JP7441306B2 - 化合物及びこれを用いた標識生体物質 - Google Patents
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Description
例えば、タンパク質混合物から特定のタンパク質を検出するウエスタンブロッティング(以下、WBとも略す。)でも、上記特定のタンパク質の有無ないし存在量を、このタンパク質に対して結合性の蛍光標識抗体を用いて検出する蛍光法が利用されている。
また、生体中の生体分子、細胞及び組織等の動態及び機能等を解析するバイオイメージング技術においては、蛍光標識により可視化した生体の特定の部位を観察する生体蛍光イメージングが、生体観察の技術の一つとして利用されている。
この問題に対処した技術として、例えば、特許文献1及び2には、水溶性のPEG(ポリエチレングリコール)基を導入したシアニン色素が記載されている。上記特許文献1及び2によれば、各特許文献記載のシアニン色素は、色素が有するPEG基によって標識後の色素間における自己会合が抑制され、従来のシアニン色素に比べて高い蛍光強度を示すとされる。
本発明は、生体物質への結合性が良好であり、得られた標識生体物質が優れた蛍光強度を示す化合物を提供することを課題とする。また本発明は、この化合物と生体物質とを結合してなる標識生体物質を提供することを課題とする。
〔1〕
下記一般式(1)で表される化合物。
R11~R13は、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基又はハロゲン原子を示し、隣接する基同士が互いに結合して5又は6員環を形成していてもよい。
nは1~3の整数である。
L1及びL2は置換基を有していてもよいアルキル基又は-(CH2-CH2-O)m-R21を示す。R21及びmは、上記のR21及びmと同義である。
α1及びα2は0または1である。
環Z1及び環Z2は、炭素原子及び窒素原子から選択される環構成原子で形成される6員環を示し、置換基を有していてもよく、縮合環を形成していてもよい。ただし、環Z1及び環Z2の少なくとも一方は、下記一般式(Zα)で表されるベンゼン環、又は、下記規定(Zβ)を満たす含窒素6員環である。
R23~R25は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、スルホ基、スルホンアミド基、ニトロ基又はハロゲン原子を示し、隣接する基同士が互いに結合して縮合環を形成していていてもよい。
一般式(Zα)で表される構造は、R22が、L1もしくはL2が結合する窒素原子のオルト位になるよう、*の位置で一般式(1)の上記窒素原子を含む複素環と結合する。
規定(Zβ):L1もしくはL2が結合する窒素原子に対してオルト位に位置する環構成原子が窒素原子である、含窒素6員環である。このオルト位に位置する環構成窒素原子は置換基で置換されていてもよい。
R1~R4、L1及びL2の少なくとも1つは-(CH2-CH2-O)m-R21で表される構造を含む。R21及びmは、上記のR21及びmと同義である。
L1、L2及び上記のオルト位に位置する環構成窒素原子が有する置換基の少なくとも1つは、カルボキシ基又は生体物質に結合可能な置換基を含む。
Z1及びZ2の少なくとも一方が上記の規定(Zβ)を満たす含窒素6員環である場合、L1、L2、R1~R4及び上記のオルト位に位置する環構成窒素原子が有する置換基のうちの2つが互いに結合して、繰り返し数2n+3のメチン鎖を含む環を形成していてもよい。
ただし、式(1)で表される化合物は中性の化合物である。
〔2〕
下記一般式(2-1)~(2-3)のいずれかで表される、〔1〕に記載の化合物。
R32~R35は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、スルホ基、スルホンアミド基、ニトロ基又はハロゲン原子を示し、隣接する基同士が互いに結合して縮合環を形成していてもよい。
R1~R4、R11~R13、L1、L2、R21~R25及びmは上記のR1~R4、R11~R13、L1、L2、R21~R25及びmと同義である。
lは2又は3を示す。
L1、L2及びR31の少なくとも1つは、カルボキシ基又は生体物質に結合可能な置換基を含む。
ただし、式(2-1)~(2-3)のいずれかで表される化合物は中性の化合物である。
〔3〕
上記のR1及びR2の少なくとも1つと上記のR3及びR4の少なくとも1つとが、m=1~10であって、-(CH2-CH2-O)m-で表される構造を含む、〔1〕又は〔2〕に記載の化合物。
〔4〕
上記のL1、L2、規定(Zβ)におけるオルト位に位置する環構成窒素原子が有する置換基及びR31の少なくとも1つが、カルボキシ基又は生体物質に結合可能な置換基と、m=1~10であって、-(CH2-CH2-O)m-で表される構造とを含む、〔1〕~〔3〕のいずれか1つに記載の化合物。
〔5〕
上記R11~R13の少なくとも1つがアリールオキシ基又はアリールチオ基である、〔1〕~〔4〕のいずれか1つに記載の化合物。
〔6〕
下記一般式(5-1)~(5-4)のいずれかで表される、〔1〕に記載の化合物。
R31は、置換基を有していてもよいアルキル基又は-(CH2-CH2-O)m-R21を示す。
R32~R35は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、スルホ基、スルホンアミド基、ニトロ基又はハロゲン原子を示し、隣接する基同士が互いに結合して縮合環を形成していてもよい。
lは2又は3を示す。
L3~L6はアルキレン基又は-(CH2-CH2-O)m-アルキレン-*を示す。*はUとの結合位置を示す。
連結基Uは総原子数1~100の2価の連結基を示す。
R11~R13、R21、L1及びmは、上記のR11~R13、R21、L1及びmと同義である。
R1~R6、L1、R31及びL3~L6の少なくとも1つは-(CH2-CH2-O)m-で表される構造を含む。mは、上記mと同義である。
L1、R31、L3~L6及び連結基Uの少なくとも1つは、カルボキシ基又は生体物質に結合可能な置換基を含む。
ただし、式(5-1)~(5-4)で表される化合物は中性の化合物である。
〔7〕
上記連結基UにおけるL3~L6との連結部が、-O-基、-NR50-基、-COO-基、-CONR50-基又は-SO2NR50-基である〔6〕に記載の化合物。ただし、R50は水素原子又はアルキル基である。
〔8〕
上記のR1及びR2の少なくとも1つと、上記のR3及びR4の少なくとも1つとが、m=1~10であって、-(CH2-CH2-O)m-で表される構造を含む、〔6〕又は〔7〕に記載の化合物。
〔9〕
上記L3~L6の全てが、m=1~10であって、-(CH2-CH2-O)m-で表される構造を含む、〔6〕~〔8〕のいずれか1つに記載の化合物。
〔10〕
上記連結基Uが、カルボキシ基又は生体物質に結合可能な置換基を有する、2価の連結基である、〔6〕~〔9〕のいずれか1つに記載の化合物。
〔11〕
〔1〕~〔10〕のいずれか1つに記載の化合物と生体物質とが結合してなる標識生体物質。
〔12〕
上記生体物質がタンパク質、アミノ酸、核酸、糖鎖及びリン脂質のいずれかである〔11〕に記載の標識生体物質。
本明細書において、特段の断りがない限り、二重結合については、分子内にE型及びZ型が存在する場合、そのいずれであっても、またこれらの混合物であってもよい。また、特段の断りがない限り、化合物としてジアステレオマー及びエナンチオマーが存在する場合には、そのいずれであっても、またこれらの混合物であってもよい。
塩構造の場合、その塩の種類は1種類でもよく、2種類以上混在していてもよく、化合物中で塩型と遊離酸構造の基が混在していてもよく、また、塩構造の化合物と遊離酸構造化合物が混在していてもよい。
本発明の化合物は、いずれも中性の化合物である。本発明において、化合物が中性であるとは、電気的に中性であることを意味する。具体的には、化合物内の電荷を有する基又は対イオンによって、化合物全体として電荷が0となるように調整されている。例えば、一般式(1)で表される化合物において、L2が結合する窒素原子の形式電荷は、α2=0である場合を除き+1である。この形式電荷と対となるようにして、化合物中のスルホ基等の解離性基がスルホン酸イオン等のイオン構造を有することによって、本発明の化合物は、化合物全体として電荷0の化合物となる。α2=0である場合、L2が結合する窒素原子の形式電荷は0である。
なお、一般式(1)で表される化合物において、L1が結合する窒素原子の形式電荷は、α1=1である場合0である。α1=0である場合は、L1が結合する窒素原子の形式電荷が0となるよう、一般式(1)におけるL1が結合する窒素原子を含有する5員環と環Z1との縮合部分の二重結合に代えて、L1が結合する窒素原子と環Z1との結合部分が二重結合となる共役構造を取る。
本発明で規定する各一般式においては、化合物が有する正電荷を、特定の窒素原子が有する構造として便宜上特定して示している。ただし、本発明の化合物は共役系を有するため、実際には、上記窒素原子以外の他の原子が正電荷を採りうることもあり、化学構造の1つとして各一般式で表される構造を取りうる化合物であれば、各一般式で表される化合物に包含される。このことは負電荷についても同様である。
本発明において、L1が結合する窒素原子に対するオルト位とは、環構成原子としてL1が結合する窒素原子を含み、環Z1が縮環した複素環において、L1が結合する窒素原子を1位、R1及びR2が結合する炭素原子を3位としたときの、環Z1が5員環である場合は6位を、環Z1が6員環である場合は7位を、それぞれ意味する。例えば、一般式(2-1)~(2-3)においては、L1が結合する窒素原子に対するオルト位に位置する置換基はR32である。このことは、L2が結合する窒素原子に対するオルト位についても同様である。
また、本発明の効果を損なわない範囲で、構造の一部を変化させたものを含む意味である。更に、置換又は無置換を明記していない化合物については、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の置換基を有していてもよい意味である。このことは、置換基(例えば、「アルキル基」、「メチル基」、「メチル」などのように表現される基)及び連結基(例えば、「アルキレン基」、「メチレン基」、「メチレン」などのように表現される基)についても同様である。このような任意の置換基のうち、本発明において好ましい置換基は、後述の置換基群Tから選択される置換基である。
本発明において、ある基の炭素数を規定する場合、この炭素数は、本発明ないし本明細書において特段の断りのない限りは、基全体の炭素数を意味する。つまり、この基がさらに置換基を有する形態である場合、この置換基を含めた全体の炭素数を意味する。
本発明の化合物は、一般式(1)で示されるように、環構成原子として窒素原子を含み、環Z1若しくは環Z2が縮環した複素環を両末端に有するポリメチン鎖(本発明において、共役二重結合によって結ばれたメチン鎖であって、メチン鎖を構成する炭素原子数が2n+3であるメチン鎖を意味し、繰り返し数2n+3のメチン鎖とも称す。以下、同様である。)を有し、更に、環Z1が縮環した複素環の窒素原子が三級アミン構造を有し、環Z2が縮環した複素環の窒素原子が四級アンモニウム構造を有することにより、ポリメチン骨格を介した電荷移動による吸収が生じる。このように、本発明の化合物は、ポリメチン色素(広義にはシアニン色素)と称される化合物に分類される。
本発明の化合物は、上記構造を有する上で、更に、上記2つの複素環における、3位の環構成炭素原子に結合するR1~R4並びに環構成窒素原子に置換するL1及びL2の少なくとも1つが、m=1~10であって、-(CH2-CH2-O)m-R21で表されるPEG(ポリエチレングリコール)基を含む構造を有し、L1、L2及び環Z1又は環Z2が有し得る後記規定(Zβ)のオルト位に位置する環構成窒素原子が有する置換基の少なくとも1つが、生体物質に結合可能な置換基を有する。これによって、mが10を越えるPEG基を有する化合物において、大きな排除体積効果により生じてしまう生体物質への結合性の低下が抑えられ、生体物質への良好な結合性を示すことができる。
加えて、本発明の化合物は、上記の環Z1及び環Z2の少なくとも一方として、後記一般式(Zα)で表される、窒素原子に対するオルト位に置換基を有するベンゼン環、又は、後記規定(Zβ)を満たす、窒素原子に対するオルト位が窒素原子である含窒素6員環を有する。これにより、ポリメチン鎖の末端に結合する複素環の環構成窒素原子に対するオルト位の置換基の立体効果、オルト位に位置する窒素原子により得られる親水化効果によって、化合物同士の相互作用が抑制された結果、化合物の自己会合による蛍光強度の低下を抑制することができると考えられる。
近赤外光励起による蛍光検出は、可視光励起による検出に比べてメンブレンの自家蛍光、すなわちバックグラウンド蛍光を抑制できるため、シグナルノイズ比(S/N比)を高めやすく、目的のタンパク質を高感度に検出することが可能となる。そのため、近年、微量タンパク質の解析研究において、近赤外領域の発光を利用した蛍光検出WBの必要性が増してきている。
しかし、近赤外領域では、一般的に蛍光色素の蛍光量子収率が低く、高いシグナル量を得ることが難しい。本発明の化合物のうちn=2又は3である化合物は、上記の700nm付近と800nm付近の2種類のものを有する多色WBにおいても、生体物質への良好な結合性と優れた蛍光強度とを示す化合物として使用でき、特に、タンパク質をより高感度に観察、検出するという要望に対しても、上記特許文献1及び2記載のシアニン色素を含む従来のシアニン色素を用いた蛍光標識と比較して、生体物質への良好な結合性と優れた蛍光強度とを示すことができる。
本発明の一般式(1)で表される化合物は、下記の通りである。
R11~R13は、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基又はハロゲン原子を示し、隣接する基同士が互いに結合して5又は6員環を形成していてもよい。
nは1~3の整数である。
L1及びL2は置換基を有していてもよいアルキル基又は-(CH2-CH2-O)m-R21を示す。R21及びmは、上記のR21及びmと同義である。
α1及びα2は0または1である。
環Z1及び環Z2は、炭素原子及び窒素原子から選択される環構成原子で形成される6員環を示し、置換基を有していてもよく、縮合環を形成していてもよい。ただし、環Z1及び環Z2の少なくとも一方は、後記一般式(Zα)で表されるベンゼン環、又は、後記規定(Zβ)を満たす含窒素6員環である。
L1、L2及び後記規定(Zβ)におけるオルト位に位置する環構成窒素原子が有する置換基の少なくとも1つは、カルボキシ基又は生体物質に結合可能な置換基を含む。
Z1及びZ2の少なくとも一方が後記の規定(Zβ)を満たす含窒素6員環である場合、L1、L2及び後記規定(Zβ)におけるオルト位に位置する環構成窒素原子が有する置換基のうちの2つが互いに結合して、繰り返し数2n+3のメチン鎖を含む環を形成していてもよい。
ただし、式(1)で表される化合物は中性の化合物である。
R1~R4は、各々独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基又は-(CH2-CH2-O)m-R21を示す。R1とR2は互いに連結して環を形成していてもよく、R3とR4は互いに連結して環を形成していてもよい。
R1~R4として採りうるアルキル基、アリール基及びヘテロアリール基は、後述する置換基群Tにおけるアルキル基、アリール基及びヘテロアリール基と同義である。
置換基を有するアルキル基のアルキル基部分の炭素数としては、1~10が好ましく、1~8がより好ましく、2~6がさらに好ましく、3~5がさらに好ましい。また、置換基を有するアルキル基の最長鎖を構成する原子数としては、3~35が好ましく、3~30がより好ましく、3~25がさらに好ましい。ただし、後述するように、L1、L2及び後記規定(Zβ)におけるオルト位に位置する環構成窒素原子が有する置換基のうちの2つが互いに結合する場合には、L3~L6及びUで構成される基において、上記置換基を有するアルキル基の最長鎖に該当する部分を構成する原子数は、5~50であることも好ましく、5~40がより好ましく、5~30がさらに好ましい。
本発明において、「置換基を有するアルキル基のアルキル基部分の炭素数」とは、アルキル基が有する置換基部分を除く炭素数を意味する。
本発明において、「置換基を有するアルキル基の最長鎖を構成する原子数」とは、置換基部分を含む原子数(すなわち、全原子数から、最長鎖を構成しない分子鎖の原子数を引いた原子数)を意味する。なお、スルホ基、カルボキシ基等の解離性の水素原子を有する置換基が最長鎖を構成する場合、解離の有無にかかわらず、水素原子を含めて計算する。また、後述する生体物質に結合可能な置換基部分における原子数は含めない。
R1~R4として採りうる置換基を有するアルキル基としては、上記置換基を有するアルキル基であれば特に制限はないが、分子間相互作用の抑制の観点からは、-(CH2-CH2-O)m-R21を置換基として有するアルキル基が好ましい。この場合、-(CH2-CH2-O)m-R21がアルキル基に直接置換していてもよく、カルバモイル基と-(CH2-CH2-O)m-R21との組み合わせからなる基として置換していてもよい。
R1~R4として採りうる-(CH2-CH2-O)m-R21において、mは1~10であり、R21は置換基を有していてもよいアルキル基を示す。
mは平均繰り返し数(単に、繰り返し数とも称す。)を意味し、4~10が好ましく、4~8がより好ましい。
上記平均繰り返し数は、化合物について1H-NMR測定を行い、平均積分値より算出することができる。本発明において規定する平均繰り返し数は、上記方法により算出される平均繰り返し数の小数第一位を四捨五入して得られる数を意味する。
R21における置換基を有していてもよいアルキル基は、上記R1~R4として採りうる、置換基を有していてもよいアルキル基の記載を適用することができる。
R1~R4として採りうる-(CH2-CH2-O)m-R21及びR1~R4に含まれる-(CH2-CH2-O)m-R21としては、-(CH2-CH2-O)m-無置換のアルキル基が好ましい。
上記-(CH2-CH2-O)m-におけるmは、上記-(CH2-CH2-O)m-R21におけるmと同義である。
R1~R4の置換基はシアニン色素骨格(平面)に対し垂直方向へ張り出すため、この置換基として-(CH2-CH2-O)m-で表される構造を含むことにより、縮環部分がπ-π相互作用しにくくなり(会合抑制効果が強まり)、会合による蛍光強度の低下を抑制できると推定している。
R11~R13は、各々独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基又はハロゲン原子を示す。隣接する基同士が互いに結合して5又は6員環を形成していてもよい。
R11~R13として採りうるアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基及びハロゲン原子は、後述する置換基群Tにおけるアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基及びハロゲン原子と同義であり、好ましい範囲も同じである。
R11~R13として採りうるアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基及びアミノ基は、各々独立に、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。
R11~R13におけるアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基及びアミノ基が有していてもよい置換基としては、後述する置換基群Tにおける置換基が挙げられ、例えば、アルコキシ基又はスルホ基が好ましい。
例えば、n=3の場合を例にすると、R11~R13のうち隣接する基同士が結合して形成される環を有する構造としては、下記構造が好ましく挙げられる。なお、下記例においては、環構造を形成していないR11~R13は水素原子であり、環構造は置換基を有しない構造を記載しているが、これらに限定されるものではない。
R12及び上記以外のR13は、水素原子、アルキル基、アリールオキシ基又はアリールチオ基が好ましく、水素原子、アルキル基又はアリールオキシ基がより好ましい。
R11~R13の少なくとも1つは、アリールオキシ基又はアリールチオ基であることが好ましく、R12及び上記のインドレニン環に結合する炭素原子が有するR13以外のR13のうちの少なくとも1つは、アリールオキシ基又はアリールチオ基であることがより好ましい。
R11~R13のうち、R11、及び、環Z2が縮環した複素環に結合する炭素原子が有するR13以外のR12~R13における隣接する基同士が、互いに結合して5又は6員環を形成していることが好ましく、6員環を形成していることがより好ましい。また、環Z1が縮環した複素環と環Z2が縮環した複素環とを結ぶ結合の中心部分に上記5又は6員環を形成していることが好ましい。環Z1が縮環した複素環と環Z2が縮環した複素環とを結ぶ結合の中心部分に形成される環とは、2つの複素環からの結合原子数が等しくなる炭素原子を環構成原子として含む環を意味する。
L1及びL2は、各々独立に、置換基を有していてもよいアルキル基又は-(CH2-CH2-O)m-R21を示す。R21及びmは、上記のR21及びmと同義である。
L1及びL2におけるアルキル基が有していてもよい置換基としては、アルコキシ基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、カルバモイル基、アシルアミノ基、スルホ基及びホスホノ基並びにこれらの置換基の組み合わせからなる基が挙げられる。また、後述する生体物質に結合可能な置換基を挙げることができる。なお、上記のアルコキシ基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、カルバモイル基、アシルアミノ基、スルホ基及びホスホノ基並びにこれらの置換基の組み合わせからなる基におけるアルキル基部分が、後述する生体物質に結合可能な置換基を有していてもよい。
無置換のアルキル基の炭素数は、1~6が好ましく、1~4がより好ましく、1~3がさらに好ましい。
置換基を有するアルキル基のアルキル基部分の炭素数は、1~10が好ましく、1~8がより好ましく、1~7がさらに好ましく、1~6がさらに好ましく、1~5がさらに好ましい。また、置換基を有するアルキル基の最長鎖を構成する原子数は、3~14が好ましく、3~12がより好ましく、3~10がさらに好ましい。
また、上記R1~R4が採り得る、置換基を有するアルキル基の形態も好ましく適用できる。
L1及びL2として採りうる-(CH2-CH2-O)m-R21としては、R21が末端にカルボキシ基又は生体物質に結合可能な置換基を有するアルキル基であることが好ましい。この場合、カルボキシ基又は生体物質に結合可能な置換基がアルキル基に直接置換していてもよく、アルコキシカルボニル基とカルボキシ基又は生体物質に結合可能な置換基との組み合わせからなる基として置換していてもよい。
環Z1及び環Z2は、炭素原子及び窒素原子から選択される環構成原子で形成される6員環を示し、置換基を有していてもよく、縮合環を形成していてもよい。蛍光強度をより向上させる観点からは、環Z1及び環Z2は単環であることが好ましい。
ただし、環Z1及び環Z2の少なくとも一方は、後記一般式(Zα)で表されるベンゼン環、又は、後記規定(Zβ)を満たす含窒素6員環である。
上記6員環としては、例えば、炭化水素環又は含窒素複素環が挙げられ、具体的には、ベンゼン環、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環及び1,2,3若しくは1,2,4-トリアジン環が挙げられ、ベンゼン環又はピリジン環が好ましい。また、共役構造の記載の方法によって、これらの芳香族環と環構成原子の種類及び位置を同じとする脂肪族環も挙げられる。
水溶性の向上および会合抑制の観点から、環Z1及び環Z2は、各々独立に、1つ以上の親水性基を有することが好ましく、環Z1又は環Z2を構成する環の数1つに付き少なくとも1つの親水性基を有することがより好ましい。例えば、環Z1及び環Z2が共にナフタレン環である場合、環Z1及び環Z2を構成する環の数はいずれも2となり、環Z1及び環Z2がいずれも、少なくとも2つの親水性基を有することがより好ましいことを意味する。上限値は、構造として可能な限り特に制限されず、後述する化合物全体としての親水性基の数にあわせて、適宜調整することができる。
親水性基としては、特に制限されないが、例えば、置換基を有するアルコキシ基、カルボキシ基、スルホ基及びホスホノ基が挙げられ、スルホ基が好ましい。
R23~R25は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、スルホ基、スルホンアミド基、ニトロ基又はハロゲン原子を示し、隣接する基同士が互いに結合して縮合環を形成していていてもよい。
一般式(Zα)で表される構造は、R22が、L1もしくはL2が結合する窒素原子のオルト位になるよう、*の位置で一般式(1)の上記窒素原子を含む複素環と結合する。
R23~R25として採りうるアルキル基、アルコキシ基、アリール基、スルホ基、スルホンアミド基、ニトロ基及びハロゲン原子は、それぞれ、後述する置換基群Tにおけるアルキル基、アルコキシ基、アリール基、スルホ基、スルホンアミド基、ニトロ基及びハロゲン原子と同義である。
R23~R25のうち隣接する基同士が互いに結合して形成される縮合環としては、特に制限はないが、ベンゼン環が好ましく挙げられ、環Z1又は環Z2としてナフタレン環が好ましく挙げられる。
R23~R25は、水素原子、スルホ基、ニトロ基又はハロゲン原子が好ましく、水素原子、スルホ基又はハロゲン原子がより好ましい。
規定(Zβ):L1もしくはL2が結合する窒素原子に対してオルト位に位置する環構成原子が窒素原子である、含窒素6員環である。
上記の規定(Zβ)を満たす含窒素6員環としては、例えば、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環及び1,2,3若しくは1,2,4-トリアジン環が挙げられ、ピリジン環が好ましい。
好ましくは、環Z1および環Z2が共に規定(Zβ)を満たすことはない。
規定(Zβ)を満たす含窒素6員環は、窒素原子以外の環構成原子上に置換基を有していてもよく、具体的には、上記のR23~R25又はL1もしくはL2として採りうる置換基を挙げることができる。
nは、1~3の整数であって、2又は3が好ましい。
α1及びα2は0または1である。α1が0であるとはL1を有しないことを意味し、α1が1であるとはL1を有することを意味する。同様に、α2が0であるとはL2をしないことを意味し、α2が1であるとはL2を有することを意味する。
環Z1が上記規定(Zβ)を満たす場合に、α1は0を取りうる。また、環Z2が上記規定(Zβ)を満たす場合に、α2は0を取りうる。
上記一般式(1)で表される化合物は、上記のカルボキシ基または生体物質に結合可能な置換基により、生体物質と結合し、目的とする標識生体物質を得ることができる。なお、カルボキシ基は、生体物質に結合可能な置換基を常法により容易に誘導することができる。
本発明において、「生体物質に結合可能な置換基」は、カルボキシ基から誘導される生体物質に結合可能な置換基を含む。
このように、上記一般式(1)で表される化合物は、シアニン骨格構造中において特定の位置に有する置換基(具体的には、L1、L2又は上記規定(Zβ)におけるオルト位に位置する環構成窒素原子が有する置換基)により生体物質と結合するため、得られる標識生体物質は、上述の通り、優れた蛍光強度を示すと考えられる。
L1、L2及び上記規定(Zβ)におけるオルト位に位置する環構成窒素原子が有する置換基のうちカルボキシ基または生体物質に結合可能な置換基を有する基の数は、合計で、少なくとも1つ以上であればよく、検出対象物質の定量の観点から、1~3つが好ましく、1つ又は2つがより好ましく、1つがさらに好ましい。
親水性基としては、前述の環Z1及び環Z2が採りうる親水性基の記載を適用することができる。
親水性基の位置は特に制限されないが、上記親水性基を有する基としては、例えば、R11~R13、環Z1、環Z2、L1及びL2が好ましく挙げられる。
本発明の一般式(1)で表される化合物は下記一般式(2-1)~(2-3)のいずれかで表されることが好ましい。
R32~R35は、水素原子、アルキル基、アリール基、スルホ基、スルホンアミド基、ニトロ基又はハロゲン原子を示し、隣接する基同士が互いに結合して縮合環を形成していてもよい。
R1~R4、R11~R13、L1、L2及びR22~R25は上記一般式(1)におけるR1~R4、R11~R13、L1、L2及びR22~R25と同義であり、好ましい範囲も同じである。
lは2又は3を示す。なお、lは整数である。
上記一般式(1)で表される化合物と同様に、上記一般式(2-1)~(2-3)のいずれかで表される化合物は、L1、L2及びR31の少なくとも1つはカルボキシ基又は生体物質に結合可能な置換基を含む。
ただし、L1、L2、R1~R4及びR31のうちの2つが互いに結合して、繰り返し数2n+3のメチン鎖を含む環を形成することはない。
ただし、式(2-1)~(2-3)のいずれかで表される化合物は中性の化合物である。
本発明の一般式(1)で表される化合物は、下記一般式(5-1)~(5-4)のいずれかで表されることが好ましい。
R31は、上記一般式(2-1)~(2-3)におけるR31と同義であり、好ましい範囲も同じである。すなわち、R31は、置換基を有していてもよいアルキル基又は-(CH2-CH2-O)m-R21を示す。
R32~R35は、上記一般式(2-1)~(2-3)におけるR32~R35と同義であり、好ましい範囲も同じである。すなわち、R32~R35は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、スルホ基、スルホンアミド基、ニトロ基又はハロゲン原子を示し、隣接する基同士が互いに結合して縮合環を形成していてもよい。
lは2又は3を示す。なお、lは整数である。
L3~L6はアルキレン基又は-(CH2-CH2-O)m-アルキレン-*を示す。*はUとの結合位置を示す。
連結基Uは原子数1~100の2価の連結基を示す。
R11~R13、R21、L1及びmは上記一般式(1)におけるR11~R13、R21、L1及びmと同義であり、特段の断りのない限り、好ましい範囲も同じである。
R1~R6、L1、R31及びL3~L6の少なくとも1つは-(CH2-CH2-O)m-で表される構造を含む。mは、上記mと同義である。
L1、R31、L3~L6及び連結基Uの少なくとも1つは、カルボキシ基又は生体物質に結合可能な置換基を含む。
ただし、式(5-1)~(5-4)のいずれかで表される化合物は中性の化合物である。
L3~L6として採りうるアルキレン基のアルキレン基部分の炭素数は、L1及びL2における置換基を有するアルキル基のアルキル基部分の炭素数の記載を好ましく適用することができる。
L4として採りうる-(CH2-CH2-O)m-アルキレン-*は、規定(Zβ)を満たす含窒素6員環の環構成窒素原子上に有していてもよい置換基である-(CH2-CH2-O)m-R21(R21は置換基を有するアルキル基を示す。)から水素原子又は置換基を1つ除いて得られる-(CH2-CH2-O)m-アルキレンに相当する。
L5及びL6として採りうる-(CH2-CH2-O)m-アルキレン-*は、R1~R4として採りうる-(CH2-CH2-O)m-R21(R21は置換基を有するアルキル基を示す。)から水素原子又は置換基を1つ除いて得られる-(CH2-CH2-O)m-アルキレンに相当する。
L3~L6として採り得うる-(CH2-CH2-O)m-アルキレン-*において、mは1~10が好ましく、1~8がより好ましく、アルキレン基部分の炭素数は、R1~R4における置換基を有するアルキル基のアルキル基部分の炭素数の記載を好ましく適用することができる。
このことは、すなわち、一般式(5-1)~(5-3)におけるポリメチン鎖の両端に位置する2つの複素環がいずれも、下記条件Iを満たすことが好ましいことを意味する。
(条件I)
複素環の環構成原子であるsp3炭素原子のうち、連結基Uと結合する置換基を有していないsp3炭素原子は、このsp3炭素原子上の少なくとも1つの置換基が、-(CH2-CH2-O)m-で表される構造を含む。
連結基Uは、アルキレン基、-O-、-NR50-、-COO-、-CONR50-及び-SO2NR50-から選ばれる3つ以上が結合して形成される2価の連結基であることが好ましい。R50は、水素原子又はアルキル基を示す。
連結基Uとして採り得るアルキレン基のアルキレン部分の炭素数は、1~10が好ましく、1~8がより好ましく、1~7がさらに好ましく、1~6が特に好ましく、1~5が最も好ましい。
R50として採り得るアルキル基は、上記R1~R4におけるアルキル基の記載を好ましく適用することができる。
R50としては水素原子が好ましい。
連結基Uを構成する上記のアルキレン基、-O-、-NR50-、-COO-、-CONR50-及び-SO2NR50-の数は、3~11が好ましく、3~7がより好ましく、3~5がさらに好ましく、3が特に好ましい。
連結基Uは、L3~L6との連結部が-O-、-NR50-、-COO-、-CONR50-又は-SO2NR50-であることが好ましい。すなわち、連結基Uは、連結基Uを構成する、-O-、-NR50-、-COO-、-CONR50-又は-SO2NR50-を介して、L3~L6のアルキレン基に対して結合していることが好ましい。連結基Uは、L3~L6との連結部が-O-、-NR50-、-COO-、-CONR50-又は-SO2NR50-であって、上記の連結部同士がアルキレン基で結ばれた2価の連結基であることがより好ましい。
連結基Uは、カルボキシ基又は生体物質に結合可能な置換基を有する2価の連結基であることが好ましい。連結基Uにおいて、カルボキシ基又は生体物質に結合可能な置換基を有する箇所としては、アルキレン基又はR50としてのアルキル基が挙げられ、アルキレン基が好ましい。
連結基Uにおいて、アルキレン基又はR50としてのアルキル基に対して、カルボキシ基又は生体物質に結合可能な置換基は直接結合していてもよく、連結基ZZZを介して結合していてもよい。
上記連結基ZZZとしては、アルキレン基、-NR60-、-COO-、-CONR60-及び-(CH2-CH2-O)m-、並びにこれらの置換基の組み合わせからなる基が挙げられる。組み合わせる数は、例えば、2~7が好ましく、2~5がより好ましい。
R60は水素原子又はアルキル基であり、水素原子が好ましい。R60として採り得るアルキル基としては、上記R50におけるアルキル基の記載を好ましく適用することができるが、R60として採り得るアルキル基がカルボキシ基又は生体物質に結合可能な置換基を有することはない。
mは繰り返し数を表し、1~10が好ましく、1~8がより好ましく、1~4がさらに好ましい。
生体物質に結合可能な置換基としては、生体物質に作用(付着を含む)もしくは結合するための基であれば、特に制限することなく用いることができ、国際公開第2002/026891号等に記載の置換基を挙げることができる。なかでも、NHSエステル構造(N-ヒドロキシスクシンイミドエステル)、スクシンイミド構造、マレイミド構造、アジド基、アセチレン基、ペプチド構造(ポリアミノ酸構造)、長鎖アルキル基(好ましくは、炭素数12~30)、4級アンモニウム基が好ましく挙げられる。
生体物質に結合可能な置換基を有する化合物は、化合物構造を一般式(1)で規定する構造とすること以外は、公知の方法で合成できる。例えば、Bioconjugate Techniques(Third Edition、Greg T. Hermanson著)を参照することができる。
本発明の標識生体物質は、本発明の一般式(1)で表される化合物と生体物質とが結合した物質である。本発明の一般式(1)で表される化合物は蛍光性を有し、近赤外領域の発色用として適した吸収波長ピークと優れた蛍光強度を示すため、標識生体物質に好ましく用いることができる。一般式(1)で表される化合物と生体物質との結合は、一般式(1)で表される化合物と生体物質とが直接結合した形態でもよいし、連結基を介して連結した形態でもよい。
上記生体物質のうち、臨床病理的に有用な物質としては、特に制限されるものではないが、例えば、Ig(Immunoglobulin)G、IgM、IgE、IgA、IgD等の免疫グロブリン、補体、C反応性蛋白(CRP)、フェリチン、α1マイクログロブリン、β2マイクログロブリン等の血漿タンパク及びそれらの抗体、α-フェトプロテイン、癌胎児抗原(CEA)、前立線性酸性フォスファターゼ(PAP)、CA(carbohydrate antigen)19-9、CA‐125等の腫瘍マーカー及びそれらの抗体、黄体化ホルモン(LH)、卵胞刺激ホルモン(FSH)、ヒト繊毛性ゴナドトロビン(hCG)、エストロゲン、インスリン等のホルモン類及びそれらの抗体、B型肝炎ウイルス(HBV)関連抗原(HBs、HBe、HBc)、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、成人T細胞白血病(ATL)等のウイルス感染関連物質及びそれらの抗体、等が挙げられる。
さらに、ジフテリア菌、ボツリヌス菌、マイコプラズマ、梅毒トレポネーマ等のバクテリア及びそれらの抗体、トキソプラズマ、トリコモナス、リーシュマニア、トリバノゾーマ、マラリア原虫等の原虫類及びそれらの抗体、ELM3、HM1、KH2、v6.5、v17.2、v26.2(由来マウス129、129/SV、C57BL/6、BALB/c)等のES細胞(Embryonic Stem Cell)及びそれらの抗体、フェニトイン、フェノバルビタール等の抗てんかん薬、キニジン、ジゴキニシン等の心血管薬、テオフィリン等の抗喘息薬、クロラムフェニコール、ゲンタマイシン等の抗生物質等の薬物類及びそれらの抗体、その他の酵素、菌体外毒素(スチレリジンO等)及びそれらの抗体等も挙げられる。また、Fab’2、Fab、Fv等の抗体断片も用いる事ができる。
i)化合物(1)中のペプチドと生体物質中のペプチドとの非共有結合(例えば、水素結合、キレート形成を含むイオン結合)又は共有結合、
ii)化合物(1)中の長鎖アルキル基と生体物質中の脂質二重膜及び脂質などとのファンデルワールス力、
iii)化合物(1)中のNHSエステル(N-ヒドロキシスクシンイミドエステル)と生体物質中のアミノ基との反応によるアミド結合、
iv)化合物(1)中のマレイミド基と生体物質中のスルファニル基(-SH)との反応によるチオエーテル結合、
v)化合物(1)中のアジド基と生体物質中のアセチレン基とのClick反応又は化合物(1)中のアセチレン基と生体物質中のアジド基とのClick反応によるトリアゾール環の形成、
が挙げられる。
上記i)~v)の形態以外にも、例えば、Lucas C. D. de Rezende and Flavio da Silva Emery,. A Review of the Synthetic Strategies for the Development of BODIPY Dyes for Conjugation with Proteins, Orbital: The Electronic Journal of Chemistry, 2013, Vol 5, No. 1, p.62-83に記載の形態により結合することができる。また、本発明の標識生体物質の作製においても、同文献に記載の方法等を適宜参照することができる。
本発明の標識生体物質を含む試薬において、本発明の標識生体物質は、例えば、生理食塩水及びリン酸緩衝液等の水系媒体に溶解した溶液形態、並びに、微粒子状粉末及び凍結乾燥粉末等の固形形態等、特に制限されることなく、使用目的等に応じてその形態を適宜選択することができる。
例えば、蛍光標識試薬として本発明の標識生体物質を用いる場合に、上記いずれかの形態の標識生体物質を含む試薬として使用することもできる。
本発明の一般式(1)で表される化合物から得られる本発明の標識生体物質は、優れた蛍光強度を示すことができ、光照射により励起された標識生体物質から放出される蛍光を安定的に検出することができる。このため、本発明の標識生体物質は、蛍光標識を用いた種々の技術に適用することができ、例えば、多色WBにおける蛍光標識試薬又は生体蛍光イメージング試薬として好適に用いることができる。
(i)下記(a)及び(b)をそれぞれ用意する工程
(a)標的とする生体物質(以下、「標的生体物質」とも称す。)を含む試料
(b)上記(a)における標的生体物質と結合可能な生体物質(以下、「一次生体物質」とも称す。)と、本発明の化合物と、が結合した本発明の標識生体物質(以下、「本発明の標識生体物質A」とも称す。)
(ii)上記(a)における標的生体物質と、上記(b)の本発明の標識生体物質Aにおける一次生体物質と、が結合した結合体(以下、「蛍光標識された結合体A」とも称す。)を用意する工程
(iii)上記の蛍光標識された結合体Aに、本発明の標識生体物質Aが吸収する波長域の光を照射し、本発明の標識生体物質Aが発する蛍光を検出する工程
(iv)下記(c)~(e)をそれぞれ用意する工程
(c)標的生体物質を含む試料
(d)上記(c)における標的生体物質と結合可能な生体物質(以下、「一次生体物質」とも称す。)
(e)上記(d)の一次生体物質と結合可能な生体物質(以下、「二次生体物質」とも称す。)と、本発明の化合物と、が結合した本発明の標識生体物質(以下、「本発明の標識生体物質B」とも称す。)
(v)上記(c)における標的生体物質と、上記(d)の一次生体物質と、が結合した結合体(以下、「結合体b」とも称す。)を用意する工程
(vi)上記結合体bにおける一次生体物質と、本発明の標識生体物質Bにおける二次生体物質と、が結合した結合体(以下、「蛍光標識された結合体B2」とも称す。)を用意する工程
(vii)上記の蛍光標識された結合体B2に、本発明の標識生体物質Bが吸収する波長域の光を照射し、本発明の標識生体物質Bが発する蛍光を検出する工程
また、本発明の標識生体物質も、特に制限されることなく、標的生体物質と結合可能な生体物質と本発明の化合物とを常法に従って結合させて調製することができる。結合の形態及び結合を形成する反応は、上記本発明の標識生体物質で説明した通りである。
本発明の標識生体物質は、直接法及び間接法のいずれにおける蛍光標識抗体としても用いることができるが、間接法における蛍光標識抗体として用いることが好ましい。
上記(ii)または(v)及び(vi)において、本発明の標識生体物質等と標的生体物質との結合は、特に制限されることなく、常法に従って行うことができる。
本発明の化合物(1)のうち、nが1である化合物を用いた標識生体物質は、585nm付近(560~620nm)に吸収極大波長を有するため、照射する光の波長域は530~650nmが好ましく、550~630nmがより好ましい。この化合物を用いた標識生体物質は、可視領域における600nm付近の励起光源に対して、優れた蛍光強度を示す標識生体物質として、好適に用いることができる。
本発明の化合物(1)のうち、nが2である化合物を用いた標識生体物質は、685nm付近(660~720nm)に吸収極大波長を有するため、照射する光の波長域は630~750nmが好ましく、650~730nmがより好ましい。この化合物を用いた標識生体物質は、多色WB等の近赤外領域における700nm付近の励起光源に対して、優れた蛍光強度を示す標識生体物質として、好適に用いることができる。
本発明の化合物(1)のうち、nが3である化合物を用いた標識生体物質は、785nm付近(760~820nm)に吸収極大波長を有するため、照射する光の波長域は730~850nmが好ましく、750~830nmがより好ましい。この化合物を用いた標識生体物質は、多色WB等の近赤外領域における800nm付近の励起光源に対して、優れた蛍光強度を示す標識生体物質として、好適に用いることができる。
また、上記(i)~(vii)以外の工程についても、蛍光標識を用いる種々の手法にあわせて、通常用いられる手法、試薬、装置等の条件を適宜選択することができる。
本発明において、好ましい置換基としては、下記置換基群Tから選ばれる置換基が挙げられる。
また、本発明において、単に置換基としてしか記載されていない場合は、この置換基群Tを参照するものであり、各々の基、例えば、アルキル基、が記載されているのみの場合は、この置換基群Tの対応する基が好ましく適用される。
さらに、本明細書において、アルキル基を環状(シクロ)アルキル基と区別して記載している場合、アルキル基は、直鎖アルキル基及び分岐アルキル基を包含する意味で用いる。一方、アルキル基を環状アルキル基と区別して記載していない場合、及び、特段の断りがない場合、アルキル基は、直鎖アルキル基、分岐アルキル基及びシクロアルキル基を包含する意味で用いる。このことは、環状構造を採りうる基(アルキル基、アルケニル基、アルキニル基等)を含む基(アルコキシ基、アルキルチオ基、アルケニルオキシ基等)、環状構造を採りうる基を含む化合物についても同様である。基が環状骨格を形成しうる場合、環状骨格を形成する基の原子数の下限は、この構造を採りうる基について下記に具体的に記載した原子数の下限にかかわらず、3以上であり、5以上が好ましい。
下記置換基群Tの説明においては、例えば、アルキル基とシクロアルキル基のように、直鎖又は分岐構造の基と環状構造の基とを明確にするため、これらを分けて記載していることもある。
アルキル基(好ましくは炭素数1~30、より好ましくは炭素数1~20、さらに好ましくは炭素数1~12、さらに好ましくは炭素数1~8、さらに好ましくは炭素数1~6、特に好ましくは炭素数1~3)、アルケニル基(好ましくは炭素数2~30、より好ましくは炭素数2~20、さらに好ましくは炭素数2~12、さらに好ましくは炭素数2~6、さらに好ましくは炭素数2~4)、アルキニル基(好ましくは炭素数2~30、より好ましくは炭素数2~20、さらに好ましくは炭素数2~12、さらに好ましくは炭素数2~6、さらに好ましくは炭素数2~4)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3~20)、シクロアルケニル基(好ましくは炭素数5~20)、アリール基(単環の基であってもよく、縮環の基(好ましくは2~6環の縮環の基)であってもよい。縮環の基である場合、5~7員環等からなる。アリール基は好ましくは炭素数6~40、より好ましくは炭素数6~30、さらに好ましくは炭素数6~26、特に好ましくは炭素数6~10)、ヘテロ環基(環構成原子として少なくとも1つの窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子、ケイ素原子又はセレン原子を有し、単環の基であってもよく、縮環の基(好ましくは2~6環の縮環の基)であってもよい。単環の基である場合、その環員数は5~7員が好ましく、5員又は6員がより好ましい。ヘテロ環基の炭素数は好ましくは2~40、より好ましくは2~20である。ヘテロ環基は芳香族ヘテロ環基(ヘテロアリール基)及び脂肪族ヘテロ環基(脂肪族複素環基)が包含される。)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1~20、より好ましくは炭素数1~12)、アルケニルオキシ基(好ましくは炭素数2~20、より好ましくは炭素数2~12)、アルキニルオキシ基(好ましくは炭素数2~20、より好ましくは炭素数2~12)、シクロアルキルオキシ基(好ましくは炭素数3~20)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6~40、より好ましくは炭素数6~26、さらに好ましくは炭素数6~14)、ヘテロ環オキシ基(好ましくは炭素数2~20)、ポリアルキレンオキシ基(好ましくは炭素数2~40、より好ましくは炭素数2~20)、
また、カルボキシ基、ホスホノ基、スルホ基、オニオ基、アミノ酸残基、ポリアミノ酸残基又は-(CH2-CH2-O)m-アルキル基(mはR1~R6におけるmと同義である。)を置換基として有する上記のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、シクロアルキルオキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アルコキシカルボニル基、シクロアルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アミノ基、スルファモイル基、アシル基、アシルオキシ基、カルバモイル基、アシルアミノ基、スルホンアミド基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、アルキル、シクロアルキルもしくはアリールスルホニル基が挙げられる。
なお、実施例化合物において、特に記載しない場合にも、スルホ基は塩構造(例えば、カリウム塩、ナトリウム塩、TEA(トリエチルアミン)塩あるいはDIPEA(N,N-ジイソプロピルエチルアミン)塩)を含んでいてもよい。mは、平均繰り返し数を意味する。いずれの化合物も、平均繰り返し数の小数第一位が0である化合物を原料として用いて合成した。
以下の合成ルートにおいて、室温とは25℃を意味する。
逆相カラムクロマトグラフィー又は順相カラムクロマトグラフィーにおいて使用する溶離液における混合比は、容量比である。例えば、「アセトニトリル:水=0:100→20:80」は、「アセトニトリル:水=0:100」の溶離液を「アセトニトリル:水=20:80」の溶離液へ変化させたことを意味する。
分取HPLC(High Performance Liquid Chromatography)は、2767(商品名、waters社製)を使用した。
下記のスキームに基づき、化合物(1)を合成した。
化合物(1-A)10g、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)30ml、蒸留水3.3ml、炭酸ナトリウム3.1g及び3-ブロモ-3-メチル-2-ブタノン16.5gを200ml容の三つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下90℃にて12時間加熱攪拌した。その後、反応液から溶媒を減圧留去し、10%塩酸水溶液を15ml添加した後、90℃にて12時間さらに加熱攪拌した。その後、溶媒を減圧留去し、メタノールに分散させ、ろ過を施した。ろ液を減圧濃縮し、アセトンを加えて沈殿を生じさせ、上澄みをデカンテーションにて除去した。この粗生成物を逆相カラムクロマトグラフィー(アセトニトリル/水=0/100→10/90)にて精製することで化合物(1-B)4.1gを得た。
化合物(1-B)400mg、スルホラン2ml、6-ブロモヘキサン酸365mg及びトリエチルアミン(Et3N)0.169mlを50ml容のナスフラスコに入れ、120℃にて6時間加熱撹拌した。反応液へ、酢酸エチルを加え、沈殿を生じさせた。沈殿物を逆相カラムクロマトグラフィー(溶離液:アセトニトリル/水=0/100→20/100)にて精製し、化合物(1-C)95mgを得た。
窒素置換した50ml容の三ツ口フラスコに、tert-ブタノール(tBuOH)200ml及びカリウムtert-ブトキシド(tBuOK)12gを入れ、攪拌しているところに化合物(1-D)14.4gを滴下し、しばらく攪拌した。次に、ポリエチレングリコールメチルエーテルトシラート(エチレングリコール単位の平均繰り返し数=8.0、TsO-mPEG8)53.9gを滴下し、加熱攪拌した。80℃にて1時間攪拌した後、溶媒を減圧留去し、酢酸エチル及び蒸留水で分液操作を施し、蒸留水により粗生成物を抽出した。得られた粗生成物に30%塩酸水溶液30mlを加え、100℃にて3時間撹拌した。その後、溶媒を減圧留去し、順相カラムクロマトグラフィー(溶離液:ヘキサン/酢酸エチル=50/50→30/70)で精製することで、化合物(1-F)12.1gを得た。
1L容の三ツ口フラスコに化合物(1-A)20g及び蒸留水150mlを入れ、攪拌しているところへ、30%塩酸水溶液75mlを滴下した。塩氷浴で冷却し、3℃以下を維持しながら、亜硝酸ナトリウム7gを蒸留水80mlに溶かした溶液をゆっくり滴下し、その後0~3℃で45分間攪拌した。続いて、塩化スズ(II)38gを蒸留水90mlと30%HCl 30mlに溶解した溶液をゆっくり滴下し、その後40分間7℃以下で攪拌した。溶媒を濃縮して、残渣をイソプロパノールで洗浄し、化合物(1-G)15gを得た。
200ml容のナスフラスコに化合物(1-G)2.0g、酢酸(AcOH)30ml、化合物(1-F)4.4g及び酢酸カリウム(AcOK)0.98gを入れ、窒素雰囲気下140℃にて1時間撹拌した。溶媒を減圧留去し、逆相カラムクロマトグラフィー(溶離液:アセトニトリル/水=0/100→35/65)で精製し、化合物(1-H)3.5gを得た。
50ml容のナスフラスコに化合物(1-H)200mg、スルホラン2ml、1,3-プロパンスルトン80mg及びN-エチルジイソプロピルアミン129mgを入れ、120℃で1.5時間撹拌した。室温に戻し、蒸留水200mgを加えて、逆相カラムクロマトグラフィー(溶離液:アセトニトリル/水=0/100→10/90)にて精製し、化合物(1-I)61mgを得た。
試験管に化合物(1-I)72.8mg、化合物(1-C)36.8mg、化合物(1-J)17.3mg、酢酸カリウム(AcOK)9.8mg及び無水酢酸(Ac2O)1mLを加え、窒素雰囲気下、60℃で2時間攪拌した。反応収束後、蒸留水を加え、逆相カラムクロマトグラフィー(溶離液:アセトニトリル/水=0/100→25/75)にて精製し、化合物(1-K)33mgを得た。
試験管に化合物(1-K)10mg及び蒸留水500μLを加え、95℃で攪拌した。この溶液へ、4-ヒドロキシベンゼンスルホン酸ナトリウム16.5mgと水酸化ナトリウム5mgを蒸留水500μLに混合した溶液を滴下して、95℃で30分撹拌した。反応液を室温に冷却し、分取HPLCにて精製し、凍結乾燥を施して、化合物(1-L)5.1mgを得た。化合物(1-L)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=1369、(M-H+)-=1367
化合物(1-L)2.6mgに、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)0.28ml、N,N,N’,N’-テトラメチル-O-(N-スクシンイミジル)ウロニウムヘキサフルオロホスファート 1mgを溶解させたN,N-ジメチルホルムアミド溶液、及びトリエチルアミン(Et3N)1.3μLを加えて1時間攪拌させた。その後、溶媒を減圧留去し、酢酸エチルを加えて上澄みを除去、真空乾燥を施すことで化合物(1)を得た。
下記のスキームに基づき、化合物(1)と同様に化合物(2)を合成した。化合物(2-L)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=1369、(M-H+)-=1367
下記のスキームに基づき、化合物(1)と同様に化合物(3)を合成した。化合物(3-L)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=1383、(M-H+)-=1381
下記のスキームに基づき、化合物(1)と同様に化合物(4)を合成した。化合物(4-L)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=1912、(M-H+)-=1910
下記のスキームに基づき、化合物(1)と同様に化合物(5)を合成した。化合物(5-L)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=1572、(M-H+)-=1570
下記のスキームに基づき、化合物(1)と同様に化合物(6)を合成した。 化合物(6-K)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=1502、(M-H+)-=1500
(化合物(6-J)の合成)
50ml容のナスフラスコに化合物(6-I)0.35g、亜鉛粉末1.3g及びエタノール10mlを加え、還流下で3時間反応させた。セライトろ過で亜鉛を除去し、逆相カラムクロマトグラフィー(溶離液:アセトニトリル/水=0/100→35/65)で精製し、化合物(6-J)0.1gを得た。
下記のスキームに基づき、化合物(1)と同様に化合物(7)を合成した。化合物(7-L)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=1438、(M-H+)-=1436
下記のスキームに基づき、化合物(1)と同様に化合物(8)を合成した。化合物(8-L)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=1518、(M-H+)-=1516
下記のスキームに基づき、化合物(1)と同様に化合物(9)を合成した。化合物(9-H)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=1470、(M-H+)-=1468
(化合物(9-G)の合成)
10mL容のナスフラスコに化合物(9-F)20mg、DMF2mL、N,N,N’,N’-テトラメチル-O-(N-スクシンイミジル)ウロニウムヘキサフルオロホスファート(HSTU) 80mg、TEA(トリエチルアミン) 77μLを加え、3時間反応させた。その後、リジン塩酸塩6mg、炭酸ナトリウム3mgを水40mLで溶かした溶液へ反応液を滴下し、その後3時間反応させた。反応液を濃縮後、分取HPLCにて精製し、凍結乾燥を施して、化合物(9-G)7.0mgを得た。
10mL容のナスフラスコに化合物(9-G)7.0mg、DMF2mL、N,N,N’,N’-テトラメチル-O-(N-スクシンイミジル)ウロニウムヘキサフルオロホスファート(HSTU) 2mg、TEA(トリエチルアミン) 5μLを加え、3時間反応させた。その後、アミノPEG4acid(商品名、BROAD PHARM社製、エチレングリコール単位の平均繰り返し数=4.0、) 1mg のDMF溶液0.5mLを反応液に加え、その後3時間反応させた。反応液を濃縮後、分取HPLCにて精製し、凍結乾燥を施して、化合物(9-H)5.3mgを得た。
下記のスキームに基づき、化合物(1)と同様に化合物(10)を合成した。化合物(10-H)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=1334、(M-H+)-=1332
下記のスキームに基づき、化合物(1)と同様に化合物(11)を合成した。化合物(11-F)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=1645、(M-H+)-=1643
下記のスキームに基づき、化合物(1)と同様に比較化合物(2)を合成した。化合物(c2-L)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=2000、(M-H+)-=1998
下記のスキームに基づき、化合物(1)と同様に比較化合物(3)を合成した。化合物(c3-L)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=1355、(M-H+)-=1353
下記のスキームに基づき、化合物(1)と同様に比較化合物(4)を合成した。化合物(c4-F)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=764、(M-H+)-=762
下記のスキームに基づき、化合物(1)と同様に比較化合物(5)を合成した。化合物(c5-F)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=1733、(M-H+)-=1731
下記のスキームに基づき、化合物(1)と同様に比較化合物(6)を合成した。化合物(c6-F)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=1363、(M-H+)-=1361
上記の各化合物について、蛍光標識率、溶液蛍光強度及びメンブレン上蛍光強度を評価した。
マイクロチューブに、抗ウサギIgG抗体(2.3mg/ml)217μL及び炭酸塩バッファー21.7μLを入れ、振とう撹拌を施した後、化合物(1)のジメチルスルホキシド溶液を、抗体に対して表1に示すモル当量比になるように加え、さらに振とう撹拌を行った。室温にて1時間静置させ、反応液をゲルろ過カラムクロマトグラフィーPD10(GEヘルスケア ライフサイエンス社製)とPBS溶液(リン酸緩衝食塩水)を用いて精製を施し、標識抗体(1)を得た。得られた標識抗体について、下記に示す方法により蛍光標識率を算出した。表1に結果をまとめて示す。
蛍光標識率=蛍光色素の濃度/タンパク質の濃度
蛍光色素の濃度とは、標識されている蛍光色素の総モル濃度[M]を意味し、タンパク質の濃度とは、蛍光標識したタンパク質のモル濃度[M]を意味し、それぞれ、下記式により算出される。
蛍光色素の濃度=Dyemax/εdye
タンパク質の濃度=(IgG280-(Dyemax×CF))/εprotein
上記式中の各符号は、下記の通りである。
Dyemax;蛍光色素の最大吸収波長における吸収[-]
εdye;蛍光色素のモル吸光係数[M-1cm-1]
IgG280;蛍光標識タンパク質の280nmにおける吸収[-]
Dye280;蛍光色素の280nmにおける吸収[-]
εprotein;タンパク質のモル吸光係数[M-1cm-1]
CF(Correction Factor);Dye280/Dyemax[-]
標識抗体の欄において、化合物(Z)-IgG又は比較化合物(Z)-IgGとの表記は、それぞれ、化合物(Z)のIgG標識抗体又は比較化合物(Z)のIgG標識抗体を意味する。Zは、各化合物の番号を意味する。以降の表においても同義である。
本発明の化合物である化合物(1)~(11)は、抗体に対して3当量、5当量、7当量及び10当量のいずれのモル当量で添加した場合にも、市販の標識化合物である比較化合物(1)を用いた場合と同程度又はそれ以上の蛍光標識率を示しており、抗体への結合性としては、実用上問題のない十分なレベルを示していた。このことは、No.c11とNo.101~111との対比から読み取ることができる。
一方、比較化合物(2)及び(5)は、PEGの繰り返し数(本発明で規定するm)が11である点で、本発明で規定する化合物ではない。No.c11とc12及びc15との対比から、比較化合物(2)及び(5)は、市販の標識化合物である比較化合物(1)に比べて蛍光標識率が低く、抗体に対するモル当量が高くなるにつれて蛍光標識率がより一層低下してしまい、抗体への結合性に劣っていた。
対して、本発明の化合物である化合物(3)及び(4)は、PEGの繰り返し数(本発明で規定するm)がそれぞれ4又は10であるという点で異なる以外は、比較化合物(2)と同じ化学構造を有する。これらの化合物(3)及び(4)はいずれも、比較化合物(2)と比較して蛍光標識率が高く、PEGの繰り返し数が10以下である構造を採択することにより、PEGを導入することに起因した抗体への結合性の低下を抑制できるとがわかる。同様に、本発明の化合物である化合物(11)は、PEGの繰り返し数(本発明で規定するm)が10であるという点で異なる以外は、比較化合物(5)と同じ化学構造を有する。この化合物(11)は、比較化合物(5)と比較して蛍光標識率が高く、PEGの繰り返し数が10以下である構造を採択することにより、PEGを導入することに起因した抗体への結合性の低下を抑制できるとがわかる。
上記蛍光標識率において色素10当量を添加して調製した各標識抗体の溶液を、タンパク質濃度0.1mg/mLに調整し、分光蛍光強度計(商品名:RF-5300、島津製作所社製)を用いて、785nmの励起光で、露光条件を統一して、蛍光波長810~840nmの範囲の蛍光強度の積分値を算出した。比較化合物(1)-IgGの蛍光波長810~840nmの範囲の蛍光強度の積分値を基準値とし、この基準値に対する比(標識抗体の蛍光波長810~840nmの範囲の蛍光強度の積分値/基準値)を算出し、以下の評価基準に基づき評価した。表2に結果をまとめて示す。
本試験において、蛍光強度は、評価ランク「D」以上が合格である。
A:基準値に対する蛍光強度の比が2倍以上
B:基準値に対する蛍光強度の比が1.8倍以上2倍未満
C:基準値に対する蛍光強度の比が1.6倍以上1.8倍未満
D:基準値に対する蛍光強度の比が1.4倍以上1.6倍未満
E:基準値に対する蛍光強度の比が1.2倍以上1.4倍未満
F:基準値に対する蛍光強度の比が0.9倍以上1.2倍未満
G:基準値に対する蛍光強度の比が0.9倍未満
比較化合物(2)は、PEGの繰り返し数(本発明で規定するm)が11である点で、本発明で規定する構造ではない。この比較化合物(2)を用いた標識抗体の溶液での蛍光強度は低かった(No.c22)。
比較化合物(3)は、環Z1及び環Z2が、L1又はL2が結合する窒素原子に対するオルト位に置換基を有しないベンゼン環である点で、本発明で規定する構造ではない。この比較化合物(3)を用いた標識抗体の溶液での蛍光強度も低かった(No.c23)。
これに対して、本発明で規定する化合物(1)~(8)の標識抗体は、いずれも、上記比較標識抗体(1)の蛍光強度に対して1.4倍以上の蛍光強度を有し、優れた蛍光強度を示していた(No.c21に対するNo.201~208)。
特に、環Z1及び環Z2が、L1又はL2が結合する窒素原子に対するオルト位にメチル基を有するベンゼン環であるという点で異なる以外は比較化合物(3)と同じ化学構造を有する化合物(3)は、蛍光強度の評価がBであるのに対し、上記の窒素原子に対するオルト位に置換基を有しない比較化合物(3)の蛍光強度の評価はEである。このことから、PEGの繰り返し数が10以下であって、Z1及びZ2としてオルト位に置換基を有するベンゼン環を採択することにより、溶液状態で優れた蛍光強度を示すことがわかる。
前述の蛍光標識率の評価において色素10当量を添加して調製した各標識抗体の溶液を、タンパク質濃度0.1mg/mLに調整し、分光蛍光強度計(商品名:RF-5300、島津製作所社製)を用いて、685nmの励起光で、露光条件を統一して、蛍光波長710~730nmの範囲の蛍光強度の積分値を算出した。比較化合物(4)-IgGの蛍光波長710~730nmの範囲の蛍光強度の積分値を基準値とし、この基準値に対する比(標識抗体の蛍光波長710~730nmの範囲の蛍光強度の積分値/基準値)を算出し、溶液蛍光強度の評価1と同様の評価基準に基づき評価した。表3に結果をまとめて示す。
本試験において、蛍光強度は、評価ランク「D」以上が合格である。
比較化合物(4)は、R1~R4、L1及びL2の少なくとも1つとして繰り返し数mのPEGを含む構造(-(CH2-CH2-O)m-R21で表される構造)を有しない点で、比較化合物(5)はPEGの繰り返し数(本発明で規定するm)が11である点で、比較化合物(6)は環Z1及び環Z2が、L1又はL2が結合する窒素原子に対するオルト位に置換基を有しないベンゼン環である点で、それぞれ、本発明で規定する構造ではない。これらの比較化合物(4)~(6)を用いた標識抗体の溶液での蛍光強度はいずれも低かった(No.c31~c33)。
これらに対して、本発明で規定する化合物(9)~(11)の標識抗体は、いずれも、上記比較標識抗体(4)の蛍光強度に対して1.6倍以上の蛍光強度を有し、優れた蛍光強度を示していた(No.c31に対するNo.301~303)。
表2及び3の結果から、本発明の化合物から得られる標識抗体生体物質は、溶液中において優れた蛍光強度を示すことがわかる。
抗ウサギIgG溶液(前述の蛍光標識率の評価において色素10当量を添加して調製した各標識抗体の溶液)をタンパク質濃度5.0ng/mLに調整し、2μLをニトロセルロースメンブレン上に慎重にスポットした。メンブレンを乾燥後、次いでTBS-T中、Fish Gelatinブロッキング緩衝液でブロックした。膜を室温で1時間攪拌しながらインキュベートした。ブロッキング溶液を取り除き、標識抗体のPBS溶液をTBS緩衝液で20000倍希釈した。メンブレンを希釈した溶液に浸し、1時間攪拌しながらインキュベートした。メンブレンをTBS-T緩衝液で10分間、3回洗浄し、最後にTBS緩衝液で10分洗浄した。得られたメンブレンを40℃のホットプレートで1時間乾燥させ、Amersham Typhoon scanner(GEHC社製)を用いて画像化し、785nmの励起光で、露光条件を統一して、蛍光波長810~840nmの範囲の蛍光強度を算出した。比較化合物(1)-IgGの蛍光波長810~840nmの範囲の蛍光強度の積分値を基準値とし、この基準値に対する比(標識抗体の蛍光波長810~840nmの範囲の蛍光強度の積分値/基準値)を算出し、以下の評価基準に基づき評価した。表4に結果をまとめて示す。
本試験において、蛍光強度は、評価ランク「D」以上が合格である。
A:基準値に対する蛍光強度の比が4.0倍以上
B:基準値に対する蛍光強度の比が3.0倍以上4.0倍未満
C:基準値に対する蛍光強度の比が2.5倍以上3.0倍未満
D:基準値に対する蛍光強度の比が2.0倍以上2.5倍未満
E:基準値に対する蛍光強度の比が1.5倍以上2.0倍未満
F:基準値に対する蛍光強度の比が0.9倍以上1.5倍未満
G:基準値に対する蛍光強度の比が0.9倍未満
比較化合物(2)は、PEGの繰り返し数(本発明で規定するm)が11である点で、本発明で規定する構造ではない。この比較化合物(2)を用いた標識抗体のメンブレン上での蛍光強度は低かった(No.c42)。
比較化合物(3)は、環Z1及び環Z2が、L1又はL2が結合する窒素原子に対するオルト位に置換基を有しないベンゼン環である点で、本発明で規定する構造ではない。この比較化合物(3)を用いた標識抗体のメンブレン上での蛍光強度も低かった(No.c43)。
これに対して、本発明で規定する化合物(1)~(8)の標識抗体は、いずれも、上記比較標識抗体(1)の蛍光強度に対して2.0倍以上の蛍光強度を有し、優れた蛍光強度を示していた(No.c41に対するNo.401~408)。
特に、環Z1及び環Z2が、L1又はL2が結合する窒素原子に対するオルト位にメチル基を有するベンゼン環であるという点で異なる以外は比較化合物(3)と同じ化学構造を有する化合物(3)は、蛍光強度の評価がBであるのに対し、上記の窒素原子に対するオルト位に置換基を有しない比較化合物(3)の蛍光強度の評価はEである。このことから、PEGの繰り返し数が10以下であって、Z1及びZ2としてオルト位に置換基を有するベンゼン環を採択することにより、メンブレン上において優れた蛍光強度を示すことがわかる。
抗ウサギIgG溶液(前述の蛍光標識率の評価において色素10当量を添加して調製した各標識抗体の溶液)をタンパク質濃度5.0ng/mLに調整し、2μLをニトロセルロースメンブレン上に慎重にスポットした。メンブレンを乾燥後、次いでTBS-T中、Fish Gelatinブロッキング緩衝液でブロックした。膜を室温で1時間攪拌しながらインキュベートした。ブロッキング溶液を取り除き、標識抗体のPBS溶液をTBS緩衝液で20000倍希釈した。メンブレンを希釈した溶液に浸し、1時間攪拌しながらインキュベートした。メンブレンをTBS-T緩衝液で10分間、3回洗浄し、最後にTBS緩衝液で10分洗浄した。得られたメンブレンを40℃のホットプレートで1時間乾燥させ、Amersham Typhoon scanner(GEHC社製)を用いて画像化し、685nmの励起光で、露光条件を統一して、蛍光波長710~730nmの範囲の蛍光強度を算出した。比較化合物(4)-IgGの蛍光波長710~730nmの範囲の蛍光強度の積分値を基準値とし、この基準値に対する比(標識抗体の蛍光波長710~730nmの範囲の蛍光強度の積分値/基準値)を算出し、メンブレン上蛍光強度評価1と同様の評価基準に基づき評価した。表5に結果をまとめて示す。
本試験において、蛍光強度は、評価ランク「D」以上が合格である。
比較化合物(4)は、R1~R4、L1及びL2の少なくとも1つとして繰り返し数mのPEGを含む構造(-(CH2-CH2-O)m-R21で表される構造)を有しない点で、比較化合物(5)はPEGの繰り返し数(本発明で規定するm)が11である点で、比較化合物(6)は環Z1及び環Z2が、L1又はL2が結合する窒素原子に対するオルト位に置換基を有しないベンゼン環である点で、それぞれ、本発明で規定する構造ではない。これらの比較化合物(4)~(6)を用いた標識抗体のメンブレン上での蛍光強度はいずれも低かった(No.c51~c53)。
これらに対して、本発明で規定する化合物(9)~(11)の標識抗体は、いずれも、上記比較標識抗体(4)の蛍光強度に対して2.5倍以上の蛍光強度を有し、優れた蛍光強度を示していた(No.c51に対するNo.501~503)。
表4及び5の結果から、本発明の化合物から得られる標識抗体生体物質は、メンブレン上において優れた蛍光強度を示すことがわかる。
Claims (12)
- 下記一般式(1)で表される化合物。
R11~R13は、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基又はハロゲン原子を示し、隣接する基同士が互いに結合して5又は6員環を形成していてもよい。
nは1~3の整数である。
L1及びL2は置換基を有していてもよいアルキル基又は-(CH2-CH2-O)m-R21を示す。R21及びmは、前記のR21及びmと同義である。
α1及びα2は0または1である。
環Z1及び環Z2は、炭素原子及び窒素原子から選択される環構成原子で形成される6員環を示し、置換基を有していてもよく、縮合環を形成していてもよい。ただし、環Z1及び環Z2の少なくとも一方は、下記一般式(Zα)で表されるベンゼン環、又は、下記規定(Zβ)を満たす含窒素6員環である。
R23~R25は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、スルホ基、スルホンアミド基、ニトロ基又はハロゲン原子を示し、隣接する基同士が互いに結合して縮合環を形成していていてもよい。
一般式(Zα)で表される構造は、R22が、L1もしくはL2が結合する窒素原子のオルト位になるよう、*の位置で一般式(1)の該窒素原子を含む複素環と結合する。
規定(Zβ):L1もしくはL2が結合する窒素原子に対してオルト位に位置する環構成原子が窒素原子である、含窒素6員環である。該オルト位に位置する環構成窒素原子は置換基で置換されていてもよい。
R1~R 4 の少なくとも1つは-(CH2-CH2-O)ma -R21で表される構造を含む。maは4~10であり、R21 は前記のR21 と同義である。
L1、L2及び前記オルト位に位置する環構成窒素原子が有する置換基の少なくとも1つは、カルボキシ基又は生体物質に結合可能な置換基を含む。
Z1及びZ2の少なくとも一方が前記の規定(Zβ)を満たす含窒素6員環である場合、L1、L2、R1~R4及び前記のオルト位に位置する環構成窒素原子が有する置換基のうちの2つが互いに結合して、繰り返し数2n+3のメチン鎖を含む環を形成していてもよい。nは前記のnと同義である。
ただし、式(1)で表される化合物は中性の化合物である。 - 下記一般式(2-1)~(2-3)のいずれかで表される、請求項1に記載の化合物。
R32~R35は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、スルホ基、スルホンアミド基、ニトロ基又はハロゲン原子を示し、隣接する基同士が互いに結合して縮合環を形成していてもよい。
R1~R4、R11~R13、L1、L2、R21~R25及びmは前記のR1~R4、R11~R13、L1、L2、R21~R25及びmと同義である。
lは2又は3を示す。
L1、L2及びR31の少なくとも1つは、カルボキシ基又は生体物質に結合可能な置換基を含む。
ただし、式(2-1)~(2-3)のいずれかで表される化合物は中性の化合物である。 - 前記のR1及びR2の少なくとも1つと前記のR3及びR4の少なくとも1つとが、-(CH2-CH2-O) ma -R 21 で表される構造を含み、ma及びR 21 は前記のma及びR 21 と同義である、請求項1又は2に記載の化合物。
- 前記のL1、L2及び規定(Zβ)におけるオルト位に位置する環構成窒素原子が有する置換基及びR31の少なくとも1つが、カルボキシ基又は生体物質に結合可能な置換基と、m=1~10であって、-(CH2-CH2-O)m-で表される構造とを含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の化合物。
- 前記R11~R13の少なくとも1つがアリールオキシ基又はアリールチオ基である、請求項1~4のいずれか1項に記載の化合物。
- 下記一般式(5-1)~(5-4)のいずれかで表される、請求項1に記載の化合物。
R31は、置換基を有していてもよいアルキル基又は-(CH2-CH2-O)m-R21を示す。
R32~R35は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、スルホ基、スルホンアミド基、ニトロ基又はハロゲン原子を示し、隣接する基同士が互いに結合して縮合環を形成していてもよい。
lは2又は3を示す。
L3~L6はアルキレン基又は-(CH2-CH2-O)m-アルキレン-*を示す。*はUとの結合位置を示す。
連結基Uは総原子数1~100の2価の連結基を示す。
R11~R13、R21、L1及びmは、前記のR11~R13、R21、L1及びmと同義である。
R1~R 6 の少なくとも1つは-(CH2-CH2-O)ma -R 21 で表される構造を含む。ma及びR 21 は前記のma及びR 21 と同義である。
L1、R31、L3~L6及び連結基Uの少なくとも1つは、カルボキシ基又は生体物質に結合可能な置換基を含む。
ただし、式(5-1)~(5-4)で表される化合物は中性の化合物である。 - 前記連結基UにおけるL3~L6との連結部が、-O-基、-NR50-基、-COO-基、-CONR50-基又は-SO2NR50-基である、請求項6に記載の化合物。ただし、R50は水素原子又はアルキル基である。
- 前記のR1及びR2の少なくとも1つと、前記のR3及びR4の少なくとも1つとが、-(CH2-CH2-O) ma -R 21 で表される構造を含み、ma及びR 21 は前記のma及びR 21 と同義である、請求項6又は7に記載の化合物。
- 前記L3~L6の全てが、m=1~10であって、-(CH2-CH2-O) m -で表される構造を含む、請求項6~8のいずれか1項に記載の化合物。
- 前記連結基Uが、カルボキシ基又は生体物質に結合可能な置換基を有する、2価の連結基である、請求項6~9のいずれか1項に記載の化合物。
- 請求項1~10のいずれか1項に記載の化合物と生体物質とが結合してなる標識生体物質。
- 前記生体物質がタンパク質、アミノ酸、核酸、糖鎖及びリン脂質のいずれかである請求項11に記載の標識生体物質。
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