JP7398115B2 - ポリマーフルオロフォア、それを含む組成物、ならびにその調製および使用方法 - Google Patents

Description

関連出願情報
本出願は、そのそれぞれの開示がその全体で本明細書中に参考として組み込まれている、２０１７年１２月２２日に出願の米国仮特許出願第６２／６０９，４９４号および２０１８年８月３日に出願の米国仮特許出願第６２／７１４，５４１号の優先権を主張するものである。

政府支援の記載
本発明は、エネルギー省によって授与された助成金番号ＤＥ－ＳＣ０００１０３５号の下の政府支援で成された。政府が本発明の一定の権利を有する。

本発明の分野
本発明は、一般に、色素、ポリマーセグメント、および任意選択でバイオコンジュゲート基が含まれるポリマーフルオロフォアに関する。また、本発明は、ポリマーフルオロフォアを含む組成物ならびにその調製および使用方法にも関する。

フルオロフォアの多くの応用は水溶液中で行われるにもかかわらず、ほとんどの有機フルオロフォアは疎水性またはわずかにのみ極性である。フルオロフォアをカプセル封入するために数々の手法が豊富に存在するが、合成が単純であることと、フルオロフォア－フルオロフォア消光が存在しないことと、単一のバイオコンジュゲーション可能な基が存在することとの基準を満たしたものは存在しない。

本発明の第１の態様は、
Ａ－Ｂ－Ｃ、または
Ｃ－Ａ－Ｂ
［式中、
Ａは色素（たとえばフルオロフォア）であり、任意選択で、前記色素は約１５０ダルトン（Ｄａ）～約３，０００Ｄａの範囲の分子量を有しており、
Ｂは、１つまたは複数の疎水性単位および１つまたは複数の親水性単位を含むポリマーであり、任意選択で、ポリマーは約１，０００Ｄａ、５，０００Ｄａ、または１０，０００Ｄａから約１７５，０００Ｄａの範囲の分子量を有しており、
任意選択のＣはバイオコンジュゲート基を含む］
によって表される構造を有する化合物に向けられている。

本発明の別の態様は、本発明の化合物と任意選択で水とを含む組成物に向けられている。また、本発明の態様は、
Ａ－Ｂ－Ｃ、または
Ｃ－Ａ－Ｂ
［式中、
Ａは色素（たとえばフルオロフォア）であり、
Ｂは、１つまたは複数の疎水性単位および１つまたは複数の親水性単位を含むポリマーであり、
任意選択のＣはバイオコンジュゲート基を含む］
によって表される構造を有する化合物を含む粒子（たとえばコアおよびシェルが含まれる粒子）と、
水と
を含む組成物に向けられている。

本発明のさらなる態様は、疎水性単量体と親水性単量体とを重合させてコポリマーを提供するステップと、色素を前記コポリマーの第１の部分（たとえば一方の終端もしくは末端部分）に付着させることによって、前記化合物を提供するステップと、任意選択で、バイオコンジュゲート基を前記コポリマーの第２の部分（たとえば他方の終端もしくは末端部分）に付着させるステップと、および／または任意選択で、前記化合物を架橋結合させるステップとを含む、化合物を調製する方法に向けられている。前記疎水性単量体と前記親水性単量体とを重合させるステップは、リビングラジカル重合を介して、開始剤（たとえばブロマイド開始剤）、触媒（たとえばルテニウム触媒）、および任意選択で共触媒の存在下で重合させてコポリマーを提供するステップを含み得る。

本発明の別の態様は、本発明の方法に従って調製した化合物に向けられている。

また、本発明の実施形態に従って、たとえばフローサイトメトリーにおける使用などの、本発明の化合物の使用および／または本発明の組成物の使用も提供される。

本発明のさらなる態様は、フローサイトメトリーを使用して細胞および／または粒子を検出する方法であって、細胞および／または粒子を本発明の化合物で標識するステップと、前記化合物をフローサイトメトリーによって検出することによって、前記細胞および／または粒子を検出するステップとを含む方法に向けられている。

本発明の別の態様は、対象において組織および／または病原体（たとえば、細胞、感染病原体など）を検出する方法であって、前記対象に本発明の化合物または本発明の組成物を投与するステップであって、任意選択で、前記化合物が前記組織および／または病原体と会合するステップと、前記対象内の前記化合物を検出することによって、前記組織および／または病原体を検出するステップとを含む方法に向けられている。

本発明のさらなる態様は、本発明の１つまたは複数（たとえば、１、２、３、４、５、６個、またはそれより多く）の化合物を含む生体分子（たとえば、細胞、抗体など）に向けられている。

それに関して具体的に記載していないが、１つの実施形態に関して記載された本発明の態様を異なる実施形態に組み込んでもよいことに注意されたい。すなわち、すべての実施形態および／または任意の実施形態の特長を、任意の様式および／または組合せで組み合わせることができる。出願人は、適宜に、任意の最初に出願したクレームを変更する、および／または任意の新しいクレームを出願する権利を留保しており、これには、そのような様式で最初に特許請求されていなくても、任意の他のクレームもしくは複数のクレームの任意の特長から従属するためおよび／またはそれを組み込むために、任意の最初に出願したクレームを補正することができる権利が含まれる。本発明のこれらおよび他の目的および／または態様は、以下に記載する明細書中に詳述されている。本発明のさらなる特長、利点、および詳細は、以下の図および発明を実施するための形態を読むことから、当業者によって理解されるであろう。そのような説明は本発明の例示的なものでしかない。

本発明の実施形態による例示的なポリマーフルオロフォアを示す模式図である。 コポリマー７（実線）およびクロリン搭載コポリマーＦ２（破線）のＳＥＣ溶出追跡を示す図である。試料をＴＨＦで溶出させ、屈折率検出器を用いて検出した。 ３つの異なる吸光度スペクトルを示す図である。パネル（Ａ）は、ＣＨ_２Ｃｌ_２中のＤ１の吸光度スペクトル（実線）、ならびにμＭ濃度での水中のＦ１の吸光度（破線）および発光（点線）スペクトルを示す。パネル（Ｂ）は、ＣＨ_２Ｃｌ_２中のＤ２の吸光度スペクトル（実線）、ならびにμＭ濃度での水中のＦ２の吸光度（破線）および発光（点線）スペクトルを示す。パネル（Ｃ）は、トルエン中のＤ３の吸光度スペクトル（実線）、ならびにμＭ濃度での水中のＦ３の吸光度（破線）および発光（点線）スペクトルを示す。すべてのスペクトルは室温で測定した。 １０ｍｇ／ｍＬ（Ａ）、５ｍｇ／ｍＬ（Ｂ）、および１．０ｍｇ／ｍＬ（Ｃ）でのＦ－２の動的光散乱法（ＤＬＳ）サイズデータを示す図である。 １．０ＭのＮａＣｌ溶液（上）および水（下）中のＦ－２の吸光度スペクトルを示す図である。 １．０ＭのＮａＣｌ溶液（上）および水（下）中のＦ－２の発光スペクトルを示す図である。

以下、本発明の実施形態を示す添付の図面を参照しながら、本明細書中で以降、本発明をより詳細に説明する。しかし、本発明は多くの様々な形態で具現化してよく、本明細書中に記載の実施形態に限定されるものとして解釈されるべきでない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底的かつ完全となり、本発明の範囲が当業者に完全に伝わるようにするために提供する。

本明細書中、本発明の説明において使用する用語は、特定の実施形態を説明する目的のみのものであり、本発明を限定することを意図しない。本発明の説明および添付の特許請求の範囲中で使用する単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」には、内容により明らかにそうでないと指示されていない限りは、複数形も含まれることを意図する。

別段に定義しない限りは、本明細書中で使用するすべての用語（技術用語および科学用語が含まれる）は、本発明が属する分野の技術者に一般的に理解されるものと同じ意味を有する。さらに、一般的に使用されている辞書中に定義されているものなどの用語は、本出願および関連分野のコンテキストにおけるその意味と一貫した意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書中に明白にそう定義されていない限りは、理想化されたまたは過剰に形式的な意味で解釈されるべきでないことを理解されたい。本明細書中、本発明の説明において使用する用語は、特定の実施形態を説明する目的のみのものであり、本発明を限定することを意図しない。本明細書中で引用したすべての出版物、特許出願、特許、および他の参考文献は、その全体で参考として組み込まれている。用語の矛盾が起こった場合は本明細書が支配する。

また、本明細書中で使用する「および／または」とは、関連する列挙した項目のうちの１つまたは複数のうちの任意かつすべての可能な組合せ、および、その代替（「または」）で解釈した場合は組合せの欠如をいい、それらが包含される。

内容によりそうでないと示されない限りは、本明細書中に記載した本発明の様々な特長を任意の組合せで使用できることが具体的に意図される。さらに、本発明の一部の実施形態では、本明細書中に記載の任意の特長または特長の組合せを排除または除外できることも企図される。例示すると、明細書中に、ある複合体が構成要素Ａ、Ｂ、およびＣを含むと記述されている場合、Ａ、Ｂ、もしくはＣのうちの任意のもの、またはその組合せを除外および拒否できることが具体的に意図される。

本明細書中で使用する移行語句「から本質的になる」（および文法上の変形）とは、特許請求した発明の列挙した物質またはステップ「ならびに基礎的および新規の特徴（複数可）に実質的な影響を与えないもの」を包含するものとして解釈される。ｒｅ Ｈｅｒｚ、５３７ Ｆ．２ｄ ５４９、５５１～５２、１９０、Ｕ．Ｓ．Ｐ．Ｑ．４６１、４６３（ＣＣＰＡ １９７６）（強調は原文通り）を参照されたい。ＭＰＥＰ§２１１１．０３号も参照されたい。したがって、本明細書中で使用する用語「から本質的になる」は、「含む」とは等価なものとして解釈されるべきではない。

また、本明細書中で使用する用語「例」、「例示的な」、およびその文法上の変形とは、本明細書中に記載の非限定的な例および／または変形実施形態をいうことを意図し、本明細書中に記載の１つまたは複数の実施形態を、１つまたは複数の他の実施形態よりも優先することを示すことを意図しないことも理解されたい。

量または濃度などの測定可能な値に言及する場合に本明細書中で使用する用語「約」とは、指定した値の±１０％、±５％、±１％、±０．５％、またはさらには±０．１％の変形、および指定した値を包含することを意味する。たとえば、Ｘが測定可能な値である場合の「約Ｘ」には、Ｘ、およびＸの±１０％、±５％、±１％、±０．５％、またはさらには±０．１％の変形が含まれることを意味する。測定可能な値について本明細書中で提供する範囲には、任意の他の範囲および／またはそれ内の個々の値が含まれ得る。

化学分子に言及して本明細書中で使用する「誘導体」とは、親分子実体と比較して１つまたは複数の原子（たとえば水素）、官能基、および／または結合が修飾（たとえば、除去、置換など）されている化学分子をいう。たとえば、色素の誘導体とは、別の基または部分との共有結合を容易にするため（たとえばポリマーとの共有結合を容易にするため）に、１つまたは複数の原子（たとえば水素）および／または官能基が修飾（たとえば除去）されている、親色素化合物をいい得る。一部の実施形態では、誘導体には、親分子実体の吸光度スペクトルを変更する官能基（たとえば置換基および／または助色団）が含まれ得る。

単独でまたは別の基の一部として本明細書中で使用する「アルキル」とは、１～２０個の炭素原子を含有する直鎖または分枝鎖の炭化水素をいい、Ｃ１～Ｃ２０アルキルと呼ぶことができる。アルキルの代表的な例には、それだけには限定されないが、メチル、エチル、ｎ－プロピル、イソ－プロピル、ｎ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル、ｉｓｏ－ブチル、ｔｅｒｔ－ブチル、ｎ－ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｎ－ヘキシル、３－メチルヘキシル、２，２－ジメチルペンチル、２，３－ジメチルペンチル、ｎ－ヘプチル、ｎ－オクチル、ｎ－ノニル、ｎ－デシルなどが含まれる。本明細書中で使用する「低級アルキル」とは、アルキルの部分集合であり、一部の実施形態では、１～４個の炭素原子を含有する直鎖または分枝鎖の炭化水素基をいう。低級アルキルの代表的な例には、それだけには限定されないが、メチル、エチル、ｎ－プロピル、イソ－プロピル、ｎ－ブチル、ｉｓｏ－ブチル、ｔｅｒｔ－ブチルなどが含まれる。別段に指定しない限りは、用語「アルキル」または「低級アルキル」には、置換および非置換の両方のアルキルまたは低級アルキルが含まれることを意図し、これらの基は、ハロ、アルキル、ハロアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、アリール、アリールアルキル、ヘテロシクロ、ヘテロシクロアルキル、ヒドロキシル、アルコキシ（それによりポリエチレングリコールなどのポリアルコキシが作製される）、アルケニルオキシ、アルキニルオキシ、ハロアルコキシ、シクロアルコキシ、シクロアルキルアルキルオキシ、アリールオキシ、アリールアルキルオキシ、ヘテロシクロオキシ、ヘテロシクロアルキルオキシ、メルカプト、アルキル－Ｓ（Ｏ）_ｍ、ハロアルキル－Ｓ（Ｏ）_ｍ、アルケニル－Ｓ（Ｏ）_ｍ、アルキニル－Ｓ（Ｏ）_ｍ、シクロアルキル－Ｓ（Ｏ）_ｍ、シクロアルキルアルキル－Ｓ（Ｏ）_ｍ、アリール－Ｓ（Ｏ）_ｍ、アリールアルキル－Ｓ（Ｏ）_ｍ、ヘテロシクロ－Ｓ（Ｏ）_ｍ、ヘテロシクロアルキル－Ｓ（Ｏ）_ｍ、アミノ、カルボキシ、アルキルアミノ、アルケニルアミノ、アルキニルアミノ、ハロアルキルアミノ、シクロアルキルアミノ、シクロアルキルアルキルアミノ、アリールアミノ、アリールアルキルアミノ、ヘテロシクロアミノ、ヘテロシクロアルキルアミノ、二置換アミノ、アシルアミノ、アシルオキシ、エステル、アミド、スルホンアミド、尿素、アルコキシアシルアミノ、アミノアシルオキシ、ニトロ、またはシアノ［式中、ｍ＝０、１、２または３である］から選択される基で置換されていてもよい。

単独でまたは別の基の一部として本明細書中で使用する「アルケニル」とは、直鎖中に１～８個の二重結合が含まれることができる、１～２０個の炭素原子（または低級アルケニルでは１～４個の炭素原子）を含有する直鎖または分枝鎖の炭化水素をいい、Ｃ１～Ｃ２０アルケニルと呼ぶことができる。アルケニルの代表的な例には、それだけには限定されないが、ビニル、２－プロペニル、３－ブテニル、２－ブテニル、４－ペンテニル、３－ペンテニル、２－ヘキセニル、３－ヘキセニル、２，４－ヘプタジエンなどが含まれる。別段に指定しない限りは、用語「アルケニル」または「低級アルケニル」には、置換および非置換の両方のアルケニルまたは低級アルケニルが含まれることを意図し、こらの基は、上記のアルキルおよび低級アルキルに関連して記載した基で置換されていてもよい。

単独でまたは別の基の一部として本明細書中で使用する「アルキニル」とは、直鎖中に１個の三重結合が含まれる、１～２０個の炭素原子（または低級アルキニルでは１～４個の炭素原子）を含有する直鎖または分枝鎖の炭化水素をいい、Ｃ１～Ｃ２０アルキニルと呼ぶことができる。アルキニルの代表的な例には、それだけには限定されないが、２－プロピニル、３－ブチニル、２－ブチニル、４－ペンチニル、３－ペンチニルなどが含まれる。別段に指定しない限りは、用語「アルキニル」または「低級アルキニル」には、置換および非置換の両方のアルキニルまたは低級アルキニルが含まれることを意図し、これらの基は、上記のアルキルおよび低級アルキルに関連して記載したものと同じ基で置換されていてもよい。

本明細書中で使用する「ハロ」とは、－Ｆ、－Ｃｌ、－Ｂｒ、および－Ｉを含めた任意の適切なハロゲンをいう。

本明細書中で使用する「メルカプト」とは、－ＳＨ基をいう。

本明細書中で使用する「アジド」とは、－Ｎ_３基をいう。

本明細書中で使用する「シアノ」とは、－ＣＮ基をいう。

本明細書中で使用する「ヒドロキシル」とは、－ＯＨ基をいう。

本明細書中で使用する「ニトロ」とは、－ＮＯ_２基をいう。

単独でまたは別の基の一部として本明細書中で使用する「アルコキシ」とは、オキシ基－Ｏ－を介して親分子部分に付加されている、本明細書中に定義したアルキルまたは低級アルキル基をいう（したがってポリアルコキシなどの置換されたバージョンも含まれる）。アルコキシの代表的な例には、それだけには限定されないが、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、２－プロポキシ、ブトキシ、ｔｅｒｔ－ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシなどが含まれる。

単独でまたは別の基の一部として本明細書中で使用する「アシル」とは、－Ｃ（Ｏ）Ｒ基［式中、Ｒは、アリール、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、または本明細書中に記載した他の適切な置換基などの、任意の適切な置換基である］をいう。

単独でまたは別の基の一部として本明細書中で使用する「ハロアルキル」とは、本明細書中に定義したアルキル基を介して親分子部分に付加されている、本明細書中に定義した少なくとも１つのハロゲンをいう。ハロアルキルの代表的な例には、それだけには限定されないが、クロロメチル、２－フルオロエチル、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、２－クロロ－３－フルオロペンチルなどが含まれる。

単独でまたは別の基の一部として本明細書中で使用する「アルキルチオ」とは、本明細書中に定義したチオ部分を介して親分子部分に付加されている、本明細書中に定義したアルキル基をいう。アルキルチオの代表的な例には、それだけには限定されないが、メチルチオ、エチルチオ、ｔｅｒｔ－ブチルチオ、ヘキシルチオなどが含まれる。

単独でまたは別の基の一部として本明細書中で使用する「アリール」とは、単環の炭素環系、または１つもしくは複数の芳香環を有する二環の炭素環縮合環系をいう。アリールの代表的な例には、それだけには限定されないが、アズレニル、インダニル、インデニル、ナフチル、フェニル、テトラヒドロナフチルなどが含まれる。別段に指定しない限りは、用語「アリール」には、置換および非置換の両方のアリールが含まれることを意図し、これらの基は、上記のアルキルおよび低級アルキルに関連して記載したものと同じ基で置換されていてもよい。

単独でまたは別の基の一部として本明細書中で使用する「アリールアルキル」とは、本明細書中に定義したアルキル基を介して親分子部分に付加されている、本明細書中に定義したアリール基をいう。アリールアルキルの代表的な例には、それだけには限定されないが、ベンジル、２－フェニルエチル、３－フェニルプロピル、２－ナフト－２－イルエチルなどが含まれる。

本明細書中で使用する「アミノ」とは、－ＮＨ_２基を意味する。

単独でまたは別の基の一部として本明細書中で使用する「アルキルアミノ」とは、－ＮＨＲ基［式中、Ｒはアルキル基である］を意味する。

単独でまたは別の基の一部として本明細書中で使用する「エステル」とは、－Ｃ（Ｏ）ＯＲ基［式中、Ｒは、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルキニル、またはアリールなどの任意の適切な置換基である］をいう。

本明細書中で使用する「ホルミル」とは、－Ｃ（Ｏ）Ｈ基をいう。

本明細書中で使用する「カルボン酸」とは、－Ｃ（Ｏ）ＯＨ基をいう。

本明細書中で使用する「スルホキシル」とは、式－Ｓ（Ｏ）Ｒの化合物［式中、Ｒは、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルキニル、またはアリールなどの任意の適切な置換基である］をいう。

本明細書中で使用する「スルホニルとは、式－Ｓ（Ｏ）（Ｏ）Ｒの化合物［式中、Ｒは、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルキニル、またはアリールなどの任意の適切な置換基である］をいう。

本明細書中で使用する「スルホネート」とは、スルホン酸の塩（たとえばナトリウム（Ｎａ）塩）および／または式－Ｓ（Ｏ）（Ｏ）ＯＲの化合物［式中、Ｒは、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルキニル、またはアリールなどの任意の適切な置換基である］をいう。

本明細書中で使用する「スルホン酸とは、式－Ｓ（Ｏ）（Ｏ）ＯＨの化合物をいう。

単独でまたは別の基の一部として本明細書中で使用する「アミド」とは、－Ｃ（Ｏ）ＮＲ_ａＲ_ｂ基［式中、Ｒ_ａおよびＲ_ｂは、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルキニル、またはアリールなどの任意の適切な置換基である］をいう。

単独でまたは別の基の一部として本明細書中で使用する「スルホンアミド」とは、－Ｓ（Ｏ）_２ＮＲ_ａＲ_ｂ基［式中、Ｒ_ａおよびＲ_ｂは、Ｈ、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアルキル、またはヘテロアリールなどの任意の適切な置換基である］をいう。

本発明の化合物にはポリマーフルオロフォアが含まれる。本発明の化合物には、単一（すなわち１個）の色素と付着した単一（すなわち１個）のポリマーが含まれ、任意選択で、生体分子に対する単一の結合部位を有し得る単一（すなわち１個）のバイオコンジュゲート基が含まれる。例示的な化合物を図１に示す。一部の実施形態では、１個のポリマーが色素およびバイオコンジュゲート基（存在する場合）の両方に付着している。一部の実施形態では、１個の色素がポリマーおよびバイオコンジュゲート基（存在する場合）の両方と付着している。一部の実施形態では、本発明の組成物は、たとえば、水、水溶液、および／または疎水性溶媒などの溶液中の本発明の化合物を含む。

本発明の化合物はバイオコンジュゲート基を介して単一の生体分子と付着していてよい一方で、生体分子は、本発明の１つまたは複数（たとえば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０個、またはそれより多く）の化合物を含み得る。したがって、一部の実施形態では、生体分子および／またはその一部分は、本発明の１つまたは複数（たとえば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０個、またはそれより多く）の化合物を含む。

一部の実施形態では、本発明の化合物は、
Ａ－Ｂ－Ｃ、または
Ｃ－Ａ－Ｂ
［式中、
Ａは色素（たとえばフルオロフォア）であり、
Ｂは、１つまたは複数の疎水性単位および１つまたは複数の親水性単位を含むポリマーであり、
任意選択のＣは、存在する場合は、バイオコンジュゲート基を含む］
によって表される構造を有する。

「色素」および「フルオロフォア」は、本明細書中で互換性があるように使用され、蛍光を発する分子実体をいう。また、色素またはフルオロフォアは、特定の分光学的特長および／または特性を有する発色団と呼ぶこともできる。一部の実施形態では、色素は、約１５０ダルトン（Ｄａ）～約３，０００Ｄａ、約４００Ｄａ～約１１００Ｄａ、または約３００Ｄａ～約１，０００Ｄａの範囲の分子量を有する。一部の実施形態では、色素は、約１５０、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１２００、１３００、１４００、１５００、１６００、１７００、１８００、１９００、２０００、２２００、２３００、２４００、２５００、２６００、２７００、２８００、２９００、または３０００Ｄａの分子量を有する。例示的な色素には、それだけには限定されないが、テトラピロール；ペリレン、テリレン、およびクオタリレンなどのリレン；ＴＥＴ（テトラメチルフルオレセイン）、２’，７’－ジメトキシ－４’，５’－ジクロロ－６－カルボキシフルオレセイン（ＪＯＥ）、６－カルボキシフルオレセイン（ＨＥＸ）、および５－カルボキシフルオレセイン（５－ＦＡＭ）などのフルオレセイン；フィコエリスリン；レゾルフィン色素；クマリン色素；６－カルボキシ－Ｘ－ローダミン（ＲＯＸ）、テキサスレッド、およびＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチル－６－カルボキシローダミン（ＴＡＭＲＡ）などのローダミン色素；シアニン色素；フタロシアニン；ホウ素－ジピロメテン（ＢＯＤＩＰＹ）色素；キノリン；ピレン；アクリジン；スチルベン；ならびにその誘導体が含まれる。一部の実施形態では、色素はテトラピロールであり、これには、ポルフィリン、クロリン、およびバクテリオクロリン、ならびにその誘導体が含まれる。例示的なテトラピロールには、それだけには限定されないが、米国特許第６，２７２，０３８号、第６，４５１，９４２号、第６，４２０，６４８号、第６，５５９，３７４号、第６，７６５，０９２号、第６，４０７，３３０号、第６，６４２，３７６号、第６，９４６，５５２号、第６，６０３，０７０号、第６，８４９，７３０号、第７，００５，２３７号、第６，９１６，９８２号、第６，９４４，０４７号、第７，８８４，２８０号、第７，３３２，５９９号、第７，１４８，３６１号、第７，０２２，８６２号、第６，９２４，３７５号、第７，５０１，５０７号、第７，３２３，５６１号、第７，１５３，９７５号、第７，３１７，１０８号、第７，５０１，５０８号、第７，３７８，５２０号、第７，５３４，８０７号、第７，９１９，７７０号、第７，７９９，９１０号、第７，５８２，７５１号、第８，０９７，６０９号、第８，１８７，８２４号、第８，２０７，３２９号、第７，６３３，００７号、第７，７４５，６１８号、第７，９９４，３１２号、第８，２７８，３４０号、第９，３０３，１６５号、および第９，３６５，７２２号、ならびに国際出願ＰＣＴ／ＵＳ１７／４７２６６号およびＰＣＴ／ＵＳ１７／６３２５１号に記載のものが含まれる。一部の実施形態では、色素は疎水性である。一部の実施形態では、色素は、１つまたは複数の異なる単量体と重合した（たとえば、疎水性単量体および／または親水性単量体と重合した）単量体に付着および／または結合していてよい。一部の実施形態では、色素は発光団である（すなわち、発光することができる物質および／または化合物であり、それが源を発する性質（たとえば、一重線、三重線、および／または他の状態）を指定しない）。例示的な発光団には、それだけには限定されないが、それぞれリン光および／または蛍光をもたらすリン光体および／またはフルオロフォアが含まれる。

本発明の化合物のポリマーは、１つまたは複数（たとえば、１、５、１０、５０、１００個、またはそれより多く）の疎水性単位および１つまたは複数（たとえば、１、５、１０、５０、１００個、またはそれより多く）の親水性単位を含み得る。ポリマーは、１つまたは複数の疎水性単位および１つまたは複数の親水性単位を含むポリマーを提供するための任意の種類の重合を使用して、１つまたは複数（たとえば、１、５、１０、５０、１００個、またはそれより多く）の疎水性単量体および１つまたは複数（たとえば、１、５、１０、５０、１００個、またはそれより多く）の親水性単量体から調製し得る。一部の実施形態では、ポリマーは、互いに異なる２つ以上（たとえば、２、３、４、５個、もしくはそれより多く）の疎水性単量体および／または互いに異なる２つ以上（たとえば、２、３、４、５個、もしくはそれより多く）の親水性単量体から調製し得る。たとえば、一部の実施形態では、本発明のポリマーの化合物は、第１の親水性単量体と第２の親水性単量体とが互いに異なる、少なくとも１つの疎水性単量体、第１の親水性単量体のうちの少なくとも１つ、および第２の親水性単量体のうちの少なくとも１つから調製し得る。

本明細書中で使用する「親水性単量体」とは、親水性（たとえばイオン性および／または極性）の官能基（たとえば親水性ペンダント官能基）を含む単量体であって、任意選択で親水性官能基が部分および／または単量体の終端部分にある単量体をいう。当業者には理解されるように、たとえば他の単量体および／またはイオン性部分が含まれる官能基の一部分（たとえば炭化水素鎖）と重合させた際にポリマー主鎖を形成する部分などの、親水性単量体の一部分が疎水性であった場合でも、親水性官能基を含む場合は親水性単量体と呼び得る。本明細書中で使用する「親水性単位」とは、対応する親水性単量体から調製したポリマーのセクションまたは単位をいう。本明細書中で使用する「疎水性単量体」とは、疎水性官能基（たとえば疎水性ペンダント官能基）を含む単量体であって、任意選択で疎水性官能基が部分および／または単量体の終端部分にある単量体をいう。一部の実施形態では、疎水性官能基は炭化水素部分（たとえばアルキル）である。本明細書中で使用する「疎水性単位」とは、対応する疎水性単量体から調製したポリマーのセクションまたは単位をいう。

一部の実施形態では、本発明の化合物のポリマーは、本発明の化合物のポリマーセグメントとも呼び得る。１つまたは複数の疎水性単位および１つまたは複数の親水性単位はポリマー中にランダムに分布されていてよい。一部の実施形態では、ポリマーはランダムコポリマーである。ポリマーは、両親媒性ランダムコポリマー、任意選択で直鎖状の両親媒性ランダムコポリマーであり得る。１つまたは複数の疎水性単位および１つまたは複数の親水性単位は、約１：１、１：２、１：３、１：４、１：５、１：６、１：７、１：８、１：９、または１：１０の比（疎水性単位：親水性単位）でポリマー中に存在し得る。ポリマーの長さは変動および／または制御し得る。一部の実施形態では、ポリマーは、約１，０００Ｄａ～約１７５，０００Ｄａ、約５，０００Ｄａ～約１７５，０００Ｄａ、約１０，０００Ｄａ～約１７５，０００Ｄａ、約１００，０００Ｄａ～約１５０，０００Ｄａ、約５０，０００Ｄａ～約１３０，０００Ｄａ、または約１０，０００Ｄａ～約１００，０００Ｄａの範囲の分子量を有する。一部の実施形態では、ポリマーは、約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、または１７０キロダルトン（ｋＤａ）の分子量を有する。

ポリマーの疎水性単位および／または親水性単位はペンダント官能基を含み得る。「ペンダント官能基」は、ポリマー主鎖に直接付着した、またはポリマー主鎖に付着した部分に直接付着した官能基であり得る。ペンダント官能基は、重合時に疎水性単位および／もしくは単量体ならびに／または親水性単位および／もしくは単量体の一部であり得る、あるいは、重合後に疎水性単位および／または親水性単位に付加させ得る。一部の実施形態では、ペンダント官能基は、重合後に疎水性単位および／または親水性単位に付加させ得る（たとえば重合後の官能化）。一部の実施形態では、ペンダント官能基は荷電基を含む。一部の実施形態では、ペンダント官能基は、ハロ、ヒドロキシル、カルボキシル、アミノ、ホルミル、ビニル、エポキシ、メルカプト、エステル（たとえば、ペンタフルオロフェニルエステル、スクシンイミドエステル、２，４－ジニトロフェニルエステルなどの活性エステル）、アジド、ペンタフルオロフェニル、スクシンイミド、フルオロフェニル、マレイミド、イソシアナト、またはイソチオシアナト基である。一部の実施形態では、ペンダント官能基は、終端の陽イオン性（たとえばアンモニウム）、陰イオン性（たとえば、スルホネート、ホスフェート、カルボキシレート）、または双性イオン（たとえば、コリンまたはコリン様基（たとえばコリンの誘導体））の基、ならびに任意選択でポリ（エチレングリコール）部分および／または単位を含む、親水性基である。一部の実施形態では、親水性基は、ポリ（エチレングリコール）部分および／または単位に付着しており、任意選択でポリ（エチレングリコール）部分および／または単位の終端部分に付着している。

一部の実施形態では、疎水性単位はアルキル（たとえばドデシルメチル）を含むペンダント官能基を含む、ならびに／または、親水性単位はグリコール（たとえばポリ（エチレングリコール））、スルホン酸、および／もしくはスルホネートを含むペンダント官能基を含む。一部の実施形態では、疎水性単位はアルキルアクリレート（たとえばドデシルメチルアクリレート）単量体から調製する、および／または、親水性単位はグリコールアクリレート（たとえばＰＥＧ化メチルアクリレート）単量体から調製する。一部の実施形態では、本発明の化合物は、アルキルアクリレート（たとえばドデシルメチルアクリレート）単量体から調製した少なくとも１つの疎水性単位と、グリコールアクリレート（たとえばＰＥＧ化メチルアクリレート）単量体から調製した第１の親水性単位、ならびにスルホン酸アクリレート単量体（たとえば２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸）および／またはスルホネートアクリレート単量体から調製した第２の親水性単位が含まれる、少なくとも２つの異なる親水性単位とを含む。

一部の実施形態では、疎水性単位のうちの１つもしくは複数および／または親水性単位のうちの１つもしくは複数は、荷電（たとえば正もしくは負の電荷）および／または荷電基（たとえば陽イオン性もしくは陰イオン性基）を含んでいてよく、荷電は、化合物またはその一部分（たとえばポリマーの一部分）との非特異的結合を抑制し得る。

一部の実施形態では、疎水性単量体（本明細書中に記載したポリマーの疎水性単位を提供するために使用し得る）は、式Ｉによって表される構造を有し得る：

［式中、
Ｒは、水素またはＣ１～Ｃ８アルキル（たとえば、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、もしくはＣ８アルキル）であり、
Ｒ^１は非存在であるか、または－Ｏ－、－ＮＨ－、－ＣＨ_２－であり、
Ａは、Ｃ１～Ｃ２０アルキル、Ｃ２～Ｃ２０アルケニル、またはＣ２～Ｃ２０アルキニルであり、
Ｒ^２は水素であるか、または、ハロ、ヒドロキシル、カルボキシル、アミノ、ホルミル、もしくはエステル（たとえば、スクシンイミドエステル、２，４－ジニトロフェニルエステル、ペンタフルオロフェニルエステル、フルオロフェニルエステルなど）基である］。一部の実施形態では、式Ｉの化合物中のＲ^２は、ヒドロキシル、カルボキシル、アミノ、ホルミル、またはエステル基である。一部の実施形態では、式Ｉの化合物中のＲ^２は水素である。一部の実施形態では、式Ｉの化合物中のＡは、Ｃ２～Ｃ４アルキル、Ｃ２～Ｃ６アルキル、Ｃ４～Ｃ２０アルキル、Ｃ６～Ｃ２０アルキル、Ｃ８～Ｃ１６アルキル、Ｃ８～Ｃ１８アルキル、Ｃ１０～Ｃ１４アルキル、またはＣ１０～Ｃ１２アルキルである。一部の実施形態では、式Ｉの化合物中のＡは、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０、Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、Ｃ１５、Ｃ１６、Ｃ１７、Ｃ１８、１９、またはＣ２０のアルキル、アルケニル、またはアルキニルである。一部の実施形態では、式Ｉの化合物中のＡは、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０、Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、Ｃ１５、Ｃ１６、Ｃ１７、Ｃ１８、１９、またはＣ２０アルキルである。

一部の実施形態では、親水性単量体（本明細書中に記載したポリマー親水性単位を提供するために使用し得る）は、式ＩＩによって表される構造を有し得る：

［式中、
Ｒは、水素またはＣ１～Ｃ８アルキル（たとえば、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、もしくはＣ８アルキル）であり、
Ｒ^１は非存在であるか、または－Ｏ－、－ＮＨ－、もしくは－ＣＨ_２－であり、
Ｒ^３は、－（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｒ^５）_ｎ－、－Ｃ_１－Ｃ_６アルキル、－Ｃ_１－Ｃ_６アルキル－Ｏ－、および－Ｃ_１－Ｃ_６アルキル－ＳＯ_３－、またはその塩からなる群から選択され［ここで、Ｒ^５は－Ｏ－または－ＣＨ_２－であり、ｎは、１または５から１０、２５、５０、７５、１００、１，０００、５，０００、または１０，０００までの整数である］、
Ｒ^４は非存在であるか、あるいは、水素、アルキル、ホスホノ（たとえばジヒドロキシホスホリル）、スルホノ（たとえばヒドロキシスルホニル）、ホスファチジルコリン（すなわち２－（トリメチルアンモニオ）エトキシ（ヒドロキシ）ホスホリル）、ホスホリル、ハロ、ヒドロキシル、カルボキシル、アミノ、アンモニオ、ホルミル、またはエステル（たとえば、ペンタフルオロフェニルエステル、スクシンイミドエステル、フルオロフェニルエステル、もしくは２，４－ジニトロフェニルエステル）基である］。

一部の実施形態では、任意選択でＲ^３が－（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｒ^５）_ｎ－、－Ｃ_１－Ｃ_６アルキル、または－Ｃ_１－Ｃ_６アルキル－Ｏ－である場合、式ＩＩの化合物中のＲ^４は、ヒドロキシル、カルボキシル、アミノ、ホルミル、またはエステル基である。一部の実施形態では、式ＩＩの化合物中のＲ^３が－Ｃ_１－Ｃ_６アルキル－Ｏ－または－（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｒ^５）_ｎ－であり、Ｒ^５が－Ｏ－である場合、Ｒ^４は、水素、アルキル（たとえば、メチルもしくはエチル基）、ホスホノ（たとえばジヒドロキシホスホリル）、スルホノ（たとえばヒドロキシスルホニル）、ホスファチジルコリン、またはホスホリル基であり得る。一部の実施形態では、式ＩＩの化合物中のＲ^３が－Ｃ_１－Ｃ_６アルキルである場合、Ｒ^４は、ヒドロキシル、カルボキシル、アミノ、アンモニオ、ホルミル、エステル、ホスホノ、またはスルホノ基であり得る。一部の実施形態では、式ＩＩの化合物中のＲ^３が－Ｃ_１－Ｃ_６アルキル－ＳＯ_３－またはその塩である場合、Ｒ^４は水素であるか、または非存在である。一部の実施形態では、式ＩＩの化合物中のＲ^３は－Ｃ_１－Ｃ_６アルキル－ＳＯ_３－の塩（たとえばナトリウム塩）であり、Ｒ^４は非存在である。一部の実施形態では、式ＩＩの化合物中のＲ^３は－（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｒ^５）_ｎ－である。

一部の実施形態では、疎水性単位は式ＩＩＩによって表される構造を有し得る：

［式中、
Ｒは、水素またはＣ１～Ｃ８アルキル（たとえば、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、もしくはＣ８アルキル）であり、
Ｒ^１は非存在であるか、または－Ｏ－、－ＮＨ－、－ＣＨ_２－であり、
Ａは、Ｃ１～Ｃ２０アルキル、Ｃ２～Ｃ２０アルケニル、またはＣ２～Ｃ２０アルキニルであり、
Ｒ^２は、水素、あるいはハロ、ヒドロキシル、カルボキシル、アミノ、ホルミル、ビニル、エポキシ、メルカプト、エステル（たとえば、ペンタフルオロフェニルエステル、スクシンイミドエステル、フルオロフェニルエステル、もしくは２，４－ジニトロフェニルエステル）、アジド、マレイミド、イソシアナト、またはイソチオシアナト基であり、
ｐは、１から１０、１００、１，０００、５，０００、１０，０００、５０，０００、または１００，０００までの整数である］。

一部の実施形態では、式ＩＩＩの化合物中のＲ^２は、ヒドロキシル、カルボキシル、アミノ、ホルミル、またはエステル基である。一部の実施形態では、式ＩＩＩの化合物中のＲ^２は、ビニル、エポキシ、メルカプト、アジド、イソシアナト、イソチオシアナト、またはマレイミド基であり、これは、任意選択で、重合後におよび／または重合後の官能化によって付加および／または提供し得る。一部の実施形態では、式ＩＩＩの化合物中のＲ^２は水素である。一部の実施形態では、式ＩＩＩの化合物中のＡは、Ｃ２～Ｃ４アルキル、Ｃ２～Ｃ６アルキル、Ｃ４～Ｃ２０アルキル、Ｃ６～Ｃ２０アルキル、Ｃ８～Ｃ１６アルキル、Ｃ８～Ｃ１８アルキル、Ｃ１０～Ｃ１４アルキル、またはＣ１０～Ｃ１２アルキルである。一部の実施形態では、式ＩＩＩの化合物中のＡは、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０、Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、Ｃ１５、Ｃ１６、Ｃ１７、Ｃ１８、１９、またはＣ２０のアルキル、アルケニル、またはアルキニルである。一部の実施形態では、式ＩＩＩの化合物中のＡは、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０、Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、Ｃ１５、Ｃ１６、Ｃ１７、Ｃ１８、１９、またはＣ２０アルキルである。

一部の実施形態では、親水性単位は式ＩＶによって表される構造を有し得る：

［式中、
Ｒは、水素またはＣ１～Ｃ８アルキル（たとえば、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、もしくはＣ８アルキル）であり、
Ｒ^１は非存在であるか、または－Ｏ－、－ＮＨ－、もしくは－ＣＨ_２－であり、
Ｒ^３は、－（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｒ^５）_ｎ－、－Ｃ_１－Ｃ_６アルキル、－Ｃ_１－Ｃ_６アルキル－Ｏ－、および－Ｃ_１－Ｃ_６アルキル－ＳＯ_３－、またはその塩からなる群から選択され［ここで、Ｒ^５は－Ｏ－または－ＣＨ_２－であり、ｎは、１または５から１０、２５、５０、７５、１００、１，０００、５，０００、または１０，０００までの整数である］、
Ｒ^４は非存在であるか、あるいは、水素、アルキル、ホスホノ（たとえばジヒドロキシホスホリル）、スルホノ（たとえばヒドロキシスルホニル）、ホスファチジルコリン（すなわち２－（トリメチルアンモニオ）エトキシ（ヒドロキシ）ホスホリル）、ホスホリル、ハロ、ヒドロキシル、カルボキシル、アミノ、アンモニオ、ホルミル、またはエステル（たとえば、ペンタフルオロフェニルエステル、スクシンイミドエステル、フルオロフェニルエステル、もしくは２，４－ジニトロフェニルエステル）基であり、
ｐは、１から１０、１００、１，０００、５，０００、１０，０００、５０，０００、または１００，０００までの整数である］。

一部の実施形態では、任意選択でＲ^３が－（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｒ^５）_ｎ－、－Ｃ_１－Ｃ_６アルキル、または－Ｃ_１－Ｃ_６アルキル－Ｏ－である場合、式ＩＶの化合物中のＲ^４は、ヒドロキシル、カルボキシル、アミノ、ホルミル、またはエステル基である。一部の実施形態では、式ＩＶの化合物中のＲ^３が－Ｃ_１－Ｃ_６アルキル－Ｏ－または－（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｒ^５）_ｎ－であり、Ｒ^５が－Ｏ－である場合、Ｒ^４は、水素、アルキル（たとえば、メチルもしくはエチル基）、ホスホノ（たとえばジヒドロキシホスホリル）、スルホノ（たとえばヒドロキシスルホニル）、ホスファチジルコリン（すなわち２－（トリメチルアンモニオ）エトキシ（ヒドロキシ）ホスホリル）、またはホスホリル基であり得る。一部の実施形態では、式ＩＶの化合物中のＲ^３が－Ｃ_１－Ｃ_６アルキルまたは－（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｒ^５）_ｎ－であり、Ｒ^５が－ＣＨ_２－である場合、Ｒ^４は、ヒドロキシル、カルボキシル、アミノ、アンモニオ、ホルミル、エステル、ホスホノ、またはスルホノ基であり得る。一部の実施形態では、式ＩＶの化合物中のＲ^４は、水素、アルキル、ホスホノ、スルホノ、ホスファチジルコリン、ホスホリル、ハロ、ヒドロキシル、カルボキシル、アミノ、アンモニオ、ホルミル、またはエステル基である。一部の実施形態では、式ＩＶの化合物中のＲ^４は、ビニル、エポキシ、メルカプト、アジド、イソシアナト、イソチオシアナト、またはマレイミド基であり、これは、任意選択で、重合後におよび／または重合後の官能化によって付加および／または提供し得る。一部の実施形態では、式ＩＶの化合物中のＲ^３が－Ｃ_１－Ｃ_６アルキル－ＳＯ_３－またはその塩である場合、Ｒ^４は水素であるか、または非存在である。一部の実施形態では、式ＩＶの化合物中のＲ^３は－Ｃ_１－Ｃ_６アルキル－ＳＯ_３－の塩（たとえばナトリウム塩）であり、Ｒ^４は非存在である。一部の実施形態では、式ＩＩの化合物中のＲ^３は－（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｒ^５）_ｎ－である。

一部の実施形態では、本発明の化合物は、その反応性末端基のうちの１つまたは複数を介してさらなる重合または他の反応に参加することができるポリマーまたはプレポリマーである、テレケリックポリマーを含み得るおよび／またはそれであり得る。一部の実施形態では、本発明の化合物は、ポリマーまたはプレポリマーのそれぞれの末端の反応性末端基（２つの反応性末端基は互いに同一でない）を介してさらなる重合または他の反応に参加することができるポリマーまたはプレポリマーである、ヘテロテレケリックポリマーを含み得るおよび／またはそれであり得る。一部の実施形態では、本発明の化合物は、ポリマーまたはプレポリマーのそれぞれの末端の反応性末端基（２つの反応性末端基は互いに同一である）を介してさらなる重合または他の反応に参加することができるポリマーまたはプレポリマーである、ホモテレケリックポリマーを含み得るおよび／またはそれであり得る。一部の実施形態では、本発明の化合物は、ポリマーまたはプレポリマーの１つの末端の反応性末端基を介してさらなる重合または他の反応に参加することができるポリマーまたはプレポリマーである、セミテレケリックポリマーを含み得るおよび／またはそれであり得る。

バイオコンジュゲート基が任意選択で本発明の化合物中に存在し得る。「バイオコンジュゲーション可能な基」、「バイオコンジュゲーション可能な部位」、または「バイオコンジュゲート基」、およびその文法上の変形とは、生体分子（たとえば、タンパク質、ペプチド、ＤＮＡ、ＲＮＡなど）と結合するために使用し得るまたはそれと結合している、部分および／または官能基をいう。したがって、「バイオコンジュゲーション可能な基」、「バイオコンジュゲーション可能な部位」、または「バイオコンジュゲート基」、およびその文法上の変形は、生体分子を含まない。しかし、一部の実施形態では、バイオコンジュゲート基を使用して生体分子と結合させる、またはバイオコンジュゲート基もしくはその誘導体が生体分子（たとえば、タンパク質、ペプチド、ＤＮＡ、ＲＮＡなど）と結合している。例示的なバイオコンジュゲーション可能な基には、それだけには限定されないが、イソシアネート、イソチオシアネート、ヨードアセトアミド、アジド、ジアゾニウム塩などのアミン（アミン誘導体が含まれる）；Ｎ－ヒドロキシスクシンイミドエステル（より一般にはカルボン酸に由来する活性エステル、たとえばｐ－ニトロフェニルエステル）、酸ヒドラジドなどの酸または酸誘導体；およびアルデヒド、塩化スルホニル、スルホニルヒドラジド、エポキシド、ヒドロキシル基、チオール基、マレイミド、アジリジン、アクリロイル、ハロ基、ビオチン、２－イミノビオチンなどの他の連結基等が含まれる。前述のものなどの連結基は知られており、米国特許第６，７２８，１２９号、第６，６５７，８８４号、第６，２１２，０９３号、および第６，２０８，５５３号に記載されている。たとえば、本発明の化合物は、カルボン酸を含むバイオコンジュゲート基を含んでいてよく、カルボン酸は、生体分子とのバイオコンジュゲーション（たとえば、カルボジイミド活性化およびアミノ置換の生体分子とのカップリングを介したもの）に使用してよい。

一部の実施形態では、生体分子は、タンパク質（たとえば、抗体および／または担体タンパク質）、ペプチド、ＤＮＡ、ＲＮＡなどを含み得るおよび／またはそれであり得る。一部の実施形態では、生体分子は、本発明の化合物のための１つまたは複数（たとえば、１、２、３、４、５、６、７、８個、またはそれより多く）の結合部位が任意選択で含まれ得る部分（たとえばポリマー）を含み得る。一部の実施形態では、生体分子は特異的結合対のメンバーであり得る。「特異的結合対」および「リガンド－受容体結合対」は本明細書中で互換性があるように使用され、２つの異なる分子であって、分子のうちの一方が、分子の表面上または空洞中に、他方の分子の特定の空間的または極性構造を特異的に引き付けるまたはそれと結合する領域を有しており、両分子が互いに親和性を有する原因となる、分子をいう。特異的結合対のメンバーはリガンドおよび受容体（抗リガンド）と呼ぶことができる。用語、リガンドおよび受容体には、リガンドもしくは受容体全体、またはリガンドと受容体との間に結合が起こるために十分であるその一部分が包含されることが意図される。リガンド－受容体結合対の例には、それだけには限定されないが、ホルモンとホルモン受容体、たとえば、表皮成長因子と表皮成長因子受容体、腫瘍壊死因子－αと腫瘍壊死因子受容体、およびインターフェロンとインターフェロン受容体；アビジンとビオチンまたは抗ビオチン；抗体と抗原の対；酵素と基質；薬物と薬物受容体；細胞表面抗原とレクチン；２本の相補的な核酸鎖；核酸鎖と相補的オリゴヌクレオチド；インターロイキンとインターロイキン受容体；ならびに、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子（ＧＭＣＳＦ）とＧＭＣＳＦ受容体およびマクロファージコロニー刺激因子（ＭＣＳＦ）とＭＣＳＦ受容体などの、刺激因子とその受容体が含まれる。

本発明の化合物は、本明細書中に記載したポリマーの一部分と共有結合している色素（たとえばテトラピロール）を含み得る。一部の実施形態では、色素はポリマーの終端部分と共有結合していてよい。存在する場合は、バイオコンジュゲート基も、たとえばポリマーの終端部分などのポリマーの一部分と共有結合していてよい。一部の実施形態では、バイオコンジュゲート基はポリマーの第１の終端部分（たとえば第１の末端）と共有結合しており、色素はポリマーの逆の終端部分（たとえば逆の末端）と共有結合している。

本発明の化合物はポリマーの一部分と共有結合している色素（たとえばテトラピロール）を含んでいてよく、バイオコンジュゲート基は色素の一部分と共有結合していてよい。一部の実施形態では、バイオコンジュゲート基は色素の第１の部分（たとえば第１の末端）と共有結合しており、ポリマーは色素の第２の部分（たとえば逆の末端）と共有結合している。

一部の実施形態では、本発明の化合物またはその一部分は、非剛性主鎖（たとえば非剛性ポリマー主鎖）を有する、および／またはコンホメーション柔軟性を有する。分子鎖のコンホメーション柔軟性は、化合物またはその一部分（たとえばポリマー部分）の「持続長」によって説明および定量することができる。一部の実施形態では、本発明の化合物の持続長は、所定の炭素－炭素結合の長さの桁数に関するものであり得る。

本発明の化合物は、たとえば、水および／または水溶液中での自己折り畳みなどの、自己折り畳みであり得る。本明細書中で使用する「自己折り畳み」とは、部分的または完全に伸びたまたは折り畳まれていない構造から、溶液（たとえば水溶液）または化合物と接触した際に伸びたまたは折り畳まれていない構造の少なくとも一部分が折り畳まれる構造へと遷移する化合物をいい、折り畳みは、溶液と接触した際に自発的に（すなわち外的な制御または力なしに）起こるため、内在的なものである。一部の実施形態では、本発明の化合物は、水および／または水溶液と接触した際に自己折り畳みする。本発明の化合物は、任意選択で水および／または水溶液と接触した際に、ユニマーミセル構造へと自己折り畳みし得る。

一部の実施形態では、本発明の化合物は粒子の形態であり得る。本発明の化合物は、たとえば、溶液（たとえば水溶液）と接触した際などに粒子を形成し得る。一部の実施形態では、単一（すなわち１個）の化合物が粒子を形成し得る。したがって、化合物および粒子は約１：１の比で存在する（すなわち、１個の粒子あたり１個の化合物が存在する）。

本発明の化合物は、粒子のコアもしくは内部領域中に１つもしくは複数の疎水性単位の一部分を含み得る、および／または、粒子の周辺もしくは外部領域（たとえばシェル）に１つもしくは複数の親水性単位の一部分を含み得る。一部の実施形態では、粒子はミセル構造（たとえばユニマーミセル構造）を有する。本発明の化合物は、本発明のポリマーと付着していることができる色素を含んでいてよく、色素は、化合物が折り畳まれた構造および／または粒子の形態（たとえばユニマーミセル構造）にある場合は、化合物の一部分（たとえばポリマーの一部分）によってカプセル封入されていてよい。一部の実施形態では、色素またはその一部分および１つまたは複数の疎水性単位は、粒子のコアまたは内部領域中に存在していてよく、１つまたは複数の親水性単位は、色素および／または１つもしくは複数の疎水性単位を取り囲んでいてよい。

一部の実施形態では、本発明のポリマー中に存在する疎水性単位は、式ＩＩＩの疎水性単位のうちの１つまたは複数であり得る。一部の実施形態では、疎水性単位のうちの１つまたは複数は、アルキル（たとえばドデシルメチル）ペンダント官能基を含む、ならびに／または、式Ｉの化合物および／もしくはアルキルアクリレート（たとえばドデシルメチルアクリレート）単量体から形成される。一部の実施形態では、本発明のポリマー中に存在する親水性単位は、式ＩＶの親水性単位のうちの１つもしくは複数であり得る、および／または、式ＩＩの化合物から形成され得る。一部の実施形態では、親水性単位のうちの１つまたは複数は、非イオン性（すなわち中性／非荷電）のペンダント官能基（たとえばＰＥＧ）を含む、および／または、非イオン性単量体（たとえばｐｅｇ化メチルアクリレート（ＰＥＧＡ））から形成される。一部の実施形態では、親水性単位のうちの１つまたは複数は、イオン性（たとえば、陰イオン性、荷電）のペンダント官能基（たとえばスルホン酸および／もしくはスルホネート）を含む、ならびに／または、イオン性単量体（たとえばスルホン酸アクリレート（たとえば２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸））から形成される。一部の実施形態では、親水性単位は、たとえば、非イオン性（すなわち中性／非荷電）の親水性単量体（たとえばｐｅｇ化メチルアクリレート（ＰＥＧＡ））およびイオン性（たとえば、陰イオン性、荷電）の親水性単量体（たとえばスルホン酸アクリレート（たとえば２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸））などの、少なくとも２つの異なる単量体から形成される。当業者には理解されるように、たとえばスルホン酸などの酸を含む単量体は、酸の形態および／またはそのイオン形態で存在し得る。一部の実施形態では、酸を含む単量体は、大部分が（すなわち５０％を超えて）そのイオン形態である。一部の実施形態では、イオン性の親水性単量体は、脱プロトン化形態の酸（たとえば脱プロトン化スルホン酸アクリレート）および／または塩形態の酸、たとえばスルホン酸ナトリウムアクリレート（たとえば、ナトリウム塩としての２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸）である。

一部の実施形態では、２つ以上の異なる親水性単位が本発明のポリマー中に存在する場合、２つ以上の異なる親水性単位の比は、たとえば約１０：１から約１：１０で変動することができる。たとえば、一部の実施形態では、ポリマーは、非イオン性（すなわち中性／非荷電）の親水性単位（たとえばｐｅｇ化メチルアクリレート（ＰＥＧＡ）から形成）およびイオン性（たとえば、陰イオン性、荷電）の親水性単位（たとえばスルホン酸アクリレート（たとえば２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸）から形成）を、約１０：１、９：１、８：１、７：１、６：１、５：１、４：１、３：１、２：１、１：１、１：２、１：３、１：４、１：５、１：６、１：７、１：８、１：９、または１：１０（非イオン性単位：イオン性単位）の比で含む。一部の実施形態では、本発明のポリマーの主鎖中に存在する親水性単位と疎水性単位との比は変動することができる。一部の実施形態では、ポリマーの主鎖中に存在する親水性単位と疎水性単位との比は、約１：１、１：２、１：３、１：４、１：５、１：６、１：７、１：８、１：９、または１：１０（疎水性単位：親水性単位）である。

一部の実施形態では、本発明のポリマーは、ポリマーの調製に使用した単量体の全モル量に基づいて約１％～約４０％の疎水性単位およびポリマーの調製に使用した単量体の全モル量に基づいて約６０％～約９９％の親水性単位を含む。一部の実施形態では、本発明のポリマーは、ポリマーの調製に使用した単量体の全モル量に基づいて約１％、５％、１０％、１５％、または２０％から約２５％、３０％、３５％、または４０％までの疎水性単位、および、ポリマーの調製に使用した単量体の全モル量に基づいて約６０％、６５％、７０％、７５％、または８０％から約８５％、９０％、９５％、または９９％までの親水性単位を含む。一部の実施形態では、ポリマーは、ポリマーの調製に使用した単量体の全モル量に基づいて約１％、２％、３％、４％、５％、６％、７％、８％、９％、１０％、１１％、１２％、１３％、１４％、１５％、１６％、１７％、１８％、１９％、２０％、２１％、２２％、２３％、２４％、２５％、２６％、２７％、２８％、２９％、３０％、３１％、３２％、３３％、３４％、３５％、３６％、３７％、３８％、３９％、または４０％の疎水性単位を含む。一部の実施形態では、ポリマーは、ポリマーの調製に使用した単量体の全モル量に基づいて約３０％未満（たとえば、約２５％、２０％、１５％、１０％、または５％未満）の疎水性単位を含む。一部の実施形態では、ポリマーは、ポリマーの調製に使用した単量体の全モル量に基づいて約６０％、６１％、６２％、６３％、６４％、６５％、６６％、６７％、６８％、６９％、７０％、７１％、７２％、７３％、７４％、７５％、７６％、７７％、７８％、７９％、８０％、８１％、８２％、８３％、８４％、８５％、８６％、８７％、８８％、８９％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８、または９９％の親水性単位を含む。一部の実施形態では、ポリマーは、ポリマーの調製に使用した単量体の全モル量に基づいて約７０％より多い（たとえば、約７５％、８０％、８５％、９０％、または９５％より多い）親水性単位を含む。

本発明のポリマーは、ポリマーの総重量に基づいて約１％、５％、１０％、１５％、または２０％から約２５％、３０％、３５％、または４０％までの疎水性単位の重量分率を有し得る。一部の実施形態では、ポリマーは、ポリマーの総重量に基づいて約１％、２％、３％、４％、５％、６％、７％、８％、９％、１０％、１１％、１２％、１３％、１４％、１５％、１６％、１７％、１８％、１９％、２０％、２１％、２２％、２３％、２４％、２５％、２６％、２７％、２８％、２９％、３０％、３１％、３２％、３３％、３４％、３５％、３６％、３７％、３８％、３９％、または４０％の疎水性単位の重量分率を有し得る。一部の実施形態では、ポリマーは、ポリマーの総重量に基づいて約３０％未満（たとえば、約２５％、２０％、１５％、１０％、または５％未満）の疎水性単位の重量分率を有し得る。

本発明のポリマーは、ポリマーの総重量に基づいて約６０％、６５％、７０％、７５％、または８０％から約８５％、９０％、９５％、または９９％までの親水性単位の重量分率を有し得る。一部の実施形態では、本発明のポリマーは、ポリマーの総重量に基づいて約６０％、６１％、６２％、６３％、６４％、６５％、６６％、６７％、６８％、６９％、７０％、７１％、７２％、７３％、７４％、７５％、７６％、７７％、７８％、７９％、８０％、８１％、８２％、８３％、８４％、８５％、８６％、８７％、８８％、８９％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８、または９９％の親水性単位の重量分率を有し得る。一部の実施形態では、ポリマーは、ポリマーの総重量に基づいて約７０％より高い（たとえば、約７５％、８０％、８５％、９０％、または９５％より高い）親水性単位の重量分率を有し得る。

一部の実施形態では、溶液と接触した際に形成されるユニマーミセル構造の量は、任意選択でサイズ決定方法（たとえば動的光散乱法（ＤＬＳ））を使用して測定して、約５０％～約１００％、約７５％～約１００％、約８５％～約１００％、または約９５％～約１００％である。一部の実施形態では、溶液と接触した際に形成されるユニマーミセル構造の量は、任意選択でサイズ決定方法（たとえば動的光散乱法（ＤＬＳ））を使用して測定して、約５０％、５１％、５２％、５３％、５４％、５５％、５６％、５７％、５８％、５９％、６０％、６１％、６２％、６３％、６４％、６５％、６６％、６７％、６８％、６９％、７０％、７１％、７２％、７３％、７４％、７５％、７６％、７７％、７８％、７９％、８０％、８１％、８２％、８３％、８４％、８５％、８６％、８７％、８８％、８９％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、または１００％である。

一部の実施形態では、ユニマーミセル構造の形態の本発明の化合物を含有する溶液の希釈は、希釈前に溶液中に存在するユニマーミセル構造の量と比較して、損失なし、または約２０％未満の溶液中に存在するユニマーミセル構造の損失をもたらす。一部の実施形態では、溶液中に存在するユニマーミセル構造の量は、希釈前に溶液中に存在するユニマーミセル構造の量と比較して、希釈した際に変化しない、または約２０％、１９％、１８％、１７％、１６％、１５％、１４％、１３％、１２％、１１％、１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％、もしくは０．１％未満変化する。

一部の実施形態では、ユニマーミセル構造の形態の本発明の化合物を含む溶液は、約５０％未満の凝集体（たとえば、約４９％、４８％、４７％、４６％、４５％、４４％、４３％、４２％、４１％、４０％、３９％、３８％、３７％、３６％、３５％、３４％、３３％、３２％、３１％、３０％、２９％、２８％、２７％、２６％、２５％、２４％、２３％、２２％、２１％、２０％、１９％、１８％、１７％、１６％、１５％、１４％、１３％、１２％、１１％、１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％、または０．１％未満）を含む。したがって、少なくとも５０％以上の化合物は凝集しておらず、ユニマーミセル構造の形態であり得る。一部の実施形態では、ユニマーミセル構造の形態の本発明の化合物を含む溶液の希釈は、希釈前に溶液中に存在する凝集体の量と比較して、追加なし、または最小限のみの追加の凝集体形成をもたらす。一部の実施形態では、本発明の化合物を含む溶液中に存在する凝集体の量は、希釈前に溶液中に存在する凝集体の量と比較して、希釈した際に変化しない、または約２０％、１９％、１８％、１７％、１６％、１５％、１４％、１３％、１２％、１１％、１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％、もしくは０．１％未満変化する。一部の実施形態では、希釈した溶液は、約５０％未満の凝集体（たとえば、約４９％、４８％、４７％、４６％、４５％、４４％、４３％、４２％、４１％、４０％、３９％、３８％、３７％、３６％、３５％、３４％、３３％、３２％、３１％、３０％、２９％、２８％、２７％、２６％、２５％、２４％、２３％、２２％、２１％、２０％、１９％、１８％、１７％、１６％、１５％、１４％、１３％、１２％、１１％、１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％、または０．１％未満）を含む。

本発明の化合物は、水および／または水溶液中で約１ｎｍ～約５０ｎｍまたは約３ｎｍ～約３０ｎｍの範囲の直径を有し得る（たとえば、ユニマーミセル構造などのように折り畳まれている場合）。一部の実施形態では、化合物は、水および／または水溶液中で約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、または５０ｎｍの直径を有し得る（たとえば、ユニマーミセル構造などのように折り畳まれている場合）。一部の実施形態では、本発明の化合物は粒子の形態（すなわち少なくとも部分的に折り畳まれた構造）であり得る。

一部の実施形態では、本発明の化合物は架橋結合されている、任意選択で、化合物が折り畳まれた構造である場合に、化合物は架橋結合されている。一部の実施形態では、本発明の化合物は溶液（たとえば水溶液）中であってよい、および／または架橋結合剤を用いて架橋結合されていてよい。本発明の化合物の架橋結合は、疎水性単位および／または親水性単位の２つ以上の部分および／または官能基（たとえばペンダント官能基）を一緒に連結させることを含み得る。架橋結合は、架橋結合によって形成された連結のうちの１つまたは複数を切断せずに折り畳みをほどくことができない、折り畳まれた構造の化合物を提供し得る。架橋結合の度合または量は、たとえば化合物と反応させる架橋結合剤の量によって、制御、改変、および／または調整し得る。一部の実施形態では、化合物を架橋結合させるステップは、表１に列挙した反応および／または反応性実体（たとえば官能基）を含み得る。

本発明の化合物では、化合物が水および／または水溶液中に存在する場合の色素の蛍光量子収率は、化合物が疎水性溶媒中（たとえばトルエン中）に存在する場合の色素の蛍光量子収率と比較して、約１０％以下（たとえば、１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％、またはそれより少なく）が減少し得る。本発明の化合物と生体分子（たとえばタンパク質）とのバイオコンジュゲーションの際、色素の蛍光量子収率は、水および／または疎水性溶媒中での色素の蛍光量子収率と同じまたは実質的に同じ（たとえば±２０％以内）であり得る。一部の実施形態では、色素の蛍光量子収率が１．００である場合（理論上の最大値）、１０倍以下（たとえば、約１０、９、８、７、６、５、４、３、２倍以下）の減少が許容され得る。

一部の実施形態では、本発明の化合物は水溶性である。化合物は、室温で約１ｍｇ／ｍＬ～約１０ｍｇ／ｍＬの範囲の水中での溶解度を有し得る。一部の実施形態では、化合物は、室温で約１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０ｍｇ／ｍＬの水中での溶解度を有する。

一部の実施形態では、本発明の化合物および／または粒子は希釈に対して耐性を有する。本明細書中で使用する「希釈に対して耐性を有する」とは、化合物および／または粒子がその構造および／または特性を保持することをいう。一部の実施形態では、希釈に対して耐性を有するとは、化合物および／または粒子が折り畳まれた構造（たとえばユニマーミセル構造）を保持することをいい、これは希釈の前および後に粒子の直径を測定することによって決定してよく、希釈後の直径は希釈前の直径の±５０％、４０％、３０％、２０％、１０％以下以内に保たれ得る。一部の実施形態では、希釈に対して耐性を有するとは、化合物および／または粒子が、希釈前の色素の蛍光量子収率の±５０％、４０％、３０％、２０％、１０％以下以内の、希釈後の色素の蛍光量子収率を保つことをいう。一部の実施形態では、本発明の化合物および／または粒子は、２５×、５０×、７５×、もしくは１００×まで希釈した場合、またはマイクロモーラー以下の濃度まで希釈した場合に、折り畳まれた構造に保たれる。

本発明の一部の実施形態によれば、本発明の化合物および／または組成物を調製する方法が提供される。一部の実施形態では、本発明の化合物を調製する方法は、疎水性単量体と親水性単量体とを重合させてコポリマーを提供するステップと、色素をコポリマーの第１の部分（たとえば一方の終端または末端部分）に付着させるステップと、任意選択で、バイオコンジュゲート基（たとえばバイオコンジュゲーション可能な基）をコポリマーの第２の部分（たとえば他方の終端または末端部分）に付着させるステップとを含み、それによって化合物を提供する。疎水性単量体および親水性単量体は、それだけには限定されないが、縮合反応（たとえばジオールおよび二価酸を用いた反応）ならびに／またはリビングラジカル重合（たとえば、原子移動ラジカル重合（ＡＴＲＰ）もしくは可逆的付加開裂連鎖移動（ＲＡＦＴ））を介したものなどの、当業者に知られている任意の方法を使用して重合させ得る。一部の実施形態では、疎水性単量体と親水性単量体とを重合させるステップは、コポリマーの一方または両方の末端基が反応性であるコポリマー（すなわち、コポリマーの末端基のうちの一方または両方がさらなる重合または反応に参加することができる）であって、２つの末端基が同じであっても異なっていてもよいコポリマーを提供する方法を用いて行う。一部の実施形態では、疎水性単量体と親水性単量体とを重合させるステップは、リビングラジカル重合（たとえばＡＴＲＰ）を介した、開始剤（たとえばブロマイド開始剤）、触媒（たとえばルテニウム触媒）、および任意選択で共触媒の存在下のものであり、コポリマーを提供する。一部の実施形態では、疎水性単量体と親水性単量体とを重合させるステップは、開始剤（たとえばＡＩＢＮ）およびＲＡＦＴ剤（たとえばチオカルボニルチオ化合物）の存在下で、リビングラジカル重合（たとえばＲＡＦＴ）を介するものである。

一部の実施形態では、色素をコポリマーの前記第１の部分に付着させるステップは、色素を含む単量体を疎水性の単量体および／もしくは単位ならびに／または親水性の単量体および／もしくは単位と反応させることを含み得る。したがって、一部の実施形態では、色素をコポリマーに付着させるステップは、重合ステップの間またはその後に起こり得る。一部の実施形態では、この方法は、色素を含む単量体を、１つまたは複数（たとえば２個もしくは３個）の疎水性単量体および／または単位ならびに／あるいは１つまたは複数（たとえば２個もしくは３個）の親水性単量体および／または単位と、疎水性単量体と親水性単量体とを重合させるステップ中に反応させるステップを含む。一部の実施形態では、１つまたは複数の疎水性単量体と１つまたは複数の親水性単量体との重合は、リビングラジカル重合（たとえばＡＴＲＰ）を介して、開始剤の存在下で起こり、開始剤は色素を含む。一部の実施形態では、１つもしくは複数の疎水性単量体および／または１つもしくは複数の親水性単量体の重合は、リビングラジカル重合（たとえばＲＡＦＴ）を介して、ラジカル開始剤およびＲＡＦＴ剤の存在下で起こり、任意選択で、ＲＡＦＴ剤は色素を含む。

コポリマーの例示的な終端官能基は、コポリマーが即時の色素付着またはバイオコンジュゲーションに利用可能な場合、それだけには限定されないが、表２に記載のものを含み得る。これらの終端官能基はペンダント官能基ではないが、コポリマーのどちらの末端に存在してもよい。

一部の官能基は、特定の重合条件下で不安定であり得る。したがって、一部の実施形態では、官能基を保護形態で導入し得る。その結果、これらの官能基は、脱保護の際に色素付着またはバイオコンジュゲーションに利用可能となり得る。特定の官能基の例示的な保護形態には、それだけには限定されないが、表３に列挙したものが含まれる。

一部の実施形態では、コポリマーの一部分（たとえば終端または末端部分）はハロ基（たとえば、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）を含み得る。コポリマーのハライド部分は、色素付着またはバイオコンジュゲーションのための官能基を生じさせるために、求核剤または末端キャップ形成試薬を用いて誘導体化し得る。一部の実施形態では、コポリマーの一部分（たとえば終端末端部分）はチオール基を含んでいてよく、これは、色素付着またはバイオコンジュゲーションのための官能基を生じさせるために、チオール反応基を含む試薬を用いて誘導体化し得る。チオール反応基の例には、それだけには限定されないが、ハライド（たとえば、ブロモ、クロロ、ヨード）、アルキン、アルデヒド、ビニルケトン、および／またはマレイミド官能基が含まれる。表２および３に列挙するすべての官能基はこれらの戦略と適合性があり、さらなる例示的な官能基には、それだけには限定されないが、表４に列挙したものが含まれる。

疎水性単量体と親水性単量体とを重合させるステップ（任意選択でＡＴＲＰまたはＲＡＦＴを介するもの）は、疎水性単量体と親水性単量体とを、約１：１、１：２、１：３、１：４、１：５、１：６、１：７、１：８、１：９、または１：１０（疎水性単量体：親水性単量体）の比で重合させるステップを含み得る。一部の実施形態では、比は約１：１から約１：３または約１：６であり得る。一部の実施形態では、疎水性単量体はアルキルアクリレート（たとえばドデシルメチルアクリレート）である、および／または親水性単量体はグリコールアクリレート（たとえばＰＥＧ化メチルアクリレート）である。一部の実施形態では、１つまたは複数の疎水性単量体を、２つ以上の異なる親水性単量体と（任意選択でＲＡＦＴまたはＡＴＲＰを介して）、約１：１、１：２、１：３、１：４、１：５、１：６、１：７、１：８、１：９、または１：１０（疎水性単量体：親水性単量体）の比で重合させる。たとえば、一部の実施形態では、第１の親水性単量体はイオン性（たとえばスルホン酸アクリレート単量体（たとえば２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸）および／またはスルホネート単量体）であってよく、第２の親水性単量体は非イオン性（たとえばグリコールアクリレート（たとえばＰＥＧ化メチルアクリレート））であってよい。第１の親水性単量体と第２の親水性単量体との比は変動し得る（たとえば、第１の親水性単量体：第２の親水性単量体の比は約６：１、５：１、４：１、３：１、２：１、１：１、１：２、１：３、１：４、１：５、または１：６であり得る。

本発明の方法において使用し得る例示的な触媒には、それだけには限定されないが、ルテニウム複合体、鉄複合体、銅複合体、ニッケル複合体、パラジウム複合体、ロジウム複合体、およびレニウム複合体が含まれる。例示的なルテニウム複合体には、それだけには限定されないが、ジクロロトリス（トリフェニルホスフィン）ルテニウム（ＩＩ）［ＲｕＣｌ_２（ＰＰｈ_３）_３］、ペンタメチルシクロペンタジエニルビス（トリフェニルホスフィン）ルテニウム（ＩＩ）クロライド［ＲｕＣｐ^＊Ｃｌ（ＰＰｈ_３）_２］、クロロ（シクロペンタジエニル）ビス（トリフェニルホスフィン）ルテニウム［ＲｕＣｐＣｌ（ＰＰｈ_３）_２］、ジヒドリドテトラキス（トリフェニルホスフィン）ルテニウム（ＩＩ）［ＲｕＨ_２（ＰＰｈ_３）_４］、およびジクロロ（ｐ－シメン）ルテニウム（ＩＩ）二量体が含まれる。例示的な鉄複合体には、それだけには限定されないが、ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）鉄（ＩＩ）［ＦｅＣｌ_２（ＰＰｈ_３）_２］、ブロモ（シクロペンタジエニル）ジカルボニル鉄（ＩＩ）［ＦｅＣｐＢｒ（ＣＯ）_２］、およびシクロペンタジエニル鉄ジカルボニル二量体が含まれる。一部の実施形態では、銅塩およびリガンドを用いてｉｎ ｓｉｔｕで作製された銅複合体を使用してよく、例示的な銅塩には、それだけには限定されないが、塩化第一銅、臭化第一銅、銅（Ｉ）トリフレート、銅（Ｉ）ヘキサフルオロホスフェート、および酢酸第一銅などが含まれる。例示的な窒素に基づくリガンドには、それだけには限定されないが、２，２’－ビピリジンおよびその誘導体、１，１０－フェナントロリンおよびその誘導体、スパルテインおよび他のジアミン、ならびにターピリジンおよびその誘導体が含まれる。例示的なニッケル複合体には、それだけには限定されないが、ジブロモビス（トリフェニルホスフィン）ニッケル（ＩＩ）［ＮｉＢｒ_２（ＰＰｈ_３）_２］およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）ニッケル［Ｎｉ（ＰＰｈ_３）_４］が含まれる。例示的なパラジウム複合体はテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム［Ｐｄ（ＰＰｈ_３）_４］である。例示的なロジウム複合体はトリス（トリフェニルホスフィン）ロジウム臭化物である。例示的なレニウム複合体はジオキソビス（トリフェニルホスフィン）レニウムヨウ化物である。一部の実施形態では、触媒はペンタメチルシクロペンタジエニルビス（トリフェニルホスフィン）ルテニウム（ＩＩ）クロライドである。

共触媒が、任意選択で本発明の方法において、たとえば疎水性単量体と親水性単量体とを重合させるステップなどにおいて存在し得る。一部の実施形態では、共触媒が存在していてよく、４－（ジメチルアミノ）－１－ブタノールであり得る。

一部の実施形態では、本発明の方法は、コポリマーを、任意選択でトリフルオロ酢酸および水の存在下で加水分解して、コポリマーの前記第１の部分（たとえば第１の末端）でホルミル基を提供するステップを含む。この方法は、色素をコポリマーのホルミル基と反応させて、任意選択でアルデヒド－ヒドラジド化学を介して色素とコポリマーとの間にヒドラゾン結合を形成させ、それによって色素をコポリマーの前記第１の部分に付着させるステップを含み得る。一部の実施形態では、生体分子は、還元性アミノ化を介して、ホルミル基をバイオコンジュゲート基上のアミン基と反応させることによって、付着させ得る。

一部の実施形態では、本発明の方法は、コポリマーをメルカプト酢酸およびトリエチルアミンと反応させて、コポリマー第２の部分（たとえば第２の末端）でカルボキシメチルチオエーテル基を提供するステップを含む。カルボキシメチルチオエーテル基は、コポリマーの前記第２の部分でＮ－ヒドロキシスクシンイミドエステルを提供するように誘導体化していてよい。生体分子（たとえばアビジン）は、コポリマーの前記第２の部分でＮ－ヒドロキシスクシンイミドエステルと付着していてよい。

一部の実施形態では、本発明の方法は、コポリマーをアジ化ナトリウムと反応させてアジド基を提供するステップと、任意選択で、銅触媒アジド－アルキン化学を介して色素をアジド基に付着させるステップとを含む。

一部の実施形態では、本発明の方法はＲＡＦＴ重合を含む。一部の実施形態では、ＲＡＦＴ重合は、ラジカル開始剤（たとえばＡＩＢＮ）およびたとえばチオカルボニルチオ化合物などのＲＡＦＴ剤の存在下で起こる。ＲＡＦＴ剤のさらなる例には、それだけには限定されないが、ジチオエステル、ジチオカルバメート、トリチオカルボネート、ジチオベンゾエートおよび／またはキサンテートが含まれる。

一部の実施形態では、本発明の方法は、ＲＡＦＴ重合を使用して得られたコポリマーの終端末端に存在するチオカルボニルチオ官能性を切断するステップを含む。そのような切断は、当技術分野で知られている任意の一般方法を使用して起こり得る。たとえば、一部の実施形態では、チオカルボニルチオ官能性は、アミノ分解を介して、たとえばエタノールアミンの存在下で切断されて、遊離チオールを与える。一部の実施形態では、遊離チオールを、マレイミド官能性を含む色素とカップリングさせて、それによって色素をコポリマーの前記第１の部分（たとえば終端末端）に付着させ得る。一部の実施形態では、生体分子を、前記第１の部分（たとえば終端末端）の遊離チオール基に付着させ得る。一部の実施形態では、生体分子をポリマーの逆の終端末端に付着させ得る。

一部の実施形態によれば、本発明の化合物および／または組成物をフローサイトメトリーにおいて使用し得る。フローサイトメトリーは知られており、たとえば、米国特許第５，１６７号、第５，９１５，９２５号、第６，２４８，５９０号、第６，５８９，７９２号、および第６，８９０，４８７号に記載されている。一部の実施形態では、検出のために、細胞などの検出する粒子を、本発明の化合物などのルミネセント化合物で標識する。標識は、たとえば、粒子または細胞と特異的に結合する抗体を介したものなどの、ルミネセント化合物（たとえば本発明の化合物）と粒子または細胞との結合によるもの、細胞または粒子内へのルミネセント化合物の取り込みまたは内部移行によるもの、細胞または粒子へのルミネセント化合物の非特異的な吸着によるもの等の、任意の適切な技法によって実施することができる。本明細書中に記載した化合物は、フローサイトメトリーにおいてそのようなルミネセント化合物として有用であり得る。フローサイトメトリー技法（蛍光活性化細胞分取またはＦＡＣＳが含まれる）は、既知の技法または本開示に基づいて当業者に明らかとなるその変形に従って実施し得る。

一部の実施形態では、フローサイトメトリーを使用して細胞および／または粒子を検出する方法であって、細胞および／または粒子を本発明の化合物で標識するステップと、化合物をフローサイトメトリーによって検出することによって、細胞および／または粒子を検出するステップとを含む方法が提供される。

一部の実施形態では、対象において組織および／または病原体（たとえば、細胞、感染病原体など）を検出する方法であって、対象に本発明の化合物および／または組成物を投与するステップであって、任意選択で、化合物が組織および／または病原体と会合するステップと、対象内の化合物を検出することによって、組織および／または病原体を検出するステップとを含む方法が提供される。

一部の実施形態では、光線力学的治療（ＰＤＴ）および／または光力学的不活性化（ＰＤＩ）において本発明の化合物を使用する方法が提供される。光線力学的治療（ＰＤＴ）とは、酸素分子と併せて使用して細胞死（光毒性）を誘発する、光および光感作性化学物質（たとえば本発明の化合物）が関与する、光線療法の一形態である。ＰＤＴは、細菌、真菌、およびウイルスを含めた微生物細胞を死滅させるために使用することができる。ＰＤＴは癌を処置するためにも使用し得る。腫瘍を破壊するために光線力学的治療（ＰＤＴ）において光エネルギーを投与した場合、当業者には理解されるように、様々なエネルギー形態が本発明の範囲内にある。そのようなエネルギー形態には、それだけには限定されないが、熱、音響、超音波、化学、光、マイクロ波、イオン化（Ｘ線およびガンマ線など）、機械、ならびに／または電気が含まれる。たとえば、音響力学的に誘導または活性化される薬剤には、それだけには限定されないが、ガリウム－ポルフィリン複合体（Ｙｕｍｉｔａら、Ｃａｎｃｅｒ Ｌｅｔｔｅｒｓ、１１２：７９～８６（１９９７）を参照）、プロトポルフィリンおよびヘマトポルフィリンなどの他のポルフィリン複合体（Ｕｍｅｍｕｒａら、Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ Ｓｏｎｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、３：Ｓ１８７～Ｓ１９１（１９９６）を参照）、超音波療法の存在下で使用するダウノルビシンおよびアドリアマイシンなどの他の癌薬物（Ｙｕｍｉｔａら、Ｊａｐａｎ Ｊ．Ｈｙｐｅｒｔｈｅｒｍｉｃ Ｏｎｃｏｌｏｇｙ、３（２）：１７５～１８２（１９８７）を参照）が含まれる。

処置領域の例には、それだけには限定されないが、以下が含まれる。

（ｉ）日和見感染症の処置。本発明の化合物、組成物、および／または方法は、日和見感染症、特に軟組織のＰＤＴに有用であり得る。感染症、特に創傷感染症の抗微生物処置（ＰＤＴを介するもの）では、感染性生物には（非限定的な例として）、黄色ブドウ球菌、緑膿菌、および／または大腸菌が含まれ得る。院内感染では、緑膿菌が手術創感染症の８％および血流感染症の１０％の原因となっている。一部の実施形態では、対象は、たとえばＡＩＤＳに罹患している者および／または免疫抑制剤を用いた処置を受けている者などの、免疫無防備状態の対象である。

（ｉｉ）熱傷の処置。一般に、黄色ブドウ球菌およびグラム陽性細菌による感染症は、熱傷において特に著しい（Ｌａｍｂｒｅｃｈｔｓ、２００５）。黄色ブドウ球菌の多剤耐性が顕著な医学的困難を提示する。この観点から、本発明の化合物、組成物、および／または方法は熱傷の日和見感染症の処置に有用であり得る。

（ｉｉｉ）敗血症。本発明の化合物、組成物、および／または方法は、ビブリオ・バルニフィカスの日和見感染症に罹患した対象のＰＤＴ処置に有用であり得る。グラム陰性細菌であるＶ．バルニフィカスは、ヒトにおいて原発性敗血症、創傷感染症、および／または胃腸管系の病気を引き起こす。

（ｉｖ）潰瘍。本発明の化合物、組成物、および／または方法は、潰瘍を引き起こす細菌（ピロリ菌）のＰＤＴ処置に有用であり得る。診療所では、たとえば、胃および／または患部内への光ファイバーケーブル（内視鏡に類似しているが、赤色光または近赤外線の送達を提供する）の挿入によるものなどの、任意の適切な様式で処置を達成し得る。

（ｖ）歯周病。本発明の化合物、組成物、および／または方法は、歯肉炎を含めた歯周病を処置するためのＰＤＴにおいて有用であり得る。歯周病は、グラム陰性嫌気性生物ポルフィロモナス・ジンジバリスなどの細菌の過剰成長によって引き起こされる。多くのＰＤＴ処置と同様に、光活性種と併せて実体を標的化または可溶化することは、光活性種の所望の細胞への適切な送達に必須である。標的化のために関心が持たれる口腔病原体には、それだけには限定されないが、ポルフィロモナス・ジンジバリス、アクチノバチルス・アクチノミセテムコミタンス、バクテロイデス・フォーサイス、カンピロバクター・レクタス、エイケネラ・コローデンス、フソバクテリウム・ヌクレアタム亜種ポリモルファム、アクチノマイセス・ビスコーサス、および連鎖球菌が含まれる。そのような応用のために、本発明の化合物および／または組成物を局所的に（たとえば、口腔洗浄液またはすすぎ液として）施用し、その後、外部装置、口腔内機器、またはその組合せを用いて、光を投与し得る。

（ｖｉ）アテローム性動脈硬化症。本発明の化合物、組成物、および／または方法は、脆弱性アテローム硬化斑を処置するためのＰＤＴにおいて有用であり得る。任意の特定の理論に束縛されることを望まずに、侵入炎症性マクロファージは、冠動脈内のコラーゲンの薄層を分解し、多くの場合は致死的である血栓症をもたらす、メタロプロテイナーゼを分泌すると考えられている（ＤｅｍｉｄｏｖａおよびＨａｍｂｌｉｎ、２００４）。そのような炎症性マクロファージを標的としたバクテリオクロリンは、不安定プラークのＰＤＴに有用であり得る。

（ｖｉｉ）化粧品および皮膚科学の応用。本発明の化合物、組成物、および／または方法は、脱毛法、乾癬の処置、および／または皮膚変色の除去などの、広範囲の化粧品の皮膚科学的問題を処置するためのＰＤＴにおいて有用であり得る。ルビーレーザーが脱毛法に現在使用されている。多くのレーザー処置では、メラニンが光増感発色団である。そのような処置は、毛色が濃い、肌色が薄い個体では比較的良好に働く。本発明の化合物、組成物、および／または方法は、より具体的および／または鋭い吸光帯で発色団を標的化することを可能にする、脱毛法のための近赤外線増感剤として使用し得る。

（ｖｉｉｉ）ざ瘡。本発明の化合物、組成物、および／または方法は、ざ瘡を処置するためのＰＤＴにおいて有用であり得る。尋常性ざ瘡は皮脂腺に感染するアクネ菌によって引き起こされ、若者の約８０％が罹患する。ここで再び、抗生物質処置に対する細菌の耐性の増大が、処置が困難なざ瘡の急増をもたらしている。ざ瘡の現在のＰＤＴ処置は、典型的にはアミノレブリン酸の添加に依存しており、これは、毛嚢または皮脂腺においては遊離塩基ポルフィリンに変換される。本発明の化合物および／または組成物は、特定の状態に応じて、局所的または非経口的に（たとえば皮下注射によって）対象に投与し得る。

（ｉｘ）感染性疾患。本発明の化合物、組成物、および／または方法は、感染性疾患を処置するためのＰＤＴにおいて有用であり得る。たとえば、地中海および中東地域で広く発生している皮膚リーシュマニア症および皮下リーシュマニア症は、現在はヒ素含有化合物を用いて処置されている。ＰＤＴは、最近、少なくともヒト対象に対する一例において、妥当な効果で使用されている。本発明の化合物および／または組成物の使用は同様に有用であり、合成の容易性およびより良好な分光吸収特性などの利点を潜在的に提供する。

（ｘ）組織シーラント。本発明の化合物、組成物、および／または方法は、それを必要としている対象における組織シーラントとして、ＰＤＴにおいて有用であり得る。光活性化組織シーラントは、創傷の密閉、組織の結合、および／または組織における欠損の閉鎖のために魅力的である。縫合糸および／またはステープルが望ましくない応用は多数あり、そのような機械的な密閉方法の使用は、多くの場合、感染症および／または瘢痕をもたらす。

（ｘｉ）新生物疾患。本発明の化合物、組成物、および／または方法は、皮膚癌、肺癌、結腸癌、乳癌、前立腺癌、子宮頸癌、卵巣癌、基底細胞癌、白血病、リンパ腫、扁平細胞癌、黒色腫、溶菌斑段階の皮膚Ｔ細胞リンパ腫、および／またはカポジ肉腫を含めた、新生物疾患および／または癌を処置するためのＰＤＴにおいて有用であり得る。

光線力学的治療中、本発明の化合物を、それを必要としている対象（たとえば、上述の疾患のうちの任意のものを有する対象）に投与する。投与した化合物は、対象内部に存在する患部組織と結合してよく、対象を、適した波長および強度を有する適切な光を発する光源に曝露することで、患部組織内へと化合物を活性化させ（たとえば反応性酸素種（ＲＯＳ）を放出する）、それによって、任意選択で健康な組織に影響を与えずに、患部組織を処置し得る。たとえば、一部の実施形態では、患部組織は過剰増殖組織（たとえば腫瘍）である。

本発明は、以下の非限定的な実施例においてさらに詳細に説明されている。

単一の疎水性フルオロフォアの単一ポリマーカプセル封入
ペンダントＰＥＧ化フルオロフォアを保有するランダムコポリマーおよび疎水性フルオロフォアを含有する重合ミセルにおいて、研究を実施した。最終的に、リビングラジカル重合を介して（ＲｕＣｐ^＊Ｃｌ（ＰＰｈ_３）_２、４－（ジメチルアミノ）－１－ブタノール、およびアセタール置換の開始剤を介して、エタノール中、４０℃で）、２つのアクリレート単量体、すなわち、３：１の比の親水性（ペンダントＰＥＧ－６）単量体および疎水性（ドデシル）単量体から誘導した、ヘテロテレケリックで両親媒性のランダムなコポリマーを必要とする設計を同定した。前記アセタールの加水分解、続いて疎水性クロリン－ヒドラジドを用いた反応により、単一のクロリン－ヒドラゾンを保有するポリマー（すなわち、フォルダマーまたは単鎖ナノ粒子、ｓｃＮｐと略記）が得られた。水溶液中のクロリンポリマーの検査により、トルエン中のクロリンと比較して、鋭い吸光帯／蛍光帯および減光していない蛍光量子収率が明らかとなった。この手法は、フルオロフォアの選択および水可溶化戦略を明確な活動範囲へと分離し、後者の実行は現在かなり簡単になっている。

自己折り畳み特性を有する３つの疎水性色素標識した両親媒性コポリマーＦ１～Ｆ３を合成し、分光学的に特徴づけた。疎水性色素およびポリマー主鎖の構造的特徴をスキーム１に示す。両親媒性コポリマーは３対１の比の親水性セグメント（ＰＥＧセグメント）および疎水性セグメント（ドデシルセグメント）から構成され、約１２０ｋＤａの分子量を有する。ランダムブロックコポリマーとして、水中のコポリマーは、自己折り畳みを行って疎水性中心を作り、疎水性色素をカプセル封入し、それによって色素を凝集から保護することができる。３つの疎水性色素、すなわち、分子の大きさおよび吸光波長が異なる（それぞれ５４０、６４０、および７００ｎｍ）ＢＯＤＩＰＹ、クロリン、およびフタロシアニンを同じポリマー主鎖に載せ、分光学的測定を行った。任意の特定の理論に束縛されることを望まないが、水中の色素搭載コポリマーの、生じた明白に異なる蛍光特性は、色素カプセル封入の有効性が色素の分子の大きさおよびコポリマー主鎖の長さに依存し得ることを示唆している。

疎水性フルオロフォアの合成。一般に、色素付着用にここで使用した色素－ヒドラジドは、対応するカルボン酸エステルからアミド形成を介して調製した。活性カルボキシル種であるＢＯＤＩＰＹ－ＮＨＳエステル１の、ヒドラジン水和物を用いた処理により、所望のＢＯＤＩＰＹ－ヒドラジドＤ１が４０％の収率で得られた（スキーム２）。

Ｐｄ（ＰＰｈ_３）_４、メタノール、および一酸化炭素の存在下で、カルボニル挿入を介して、ヨードクロリン２をメチルエステル３へと定量的に変換した（スキーム３）。その後、メチルエステル３を還流条件下でヒドラジン水和物で処理し、所望のクロリン－ヒドラジドＤ２が８３％の収率で生じた。反応を５０ｍＭ未満の濃度で実施する必要があることが認められた。これは、より濃縮された溶液は、Ｄ２の対応するバクテリオクロリンへとの還元をもたらしたためである。

フタロシアニン－ヒドラジドＤ３の調製は、大環状分子の溶解度制限が原因で、より多くの労力を要した。Ｐｄ（ＯＡｃ）_２／Ｐ（ｏ－ｔｏｌ）_３の存在下でエチニルフタロシアニン４をメチル３－（４－ブロモフェニル）プロパノエートとカップリングさせて、メチルエステル５が１３％の収率で得られた（スキーム４）。ここでも、反応系における大環状分子の低い溶解度が、薗頭カップリング反応の収率が低いことの原因となっている。その後、トルエンおよびメタノールの混合物中でメチルエステル５をヒドラジンで処理して、所望のヒドラジドＤ３が生じた。

コポリマーの合成。単量体ＰＥＧＡおよびＬＡのリビングラジカル重合を、３対１の比で、報告した開始剤６を用いて、ＲｕＣｐ^＊Ｃｌ（ＰＰｈ_３）_２および４－ジメチルアミノブタノールの存在下で実施した（スキーム５）。生じたコポリマー７はヘテロテレケリックであり、一方の末端にアセタールおよび他方の末端に臭素基を有している。２つの官能基を、それぞれさらなる色素付着およびバイオコンジュゲーション可能なハンドルの設置のために誘導体化した。７の臭素基をメルカプト酢酸で置換し、バイオコンジュゲーションの受け入れが可能なコポリマーの末端にカルボキシル基が得られた。酸性条件下でのアセタール末端の加水分解によりホルミルコポリマー８がもたらされた。このコポリマー８は色素コンジュゲーションのプラットフォームとして役割を果たし、ヒドラジドＤ１～Ｄ３を用いた処理を介して標的色素搭載コポリマーＦ１～Ｆ３がそれぞれ生じた。

ＳＥＣ分析。Ｆ２を例として、分析用ＳＥＣを使用して色素付着反応のプロセスをモニタリングした。図２に示すＳＥＣ追跡は、クロリンがコポリマー上に連結された際のサイズ増加を示す。また、コポリマー７の分子量はＳＥＣ分析に基づいて１．２×１０^５ｇ／ｍｏｌであることが推定された。

吸光度および発光スペクトルの測定。その後、標的色素搭載コポリマーＦ１～Ｆ３を、有機溶媒および水溶液の両方におけるその分光学的特性の調査に供した。スペクトルを図３に示す。Ｆ１（ＢＯＤＩＰＹ搭載、図３、パネルＡ）およびＦ２（クロリン搭載、図３、パネルＢ）の両方について、μＭ濃度での水溶液中の試料の吸光度スペクトルは、有機溶液中のものに匹敵していた。１２０ｋＤａの両親媒性コポリマーへの付着は、分光学的特性への混乱なしに、ＢＯＤＩＰＹ Ｄ１およびクロリンＤ２の水溶性を劇的に増強させる。水中のＦ１およびＦ２の発光帯は有機溶液中で測定したものと同じに保たれ、最小限の色素－色素相互作用がμＭ濃度でのＦ１およびＦ２の水溶液に関与していることを示している。それにもかかわらず、色素の分子の大きさが最大であるフタロシアニン搭載コポリマーＦ３では、トルエン中のものとは完全に異なる吸光度スペクトルが水中で得られ（図３、パネルＣ）、完全に消光された蛍光であった。この負の結果は、不適切なコポリマー主鎖のサイズが原因であり得る。サイズがより大きいポリマーは、フタロシアニンＤ３などの大きな疎水性フルオロフォアをカプセル封入する必要がある可能性がある。

蛍光量子収率。また、蛍光量子収率も、Ｆ１～Ｆ３について水中、室温で測定した。データを他の分光学的データと共に表５中に要約する。クロリンが付着したコポリマーＦ２を例として、色素－コポリマーのコンジュゲートは、μＭ濃度で水中で０．１８の蛍光量子収率を示し（エントリー６）、これは、色素Ｄ２のみのＣＨ_２Ｃｌ_２溶液からの値に類似している（０．１９、エントリー４）。同様の結果が、ＢＯＤＩＰＹで標識したコポリマーＦ１（Φ_ｆ＝０．０５８、エントリー３）およびＢＯＤＩＰＹ色素Ｄ１（０．０６５、エントリー１）で観察された。これらの比較は、μＭの水溶液におけるＦ１およびＦ２の凝集から生じる、色素－色素の消光の非存在を示している。この結果は、両親媒性コポリマーを、ポリマー鎖の長さが適切である場合に、水中での疎水性フルオロフォアのカプセル封入の成功したプラットフォームとして実証している。しかし、上述のように、フタロシアニンで標識したコポリマーは完全に消光した蛍光を有する。より長いポリマー鎖が、Ｄ３などのより大きなフルオロフォアのカプセル封入に対してより有効であり得る。また、より小さなフタロシアニン骨格（たとえば、末梢基としてヘプチルの代わりにメチルを有するもの）を、現在の長さのコポリマーを用いてうまくカプセル封入し得る。

実験セクション
一般方法。市販購入したすべての化学薬品は、別段に注記されていない限りは、受け取ったままで使用した。試薬グレードの溶媒（ＣＨ_２Ｃｌ_２、ＴＨＦ、メタノール）およびＨＰＬＣグレードの水を、受け取ったままで使用した。ＮＭＲデータは、別段に注記されていない限りは、ＣＤＣｌ_３の溶液中で測定した。市販品でない化合物１、２、および４は文献の手順に従って調製した。分析用ＳＥＣ実験はＰＬｇｅｌ １００００Å ＳＥＣカラムを用いて行い、ＡＣＳグレードのＴＨＦ（４００ｐｐｍのＢＨＴで安定化）を用いて、３５℃で、１ｍＬ／分の流速で溶出させた。試料はＡｇｉｌｅｎｔ １２６０ ｉｎｆｉｎｉｔｙ屈折率検出器を用いて検出した。吸光度スペクトルは、Ａｇｉｌｅｎｔ ８４５３およびＳｈｉｍａｄｚｕ ＵＶ１８００機器で、ＵＶ透明（たとえば石英）キュベット中の化合物の希釈溶液（μモーラー）対溶媒ブランクを使用して、室温で測定した。

２－［６－（Ｎ－アミノカルバモイル）ヘキサ－１－イン－１－イル］－８－メシチル－４，４－ジフルオロ－４－ボラ－３ａ，４ａ－ジアザ－ｓ－インダセン（Ｄ１）。ＴＨＦ（５００μＬ）中の１（９．０ｍｇ）の溶液を、ヒドラジン水和物（５．３μＬ）を用いて、室温で３０分間処理した。その後、溶液を濃縮し、クロマトグラフィーを行って（シリカゲル、ＣＨ_３ＯＨ／酢酸＝９：１）、赤色固形物（３．０ｍｇ、３９％）が得られた：１Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ－ｄ_６、３００ＭＨｚ）δ８．８５（ｂｒ、１Ｈ）、７．９９（ｓ、１Ｈ）、７．９４（ｓ、１Ｈ）、６．９５（ｓ、２Ｈ）、６．７６（ｄ、Ｊ＝４．２Ｈｚ、１Ｈ）、６．７２（ｓ、１Ｈ）、６．５３（ｄ、Ｊ＝４．２Ｈｚ、１Ｈ）、２．４５－２．４７（ｍ、２Ｈ）、２．３６（ｓ、３Ｈ）、２．１７－２．２０（ｍ、２Ｈ）、２．０９（ｓ、６Ｈ）、１．５８－１．４２（ｍ、４Ｈ）；ＭＡＬＤＩ－ＭＳ観察値４４９．１［（Ｍ＋Ｈ）^＋］、４２９．２［（Ｍ－Ｆ）^＋］、計算値４４８．２（Ｍ＝Ｃ_２５Ｈ_２７ＢＦ_２Ｎ_４Ｏ）。

１０－メシチル－５－（４－メトキシカルボニル）フェニル－１８，１８－ジメチルクロリン（３）。１時間アルゴン気泡を通すことによってトルエンおよびメタノールを脱気した。ゴム隔膜を備えたコニカルバイアルにヨードクロリン２（２０ｍｇ、０．０３０ｍｍｏｌ、１．０等量）およびＰｄ（ＰＰｈ_３）_４（３．５ｍｇ、３．０μｍｏｌ、０．１０等量）を入れ、その後、高真空下で排気させた。その後、バイアルをアルゴンで再度満たした。この排気－パージプロセスを３回繰り返した。脱気トルエン（０．５０ｍＬ）およびメタノール（０．５０ｍＬ）をアルゴン下で、ならびにトリエチルアミン（２１μＬ、０．１５ｍｍｏｌ、５．０等量）をバイアルに加えた。３回の凍結脱気サイクルを用いて溶液を再度脱気した。バイアルを高真空下、７７Ｋで排気し、その後、一酸化炭素で再度満たした。余剰の圧力をもたらすために、ＣＯを満たしたバルーンもバイアルに接続した。溶液を６５℃で２３時間撹拌し、濃縮し、クロマトグラフィーを行って（シリカゲル、ヘキサン／ＣＨ_２Ｃｌ_２＝１：１）、緑色固形物（１８ｍｇ、１００％）が得られた：ＴＬＣ（シリカ、ヘキサン／ＣＨ_２Ｃｌ_２＝１：１）Ｒ_ｆ＝０．２８；^１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ）δ８．９２（ｓ、１Ｈ）、８．８７（ｓ、１Ｈ）、８．８２（ｄ、Ｊ＝４．８Ｈｚ、１Ｈ）、８．７３（ｄ、Ｊ＝４．７Ｈｚ、１Ｈ）、８．６９（ｄ、Ｊ＝４．７Ｈｚ、１Ｈ）、８．６１（ｄ、Ｊ＝４．７Ｈｚ、１Ｈ）、８．３８（ｄ、Ｊ＝８．１Ｈｚ、２Ｈ）、８．３７（ｓ、１Ｈ）、８．３６（ｓ、１Ｈ）、８．２２（ｄ、Ｊ＝８．３Ｈｚ、２Ｈ）、７．２２（ｓ、２Ｈ）、４．５７（ｓ、２Ｈ）、４．０８（ｓ、３Ｈ）、２．５８（ｓ、３Ｈ）、２．０３（ｓ、６Ｈ）、１．８４（ｓ、６Ｈ）、－１．８７（ｂｒ、ｓ、２Ｈ）；^１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ）δ１７５．２、１６７．６、１６３．６、１５２．４、１５１．５、１４７．２、１４０．９、１４０．４、１３９．２、１３８．３、１３７．７、１３４．７、１３４．４、１３４．１、１３２．１、１３１．１、１２９．５、１２８．１、１２８．０、１２７．８、１２３．７、１２３．６、１２０．５９、１２０．５７、９６．８１、９４．９９、５２．４９、５１．８６、４６．６３、３１．３１、２１．５７、２１．４５；ＥＳＩ－ＭＳ観察値５９２．２８５１［（Ｍ＋Ｈ］^＋］、計算値５９２．２８３８（Ｍ＝Ｃ_３９Ｈ_３６Ｎ_４Ｏ_２）；実験値（ＣＨ_２Ｃｌ_２）４１５、５０９、５３３、５９０、６４１ｎｍ。

５－［４－（Ｎ－アミノカルバモイル）フェニル］－１０－メシチル－１８，１８－ジメチルクロリン（Ｄ２）。ＴＨＦ（１．０ｍＬ）中のクロリン３（４４ｍｇ、７５μｍｏｌ、１．０等量）の溶液を、メタノール（１．０ｍＬ）およびヒドラジン水和物（０．２１ｍＬ、３．８ｍｍｏｌ、５０等量）を用いて、５０℃で、２４時間処理した。［注記：クロリン－ヒドラジンから対応するバクテリオクロリン－ヒドラジンへの還元は、濃度が５０ｍＭより高い場合に起こる。バクテリオクロリンは、ＣＨ_２Ｃｌ_２中のＤＤＱ（１．０等量）の、室温で３０分間での処理によって、所望のクロリンへと酸化して戻すことができる。］その後、溶液を酢酸エチルで希釈し、水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させ、濃縮し、クロマトグラフィーを行って（シリカゲル、ヘキサン／ＥｔＯＡｃ＝１：２からＣＨ_２Ｃｌ_２／ＣＨ_３ＯＨ＝９：１）、緑色固形物（３７ｍｇ、８４％）が得られた：^１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ）δ８．９６（ｓ、１Ｈ）、８．８８（ｓ、１Ｈ）、８．７６（ｄ、Ｊ＝４．５Ｈｚ、１Ｈ）、８．７５（ｄ、Ｊ＝４．５Ｈｚ、１Ｈ）、８．６２（ｄ、Ｊ＝４．７Ｈｚ、１Ｈ）、８．５６（ｄ、Ｊ＝４．７Ｈｚ、１Ｈ）、８．４４（ｄ、Ｊ＝８．１Ｈｚ、２Ｈ）、８．３９（ｓ、１Ｈ）、８．３８（ｓ、１Ｈ）、８．３０（ｄ、Ｊ＝８．０Ｈｚ、２Ｈ）、７．６８－７．６４（ｍ、２Ｈ）、５．０２（ｂｒ、２Ｈ）、４．６２（ｓ、２Ｈ）、２．６０（ｓ、３Ｈ）、２．０６（ｓ、６Ｈ）、１．８５（ｓ、６Ｈ）、－１．８５（ｂｒ、ｓ、２Ｈ）；^１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ）δ１６５．７、１６４．８、１６３．５、１５３．４４、１５３．３８、１４４．３、１４０．８、１３９．０、１３８．０、１３４．３、１３２．１、１３２．０、１２８．９、１２８．６、１２８．５、１２７．７、１２６．８、１２３．７、８８．７５、８２．２１、５３．７７、４２．０４、３１．１４、３０．２９、２９．６５、２１．２７、１８．４０、１７．３７、１２．０６；ＭＡＬＤＩ－ＭＳ観察値５９３．１［（Ｍ＋Ｈ）^＋］、計算値５９２．３（Ｍ＝Ｃ_３８Ｈ_３６Ｎ_６Ｏ）。

２－［４－（２－メトキシ－２－オキソエチル）フェニル］エチニル－９，１０，１６，１７，２３，２４－ヘキサヘプチルフタロシアニン（５）。標準の薗頭カップリング反応手順に従って、脱気トルエン（６．０ｍＬ）中の４（２０ｍｇ、１８μｍｏｌ）、メチル３－（４－ブロモフェニル）プロパノエート（４．８ｍｇ、２０μｍｏｌ）、Ｐｄ（ＯＡｃ）_２（１．１ｍｇ、１３μｍｏｌ）、およびＰ（ｏ－ｔｏｌ）_３（５．５ｍｇ、１８μｍｏｌ）の溶液を、３回の凍結脱気サイクルによって脱気した。混合物を６０℃で１８時間撹拌した。生じた反応混合物を濃縮し、三カラム戦略によるカラムクロマトグラフィーを行って［（１）シリカ、ＣＨ_２Ｃｌ_２、（２）ＳＥＣ、トルエン、（３）シリカ、ＣＨ_２Ｃｌ_２］、緑色固形物（３．０ｍｇ、１３％）が得られた。ＭＡＬＤＩ－ＭＳ：観察値１２８９．４［（Ｍ＋Ｈ）^＋］、計算値１２８８．９（Ｍ＝Ｃ_８６Ｈ_１１２Ｎ_８Ｏ_２）。

２－［４－（Ｎ－アミノカルバモイル）メチルフェニルエチニル］－９，１０，１６，１７，２３，２４－ヘキサヘプチルフタロシアニン（Ｄ３）。トルエン（１４０μＬ）中の５（３．０ｍｇ、２．３μｍｏｌ）の溶液を、６．５μＬのヒドラジン水和物（５５重量％）およびメタノール（１０μＬ）で処理した。生じた混合物を５０℃で１６時間撹拌し、ここで酢酸エチルおよび水を混合物に加えた。有機抽出物をブラインで洗浄し、乾燥させ（Ｎａ_２ＳＯ_４）、濃縮して、緑色固形物が得られ、これを合成の次のステップで直接使用する。

本発明の一部の実施形態によるポリマーの調製および誘導体化の一般的手法を、以下のスキーム６に示す。

スキーム６に示す手法では、開始剤はＱ－Ｘである［式中、Ｘは、ハロ（たとえば、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）またはスルホネート（たとえばトリフレート）であることができ、Ｑは、色素を保有することができるか、または、官能基を保有して重合過程の間中無傷に保たれることができる］。

さらなる誘導体化の場合、色素付着に必要な官能基を重合前に（Ｑ単位内に）取り込ませ、直接使用することができる。あるいは、重合後、合成ポリマーＩ中のＱの誘導体化により、色素付着用のポリマーＩ中の修飾されたＱ（Ｑ’と表示する）を得ることができる。

生体分子への付着（ポリマーのω－末端）の供給は、一事例では、ポリマーＩ中でのＸ置換基の直接使用によって存在する。あるいは、Ｘ基を置換して、ポリマーＩＩ中に生体分子の付着のための官能基Ｗを与えることができる。Ｗの例には、アジド、イソシアナト、イソチオシアナト、活性エステル（たとえば、ペンタフルオロフェニルエステル、スクシンイミドエステル、２，４－ジニトロフェニルエステル）、マレイミド、ビニル、メルカプト、アミノ、およびカルボン酸が含まれる。ポリマーＩ中のω－末端での誘導体化は、単一ステップまたは複数ステップ（たとえば求核性置換および／または脱保護）によって達成して、ポリマーＩＩ中に所望の官能基Ｗを与えることができる。重合前方法では、官能基を最初に開始剤中に設置し（Ｑ－ＸのＱ単位、スキーム６）、重合過程の間中無傷に保たれる。

ＱおよびＱ－Ｘの一部の例をスキーム７に示す。スキーム７に示すように、Ｑには、ヒドロキシ^１、２、カルボキシ^３、アミノ^４、ホルミル^４、ビニル^５、６、エポキシ^７、無水物^８、ハロアリール^７、エステル^３、またはオキサゾリン^８基が含まれ得る。ビニルまたはアリル基を、開始剤を介して設置することができ、架橋結合の際に余計な問題を引き起こさずに、重合中に無傷に保たれ得る^{１、５、６}。これは、適切なリガンドを、主に銅（Ｉ）触媒の存在下で選択することによって、達成することができる。しかし、色素付着（たとえばアジド基）またはバイオコンジュゲーションに一般的に使用される一部の官能基は、重合前方法によって設置することができない（表６に示す）。

ここに記述した例は、ポリマーのα－末端への色素の付着およびポリマーのω－末端への生体分子の付着について記載していることに注意されたい。しかし、２つの末端の利用は所望により逆にして、生体分子をポリマーのα－末端に付着させ、色素をポリマーのω－末端に付着させることができる。

参考文献

反応例
架橋結合が含まれる、本発明の化合物を調製する例示的な反応を、スキーム８に提供する。

スルホン化および架橋結合が含まれる、本発明の化合物を調製する例示的な反応を、スキーム９に提供する。

本発明の一部の実施形態によるポリマーの調製および誘導体化の手法の一例を、以下のスキーム１０に示す。

スキーム１０に示す手法では、ＲＡＦＴ剤中のＺは、アリール、アルキル、またはチオアルキルであり、Ｑは、重合過程の間中無傷に保たれる官能基を保有することができる。

さらなる誘導体化の場合、色素または生体分子への付着に必要な官能基を重合前に（Ｑ単位内に）取り込ませ、直接使用することができる。そのような官能基は、ＲＡＦＴ剤のＱ単位内に最初に設置することができ、重合過程の間中無傷に保たれる。あるいは、重合後、合成ポリマー中のＱの誘導体化により、色素または生体分子の付着用の修飾されたＱを得ることができる。

ＲＡＦＴ剤中のＺおよびＱの一部の例をチャート１に示す。ＲＡＦＴ剤中のＺの例には、それだけには限定されないが、フェニル（任意選択で置換されている）ならびに／またはチオアルキル基（分枝状および／もしくは分枝状でないＣ１～Ｃ２５チオアルキル基が含まれる）が含まれる。

ＲＡＦＴ剤中のＱの例には、それだけには限定されないが、カルボキシレート、アジド、ヒドロキシ、Ｎ－スクシンイミジル、ビニル、フタルイミド、および／またはビオチニルが含まれる。

チオカルボニルチオ基を含むポリマーの終端末端に色素または生体分子を付着させる前に、チオール基を、当技術分野において知られている方法を使用したチオカルボニルチオ基の切断によって遊離させることができる。遊離チオール基は、色素もしくは生体分子と直接カップリングすることができるか、または、薬剤Ｌ－Ｗでさらに修飾されて、色素もしくは生体分子とのカップリングのための適切な官能基Ｗを用いてキャップ形成されたチオール（たとえばチオエーテル）を提供することができる。薬剤Ｌ－Ｗにはチオール反応基Ｌが含まれ、これは、遊離チオール基と反応し、また、キャップ形成された生成物におけるチオールと官能基Ｗとの間のリンカーＬ’としても役割を果たす。

Ｌ－ＷにおけるＬおよびＷの一部の例をチャート２に示す。Ｌ－Ｗ薬剤中のＬ基の例には、それだけには限定されないが、置換ハライド（たとえば置換臭化ベンジルおよび／もしくはα－酸）、置換アルキン（たとえば置換ベンジルアルキン）、置換ビニルエステル（たとえばα－ビニルエステル）、ならびに／または置換スクシンイミド（たとえば、エチルアミンスクシンイミド、エタノールスクシンイミド）が含まれる。

官能基Ｗの例には、それだけには限定されないが、カルボン酸（たとえば、－ＣＯＯＨ、－ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＯＯＨ）、アミノ（たとえば、－ＮＨ_２、－ＣＨ_２ＣＨ_２ＮＨ_２、任意選択で保護基を有するもの、すなわち、ＮＨＢｏｃ、－ＣＨ_２ＣＨ_２ＮＨＢｏｃ）、アルデヒド、アルコール（たとえば、－ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨ）、および／またはアルキル化アルコール（たとえば、－ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨ、－ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＮＨＢｏｃ、－ＯＣＨ_２ＣＨ_２Ｎ_３、－ＯＣ≡ＣＨ、－ＯＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨ_２）が含まれる。

遊離チオール基の誘導体化は、単一ステップまたは複数ステップ（たとえば求核性置換および／または脱保護）によって達成して、所望の官能基Ｗを与えることができる。

ＲＡＦＴ重合のさらなる例をスキーム１１に示す。疎水性単量体ドデシルメチルアクリレート（ＬＡ）を、ナトリウム塩としての親水性単量体２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）およびＰＥＧ化メチルアクリレート（ＰＥＧＡ）と、ＲＡＦＴ剤およびラジカル開始剤の存在下で重合させて、ポリマーを生成する。一部の実施形態では、重合前に１つまたは複数の官能基がＲＡＦＴ剤上に存在する（たとえば事前に設置されている）。そのような官能基の例をスキーム１１に示す。重合後、事前に設置した官能基はポリマーの一方の終端末端に位置し、生体分子または色素とのカップリングに使用することができる。

参考文献

可逆的付加開裂連鎖移動（ＲＡＦＴ）重合を介した両親媒性ランダムコポリマーの合成。
スルホン酸化両親媒性ランダムコポリマーの合成のモデル研究をスキーム１２に示す。３つの単量体を用い、そのうちの１つは疎水性であり（ドデシルメチルアクリレート（ＬＡ））、２つは親水性であった（ナトリウム塩としての２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）およびＰＥＧ化メチルアクリレート（ＰＥＧＡ））。ＡＭＰＳは、市販の２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸を水酸化ナトリウムで塩基性化すること、および／または、市販のＡＭＰＳ物質中に微量な汚染物質として存在する少量の遊離酸を有する市販の２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸のナトリウム塩を塩基性化することによって、調製することができる。ＲＡＦＴ連鎖移動剤１は、実験室で利用可能な状態のままで使用した。変動する単量体比を用いた重合を、ラジカル開始剤をＡＩＢＮとしておよびメシチレンを内部標準として含有するＤＭＦ（８０℃）中で実施した。重合後、粗生成物を大過剰のエチルエーテル中に注いでポリマーを沈殿させた。その後、沈殿物を水に対して透析して、精製ポリマーが得られた。

両親媒性ポリマーの動的光散乱法（ＤＬＳ）サイズ分析。それぞれのポリマーを１．０ＭのＮａＣｌ水溶液に溶かし、２００ｎｍの膜フィルターに通した。濾液をＤＬＳによって検査して、ナノ粒子のサイズを決定した。様々なポリマーのＤＬＳサイズデータを表７に要約する。データによると、ＰＥＧ基を有さないポリマーでは、スルホン酸基とラウリル基が６：１の比で最良の結果が得られ、水溶液中に６５％のユニマーが得られた。ＰＥＧ基を導入した際、ＰＥＧ基とスルホン酸基との比を１：１から１：５へ下げた場合に、ユニマーの百分率がより高かった。ＡＭＰＳ：ＰＥＧＡ：ＬＡ＝５：１：１の比では、ユニマーが水溶液中の主な種であるように見られた。

ＲＡＦＴ重合を介したポリマー－フルオロフォアコンジュゲートの合成。単量体ＰＥＧＡ、ＬＡ、ＡＭＰＳのリビングラジカル重合を、１：１：５の比（すなわち親水性／疎水性の比＝６：１）で、ＲＡＦＴ剤４－シアノ－４－（フェニルカルボノチオイルチオ）ペンタン酸２を用いて、ラジカル開始剤２，２’－アゾビス（２－メチルプロピオニトリル）（ＡＩＢＮ）の存在下で実施した（スキーム１３）。生じたポリマー３はヘテロテレケリックであり、一方の末端にカルボキシル基および他方の末端にチオカルボニルチオ基を含有している。エタノールアミンを用いたポリマー３のアミノ分解によりチオカルボニル基が切断され、遊離チオール基が露呈された。後者のものと疎水性マレイミド置換のバクテリオクロリンＤ１とのｉｎ ｓｉｔｕカップリングにより、標的ポリマー－フルオロフォアコンジュゲートＦ－２が得られた。

ポリマー－フルオロフォアコンジュゲートの動的光散乱法（ＤＬＳ）サイズ分析。ポリマー－フルオロフォア試料を１．０ＭのＮａＣｌ水溶液に溶かし、２００ｎｍの膜フィルターに通した。濾過した溶液をＤＬＳによって検査して、ナノ粒子のサイズを決定した。様々なポリマーのＤＬＳサイズデータを表８に要約する。ポリマー－フルオロフォア試料Ｆ－２は様々な濃度にわたってユニマー形態を示した（図４）。

Ｆ－２の吸光度および発光スペクトルの測定ならびに蛍光量子収率。標的ポリマー－フルオロフォアコンジュゲートＦ－２の吸光度および発光スペクトルを、水および水性緩衝溶液の両方において室温で測定した（図５および図６）。分光学的データおよび蛍光量子収率データを表９に要約する。

水溶液中のＦ－２の吸光度および発光スペクトルはトルエン中のＤ１のものに匹敵しており、Ｑ_ｙ吸光度の最小限の広がりおよび減少を伴っている。水性媒体中のＦ－２の蛍光収率は、トルエン中のＤ１のものに対して９３％（緩衝液中）および８０％（水中）である。これらのデータは、水性媒体中のわずかなフルオロフォア凝集と一貫している。単一のフルオロフォアが両親媒性ポリマー中にカプセル封入されており、水性環境に浸した際に固有の蛍光を維持する。

前述のものは本発明を例示するものであり、それを限定するものと解釈されるべきでない。本発明は以下の特許請求の範囲によって定義され、特許請求の範囲の均等物がそれに含まれる。本明細書中で引用したすべての出版物、特許出願、特許、特許公開、および他の参考文献は、参考文献が提示されている文章および／または段落に関連する教示のために、その全体で参考として組み込まれている。

Claims (65)

1. 約１５０ダルトン（Ｄａ）～約３，０００Ｄａの範囲の分子量を有していてもよい色素；および、
   １つまたは複数の疎水性単位および１つまたは複数の親水性単位を含む、ポリマー主鎖を有するポリマー、ここで、前記ポリマー主鎖は第１の末端および第２の末端を有し、前記第１の末端および第２の末端は前記ポリマー主鎖の反対の終端であり、前記ポリマーは約１，０００Ｄａ、５，０００Ｄａ、または１０，０００Ｄａから約１７５，０００Ｄａの範囲の分子量を有していてもよい；
   を含む、化合物であって、
   前記色素は前記ポリマー主鎖の第１の末端に共有結合しており、
   任意選択で、バイオコンジュゲート基が前記色素または前記前記ポリマー主鎖の第２の末端に共有結合していてよく、
   前記１つまたは複数の疎水性単位が式ＩＩＩによって表される構造を有し：
   ［式中、
   Ｒは、水素またはＣ１～Ｃ８アルキルであり、
   Ｒ^１は非存在であるか、または－Ｏ－、－ＮＨ－、－ＣＨ_２－であり、
   Ａは、Ｃ６～Ｃ２０アルキル、Ｃ６～Ｃ２０アルケニル、またはＣ６～Ｃ２０アルキニルであり、
   Ｒ^２は、水素、あるいはハロ、ヒドロキシル、カルボキシル、アミノ、ホルミル、ビニル、エポキシ、メルカプト、エステル、アジド、マレイミド、イソシアナト、またはイソチオシアナト基であり、
   ｐは、１から１０、１００、１，０００、５，０００、１０，０００、５０，０００、または１００，０００までの整数である］、
   前記１つまたは複数の親水性単位が式ＩＶによって表される構造を有する：
   ［式中、
   Ｒは、水素またはＣ１～Ｃ８アルキルであり、
   Ｒ^１は非存在であるか、または－Ｏ－、－ＮＨ－、もしくは－ＣＨ_２－であり、
   Ｒ^３は、－（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｒ^５）_ｎ－、－Ｃ_１－Ｃ_６アルキル－Ｏ－、および－Ｃ_１－Ｃ_６アルキル－ＳＯ_３－、またはその塩からなる群から選択され、ここで、Ｒ^５は－Ｏ－であり、ｎは、５から１０、２５、５０、７５、１００、１，０００、５，０００、または１０，０００までの整数である、
   Ｒ^４は非存在であるか、あるいは、水素、アルキル、ホスホノ、スルホノ、ホスファチジルコリン、ホスホリル、ハロ、ヒドロキシル、カルボキシル、アミノ、アンモニオ、ホルミル、またはエステル基であり、
   ｐは、１から１０、１００、１，０００、５，０００、１０，０００、５０，０００、または１００，０００までの整数である］、
   化合物。
2. 前記色素がテトラピロール大環状分子を含む、請求項１に記載の化合物。
3. 前記１つまたは複数の疎水性単位および前記１つまたは複数の親水性単位が前記ポリマーにランダムに分布されている、請求項１または２に記載の化合物。
4. 前記１つまたは複数の疎水性単位および前記１つまたは複数の親水性単位が、約１：１、１：２、１：３、１：４、１：５、１：６、１：７、１：８、１：９、または１：１０の比で前記ポリマー中に存在しており、任意選択で、前記１つまたは複数の疎水性単位および前記１つまたは複数の親水性単位が、約１：６（疎水性単位：親水性単位）の比で前記ポリマー中に存在する、請求項１～３のいずれか一項に記載の化合物。
5. 水溶液中で自己折り畳み、任意選択でユニマーミセル構造への自己折り畳みを行う、請求項１～４のいずれか一項に記載の化合物。
6. 前記ポリマーが、両親媒性ランダムコポリマー、任意選択で直鎖状の両親媒性ランダムコポリマーである、請求項１～５のいずれか一項に記載の化合物。
7. 架橋結合されており、任意選択で、折り畳まれた構造にある場合に架橋結合されている、請求項１～６のいずれか一項に記載の化合物。
8. 折り畳まれて粒子を提供し、前記粒子が約１ｎｍまたは３ｎｍから約３０ｎｍまたは４０ｎｍの範囲の直径を有していてもよい、請求項１～７のいずれか一項に記載の化合物。
9. 前記１つもしくは複数の疎水性単位の少なくとも一部分が前記粒子のコア中に存在する、および／または、前記１つもしくは複数の親水性単位の少なくとも一部分が前記粒子の周辺に存在する、請求項８に記載の化合物。
10. 前記色素が、前記化合物の一部分によってカプセル封入されている、請求項１～９のいずれか一項に記載の化合物。
11. 前記ポリマーがテレケリックポリマーまたはヘテロテレケリックポリマーである、請求項１～１０のいずれか一項に記載の化合物。
12. 前記色素が疎水性である、請求項１～１１のいずれか一項に記載の化合物。
13. 水溶性であり、約１ｍｇ／ｍＬ～約１０ｍｇ／ｍＬの範囲の、室温での水への溶解度を有していてもよい、請求項１～１２のいずれか一項に記載の化合物。
14. 前記１つもしくは複数の疎水性単位のうちの少なくとも１つがアルキルペンダント基を含む、および／または、前記１つもしくは複数の親水性単位のうちの少なくとも１つがグリコールペンダント基を含む、請求項１～１３のいずれか一項に記載の化合物。
15. 前記ポリマーが、１つの色素および任意選択で１つのバイオコンジュゲート基に付着している、請求項１～１４のいずれか一項に記載の化合物。
16. 前記疎水性単位中のＲ^２が水素であるか、またはヒドロキシル、カルボキシル、アミノ、ホルミル、もしくはエステル基である、請求項１～１５のいずれか一項に記載の化合物。
17. 前記疎水性単位中のＲ^２が、ビニル、エポキシ、メルカプト、アジド、イソシアナト、イソチオシアナト、またはマレイミド基である、請求項１～１５のいずれか一項に記載の化合物。
18. 前記親水性単位中のＲ^４が、水素、アルキル、ホスホノ、スルホノ、ホスファチジルコリン、ホスホリル、ハロ、ヒドロキシル、カルボキシル、アミノ、アンモニオ、ホルミル、またはエステル基である、請求項１～１７のいずれか一項に記載の化合物。
19. 前記親水性単位中のＲ^４が、水素またはアルキルである、請求項１～１７のいずれか一項に記載の化合物。
20. Ｒ^３が、－Ｃ_１－Ｃ_６アルキル－Ｏ－、または－（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｒ^５）_ｎ－であり、Ｒ^５が－Ｏ－であり、前記親水性単位中のＲ^４が、水素、アルキル、ホスホノ、スルホノ、ホスファチジルコリン、またはホスホリル基である、請求項１～１８のいずれか一項に記載の化合物。
21. 前記親水性単位中のＲ^４が、ヒドロキシル、カルボキシル、アミノ、アンモニオ、ホルミル、エステル、ホスホノ、またはスルホノ基である、請求項１～１８のいずれか一項に記載の化合物。
22. Ｒ^３が－Ｃ_１－Ｃ_６アルキル－ＳＯ_３－またはその塩である、請求項１～１８のいずれか一項に記載の化合物。
23. コアおよびシェルが含まれる粒子と、
    水と
    を含む組成物であって、
    前記粒子は、色素；および、
    １つまたは複数の疎水性単位および１つまたは複数の親水性単位を含む、ポリマー主鎖を有するポリマー、ここで、前記ポリマー主鎖は第１の末端および第２の末端を有し、前記第１の末端および第２の末端は前記ポリマー主鎖の反対の終端であり、前記色素は前記ポリマー主鎖の第１の末端に共有結合しており、任意選択で、バイオコンジュゲート基が前記色素または前記前記ポリマー主鎖の第２の末端に共有結合していてよい；を含み、
    前記１つまたは複数の疎水性単位が式ＩＩＩによって表される構造を有し：
    ［式中、
    Ｒは、水素またはＣ１～Ｃ８アルキルであり、
    Ｒ^１は非存在であるか、または－Ｏ－、－ＮＨ－、－ＣＨ_２－であり、
    Ａは、Ｃ６～Ｃ２０アルキル、Ｃ６～Ｃ２０アルケニル、またはＣ６～Ｃ２０アルキニルであり、
    Ｒ^２は、水素、あるいはハロ、ヒドロキシル、カルボキシル、アミノ、ホルミル、ビニル、エポキシ、メルカプト、エステル、アジド、マレイミド、イソシアナト、またはイソチオシアナト基であり、
    ｐは、１から１０、１００、１，０００、５，０００、１０，０００、５０，０００、または１００，０００までの整数である］、
    前記１つまたは複数の親水性単位が式ＩＶによって表される構造を有する：
    ［式中、
    Ｒは、水素またはＣ１～Ｃ８アルキルであり、
    Ｒ^１は非存在であるか、または－Ｏ－、－ＮＨ－、もしくは－ＣＨ_２－であり、
    Ｒ^３は、－（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｒ^５）_ｎ－、－Ｃ_１－Ｃ_６アルキル－Ｏ－、および－Ｃ_１－Ｃ_６アルキル－ＳＯ_３－、またはその塩からなる群から選択され、ここで、Ｒ^５は－Ｏ－であり、ｎは、５から１０、２５、５０、７５、１００、１，０００、５，０００、または１０，０００までの整数である、
    Ｒ^４は非存在であるか、あるいは、水素、アルキル、ホスホノ、スルホノ、ホスファチジルコリン、ホスホリル、ハロ、ヒドロキシル、カルボキシル、アミノ、アンモニオ、ホルミル、またはエステル基であり、
    ｐは、１から１０、１００、１，０００、５，０００、１０，０００、５０，０００、または１００，０００までの整数である］、
    組成物。
24. 前記化合物が前記粒子を形成する、請求項２３に記載の組成物。
25. 前記化合物および前記粒子が、前記組成物中で約１：１の比で存在する、請求項２３または２４に記載の組成物。
26. 前記１つまたは複数の疎水性単位の少なくとも一部分が前記粒子の前記コア中に存在する、請求項２３から２５のいずれか一項に記載の組成物。
27. 前記１つまたは複数の親水性単位の少なくとも一部分が前記粒子の前記シェル中に存在する、請求項２３から２６のいずれか一項に記載の組成物。
28. 前記組成物を１００×まで希釈した場合またはマイクロモーラー以下の濃度まで希釈した場合に、前記粒子が折り畳まれた構造に保たれる、請求項２３から２７のいずれか一項に記載の組成物。
29. 前記色素が、前記粒子のコア中に存在する、および／または前記ポリマーの少なくとも一部分によってカプセル封入されている、請求項２３から２８のいずれか一項に記載の組成物。
30. 前記化合物が請求項２から２２のいずれか一項に記載の化合物である、請求項２３から２９のいずれか一項に記載の組成物。
31. 疎水性単量体と親水性単量体とを重合させて、疎水性単位および親水性単位を含む、ポリマー主鎖を有するコポリマーを提供するステップ、ここで、前記ポリマー主鎖は第１の末端および第２の末端を有する、と、
    色素を前記コポリマーの第１の末端に付着させることによって、前記化合物を提供するステップを含み、
    バイオコンジュゲート基を前記コポリマーの第２の末端に付着させるステップ、または、バイオコンジュゲート基を前記色素に付着させるステップ、を含んでよく、ならびに／または
    前記化合物を架橋結合させるステップを含んでもよい、化合物を調製する方法であって、
    前記疎水性単量体が式Ｉによって表される構造を有し：
    ［式中、
    Ｒは、水素またはＣ１～Ｃ８アルキルであり、
    Ｒ^１は非存在であるか、または－Ｏ－、－ＮＨ－、－ＣＨ_２－であり、
    Ａは、Ｃ６～Ｃ２０アルキル、Ｃ６～Ｃ２０アルケニル、またはＣ６～Ｃ２０アルキニルであり、
    Ｒ^２は水素であるか、または、ハロ、ヒドロキシル、カルボキシル、アミノ、ホルミル、もしくはエステル基である］、
    前記親水性単量体が式ＩＩによって表される構造を有する：
    ［式中、
    Ｒは、水素またはＣ１～Ｃ８アルキルであり、
    Ｒ^１は非存在であるか、または－Ｏ－、－ＮＨ－、もしくは－ＣＨ_２－であり、
    Ｒ^３は、－（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｒ^５）_ｎ－、－Ｃ_１－Ｃ_６アルキル－Ｏ－、および－Ｃ_１－Ｃ_６アルキル－ＳＯ_３－、またはその塩からなる群から選択され、ここで、Ｒ^５は－Ｏ－であり、ｎは、５から１０、２５、５０、７５、１００、１，０００、５，０００、または１０，０００までの整数である、
    Ｒ^４は非存在であるか、あるいは、水素、アルキル、ホスホノ、スルホノ、ホスファチジルコリン、ホスホリル、ハロ、ヒドロキシル、カルボキシル、アミノ、アンモニオ、ホルミル、またはエステル基である］、
    方法。
32. 前記疎水性単量体と前記親水性単量体とを重合させるステップが、リビングラジカル重合を介して、開始剤、触媒、および任意選択で共触媒の存在下で、前記疎水性単量体と前記親水性単量体とを重合させてコポリマーを提供するステップを含む、請求項３１に記載の方法。
33. 前記触媒が、ルテニウム複合体、鉄複合体、銅複合体、ニッケル複合体、またはレニウム複合体であり、任意選択で、前記触媒が、ペンタメチルシクロペンタジエニルビス（トリフェニルホスフィン）ルテニウム（ＩＩ）クロライドである、請求項３１または３２に記載の方法。
34. 前記共触媒が存在しており、任意選択で前記共触媒が４－（ジメチルアミノ）－１－ブタノールである、請求項３１から３３のいずれか一項に記載の方法。
35. 前記疎水性単量体と前記親水性単量体とを重合させるステップが、リビングラジカル重合を介して、開始剤およびＲＡＦＴ剤の存在下で、前記疎水性単量体と前記親水性単量体とを重合させてコポリマーを提供するステップを含む、請求項３１に記載の方法。
36. 前記ＲＡＦＴ剤が、ジチオエステル、ジチオカルバメート、トリチオカルボネート、ジチオベンゾエート、および／またはキサンテートである、請求項３５に記載の方法。
37. 前記疎水性単量体がアルキルアクリレートである、および／または前記親水性単量体がグリコールアクリレートである、請求項３１から３６のいずれか一項に記載の方法。
38. 前記疎水性単量体と前記親水性単量体とを重合させてコポリマーを提供するステップが、少なくとも１つの疎水性単量体を２つ以上の異なる親水性単量体と重合させるステップを含み、前記２つ以上の異なる親水性単量体が、非イオン性の親水性単量体およびイオン性の親水性単量体を含んでもよい、請求項３１から３７のいずれか一項に記載の方法。
39. 前記少なくとも１つの疎水性単量体を前記非イオン性の親水性単量体および前記イオン性の親水性単量体と重合させ、前記非イオン性の親水性単量体および前記イオン性の親水性単量体を、約１：１、１：２、１：３、１：４、１：５、または１：６の比で重合させる、請求項３８に記載の方法。
40. 前記疎水性単量体と前記親水性単量体とを重合させるステップが、前記疎水性単量体と前記親水性単量体とを、約１：１、１：２、１：３、１：４、１：５、１：６、１：７、１：８、１：９、または１：１０の比で重合させるステップを含む、請求項３１から３９のいずれか一項に記載の方法。
41. 前記開始剤が前記色素を含む、請求項３１から４０のいずれか一項に記載の方法。
42. 前記コポリマーを、任意選択でトリフルオロ酢酸および水の存在下で加水分解して、前記コポリマーの前記第１の部分でホルミル基を提供するステップをさらに含む、請求項３１から４１のいずれか一項に記載の方法。
43. 前記色素を前記コポリマーの前記第１の部分に付着させるステップが、前記色素を前記コポリマーの前記ホルミル基と反応させて、任意選択でアルデヒド－ヒドラジド化学を介して、前記色素と前記コポリマーとの間にヒドラゾン結合を形成させるステップを含む、請求項４２に記載の方法。
44. 前記コポリマーをメルカプト酢酸およびトリエチルアミンと反応させて、前記コポリマーの前記第２の部分でカルボキシメチルスルファニル基を提供するステップをさらに含む、請求項３１から４３のいずれか一項に記載の方法。
45. 前記カルボキシメチルスルファニル基を誘導体化して、前記コポリマーの前記第２の部分でＮ－ヒドロキシスクシンイミドエステルを提供するステップをさらに含む、請求項４４に記載の方法。
46. 前記バイオコンジュゲートを付着させるステップを含む、請求項４５に記載の方法であって、前記バイオコンジュゲートを前記コポリマーの前記第２の部分に付着させるステップが、前記コポリマーの前記第２の部分で生体分子を前記Ｎ－ヒドロキシスクシンイミドエステルに付着させるステップまたは還元性アミノ化を介して前記ホルミル基を前記生体分子上のアミン基に付着させるステップを含む方法。
47. 前記コポリマーをアジ化ナトリウムと反応させてアジド基を提供するステップと、任意選択で、銅触媒アジド－アルキン化学を介して前記色素を前記アジド基に付着させるステップとをさらに含む、請求項３１から４１のいずれか一項に記載の方法。
48. 前記化合物を架橋結合させるステップを含む、請求項３１から４７のいずれか一項に記載の方法であって、前記化合物を架橋結合させるステップが、前記化合物を架橋結合基と反応させるステップを含む方法。
49. 前記化合物を薬剤と反応させて、ハロ、ヒドロキシル、カルボキシル、アミノ、ホルミル、ビニル、エポキシ、メルカプト、エステル、アジド、マレイミド、イソシアナト、イソチオシアナト、アンモニウム、ホスホノ、スルホノ、またはホスファチジルコリン基であるペンダント官能基を有する前記親水性単位および／または前記疎水性単位を提供するステップをさらに含む、請求項３１から４８のいずれか一項に記載の方法。
50. 前記コポリマーをアミンと反応させて、前記コポリマーの前記第１の部分でチオール基を提供するステップをさらに含む、請求項３５または３６に記載の方法。
51. 前記色素を前記第１の部分に付着させるステップが、前記色素を前記コポリマーの前記第１の部分の前記チオール基に付着させるステップを含む、請求項５０に記載の方法。
52. 前記疎水性単量体中のＲ^２が水素であるか、またはヒドロキシル、カルボキシル、アミノ、ホルミル、もしくはエステル基である、請求項３１～５１のいずれか一項に記載の方法。
53. 前記親水性単量体中のＲ^４が、ヒドロキシル、カルボキシル、アミノ、ホルミル、またはエステル基である、請求項３１～５２のいずれか一項に記載の方法。
54. Ｒ^３が－Ｃ_１－Ｃ_６アルキル－Ｏ－であり、前記親水性単量体中のＲ^４が、水素、アルキル、ホスホノ、スルホノ、ホスファチジルコリン、またはホスホリル基である、請求項３１～５２のいずれか一項に記載の方法。
55. Ｒ^３が－（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｒ^５）_ｎ－であり、Ｒ^５が－Ｏ－であり、前記親水性単量体中のＲ^４が、ヒドロキシル、カルボキシル、アミノ、アンモニオ、ホルミル、エステル、ホスホノ、またはスルホノ基である、請求項３１～５２のいずれか一項に記載の方法。
56. 前記化合物が請求項２から２２のいずれか一項に記載の化合物である、請求項３１から５５のいずれか一項に記載の方法。
57. 請求項３１から５６のいずれか一項に記載の方法に従って調製した化合物。
58. フローサイトメトリーにおける、請求項１から２２、５７のいずれか一項に記載の化合物または請求項２３から３０のいずれか一項に記載の組成物の使用。
59. フローサイトメトリーを使用して細胞および／または粒子を検出する方法であって、細胞および／または粒子を、請求項１から２２、５７のいずれか一項に記載の化合物または請求項３１から５６のいずれか一項に記載の方法に従って調製した化合物で標識するステップと、
    前記化合物をフローサイトメトリーによって検出することによって、前記細胞および／または粒子を検出するステップと
    を含む方法。
60. 対象において組織および／または病原体を検出する方法であって、
    前記対象に、請求項１から２２、５７のいずれか一項に記載の化合物、請求項２３から３０のいずれか一項に記載の組成物、または請求項３１から５６のいずれか一項に記載の方法に従って調製した化合物を投与するステップ、
    ここで、前記化合物は、前記組織および／または病原体と会合してもよい
    および、
    前記対象内の前記化合物を検出することによって、前記組織および／または病原体を検出するステップ、
    を含む方法。
61. それを必要としている対象において、細胞および／または組織を処置する方法であって、
    請求項１から２２、５７のいずれか一項に記載の化合物、請求項２３から３０のいずれか一項に記載の組成物、または請求項３１から５６のいずれか一項に記載の方法に従って調製した化合物を、前記対象に投与するステップ、
    ここで、前記化合物は、前記細胞および／または組織と会合してもよい
    および、
    前記対象またはその一部分に、前記細胞および／または組織を処置するために十分な波長および強度の光を照射するステップ、
    ここで、前記光は、前記化合物またはその一部を活性化させてもよい
    を含む方法。
62. 前記細胞および／または組織が過剰増殖組織である、請求項６１に記載の方法。
63. それを必要としている対象において、過剰増殖組織を処置するための光線力学的治療方法であって、
    前記対象に、請求項１から２２、５７のいずれか一項に記載の化合物、請求項２３から３０のいずれか一項に記載の組成物、または請求項３１から５６のいずれか一項に記載の方法に従って調製した化合物を投与するステップ、
    ここで、前記化合物は、前記過剰増殖組織と会合してもよい
    および、
    前記過剰増殖組織に、前記化合物またはその一部を活性化するために十分な波長および強度の光を照射し、それによって前記過剰増殖組織を処置するステップ
    を含む方法。
64. 請求項１から２２、５７のいずれか一項に記載の化合物または請求項３１から５６のいずれか一項に記載の方法に従って調製した化合物を含む生体分子。
65. 請求項１から２２、５７のいずれか一項に記載の２つ以上の化合物または請求項３１から５６のいずれか一項に記載の方法に従って調製した２つ以上の化合物を含む、請求項６４に記載の生体分子。