル−４−フェニル、アミノ、スルフィド、アルデヒド、エステル、エーテル、酸および／またはヒドロキシルで置換することができる。
一部の態様では、発色団ポリマー粒子を作製するための狭帯域発光性ポリマーは、狭帯域モノマーとしてのホウ素ジピロメテン（４，４−ジフルオロ−４−ボラ−３ａ，４ａ−ジアザ−ｓ−インダセン、ＢＯＤＩＰＹ）および／またはそれらの誘導体、および／または他のホウ素含有モノマーおよびそれらの誘導体を含む。ＢＯＤＩＰＹならびに他のホウ素含有モノマーおよびそれらの誘導体には、これらに限定されないが、それらのアルキル誘導体、アリール誘導体、アルキン誘導体、芳香族誘導体、アルコキシド誘導体、アザ誘導体、ＢＯＤＩＰＹ拡大系（extended system）および他のＢＯＤＩＰＹ誘導体が含まれる。狭帯域発光性ポリマーは、他の任意のモノマーを含むこともできる。最終発色団ポリマー粒子が狭帯域発光を示すことができるように、ＢＯＤＩＰＹベースのモノマーはエネルギー受容体であってよく、他のモノマーはエネルギー供与体であってよい。良溶媒中において狭帯域発光性発色団ポリマーは、広い発光または狭い発光を示すことができる。ＢＯＤＩＰＹならびに他のホウ素含有モノマーおよびそれらの誘導体を含む、狭帯域発光を有する発色団ポリマー粒子の包括的説明はＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０７１７６７に記載されている。これを、その全体において、参照により本明細書に組み込む。
様々な他のＢＯＤＩＰＹ誘導体を、本開示のために使用することができる。ＢＯＤＩＰＹおよびＢＯＤＩＰＹ誘導体を重合して、ポリマー（例えば、ホモポリマーまたはヘテロポリマー）を形成させることができ、かつ／またはポリマー骨格、側鎖および／または末端と結合させる（例えば、共有結合させる）ことができる。一部の態様では、本開示のコード化発色団ポリマー粒子は、式（Ｉ）の構造：
Figure 0006925126
 （式中、Ｒ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４ＡおよびＲ４Ｂのそれぞれは、独立に、これらに限定されないが、水素（Ｈ）、重水素（Ｄ）、ハロゲン、直鎖状または分枝状アルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキレン、アルコキシ、アリール、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、エーテルならびにその誘導体、エステルおよびその誘導体、アルキルケトン、アルキルエステル、アリールエステル、アルキニル、アルキルアミン、フルオロアルキル、フルオロアリールおよびポリアルキレン（polyalkalene）（例えば、メトキシエトキシエトキシ（mehtoxyethoxyethoxy）、エトキシエトキシおよび−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ、ｎ＝１〜５０）、フェニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フェニル、ピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピリジル、ビピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ビピリジル、トリピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換トリピリジル、フリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フリル、チエニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チエニル、ピロリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピロリル、ピラゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラゾリル、オキサゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換オキサゾリル、チアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チアゾリル、イミダゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換イミダゾリル、ピラジニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラジニル、ベンゾオキサジアゾリル（benzooxadizolyl）、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾオキサジアゾリル、ベンゾチアジアゾリル（benzothiadizolyl）、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾチアジアゾリル、フルオレニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フルオレニル、トリフェニルアミニル置換フルオレニル、ジフェニルアミニル置換フルオレニル、アルキル置換カルバゾリル、アルキル置換トリフェニルアミニルおよびアルキル置換チオフェニルからなる群から選択される）
を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含む。例示的な態様として、アルキル置換フェニルは、２−アルキルフェニル、３−アルキルフェニル、４−アルキルフェニル、２，４−ジアルキルフェニル、３，５−ジアルキルフェニル、３，４−ジアルキルフェニルを含むことができ；アルキル置換フルオレニルは、９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、６−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−トリフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルおよび７−ジフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルを含むことができ；アルキル置換カルバゾリルは、Ｎ−アルキル置換カルバゾリル、６−アルキル置換カルバゾリルおよび７−アルキル置換カルバゾリルを含むことができ；アルキル置換トリフェニルアミニルは、４’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’，４’−ジアルキル置換トリフェニルアミニルおよび４’，４’’−アルキル置換トリフェニルアミニルを含むことができ；アルキル置換チオフェニルは、２−アルキルチオフェニル、３−アルキルチオフェニル、４−アルキルチオフェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニルおよびＮ−ジアルコキシフェニル−４−フェニルを含むことができる。狭帯域モノマーを、ポリマーの骨格に一体化する（例えば、ポリマー中に重合して）ことができ、かつ／または、Ｒ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂまたはその組合せとの少なくとも１つの結合を介して、そのポリマーの骨格、末端または側鎖と共有結合させることができる。
一部の態様では、本開示のコード化発色団ポリマー粒子は、式（ＩＩ）の構造：
Figure 0006925126
 （式中、Ｒ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４ＡおよびＲ４Ｂのそれぞれは、独立に、これらに限定されないが、水素（Ｈ）、重水素（Ｄ）、ハロゲン、直鎖状または分枝状アルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキレン、アルコキシ、アリール、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、エーテルならびにその誘導体、エステルおよびその誘導体、アルキルケトン、アルキルエステル、アリールエステル、アルキニル、アルキルアミン、フルオロアルキル、フルオロアリールおよびポリアルキレン（例えば、メトキシエトキシエトキシ、エトキシエトキシおよび−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ、ｎ＝１〜５０）、フェニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フェニル、ピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピリジル、ビピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ビピリジル、トリピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換トリピリジル、フリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フリル、チエニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チエニル、ピロリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピロリル、ピラゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラゾリル、オキサゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換オキサゾリル、チアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チアゾリル、イミダゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換イミダゾリル、ピラジニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラジニル、ベンゾオキサジアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾオキサジアゾリル、ベンゾチアジアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾチアジアゾリル、フルオレニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フルオレニル、トリフェニルアミニル置換フルオレニル、ジフェニルアミニル置換フルオレニル、アルキル置換カルバゾリル、アルキル置換トリフェニルアミニルおよびアルキル置換チオフェニルからなる群から選択される）
を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含む。例示的な態様として、アルキル置換フェニルは、２−アルキルフェニル、３−アルキルフェニル、４−アルキルフェニル、２，４−ジアルキルフェニル、３，５−ジアルキルフェニル、３，４−ジアルキルフェニルを含むことができ；アルキル置換フルオレニルは、９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、６−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−トリフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルおよび７−ジフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルを含むことができ；アルキル置換カルバゾリルは、Ｎ−アルキル置換カルバゾリル、６−アルキル置換カルバゾリルおよび７−アルキル置換カルバゾリルを含むことができ；アルキル置換トリフェニルアミニルは、４’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’，４’−ジアルキル置換トリフェニルアミニルおよび４’，４’’−アルキル置換トリフェニルアミニルを含むことができ；アルキル置換チオフェニルは、２−アルキルチオフェニル、３−アルキルチオフェニル、４−アルキルチオフェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニルおよびＮ−ジアルコキシフェニル−４−フェニルを含むことができる。狭帯域モノマーを、ポリマーの骨格に一体化する（例えば、ポリマー中に重合して）ことができ、かつ／または、Ｒ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂまたはその組合せとの少なくとも１つの結合を介して、そのポリマーの骨格、末端または側鎖と共有結合させることができる。モノマーは、例えば、Ｒ３ＡおよびＲ３Ｂ基と結合させることによって、ポリマーの骨格と一体化させることができる。
一部の態様では、本開示のコード化発色団ポリマー粒子は、式（ＩＩＩ）の構造：
Figure 0006925126
 （式中、Ｒ１、Ｒ２ＡおよびＲ２Ｂのそれぞれは、独立に、これらに限定されないが、水素（Ｈ）、重水素（Ｄ）、ハロゲン、直鎖状または分枝状アルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキレン、アルコキシ、アリール、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、エーテルならびにその誘導体、エステルおよびその誘導体、アルキルケトン、アルキルエステル、アリールエステル、アルキニル、アルキルアミン、フルオロアルキル、フルオロアリールおよびポリアルキレン（例えば、メトキシエトキシエトキシ、エトキシエトキシおよび−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ、ｎ＝１〜５０）、フェニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フェニル、ピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピリジル、ビピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ビピリジル、トリピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換トリピリジル、フリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フリル、チエニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チエニル、ピロリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピロリル、ピラゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラゾリル、オキサゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換オキサゾリル、チアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チアゾリル、イミダゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換イミダゾリル、ピラジニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラジニル、ベンゾオキサジアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾオキサジアゾリル、ベンゾチアジアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾチアジアゾリル、フルオレニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フルオレニル、トリフェニルアミニル置換フルオレニル、ジフェニルアミニル置換フルオレニル、アルキル置換カルバゾリル、アルキル置換トリフェニルアミニルおよびアルキル置換チオフェニルからなる群から選択される）
を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含む。例示的な態様として、アルキル置換フェニルは、２−アルキルフェニル、３−アルキルフェニル、４−アルキルフェニル、２，４−ジアルキルフェニル、３，５−ジアルキルフェニル、３，４−ジアルキルフェニルを含むことができ；アルキル置換フルオレニルは、９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、６−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−トリフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルおよび７−ジフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルを含むことができ；アルキル置換カルバゾリルは、Ｎ−アルキル置換カルバゾリル、６−アルキル置換カルバゾリルおよび７−アルキル置換カルバゾリルを含むことができ；アルキル置換トリフェニルアミニルは、４’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’，４’−ジアルキル置換トリフェニルアミニルおよび４’，４’’−アルキル置換トリフェニルアミニルを含むことができ；アルキル置換チオフェニルは、２−アルキルチオフェニル、３−アルキルチオフェニル、４−アルキルチオフェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニルおよびＮ−ジアルコキシフェニル−４−フェニルを含むことができる。狭帯域モノマーを、ポリマーの骨格（例えば、ポリマー中に重合して）に一体化するか、かつ／または、例えばＲ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂまたはその組合せとの少なくとも１つの結合を介して、ポリマーの骨格、末端または側鎖と共有結合させることができる。丸括弧は、モノマーのポリマーの骨格との結合点を表す。
一部の態様では、本開示のコード化発色団ポリマー粒子は、式（ＩＶ）の構造：
Figure 0006925126
 （式中、Ｒ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３ＡおよびＲ３Ｂのそれぞれは、独立に、これらに限定されないが、水素（Ｈ）、重水素（Ｄ）、ハロゲン、直鎖状または分枝状アルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキレン、アルコキシ、アリール、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、エーテルならびにその誘導体、エステルおよびその誘導体、アルキルケトン、アルキルエステル、アリールエステル、アルキニル、アルキルアミン、フルオロアルキル、フルオロアリールおよびポリアルキレン（例えば、メトキシエトキシエトキシ、エトキシエトキシおよび−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ、ｎ＝１〜５０）、フェニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フェニル、ピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピリジル、ビピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ビピリジル、トリピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換トリピリジル、フリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フリル、チエニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チエニル、ピロリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピロリル、ピラゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラゾリル、オキサゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換オキサゾリル、チアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チアゾリル、イミダゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換イミダゾリル、ピラジニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラジニル、ベンゾオキサジアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾオキサジアゾリル、ベンゾチアジアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾチアジアゾリル、フルオレニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フルオレニル、トリフェニルアミニル置換フルオレニル、ジフェニルアミニル置換フルオレニル、アルキル置換カルバゾリル、アルキル置換トリフェニルアミニルおよびアルキル置換チオフェニルからなる群から選択される）
を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含む。例示的な態様として、アルキル置換フェニルは、２−アルキルフェニル、３−アルキルフェニル、４−アルキルフェニル、２，４−ジアルキルフェニル、３，５−ジアルキルフェニル、３，４−ジアルキルフェニルを含むことができ；アルキル置換フルオレニルは、９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、６−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−トリフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルおよび７−ジフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルを含むことができ；アルキル置換カルバゾリルは、Ｎ−アルキル置換カルバゾリル、６−アルキル置換カルバゾリルおよび７−アルキル置換カルバゾリルを含むことができ；アルキル置換トリフェニルアミニルは、４’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’，４’−ジアルキル置換トリフェニルアミニルおよび４’，４’’−アルキル置換トリフェニルアミニルを含むことができ；アルキル置換チオフェニルは、２−アルキルチオフェニル、３−アルキルチオフェニル、４−アルキルチオフェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニルおよびＮ−ジアルコキシフェニル−４−フェニルを含むことができる。狭帯域モノマーを、ポリマーの骨格に一体化する（例えば、ポリマー中に重合して）ことができ、かつ／または、Ｒ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３ＡおよびＲ３Ｂまたはその組合せとの少なくとも１つの結合を介して、そのポリマーの骨格、末端または側鎖と共有結合させることができる。
一部の態様では、本開示のコード化発色団ポリマー粒子は、式（Ｖ）の構造：
Figure 0006925126
 （式中、Ｒ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、Ｒ５ＡおよびＲ５Ｂのそれぞれは、独立に、これらに限定されないが、水素（Ｈ）、重水素（Ｄ）、ハロゲン、直鎖状または分枝状アルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキレン、アルコキシ、アリール、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、エーテルならびにその誘導体、エステルおよびその誘導体、アルキルケトン、アルキルエステル、アリールエステル、アルキニル、アルキルアミン、フルオロアルキル、フルオロアリールおよびポリアルキレン（例えば、メトキシエトキシエトキシ、エトキシエトキシおよび−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ、ｎ＝１〜５０）、フェニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フェニル、ピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピリジル、ビピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ビピリジル、トリピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換トリピリジル、フリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フリル、チエニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チエニル、ピロリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピロリル、ピラゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラゾリル、オキサゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換オキサゾリル、チアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チアゾリル、イミダゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換イミダゾリル、ピラジニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラジニル、ベンゾオキサジアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾオキサジアゾリル、ベンゾチアジアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾチアジアゾリル、フルオレニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フルオレニル、トリフェニルアミニル置換フルオレニル、ジフェニルアミニル置換フルオレニル、アルキル置換カルバゾリル、アルキル置換トリフェニルアミニルおよびアルキル置換チオフェニルからなる群から選択される）
を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含む。例示的な態様として、アルキル置換フェニルは、２−アルキルフェニル、３−アルキルフェニル、４−アルキルフェニル、２，４−ジアルキルフェニル、３，５−ジアルキルフェニル、３，４−ジアルキルフェニルを含むことができ；アルキル置換フルオレニルは、９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、６−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−トリフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルおよび７−ジフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルを含むことができ；アルキル置換カルバゾリルは、Ｎ−アルキル置換カルバゾリル、６−アルキル置換カルバゾリルおよび７−アルキル置換カルバゾリルを含むことができ；アルキル置換トリフェニルアミニルは、４’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’，４’−ジアルキル置換トリフェニルアミニルおよび４’，４’’−アルキル置換トリフェニルアミニルを含むことができ；アルキル置換チオフェニルは、２−アルキルチオフェニル、３−アルキルチオフェニル、４−アルキルチオフェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニルおよびＮ−ジアルコキシフェニル−４−フェニルを含むことができる。狭帯域モノマーを、ポリマーの骨格（例えば、ポリマー中に共重合して）に一体化するか、かつ／または、Ｒ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、Ｒ５Ａ、Ｒ５Ｂまたはその組合せとの少なくとも１つの結合を介して、ポリマーの骨格、末端または側鎖と共有結合させることができる。ある特定の態様では、狭帯域モノマーを、Ｒ５ＡおよびＲ５Ｂ基との結合によって骨格に一体化することができる。
一部の態様では、本開示のコード化発色団ポリマー粒子は、式（ＶＩ）の構造：
Figure 0006925126
 （式中、Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３ＡおよびＲ３Ｂのそれぞれは、独立に、これらに限定されないが、水素（Ｈ）、重水素（Ｄ）、ハロゲン、直鎖状または分枝状アルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキレン、アルコキシ、アリール、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、エーテルならびにその誘導体、エステルおよびその誘導体、アルキルケトン、アルキルエステル、アリールエステル、アルキニル、アルキルアミン、フルオロアルキル、フルオロアリールおよびポリアルキレン（例えば、メトキシエトキシエトキシ、エトキシエトキシおよび−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ、ｎ＝１〜５０）、フェニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フェニル、ピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピリジル、ビピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ビピリジル、トリピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換トリピリジル、フリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フリル、チエニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チエニル、ピロリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピロリル、ピラゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラゾリル、オキサゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換オキサゾリル、チアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チアゾリル、イミダゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換イミダゾリル、ピラジニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラジニル、ベンゾオキサジアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾオキサジアゾリル、ベンゾチアジアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾチアジアゾリル、フルオレニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フルオレニル、トリフェニルアミニル置換フルオレニル、ジフェニルアミニル置換フルオレニル、アルキル置換カルバゾリル、アルキル置換トリフェニルアミニルおよびアルキル置換チオフェニルからなる群から選択される）
を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含む。例示的な態様として、アルキル置換フェニルは、２−アルキルフェニル、３−アルキルフェニル、４−アルキルフェニル、２，４−ジアルキルフェニル、３，５−ジアルキルフェニル、３，４−ジアルキルフェニルを含むことができ；アルキル置換フルオレニルは、９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、６−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−トリフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルおよび７−ジフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルを含むことができ；アルキル置換カルバゾリルは、Ｎ−アルキル置換カルバゾリル、６−アルキル置換カルバゾリルおよび７−アルキル置換カルバゾリルを含むことができ；アルキル置換トリフェニルアミニルは、４’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’，４’−ジアルキル置換トリフェニルアミニルおよび４’，４’’−アルキル置換トリフェニルアミニルを含むことができ；アルキル置換チオフェニルは、２−アルキルチオフェニル、３−アルキルチオフェニル、４−アルキルチオフェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニルおよびＮ−ジアルコキシフェニル−４−フェニルを含むことができる。狭帯域モノマーを、ポリマーの骨格に一体化する（例えば、ポリマー中に重合して）ことができ、かつ／または、Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂまたはその組合せとの少なくとも１つの結合を介して、そのポリマーの骨格、末端または側鎖と共有結合させることができる。
一部の態様では、本開示のコード化発色団ポリマー粒子は、式（ＶＩＩ）の構造：
Figure 0006925126
 （式中、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、Ｒ５ＡおよびＲ５Ｂのそれぞれは、独立に、これらに限定されないが、水素（Ｈ）、重水素（Ｄ）、ハロゲン、直鎖状または分枝状アルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキレン、アルコキシ、アリール、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、エーテルならびにその誘導体、エステルおよびその誘導体、アルキルケトン、アルキルエステル、アリールエステル、アルキニル、アルキルアミン、フルオロアルキル、フルオロアリールおよびポリアルキレン（例えば、メトキシエトキシエトキシ、エトキシエトキシおよび−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ、ｎ＝１〜５０）、フェニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フェニル、ピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピリジル、ビピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ビピリジル、トリピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換トリピリジル、フリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フリル、チエニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チエニル、ピロリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピロリル、ピラゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラゾリル、オキサゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換オキサゾリル、チアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チアゾリル、イミダゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換イミダゾリル、ピラジニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラジニル、ベンゾオキサジアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾオキサジアゾリル、ベンゾチアジアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾチアジアゾリル、フルオレニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フルオレニル、トリフェニルアミニル置換フルオレニル、ジフェニルアミニル置換フルオレニル、アルキル置換カルバゾリル、アルキル置換トリフェニルアミニルおよびアルキル置換チオフェニルからなる群から選択される）
を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含む。例示的な態様として、アルキル置換フェニルは、２−アルキルフェニル、３−アルキルフェニル、４−アルキルフェニル、２，４−ジアルキルフェニル、３，５−ジアルキルフェニル、３，４−ジアルキルフェニルを含むことができ；アルキル置換フルオレニルは、９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、６−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−トリフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルおよび７−ジフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルを含むことができ；アルキル置換カルバゾリルは、Ｎ−アルキル置換カルバゾリル、６−アルキル置換カルバゾリルおよび７−アルキル置換カルバゾリルを含むことができ；アルキル置換トリフェニルアミニルは、４’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’，４’−ジアルキル置換トリフェニルアミニルおよび４’，４’’−アルキル置換トリフェニルアミニルを含むことができ；アルキル置換チオフェニルは、２−アルキルチオフェニル、３−アルキルチオフェニル、４−アルキルチオフェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニルおよびＮ−ジアルコキシフェニル−４−フェニルを含むことができる。狭帯域モノマーを、ポリマーの骨格に一体化する（例えば、ポリマー中に重合して）ことができ、かつ／または、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、Ｒ５Ａ、Ｒ５Ｂまたはその組合せとの少なくとも１つの結合を介して、そのポリマーの骨格、末端または側鎖と共有結合させることができる。
一部の態様では、本開示のコード化発色団ポリマー粒子は、式（ＶＩＩＩ）の構造：
Figure 0006925126
 （式中、Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４ＡおよびＲ４Ｂのそれぞれは、独立に、これらに限定されないが、水素（Ｈ）、重水素（Ｄ）、ハロゲン、直鎖状または分枝状アルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキレン、アルコキシ、アリール、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、エーテルならびにその誘導体、エステルおよびその誘導体、アルキルケトン、アルキルエステル、アリールエステル、アルキニル、アルキルアミン、フルオロアルキル、フルオロアリールおよびポリアルキレン（例えば、メトキシエトキシエトキシ、エトキシエトキシおよび−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ、ｎ＝１〜５０）、フェニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フェニル、ピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピリジル、ビピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ビピリジル、トリピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換トリピリジル、フリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フリル、チエニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チエニル、ピロリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピロリル、ピラゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラゾリル、オキサゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換オキサゾリル、チアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チアゾリル、イミダゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換イミダゾリル、ピラジニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラジニル、ベンゾオキサジアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾオキサジアゾリル、ベンゾチアジアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾチアジアゾリル、フルオレニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フルオレニル、トリフェニルアミニル置換フルオレニル、ジフェニルアミニル置換フルオレニル、アルキル置換カルバゾリル、アルキル置換トリフェニルアミニルおよびアルキル置換チオフェニルからなる群から選択される）
を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含む。例示的な態様として、アルキル置換フェニルは、２−アルキルフェニル、３−アルキルフェニル、４−アルキルフェニル、２，４−ジアルキルフェニル、３，５−ジアルキルフェニル、３，４−ジアルキルフェニルを含むことができ；アルキル置換フルオレニルは、９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、６−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−トリフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルおよび７−ジフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルを含むことができ；アルキル置換カルバゾリルは、Ｎ−アルキル置換カルバゾリル、６−アルキル置換カルバゾリルおよび７−アルキル置換カルバゾリルを含むことができ；アルキル置換トリフェニルアミニルは、４’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’，４’−ジアルキル置換トリフェニルアミニルおよび４’，４’’−アルキル置換トリフェニルアミニルを含むことができ；アルキル置換チオフェニルは、２−アルキルチオフェニル、３−アルキルチオフェニル、４−アルキルチオフェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニルおよびＮ−ジアルコキシフェニル−４−フェニルを含むことができ、Ｒ５Ａ、Ｒ５Ｂ、Ｒ６ＡおよびＲ６Ｂのそれぞれは独立に、これらに限定されないが、
水素（Ｈ）、重水素（Ｄ）、ハロゲン、直鎖状または分枝状アルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキレン、アルコキシ、アリール、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、エーテルならびにその誘導体、エステルおよびその誘導体、アルキルケトン、アルキルエステル、アリールエステル、アルキニル、アルキルアミン、フルオロアルキル、フルオロアリールおよびポリアルキレン（例えば、メトキシエトキシエトキシ、エトキシエトキシおよび−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ、ｎ＝１〜５０）、フェニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フェニル、ピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピリジル、ビピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ビピリジル、トリピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換トリピリジル、フリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フリル、チエニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チエニル、ピロリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピロリル、ピラゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラゾリル、オキサゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換オキサゾリル、チアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チアゾリル、イミダゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換イミダゾリル、ピラジニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラジニル、ベンゾオキサジアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾオキサジアゾリル、ベンゾチアジアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾチアジアゾリル、フルオレニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フルオレニル、トリフェニルアミニル置換フルオレニル、ジフェニルアミニル置換フルオレニル、アルキル置換カルバゾリル、アルキル置換トリフェニルアミニルおよびアルキル置換チオフェニルからなる群から選択される。例示的な態様として、アルキル置換フェニルは、２−アルキルフェニル、３−アルキルフェニル、４−アルキルフェニル、２，４−ジアルキルフェニル、３，５−ジアルキルフェニル、３，４−ジアルキルフェニルを含むことができ；アルキル置換フルオレニルは、９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、６−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−トリフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルおよび７−ジフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルを含むことができ；アルキル置換カルバゾリルは、Ｎ−アルキル置換カルバゾリル、６−アルキル置換カルバゾリルおよび７−アルキル置換カルバゾリルを含むことができ；アルキル置換トリフェニルアミニルは、４’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’，４’−ジアルキル置換トリフェニルアミニルおよび４’，４’’−アルキル置換トリフェニルアミニルを含むことができ；アルキル置換チオフェニルは、２−アルキルチオフェニル、３−アルキルチオフェニル、４−アルキルチオフェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニルおよびＮ−ジアルコキシフェニル−４−フェニルを含むことができる。狭帯域モノマーを、ポリマーの骨格に一体化する（例えば、ポリマー中に共重合して）、かつ／または、Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、Ｒ５Ａ、Ｒ５Ｂ、Ｒ６Ａ、Ｒ６Ｂまたはその組合せとの少なくとも１つの結合を介して、ポリマーの骨格、末端または側鎖と共有結合させることができる。
一部の態様では、本開示のコード化発色団ポリマー粒子は、式（ＩＸ）の構造：
Figure 0006925126
 （式中、Ｘは、式（Ｘ）、（ＸＩ）、（ＸＩＩ）および（ＸＩＩＩ）またはそれらの誘導体：
Figure 0006925126
 のいずれか１つの構造を有し、式（Ｘ）、（ＸＩ）、（ＸＩＩ）および（ＸＩＩＩ）中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４およびＲ１５のそれぞれは独立に、これらに限定されないが、水素（Ｈ）、重水素（Ｄ）、ハロゲン、直鎖状または分枝状アルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキレン、アルコキシ、アリール、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、エーテルならびにその誘導体、エステルおよびその誘導体、アルキルケトン、アルキルエステル、アリールエステル、アルキニル、アルキルアミン、フルオロアルキル、フルオロアリールおよびポリアルキレン（例えば、メトキシエトキシエトキシ、エトキシエトキシおよび−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ、ｎ＝１〜５０）、フェニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フェニル、ピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピリジル、ビピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ビピリジル、トリピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換トリピリジル、フリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フリル、チエニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チエニル、ピロリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピロリル、ピラゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラゾリル、オキサゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換オキサゾリル、チアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チアゾリル、イミダゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換イミダゾリル、ピラジニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラジニル、ベンゾオキサジアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾオキサジアゾリル、ベンゾチアジアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾチアジアゾリル、フルオレニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フルオレニル、トリフェニルアミニル置換フルオレニル、ジフェニルアミニル置換フルオレニル、アルキル置換カルバゾリル、アルキル置換トリフェニルアミニルおよびアルキル置換チオフェニルからなる群から選択される）を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含む。例示的な態様として、アルキル置換フェニルは、２−アルキルフェニル、３−アルキルフェニル、４−アルキルフェニル、２，４−ジアルキルフェニル、３，５−ジアルキルフェニル、３，４−ジアルキルフェニルを含むことができ；アルキル置換フルオレニルは、９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、６−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−トリフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルおよび７−ジフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルを含むことができ；アルキル置換カルバゾリルは、Ｎ−アルキル置換カルバゾリル、６−アルキル置換カルバゾリルおよび７−アルキル置換カルバゾリルを含むことができ；アルキル置換トリフェニルアミニルは、４’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’，４’−ジアルキル置換トリフェニルアミニルおよび４’，４’’−アルキル置換トリフェニルアミニルを含むことができ；アルキル置換チオフェニルは、２−アルキルチオフェニル、３−アルキルチオフェニル、４−アルキルチオフェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニルおよびＮ−ジアルコキシフェニル−４−フェニルを含むことができる。Ｘがナフタレンおよびその誘導体を表す場合、狭帯域モノマーを、骨格に一体化する（例えば、ポリマー中に重合して）、かつ／または、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２またはその組合せとの少なくとも１つの結合を介して、ポリマーの骨格、末端または側鎖と共有結合させることができる。Ｘがアントラセンおよびその誘導体を表す場合、狭帯域モノマーを、ポリマーの骨格に一体化するか、かつ／または、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５またはその組合せとの少なくとも１つの結合を介して、ポリマーの骨格、末端または側鎖と共有結合させることができる。
本開示の狭帯域モノマーは、ジピリン誘導体をさらに含むことができる。ジピリンおよびジピリン誘導体を重合してポリマー（例えば、ホモポリマーまたはヘテロポリマー）を形成させる、かつ／または、それらをポリマー骨格、側鎖および／または末端と結合させる（例えば、共有結合させる）ことができる。例えば、本開示の発色団ポリマー粒子は、式（ＸＩＶ）の構造：
Figure 0006925126
 （式中、Ｍは金属である）
を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができる。Ｍの例は、これらに限定されないが、Ｎａ、Ｌｉ、Ｚｎ、ＣｏまたはＳｉであってよい。Ｘは、これらに限定されないが、ハロゲン、アルキル、フェニル、アルキルフェニル、チオフェニル、アルキルチオフェニル、アルコキシル、アルコキシルフェニル、アルキルチオフェニル、エステルまたはヒドロキシルなどの置換基を含むことができる。Ｘ基の数（ｎ）は１または１超であってよく、ｎは０、１、２、３、４であってよい。Ｒ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、Ｒ５ＡおよびＲ５Ｂのそれぞれは、独立に、これらに限定されないが、水素（Ｈ）、重水素（Ｄ）、ハロゲン、直鎖状または分枝状アルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルキレン、アルコキシ、アリール、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、エーテルならびにその誘導体、エステルおよびその誘導体、アルキルケトン、アルキルエステル、アリールエステル、アルキニル、アルキルアミン、フルオロアルキル、フルオロアリールおよびポリアルキレン（例えば、メトキシエトキシエトキシ、エトキシエトキシおよび−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ、ｎ＝１〜５０）、フェニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フェニル、ピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピリジル、ビピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ビピリジル、トリピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換トリピリジル、フリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フリル、チエニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チエニル、ピロリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピロリル、ピラゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラゾリル、オキサゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換オキサゾリル、チアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チアゾリル、イミダゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換イミダゾリル、ピラジニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラジニル、ベンゾオキサジアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾオキサジアゾリル、ベンゾチアジアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾチアジアゾリル、フルオレニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フルオレニル、トリフェニルアミニル置換フルオレニル、ジフェニルアミニル置換フルオレニル、アルキル置換カルバゾリル、アルキル置換トリフェニルアミニルおよびアルキル置換チオフェニルからなる群から選択することができる。例示的な態様として、アルキル置換フェニルは、２−アルキルフェニル、３−アルキルフェニル、４−アルキルフェニル、２，４−ジアルキルフェニル、３，５−ジアルキルフェニル、３，４−ジアルキルフェニルを含むことができ；アルキル置換フルオレニルは、９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、６−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−トリフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルおよび７−ジフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルを含むことができ；アルキル置換カルバゾリルは、Ｎ−アルキル置換カルバゾリル、６−アルキル置換カルバゾリルおよび７−アルキル置換カルバゾリルを含むことができ；アルキル置換トリフェニルアミニルは、４’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’，４’−ジアルキル置換トリフェニルアミニルおよび４’，４’’−アルキル置換トリフェニルアミニルを含むことができ；アルキル置換チオフェニルは、２−アルキルチオフェニル、３−アルキルチオフェニル、４−アルキルチオフェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニルおよびＮ−ジアルコキシフェニル−４−フェニルを含むことができる。狭帯域モノマーを、ポリマーの骨格に一体化する（例えば、ポリマー中に重合して）ことができ、かつ／または、Ｒ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、Ｒ５Ａ、Ｒ５Ｂまたはその組合せとの少なくとも１つの結合を介して、そのポリマーの骨格、末端または側鎖と共有結合させることができる。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子を作製するための狭帯域発光性ポリマーは、狭帯域モノマーとしてスクアラインおよびスクアライン誘導体を含む。スクアライン誘導体には、これらに限定されないが、それらのアルキル誘導体、アリール誘導体、アルキン誘導体、芳香族誘導体、アルコキシド誘導体、アザ誘導体、それらの拡大系および類似体が含まれる。狭帯域発光性ポリマーは、他の任意のモノマーを含むこともできる。最終発色団ポリマー粒子が狭帯域発光を示すことができるように、スクアラインおよびそれらの誘導体はエネルギー受容体であってよく、他のモノマーはエネルギー供与体であってよい。良溶媒中において狭帯域発光性発色団ポリマーは、広い発光または狭い発光を示すことができる。しかし、一部の態様では、それらのナノ粒子形態は、狭帯域発光を与える。一部の態様では、上記発色団ポリマー粒子の発光ＦＷＨＭは７０ｎｍ未満である。ある特定の態様では、ＦＷＨＭは６０ｎｍ未満、５０ｎｍ未満、４０ｎｍ未満、３０ｎｍ未満または２０ｎｍ未満である。
本開示で使用するのに適したスクアライン誘導体は、以下に記載する次の構造を含むことができる。スクアラインおよびスクアライン誘導体を、重合してポリマー（例えば、ホモポリマーまたはヘテロポリマー）を形成させる、かつ／またはそれらをポリマー骨格、側鎖および／または末端と結合させる（例えば、共有結合させる）ことができる。本開示のコード化発色団ポリマー粒子は、式（ＸＶ）の構造：
Figure 0006925126
 （式中、Ｘ１およびＸ２のそれぞれは独立に、酸素、硫黄および窒素からなる群から選択され；Ｒ１ＡおよびＲ１Ｂのそれぞれは独立に、これらに限定されないが、アルキレン、アルケニレン、アリーレン、ヘテロアリーレン、フェニレン、アズレン、シクロアルキレンおよびヘテロシクロアルキレンからなる群から選択され；Ｒ２ＡおよびＲ２Ｂのそれぞれは、これらに限定されないが、ハライド、ヒドロキシルおよびアミノからなる群から独立に選択される反応基である）
を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができる。他の反応基を使用することができる。一部の態様では、ハライドはクロロ、ブロモまたはヨード基である。反応基を使用して、そのモノマーを、例えばポリマーの骨格に沿ってポリマーに一体化するか（例えば、ポリマー中に重合させることによって）、かつ／または、モノマーを、ポリマーの骨格、末端または側鎖との共有結合によって結合させることができる。狭帯域モノマーを、ポリマーの骨格に一体化するか（例えば、ポリマー中に重合させて）、かつ／または、Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂまたはその組合せとの少なくとも１つの結合を介して、ポリマーの骨格、末端または側鎖と共有結合させることができる。
本開示は、酸素含有スクアライン誘導体を含むことができる。本開示のコード化発色団ポリマー粒子は、式（ＸＶＩ）の構造：
Figure 0006925126
 （式中、Ｒ１ＡおよびＲ１Ｂのそれぞれは独立に、これらに限定されないが、アルキレン、アルケニレン、アリーレン、ヘテロアリーレン、フェニレン、アズレン、シクロアルキレンおよびヘテロシクロアルキレンからなる群から選択され；Ｒ２ＡおよびＲ２Ｂのそれぞれは、独立に、これらに限定されないが、ハライド、ヒドロキシルおよびアミノからなる群から選択される反応基である）
を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができる。他の反応基を使用することができる。一部の態様では、ハライドはクロロ、ブロモまたはヨード基である。反応基を使用して、そのモノマーを、ポリマーに一体化するか（例えば、ポリマーの骨格に沿って、ポリマー中に重合させることによって）、かつ／または、モノマーを、ポリマーの骨格、末端または側鎖との共有結合によって結合させることができる。
本開示のコード化発色団ポリマー粒子は、式（ＸＶＩＩ）の構造：
Figure 0006925126
 （式中、Ｒ１ＡおよびＲ１Ｂのそれぞれは独立に、これらに限定されないが、水素、メチル、アルキル、フェニル、アラルキル（araalkyl）およびアルコキシ−フェニルからなる群から選択され；Ｒ２ＡおよびＲ２Ｂのそれぞれは独立に、これらに限定されないが、水素、メチル、アルキル、フェニル、アラルキルおよびアルコキシ−フェニルからなる群から選択され；Ｒ３ＡおよびＲ３Ｂのそれぞれは、独立に、これらに限定されないが、クロロ、ブロモ、ヨードおよびヒドロキシルからなる群から選択される反応基であり；Ｒ４ＡおよびＲ４Ｂのそれぞれは独立に、これらに限定されないが、ヒドロキシル、水素、アルキル、フェニル、アラルキルおよびアルコキシ−フェニルからなる群から選択され；Ｒ５ＡおよびＲ５Ｂのそれぞれは独立に、これらに限定されないが、水素、メチル、アルキル、フェニル、アラルキルおよびアルコキシ−フェニルからなる群から選択される）
を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができる。他の反応基を使用することができる。反応基を使用して、そのモノマーを、ポリマーに一体化するか（例えば、ポリマーの骨格に沿って、ポリマー中に重合させることによって）、かつ／または、モノマーを、ポリマーの骨格、末端または側鎖との共有結合によって結合させることができる。
本開示のコード化発色団（hromophoric）ポリマー粒子は、式（ＸＶＩＩＩ）の構造：
Figure 0006925126
 （式中、Ｒ１ＡおよびＲ１Ｂのそれぞれは、これらに限定されないが、クロロ、ブロモ、ヨードおよびヒドロキシルからなる群から独立に選択される反応基であり；Ｒ２ＡおよびＲ２Ｂのそれぞれは、これらに限定されないが、水素、メチル、アルキル、フェニル、アラルキルおよびアルコキシ−フェニルからなる群から選択される）
を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができる。他の反応基を使用することができる。反応基を使用して、そのモノマーを、ポリマーに一体化するか（例えば、ポリマーの骨格に沿って、ポリマー中に重合させることによって）、かつ／または、モノマーを、ポリマーの骨格、末端または側鎖との共有結合によって結合させることができる。
本開示のコード化発色団ポリマー粒子は、式（ＸＩＸ）の構造：
Figure 0006925126
 （式中、Ｘ１およびＸ２のそれぞれは独立に、炭素、硫黄およびセレンからなる群から選択され；Ｒ１ＡおよびＲ１Ｂのそれぞれは、これらに限定されないが、クロロ、ブロモ、ヨードおよびヒドロキシルからなる群から独立に選択される反応基であり；Ｒ２ＡおよびＲ２Ｂのそれぞれは独立に、これらに限定されないが、水素、メチル、アルキル、フェニル、アラルキル、アルコキシ−フェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニルおよびＮ−ジアルコキシルフェニル−４−フェニルからなる群から選択される）
を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができる。他の反応基を使用することができる。反応基を使用して、そのモノマーを、ポリマーに一体化するか（例えば、ポリマーの骨格に沿って、ポリマー中に重合させることによって）、かつ／または、モノマーを、ポリマーの骨格、末端または側鎖との共有結合によって結合させることができる。
本開示のコード化発色団ポリマー粒子は、式（ＸＸ）の構造：
Figure 0006925126
 （式中、Ｒ２ＡおよびＲ２Ｂのそれぞれは、これらに限定されないが、クロロ、ブロモ、ヨードおよびヒドロキシルからなる群から独立に選択される反応基であり；Ｒ１ＡおよびＲ１Ｂのそれぞれは、これらに限定されないが、水素、メチル、アルキル、フェニル、アラルキル、アルコキシ−フェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニルおよびＮ−ジアルコキシルフェニル−４−フェニルからなる群から選択される）
を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができる。他の反応基を使用することができる。反応基を使用して、そのモノマーを、ポリマーに一体化するか（例えば、ポリマーの骨格に沿って、ポリマー中に重合させることによって）、かつ／または、モノマーを、ポリマーの骨格、末端または側鎖との共有結合によって結合させることができる。
本開示は、硫黄含有スクアライン誘導体を含むことができる。本開示のコード化発色団ポリマー粒子は、式（ＸＸＩ）の構造：
Figure 0006925126
 （式中、Ｒ１ＡおよびＲ１Ｂのそれぞれは独立に、これらに限定されないが、アルキレン、アルケニレン、アリーレン、ヘテロアリーレン、フェニレン、アズレン、シクロアルキレンおよびヘテロシクロアルキレンからなる群から選択され；Ｒ２ＡおよびＲ２Ｂのそれぞれは、これらに限定されないが、ハライド、ヒドロキシルおよびアミノからなる群から独立に選択される反応基である）
を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができる。一部の態様では、ハライドはクロロ、ブロモまたはヨード基である。他の反応基を使用することができる。反応基を使用して、そのモノマーを、ポリマーに一体化するか（例えば、ポリマーの骨格に沿って、ポリマー中に重合させることによって）、かつ／または、モノマーを、ポリマーの骨格、末端または側鎖との共有結合によって結合させることができる。
本開示のコード化発色団ポリマー粒子は、式（ＸＸＩＩ）の構造：
Figure 0006925126
 （式中、Ｘ１およびＸ２のそれぞれは独立に、炭素、硫黄およびセレンからなる群から選択され；Ｒ１ＡおよびＲ１Ｂのそれぞれは、これらに限定されないが、クロロ、ブロモ、ヨードおよびヒドロキシルからなる群から独立に選択される反応基であり；Ｒ２ＡおよびＲ２Ｂのそれぞれは独立に、これらに限定されないが、水素、メチル、アルキル、フェニル、アラルキル、アルコキシ−フェニル、Ｎ−ジアルキル−４−フェニル、Ｎ−ジフェニル−４−フェニルおよびＮ−ジアルコキシルフェニル−４−フェニルからなる群から選択される）
を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができる。他の反応基を使用することができる。一部の態様では、ハライドはクロロ、ブロモまたはヨード基である。反応基を使用して、そのモノマーを、ポリマーに一体化するか（例えば、ポリマーの骨格に沿って、ポリマー中に重合させることによって）、かつ／または、モノマーを、ポリマーの骨格、末端または側鎖との共有結合によって結合させることができる。
本開示は、窒素含有スクアライン誘導体を含むことができる。本開示のコード化発色団ポリマー粒子は、式（ＸＸＩＩＩ）の構造：
Figure 0006925126
 （式中、Ｒ１ＡおよびＲ１Ｂのそれぞれは独立に、これらに限定されないが、アルキレン、アルケニレン、アリーレン、ヘテロアリーレン、フェニレン、アズレン、シクロアルキレンおよびヘテロシクロアルキレンからなる群から選択され；Ｒ２ＡおよびＲ２Ｂのそれぞれは、これらに限定されないが、ハライド、ヒドロキシルおよびアミノからなる群から独立に選択される反応基であり；Ｒ３ＡおよびＲ３Ｂのそれぞれは独立に、水素、メチル、アルキル、フェニル、アラルキルおよびアルコキシ−フェニルからなる群から選択される）
を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができる。他の反応基を使用することができる。一部の態様では、ハライドはクロロ、ブロモまたはヨード基である。反応基を使用して、そのモノマーを、ポリマー（例えば、ポリマーの骨格に沿って、ポリマー中に重合させることによって）に一体化するか、かつ／または、モノマーを、ポリマーの骨格、末端または側鎖との共有結合によって結合させることができる。
本開示のコード化発色団ポリマー粒子は、式（ＸＸＩＶ）の構造：
Figure 0006925126
 （式中、Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ２ＡおよびＲ２Ｂのそれぞれは独立に、これらに限定されないが、水素、重水素、アルキル、アリール、アセチルおよびヒドロキシルからなる群から選択され；Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４ＡおよびＲ４Ｂのそれぞれは独立に、これらに限定されないが、水素、重水素、アルキル、アリール、アミノ、スルフィド、アルデヒド、エステル、エーテル、酸、ヒドロキシルおよびハライドからなる群から選択される）
を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができる。狭帯域モノマーを、ポリマーの骨格に一体化するか（例えば、ポリマーの骨格に沿って、ポリマー中に重合させることによって）、かつ／または、Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂまたはその組合せとの少なくとも１つの結合を介して、ポリマーの骨格、末端または側鎖と共有結合させることができる。
本開示のコード化発色団ポリマー粒子は、式（ＸＸＶ）の構造：
Figure 0006925126
 （式中、Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ２ＡおよびＲ２Ｂのそれぞれは独立に、これらに限定されないが、水素、重水素、アルキル、アリール、アセチルおよびヒドロキシルからなる群から選択され；Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、Ｒ５Ａ、Ｒ５Ｂ、Ｒ６ＡおよびＲ６Ｂのそれぞれは独立に、これらに限定されないが、水素、重水素、アルキル、アリール、アミノ、スルフィド、アルデヒド、エステル、エーテル、酸、ヒドロキシルおよびハライドからなる群から選択される）
を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができる。狭帯域モノマーを、ポリマーの骨格に一体化するか（例えば、ポリマーの骨格に沿って、ポリマー中に重合させることによって）、かつ／または、Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、Ｒ５Ａ、Ｒ５Ｂ、Ｒ６Ａ、Ｒ６Ｂまたはその組合せとの少なくとも１つの結合を介して、ポリマーの骨格、末端または側鎖と共有結合させることができる。
本開示のコード化発色団ポリマー粒子は、式（ＸＸＶＩ）の構造：
Figure 0006925126
 （式中、Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ１Ｃ、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ２Ｃ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ３Ｃ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、Ｒ４Ｃ、Ｒ５Ａ、Ｒ５Ｂ、Ｒ５Ｃ、Ｒ６Ａ、Ｒ６ＢおよびＲ６Ｃのそれぞれは独立に、これらに限定されないが、水素、重水素、アルキル、アリール、アミノ、スルフィド、アルデヒド、エステル、エーテル、酸、ヒドロキシルおよびハライドからなる群から選択され、Ｒ７Ａ、Ｒ７ＢおよびＲ７Ｃのそれぞれは独立に、これらに限定されないが、水素、重水素、アルキル、アリールおよびアセチルからなる群から選択される）
を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができる。狭帯域モノマーを、ポリマーの骨格に一体化するか（例えば、ポリマーの骨格に沿って、ポリマー中に重合させることによって）、かつ／または、Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ１Ｃ、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ２Ｃ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ３Ｃ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、Ｒ４Ｃ、Ｒ５Ａ、Ｒ５Ｂ、Ｒ５Ｃ、Ｒ６Ａ、Ｒ６Ｂ、Ｒ６Ｃ、Ｒ７Ａ、Ｒ７Ｂまたはその組合せとの少なくとも１つの結合を介して、ポリマーの骨格、末端または側鎖と共有結合させることができる。あるいは、ここで示すように、本明細書に記載するモノマーを、丸括弧で示されるような結合によってポリマーと一体化することができる。
本開示のコード化発色団ポリマー粒子は、式（ＸＸＶＩＩ）の構造：
Figure 0006925126
 （式中、Ｒ１ＡおよびＲ１Ｂのそれぞれは独立に、これらに限定されないが、水素、重水素、アルキルおよびアリールからなる群から選択され；Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１およびＲ１２のそれぞれは独立に、これらに限定されないが、水素、重水素、アルキル、アリール、シアノ、アミノ、スルフィド、アルデヒド、エステル、エーテル、酸、ヒドロキシルおよびハライドからなる群から選択される）
を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができる。狭帯域モノマーを、ポリマーの骨格に一体化するか（例えば、ポリマーの骨格に沿って、ポリマー中に重合させることによって）、かつ／または、Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２またはその組合せとの少なくとも１つの結合を介して、ポリマーの骨格、末端または側鎖と共有結合させることができる。
本開示のコード化発色団ポリマー粒子は、式（ＸＸＶＩＩＩ）の構造：
Figure 0006925126
 （式中、Ｒ１３のそれぞれは独立に、これらに限定されないが、水素、重水素、アルキルおよびアリールからなる群から選択され；Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９、Ｒ２０、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３およびＲ２４は独立に、これらに限定されないが、水素、重水素、アルキル、アリール、シアノ、アミノ、スルフィド、アルデヒド、エステル、エーテル、酸、ヒドロキシルおよびハライドからなる群から選択される）
を有する狭帯域モノマーを含むポリマーを含むことができる。狭帯域モノマーを、ポリマーの骨格に一体化するか（例えば、ポリマーの骨格に沿って、ポリマー中に重合させることによって）、かつ／または、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９、Ｒ２０、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３およびＲ２４またはその組合せとの少なくとも１つの結合を介して、ポリマーの骨格、末端または側鎖と共有結合させることができる。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子を作製するための狭帯域発光性ポリマーは、狭帯域モノマーとして、金属錯体およびそれらの誘導体を含む。金属錯体およびそれらの誘導体には、これらに限定されないが、それらのアルキル誘導体、アリール誘導体、アルキン誘導体、芳香族誘導体、アルコキシド誘導体、アザ誘導体、それらの拡大系および類似体が含まれる。狭帯域発光性ポリマーは、他の任意のモノマーを含むこともできる。その金属は、例えばＮａ、Ｌｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇａ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕなどの任意の金属であってよい。最終発色団ポリマー粒子が狭帯域発光を示すことができるように、金属錯体はエネルギー受容体であってよく、他のモノマーはエネルギー供与体であってよい。良溶媒中において狭帯域発光性発色団ポリマーは、広い発光または狭い発光を示すことができる。しかし、一部の態様では、それらのナノ粒子形態は、狭帯域発光を与える。一部の態様では、上記発色団ポリマー粒子の発光ＦＷＨＭは７０ｎｍ未満である。ある特定の態様では、ＦＷＨＭは６０ｎｍ未満、５０ｎｍ未満、４０ｎｍ未満、３０ｎｍ未満または２０ｎｍ未満である。金属錯体および金属錯体誘導体を、重合してポリマー（例えば、ホモポリマーまたはヘテロポリマー）を生成させることができ、かつ／または、それらをポリマー骨格、側鎖および／または末端と結合させる（例えば、共有結合させる）ことができる。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子を作製するための狭帯域発光性ポリマーには、狭帯域モノマーとして、ポルフィリン、メタロポルフィリンおよびそれらの誘導体が含まれる。ポルフィリン、メタロポルフィリンおよびそれらの誘導体を、重合してポリマー（例えば、ホモポリマーまたはヘテロポリマー）を生成させることができ、かつ／または、それらをポリマー骨格、側鎖および／または末端と結合させる（例えば、共有結合させる）ことができる。ポルフィリン、メタロポルフィリンおよびそれらの誘導体には、これらに限定されないが、それらのアルキル誘導体、アリール誘導体、アルキン誘導体、芳香族誘導体、アルコキシド誘導体、アザ誘導体、それらの拡大系および類似体が含まれる。メタロポルフィリン中の金属は、例えばＮａ、Ｌｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇａ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕなどの任意の金属であってよい。狭帯域発光性ポリマーは、他の任意のモノマーを含むこともできる。最終発色団ポリマー粒子が狭帯域発光を示すことができるように、ポルフィリン、メタロポルフィリンおよびそれらの誘導体はエネルギー受容体であってよく、他のモノマーはエネルギー供与体であってよい。良溶媒中において狭帯域発光性発色団ポリマーは、広い発光または狭い発光を示すことができる。しかし、一部の態様では、それらのナノ粒子形態は、狭帯域発光を与える。一部の態様では、上記発色団ポリマー粒子の発光ＦＷＨＭは７０ｎｍ未満である。ある特定の態様では、ＦＷＨＭは６０ｎｍ未満、５０ｎｍ未満、４０ｎｍ未満、３０ｎｍ未満または２０ｎｍ未満である。
一部の態様では、発色団ポリマー粒子を作製するための狭帯域発光性ポリマーは、モノマーとして、フタロシアニンおよびその誘導体を含む。モノマーとしてのフタロシアニンおよびその誘導体を、重合してポリマー（例えば、ホモポリマーまたはヘテロポリマー）を生成させることができ、かつ／または、ポリマー骨格、側鎖および／または末端と結合させる（例えば、共有結合させる）ことができる。フタロシアニン誘導体には、これらに限定されないが、それらのアルキル誘導体、アリール誘導体、アルキン誘導体、芳香族誘導体、アルコキシド誘導体、アザ誘導体、それらの拡大系および類似体が含まれる。フタロシアニン誘導体中の金属は、Ｎａ、Ｌｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇａ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ａｇ、ＡｕまたはＰｄなどの任意の金属であってよい。狭帯域発光性ポリマーは、他の任意のモノマーを含むこともできる。最終発色団ポリマー粒子が狭帯域発光を示すことができるように、フタロシアニン誘導体はエネルギー受容体であってよい。良溶媒中において狭帯域発光性発色団ポリマーは、広い発光または狭い発光を示すことができる。しかし、一部の態様では、それらのナノ粒子形態は、狭帯域発光を与える。一部の態様では、上記発色団ポリマー粒子の発光ＦＷＨＭは７０ｎｍ未満である。ある特定の態様では、ＦＷＨＭは６０ｎｍ未満、５０ｎｍ未満、４０ｎｍ未満、３０ｎｍ未満または２０ｎｍ未満である。
本明細書に記載する例、ならびに、例えばＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５６０７９およびＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０７１７６７に開示されているその他などの広範囲の発色団ポリマー粒子を、コード化のために使用することができる。そのそれぞれを、その全体において、かつ、特定の発色団ポリマー粒子組成物、およびそこに記載されているようにしてそれらを作製するそれぞれの方法に特に関して、参照により本明細書に組み込む。例えばＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５６０７９に示されているように、発色団ポリマー粒子中のポリマーを、物理的にブレンドする、または化学的に結合させる（または化学的に架橋させる）ことができる。例えば、その物理的にブレンドされるポリマー粒子は、発色団ポリマー粒子中にブレンドされ、非共有結合的な相互作用によって一緒に保持されているポリマーを含むことができる。化学的に結合される発色団ポリマー粒子は、ポリマー粒子中で互いに共有結合しているポリマーを含むことができる。化学的に結合されるポリマーは、ポリマー粒子の形成の前に、互いに共有結合していてよい。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子はナノ粒子である。一部の態様では、本明細書で提供するナノ粒子のサイズは、そのナノ粒子の最少寸法を指す「限界寸法」に関して定義される。多くのナノ粒子はおおよそ球状の形状をしており、これによって、その限界寸法は、球状粒子の直径ということになる。ナノスフェアやナノキューブなどの典型的なナノ粒子は完全にナノスケールのサイズであるが、ナノ粒子のあらゆる寸法がナノスケールである必要はない。例えば、ナノシリンダーは、直径はナノスケールであっても、長さはミクロスケールを有していてよい。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子の一般的なサイズは、１００ナノメートルを下回るものである。ある特定の態様では、大部分のコロイド状ポリマーナノ粒子は、内部は疎溶媒性ポリマーでできているが、高分子電解質で、強制的にナノ粒子を形成させることもできる。ある特定の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、安定な粒子に形成されている、少なくとも１つの発色団ポリマーおよび少なくとも１つの他の発色団（例えば、ランタニド材料）を含む。粒子サイズは、５ナノメートル〜５００ナノメートルで変動することができる。一部の態様では、粒子の限界寸法（例えば、直径）は５００ナノメートル未満である。一部の態様では、粒子の限界寸法は４００ナノメートル未満である。一部の態様では、粒子の限界寸法は３００ナノメートル未満である。一部の態様では、粒子の限界寸法は２００ナノメートル未満である。一部の態様では、粒子の限界寸法は１００ナノメートル未満である。一部の態様では、粒子の限界寸法は５０ナノメートル未満である。一部の態様では、粒子の限界寸法は４０ナノメートル未満である。一部の態様では、粒子の限界寸法は３０ナノメートル未満である。一部の態様では、粒子の限界寸法は２０ナノメートル未満である。一部の態様では、粒子の限界寸法は１０ナノメートル未満である。
ナノ粒子の可能な形状には基本的に制限がない。しかし、ある特定の態様では、形状は、球状、円筒状、楕円状、多面体、角柱、ロッド状およびワイヤー状から選択される。当業者は理解されるように、ナノ粒子の形状は、光学特性に寄与することができる（例えば、ナノロッドは、ナノスフェアとは異なる光学特性を有することができる）。
一部の態様では、大きな粒子サイズによってもたらされる問題を回避するためには、ナノスケールサイズのナノ粒子が有益である。例えば、フォト発光画像化のために、ナノ粒子を標的分析物分子（例えば、タンパク質）と結合させる場合、相対的に大きな粒子は、標的分析物以外の分子との非特異的結合、または表面への吸着に利用できる、より大きい表面積を有する。
コード化発色団ポリマー粒子のランタニド組成物
本開示の一部の態様では、本明細書に記載するコード化発色団ポリマー粒子は、１つまたは複数のランタニド材料を含む。ランタニド材料は、ランタニドイオン、ランタニド錯体またはランタニドナノ粒子であってよい。ある特定の態様では、ランタニド材料はランタニド発色団である。一部の態様では、本開示は、それらの狭い発光バンド幅、長い寿命、環境に容易に影響されない安定なｆ−ｆ遷移などのランタニドイオンの独特な発光特性を利用する。したがって、共役ポリマーナノ粒子または他の種類の発色団ポリマー粒子に一体化した場合、ランタニドイオンは、それらの個々の発光を維持し、それらの発光強度を独立にまたは半独立に調節することができる。これらの独特な特性をもとにして、本開示は、ハイスループットバイオ分析のための改善されたコード化技術を提供する。
ある特定の態様では、本明細書に記載するランタニド発色団は、有機フルオロフォアと比較して、狭い発光特性、長い発光寿命および明確に区別できる発光機構を有する。例えば、その４ｆ殻が空でなく、かつ電子で完全には満たされていないランタニド（ＩＩＩ）イオン（Ｃｅ（ＩＩＩ）、Ｐｒ（ＩＩＩ）、Ｎｄ（ＩＩＩ）、Ｐｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｇｄ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｔｍ（ＩＩＩ）またはＹｂ（ＩＩＩ）など）の主要な発光機構において、ｆ殻内での遷移は、ＵＶ領域〜近赤外領域の範囲の発光をもたらすことができる。一部の態様では、満たされた５ｓ５ｐ副殻によって、内殻ｆ軌道電子が環境から遮断されるので、それらの発光は環境によってそれほど変動しない。一部の態様では、ランタニドイオンはストークス発光を示す。すなわち、短波長光子励起は長波長光子発光を発生する。ある特定の態様では、１つの光子励起は、２つまたはそれ超の光子発光（量子切断）を発生することができる。例えば、１つの光子のエネルギーは分割されて、２つまたはそれ超の光子発光を有することができる。一部の態様では、ランタニドイオンは、反ストークス発光（アップコンバージョ発光）を示す。例えば、２つまたはそれ超の長波長光子励起は、短波長光子発光を発生する。
様々な種類のランタニド発色団が、本開示で使用するのに適している。ランタニド発色団は、ランタニドイオン、ランタニド錯体、ランタニドナノ粒子またはその組合せなどの適切な任意の種類のランタニド材料を含むことができる。一部の態様では、ランタニド発色団には、Ｌａ（ＩＩＩ）、Ｃｅ（ＩＩＩ）、Ｐｒ（ＩＩＩ）、Ｎｄ（ＩＩＩ）、Ｐｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩ）、Ｇｄ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｔｍ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩ）、Ｌｕ（ＩＩＩ）またはその組合せから選択されるランタニドが含まれる。一部の態様では、本開示のランタニド発色団は、ランタニド誘導体、例えばアルキル誘導体、アリール誘導体、アルキン誘導体、芳香族誘導体、アルコキシド誘導体、アザ誘導体、その拡大系またはその類似体から選択されるランタニド誘導体である。ある特定の態様では、ランタニド発色団を、ランタニド酸化物、ランタニドフッ化物および関連材料などの無機ホスト材料中にドープする。ランタニドイオンを有機発色団と配位させて、ランタニド発色団錯体を形成させることもできる。
一部の態様では、ランタニド発色団には、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕまたはその組合せから選択される希土類金属が含まれる。ある特定の態様では、ランタニド発色団は、非発光性ホスト材料（例えば、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｌｕまたはその組合せ）として使用される希土類金属（例えば、希土類金属イオン）、およびホスト中にドープされる１つまたは複数の発光性希土類金属イオン（例えば、Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｔｍ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）またはその組合せ）を含む。種々の態様では、ランタニド発色団は、Ｐｒ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）またはその組合せなどの、ダウンコンバージョン発光に好ましい少なくとも１つのドープされたランタニドイオンを含む。種々の態様では、ランタニド発色団は、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｔｍ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）またはその組合せなどの、アップコンバージョン発光に好ましい少なくとも１つのドープされたランタニドイオンを含む。任意の適切な数および組合せのイオン、例えば２つまたはそれ超のイオン、３つまたはそれ超のイオン、４つまたはそれ超のイオン、５つまたはそれ超のイオン、６つまたはそれ超のイオン、７つまたはそれ超のイオン、８つまたはそれ超のイオン、９つまたはそれ超のイオンあるいは１０またはそれ超のイオンを、単一のホスト材料中に同時にドープすることができる。
ある特定の態様では、本開示のコード化発色団ポリマー粒子は、本明細書に記載するような少なくとも１つの種類の発色団ポリマー、およびランタニドイオン、ランタニド錯体またはランタニドナノ粒子などの少なくとも１つの種類のランタニド発色団を含むことができる。発色団ポリマーおよび／またはランタニド発色団の光学特性は、要望に応じて変えることができる。一部の態様では、発色団ポリマーは蛍光性であり、したがって、ポリマー蛍光とランタニド発色団発光の両方をコード化のために使用することができる。一部の態様では、発色団ポリマーは、弱い蛍光性であるかまたは著しく消光し、その結果、ランタニド材料のみがコード化に使用される。ある特定の態様では、ランタニド発色団のピーク発光波長は、発色団ポリマーのピーク発光波長より長い。他の態様では、ランタニド発色団のピーク発光波長は、発色団ポリマーのピーク発光波長より短い。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、ランタニド材料を収容できる柔軟なポリマーマトリクスを提供する（例えば、１つまたは複数の発色団ポリマーから形成される）。したがって、ある特定の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、ポリマーマトリクス、およびそのポリマーマトリクス中に組み込まれた少なくとも１つのランタニド発色団を含む。１つまたは複数のランタニド発色団、２つまたはそれ超のランタニド発色団、３つまたはそれ超のランタニド発色団、４つまたはそれ超のランタニド発色団、５つまたはそれ超のランタニド発色団、６つまたはそれ超のランタニド発色団、７つまたはそれ超のランタニド発色団、８つまたはそれ超のランタニド発色団、９つまたはそれ超のランタニド発色団、１０またはそれ超のランタニド発色団、５０またはそれ超のランタニド発色団あるいは１００またはそれ超のランタニド発色団などの、任意の適切な数および組合せのランタニド発色団の種類を、ポリマーマトリクス中に組み込むことができる。コード化発色団ポリマー粒子質量全体に対するランタニド材料の質量濃度は、１％〜９９％、より好ましくは１０％〜９９％、より好ましくは２０％〜９９％、より好ましくは３０％〜９９％、より好ましくは４０％〜９９％、より好ましくは５０％〜９９％で変動してよい。
ある特定の態様では、ランタニド発色団の少なくとも一部は、明確に区別できるランタニド発色団である（例えば、異なる構造、組成および／または特性を有する）。例えば、ランタニド発色団の一部またはすべてが、互いに識別可能な光学特性（例えば、発光スペクトル、発光波長、発光強度、発光寿命）を有することができる。コード化発色団ポリマー粒子中のランタニド発色団の濃度は要望に応じて変動させることができる。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、第１の濃度の第１のランタニド発色団および第２の濃度の第２のランタニド発色団を含む。ある特定の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、２つまたはそれ超のランタニド発色団を、互いに固定した比（例えば、固定質量比）で含む。
種々の態様では、ポリマーマトリクス、およびそのポリマーマトリクス中に組み込まれた１つまたは複数のランタニド発色団の光学特性は、発色団ポリマー粒子のための所望の光学的コード化をもたらすように設計される。一部の態様では、ポリマーマトリクスと１つまたは複数のランタニド発色団の光学特性（例えば、発光スペクトル）は、互いに識別可能である。例えば、ある特定の態様では、１つまたは複数のランタニド発色団の発光ピークは、ポリマーマトリクスの発光ピークより長い波長を有する。他の態様では、１つまたは複数のランタニド発色団の発光ピークは、ポリマーマトリクスの発光ピークより短い波長を有する。種々の態様では、１つまたは複数のランタニド発色団およびポリマーマトリクスの発光ピークの強度は、独立にまたは半独立に制御可能である。ある特定の態様では、ポリマーマトリクスと１つまたは複数のランタニド発色団の間にエネルギー移動が存在する。代替の態様では、ポリマーマトリクスと１つまたは複数のランタニド発色団の間にエネルギー移動は実質的に存在しない。
一部の態様では、ポリマーマトリクス中に組み込まれたランタニド発色団を、ポリマーマトリクスに物理的に埋め込むかまたは一体化する。一部の態様では、ランタニド発色団をポリマーマトリクスと化学的に架橋させる、かつ／またはそれと物理的にブレンドする。一部の態様では、第１のランタニド発色団を第１の濃度でポリマーマトリクスと架橋させ、第２のランタニド発色団を、第１の濃度とは異なる第２の濃度でポリマーマトリクスと架橋させる。一部の態様では、第１のランタニド発色団を、第１の濃度でポリマーマトリクスと物理的にブレンドし、第２のランタニド発色団を、第１の濃度と異なる第２の濃度でポリマーマトリクスと物理的にブレンドする。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、発光性ランタニド錯体などのランタニド発色団と物理的にブレンドされるかまたは化学的に架橋された少なくとも１つの種類の発色団ポリマーを含む。例示的な発光性ランタニド（ＩＩＩ）錯体には、Ｌａ（ＩＩＩ）、Ｃｅ（ＩＩＩ）、Ｐｒ（ＩＩＩ）、Ｎｄ（ＩＩＩ）、Ｐｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩ）、Ｇｄ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｔｍ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩ）またはＬｕ（ＩＩＩ）錯体が含まれる。ランタニド錯体の大部分は、有機配位子によって増感されたｆ−ｆ遷移からの発光を示すので、ポリマーおよび／またはランタニド錯体の構造および／または組成を変えることによって、発色団ポリマーからランタニド錯体へのエネルギー移動を制御することができる。一部の態様では、ポリマーからランタニド錯体へのエネルギー移動を防止または最少化することができる。一部の態様では、ポリマーからランタニド錯体へのエネルギー移動を許容することができる。粒子の各組の発光ピークの光学特性（例えば、発光強度、発光波長、発光寿命）を、独立にまたは半独立に調節し調整することができる。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、テルビウム（Ｔｂ）錯体などの少なくとも１つの種類の発光性ランタニド錯体と物理的にブレンドされるかまたは化学的に架橋された１つの種類の発色団ポリマーを含む。一部の態様では、Ｔｂ錯体は一般に鮮明な緑色発光を示す。ポリマーおよび／またはＴｂ錯体の構造および／または組成を変えることによって、発色団ポリマーからＴｂ錯体へのエネルギー移動を制御することができる。一部の態様では、ポリマーからＴｂ錯体へのエネルギー移動を防止または最少化する。一部の態様では、ポリマーからＴｂ錯体へのエネルギー移動が許容される。したがって、粒子内部のＴｂおよび発色団ポリマーの光学特性（例えば、発光強度、発光波長、発光寿命）を、独立にまたは半独立に調節し調整することができる。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、ユーロピウム（Ｅｕ）錯体などの１つの種類の発光性ランタニド錯体と物理的にブレンドされるかまたは化学的に架橋された少なくとも１つの種類の発色団ポリマーを含む。一部の態様では、Ｅｕ錯体は一般に鮮明な赤色発光を示す。ポリマーおよび／またはＥｕ錯体の構造および／または組成を変えることによって、発色団ポリマーからＥｕ錯体へのエネルギー移動を制御することができる。一部の態様では、ポリマーからＥｕ錯体へのエネルギー移動を防止または最少化する。一部の態様では、ポリマーからＥｕ錯体へのエネルギー移動が許容される。したがって、粒子内部のＥｕおよび発色団ポリマーの光学特性（例えば、発光強度、発光波長、発光寿命）を、独立にまたは半独立に調節し調整することができる。
図１は、少なくとも１つの種類の共役ポリマーおよび少なくとも１つの種類のランタニド種を含むコード化発色団ポリマー粒子を設計するための概略図を示す。ランタニド種は、ランタニド錯体、ランタニドイオンまたはランタニドナノ粒子であってよい。星印は、Ｌａ（ＩＩＩ）、Ｃｅ（ＩＩＩ）、Ｐｒ（ＩＩＩ）、Ｎｄ（ＩＩＩ）、Ｐｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩ）、Ｇｄ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｔｍ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩ）またはＬｕ（ＩＩＩ）種から選択される１つの種類のランタニド種を表す。一部の態様では、共役ポリマーは発色団ポリマーである。ランタニド種は、コード化発色団ポリマー粒子中で共役ポリマーと物理的にブレンドするかまたは化学的に架橋することができる。コード化発色団ポリマー粒子の構造および／または組成は、共役ポリマーおよびランタニド種の光学特性（例えば、発光強度、発光波長、発光寿命）を調節するために、調整し変えることができる。粒子の各組の発光ピークの光学特性（例えば、発光強度、発光波長、発光寿命）を、独立にまたは半独立に調節し調整することができる。全ポリマーナノ粒子質量に対するランタニド材料の質量濃度は、１％〜９９％；より好ましくは１０％〜９９％、より好ましくは２０％〜９９％、より好ましくは３０％〜９９％、より好ましくは４０％〜９９％、より好ましくは５０％〜９９％で変動してよい。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、Ｌａ（ＩＩＩ）、Ｃｅ（ＩＩＩ）、Ｐｒ（ＩＩＩ）、Ｎｄ（ＩＩＩ）、Ｐｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩ）、Ｇｄ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｔｍ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩ）またはＬｕ（ＩＩＩ）錯体から選択される、少なくとも２つの種類のランタニド錯体と物理的にブレンドされるかまたは化学的に架橋された少なくとも１つの種類の発色団ポリマーを含む。ポリマーおよび／またはランタニド錯体の構造および／または組成を変えることによって、発色団ポリマーからランタニド錯体へのエネルギー移動を制御することができる。一部の態様では、ポリマーからランタニド錯体へのエネルギー移動を防止または最少化する。一部の態様では、ポリマーからランタニド錯体へのエネルギー移動が許容される。したがって、粒子内部のランタニド錯体および発色団ポリマーの光学特性（例えば、発光強度、発光波長、発光寿命）を、独立にまたは半独立に調節し調整することができる。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、ＴｂおよびＥｕ錯体などの少なくとも２つの種類のランタニド錯体と物理的にブレンドされるかまたは化学的に架橋された少なくとも１つの種類の発色団ポリマーを含む。ポリマーおよび／またはランタニド錯体の構造および／または組成を変えることによって、発色団ポリマーからランタニド錯体へのエネルギー移動を制御することができる。一部の態様では、ポリマーからランタニド錯体へのエネルギー移動を防止または最少化する。一部の態様では、ポリマーからランタニド錯体へのエネルギー移動が許容される。したがって、粒子内部のＴｂ、Ｅｕおよび発色団ポリマーの光学特性（例えば、発光強度、発光波長、発光寿命）を、独立にまたは半独立に調節し調整することができる。
図２は、少なくとも１つの種類の共役ポリマーおよび少なくとも２つの種類のランタニド種を含むコード化発色団ポリマー粒子を設計するための概略図を示す。ランタニド種は、ランタニド錯体、ランタニドイオンまたはランタニドナノ粒子であってよい。星印および六角印は、Ｌａ（ＩＩＩ）、Ｃｅ（ＩＩＩ）、Ｐｒ（ＩＩＩ）、Ｎｄ（ＩＩＩ）、Ｐｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩ）、Ｇｄ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｔｍ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩ）またはＬｕ（ＩＩＩ）種から選択される異なるランタニド種を表す。ランタニド種は、コード化発色団ポリマー粒子中で共役ポリマーと物理的にブレンドするかまたは化学的に架橋することができる。コード化発色団ポリマー粒子の構造および／または組成は、共役ポリマーおよび各ランタニド種の光学特性（例えば、発光強度、発光波長、発光寿命）を調節するために、調整し変えることができる。粒子の各組の発光ピークの光学特性（例えば、発光強度、発光波長、発光寿命）を、独立にまたは半独立に調節し調整することができる。全ポリマーナノ粒子質量に対するランタニド材料の質量濃度は、１％〜９９％；より好ましくは１０％〜９９％、より好ましくは２０％〜９９％、より好ましくは３０％〜９９％、より好ましくは４０％〜９９％、より好ましくは５０％〜９９％で変動してよい。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、Ｌａ（ＩＩＩ）、Ｃｅ（ＩＩＩ）、Ｐｒ（ＩＩＩ）、Ｎｄ（ＩＩＩ）、Ｐｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩ）、Ｇｄ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｔｍ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩ）またはＬｕ（ＩＩＩ）錯体から選択される、少なくとも３つの種類のランタニド錯体と物理的にブレンドされるかまたは化学的に架橋された少なくとも１つの種類の発色団ポリマーを含む。ポリマーおよび／またはランタニド錯体の構造および／または組成を変えることによって、発色団ポリマーからランタニド錯体へのエネルギー移動を制御することができる。一部の態様では、ポリマーからランタニド錯体へのエネルギー移動を防止または最少化する。一部の態様では、ポリマーからランタニド錯体へのエネルギー移動が許容される。したがって、粒子内部のそれぞれの種の光学特性（例えば、発光強度、発光波長、発光寿命）を、独立にまたは半独立に調節し調整することができる。
図３は、少なくとも１つの種類の共役ポリマーおよび少なくとも３つの種類のランタニド種を含むコード化発色団ポリマー粒子を設計するための概略図を示す。ランタニド種は、ランタニド錯体、ランタニドイオンまたはランタニドナノ粒子であってよい。星印、六角印および正方形印は、Ｌａ（ＩＩＩ）、Ｃｅ（ＩＩＩ）、Ｐｒ（ＩＩＩ）、Ｎｄ（ＩＩＩ）、Ｐｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩ）、Ｇｄ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｔｍ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩ）またはＬｕ（ＩＩＩ）種から選択される異なるランタニド種を表す。ランタニド種は、コード化発色団ポリマー粒子中で共役ポリマーと物理的にブレンドするかまたは化学的に架橋することができる。コード化発色団ポリマー粒子の構造および／または組成は、共役ポリマーおよび各ランタニド種の光学特性（例えば、発光強度、発光波長、発光寿命）を調節するために、調整し変えることができる。粒子の各組の発光ピークの光学特性（例えば、発光強度、発光波長、発光寿命）を、独立にまたは半独立に調節し調整することができる。全ポリマーナノ粒子質量に対するランタニド材料の質量濃度は、１％〜９９％；より好ましくは１０％〜９９％、より好ましくは２０％〜９９％、より好ましくは３０％〜９９％、より好ましくは４０％〜９９％、より好ましくは５０％〜９９％で変動してよい。
一部の態様では、発色団ポリマー粒子は、Ｌａ（ＩＩＩ）、Ｃｅ（ＩＩＩ）、Ｐｒ（ＩＩＩ）、Ｎｄ（ＩＩＩ）、Ｐｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩ）、Ｇｄ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｔｍ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩ）またはＬｕ（ＩＩＩ）錯体から選択される、少なくとも４つの種類のランタニド錯体と物理的にブレンドされるかまたは化学的に架橋された少なくとも１つの種類の発色団ポリマーを含む。ポリマーおよび／またはランタニド錯体の構造および／または組成を変えることによって、発色団ポリマーからランタニド錯体へのエネルギー移動を制御することができる。一部の態様では、ポリマーからランタニド錯体へのエネルギー移動を防止または最少化する。一部の態様では、ポリマーからランタニド錯体へのエネルギー移動が許容される。したがって、粒子内部のそれぞれの種の光学特性（例えば、発光強度、発光波長、発光寿命）を、独立にまたは半独立に調節し調整することができる。
図４は、少なくとも１つの種類の共役ポリマーおよび少なくとも４つの種類のランタニド種を含むコード化発色団ポリマー粒子を設計するための概略図を示す。ランタニド種は、ランタニド錯体、ランタニドイオンまたはランタニドナノ粒子であってよい。星印、六角印、正方形印および丸印は、Ｌａ（ＩＩＩ）、Ｃｅ（ＩＩＩ）、Ｐｒ（ＩＩＩ）、Ｎｄ（ＩＩＩ）、Ｐｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩ）、Ｇｄ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｔｍ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩ）またはＬｕ（ＩＩＩ）種から選択される異なるランタニド種を表す。ランタニド種は、コード化発色団ポリマー粒子中で共役ポリマーと物理的にブレンドするかまたは化学的に架橋することができる。コード化発色団ポリマー粒子の構造および／または組成は、共役ポリマーおよび各ランタニド種の光学特性（例えば、発光強度、発光波長、発光寿命）を調節するために、調整し変えることができる。粒子の各組の発光ピークの光学特性（例えば、発光強度、発光波長、発光寿命）を、独立にまたは半独立に調節し調整することができる。全ポリマーナノ粒子質量に対するランタニド材料の質量濃度は、１％〜９９％；より好ましくは１０％〜９９％、より好ましくは２０％〜９９％、より好ましくは３０％〜９９％、より好ましくは４０％〜９９％、より好ましくは５０％〜９９％で変動してよい。
一部の態様では、発色団ポリマー粒子は、Ｌａ（ＩＩＩ）、Ｃｅ（ＩＩＩ）、Ｐｒ（ＩＩＩ）、Ｎｄ（ＩＩＩ）、Ｐｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩ）、Ｇｄ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｔｍ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩ）またはＬｕ（ＩＩＩ）錯体から選択される、５つまたはそれ超の種類のランタニド錯体と物理的にブレンドされるかまたは化学的に架橋された少なくとも１つの種類の発色団ポリマーを含む。ポリマーおよび／またはランタニド錯体の構造および／または組成を変えることによって、発色団ポリマーからランタニド錯体へのエネルギー移動を制御することができる。一部の態様では、ポリマーからランタニド錯体へのエネルギー移動を防止または最少化する。一部の態様では、ポリマーからランタニド錯体へのエネルギー移動が許容される。したがって、粒子内部のそれぞれの種の光学特性（例えば、発光強度、発光波長、発光寿命）を、独立にまたは半独立に調節し調整することができる。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、Ｌａ（ＩＩＩ）、Ｃｅ（ＩＩＩ）、Ｐｒ（ＩＩＩ）、Ｎｄ（ＩＩＩ）、Ｐｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩ）、Ｇｄ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｔｍ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩ）またはＬｕ（ＩＩＩ）イオンから選択されるランタニドイオンと会合した少なくとも１つの種類の発色団ポリマーを含む。ランタニドイオンを、発色団ポリマーの骨格、側鎖または末端基と配位させることができる。したがって、得られるコード化発色団ポリマー粒子は発光性イオンを含む。一部の態様では、コード化された粒子は、１つの種類のランタニドイオンを含む。一部の態様では、コード化された粒子は、２つの種類のランタニドイオンを含む。一部の態様では、コード化された粒子は、３つの種類のランタニドイオンを含む。一部の態様では、コード化された粒子は、３つの種類のランタニドイオンを含む。一部の態様では、コード化された粒子は、４つの種類のランタニドイオンを含む。一部の態様では、コード化された粒子は、５つの種類のランタニドイオンを含む。一部の態様では、コード化された粒子は、６つ超の種類のランタニドイオンを含む。発色団ポリマーからランタニドイオンへのエネルギー移動は、ポリマーおよびランタニドイオンの構造および組成を変えることによって制御することができる。一部の態様では、ポリマーからランタニドイオンへのエネルギー移動を防止または最少化する。一部の態様では、ポリマーからランタニドイオンへのエネルギー移動が許容される。したがって、粒子内部のそれぞれの種の光学特性（例えば、発光強度、発光波長、発光寿命）を、独立にまたは半独立に調節し調整することができる。
一部の態様では、発色団ポリマー粒子は、少なくとも１つの種類のランタニドナノ粒子と物理的にブレンドされるかまたは化学的に架橋された少なくとも１つの種類の発色団ポリマーを含む。ある特定の態様では、ランタニドナノ粒子は１つまたは複数のランタニド発色団を含むナノ粒子である。本開示のランタニドナノ粒子は、酸化物、フッ化物、硫化物、アルミン酸塩、ケイ酸塩、リン酸塩、モリブデン酸塩、チタン酸塩、ビスマス酸塩、他の金属塩またはその組合せなどのランタニドイオン−ドープ無機ナノ粒子であってよい。一部の態様では、ランタニドイオン−ドープ無機ナノ粒子は１つまたは複数の金属塩を含む。
一態様では、ランタニドナノ粒子は、Ｌａ（ＩＩＩ）、Ｃｅ（ＩＩＩ）、Ｐｒ（ＩＩＩ）、Ｎｄ（ＩＩＩ）、Ｐｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩ）、Ｇｄ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｔｍ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩ）またはＬｕ（ＩＩＩ）イオンから選択される１つの種類のランタニドイオンでドープされている。一部の態様では、ランタニドナノ粒子は、２つまたはそれ超の種類のランタニドイオンによって共ドープされており、したがって、得られる発色団ポリマー粒子は２つまたはそれ超の種類の発光性イオンを含む。ドープされたランタニドイオンは、Ｌａ（ＩＩＩ）、Ｃｅ（ＩＩＩ）、Ｐｒ（ＩＩＩ）、Ｎｄ（ＩＩＩ）、Ｐｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩ）、Ｇｄ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｔｍ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩ）またはＬｕ（ＩＩＩ）イオンから選択される任意の組合せであってよい。発色団ポリマーからランタニドナノ粒子へのエネルギー移動は、ポリマーおよびランタニドナノ粒子の構造および組成を変えることによって制御することができる。一部の態様では、ポリマーからランタニドナノ粒子へのエネルギー移動を防止または最少化することができる。一部の態様では、ポリマーからランタニドナノ粒子へのエネルギー移動を許容することができる。したがって、粒子内部のそれぞれの種の光学特性（例えば、発光強度、発光波長、発光寿命）を、独立にまたは半独立に調節し調整することができる。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、少なくとも１つの種類のランタニドアップコンバージョンナノ粒子と物理的にブレンドされるかまたは化学的に架橋された少なくとも１つの種類の発色団ポリマーを含む。ランタニドアップコンバージョンナノ粒子は、長波長多光子励起による短波長発光性発光を示すナノ粒子を表す。ランタニドアップコンバージョンナノ粒子は、酸化物、フッ化物、硫化物、アルミン酸塩、ケイ酸塩、リン酸塩、モリブデン酸塩、チタン酸塩、ビスマス酸塩、他の金属塩またはその組合せなどのランタニドイオンドープ無機ナノ粒子であってよい。ある特定の態様では、ランタニドアップコンバージョンナノ粒子は、ＮａＹＦ４、ＮａＧｄＦ４、ＮａＹｂＦ４またはＮａＬｕＦ４ナノ粒子などのランタニドドープフッ化物ナノ粒子である。一部の態様では、アップコンバージョンナノ粒子のためのドープされたランタニドイオンは、Ｌａ（ＩＩＩ）、Ｃｅ（ＩＩＩ）、Ｐｒ（ＩＩＩ）、Ｎｄ（ＩＩＩ）、Ｐｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩ）、Ｇｄ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｔｍ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩ）またはＬｕ（ＩＩＩ）イオンから選択される任意の組合せであってよい。一部の態様では、ランタニドアップコンバージョンナノ粒子は、Ｙｂ（ＩＩＩ）およびＥｒ（ＩＩＩ）イオンで共ドープされている。一部の態様では、ランタニドアップコンバージョンナノ粒子は、Ｙｂ（ＩＩＩ）およびＴｍ（ＩＩＩ）イオンで共ドープされている。一部の態様では、ランタニドアップコンバージョンナノ粒子は、Ｙｂ（ＩＩＩ）およびＨｏ（ＩＩＩ）イオンで共ドープされている。一部の態様では、ランタニドアップコンバージョンナノ粒子は、Ｙｂ（ＩＩＩ）およびＮｄ（ＩＩＩ）イオンで共ドープされている。一部の態様では、ランタニドアップコンバージョンナノ粒子は、Ｙｂ（ＩＩＩ）およびＥｕ（ＩＩＩ）イオンで共ドープされている。一部の態様では、ランタニドアップコンバージョンナノ粒子は、Ｙｂ（ＩＩＩ）およびＴｂ（ＩＩＩ）イオンで共ドープされている。発色団ポリマーからランタニドアップコンバージョンナノ粒子へのエネルギー移動は、ポリマーおよび／またはランタニドアップコンバージョンナノ粒子の構造および／または組成を変えることによって制御することができる。一部の態様では、ポリマーからランタニドアップコンバージョンナノ粒子へのエネルギー移動を防止または最少化することができる。一部の態様では、ポリマーからランタニドアップコンバージョンナノ粒子へのエネルギー移動が許容される。したがって、粒子内部のそれぞれの種の光学特性（例えば、発光強度、発光波長、発光寿命）を、独立にまたは半独立調節し調整することができる。
一部の態様では、ランタニドイオンドープされた無機ナノ粒子は、式（ＸＸＩＸ）の構造：
（ＡＭ）−（ＲＥ）−（Ｆ４） （ＸＸＩＸ）
（式中、ＲＥはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕまたはその組合せから選択される希土類金属であり、ＡＭはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒまたはその組合せから選択されるアルカリ金属である）
を有する１つまたは複数の化合物または分子を含む。ある特定の態様では、ＲＥはＹ、Ｌａ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｈｏ、Ｔｂ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕまたはその組合せから選択される。ある特定の態様では、ＡＭはＬｉ、Ｎａ、Ｋまたはその組合せから選択される。式（ＸＸＩＸ）の化合物は、非発光性ホスト材料中に同時にドープされた２つまたはそれ超の発光性イオンを含むことができる（例えば、Ｓｃ、Ｙ、Ｇｄ、Ｌｕまたはその組合せ）。ある特定の態様では、ＲＥは、２つまたはそれ超の異なる希土類金属イオン、３つまたはそれ超の異なる希土類金属、４つまたはそれ超の異なる希土類金属イオン、５つまたはそれ超の異なる希土類金属イオン、６つまたはそれ超の異なる希土類金属イオン、７つまたはそれ超の異なる希土類金属イオン、８つまたはそれ超の異なる希土類金属イオン、９つまたはそれ超の異なる希土類金属イオンまたは１０またはそれ超の異なる希土類金属イオンなどの異なる希土類金属イオンの組合せである。式（ＸＸＩＸ）の構造を有する化合物の一例は、Ｙｂ、Ｅｒ共ドープされたＮａＹＦ４ナノ結晶である。そうした化合物のドーピング濃度は要望に応じて変えることができる（例えば、Ｎａ（Ｙ０．７８、Ｙｂ０．２、Ｅｒ０．０２）Ｆ４。式（ＸＸＩＸ）の構造を有する化合物の別の例はＹｂ、Ｔｍ共ドープされたＮａＹＦ４ナノ結晶である。そうした化合物のドーピング濃度は要望に応じて変えることができる（例えば、Ｎａ（Ｙ０．７９、Ｙｂ０．２、Ｅｍ０．０１）Ｆ４。
一部の態様では、有機配位子は、ランタニドイオンと配位して集光アンテナとして使用される。有機配位子によって吸収されたエネルギーは、最初に、配位子の一重項状態から三重項状態へ移動し（項間交差）、次いで、共鳴エネルギー移動過程により、ランタニドイオンの４ｆ励起状態へ移動する（または、有機配位子の一重項状態から直接移動する）。一部の態様では、本開示で使用できるランタニド錯体は式（ＸＸＸ）の構造：
（Ｌ１ −）ｎ−（ＬＮ＋）−（Ｌ２）ｍ （ＸＸＸ）
（式中、Ｌ１は第１の配位子であり、Ｌ２は第２の配位子であり、ＬＮは、Ｌａ（ＩＩＩ）、Ｃｅ（ＩＩＩ）、Ｐｒ（ＩＩＩ）、Ｎｄ（ＩＩＩ）、Ｐｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩ）、Ｇｄ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｔｍ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩ）、Ｌｕ（ＩＩＩ）またはその組合せから選択されるランタニドであり、ｎ＝０、１、２、３またはそれ超であり、ｍ＝０、１、２、３またはそれ超である）
を有する。
式（ＸＸＸ）では、ＬＮは、満たされていない内殻を有するランタニドイオン（例えば、ランタニドイオン）であり、有機配位子または一般的なポリマー（general polymer）からエネルギーを受け取って発光をもたらすことができる。適切な任意のランタニドを、本開示にしたがって使用することができる。種々の態様では、ＬＮは、これらに限定されないが、例えば、Ｌａ（ＩＩＩ）、Ｃｅ（ＩＩＩ）、Ｐｒ（ＩＩＩ）、Ｎｄ（ＩＩＩ）、Ｐｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩ）、Ｇｄ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｔｍ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩ）またはＬｕ（ＩＩＩ）などから選択することができる。
上記式（ＸＸＸ）において、Ｌ１およびＬ２は、ＬＮ＋と結合できる配位子を表す。この配位子は同じであっても異なっていてもよく、各配位子は存在していても存在していなくてもよい（例えば、上記式（ＸＸＸ）において、ｎ、ｍ＝０、１、２または３である）。適切な任意の配位子を、本開示にしたがって使用することができる。一部の態様では、Ｌ１およびＬ２のそれぞれは、独立に、有機配位子であっても無機配位子であってもよい。種々の態様では、複数の配位子が存在してよい。例えば、一部の態様では、複数の配位子Ｌ１および／または複数の配位子Ｌ２が存在してよい。ある特定の態様では、Ｌ１およびＬ２は独立に単座、二座または多座配位子である。
一部の態様では、Ｌ１はＬＮ＋に配位したアニオン性有機配位子であってよい。ある特定の態様では、Ｌ１には、キレート化Ｏ原子、キレート化Ｎ原子、キレート化Ｓ原子、キレート化Ｐ原子またはその組合せが含まれる。一部の態様では、式（ＸＸＸ）のアニオン性配位子Ｌ１は、ＬＮ＋に配位したハロゲンイオン（例えば、Ｃｌ−等）、ＮＯ３ −、ＳＯ４ ２−、ＣＦ３ＳＯ３ −および／または他の無機基であってよい。Ｌ１およびＬＮ＋の総原子価は等しくてよく、最終的に中性ランタニド錯体を形成していてよい。Ｌ１は単座、二座または多座であってよく、ランタニド錯体中に１つまたは複数の配位子Ｌ１が存在してよい。一部の態様では、Ｌ１は、橋かけ型配位子であり、ＬＮ＋に配位して二核、三核および多核ランタニド錯体を形成することができる。橋かけ型Ｌ１のいくつかは、クリプタンドを形成することができ、ＬＮ＋に配位してランタニドクリプテートを合成することができる。
一部の態様では、Ｌ１は：β−ジケトン、ピラゾロン、イソオキサゾロン、カルボン酸、フタロシアニン、８−ヒドロキシキノリン、ピラゾールボレート、ポルフィリン、シッフ塩基、サリチルアルデヒド、フェニルサリチルアルデヒド、アデニン、プリン、２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアジアゾール、２−（２−ヒドロキシフェニル）キノロン、１−ナフトール−２−カルボキシアルデヒド、ヒドロキシベンゾフェノン、１，２−ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシナフタレン、ドロキシルフルオレノン（droxylfluorenone）、７−ヒドロキシインデン−１−オン、７−ヒドロキシ−３−フェニルインデン−１−オン、２−ヒドロキシ−ジメチルベンゼン−１，３−ジアミド、１，８−ビス（４−メチル−２−ヒドロキシ−ベンズアミド）−３，６−ジオキサオクタン、２−ヒドロキシ−Ｎ−メチルベンズアミド、ビス（２−ヒドロキシ−Ｎ−メチルベンズアミド）、トリ（２−ヒドロキシ−Ｎ−メチルベンズアミド）、８−ヒドロキシキナゾリン、８−ヒドロキシキノキサオリン、ヒドロキシベンゾオキサゾール、ヒドロキシ−２−フェニルベンゾオキサゾール、ヒポキサンチンの誘導体またはその組合せから選択される。
これらに限定されないが、以下に挙げるものは、ランタニド（ＩＩＩ）イオンに配位し、ランタニド錯体を形成するための有機アニオン配位子（Ｌ１）の化学構造の例である。
一部の態様では、式（ＸＸＸ）のアニオン性配位子Ｌ１は、式（ＸＸＸＩ）の構造：
Figure 0006925126
 を有するベータ−ジケトンであってよい。
一部の態様では、式（ＸＸＸ）のアニオン性配位子Ｌ１は、式（ＸＸＸＩＩ）の構造：
Figure 0006925126
 を有するピラゾロンであってよい。
一部の態様では、式（ＸＸＸ）のアニオン性配位子Ｌ１は、式（ＸＸＸＩＩＩ）の構造：
Figure 0006925126
 を有するイソオキサゾロンであってよい。
一部の態様では、式（ＸＸＸ）のアニオン性配位子Ｌ１は、式（ＸＸＸＩＶ）の構造：
Figure 0006925126
 を有するカルボン酸であってよい。
一部の態様では、式（ＸＸＸ）のアニオン性配位子Ｌ１は、式（ＸＸＸＶ）の構造：
Figure 0006925126
 を有するフタロシアニンであってよい。
一部の態様では、式（Ｉ）のアニオン性配位子Ｌ１は、式（ＸＸＸＶＩ）の構造：
Figure 0006925126
 を有する８−ヒドロキシキノリンであってよい。
一部の態様では、式（ＸＸＸ）のアニオン性配位子Ｌ１は、式（ＸＸＸＶＩＩ）の構造：
Figure 0006925126
 を有するポルフィリンであってよい。
一部の態様では、式（ＸＸＸ）のアニオン性配位子Ｌ１は、他の大環状配位子であってよい。
一部の態様では、Ｌ２はＬＮ＋に配位した中性配位子であってよい。ある特定の態様では、Ｌ１は、キレート化Ｏ原子、キレート化Ｎ原子、キレート化Ｓ原子、キレート化Ｐ原子またはその組合せを含む。複数の配位子Ｌ２が存在してよい。Ｌ２は同じであっても異なっていてもよい。Ｌ２は単座、二座または多座であってよく、ランタニド錯体中に１つまたは複数の配位子Ｌ２が存在してよい。一部の態様では、Ｌ２は、橋かけ型配位子であってよく、ＬＮ＋に配位して二核、三核および多核ランタニド錯体を形成していてよい。一部の態様では、Ｌ２はクリプタンドであってよい。橋かけ型Ｌ２のいくつかは、クリプタンドを形成していてよく、ＬＮ＋に配位してランタニドクリプテートを合成していてよい。
一部の態様では、Ｌ２は、置換または非置換ピリジン、置換または非置換ビピリジン、置換または非置換トリピリジン、置換または非置換１，１０−フェナントロリン、置換または非置換ホスフィンオキシド、置換または非置換ビ−（ホスフィンオキシド）、置換または非置換トリ−（ホスフィンオキシド）、置換または非置換４−（４，６−ジ（１Ｈ−ピラゾール−１−イル）−１，３，５−トリアジン−２−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジメチルベンゼンアミンあるいはその組合せから選択される。
これらに限定されないが、以下に挙げるものは、ランタニド錯体を形成するための中性配位子（Ｌ２）の化学構造の例である。
一部の態様では、式（ＸＸＸ）の中性配位子Ｌ２は、式（ＸＸＸＶＩＩＩ）の構造：
Figure 0006925126
 を有するピリジンであってよい。
一部の態様では、式（Ｉ）の中性配位子Ｌ２は、式（ＸＸＸＩＸ）の構造：
Figure 0006925126
 を有するビピリジンであってよい。
一部の態様では、式（ＸＸＸ）の中性配位子Ｌ２は、以下の式（ＸＬ）：
Figure 0006925126
 を有するトリピリジンであってよい。
一部の態様では、式（ＸＸＸ）の中性配位子Ｌ２は、以下の式（ＸＬＩ）：
Figure 0006925126
 を有する１，１０−フェナントロリンであってよい。
一部の態様では、式（ＸＸＸ）の中性配位子Ｌ２は、ランタニド（ＩＩＩ）金属イオンと配位させることができるＮ原子を含む１，１０−フェナントロリンベースの誘導体であってよい。
一部の態様では、式（ＸＸＸ）の中性配位子Ｌ２は以下の式（ＸＬＩＩ）：
Figure 0006925126
 を有する４−（４，６−ジ（１Ｈ−ピラゾール−１−イル）−１，３，５−トリアジン−２−イル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルベンゼンアミンであってよい。
一部の態様では、式（ＸＸＸ）の中性配位子Ｌ２は、
以下の式（ＸＬＩＩＩ）：
Figure 0006925126
 を有するホスフィンオキシドであってよい。
一部の態様では、式（ＸＸＸ）の中性配位子Ｌ２は、
以下の式（ＸＬＩＶ）：
Figure 0006925126
 を有するビ−（ホスフィンオキシド）であってよい。
一部の態様では、式（ＸＸＸ）の中性配位子Ｌ２は、
以下の式（ＸＬＶ）：
Figure 0006925126
 を有するトリ−（ホスフィンオキシド）であってよい。
一部の態様では、本開示で使用できるランタニド錯体は、以下の式（ＸＬＶＩ）：
Figure 0006925126
 で記載することができる。
式（ＸＬＶＩ）では、ＬＮは、満たされていない内殻を有するランタニドイオンであり、有機配位子または一般的なポリマーからエネルギーを受け取って発光をもたらすことができる。適切な任意のランタニドを、本開示にしたがって使用することができる。種々の態様では、ＬＮは、これらに限定されないが、例えば、Ｌａ（ＩＩＩ）、Ｃｅ（ＩＩＩ）、Ｐｒ（ＩＩＩ）、Ｎｄ（ＩＩＩ）、Ｐｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩ）、Ｇｄ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｔｍ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩ）、Ｌｕ（ＩＩＩ）などまたはその組合せから選択することができる。
上記式（ＸＬＶＩ）において、Ｌ３は、ＬＮと結合できる配位子を表す。適切な任意の配位子を、本開示にしたがって使用することができる。一部の態様では、Ｌ３は有機または無機配位子であってよい。種々の態様では、複数の配位子が存在してよい。例えば、一部の態様では、複数の配位子Ｌ３が存在してよい。一部の態様では、Ｌ３は大環状配位子である。
一部の態様では、Ｌ３は中性配位子である。他の態様では、Ｌ３はアニオン性配位子である。配位子Ｌ３のある特定の態様では、Ｌ１のようにアニオン性配位子とし作用することに加えて、Ｌ２のように、ＬＮで配位されて中性配位子として作用する追加的な基を含むことができる。Ｌ３は、アニオン配位子として、かつ中性配位子として作用することができる。複数の配位子Ｌ３が存在してよい。Ｌ３は同じであっても異なっていてもよい。Ｌ３は単座、二座または多座であってよく、ランタニド錯体中に１つまたは複数の配位子Ｌ３が存在してよい。
これらに限定されないが、以下に挙げるものは、ランタニド錯体を形成するためのアニオン−中性配位子（Ｌ３）の化学構造の例である。アニオン−中性配位子は、アニオン基、および中性配位子としてランタニドイオンと配位させるためのいくつかの原子を含む。
一部の態様では、式（ＸＬＶＩ）のアニオン−中性配位子Ｌ３は式（ＸＬＶＩＩ）の構造：
Figure 0006925126
 を有する１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン環ベースの誘導体であってよい。
一部の態様では、式（ＸＬＶＩ）のアニオン−中性配位子Ｌ３は以下の式（ＸＬＶＩＩＩ）の構造：
Figure 0006925126
 を有する。
一部の態様では、式（ＸＬＶＩ）で表される構造は以下の式（ＸＬＩＸ）：
Figure 0006925126
 のようにｎ＝１を有する。
一部の態様では、式（ＸＬＶＩ）で表される構造は以下の式（Ｌ）：
Figure 0006925126
 のようにｎ＝２を有する。
以下の化合物１〜４８は、上記式（ＸＸＸ）〜（Ｌ）において基Ｒ１〜Ｒ４９として使用するための例示的な置換基である：
Figure 0006925126
一部の態様では、式（ＸＸＸ）〜（Ｌ）において示される置換された基Ｒ１〜Ｒ４９のそれぞれは、これらに限定されないが：水素（Ｈ）、重水素（Ｄ）、ハロゲン、直鎖状または分枝状アルキル、フッ素化された直鎖状または分枝状アルキル、芳香環およびフッ素化芳香環からなる群から独立に選択される。フッ素化アルキルおよび芳香環基は、アルキル、アルコキシ、アリール、アルキルケトン、アルキルエステル、アリールエステル、アミド、フルオロアルキル、フルオロアリールおよびポリアルキレン（例えば、メトキシエトキシエトキシ、エトキシエトキシおよび−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ、ｎ＝１〜５０）、フェニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フェニル、ピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピリジル、ビピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ビピリジル、トリピリジル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換トリピリジル、フリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フリル、チエニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チエニル、ピロリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピロリル、ピラゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラゾリル、オキサゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換オキサゾリル、チアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換チアゾリル、イミダゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換イミダゾリル、ピラジニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ピラジニル、ベンゾオキサジアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾオキサジアゾリル、ベンゾチアジアゾリル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換ベンゾチアジアゾリル、フルオレニル、アルキル−（アルコキシ−、アリール−、フルオロアルキル−、フルオロアリール−）置換フルオレニル、トリフェニルアミニル置換フルオレニル、ジフェニルアミニル置換フルオレニル、アルキル置換カルバゾリル、アルキル置換トリフェニルアミニルおよびアルキル置換チオフェニルから選択することができる。例示的な態様として、アルキル置換フェニルは、２−アルキルフェニル、３−アルキルフェニル、４−アルキルフェニル、２，４−ジアルキルフェニル、３，５−ジアルキルフェニル、３，４−ジアルキルフェニルを含むことができ；アルキル置換フルオレニルは、９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、６−アルキル−９，９−ジアルキル置換フルオレニル、７−トリフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルおよび７−ジフェニルアミニル−９，９−ジアルキル置換フルオレニルを含むことができ；アルキル置換カルバゾリルは、Ｎ−アルキル置換カルバゾリル、６−アルキル置換カルバゾリルおよび７−アルキル置換カルバゾリルを含むことができ；アルキル置換トリフェニルアミニルは、４’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’−アルキル置換トリフェニルアミニル、３’，４’−ジアルキル置換トリフェニルアミニルおよび４’，４’’−アルキル置換トリフェニルアミニルを含むことができ；アルキル置換チオフェニルは、２−アルキルチオフェニル、３−アルキルチオフェニルおよび４−アルキルチオフェニルを含むことができる。
一部の態様では、本開示は、コード化発色団ポリマー粒子の調製における、フルオロフォア分布のポアソン統計を克服するための戦略を提供する。一態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、単分散鎖長、およびポリマー側鎖中の定義された数のランタニド種を有するポリマーから調製することができる。図５は、単分散鎖長、およびポリマー側鎖中の定義された数のランタニド種を有するポリマーから、コード化発色団ポリマー粒子を調製するための概略図を表す。この戦略では、例えば、Ａ、Ｂ、ＣおよびＤは、異なる種類のランタニド種を有する共役ポリマーを表す。これらのポリマーを、化学的に架橋するかまたは物理的にブレンドしてコード化発色団ポリマー粒子を形成させることができる。ランタニド種は、ランタニド錯体、ランタニドイオンまたはランタニドナノ粒子であってよい。星印、六角印、正方形印および丸印は、Ｌａ（ＩＩＩ）、Ｃｅ（ＩＩＩ）、Ｐｒ（ＩＩＩ）、Ｎｄ（ＩＩＩ）、Ｐｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩ）Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩ）、Ｇｄ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｔｍ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）またはＹｂ（ＩＩ）種から選択される異なるランタニド種を表す。コード化発色団ポリマー粒子の構造および／または組成は、共役ポリマーおよび各ランタニド種の発光強度を調整し変えて調節することができる。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、ポリマー当たり所定の制御された数の発色団（例えば、ランタニド錯体および／または発色団色素）を有する線状ポリマー、分岐ポリマーまたはデンドリマーを使用して作製することができる。ある特定の態様では、線状ポリマー、分岐ポリマーまたはデンドリマーは、種々の発色団間の固定質量比を制御するために使用される１つのみの末端官能基を含む。線状ポリマー、分岐ポリマーまたはデンドリマーは、互いに固定した質量比で、１つまたは複数の発色団、２つまたはそれ超の発色団、３つまたはそれ超の発色団、４つまたはそれ超の発色団、５つまたはそれ超の発色団、６つまたはそれ超の発色団、７つまたはそれ超の発色団、８つまたはそれ超の発色団、９つまたはそれ超の発色団、あるいはそれ超の発色団などの任意の適切な数および組合せの発色団（例えば、ランタニド発色団）を含むことができる。
ある特定の態様では、共役ポリマーは、例えば発色団、ランタニド錯体および／または発色団色素と結合している所定の制御された数の鎖末端官能基を有するデンドリマーであってよい。分枝鎖を調整することによって、共役ポリマーに対する発色団の比（例えば、固定質量比）を制御してコード化発色団ポリマー粒子を形成させることができる。例えば、一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、１つの種類の共役ポリマーおよびランタニド錯体デンドリマーでできていてよい。ランタニド錯体デンドリマーは、互いに固定した質量比で、１つまたは複数のランタニド発色団、２つまたはそれ超のランタニド発色団、３つまたはそれ超のランタニド発色団、４つまたはそれ超のランタニド発色団、５つまたはそれ超のランタニド発色団、６つまたはそれ超のランタニド発色団、７つまたはそれ超のランタニド発色団、８つまたはそれ超のランタニド発色団、９つまたはそれ超のランタニド発色団、あるいはそれ超のランタニド発色団などの任意の適切な数および組合せのランタニド発色団を含むことができる。デンドリマー中のランタニド発色団の少なくとも一部は、異なった種類（例えば、異なった、構造、組成および／または特性）のものであってよい。
図６は、１つの種類の共役ポリマーおよびランタニド錯体デンドリマーからコード化発色団ポリマー粒子を調製するための概略図を示す。１つのサンプル構造において、ランタニド錯体デンドリマーは、３つの分岐を有するランタニド錯体Ａなどの中心単位を含む。デンドリマーの第二世代は、そのそれぞれがやはり３つの分岐を有する３つのランタニド錯体（Ｂ）を含む。デンドリマーの第三世代は、別の種類（Ｃ）の別の３つのランタニド錯体を含む。一部の態様では、そのデンドリマー構造および世代数を変えることによって、分子レベルで異なる比のＬｎＡ：ＬｎＢ：ＬｎＣが作り出される。ランタニド錯体デンドリマーを、共役ポリマーと化学的に架橋するかまたは物理的にブレンドして、コード化発色団ポリマー粒子を形成させることができる。星印、六角印、正方形印および丸印は、Ｌａ（ＩＩＩ）、Ｃｅ（ＩＩＩ）、Ｐｒ（ＩＩＩ）、Ｎｄ（ＩＩＩ）、Ｐｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩ）Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩ）、Ｇｄ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｔｍ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）またはＹｂ（ＩＩ）種から選択される異なるランタニド種を表す。コード化発色団ポリマー粒子の構造および／または組成を調整し変えて、共役ポリマーおよび各ランタニド種の光学特性（例えば、発光強度、発光波長、発光寿命）を調節することができる。
コード化発色団ポリマー粒子のための発色団色素組成物
種々の態様では、本開示のコード化発色団ポリマー粒子には、蛍光性色素、発光性色素またはその組合せなどの１つまたは複数の発色団色素が含まれる。発色団色素は小分子色素であってよい。ある特定の態様では、本開示のコード化発色団ポリマー粒子は、本明細書に記載するような少なくとも１つの種類の発色団ポリマー、および少なくとも１つの種類の発色団色素を含むことができる。発色団ポリマーおよび／または発色団色素の光学特性は、要望に応じて、変えることができる。一部の態様では、発色団ポリマーは蛍光性であり、したがって、ポリマー蛍光と発色団色素発光の両方をコード化のために使用することができる。一部の態様では、発色団ポリマーは、弱い蛍光性であるかまたは著しく消光する。したがって、ランタニド材料のみがコード化用に使用される。ある特定の態様では、発色団色素のピーク発光波長は、発色団ポリマーのピーク発光波長より長い。他の態様では、発色団色素のピーク発光波長は、発色団ポリマーのピーク発光波長より短い。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、発色団色素を収容できる柔軟なポリマーマトリクス（例えば、１つまたは複数の発色団ポリマーから形成される）を提供する。したがって、ある特定の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、ポリマーマトリクス、およびそのポリマーマトリクス中に組み込まれた少なくとも１つの発色団色素を含む。１つまたは複数の発色団色素、２つまたはそれ超の発色団色素、３つまたはそれ超の発色団色素、４つまたはそれ超の発色団色素、５つまたはそれ超の発色団色素、６つまたはそれ超の発色団色素、７つまたはそれ超の発色団色素、８つまたはそれ超の発色団色素、９つまたはそれ超の発色団色素、１０またはそれ超の発色団色素、５０またはそれ超の発色団色素または１００またはそれ超の発色団色素などの、任意の適切な数および組合せの発色団色素種類をポリマーマトリクス中に組み込むことができる。コード化発色団ポリマー粒子質量全体に対する発色団色素の質量濃度は、１％〜９９％、より好ましくは１０％〜９９％、より好ましくは２０％〜９９％、より好ましくは３０％〜９９％、より好ましくは４０％〜９９％、より好ましくは５０％〜９９％で変動してよい。
ある特定の態様では、発色団色素の少なくとも一部は、明確に区別できる発色団色素（例えば、異なる構造、組成および／または特性を有する）である。例えば、発色団色素の一部またはすべてが、互いに識別可能な光学特性（例えば、発光スペクトル、発光波長、発光強度、発光寿命）を有することができる。コード化発色団ポリマー粒子中の発色団色素の濃度は、要望に応じて、変えることができる。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、第１の濃度の第１の発色団色素および第２の濃度の第２の発色団色素を含む。ある特定の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、互いに固定した比（例えば、固定質量比）で２つまたはそれ超の発色団色素を含む。
種々の態様では、ポリマーマトリクス、およびそのポリマーマトリクス中に組み込まれた１つまたは複数の発色団色素の光学特性は、発色団ポリマー粒子のための所望の光学的コード化を作り出すように設計される。一部の態様では、ポリマーマトリクスおよび１つまたは複数の発色団色素の光学特性（例えば、発光スペクトル）は互いに識別可能である。例えば、ある特定の態様では、１つまたは複数の発色団色素の発光ピークはポリマーマトリクスの発光ピークより長い波長を有する。他の態様では、１つまたは複数の発色団色素の発光ピークは、ポリマーマトリクスの発光ピークより短い波長を有する。種々の態様では、１つまたは複数の発色団色素およびポリマーマトリクスの発光ピークの強度は、独立にまたは半独立に制御可能である。ある特定の態様では、ポリマーマトリクスと１つまたは複数の発色団色素の間でエネルギー移動が存在する。代替の態様では、ポリマーマトリクスと１つまたは複数のランタニド発色団の間で、エネルギー移動は実質的に存在しない。
一部の態様では、ポリマーマトリクス中に組み込まれる発色団色素は、ポリマーマトリクスに物理的に埋め込むか、またはそれと一体化させる。一部の態様では、発色団色素を、ポリマーマトリクスと化学的に架橋する、かつ／または物理的にブレンドする。一部の態様では、第１の発色団色素をポリマーマトリクスと第１の濃度で架橋させ、第２の発色団色素をポリマーマトリクスと、第１の濃度とは異なる第２の濃度で架橋させる。一部の態様では、第１の発色団色素をポリマーマトリクスと第１の濃度で物理的にブレンドし、第２の発色団色素を、ポリマーマトリクスと、第１の濃度とは異なる第２の濃度で物理的にブレンドする。ある特定の態様では、発色団色素を、発色団ポリマー（例えば、ポリマーマトリクスを形成する発色団ポリマー）と化学的に架橋する、かつ／または物理的にブレンドする。
広範囲の発色団色素が、本明細書に記載するコード化発色団ポリマー粒子で使用するのに適している。ある特定の態様では、発色団色素は蛍光性色素である。種々の態様では、発色団色素は小分子有機色素である。蛍光性色素の例には、これらに限定されないが：ＢＯＤＩＰＹおよび／またはＢＯＤＩＰＹ誘導体、スクアラインおよび／またはスクアライン誘導体、金属錯体および／または金属錯体誘導体、ポルフィリンおよび／またはポルフィリン誘導体、メタロポルフィリンおよび／またはメタロポルフィリン誘導体、フタロシアニンおよび／またはフタロシアニン誘導体、金属フタロシアニンおよび／または金属フタロシアニン誘導体、ランタニド錯体および／またはランタニド錯体誘導体、ペリレンおよび／またはペリレン誘導体、シアニンおよび／またはシアニン誘導体、ローダミンおよび／またはローダミン誘導体、クマリンおよび／またはクマリン誘導体、および／またはキサンテンおよび／またはキサンテン誘導体が含まれる。一部の態様では、その誘導体は、アルキル誘導体、アリール誘導体、アルキン誘導体、芳香族誘導体、アルコキシド誘導体、アザ誘導体またはその類似体から選択される。
コード化発色団ポリマー粒子を調製する方法
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子を調製する方法を開示する。一部の態様では、発色団ポリマー粒子は、ナノ沈殿を使用して形成させることができる。ナノ沈殿方法は、良溶媒中のポリマーの溶液を貧溶媒中へ導入することを含む。そこでは、溶解度の変化が、ポリマーを崩壊させて粒子形態にする。ある特定の態様では、発色団ポリマー粒子は、ミニエマルジョン方法を使用して調製することができる。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子は、溶媒混合方法を使用して調製することができる。この溶媒混合方法は、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）などの良溶媒中の発色団ポリマーの溶液を、混和性溶媒（水など）と混合して、そのポリマーをナノ粒子形態物中に畳み込み（fold）、同時に、発色団（例えば、ランタニド発色団、発色団色素）をその粒子内部に捕捉するステップを含む。良溶媒を除去した後、コード化発色団ポリマー粒子を得ることができる。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子を、２つの非混和性液相（水および別の非混和性有機溶媒など）を含む混合物を界面活性剤の存在下でせん断をかけることをもとにしたエマルジョンまたはミニエマルジョン方法によって調製する。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子を、沈殿によって形成させることができる。この技術は、過剰体積の非溶媒（しかし有機溶媒とは混和性である）、例えば水または別の生理的に適切な水溶液中への、希薄発色団ポリマー溶液（例えば、有機溶媒に溶解された発色団ポリマー）の迅速な添加（例えば、超音波処理または強力な撹拌によって容易にする）を含む。例えば、本明細書に記載する手順のいくつかでは、発色団ポリマーをまず、ＴＨＦなどの溶解性が良好である有機溶媒（良溶媒）中に溶解させることができ、次いで、そのＴＨＦに溶解したポリマーを、疎水性発色団ポリマーに対して貧溶媒であるが良溶媒（ＴＨＦ）とは混和性である過剰体積の水または緩衝液に添加する。得られた混合物を、超音波処理するかまたは強力に撹拌して発色団ポリマー粒子の形成を支援し、次いで、有機溶媒を除去すると、十分に分散した発色団ナノ粒子が後に残る。この手順を使用する場合、有機溶媒（例えば、ＴＨＦ）中に溶解させるために、発色団ポリマーは十分に疎水性でなければならない。生体分子と結合するための側鎖上で高密度の親水性官能基、または高密度の親水性側鎖の導入は、高分子電解質の挙動と類似した仕方かまたはそれと同じ仕方で、その得られるポリマーを、有機溶媒（例えば、ＴＨＦ）に不溶性または難溶性にすることになる。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子を、これらに限定されないが、エマルジョン（例えば、ミニまたはミクロエマルジョン）または沈殿もしくは凝結をもとにした種々の方法を含む他の方法によって形成させる。発色団ポリマー粒子の崩壊および安定性に影響を及ぼさない疎水性官能基を有する他のポリマーを使用することもできる。次いで、ナノ粒子の表面上の疎水性官能基を、バイオコンジュゲーションのための親水性官能基に転換させるか（例えば、後官能化によって）、またはその疎水性官能基を生体分子と直接結合させることができる。この後者のアプローチは、これらに限定されないが、アルキン、歪みアルキン（ｓｔｒａｉｎｅｄ ａｌｋｙｎｅ）、アジド、ジエン、アルケン、シクロオクチンおよびホスフィン基を含む疎水性であり、かつクリック可能な官能基を使用すると（すなわち、クリック化学の枠内に入る化学反応）、特に良く機能することができる。
ある特定の態様では、コード化発色団ポリマー粒子を調製する方法は、非極性溶媒中にポリマー（例えば、発色団ポリマー）および１つまたは複数の発色団（例えば、ランタニド発色団、発色団色素）を含む溶液を準備するステップを含む。次いで、この溶液を極性溶媒に導入して、コード化発色団ポリマー粒子を作製することができる。一部の態様では、１つまたは複数の発色団は、固定した比でポリマーと会合している。種々の態様では、ポリマーと会合している複数の発色団は、それぞれ、識別可能な光学特性（例えば、発光スペクトル）を有しており、それぞれ、お互いに対して固定した比である。ある特定の態様では、この溶液は、それぞれの固定した比（例えば２、３、４、５、６またはそれ超の複数）で、対応する組の１つまたは複数の発色団とそれぞれ会合している複数のポリマーを含むことができる。
高分子電解質コーティングされたコード化発色団ポリマー粒子
一部の態様では、本明細書で提供するコード化発色団ポリマー粒子は、高分子電解質コーティングを有することができる。有利には、高分子電解質コーティングは、例えば高いイオン強度を有する、二価金属イオンを含むかまたはその両方である溶液中でのポリマー粒子のコロイド安定性を改善することができる。高分子電解質コーティングを含まないいくつかのポリマー粒子と比較して改善されたコロイド安定性は、例えば、それらの機能性を失うことなく、アッセイで使用されるポリマー粒子を可能にすることができる。ある特定の態様では、高分子電解質コーティングの組成的な組立てを調整して、溶液、例えば高いイオン強度の溶液中でのポリマー粒子の凝集を低下させるまたは排除することができる。さらに、特定の条件下で、溶液中のイオン（例えば、二価イオン）は、ポリマー粒子の表面上の基をキレート化し、それによって、凝集特性に影響を及ぼすことができる。一部の態様では、高分子電解質コーティングを使用して、溶液中でのポリマー粒子の凝集を低下または排除させる。
高分子電解質コーティングは、約２〜４ナノメートルの範囲の層の厚さをもち、それによって、ポリマー粒子および高分子電解質コーティングを含むナノ粒子の直径に４〜８ナノメートルを加えることができる。
コーティング中の高分子電解質は、様々な仕方で、ポリマー粒子の表面上で形をなすことができる。例えば、１つの種類の高分子電解質を使用する場合、その高分子電解質ポリマー分子を物理的に一緒にブレンドしてコーティングを形成させることができる。２つまたはそれ超の種類の高分子電解質を使用する場合、その高分子電解質ポリマー分子を物理的に一緒にブレンドしてコーティングを形成させる、または、一部の態様では、その異なる高分子電解質は、ナノ粒子の表面上で領域（またはラフト）を形成させることができる。一部の態様では、高分子電解質を化学的に架橋させることができる。例えば、コーティング中の高分子電解質の一部またはすべてを、当業界で一般に周知の任意の架橋反応を使用して化学的に架橋させることができる。高分子電解質を、ポリマー粒子を形成する縮合ポリマーと化学的に架橋させることもできる。一部の態様では、コーティングは、１つ超の高分子電解質の層を含むことができる。例えば、コーティングは、２つの高分子電解質の層、３つの高分子電解質の層、またはより多い高分子電解質の層を含むことができる。層中の高分子電解質は、同じかまたは異なる種類の高分子電解質を含むことができる。
一部の態様では、「高分子電解質」は、例えば、それらの繰り返し単位が電荷を有する電解質基を担持するポリマーを含むことができる。一部の態様では、高分子電解質は、そのポリマーに沿ったすべての繰り返し単位が電解質基を担持するポリマーを含むことができる。ある特定の態様では、ポリマーの繰り返し単位の一部が電解質基を担持する。例えば、本開示の高分子電解質は、そのポリマー中の繰り返し単位の少なくとも９９％、９５％、９０％＞、８５％、８０％、７５％、７０％、６５％、６０％、５５％、５０％、４５％、４０％、３５％、３０％、２５％、２０％、１５％、１０％、５％または１％が電解質基を担持するポリマーを含むことができる。一部の態様では、本開示の高分子電解質は、そのポリマー中の繰り返し単位の少なくとも９９％、９５％、９０％、８５％または８０％が電解質基を担持するポリマーを含むことができる。
一部の態様では、高分子電解質は、少なくとも１つの種類の電解質基を含むことができる。例えば、高分子電解質は、１つのみの種類の電解質基または２つもしくはそれ超の種類の電解質基を含むことができる。本明細書に記載する種々の電解質基を、様々な異なる種類の高分子電解質中に含めることができる。本開示における高分子電解質の例は、これらに限定されないが、ポリ（スチレンスルホネート）、ポリリン酸塩、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリレート−ｃｏ−マレエート、ポリアクリルアミド、キトサン、多糖、ポリリシン、ポリヒスチジンおよびポリペプチドを含むことができる。本明細書に記載する電解質基は、ポリマー骨格中に含める、そのポリマー骨格と結合した側鎖中に含める、かつ／またはポリマーの側鎖と結合している基の中に含めることができる。
広範囲の電解質基を、本開示で使用することができる。一般に、特定の条件下で電荷を作り出す任意の基を、高分子電解質のために使用することができる。例えば、電解質基は、アニオンまたはカチオンを含むことができる。一部の態様では、電解質基は、１つのアニオンまたは１つのカチオンを含むことができる。あるいは、電解質基は１つ超のアニオンおよび／またはカチオンを含むことができ、その結果、電解質基は、全体として負電荷または正電荷を含む。電解質基上の電荷は、恒久的な電荷であっても、また、溶液の特定のｐＨによってもたらされる電荷であってもよい（例えば、水素は解離して荷電した電解質基を形成することができる）。一部の態様では、電解質基は、水溶液中に溶解される前に、塩であってよい（例えば、対イオンで中性化されて）。一部の態様では、電解質基は、これらに限定されないが、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、アミノ、ヒドロキシル基およびメルカプト基を含むことができる。一部の態様では、電解質基の電荷は、酸性または塩基性溶液の特徴に応じて生成させることができる。例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、ヒドロキシル基またはメルカプト基は、例えば、その溶液のｐＨおよび対応する電解質基のｐＫａにしたがって、負に帯電することができる。水溶液において、ポリマー上の電解質基は解離して荷電した基を形成し、それによって、高分子電解質を形成する荷電したポリマーを作ることができる。一部の態様では、電解質基を、置換基で置換して電解質基上に恒久的な電荷を配置することができる。例えば、アミノ基は、恒久的正電荷を有する四級アンモニウムカチオンを含むことができる。電解質基のための置換基は、アルキル、アリール、ＣＮ、アミノ、スルフィド、アルデヒド、エステル、エーテル、酸、ヒドロキシルまたはハライドなど様々であってよい。ある特定の態様では、電解質基上の置換基は、電解質に電荷を提供することができる。
本開示の一態様は、高分子電解質コーティングを施すことによってポリマー粒子のゼータ電位を改変することを含む。このコーティングは、例えばナノ粒子の表面電荷を改変し、溶液中での凝集を防止するために使用することができる。溶液に応じて、凝集を防ぐようにゼータ電位を調整することができる。一部の態様では、ゼータ電位は、溶液中に分散している粒子が凝集に抵抗できるがどうかを評価するためのパラメーターである。例えば、粒子が＋３０ｍＶより正、または−３０ｍＶより負のゼータ電位を有する場合、その粒子（例えば、高分子電解質でコーティングされたポリマー粒子）は安定であるといえる（例えば、凝集に抵抗する）。より高い値のゼータ電位は、凝集に対してより高い安定性を提供することができる。例えば、＋／−６０ｍＶでの粒子の分散は、優れた安定性を提供することができる。本明細書に記載する選択された高分子電解質に応じて、本開示は、約＋３０ｍＶより正、約＋４０ｍＶより正、約＋５０ｍＶより正または約＋６０ｍＶより正のゼータ電位を有する粒子分散液（例えば、高分子電解質コーティングを有するポリマー粒子）を含む。本開示は、約−３０ｍＶより負、約−４０ｍＶより負、約−５０ｍＶより負または約−６０ｍＶより負のゼータ電位を有する粒子分散液（例えば、高分子電解質コーティングを有するポリマー粒子）を含む。高分子電解質コーティングを有するポリマー粒子を有する粒子は、様々な高分子電解質について本明細書に記載する方法を使用して調製することができる。次いで、粒子分散液のゼータ電位を、ゼータ電位を測定するように設計された装置を使用するなどの様々な技術を使用して、例えばＭａｌｖｅｒｎ Ｚｅｔａｓｉｚｅｒによって決定することができる。
ある特定の態様では、本開示は、１つ超の高分子電解質ポリマーを含むコーティングを有するポリマー粒子を含むナノ粒子を含む。例えば、そのコーティングは、２つの異なる高分子電解質、３つの異なる高分子電解質、４つの異なる高分子電解質またはそれ超を、任意の所望の比で含むことができる。
コード化発色団ポリマー粒子の官能化およびバイオコンジュゲート
一部の態様では、本開示は、生体分子コード化のための官能化されたコード化発色団ポリマー粒子を提供する。官能化された粒子は、コード化発色団ポリマー粒子、およびその粒子と物理的または化学的に結合している官能基を含む。
一部の態様では、本発明は、官能基で官能化されたコード化発色団ポリマー粒子を提供する。一部の態様では、「官能基」という用語は、安定な任意の物理的または化学的会合などによってコード化発色団ポリマー粒子と結合し、それによって、共役またはバイオコンジュゲーションのために使用可能な発色団ポリマー粒子の表面を付与することができる任意の化学的単位を指す。一部の態様では、官能基は、疎水性官能基であってよい。疎水性官能基の例には、これらに限定されないが、アルキン、歪みアルキン、アジド、ジエン、アルケン、シクロオクチンおよびホスフィン基（クリック化学のため）が含まれる。一部の態様では、官能基は親水性官能基であってよい。親水性官能基の例には、これらに限定されないが、カルボン酸またはその塩、アミノ、メルカプト、アジド、ジアゾ、アルデヒド、エステル、ヒドロキシル、カルボニル、スルフェート、スルホネート、ホスフェート、シアネート、スクシンイミジルエステル、その置換誘導体が含まれる。当業者は、そうした官能基を、例えばBioconjugate Techniques(Academic Press、New York、１９９６年またはより最近の版）に見ることができる。その内容を、あらゆる目的のために、その全体において、参照により本明細書に組み込む。
一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子を、これらに限定されないが、任意の以下の：アルデヒド、アルケン、アルキル、アルキン、歪みアルキン、アミノ、アジド、カルボニル、カルボキシル、シアノ、シクロオクチン、ジエノ、エステル、スクシンイミジルエステル、ハロアルキル、ヒドロキシル、イミド、ケトン、マレイミド、メルカプト、ホスフェート、ホスフィン、スルフェート、スルホネート、その置換誘導体またはその組合せのいずれかを含む官能基を使用して官能化させる。
一部の態様では、発色団ポリマーの骨格、側鎖または末端単位と共有結合させて、官能基を作り出す。したがって、得られるコード化発色団ポリマー粒子は狭帯域発光を示し、同時に、バイオコンジュゲーションのための官能基を有する。当業者は、そうした官能基を、例えばBioconjugate Techniques（Academic Press、New York、１９９６年またはより最近の版）に見ることができる。その内容を、あらゆる目的のために、その全体において、参照により本明細書に組み込む。一部の態様では、各発色団ポリマー粒子は１つのみの官能基を有する。一部の態様では、各発色団ポリマー粒子は２つのみの官能基を有する。その２つの官能基は同じであっても異なっていてもよい。一部の態様では、各発色団ポリマー粒子は３つまたはそれ超の官能基を有する。その３つまたはそれ超の官能基は同じであっても異なっていてもよい。
本開示のある特定の態様では、コード化発色団ポリマー粒子の官能化の度合いは、要望に応じて、変えることができる。一部の態様では、本明細書で提供するコード化発色団ポリマー粒子を改変して、一価、二価または多価であってよい単一分子のポリマー粒子を形成させる。この改変は、その粒子から、一部のポリマー分子を取り除くが、まさに１つの官能基、２つまたはそれ超の官能基を有することができる１つのみの分子を残しておくためである。一態様では、改変を容易にするために、処理された（engineered）表面を使用することができる。処理された表面は、アルデヒド、アルケン、アルキル、アルキン、歪みアルキン、アミノ、アジド、カルボニル、カルボキシル、シアノ、シクロオクチン、ジエノ、エステル、スクシンイミジルエステル、ハロアルキル、ヒドロキシル、イミド、ケトン、マレイミド、メルカプト、ホスフェート、ホスフィン、スルフェート、スルホネート、その置換誘導体およびその組合せなどの特定の官能基を有することができる。一般に、バイオコンジュゲーションに適した他の任意の官能基を使用することができる。当業者は、そうした官能基を、例えばBioconjugate Techniques （Academic Press、New York、１９９６年またはより最近の版）に見ることができよう。その表面は、平らな表面、例えばカバースリップ、または任意の粒子からの湾曲した表面であってよい。表面は、シリカ、金属、半導体（semiconducting）、シリコン、および異なるポリマー表面であってよい。上記した官能化多分子発色団ポリマー粒子を、安定な任意の物理的または化学的会合を介して、１つのみの発色団ポリマー分子によって表面に結合させる。その表面と会合している分子のみが保持されるように、発色団ポリマー粒子中のすべての遊離分子（表面と会合している分子を除く）を、例えば有機溶媒での表面洗浄によって除去することができる。次いで、単一分子発色団粒子を、物理的または化学的な任意の方法で表面から放出させることができる。得られる単一分子粒子は、元のポリマー分子中の官能基の数に応じて、一価、二価または多価であってよい。
一部の態様では、末端単位で少なくとも１つの官能基を有する単一ポリマー分子を含むコード化発色団ポリマー粒子を使用することによって、利点がもたらされる可能性がある。例えば、ポリマー合成において、発色団ポリマーの末端単位への１つのみの官能基の結合を十分に制御することができる。例えば、官能基を含む化学的単位は、ポリマー合成における重合開始剤ならびに成長触媒としての機能を果たすことができ、このようにして、各ポリマー分子は、末端でただ１つのみの官能基を含むことになる。直鎖状発色団ポリマーの２つの末端単位のみへの官能基の結合もやはり、ポリマー合成において、十分に制御することができる。例えば、官能基を含む化学的単位をキャッピング剤として使用して、ポリマー合成でのポリマー成長を終了させ、それによって、２つの末端単位に２つのみの官能基を含む各線状ポリマー分子をもたらすことができる。同様に、多価ポリマー粒子のための官能基の結合を、ポリマー合成において、十分制御することができる。例えば、官能基を、３つのアームの分岐ポリマーの３つの末端単位にのみ付加させることができる。
一部の態様では、本開示は、生体分子コード化のためのコード化発色団ポリマー（encoded chromophroic polymer）粒子のバイオコンジュゲートを開示する。バイオコンジュゲートは、生物学的粒子、例えばウイルス、細菌、細胞、リポソームなどの生物学的もしくは合成のベシクルまたはその組合せと会合している上記のような発色団ポリマー粒子も含む。一部の態様では、「生体分子」という用語は、合成または天然由来のタンパク質、糖タンパク質、ペプチド、アミノ酸、代謝産物、薬物、毒素、核酸（nuclear acid）ヌクレオチド、炭水化物、糖、脂質、脂肪酸などまたはその組合せを記載するために使用される。一部の態様では、生体分子は、ポリペプチドまたはポリヌクレオチドである。一部の態様では、生体分子は、抗体、アビジン、ビオチンまたはその組合せである。一部の態様では、バイオコンジュゲートは、コード化発色団ポリマー粒子の１つまたは複数の官能基への生体分子の結合によって形成される。この結合は直接的であっても間接的であってもよい。任意選択で、生体分子は、共有結合を介して、発色団ポリマー粒子の官能基と結合している。例えば、ポリマー粒子の官能基がカルボキシル基である場合、タンパク質生体分子は、カルボキシル基をタンパク質分子のアミン基と架橋させることによって、ポリマー粒子と直接結合させることができる。一部の態様では、各ポリマー粒子は、１つのみの種類の結合生体分子を有している。一部の態様では、生体分子コンジュゲーションは、発色団粒子の発光特性をほとんど変化させない。例えば、バイオコンジュゲーションは、発光スペクトルを変化させず、蛍光または発光量子収率を低下させず、光安定性を変化させない等である。
本開示の種々の態様では、コード化発色団ポリマー粒子のバイオコンジュゲーションを容易にするために、架橋剤を使用することができる。一部の態様では、「架橋剤」という用語は、それらの分子と一緒に共有結合させるために、類似しているかまたは類似していない分子上の分子基間で、化学結合を形成することができる化合物または部分を記載するために使用される。一般的な架橋剤の例は当業界で公知である。例えば、Bioconjugate Techniques （Academic Press、New York、１９９６年またはより最近の版）を参照されたい。一価発色団ポリマー粒子との生体分子の間接的な結合は、「リンカー」分子、例えば、アビジン、ストレプトアビジン、ニュートラアビジン、ビオチンまたは同様の分子の使用によって行うことができる。
一部の態様では、標的分析物分子（例えば、タンパク質）の分析は、標的分析物と特異的に結合する生体分子とコンジュゲートされるコード化発色団ポリマー粒子を使用して遂行される。
一部の態様では、蛍光性および／または発光性コード化発色団ポリマー粒子は、これに限定されないが、標的分析物に対する結合親和性を含む機能または他の利益を提供する１つまたは複数の分子とコンジュゲートされる。
一部の態様では、その分析物は、ポリペプチド、ポリヌクレオチド、細胞、ウイルス、小分子、薬物、毒素、炭水化物、糖、脂質または脂肪酸である。
一部の態様では、標的分析物分子はタンパク質などのポリペプチドであり、コード化発色団ポリマー粒子とコンジュゲートされる生体分子は標的分析物タンパク質と特異的に結合する一次抗体である。
他の態様では、標的分析物分子はそのタンパク質に対する一次抗体と結合する目的タンパク質であり、コード化発色団ポリマー粒子とコンジュゲートされる生体分子は一次抗体と特異的に結合する二次抗体である。
他の態様では、標的分析物分子は目的のビオチン化タンパク質であり、コード化発色団ポリマー粒子とコンジュゲートする生体分子は、ビオチン化タンパク質と特異的に結合するアビジン（例えば、ストレプトアビジン）である。
一部の態様では、「ビオチン」という用語は、アビジン結合において効果的である様々なビオチン誘導体および類似体のいずれか１つを指す。適切なビオチン部分は、ビオチン化ペプチド断片をアビジンおよび関連アビジンタンパク質によって単離できるようにするそれらの部分を含む。代表的なビオチン部分には、イミノビオチン、ビオサイチンおよびカプロイルアミドビオチンなどのビオチン誘導体ならびにデスチオビオチンおよびビオチンスルホンなどのビオチン類似体が含まれる。
一部の態様では、「アビジン」という用語は、天然タンパク質と組み換えおよび遺伝子操作型タンパク質の両方を含むビオチンと結合する免疫グロブリン以外の任意のビオチン結合タンパク質を指す。この用語は、「卵白」または「鳥（avian）」アビジンおよび「ストレプトアビジン」として公知の２つの一般的なビオチン結合タンパク質を含む。通常、簡単にアビジンと称される卵白または鳥アビジンは、卵白の構成物質であり、ビオチンとの非共有結合複合体を形成するタンパク質である。ストレプトアビジンは、ａｃｔｉｎｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ ａｖｉｄｉｎｉｉから単離されるアビジンタンパク質であり、やはり、ビオチンと非共有結合複合体を形成する。ビオチン結合タンパク質の他の細菌源も公知である。卵白アビジンとストレプトアビジンの両方は、そこでビオチン結合部位が、アビジン分子と対面して対で配置されている四量体タンパク質である。この用語は、スクシニルアビジン、フェリチンアビジン、酵素アビジンおよび架橋アビジンを含むアビジン誘導体も指す。
一部の態様では、標的分析物分子はＤＮＡまたはＲＮＡなどのポリヌクレオチドであり、コード化発色団ポリマー粒子とコンジュゲートされる生体分子は標的分析物ポリヌクレオチドと特異的に結合する相補的ポリヌクレオチドである。
一部の態様では、蛍光性および／または発光性コード化発色団ポリマー粒子は、例えばそれらのサイズ、蛍光性、疎水性、非特異的結合性または吸着特性などのポリマー粒子の他の特性を変える１個または複数の分子とコンジュゲートすることができる。
一部の態様では、生体分子のコード化発色団ポリマー粒子とのコンジュゲーションは、これに限定されないが、ポリマー粒子とのカルボキシル基の結合を含む官能基との結合を含むことができる。一部の態様では、カルボキシル基を、１−エチル−３−［３−ジメチルアミノプロピル］カルボジイミド塩酸塩（ＥＤＣ）などのカルボジイミドの存在下で、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）と反応させて、特定の生体分子上に存在する第一アミン基との架橋のためのカルボキシレート基のアミン反応性エステルを生成することができる。
一部の態様では、カルボキシル化されたコード化発色団ポリマー粒子は、例えば０．１ ＰＥＧ（ＭＷ３３５０）を含むＨＥＰＥＳ緩衝（２０ｍＭ、ｐＨ＝７．４）溶液中で、コード化発色団ポリマー粒子とその生体分子を混合することによって、タンパク質などの生体分子とコンジュゲートさせる。ポリマー粒子上のカルボキシル基とその生体分子のアミン基の間でのペプチド結合の形成は、ＥＤＣによって触媒作用させることができる。しかし、一部の態様では、ポリマー粒子の本質的に疎水性の性質に起因して、生体分子は、粒子表面上に非特異的に吸着する傾向がある。一部の態様では、ポリマー粒子の表面上への生体分子の非特異的吸着を低減させるために、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００および／またはウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）を導入する。
本明細書に記載する例に加えて、一部の態様では、例えばＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５６０７９およびＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０７１７６７に開示されているものを含む、生体分子のコード化発色団ポリマー粒子へのコンジュゲーションのための他の戦略および方法を使用することができる。当業者は、生体分子のコード化発色団ポリマー粒子へのコンジュゲーションのための他の戦略および方法を、例えばBioconjugate Techniques （Academic Press、New York、１９９６年またはより最近の版）に見ることができる。
コード化発色団ポリマー粒子の調製
本明細書に記載するコード化発色団ポリマー粒子は、広範囲の方式（format）で調製することができる。本開示の一部の態様では、コード化発色団ポリマーの粒子の懸濁液を提供する。懸濁液は、少なくとも１つの複数のコード化発色団ポリマーの粒子および連続相（例えば、液体などの溶媒）を含むことができる。別の態様では、本開示は：溶媒を含む連続相；および、第１の複数のコード化発色団ポリマー粒子；第２の複数のコード化発色団ポリマー粒子を含む不連続相を含むコード化発色団ポリマー粒子の懸濁液であって、第１の複数のコード化発色団ポリマー粒子の光学特性（例えば、発光スペクトル）が、第２の複数のコード化発色団ポリマー粒子の光学特性と明確に区別される懸濁液を提供する。
一部の態様では、本開示は、複数の発色団ポリマー粒子および１つまたは複数の追加の複数の発色団ポリマー粒子を含む発色団ポリマー粒子の懸濁液を提供する。一部の態様では、この懸濁液は、２つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、３つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、４つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、５つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、６つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、７つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、８つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、９つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、１０の複数のコード化発色団ポリマー粒子、２０の複数のコード化発色団ポリマー粒子、３０の複数のコード化発色団ポリマー粒子、４０の複数のコード化発色団ポリマー粒子、５０の複数のコード化発色団ポリマー粒子、１００の複数のコード化発色団ポリマー粒子、５００の複数のコード化発色団ポリマー粒子、１０００の複数のコード化発色団ポリマー粒子または５０００の複数のコード化発色団ポリマー粒子を含む。一部の態様では、懸濁液は、多くとも３つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも４つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも５つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも６つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも７つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも８つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも９つの複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも１０の複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも２０の複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも３０の複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも４０の複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも５０の複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも１００の複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも５００の複数のコード化発色団ポリマー粒子、多くとも１０００の複数のコード化発色団ポリマー粒子または多くとも５０００の複数のコード化発色団ポリマー粒子を含む。
一部の態様では、懸濁液中の複数のコード化発色団ポリマー粒子の少なくともいくつかは、他の複数と識別可能である、例えば異なる光学特性を有する。一部の態様では、少なくとも１つの複数の発光スペクトルは、少なくとも１つの他の複数の発光スペクトルと識別可能である。一部の態様では、少なくとも１つの複数の発光寿命は、少なくとも１つの他の複数の発光寿命と識別可能である。一部の態様では、少なくとも１つの複数の発光強度は、少なくとも１つの他の複数の発光強度と識別可能である。一部の態様では、少なくとも１つの複数の発光波長は、少なくとも１つの他の複数の発光波長と識別可能である。ある特定の態様では、複数のコード化発色団ポリマー粒子（例えば、２、３、４、５、６またはそれ超の複数）の組成物のそれぞれは、明確に区別できる発光スペクトル、発光寿命、発光強度および／または発光波長を有する。
一部の態様では、懸濁液中の、第１の複数のコード化発色団ポリマー粒子の発色団の少なくとも１つは、第２の複数のコード化発色団粒子の発色団の少なくとも１つと同じである。ある特定の態様では、第１の複数のコード化発色団ポリマー粒子は、懸濁液中で、第２の複数のコード化発色団ポリマー粒子と異なる濃度である。
一部の態様では、懸濁液中の少なくとも１つの複数のコード化発色団ポリマー粒子は、少なくとも１つの他の複数とは異なる発色団を含む。例えば、種々の態様では、複数のコード化発色団ポリマー粒子の少なくとも２つは、異なる発色団、例えば異なるランタニド発色団を有する。種々の態様では、複数のコード化発色団ポリマー粒子の少なくとも２つは、異なるランタニド発色団濃度（例えば、質量で）を有する。別の例として、種々の態様では、複数のコード化発色団ポリマー粒子の少なくとも２つは、異なる発色団ポリマーを有する。種々の態様では、複数のコード化発色団ポリマー粒子の少なくとも２つは、異なる発色団ポリマー濃度（例えば、質量で）を有する。さらに別の例において、種々の態様では、複数のコード化発色団ポリマー粒子の少なくとも２つは、異なる発色団色素を有する。種々の態様では、複数のコード化発色団ポリマー粒子の少なくとも２つは、異なる発色団色素濃度（例えば、質量で）を有する。
一部の態様では、懸濁液中の少なくとも１つの複数のコード化発色団ポリマー粒子は多分散系である。一部の態様では、懸濁液中の複数のコード化発色団ポリマー粒子のそれぞれは、相対的に多分散系である。一部の態様では、少なくとも１つの複数は単分散系である。一部の態様では、その複数のそれぞれは、相対的に単分散系である。
一部の態様では、少なくとも１つの複数と結合している官能基は、少なくとも１つの他の複数と結合している官能基とは異なっている。一部の態様では、少なくとも１つの複数と結合している生体分子は、少なくとも１つの他の複数と結合している生体分子とは異なっている。一部の態様では、生体分子は、異なる分析物と特異的に会合する。
一部の態様では、本開示は、試料中の分析物を検出するためのキットを提供する。ある特定の態様では、そのキットは、上記のような２つまたはそれ超の複数のコード化発色団ポリマー粒子を含むコード化発色団ポリマー粒子の懸濁液を含む。一部の態様では、キットは、コード化発色団ポリマー粒子と結合した官能基とコンジュゲートしている生体分子を含む。一部の態様では、キットは、エンドユーザーのために、コード化発色団ポリマー粒子と結合した官能基とコンジュゲートするように構成された生体分子を含む。一部の態様では、生体分子は、ポリペプチド、例えばタンパク質、ポリヌクレオチド、例えばＤＮＡおよび／またはＲＮＡ、代謝産物、例えば脂質、脂肪酸、糖、ヌクレオチドもしくはアミノ酸、または細胞、ウイルスもしくはウイルス粒子である。
一部の態様では、本開示は、光学的コード化システムを提供する。ある特定の態様では、光学的コード化システムは、第１のコード化発色団ポリマー粒子、および互いに識別可能である光学的に検出可能なコードを有する第２のコード化発色団ポリマー粒子を含む。ある特定の態様では、本システムは、その少なくとも一部が、互いに識別可能である光学的に検出可能なコードを有する複数のコード化発色団ポリマー粒子を含む。
コード化発色団ポリマー粒子を使用する方法
本開示は、本明細書に記載するコード化発色団ポリマー粒子を使用する方法をさらに提供する。例えば、本開示は様々な用途のための、新規なクラスの蛍光性プローブとしてのコード化発色団ポリマー粒子、およびそれらのバイオコンジュゲートを使用する蛍光ベースの検出方法を提供する。これらには、これらに限定されないが、フローサイトメトリー、蛍光活性化ソーティング、免疫蛍光、免疫組織化学、蛍光多重化、ＤＮＡおよび遺伝子分析、タンパク質分析、代謝産物分析、脂質分析、フェルスター共鳴エネルギー移動（ＦＲＥＴ）ベースのセンサー、ハイスループットスクリーニング、細胞検出、細菌検出、ウイルス検出、バイオマーカー検出、細胞画像化、ｉｎ ｖｉｖｏでの画像化、生体直交型ラベリング、蛍光ベースの生物学アッセイ、例えば免疫アッセイおよび酵素ベースのアッセイ、ならびに生物学アッセイおよび測定における様々な蛍光技術が含まれる。ある特定の態様では、本明細書でのコード化発色団ポリマー粒子は、検出剤として使用するため、例えば、ウエスタンブロット分析の過程などにおけるタンパク質またはペプチドの検出のためにいくつかの利点を有する。本開示によるコード化発色団ポリマー粒子は、タンパク質またはペプチド、特にタンパク質の検出を可能にする、適切な任意のポリマーサブユニットまたはサブユニット（複数）を含むことができる。
ある特定の態様では、本明細書で開示するコード化発色団ポリマー粒子は、様々な波長範囲、強度範囲、寿命範囲またはその組合せにわたる多重化を含む検出方法のために使用することができる。
一部の態様では、分析物を検出する方法であって、分析物を含む試料を、コード化発色団ポリマー粒子と接触させるステップを含む方法を提供する。他の態様では、本方法は、分析物を含む試料をコード化発色団ポリマー粒子の懸濁液と接触させるステップを含む。一部の態様では、この試料は、血液、尿、便、リンパ液、唾液または脳脊髄液を含む。一部の態様では、この試料は、動物または単細胞生物などの対象に由来する。一部の態様では、この試料は、生きている動物または組織を含む。一部の態様では、分析物は、コード化発色団ポリマー粒子と結合した生体分子に対して結合親和性を有する。一部の態様では、分析物は、ポリペプチド、ポリヌクレオチド、細胞、細胞画分、ウイルス、薬物、毒素、炭水化物、糖、脂質または脂肪酸を含む。
一部の態様では、本方法は、試料、懸濁液および／またはコード化発色団ポリマー粒子から出されたシグナルを測定するステップをさらに含む。一部の態様では、本方法は、試料中のコード化発色団ポリマー粒子によって出された光学的に検出可能なコードを検出するステップをさらに含む。種々の態様では、光学的に検出可能なコードの検出は、分析物の存在、分析物の同一性および／または試料中の分析物の濃度を示す。
一部の態様では、本方法は、試料、懸濁液および／またはコード化発色団ポリマー粒子を電磁放射線源で励起させるステップをさらに含む。一部の態様では、その電磁放射線は、スペクトルフィルター、多色ミラー（multichroic mirror）またはその組合せを通過する。一部の態様では、試料を励起させる電磁放射線のピーク波長は、約２００ｎｍ〜約３００ｎｍ、約２５０ｎｍ〜約３５０ｎｍ、約３００ｎｍ〜約４００ｎｍ、約３５０ｎｍ〜約４５０ｎｍ、約４００ｎｍ〜約５００ｎｍ、約４５０ｎｍ〜約５５０ｎｍ、約５００ｎｍ〜約６００ｎｍ、約５５０ｎｍ〜約６５０ｎｍ、約６００ｎｍ〜約７００ｎｍ、約６５０ｎｍ〜約７５０ｎｍ、約７００ｎｍ〜約８００ｎｍ、約７５０ｎｍ〜約８５０ｎｍ、約８００ｎｍ〜約９００ｎｍ、約８５０ｎｍ〜約９５０ｎｍまたは約９００ｎｍ〜約１０００ｎｍである。
一部の態様では、本方法は、試料および懸濁液から出されるシグナルを使用して分析物を測定するステップをさらに含む。一部の態様では、本方法は、試料および懸濁液から出されるシグナルのスペクトルを使用して分析物を測定するステップをさらに含む。一部の態様では、本方法は、分析物を測定するための、試料および懸濁液から出されるシグナルの寿命をさらに含む。一部の態様では、本方法は、試料および懸濁液から出されるシグナルの強度を使用して分析物を測定するステップをさらに含む。例えば、本方法は、分析物を測定するために、コード化発色団ポリマー粒子によって出される光学的に検出可能なコードを使用するステップを含むことができる。ある特定の実施形態では、試料中での分析物の存在、分析物の同一性および／または分析物の濃度を、光学的に検出可能なコードのスペクトル、波長、強度および／または寿命などの、光学的に検出可能なコードの１つまたは複数の光学特性をもとにして決定する。
一部の態様では、本方法は、分析物を試料から分離するステップをさらに含む。一部の態様では、分析物を試料から分離するステップは、分析物と会合したコード化発色団ポリマー粒子を、フローサイトメーターまたはマイクロ流体デバイスのフローセルへ誘導するステップを含む。一部の態様では、分析物を試料から分離するステップは、分析物と会合したコード化発色団ポリマー粒子を固体支持体と結合させるステップを含む。
別の態様では、本開示は、２つの複数の分析物、３つの複数の分析物、４つの複数の分析物、５つの複数の分析物、６つの複数の分析物、７つの複数の分析物、８つの複数の分析物、９つの複数の分析物、１０の複数の分析物、２０の複数の分析物、３０の複数の分析物、４０の複数の分析物、５０の複数の分析物、１００の複数の分析物、５００の複数の分析物、１０００の複数の分析物または５０００の複数の分析物などの試料中の複数の分析物を検出するための方法を提供する。ある特定の態様では、本明細書に記載する方法を、多くとも３つの複数の分析物、多くとも４つの複数の分析物、多くとも５つの複数の分析物、多くとも６つの複数の分析物、多くとも７つの複数の分析物、多くとも８つの複数の分析物、多くとも９つの複数の分析物、多くとも１０の複数の分析物、多くとも２０の複数の分析物、多くとも３０の複数の分析物、多くとも４０の複数の分析物、多くとも５０の複数の分析物、多くとも１００の複数の分析物、多くとも５００の複数の分析物、多くとも１０００の複数の分析物または多くとも５０００の複数の分析物を検出するために使用する。
ある特定の態様では、本開示は、例えば、分析物を検出するために使用されるコード化発色団ポリマー粒子の識別可能な光学特性をもとにして、第１の組の分析物および第２の組の分析物を検出するための方法を提供する。一部の態様では、その第１の組の分析物は、第１の組のコード化発色団ポリマー粒子と結合した第１の組の生体分子と結合し、第２の組の分析物は、第２の組のコード化発色団ポリマー粒子と結合した第２の組の生体分子と結合する。種々の態様では、本方法は、第１の組の分析物の存在、同一性および／または濃度を決定し、第２の組の分析物の存在、同一性および／または濃度を決定するステップをさらに含む。種々の態様では、第１および第２の組のコード化発色団ポリマー粒子は、互いに識別可能なそれぞれの第１および第２の光学的に検出可能なコードを有し、その第１および第２の光学的に検出可能なコードの検出は、対応する分析物の存在、同一性および／または濃度の決定を可能にする。種々の態様では、第１および第２の組のコード化発色団ポリマー粒子は互いに識別可能な発光スペクトルを有し、その発光スペクトルの検出は、対応する分析物の存在、同一性および／または濃度の決定を可能にする。種々の態様では、第１および第２の組のコード化発色団ポリマー粒子はそれぞれ互いに識別可能な発光寿命を有し、その発光寿命の検出は、対応する分析物の存在、同一性および／または濃度の決定を可能にする。種々の態様では、第１および第２の組のコード化発色団ポリマー粒子はそれぞれ互いに識別可能な発光強度を有し、その発光強度の検出は、対応する分析物の存在、同一性および／または濃度の決定を可能にする。
ある特定の態様では、試料中の２つまたはそれ超の分析物を検出するための方法は：試料中の第１の分析物と選択的に会合するように構成された生体分子を含む第１の複数のコード化発色団ポリマー粒子；試料中の第２の分析物と選択的に会合するように構成された生体分子を含む第２の複数のコード化発色団ポリマー粒子；を含む本明細書に記載するようなコード化発色団ポリマー粒子の懸濁液を準備するステップと、懸濁液を、そのコード化発色団ポリマー粒子を生物学的試料中の２つまたはそれ超の分析物と会合させるのに十分な条件下および時間で試料と接触させるステップと；分析物と会合したコード化発色団ポリマー粒子を含む懸濁液を、１つまたは複数のコード化発色団ポリマー粒子を励起させることができる少なくとも１つの光源と接触させるステップと；その試料からの光学特性（例えば、発光スペクトル）を測定するステップとを含む。その試料が、動物であるかまたは動物に由来する一部の態様では、その懸濁液を少なくとも１つの光源とｉｎ ｖｉｖｏで接触させ、光学特性をｉｎ ｖｉｖｏで測定する。
一部の態様では、本方法は、ポリマーマトリクスおよび１つまたは複数のランタニド発色団などの２つまたはそれ超の発色団の発光強度の比を決定するステップをさらに含む。その複数のコード化発色団ポリマー粒子が相対的に単分散系であるある特定の態様では、ポリマーマトリクスの発光スペクトルを、内部標準として使用することができる。
一部の態様では、本方法は、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０またはそれ超の異なる分析物を含む。一部の態様では、本方法は、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０またはそれ超の異なる分析物の１つに対してそれぞれ結合親和性を有する２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０またはそれ超の異なる生体分子と結合した２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０またはそれ超の異なるコード化発色団ポリマー粒子を含む。
一部の態様では、本開示の組成物、方法およびシステムを、フローサイトメトリーおよび他の蛍光活性化ソーティング方法のために使用する。一部の態様では、粒子と、その粒子と直接的または間接的に結合している分析物を積極的に分離し単離するために、発色団ポリマー粒子の発光特性を定量化し使用する。一部の態様では、粒子、およびその粒子と直接的または間接的に結合している分析物を積極的に分離する、あるいは単離するために、発色団ポリマー粒子の発光スペクトル（波長）、寿命および／または強度を使用することができる。
一部の態様では、本開示の組成物、方法およびシステムを、これらに限定されないが、免疫細胞化学、免疫組織化学および酵素ベースのアッセイを含む免疫アッセイのために使用する。一部の態様では、この免疫アッセイは、タンパク質などのポリペプチドを含む分析物を検出するために使用される。一部の態様では、粒子と結合している官能基へのコンジュゲーションによって、抗体を発色団ポリマー粒子と間接的に結合させる。一部の態様では、抗体は一次抗体である。一部の態様では、抗体は二次抗体である。一部の態様では、一次抗体と二次抗体の両方を、発色団ポリマー粒子と間接的に結合させる。一部の態様では、アッセイを、組織から解離している細胞について実施する。他の態様では、アッセイを、インタクトな（解離していない）組織について実施する。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子を、酵素結合免疫吸着剤アッセイ（ＥＬＩＳＡ）などの酵素ベースのアッセイを実施するために使用する。
一部の態様では、本開示の組成物、方法およびシステムは、これらに限定されないが、ポリメラーゼ連鎖反応、逆転写酵素ＰＣＲ、リガーゼ連鎖反応、ループ介在増幅、逆転写ループ介在増幅、ヘリカーゼ依存性増幅、逆転写ヘリカーゼ依存性増幅、リコンビナーゼポリメラーゼ増幅、逆転写リコンビナーゼポリメラーゼ増幅、触媒ヘアピン集合反応（catalytic hairpin assembly reaction）、ハイブリダイゼーション連鎖反応、エントロピー推進触媒作用、鎖置換増幅、逆転写鎖置換増幅、核酸配列ベースの増幅、転写介在増幅、自家持続配列複製、単一プライマー等温増幅、ＲＮＡ技術のシグナル介在増幅、ローリングサークル増幅、超分岐ローリングサークル増幅、指数関数的増幅反応、ｓｍａｒｔ増幅、核酸の等温およびキメラプライマー開始増幅、多置換増幅および／またはインサイチュでのハイブリダイゼーションを含むポリヌクレオチドの分析のために使用される。
一部の態様では、本開示の組成物、方法およびシステムは、脂質、糖、ヌクレオチド、アミノ酸、脂肪酸および他の代謝産物を含む代謝産物の分析のために使用される。
一部の態様では、本開示の組成物、方法およびシステムは、これらに限定されないが、ｉｎ ｖｉｔｒｏの真核細胞、ｉｎ ｖｉｖｏの真核細胞および原核生物の細菌細胞を含む細胞を検出するために使用される。
一部の態様では、本開示の組成物、方法およびシステムは、これらに限定されないが、ミトコンドリア、小胞体および／またはシナプトソームを含むオルガネラおよび他の細胞亜画分を検出するために使用される。
一部の態様では、本開示の組成物、方法およびシステムは、バイオアッセイにおいてバイオマーカーを検出するために使用される。バイオマーカーは、これらに限定されないが、ポリペプチド、例えばタンパク質、ポリヌクレオチド、例えばＤＮＡおよび／またはＲＮＡ、代謝産物、例えば脂質、脂肪酸、糖、ヌクレオチドまたはアミノ酸、細胞、ウイルスもしくはウイルス粒子であってよい。
一部の態様では、本開示の組成物、方法およびシステムは、様々な波長、寿命および強度の範囲にわたる蛍光多重化のために使用される。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子での蛍光多重化は、これらに限定されないが、ポリペプチド、例えばタンパク質、ポリヌクレオチド、例えばＤＮＡおよび／またはＲＮＡ、代謝産物、例えば脂質、脂肪酸、糖、ヌクレオチドおよび／またはアミノ酸、細胞、ウイルスおよび／またはウイルス粒子を含む、試料中の複数の分析物の同時および／または逐次分析を提供する。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子での蛍光多重化は、例えばフローサイトメトリーおよび／または他の蛍光支援ソーティング方法を使用した複数の分析物のソーティングを提供する。一部の態様では、コード化発色団ポリマー粒子での蛍光多重化は、試料中の目的の複数のタンパク質の検出を提供する。
一部の態様では、試料中の分析物を検出する方法であって、試料を、２つまたはそれ超の複数のコード化発色団ポリマー粒子の懸濁液と接触させるステップと、その試料および懸濁液から出されるシグナルを測定するステップとを含む方法を提供する。一部の態様では、試料は、生体液（biological fluid）を含む。一部の態様では、試料は、血液、尿、便、リンパ液、唾液または脳脊髄液を含む。一部の態様では、試料は、生きている動物または組織を含む。一部の態様では、試料は、発色団ポリマー粒子と直接的または間接的に結合した生体分子と会合している１つまたは複数の分析物を含む。一部の態様では、その分析物は、ポリペプチド、ポリヌクレオチド、細胞、細胞画分、ウイルス、薬物、毒素、炭水化物、糖、脂質または脂肪酸を含む。
一部の態様では、本方法は、試料および懸濁液を電磁放射線源で励起させるステップをさらに含む。一部の態様では、その電磁放射線は、スペクトルフィルター、多色ミラーまたはその組合せを通過する。一部の態様では、試料を励起させる電磁放射線のピーク波長は約２００ｎｍ〜約１２００ｎｍである。一部の態様では、本方法は、試料および懸濁液から出されるシグナルを使用して分析物を測定するステップをさらに含む。一部の態様では、本方法は、試料および懸濁液から出されるシグナルのスペクトルを使用して分析物を測定するステップをさらに含む。一部の態様では、本方法は、試料および懸濁液から出されるシグナルの寿命を使用して分析物を測定するステップをさらに含む。一部の態様では、本方法は、試料および懸濁液から出されるシグナルの強度を使用して分析物を測定するステップをさらに含む。一部の態様では、本方法は、試料から、１つまたは複数の分析物を分離するステップをさらに含む。一部の態様では、本方法は、分析物と会合した粒子を、フローサイトメーターまたはマイクロ流体デバイスのフローセルへ誘導することによって、試料から、１つまたは複数の分析物を分離するステップをさらに含む。一部の態様では、本方法は、分析物と会合した発色団ポリマー粒子を固体支持体と結合させることによって、試料から１つまたは複数の分析物を分離するステップをさらに含む。
コード化発色団ポリマー粒子での多重分析のためのシステム
本開示の一部の態様では、多重分析を実施するためのシステムであって、コード化発色団ポリマー粒子の懸濁液、分析物を含む試料、電磁放射線源、検出器；ならびにプロセッサー、および実行可能命令が記憶されているメモリーデバイスを備えたコンピューターであって、その命令が、実行された場合、そのプロセッサーが検出器を動作させて放射特性を測定し；その測定された放射特性を記憶し；測定された放射特性を分析するようにするコンピューターを含むシステムを提供する。
一部の態様では、電磁放射線源は、レーザー、ランプ、ＬＥＤまたはその組合せを含む。一部の態様では、そのシステムは、スペクトルフィルター、多色ミラーまたはその組合せをさらに含む。一部の態様では、検出器は顕微鏡を含む。一部の態様では、検出器はカメラを含む。一部の態様では、検出器はフローサイトメーターを含む。一部の態様では、プロセッサーは、測定された放射特性をもとにして、その分析物を、フローサイトメーターまたはマイクロ流体デバイスのフローセルへ誘導することができる。
一部の態様では、本システムは、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０またはそれ超の異なる分析物などの複数の異なる分析物を含む。一部の態様では、本システムは、例えば、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０またはそれ超の異なる分析物の１つに対して結合親和性をそれぞれ有する２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０またはそれ超の異なる生体分子と結合した、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０またはそれ超の異なるコード化発色団ポリマー粒子などの複数の異なるコード化発色団ポリマー粒子を含む。
一部の態様では、本システムは、コード化発色団ポリマー粒子を含む懸濁液および試料のための励起供給源として機能するように構成された電磁放射線源を提供する。一部の態様では、電磁放射線源はレーザーを含む。一部の態様では、レーザーによって出されるピーク波長は、約２００ｎｍ〜約３００ｎｍ、約２５０ｎｍ〜約３５０ｎｍ、約３００ｎｍ〜約４００ｎｍ、約３５０ｎｍ〜約４５０ｎｍ、約４００ｎｍ〜約５００ｎｍ、約４５０ｎｍ〜約５５０ｎｍ、約５００ｎｍ〜約６００ｎｍ、約５５０ｎｍ〜約６５０ｎｍ、約６００ｎｍ〜約７００ｎｍ、約６５０ｎｍ〜約７５０ｎｍ、約７００ｎｍ〜約８００ｎｍ、約７５０ｎｍ〜約８５０ｎｍ、約８００ｎｍ〜約９００ｎｍ、約８５０ｎｍ〜約９５０ｎｍまたは約９００ｎｍ〜約１０００ｎｍである。一部の態様では、明確に区別できるピーク波長を有する２つまたはそれ超のレーザーを使用することができる。
一部の態様では、電磁放射線源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。ＬＥＤは半導体光源である。一部の態様では、ＬＥＤのアノードリードは、少なくともＬＥＤの順電圧降下によってそのカソードリードより正である電圧を有する場合、電流が流れる。電子は、そのデバイス内で空孔と再結合し、光子の形でエネルギーを放出することができる。その光の色（光子のエネルギーに対応する）は、その半導体のエネルギーバンドギャップによって決定される。
一部の態様では、ＬＥＤによって出されるピーク波長は、約２００ナノメートル〜約３００ｎｍ、約２５０ｎｍ〜約３５０ｎｍ、約３００ｎｍ〜約４００ｎｍ、約３５０ｎｍ〜約４５０ｎｍ、約４００ｎｍ〜約５００ｎｍ、約４５０ｎｍ〜約５５０ｎｍ、約５００ｎｍ〜約６００ｎｍ、約５５０ｎｍ〜約６５０ｎｍ、約６００ｎｍ〜約７００ｎｍ、約６５０ｎｍ〜約７５０ｎｍ、約７００ｎｍ〜約８００ｎｍ、約７５０ｎｍ〜約８５０ｎｍ、約８００ｎｍ〜約９００ｎｍ、約８５０ｎｍ〜約９５０ｎｍまたは約９００ｎｍ〜約１０００ｎｍである。一部の態様では、明確に区別できるピーク波長を有する２つまたはそれ超のＬＥＤを使用することができる。
一部の態様では、電磁放射線源は、ランプ、例えば水銀ランプ、ハロゲンランプ、金属ハライドランプまたは他の適切なランプを含む。一部の態様では、ランプによって放出される光は、光フィルタリング装置によってスペクトル的にフィルタリングされる。一部の態様では、光フィルタリング装置は、フィルター、例えば、特定の範囲に入る光波長のみを、それを通して、発色団ポリマー粒子を含む懸濁液および試料の方へ通過させるバンドパスフィルターを含む。一部の態様では、この光フィルタリング装置は、特定の範囲に入る光波長のみが、コード化発色団ポリマー粒子を含む懸濁液および試料の方へ導かれるように、光を、明確に区別できるスペクトル成分に分離できる多色ミラーを含む。
一部の態様では、光フィルタリング装置を通過する最長の波長は、３００ｎｍ未満、４００ｎｍ未満、５００ｎｍ未満、６００ｎｍ未満、７００ｎｍ未満、８００ｎｍ未満、９００ｎｍ未満または１０００ｎｍ未満である。
一部の態様では、光フィルタリング装置を通過する最短の波長は、２００ｎｍ超、３００ｎｍ超、４００ｎｍ超、５００ｎｍ超、６００ｎｍ超、７００ｎｍ超、８００ｎｍ超または９００ｎｍ超である。
本開示のシステムは、検出器、およびコード化発色団ポリマー粒子によって出されるシグナルを分析するように構成されたコンピューターをさらに含む。この検出器は、シグナル強度、シグナルとノイズの比および／または他の目的とする特徴を分析するための検出器を含むことができる。本明細書に記載する方法は、一般に、画像などの光学的情報を検出し分析することができる任意の公知のシステムに適合する。
一部の態様では、本システムは、コード化発色団ポリマー粒子によって出される１つまたは複数のシグナルを検出する検出器を提供する。一部の態様では、検出器には、共焦点顕微鏡、スピニングディスク顕微鏡、多光子顕微鏡、平面照明顕微鏡、ベッセルビーム顕微鏡、微分干渉コントラスト顕微鏡、位相差顕微鏡、落射蛍光顕微鏡またはその組合せなどの顕微鏡が含まれる。一部の態様では、検出器は、デジタルチップ上でシグナルを画像に統合することができる電荷結合素子カメラなどのカメラを含む。一部の態様では、検出器は光電子増倍管を含む。一部の態様では、検出器はフローサイトメーターを含む。
一部の態様では、検出器および電磁放射線源を、多重分析を実施するために最適化する。一部の態様では、検出器および電磁放射線源は、コード化発色団ポリマー粒子を励起させ、出されたシグナル（例えば、光学的に検出可能なコード）を迅速に検出するように構成される。一部の態様では、検出器および電磁放射線源は、コード化発色団ポリマー粒子を励起させ、１ナノ秒未満、１０ナノ秒未満、１００ナノ秒未満、１マイクロ秒未満、１０マイクロ秒未満、１００マイクロ秒未満、１ミリ秒未満、１０ミリ秒未満、１００ミリ秒未満、１秒未満、１０秒未満または１００秒未満の１つもしくは複数の出されたシグナルを検出するように構成される。一部の態様では、検出器および電磁放射線源は、コード化発色団ポリマー粒子を励起させ、２つまたはそれ超の出されたシグナルを同時に検出するように構成される。
一部の態様では、本システムは、プロセッサー、および実行可能命令が記憶されているメモリーデバイスを備えたコンピューターを提供する。プロセッサーの例には、これらに限定されないが、検出器によって取得された情報を記憶するパーソナルコンピューティングデバイス、および情報を処理するパーソナルコンピューティングデバイス上で実行されるソフトウェアが含まれる。他の態様では、情報プロセッサーまたはそのコンポーネントは、検出器中、例えば、恒久的かまたは一時的にカメラによって取得された光学的情報を記憶する、カメラに組み込まれたチップ中に埋め込むことができる。他の態様では、情報プロセッサーおよび検出器は、発色団ポリマー粒子によって出された光学的情報を取得しかつ記憶する、完全に統合されたデバイスのコンポーネントであってよい。
一部の態様では、本システムは、シグナルを取得し、記憶し分析するためのコンピューター可読の記憶媒体を提供する。コンピューター可読の記憶媒体は、コンピューターの１つまたは複数のプロセッサーによって実行される場合、コンピューターが：検出器を動作させて光学的シグナルを取得し、シグナルを記憶し、シグナルを分析するようにする実行可能命令を記憶している。一部の態様では、コンピューターは、シグナルの発光スペクトル、発光寿命および／または発光強度を分析する。一部の態様では、コンピューターはシグナルを分析して、試料中の目的とする標的分析物の濃度を検出しかつ／または決定する。一部の態様では、コンピューターは、１つまたは複数の複数のコード化発色団ポリマー粒子によって出されたシグナルを分析する。一部の態様では、コンピューターは、１つまたは複数の複数のコード化発色団ポリマー粒子によって出されたシグナルの発光スペクトル、発光寿命および／または発光強度を分析する。一部の態様では、コンピューターは、１つまたは複数の複数のコード化発色団ポリマー粒子によって出されたシグナルを分析して、試料中の複数の分析物の濃度を検出しかつ／または決定する。
一部の態様では、本システムは、試料から測定される発光特性をもとにした分析物の定方向移動（directed transport）を制御するプロセッサーを含むコンピューターを提供する。一部の態様では、プロセッサーは、測定された発光特性をもとにして、分析物を、フローサイトメーターまたはマイクロ流体デバイスのフローセルの方へ誘導することができる。一部の態様では、プロセッサーは、１つまたは複数の複数のコード化発色団ポリマー粒子によって出された１つまたは複数のシグナルの発光スペクトル、発光寿命および／または発光強度を分析して、フローサイトメーターまたはマイクロ流体デバイスのフローセルなどへの分析物の定方向移動を制御する。
一部の態様では、コンピューターを使用して、本明細書に記載する方法を実施することができる。種々の態様では、コンピューターを使用して、上記に例示し説明したシステムまたは方法のいずれかを実行することができる。一部の態様では、コンピューターは、バスサブシステムを介していくつかの周辺サブシステムと通信するプロセッサーを含むことができる。これらの周辺サブシステムは、メモリーサブシステムおよびファイル記憶サブシステムを含む記憶サブシステム、ユーザーインターフェースインプットデバイス、ユーザーインターフェースアウトプットデバイスならびにネットワークインターフェースサブシステムを含むことができる。
一部の態様では、バスサブシステムは、コンピューターの種々のコンポーネントおよびサブシステムが、目的通り、互いに通信できるようにする機構を提供する。バスサブシステムは、単一バスまたは多重バスを含むことができる。
一部の態様では、ネットワークインターフェースサブシステムは、他のコンピューターおよびネットワークとのインターフェースを提供する。ネットワークインターフェースサブシステムは、コンピューターからデータを受け取り、データを他のシステムへ送るためのインターフェースとして役割を果たす。例えば、ネットワークインターフェースサブシステムは、コンピューターをインターネットに接続させ、インターネットを使用して通信し易いようにさせることができる。
一部の態様では、コンピューターは、ユーザーインターフェースインプットデバイス、例えばキーボード、ポインティングデバイス、例えばマウス、トラックボール、タッチパッドまたはグラフィックスタブレット、スキャナー、バーコードスキャナー、ディスプレイに組み込まれたタッチスクリーン、音声インプットデバイス、例えば音声認識システム、マイクロホンおよび他の種類のインプットデバイスを含む。一般に、「インプットデバイス」という用語の使用は、情報をコンピューターにインプットするための、可能なすべての種類のデバイスおよび機構を含めることを意図するものである。
一部の態様では、コンピューターは、ユーザーインターフェースアウトプットデバイス、例えばディスプレイサブシステム、プリンター、ファクス送受信機または非視覚的ディスプレイ、例えば音声アウトプットデバイス等を含む。ディスプレイサブシステムは、ブラウン管（cathode ray tube）（ＣＲＴ）、平面パネルデバイス、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）またはプロジェクションデバイスであってよい。一般に、「アウトプットデバイス」という用語の使用は、情報をコンピューターからアウトプットするための、可能なすべての種類のデバイスおよび機構を含めることを意図するものである。
一部の態様では、コンピューターは、基本的なプログラミングおよびデータ構造を記憶するためのコンピューター可読の記憶媒体を提供する記憶サブシステムを含む。一部の態様では、記憶サブシステムは、プロセッサーによって実行された場合、本明細書に記載する方法およびシステムの機能を提供するソフトウェア（プログラム、コードモジュール、命令）を記憶する。これらのソフトウェアモジュールまたは命令は、１つまたは複数のプロセッサーで実行することができる。記憶サブシステムは、本開示にしたがって使用されたデータを記憶するためのリポジトリも提供することができる。記憶サブシステムは、メモリーサブシステムおよびファイル／ディスク記憶サブシステムを含むことができる。
一部の態様では、コンピューターは、プログラム実行の間の命令およびデータの記憶のためのメインランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）、および固定命令が記憶されている読み出し専用メモリー（ＲＯＭ）を含むいくつかのメモリーを含むことができるメモリーサブシステムを含む。ファイル記憶サブシステムは、プログラムおよびデータファイルのための非一時的な持続性（非揮発性）記憶を提供し、これは、ハードディスクドライブ、関連リムーバブルメディアと合わせたフロッピー（登録商標）ディスクドライブ、コンパクトディスク読み出し専用メモリー（ＣＤ−ＲＯＭ）ドライブ、光学式ドライブ、リムーバブルメディアカートリッジおよび他の同様の記憶メディアを含むことができる。
コンピューターは、パーソナルコンピューター、ポータブルコンピューター、ワークステーション、ネットワークコンピューター、メーンフレーム、キオスク、サーバーまたは他の任意のデータ処理システムを含む様々な種類のものであってよい。コンピューターおよびネットワークの絶え間なく変わる特性のため、本明細書に含まれるコンピューターの説明は、コンピューターの態様を例示するための特定の例とするものに過ぎない。本明細書に記載するシステムより多いかまたはそれより少ないコンポーネントを有する多くの他の構成が可能である。
本明細書で挙げるすべての刊行物、特許および特許出願を、あたかも、それぞれの個別の刊行物、特許または特許出願が具体的かつ個別的に参照により組み込まれていると示されているかのように、同じ程度に、参照により本明細書に組み込む。
本明細書での開示を考慮して、当業者には明らかであるように、本開示の装置、デバイス、システムおよびそのコンポーネントのいずれかの特定の寸法を、目的とする用途に応じて容易に変えることができる。さらに、本明細書に記載する例および態様は単に例示のためのみのものであり、それに照らした種々の改変形態または変更形態が当業者に提案されてよく、それらは、本出願の趣旨および範囲ならびに添付の特許請求の範囲に包含されることを理解されたい。本明細書に記載する態様の多くの異なる組合せが可能であり、そうした組合せは、本開示の一部であるものと見なされる。
本明細書で使用する、Ａおよび／またはＢは、ＡまたはＢの１つまたは複数、ならびにその組合せ、例えばＡおよびＢを包含する。
任意の態様または本明細書での態様に関して論じられるすべての特徴は、他の態様および明細書での態様での使用のために、容易に適合させることができる。異なる態様における類似の特徴についての、異なる用語または参照数字の使用は、明らかに示されたもの以外の違いを必ずしも意味するものではない。したがって、単に、添付の特許請求の範囲を参照して本開示を説明しようとするものであり、本明細書で開示される態様に限定されない。
別段の指定のない限り、本明細書で開示する方法およびプロセスは、任意の順番で実施することができる。例えば、（ａ）、（ｂ）および（ｃ）と記載される方法は、ステップ（ａ）を最初に実施し、続いてステップ（ｂ）を実施し、次いでステップ（ｃ）を実施することができる。あるいは、本方法は、例えば、ステップ（ｂ）を最初に実施し、続いてステップ（ｃ）を実施し、次いでステップ（ａ）を実施するなどの異なる順番で実施することができる。さらに、特に別段の指定のない限り、これらのステップを同時に、または別個に実施することができる。
本明細書で示される詳細は、例としてのものであり、本開示の好ましい態様の例示的な考察のために過ぎず、本発明の種々の態様の原理および概念的態様の最も有用で容易に理解される説明と考えられるものを提供するために提示するものである。この関連で、本発明の基本的な理解のために必要とされる以上に、本発明の構造的詳細を示す試みは行っておらず、図面および／または実施例を用いてなされる説明は、本発明のいくつかの形態が実践においていかに具現化されるかを、当業者に明らかにするものである。
本開示の好ましい態様を本明細書で示し説明してきたが、ある特定の態様の変更を行うことができ、それもなお、添付の特許請求の範囲に包含されるので、本開示は、説明されている開示のある特定の態様に限定されるものではないことを理解すべきである。用いた専門用語は、本開示のある特定の態様を記載するためのものであり、限定しようとするものではないことも理解すべきである。その代わり、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲によって樹立される。
値の範囲が示されている場合、文脈による明らかな別段の指定のない限り、その範囲の上限値と下限値の間の下限値の単位の１０分の１までの各介在値（intervening value）、およびその表示されている範囲内の他の任意の表示値または介在値が、本明細書で提供される開示内に包含されることを理解されたい。これらのより小さい範囲の上限値および下限値は、独立に、そのより小さい範囲に含められ、表示されている範囲内の任意の特に排除されている限界を条件として、これらも、やはり本発明に包含される。表示されている範囲がその限界の１つまたは両方を含む場合、それらの含まれている限界のいずれかまたは両方を排除する範囲も、本明細書で提供する開示に包含される。
態様または本明細書での態様に関連して論じたすべての特徴は、他の態様または本明細書での態様における使用のために容易に適合させることができる。異なる態様における類似の特徴についての、異なる用語または参照数字の使用は、明らかに示されたもの以外の違いを必ずしも意味するものではない。したがって、単に、添付の特許請求の範囲を参照して本開示を説明しようとするものであり、本明細書で開示される態様に限定されない。
本開示の一部の態様をさらに記載するために以下の実施例を含めるが、これらは、本発明の範囲を限定するために使用されるべきではない。
（実施例１）
フルオロフォア分布のポアソン統計を克服するための戦略の分析
本実施例は、コード化発色団ポリマー粒子におけるフルオロフォア分布のポアソン統計を克服するための戦略を実証する分析を記載する。
図７Ａおよび図７Ｂは、モノマーＡおよびダイマーＡＢから作製されたコード化発色団ポリマー粒子中のフルオロフォアＡの母集団分布を示す。この戦略を、コード化発色団ポリマー粒子調製において、フルオロフォア分布のポアソン統計を克服するために使用する。これらのヒストグラム中の各シリーズは、コード化発色団ポリマー粒子中のＡモノマーの期待数でラベル付けされている。各コード化発色団ポリマー粒子中のＡＢダイマーの期待数は０．５×（４９２−［Ａモノマーの数］）である。５つの分布が図７Ａに示されており；２つの分布が図７Ｂに示されており、両方のヒストグラムにおいて、Ａについての分布＝３７８である。各分布は、１００００個のコード化発色団ポリマー粒子で実施されている。さらに、純粋なダイマー（Ａ／Ｂ＝１）および純粋なモノマー（Ａ／Ｂ＝∞）での分布が存在する。ＢモノマーのＡＢダイマーとの混合物から形成された分布は、ＡモノマーのＡＢダイマーとの混合物と類似しており、Ａ／Ｂ＝１にわたってまさに反映されている（just reflected across）（図７Ａ）。したがって、明確に区別できる分布は、１５の可能性のある強度レベルについて、ＡのＡＢとの６つの混合物、ＢのＡＢとの６つの混合物、純粋なＡ、純粋なＡＢおよび純粋なＢを含む。モノマーＡとモノマーＢの混合物での分析は、モノマーＡとダイマーＡＢの混合物での分析と比較して、幅広い分布をもたらした。ヘテロダイマーを使用すると、ほぼ等量のＡとＢの混合物について狭い分布が得られ、したがって、この戦略で、より可能性のあるレベルを得ることができる。この仕方で、固定した組成の他の短いポリマー（ＡＢＢＢ、ＡＡＡＢ、ＡＢＢＢＢＢＢＢ等）を使用した場合、より高い強度のレベルを生み出すことができる。
（実施例２）
２色コード化ランタニド発色団ポリマー粒子
本実施例は、異なる質量比で、青色発光性ポリマー；赤色Ｅｕ錯体またはオレンジ色Ｓｍ錯体；および官能性の非発光性ポリマーを含むいくつかの２色コード化発色団ポリマー粒子の合成、特性および使用の一部の態様を記載する。
コード化発色団ポリマー粒子を、物理的ブレンディングによって調製する。すべてのポリマーおよびランタニド錯体をＴＨＦに溶解させて、１ｍｇ／ｍＬストック溶液を作製する。ランタニド錯体およびポリマーのストック溶液を異なる質量比で混合して、１組のコード化発色団ポリマー粒子を提供する。通常、この複合物（composite）の最高注入濃度は約０．１ｍｇ／ｍＬであり、全部で２×１ｍＬの混合ＴＨＦ溶液を、超音波下で１０ｍＬ ＤＩ Ｈ２Ｏに注入した。
これらの２色コード化発色団ポリマー粒子を作製するために使用した、Ｅｕ−およびＳｍベースのランタニド錯体、官能性ポリマーＰＳ−ＰＥＧ−ＣＯＯＨならびに一般的な発光性ポリマーＰＦＯおよびＰＦＯ−ＣＯＯＨの化学構造を以下に示す：
Figure 0006925126
ランタニド錯体の例にはＥｕ錯体およびＳｍ錯体が含まれる。ポリマーは、官能基末端キャップを含むか含まないポリフルオレンポリマーを含んだ。これらの官能基末端キャップは、ＰＥＧ２２ＣＯＯＨ、ＣＯＯＨ末端（ＰＳ−ＰＥＧ−ＣＯＯＨ）を有するポリエチレングリコールと共役したポリスチレンポリマー、およびポリスチレン（ＰＳ）を含むことができる。種々のポリマーの長さは、上記に示したようなｍおよびｎで表す（denominate）ことができる。繰り返し単位の数ｍおよびｎは任意の所望の長さであってよい。例えば、ポリ−（９−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）ではｎは５〜１０，０００の範囲であってよく；ＰＳ−ＰＥＧ−ＣＯＯＨではｍは１０〜１０００の範囲であってよく、ｎは１〜１００の範囲であってよく；ポリスチレン（ＰＳ）ではｎは５〜１０，０００の範囲であってよい。この例では、ＰＶＫは平均ＭＷ＝７５，０００、多分散性＝２を有する。ＰＳ−ＰＥＧ−ＣＯＯＨは、主鎖ＭＷ＝８，５００、グラフト鎖ＭＷ＝１，２００および全鎖（total chain）ＭＷ＝２１，７００、多分散性＝１．２５を有する。ポリスチレンは平均ＭＷ＝４１，０００を有する。
ポリマーＰＦＯ−ＥＣＰＥＧ２２ＣＯＯＨの合成を以下に示す：
Figure 0006925126
モノマーＰＥＧ−ＯＨの合成：ＮａＨ（無水、９５％、５０ｍｇ、２．１ｍｍｏｌ）を、無水ＴＨＦ（５０．０ｍＬ）溶液中のポリ（エチレングリコール）（平均ＭＷ＝１０００）（５０．０ｇ、５０ｍｍｏｌ）に加えた。反応混合物が透明になった後、ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート（７．３ｍＬ、５０．０ｍｍｏｌ）を加えた。得られた溶液を室温で２０ｈ撹拌した。次いで、反応混合物を飽和ブライン溶液に注加し、酢酸エチルで抽出した。合わせた有機抽出物を無水Ｎａ２ＳＯ４で脱水した。溶媒を完全に除去した後、さらに精製することなく、所望の生成物をワックス状固体（４５．０ｇ、８０％）として得た。プロトン核磁気共鳴スペクトル分光法(1H NMR)(CDCl3, 300MHz, ppm): 3.74-3.60(m, 80H), 2.50(t, J=6.6Hz, 2H), 1.45(s, 9H).
モノマーＢｒＰｈＰＥＧ２２の合成：窒素雰囲気下で、４−ブロモフェノール（０．８６ｇ、５．０ｍｍｏｌ）、ＰＥＧ−ＯＨ（４．５ｇ、４．０ｍｍｏｌ）および１，１’−（アゾジカルボニル）ジピペリジン（１．２６ｇ、５．０ｍｍｏｌ）の混合物を無水ＴＨＦ（３０ｍＬ）に溶解し、液体のトリ−ｎ−ブチルホスフィン（１．３ｍＬ、５．０ｍｍｏｌ）を、０℃でその溶液に滴下添加した。１５ｍｉｎ後、反応混合物を室温にし、２日間撹拌を続行した。白色の固体沈殿物を濾過し、ＴＨＦで洗浄した。収集した濾液から溶媒を蒸発させた後、次いで生成物を、勾配溶離液（酢酸エチル〜酢酸エチル／メタノール混合物）を使用してカラムクロマトグラフィーにより精製し、透明な粘稠液（２．８２ｇ、５５％）として得た。1H NMR(CDCl3, 300MHz, ppm): 7.36(d, J=9.0Hz, 2H), 6.80(d, J=9.0Hz, 2H), 4.11-4.08(m, 2H), 3.86-3.83(m, 2H), 3.73-3.62(m, 80H), 2.50(t, J=6.3Hz, 2H), 1.45(s, 9H).
ポリマーＰＦＯ−ＥＣＰＥＧ２２ＣＯＯＨの合成：ビス（１，５−シクロオクタジエン）−ニッケル（０）（３１６ｍｇ、１．１５ｍｍｏｌ）、２，２−ビピリジル（１８０ｍｇ、１．１５ｍｍｏｌ）、１，５−シクロオクタジエン（１２５ｍｇ、１．１５ｍｍｏｌ）および３ｍＬのジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）／トルエン（ｖ／ｖ、１：１）を２５ｍＬフラスコに入れた。反応混合物を、窒素下、６０℃で０．５ｈ加熱した。３ｍＬのジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）／トルエン（ｖ／ｖ、１：１）に溶解させた９，９−ジオクチル−２，７−ジブロモフルオレン（２７４ｍｇ、０．５ｍｍｏｌ）とＢｒＰｈＰＥＧ２２（２５．６ｍｇ、０．０２ｍｍｏｌ）の混合物を、窒素下で、上記ＤＭＦ／トルエン溶液に加え、重合を、暗所下、６０℃で３日間継続した。数滴のヨードベンゼンを加え、反応を１２ｈ続行した。反応混合物を、撹拌メタノールに注加して多量の固体を沈澱させた。固体を濾取し、メタノールおよび水で洗浄した。残渣をクロロホルムに溶解し、水酸化アンモニウム溶液中で２４ｈ撹拌して脱ドーピングさせた。有機層を単離し、この濃縮溶液をメタノールに滴下添加して、ポリマーを沈澱させた。固体を濾過により単離し、メタノールで再度洗浄し、真空オーブン中で乾燥した。次いで、得られたポリマーをジクロロメタンに溶解し、１ｍＬのトリフルオロ酢酸を加えた。反応混合物を室温で終夜撹拌した。反応溶液を水およびブラインで洗浄し、濃縮溶液をメタノールに滴下添加して、ポリマーを沈澱させた。この固体を濾過により単離し、メタノールで再度洗浄し、真空オーブン中で乾燥して所望のポリマー（１６０ｍｇ、７０％）を得た。1H NMR(CDCl3, 300MHz, ppm): 7.92-7.80(m, 2H), 7.76-7.60(m, 4H), 3.71-3.62(m, 3.12H), 2.23-2.00(b, 4H), 1.29-1.02(m, 24H), 0.82(t, J=6.3Hz, 6H).ＧＰＣ（ＴＨＦ、ポリスチレン標準品）：Ｍｎ＝２２．７×１０３ｇ／ｍｏｌ、ＰＤＩ＝１．６２。
図８Ａは、Ｅｕ／ＰＦＯ／ＰＳ−ＰＥＧ−ＣＯＯＨ＝１０／５／２の質量比で、２色コード化発色団ポリマー粒子の動的光散乱（ＤＬＳ）によって測定した粒度分布を示しており、これらのコード化発色団ポリマー粒子の平均粒径が約１５．７ナノメートルであることを示している。図８Ｂは、Ｅｕ／ＰＦＯ−ＥＣＰＥＧ２２ＣＯＯＨ）／ＰＳ−ＰＥＧ−ＣＯＯＨ＝１０／５／２の質量比で、２色コード化発色団ポリマー粒子のＤＬＳによって測定した粒度分布を示しており、平均粒径は約１３．５ナノメートルである。
図９Ａは、２色コード化発色団ポリマー粒子：Ｓｍ／ＰＦＯ／ＰＳ−ＰＥＧ−ＣＯＯＨ（４０／１／１６質量比）およびＳｍ／ＰＦＯ−ＥＣＰＥＧ２２ＣＯＯＨ／ＰＳ−ＰＥＧ−ＣＯＯＨ（４０／１／１６質量比）の発光スペクトルを示す。スペクトルから、ＰＦＯ錯体とＳｍ錯体からの異なる発光ピークを明確に分離できることが分かる。
図９Ｂは、２色コード化発色団粒子：Ｅｕ／ＰＦＯ／ＰＳ−ＰＥＧ−ＣＯＯＨ（１０／５／２質量比）およびＥｕ／ＰＦＯ−ＥＣＰＥＧ２２ＣＯＯＨ／ＰＳ−ＰＥＧ−ＣＯＯＨ（１０／５／２質量比）の発光スペクトルを示す。スペクトルから、ＰＦＯ錯体とＥｕ錯体からの異なる発光ピークを明確に分離できることが分かる。
（実施例３）
３色コード化ランタニド発色団ポリマー粒子
本実施例は、異なる質量比で、青色発光性ポリマー；赤色Ｅｕ錯体またはオレンジ色Ｓｍ錯体；および官能性の非発光性ポリマーを含むいくつかの３色コード化発色団ポリマー粒子を記載する。
コード化発色団ポリマー粒子を、物理的ブレンディング方法により調製する：すべてのポリマーおよびランタニド錯体をＴＨＦに溶解させて１ｍｇ／ｍＬストック溶液を作製する。ランタニド錯体とポリマーの異なるストック溶液を異なる質量比で混合して１組のコード化発色団ポリマー粒子を提供する。通常、この複合物の最高注入濃度は約０．１ｍｇ／ｍＬであり、全部で２×１ｍＬの混合ＴＨＦ溶液を、超音波下で１０ｍＬ ＤＩ Ｈ２Ｏに注入した。
図１０Ａは、Ｓｍ／Ｅｕ／ＰＦＯ−ＥＣＰＥＧ２２ＣＯＯＨ／ＰＳ−ＰＥＧ−ＣＯＯＨ＝４０／２／１／８の質量比での、３色コード化発色団ポリマー粒子のＤＬＳによって測定した粒度分布を示す。これは、これらのコード化発色団ポリマー粒子の平均粒径が約６８ナノメートルであることを示している。
図１０Ｂは、Ｓｍ／Ｅｕ／ＰＦＯ−ＥＣＰＥＧ２２ＣＯＯＨ／ＰＳ−ＰＥＧ−ＣＯＯＨ＝８０／２／１／１６の質量比で、３色コード化ポリマー粒子のＤＬＳによって測定した粒度分布を示す。これは、これらのコード化発色団ポリマー粒子の平均粒径が約５９ナノメートルであることを示している。
図１１は、５つの異なる質量比：２０／１／１／４、４０／２／１／８、２０／２／１／４、４０／１／１／８および８０／２／１／１６での、３色コード化発色団ポリマー粒子Ｓｍ／ＰＦＯ−ＥＣＰＥＧ２２ＣＯＯＨ／ＰＳ−ＰＥＧ−ＣＯＯＨの発光スペクトルを示す。スペクトルから、ＰＦＯ−ＥＣＰＥＧ２２ＣＯＯＨ、Ｓｍ錯体およびＥｕ錯体からの異なる発光ピークを明確に分離できることが分かる。
（実施例４）
コード化のための改善された特性を有するランタニド錯体グラフト化ポリマー粒子
本実施例は、ポリマーマトリクスにグラフト化されたランタニド錯体を使用して、改善された量子収率およびコロイド安定性を有するコード化発色団粒子を調製する概略図および戦略を記載する。
図１２は、ランタニド錯体グラフト化ポリマーを合成するための概略図を示す。アミン含有ランタニド錯体をポリ（スチレン−ｃｏ−無水マレイン酸）（ＰＳＭＡ）と反応して、Ｌｎ（ＤＢＭ）ｐｈｅｎ−ＮＨ−ＰＳＭＡ（ＤＢＭ＝ジベンゾイルメタン）およびＬｎ（ＴＴＡ）ｐｈｅｎ−ＮＨ−ＰＳＭＡ（ＴＴＡ＝テノイルトリフルオロアセトン）などのランタニド錯体グラフト化ＰＳＭＡポリマーを生成させることができる。これらのグラフト化ポリマーを、共役ポリマーとさらにブレンドして改善されたコロイド安定性および発光量子収率を有するコード化発色団ポリマー粒子を形成させることができる。例えば、Ｅｕ（ＴＴＡ）ｐｈｅｎ−ＮＨ２を使用してＰＳＭＡと反応してＥｕ（ＴＴＡ）ｐｈｅｎグラフト化ＰＳＭＡポリマーを生成させる。このポリマーをＰＶＫとさらにブレンドして、再沈殿方法により、コード化発色団ポリマー粒子を調製した。得られるＥｕ（ＴＴＡ）ｐｈｅｎ−ＮＨ−ＰＳＭＡ／ＰＶＫコード化発色団ポリマー粒子は、Ｅｕ（ＴＴＡ）ｐｈｅｎ−ＮＨ−ＰＳＭＡコード化発色団ポリマー粒子単独と比較して、高い量子収率を示す。Ｅｕ（ＴＴＡ）ｐｈｅｎ−ＮＨ−ＰＳＭＡ／ＰＶＫブレンドされたコード化発色団ポリマー粒子は、同じ組成を有するが、Ｅｕ（ＴＴＡ）ｐｈｅｎとＰＶＫが化学的に結合していないＥｕ（ＴＴＡ）ｐｈｅｎ、ＰＶＫおよびＰＳＭＡからなるコード化発色団ポリマー粒子と比較して、改善されたコロイド安定性も示した。
図１３Ａは、共役ポリマーＰＶＫおよびＥｕ（ＴＴＡ）ｐｈｅｎ−ＮＨ−ＰＳＭＡポリマーからなるコード化発色団ポリマー粒子のＤＬＳで測定した粒度分布を示す。図１３Ｂは、Ｅｕ（ＴＴＡ）ｐｈｅｎ−ＮＨ−ＰＳＭＡコード化発色団ポリマー粒子、ならびに２つの種類のコード化発色団ポリマー粒子が同じ吸光度を有する共役ポリマーＰＶＫおよびＥｕ（ＴＴＡ）ｐｈｅｎ−ＮＨ−ＰＳＭＡポリマーからなるブレンドされたコード化発色団ポリマー粒子の発光スペクトルを示す。スペクトルで示されるように、Ｅｕ（ＴＴＡ）ｐｈｅｎ−ＮＨ−ＰＳＭＡ／ＰＶＫブレンドされたコード化発色団ポリマー粒子の発光量子収率は、純粋なＥｕ（ＴＴＡ）ｐｈｅｎ−ＮＨ−ＰＳＭＡコード化発色団ポリマー粒子よりおよそ２倍高かった。図１３Ｃは、Ｅｕ（ＴＴＡ）ｐｈｅｎドープＰＶＫコード化発色団ポリマー粒子の吸収スペクトルを示す。ＰＳＭＡは、やはり、コード化発色団ポリマー粒子中で物理的にブレンドされていたが、Ｅｕ（ＴＴＡ）ｐｈｅｎと化学的に結合はしていなかった。２週間後、コード化発色団ポリマー粒子溶液を、２２０ナノメートルのメンブランフィルターを使用して濾過した。図１３Ｃに示すように、コード化発色団ポリマー粒子の約５０パーセントは凝集しており、濾過により除去された。図１３Ｄは、Ｅｕ（ＴＴＡ）ｐｈｅｎ−ＮＨ−ＰＳＭＡブレンドされたＰＶＫコード化発色団ポリマー粒子の吸収スペクトルを示す。ＰＳＭＡを、コード化発色団ポリマー粒子中でＥｕ（ＴＴＡ）ｐｈｅｎと化学的に結合させた。２週間後、コード化発色団ポリマー粒子溶液を、２２０ナノメートルのメンブランフィルターを使用して濾過した。図１３Ｄに示すように、ブレンドされたコード化発色団ポリマー粒子は凝集しておらず、ごく少量を濾過により除去した。
（実施例５）
寿命コード化のための色素分子を含む発色団ポリマー粒子
本実施例は、寿命コード化のための色素ドープコード化発色団ポリマー粒子の調製を記載する。
色素ドープコード化発色団ポリマー粒子を以下の通り調製した：１０ｍｇの半導体ポリマー、ジメチルフェニルで末端キャップされたポリ（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）（ＰＦＯ、ＭＷ＝１２０，０００）か、またはポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ｃｏ−（１，４−ベンゾ−｛２，１’，３｝−チアジアゾール）］（ＰＦＢＴ、ＭＷ＝７３，０００、多分散性＝３．０）か、またはポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−（１−シアノビニレン−１，４−フェニレン）］（ＣＮＰＰＶ、ＭＷ＝１５，０００、多分散性＝５．９）（すべてＡＤＳ Ｄｙｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｑｕｅｂｅｃ、Ｃａｎａｄａ）から）を、不活性雰囲気下で終夜撹拌することによって１０ｍＬ ＴＨＦ中に溶解させた。次いで、溶液を０．７μｍガラス繊維フィルターで濾過して不溶性物質を除去した。色素ドープコード化発色団ポリマー粒子を、まず、２００μＬの１ｍｇ／ｍＬ ＰＦＯ、ＰＦＢＴまたはＣＮＰＰＶ（ＴＨＦ中）を、２、１０もしくは２０μＬの１ｍｇ／ｍＬクマリン（comarin）６、テトラフェニルポルフィリン（ＴＰＰ）、またはシリコン２，３−ナフタロシアニンビス（トリヘキシルシリルオキシド）（ＮＩＲ７７５）色素（５ｍＬ ＴＨＦに溶解させておいた）と混合することによって調製した。この混合物を、超音波下で、１０ｍＬのＭｉｌｌｉＱ水に注入した。ＴＨＦを窒素ストリッピングにより除去し、溶液を、９０℃ホットプレート上での連続窒素ストリッピングにより１０ｍＬに濃縮し、次いで０．２μｍフィルターで濾過した。溶液をＢｉｏ−Ｒａｄ Ｅｃｏｎｏ−Ｐａｃ（登録商標）１０ＤＧサイズ排除カラム（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ、ＣＡ、ＵＳＡ）に通して、遊離色素を除去した。この手順により、３種類の色素ドープコード化発色団ポリマー粒子、ＰＦＯ−クマリン６、ＰＦＢＴ−ＴＰＰおよびＣＮＰＰＶ−ＮＩＲ７７５を３つのドーピング割合、１％、５％または１０％（質量で）で作製し、それらの光学特性および寿命を調べた。追加の２０％ポリ（スチレン−ｃｏ−無水マレイン酸）（ＰＳＭＡ）ポリマーをクマリン６−ドープＰＦＯコード化発色団ポリマー粒子に加えて、小さいサイズの粒子（約２０ｎｍ）を作製した。
色素ドープコード化発色団ポリマー粒子の蛍光寿命データを、時間相関単一光子計数装置を使用して得た。ＰＦＯ−クマリン６コード化発色団ポリマー粒子を３７５ｎｍで励起させ、ＰＦＢＴ−ＴＰＰおよびＣＮＰＰＶ−ＮＩＲコード化発色団ポリマー粒子を４７０ｎｍで励起させた。色素蛍光減衰と半導体ポリマー蛍光減衰の両方を、適切なフィルターで収集した。データを、ＴＡＵＦＩＴ減衰プログラミングを使用して解析した。
表１（下記）は、調製されたままの状態の色素ドープコード化発色団ポリマー粒子の蛍光発光寿命を示す：
Figure 0006925126
表１（上記）に示すように、クマリン６ドープＰＦＯコード化発色団ポリマー粒子におけるクマリン６は、１％、５％および１０％ドーピング（質量で）について、それぞれ２．７５ナノ秒、１．９８ナノ秒および１．９１ナノ秒であった。色素の寿命は、色素ドーピング割合が増大するにしたがって減少した。同じ現象は、ＴＰＰドープＰＦＢＴコード化発色団ポリマー粒子およびＮＩＲ７７５ドープＣＮＰＰＶコード化発色団ポリマー粒子においても見られた。ＴＰＰ寿命は、１％、５％および１０％のドーピング割合について、それぞれ８．４０ナノ秒、７．０２ナノ秒および５．６１ナノ秒であった。ＮＩＲ７７５寿命は、１％、５％および１０％のドーピング割合について、それぞれ３．１４ナノ秒、３．０８ナノ秒および３．０６ナノ秒であった。これらの３種類の色素ドープコード化発色団ポリマー粒子の中で、ＴＰＰは、ドーピング割合に対して最も大きい寿命の変化を示し、１％から１０％のドーピング割合で約３０％の寿命減少を示している。
クマリン６ドープＰＦＯおよびＮＩＲ７７５ドープＣＮＰＰＶコード化発色団ポリマー粒子における半導体ポリマーについての寿命も、やはり、ドーピング割合が増大するのにしたがって減少することが分かった。例えば、ＰＦＯ寿命は、１％、５％および１０％のドーピング割合について、それぞれ０．１９ナノ秒、０．１０ナノ秒および０．０９ナノ秒であった。ＣＮＰＰＶ寿命は、１％、５％および１０％のドーピング割合について、それぞれ０．２４ナノ秒、０．１７ナノ秒および０．１４ナノ秒であった。唯一の例外はＰＦＢＴ寿命であり、これは、ＴＰＰのドーピング割合に関係なく、同等の０．１３ナノ秒の寿命を示した。それらの純粋な（色素ドープされていない）コード化発色団ポリマー粒子（約１〜２ｎｓ）と比較した場合、色素ドープコード化発色団ポリマー粒子中のすべての半導体ポリマーの蛍光発光寿命は、劇的に低下した（約０．０９〜０．２４ｎｓ）。これは、図１５に示す発光プロファイルと一致している。半導体ポリマーの発光は、半導体ポリマーと色素の間で起こるＦＲＥＴの存在のため、ドープ色素によって高度に消光した。
図１４は、様々な色素ドープ発色団粒子についての、放出された蛍光の時間減衰曲線を示す。実線、点線および破線は、それぞれ１％、５％および１０％（質量で）の色素ドープコード化発色団ポリマー粒子を表す。得られた広い範囲の蛍光発光寿命（ピコ秒からナノ秒まで）は、色素分子でドープされた発色団ポリマー粒子を含む発色団ポリマー粒子での蛍光寿命ベースのコード化戦略の使用を実証している。寿命コード化は、単独でも、また本明細書に記載する他のコード化戦略との組合せでも使用することができる。
図１５は、色素ドープ発色団粒子の光学分光測定によって得られた、様々な色素ドープ発色団粒子についての吸光度（左側のグラフ）および発光（右側のグラフ）のスペクトルプロファイルを示す。実線、点線および破線は、それぞれ１％、５％および１０％（質量で）の色素ドープコード化発色団ポリマー粒子を表す。半導体ポリマーの発光は、半導体ポリマーと色素の間で起こるＦＲＥＴの存在のため、ドープ色素において消光している。
（実施例６）
寿命コード化のために使用される、色素分子およびランタニド錯体を含む発色団ポリマー粒子
本実施例は、いくつかの寿命コードを作製するための、色素分子、ランタニド材料、例えばユーロピウム錯体、および発色団ポリマー粒子の例示的な組合せを提供する。
まず、Ｅｕ（ＴＴＡ）３ｐｈｅｎ−ＮＨ２（６ｍｇ）およびＰＳＭＡ（９ｍｇ）を、無水テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）（５０ｍＬ）に溶解した。混合物を、還流およびＮ２流での保護下で４８ｈ撹拌し続けた。得られた溶液を蒸発させて、溶媒を除去した。さらに、生成物を真空下で４０ｍｉｎ乾燥した。最後に、粉末生成物をＴＨＦに溶解し、続くコード化発色団ポリマー粒子調製のために、得られる溶液の濃度を１ｍｇ／ｍＬに調整した。ユーロピウム錯体を含むコード化発色団ポリマー粒子を、ナノ沈殿方法を使用して調製した。ユーロピウム錯体とＰＳＭＡの反応によって得られたストック溶液の濃度を１ｍｇ／ｍＬに調整した。ストック溶液をＴＨＦで希釈して５０μｇ／ｍＬ溶液を作製した。希釈された溶液を超音波処理して均一な溶液を形成させた。５ｍＬの量の溶液を、超音波処理浴（bath sonicator）中で１０ｍＬのＭｉｌｌｉＱ水に急速に添加した。室温での窒素ストリッピングでＴＨＦを除去し、次いで０．２ミクロンフィルターで濾過した。
得られた官能化Ｅｕ−ＰＳＭＡコード化発色団ポリマー粒子分散液は透明であり、凝集の兆候なく、数カ月安定である。Ｅｕ−ＰＳＭＡ／ＰＶＫ粒子を、１：１の比のＰＶＫとユーロピウム錯体で、ＰＶＫをＥｕ−ＰＳＭＡ ＴＨＦ溶液中に混ぜ込んで調製した。この混合物を水に急速に注入してＥｕ−ＰＳＭＡ／ＰＶＫ粒子を形成させた。ナイルブルーなどの色素分子を導入することによって、２つの種類の粒子の寿命を変化させることができる。ナイルブルー色素を有する２つの種類の発色団粒子の蛍光減衰曲線を、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーパルスの第三高調波（３５５ナノメートル）での励起により得、デジタルオシロスコープと一緒に光電子増倍管を用いてシグナルを監視した。
図１６Ａは、ナイルブルー濃度を増大しながらの、発色団Ｅｕ−ＰＳＭＡ粒子の放出された蛍光の時間減衰曲線を示す。図１６Ｂは、ナイルブルー濃度を増大しながらの、発色団Ｅｕ−ＰＳＭＡ／ＰＶＫ粒子の放出された蛍光の時間減衰曲線を示す。両方の場合、ユーロピウム錯体の蛍光寿命は、色素濃度が増大するとともに減少する。図１６Ａおよび図１６Ｂにおけるより急速な減衰曲線は、より高いナイルブルー濃度を含む粒子に対応する。得られた広い範囲の蛍光発光寿命は、色素分子およびランタニド錯体を含む発色団ポリマー粒子を、単独か、または本明細書に記載する他のコード化戦略と一緒に、蛍光寿命ベースのコード化戦略のために使用できることを実証している。
（実施例７）
発光強度を半独立に調節するためのエネルギー移動を含む発色団ポリマー粒子ベースの色コード
本実施例は、発色団ポリマー粒子におけるエネルギー移動を用いて、色コードを作り出すための戦略を記載する。
異なる発光波長を有する５色共役ポリマーを使用する。Ｂ、Ｇ、Ｏ、ＲおよびＩＲはそれぞれ青色、緑色、オレンジ色、赤色および赤外発光を表す。エネルギー移動は、２つの異なる共役ポリマーを含むコード化発色団ポリマー粒子中で起こり得る。これらの純粋な粒子の発光強度レベルは、最小の０〜最大の１００（任意の単位）の範囲であり、発光強度は、赤色シフトした発光を有するポリマーとブレンディングすることによって消失させることができる。５色共役ポリマーをもとにして、以下の実施例で示すように、２５色コードを作り出すことができる：
１つのポリマーの純粋な粒子によって作製された色コード：Ｂ１００、Ｇ１００、Ｏ１００、Ｒ１００、ＩＲ１００。
そのエネルギー供与体強度がエネルギー受容体強度より高い、２つのポリマーの粒子によって作製された色コード、例えば：Ｂ６０Ｇ３０、Ｂ６０Ｏ３０、Ｂ６０Ｒ３０、Ｂ６０ＩＲ３０、Ｇ６０Ｏ３０、Ｇ６０Ｒ３０、Ｇ６０ＩＲ３０、Ｏ６０Ｒ３０、Ｏ６０ＩＲ３０、Ｒ６０ＩＲ３０。
そのエネルギー供与体強度がエネルギー受容体強度より低い、２つのポリマーの粒子によって作製された色コード、例えば：Ｂ３０Ｇ６０、Ｂ３０Ｏ６０、Ｂ３０Ｒ６０、Ｂ３０ＩＲ６０、Ｇ３０Ｏ６０、Ｇ３０Ｒ６０、Ｇ３０ＩＲ６０、Ｏ３０Ｒ６０、Ｏ３０ＩＲ６０、Ｒ３０ＩＲ６０。
これらに限定されないが、Ｂ７５Ｇ２５、Ｂ５０Ｇ５０、Ｂ２５Ｇ７５などを含む他の色コードを、他の強度レベルを有する供与体−受容体対を含む粒子を使用して作製することができる。
他の色コードを、強度レベルＸＭＹＮを有する供与体−受容体対を含む粒子を使用して作製することができる。ここで、ＸおよびＹはＢ、Ｇ、Ｏ、ＲまたはＩＲから独立に選択され、ＭおよびＮは０以上から１００以下の値の範囲から独立に選択される。
さらに、１００の色コードを、その強度を４つの異なる強度レベルに独立に調節できる別の発光色を有するランタニド錯体を、ナノ粒子に添加することによって作製することができる。

Claims (22)

  1. 懸濁液であって、
    第１の複数のコード化発色団ポリマー粒子であって、前記第１の複数のコード化発色団粒子のコード化発色団ポリマー粒子は、複数の発色団ポリマーの組み合わせを含むポリマーマトリクスを含み、前記複数の発色団ポリマーは複数の明確に区別できる発色団を含み、前記複数の明確に区別できる発色団のうちの各明確に区別できる発色団が、前記複数の明確に区別できる発色団のうちの別の明確に区別できる発色団から発光ピーク波長をもとにして区別可能である発光ピーク波長を含む、前記明確に区別できる発色団の発光スペクトルの１つまたは複数の特徴を含む１つまたは複数の光学特性を有する、第１の複数のコード化発色団ポリマー粒子と、
    第２の複数のコード化発色団ポリマー粒子であって、前記第１および第２の複数のコード化発色団ポリマー粒子のコード化発色団粒子は、発光ピーク強度を含む１つまたは複数の光学特性であって、前記発光ピーク強度をもとにして互いに区別可能である、光学特性を有する、第２の複数のコード化発色団ポリマー粒子と、
    液体と
    を含む、懸濁液。
  2. 前記複数の明確に区別できる発色団が、３つまたはそれ超の明確に区別できる発色団である、請求項１に記載の懸濁液。
  3. 前記複数の明確に区別できる発色団の各明確に区別できる発色団の前記１つまたは複数の光学特性が、前記ポリマー粒子の所定の発光寿命をさらに含む、請求項１または２に記載の懸濁液。
  4. 前記複数の明確に区別できる発色団の各明確に区別できる発色団の前記１つまたは複数の光学特性が、前記発色団の発光ピーク強度、または発光寿命の１つまたは複数をさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の懸濁液。
  5. ２つまたはそれ超の明確に区別できる発色団の前記１つまたは複数の光学特性が、独立に調節可能である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の懸濁液。
  6. 前記複数の明確に区別できる発色団が前記発色団ポリマーを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の懸濁液。
  7. 前記発色団ポリマーが、半導体ポリマー、非半導体ポリマーまたはその組合せを含む、請求項６に記載の懸濁液。
  8. 前記複数の明確に区別できる発色団が蛍光性色素を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の懸濁液。
  9. 前記粒子の直径が、１マイクロメートル未満、５００ナノメートル未満、４００ナノメートル未満、３００ナノメートル未満、２００ナノメートル未満、１００ナノメートル未満、５０ナノメートル未満、４０ナノメートル未満、３０ナノメートル未満、２０ナノメートル未満または１０ナノメートル未満である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の懸濁液。
  10. 前記複数の明確に区別できる発色団の２つまたはそれ超の発色団の発光寿命、または発光強度が互いに識別可能である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の懸濁液。
  11. 前記コード化発色団ポリマー粒子が、前記ポリマーマトリクスと物理的または化学的に会合した官能基を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の懸濁液。
  12. 前記官能基が、疎水性官能基、親水性官能基またはその組合せを含む、請求項１１に記載の懸濁液。
  13. 前記コード化発色団ポリマー粒子が、前記官能基に結合した生体分子を含む、請求項１１または１２に記載の懸濁液。
  14. 前記生体分子が、ポリペプチドまたはポリヌクレオチドを含む、請求項１３に記載の懸濁液。
  15. 前記生体分子が、前記官能基によって、前記ポリマーマトリクスと直接的または間接的に結合している、請求項１３〜１４のいずれか一項に記載の懸濁液。
  16. 前記ポリマーマトリクスに結合された官能基にコンジュゲートされた生体分子を含む請求項１〜１５のいずれか一項に記載の懸濁液を含む、試料中の分析物を検出するためのキットであって、前記試料は前記懸濁液と接触させられ、前記生体分子は前記分析物と会合することを特徴とする、キット。
  17. 分析物を検出する方法であって、
    分析物を含む試料を、前記コード化発色団ポリマー粒子を前記分析物と会合させるのに十分な条件下および時間にわたって請求項１〜１５のいずれか一項に記載の懸濁液と接触させるステップと；
    前記試料中の前記コード化発色団ポリマー粒子によって出された前記発光スペクトルを検出するステップと
    を含み、前記発光スペクトルの前記検出が、前記試料中での前記分析物の存在、前記分析物の同一性または前記試料中の前記分析物の濃度の少なくとも１つを示す、方法。
  18. 前記試料中での前記分析物の存在、前記分析物の同一性または前記試料中の前記分析物の濃度の少なくとも１つを、前記発光スペクトルの寿命をもとにして、または前記発光スペクトルの強度をもとにして決定することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
  19. 複数の分析物の検出をさらに含む、請求項１７〜１８のいずれか一項に記載の方法。
  20. 第１の組の分析物および第２の組の分析物の検出をさらに含む、請求項１９に記載の方法であって、前記第１の組の分析物が、第１の組のコード化発色団ポリマー粒子と結合した第１の組の生体分子と結合し、前記第２の組の分析物が、第２の組のコード化発色団ポリマー粒子と結合した第２の組の生体分子と結合する、方法。
  21. システムであって：
    請求項１〜１５のいずれか一項に記載の懸濁液；
    電磁放射線源；
    検出器；ならびに
    プロセッサーおよび実行可能命令が記憶されているメモリーデバイスを備えたコンピューターであって、前記命令が、実行された場合、前記プロセッサーが：
    前記電磁放射線源で前記懸濁液を照射し；
    前記検出器を動作させて前記懸濁液の前記コード化発色団ポリマー粒子の前記光学特性を測定し；
    前記測定された光学特性を記憶し；
    前記測定された光学特性を分析する
    ようにする、コンピューター
    を含む、システム。
  22. 前記検出器が、フローサイトメーターまたはマイクロ流体デバイスをさらに含む、請求項２１に記載のシステム。
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