JPH02191674A - Method for labeling or detection of substance by using luminescent aryl sulfonate cyanine dye - Google Patents
Method for labeling or detection of substance by using luminescent aryl sulfonate cyanine dyeInfo
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- JPH02191674A JPH02191674A JP1171326A JP17132689A JPH02191674A JP H02191674 A JPH02191674 A JP H02191674A JP 1171326 A JP1171326 A JP 1171326A JP 17132689 A JP17132689 A JP 17132689A JP H02191674 A JPH02191674 A JP H02191674A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
の標識ないし単離に用いられたことを述べてい吸光特性
を有するシアニンおよび関連染料は写真フィルムに用い
られてきた。斯かる染料は吸光特性を必要とするが、ル
ミネッセンス(蛍光若しくは燐光)特性を必要としない
、これまでルミネッセンス特性を有するシアニン染料は
非常に限られた用途しかなかった。斯かる用途に取分は
蛋白のスルフヒドリル基を標識することが含まれる。「
スルフヒドリル試薬染料は筋形質小網嚢(SR)からの
迅速Ca ”解放を開始させる(Sulfhydryl
Reagent Dyes Trigger tha
RapidRe!ease of Ca”
from Sacoplasmic Reticu
lulIIVesicles(SR) )Jと題する論
文で、Salama G。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Cyanine and related dyes with light-absorbing properties have been used in photographic film. Such dyes require light-absorbing properties but not luminescent (fluorescent or phosphorescent) properties; hitherto cyanine dyes with luminescent properties have had very limited use. Such uses include labeling sulfhydryl groups of proteins. "
Sulfhydryl reagent dye initiates rapid Ca” release from the sarcoplasmic reticulum sac (SR) (Sulfhydryl
Reagent Dyes Trigger tha
Rapid Re! ease of Ca”
from Sacoplasmic Reticu
In a paper entitled lulIIVesicles (SR) J, Salama G.
Waggoner A、S、 Abram50n J
、は、ヨードアセチル基を有するシアニン発色団がCa
”解放を開始させるべ(pH6,7で筋形質小網蛋白上
のスルフヒドリル基と共有結合を形成するのに用いられ
たことを報告している(Biophysical Jo
urnal、 47.456a(19F15)) 、こ
の論文はまた、蛍光染料が蛋白る。Waggoner A, S, Abram50n J
, the cyanine chromophore having an iodoacetyl group is Ca
reported that it was used to form covalent bonds with sulfhydryl groups on sarcoplasmic reticulum proteins at pH 6.7 (Biophysical Journal).
urnal, 47.456a (19F15)), this paper also describes how fluorescent dyes can be used with proteins.
「レチニリデン結合箇所から離れたロドプシン分子領域
での配座変化の力学(にir+etics ofCor
+fora+ational Changes in
a Region ofthe Rhodopsin
Motecule Away From thsRat
inylldene Binding 5ite)Jと
題する論文で、Waggoner^、S9、JenNn
s P、L、、Carper+ter J、P。"Dynamics of conformational changes in the region of the rhodopsin molecule distant from the retinylidene binding site"
+fora+ational Changes in
a Region of the Rhodopsin
Motecule Away From thsRat
In a paper entitled Inyldene Binding 5ite) J, Waggoner^, S9, JenNn
s P, L,, Carper+ter J, P.
およびGupta R,は、牛ロドプシンのF1領域上
のスルフヒドリル基が660rimで吸光度を有するシ
アニン染料により共有標識されたことを報告している
[Biophygical Journal、33.2
92a(1985)] 、ここでも、特に蛋白のスルフ
ヒドリル基を標識するのにシアニン染料を用いたことが
報告されているが、蛍光染料の使用については開示され
ていない。and Gupta R, report that the sulfhydryl group on the F1 region of bovine rhodopsin was covalently labeled with a cyanine dye with an absorbance at 660 rim.
[Biophysical Journal, 33.2
92a (1985)], which also reports the use of cyanine dyes to specifically label sulfhydryl groups of proteins, but does not disclose the use of fluorescent dyes.
「細胞生物学における問題への蛍光フオトブリーチ技法
の応用に関する国際ゼミ(Inter−natjona
l Workshop on tt+s Applic
ation ofFluorescence pho
tobleaching Techniques
t。``International Seminar on the Application of Fluorescent Photobleaching Techniques to Problems in Cell Biology (Inter-natjona)''
l Workshop on tt+s Applic
ation of Fluorescence pho
Tobleaching Techniques
t.
Problems in Ce1l Biolog31
) Jと題する記事には蛋白質に複合され得しかもスペ
クトルの濃赤領域で励起されつるシアニンタイプ蛍光プ
ローブに関するJacob50n K、、El50n
E、、にoppel D、およびWebh ’Rの論文
が報告されている(Fed、 Proc、42ニア2−
79 (1983) >。Problems in Ce1l Biolog31
) J Jacob50n K, El50n on cyanine-type fluorescent probes that can be conjugated to proteins and are excited in the deep red region of the spectrum.
E, , oppel D, and Webh 'R papers have been reported (Fed, Proc, 42 Near 2-
79 (1983)>.
上記三つの論文のいずれにも記述されている唯一のシア
ニンプローブは特に蛋白質のスルフヒドリル基に共有結
合するものである。記述されている唯一の特定シアニン
化合物はヨードアセチル基を有するもので、該基はシア
ニン染料をスルフヒドリル基と共有反応させる。上記記
事はいずれもシアニン染料と蛋白質以外の物質又はスル
フヒドリル基以外の蛋質白上任意基との共有反応を開示
していない。The only cyanine probes described in any of the three papers mentioned above specifically bind covalently to sulfhydryl groups of proteins. The only specific cyanine compounds described are those with iodoacetyl groups, which cause cyanine dyes to covalently react with sulfhydryl groups. None of the above articles disclose the covalent reaction of cyanine dyes with substances other than proteins or any groups on protein proteins other than sulfhydryl groups.
しかしながら、多くの非蛋白質物質はスルフl−ドリル
基を有さす、また多くの蛋白質は該基を蛍光探査に有用
とする程十分には有していない。However, many non-protein substances have sulfur l-dolyl groups, and many proteins do not have enough of these groups to be useful for fluorescence probing.
しかも、スルフヒドリル基(−SHS)I−)は空気の
存在でジスルフィド(−S−3−)に容易に酸化し、そ
れによって蛍光プローブへの共有結合に受容さねなくな
る。Moreover, the sulfhydryl group (-SHS) I-) is easily oxidized to disulfide (-S-3-) in the presence of air, thereby rendering it amenable to covalent attachment to a fluorescent probe.
泣月し11ス
本発明に従えば、物質の蛍光ないし燐光検出のために適
当な反応条件下、蛋白質および他物質上のスルフヒドリ
ル基のみならずアミン(−NH,)およびヒドロキシ(
OH)基その他アルデヒド(−C)10)基の如き基と
共有反応する置換基を有するシアニンおよび関連ポリメ
チン染料が開発された0本発明は、従来法のヨードアセ
チルシアニン染料の使用およびその、スルフヒドリル基
との特異反応性よりもかなりの益をもたらす、アミンお
よびヒドロキシ基はスルフヒドリル基よりも蛋白ないし
他の物質中で優勢であり、安定である。それによって、
特定蛋白有無の探査に蛍光シアニン染料を用いるとき、
被探査蛋白に多くの染料分子が結合しつるので、より強
い蛍光ないしφ光の光度信号が出される。しかも、アミ
ンないしヒドロキシ基は、当然スルフヒドリル、アミン
若しくはヒドロキシ基を含まない重合体粒子の如き標識
の所望される成分に、より容易に付加される。According to the present invention, under reaction conditions suitable for fluorescence or phosphorescence detection of substances, not only sulfhydryl groups on proteins and other substances but also amines (-NH, ) and hydroxy (
Cyanine and related polymethine dyes have been developed which have substituents covalently reacting with groups such as OH) groups and other aldehyde (-C) groups. Amine and hydroxy groups are more prevalent and stable in proteins and other materials than sulfhydryl groups, which provides a considerable benefit over specific reactivity with groups. Thereby,
When using fluorescent cyanine dye to detect the presence or absence of a specific protein,
Since many dye molecules bind to the protein to be probed, a stronger fluorescence or φ light intensity signal is emitted. Moreover, amine or hydroxy groups are naturally more easily attached to the desired components of the label, such as polymer particles that do not contain sulfhydryls, amines or hydroxy groups.
本発明はまた、標識蛋白又は他物質の有無ないし量が、
該標識成分をクロマトグラフィー法で分離後探査されつ
るように、アミン若しくはヒドロキシ基又は他の反応基
と共有反応する基を含む発光シアニン染料を用いて混合
物中の染料と反応しつるアミン若しくはヒドロキシ基又
は他の基を有する蛋白又は他の原料を標識する方法に関
する。先に引用せる文献に依れば、明らかにスルフヒド
リル基は、特に蛋白分子上のスルフヒドリル基が非常に
少なくまた成る場合族基が蛋白の機能で有意な役割を果
たす故に共有反応用に選定された。それ故、著者が蛋白
構造上のスルフヒドリル基の特定位置を確認する試みは
可能であった。また、上記文献で、スルフヒドリル基は
特定蛋白の構造変化を探査し或は該変化をもたらすプロ
ーブとして用いられた。斯くして、染料による吸光の変
化又は染料結合による解放カルシウムイオンの変化を判
断するために、プローブの結合場所を知ることが必要で
あった。The present invention also provides that the presence or absence or amount of a labeled protein or other substance is
After separation of the labeled component by chromatographic methods, a luminescent cyanine dye containing an amine or hydroxy group or a group that covalently reacts with other reactive groups can be used to detect the amine or hydroxy group that reacts with the dye in the mixture. or a method of labeling proteins or other raw materials having other groups. According to the previously cited literature, sulfhydryl groups were apparently chosen for covalent reactions because group groups play a significant role in protein function, especially when sulfhydryl groups on protein molecules are very rare. . Therefore, it was possible for the authors to attempt to identify the specific position of the sulfhydryl group on the protein structure. Furthermore, in the above-mentioned literature, sulfhydryl groups were used as probes to probe or bring about structural changes in specific proteins. Thus, in order to determine changes in absorbance due to dye or changes in free calcium ions due to dye binding, it was necessary to know where the probe was bound.
大部分の蛋白上のスルフヒドリル基は非常に少ない故に
、探査に十分な全ルミネッセンをもたらすのに該スルフ
ヒドリル基数が十分でないことがある。これとは対照的
に、アミンないしヒドロキシ基数は蛋白分子上に数にお
いて有意に多く且つ広く分散しているので分子上の多数
箇所に蛍光プローブを結合させることができ、それによ
って蛋白検出が容易になるため吸光若しくは蛍光変化の
判断が排除される。Since there are very few sulfhydryl groups on most proteins, the number of sulfhydryl groups may not be sufficient to provide sufficient total luminescence for probing. In contrast, the number of amine or hydroxyl groups on a protein molecule is significantly higher in number and widely distributed, allowing fluorescent probes to be attached to multiple locations on the molecule, thereby facilitating protein detection. Therefore, determination of light absorption or fluorescence changes is eliminated.
本発明は発光ポリメチンシアニンないし関連ポリメチン
染料による蛋白その他、核酸、DNA、薬物、トキシン
、血液細胞、微生物物質2粒子、プラスチック若しくは
ガラス表面材、重合体膜等を含む物質の、該物質上アミ
ン若しくはヒドロキシ箇所での標識に関する。有利なこ
とに、染料は、標識物質を含む水性ないし他の媒体に可
溶である0本発明は標識1段法に加えて標識2段法に関
する。標wA2段法では、抗体の如き第一成分を、該成
分上の、アミン、ヒドロキシ、アルデヒド若しくはスル
フヒドリル箇所を含む箇所で標識しつる。標識された成
分は、抗体が特異な抗原の如き第二成分のプローブとし
て用いられる。The present invention uses luminescent polymethine cyanine or related polymethine dyes to produce proteins, nucleic acids, DNA, drugs, toxins, blood cells, microbial substances, two particles of microbial substances, plastic or glass surface materials, polymer films, etc., on which amines or Concerning labeling at hydroxy sites. Advantageously, the dye is soluble in the aqueous or other medium containing the labeling substance.The present invention relates to a two-step labeling method in addition to a one-step labeling method. In the two-step method, a first component, such as an antibody, is labeled at a site on the component that includes an amine, hydroxy, aldehyde, or sulfhydryl moiety. The labeled component is used as a probe for a second component, such as an antigen for which the antibody is specific.
先に記した従来技術では、スルフヒドリル基と共有反応
するプローブを用いることにより、シアニンプローブに
よる結合箇所の特異性が達成された0本発明の2段法に
従えば、第一段階でシアニンないし関連プローブを抗体
の如き第−成分上のアミン、アルデヒド、スルフヒドリ
ル、ヒドロキシ若しくは他の基と反応させることができ
、而して第二ないし染色段階で抗体は抗原の如き第二成
分での所望の特異性を達成しつる。この特異性は抗体へ
の抗原結合箇所により調べられる。In the prior art described above, specificity of the binding site by the cyanine probe was achieved by using a probe that covalently reacts with a sulfhydryl group.According to the two-step method of the present invention, cyanine or related The probe can be reacted with an amine, aldehyde, sulfhydryl, hydroxy, or other group on a second component, such as an antibody, so that in a second or staining step, the antibody has the desired specificity on a second component, such as an antigen. Achieve sex. This specificity is determined by the site of antigen binding to the antibody.
本発明はまた、ターゲット分子上のアミン、ヒドロキシ
、アルデヒド若しくはスルフヒドリル基への共有結合を
可能にする基を含む発光ポリメチンシアニンおよび関連
化合物に関する0本発明は抗原のプローブとなりつるこ
れら発光シアニン化合物で標識された単一クローン抗体
および他の成分に関する。ターゲットが1種の細胞であ
るとき、本発明は、該細胞に結合する標識抗体の量を測
定するのに用いることができる。この測定は、細胞のル
ミネッセンスの相対的明暗を調べることによって実施し
つる。The present invention also relates to luminescent polymethine cyanine and related compounds containing groups that allow covalent attachment to amine, hydroxy, aldehyde or sulfhydryl groups on a target molecule. concerning monoclonal antibodies and other components. When the target is one type of cell, the present invention can be used to measure the amount of labeled antibody that binds to that cell. This measurement is carried out by examining the relative brightness and darkness of the luminescence of the cells.
本発明は、系の特定蛋白若しくは他成分の濃度を調べる
のに用いることができる。もし、プローブと反応しつる
蛋白上の反応基数が既知なら、分子当りの蛍光を知るこ
とができ、また系の分子濃度を系の全ルミネッセンス強
度によって調べることができる。The present invention can be used to determine the concentration of specific proteins or other components in a system. If the number of reactive groups on the protein that reacts with the probe is known, the fluorescence per molecule can be known, and the molecular concentration of the system can be determined by the total luminescence intensity of the system.
本方法は、系の蛋白の混合物すべてを標識し、次いで標
識蛋白をクロマトグラフィーの如き任意手段で分離する
ことにより系の各種の蛋白ないし他の物質を定量するの
に用いることができる0次いで、分離せる発光性の蛋白
量を調べることができ、クロマトグラフィー検出系で、
標識物質上の染料位置を確認することができる。This method can be used to quantify various proteins or other substances in a system by labeling the entire mixture of proteins in the system and then separating the labeled proteins by any means such as chromatography. The amount of luminescent protein that can be separated can be investigated using a chromatography detection system.
The dye position on the labeling substance can be confirmed.
本発明はまた、抗体により標識された種々の細胞数を調
べるのに使用しつる。この数の調査は系の複数種の細胞
を標識し次いで標識細胞を系外に分離することにより実
施しつる。また、標識細胞は系外の非標識細胞からも分
離することができる。The invention can also be used to determine the number of different cells labeled with antibodies. This number can be investigated by labeling multiple types of cells in the system and then separating the labeled cells out of the system. Furthermore, labeled cells can also be separated from unlabeled cells outside the system.
本発明の別の具体化は、抗体の如き別異の複数第一成分
にして、各々が抗原の如き別異の第二成分に特異な第一
成分に夫々結合した複数の発光シアニン若しくは関連染
料を、抗原混合物中複数抗原の各々を同定するのに用い
られるマルチパラメータ一方法を含む、この具体化に従
えば、各抗体は、他のプローブを標識するのに用いられ
る染料とは別異の吸光およびルミネッセンス波長特性を
有する染料で別個に標識される0次いで、標識抗体はす
べて、夫々特定の標識抗体により染色されつる抗原の如
き第二成分を含むと分析された生物学的調製物に加えら
れる。未反応染料物質は、もしそれが分析を妨げるなら
、洗浄によって調製物から全て除去されつる。生物学的
調製物は次いで種々の励起波長に付される。用いられる
各励起波長は特定の共役染料の励起波長である。励起波
長に相当する発光波長の光度を調べるのにルミネッセン
ス顕微鏡又は、励起波長の光を選択し且つルミネッセン
スの波長を選定するフィルター若しくはモノクロメータ
−を有するフローシトメタ−又は蛍光分光光度計の如き
他のルミネッセンス検出系が用いられる。特定の共役染
料の発光波長に相当する波長でのルミネッセンス強度は
、染料が結合する抗体に結合した抗原の量を示す、成る
場合、各々が別異の波長で蛍光を発する混合物中の物質
2種以上からのルミネッセンスを励起するのに単一励起
波長を用いることができ、その各蛍光波長における個々
の蛍光強度を検出することにより各標識種の量を測定す
ることができる。所望なら、吸光検出法を用いることが
できる0本発明の2段法は、ルミネッセンス若しくは吸
光検出系で第−物質一染料複合物が方向づけられる別の
物質の有無を探査するのに染料と結合した第一物質を用
いる任意系に適用されつる3例えば、染料はDNA若し
くはRNA断片に結合して染料結合DNA若しくはRN
Aフラグメントを形成し得、次いでそれは断片が相補的
なりNA若しくはRNA主鎖に方向づけられる。同じ試
験方法はDNAの相補的主鎖の有無を探査するのに用い
ることができる。Another embodiment of the invention provides a plurality of luminescent cyanines or related dyes each coupled to a plurality of different first components, such as antibodies, each of which is specific for a different second component, such as an antigen. According to this embodiment, which involves a multiparameter method used to identify each of multiple antigens in an antigen mixture, each antibody is labeled with a dye distinct from the dye used to label the other probes. All labeled antibodies that are separately labeled with dyes that have absorption and luminescence wavelength properties are then added to the biological preparation that is analyzed to contain a second component, such as an antigen, stained with each specific labeled antibody. It will be done. Any unreacted dye material, if it interferes with the analysis, is removed from the preparation by washing. The biological preparation is then subjected to various excitation wavelengths. Each excitation wavelength used is that of a particular conjugated dye. A luminescence microscope or other luminescence microscope such as a flow cytometer or fluorescence spectrophotometer with a filter or monochromator to select the light at the excitation wavelength and to select the wavelength of the luminescence to determine the luminosity of the emission wavelength corresponding to the excitation wavelength. A detection system is used. The luminescence intensity at a wavelength corresponding to the emission wavelength of a particular conjugated dye indicates the amount of antigen bound to the antibody to which the dye is bound, when two substances in a mixture each fluoresce at a different wavelength. A single excitation wavelength can be used to excite the luminescence from above, and the amount of each labeled species can be determined by detecting the individual fluorescence intensities at each fluorescence wavelength. If desired, an absorption detection method can be used.The two-step method of the present invention allows the first substance-dye complex to be directed to a luminescence or absorption detection system to probe for the presence of another substance coupled to the dye. For example, a dye can bind to a DNA or RNA fragment and the dye binds to the DNA or RNA fragment.
A fragment can be formed, which is then oriented to the complementary NA or RNA backbone. The same test method can be used to probe for the presence of complementary backbones of DNA.
本発明のシアニンおよび関連染料は特に、広範囲の励起
および発光波長を有する特定のシアニンおよび関連染料
が合成されつる故に、種々の励起および発光波長の染料
を必要とする成分混合物分析によく適合する。特定の励
起および発光波長を有する特定のシアニンおよび関連染
料は、メチン基の数又はシアニン環構造を変えることに
より合成することができる。このようにして、レーザー
例えばHeNe若しくはダイオードレーザ−の如き特定
の励起光源に相当する特定励起波長を有する染料を合成
することができる。The cyanines and related dyes of the present invention are particularly well suited for component mixture analysis requiring dyes of various excitation and emission wavelengths because specific cyanines and related dyes with a wide range of excitation and emission wavelengths have been synthesized. Specific cyanines and related dyes with specific excitation and emission wavelengths can be synthesized by varying the number of methine groups or the cyanine ring structure. In this way, it is possible to synthesize dyes with specific excitation wavelengths corresponding to specific excitation light sources, such as lasers, e.g. HeNe or diode lasers.
本発明は、反応条件下発光性の高いまた吸光度の高いシ
アニンおよび関連染料分子を蛋白、ペプチド、炭水化物
、核酸、銹導核酸、脂質、他の特定の生物学的分子、生
物学的細胞上のアミン、ヒドロキシ、アルデヒド、スル
フヒドリル若しくは他の基並びに可溶性重合体、重合体
粒子、重合体表面材、重合体膜、ガラス表面材および他
の粒子ないし表面材の如き非生物学的物質に共有反応さ
せることに関する。ルミネッセンスには高感度の光学的
技法が包含されるので、標識が非常に低い量で存在する
ときでさえ染料「標識」の有無を探査定量することがで
き、かくして染料標識試薬を用いて標識された物質の量
を測定することができる。最も有用な染料は吸光度が高
く(t=70.000〜250,0OOfib1モルC
m又はそれ以上)、非常に発光性であり、少なくとも5
〜80%以上の量子収量を有する。該量は染料そのもの
に当てはまり、また標識物質に結合した染料にも当ては
まる。The present invention provides highly luminescent and highly absorbent cyanine and related dye molecules under reaction conditions for use on proteins, peptides, carbohydrates, nucleic acids, nucleic acids, lipids, and other specific biological molecules and biological cells. Covalently reacting with non-biological materials such as amines, hydroxy, aldehydes, sulfhydryls or other groups and soluble polymers, polymer particles, polymeric surfaces, polymeric films, glass surfaces and other particles or surfaces. Regarding things. Because luminescence involves highly sensitive optical techniques, it is possible to probe and quantify the presence or absence of a dye "label" even when the label is present in very low amounts, thus labeling with dye-labeling reagents. It is possible to measure the amount of a substance that has been absorbed. The most useful dyes have high absorbance (t=70,000-250,0000fib1 mol C
m or more), highly luminescent, at least 5
It has a quantum yield of ~80% or more. The amount applies to the dye itself and also to the dye bound to the labeling substance.
斯かるカラーm識試薬の重要な適用は発光性単一クロー
ン抗体の産生である。単一クローン抗体は、特定の化学
的箇所又は細胞表面上若しくは細胞内「マーカー」に非
常に堅く且つ特異的に結合する蛋白分子である。それ故
、これら抗体は、特定細胞種(例えばHLA、T細胞、
バクテリアおよびウィルス等)および異常細胞を同定す
るのに莫大な研究と臨床適用とを有する。従来、細胞に
結合した抗体は種々の方法による抗体の標識によって計
量されており、そして標識は放射性標識(ラジオイミノ
アッセイ)、酵素(ELISA技法)又は蛍光染料(通
常フルオセイン、ロダミン、Texas Red■若し
くは紅藻素)によって遂行されてきた。a法的抗体試薬
のほとんどの製造業者ないしユーザーは放射性トレーサ
ーの使用に伴う問題の排除を望んでおり、そのためルミ
ネッセンスが最も有望な代替法の一つと考えられている
。実際、多くの業者は今日、単一クローン抗体で標識さ
れたフルオレセイン“、Texas Red■、ロダミ
ンおよび紅藻素を市場に出している。An important application of such color identification reagents is the production of luminescent monoclonal antibodies. Monoclonal antibodies are protein molecules that bind very tightly and specifically to specific chemical locations or "markers" on or within cells. These antibodies are therefore specific to cell types (e.g. HLA, T cells,
It has enormous research and clinical application in identifying abnormal cells (such as bacteria and viruses) and abnormal cells. Traditionally, antibody bound to cells has been quantified by labeling the antibody by a variety of methods, including radioactive labels (radioiminoassays), enzymes (ELISA techniques), or fluorescent dyes (usually fluorescein, rhodamine, Texas Red or This has been carried out by red algae). Most manufacturers or users of a-legal antibody reagents desire to eliminate the problems associated with the use of radioactive tracers, and therefore luminescence is considered one of the most promising alternatives. In fact, many vendors today market monoclonal antibody-labeled fluorescein, Texas Red, rhodamine, and red algae.
近年、細胞上の蛍光抗体を検出する光学的/電子工学的
装置は複雑さを増し、でいる0例えば、フロー血球計算
法を用いて個々の細胞上の蛍光抗体量を、細胞5,00
0個/秒までの割合で測定することができ、また顕微鏡
および溶液蛍光技法も進歩している。これら装置は、ス
ペクトルのtJ V 、可視および近IR領域の多くの
波長で蛍光を励起することができる。今日受容される有
用な蛍光標識試薬のほとんどは400〜580nnnス
ペクトル領域で励起しつる。例外は、蛋白に共有結合し
得且つ若干長い波長で励起しつる、海洋性生物から単離
されたいくつかのフィコビリプロティンタイプHf4で
ある。それ故、今日市販されている装置で分析される生
物学的ないし非生物学的物質の標識で新たな標識試薬が
有効となることが必要な580〜約900rim範囲の
大スペクトル窓がある。このスペクトル領域で励起し)
る新しい試薬は、種々の特、異性を有する抗体が各々別
異の着色蛍光染料で標識しつる故に細胞上マーカーのマ
ルチカラールミネッセンス分析の実施を可能にする。斯
くして、分析される各細胞に関し同時にいくつかのマー
カーの有無を調べることができる。In recent years, optical/electronic devices for detecting fluorescent antibodies on cells have become increasingly complex.
It can be measured at rates down to 0 per second, and microscopy and solution fluorescence techniques have also advanced. These devices are capable of exciting fluorescence at many wavelengths in the tJ V , visible and near-IR regions of the spectrum. Most of the useful fluorescent labeling reagents available today excite in the 400-580 nnn spectral region. An exception is some phycobiliprotein types Hf4 isolated from marine organisms, which can bind covalently to proteins and are excited at slightly longer wavelengths. Therefore, there is a large spectral window in the 580 to about 900 rim range in which new labeling reagents need to be effective in labeling biological or non-biological substances to be analyzed with today's commercially available instruments. excitation in this spectral region)
The new reagent enables the performance of multicolor luminescence analysis of cellular markers, since antibodies with different specificity and isomerism can be labeled with different colored fluorescent dyes. In this way, the presence or absence of several markers can be determined simultaneously for each cell analyzed.
本発明はまた、生物学的ないし非生物学的物質に共有結
合しつる発光(蛍光若しくは燐光)シアニン、メロシア
ニンおよびスチリル染料そのものに関する。メロシアニ
ンおよびスチリル染料は本発明のためのシアニン染料に
関連すると認められる。新しい標識試薬そのものは、特
にそれが標識成分に結合しているとき初めに定義せる波
長の光例えば450〜900nmスペクトル範囲の波長
の光で励起しつる。細胞のパックグラウンド蛍光はより
低い波長で概ね生じる。それ故、!lAM!試薬はバッ
クグラウンド蛍光とは区別される。特に有利なのは63
3nmの光を吸収する誘導体である。何故なら、該誘導
体は、安価で、強く、安定で、寿命の長いHaNeレー
ザー給源により励起されつるからである0次いで、標識
成分により蛍光ないし燐光放出される、二番目に定義し
た波長の光が検出されうる。蛍光若しくは燐光は一般に
励起光より長い波長を有する。検出段階は、励起波長の
散乱光を吸収するための、また検体とともに用いられる
特定の染料標識に相当するルミネッセンスの対応波長を
通過させるためのフィルターを有するルミネッセンス顕
微鏡を用いることができる。斯かる光学顕微鏡について
は米国特許第4゜621.911号に記述されている。The present invention also relates to luminescent (fluorescent or phosphorescent) cyanine, merocyanine and styryl dyes themselves which are covalently bound to biological or non-biological substances. Merocyanine and styryl dyes are recognized as related cyanine dyes for the purposes of this invention. The new labeling reagent itself, especially when bound to a labeling component, is initially excitable with light at a definable wavelength, for example in the 450-900 nm spectral range. Background fluorescence of cells generally occurs at lower wavelengths. Therefore,! LAM! Reagents are distinguished from background fluorescence. Especially advantageous is 63
It is a derivative that absorbs 3 nm light. This is because the derivative can be excited by a cheap, strong, stable, and long-lived HaNe laser source. Then, the light at the second defined wavelength emitted by the labeling component is fluorescent or phosphorescent. can be detected. Fluorescence or phosphorescence generally has a longer wavelength than the excitation light. The detection step can employ a luminescence microscope having a filter to absorb scattered light at the excitation wavelength and to pass the corresponding wavelength of luminescence corresponding to the particular dye label used with the analyte. Such an optical microscope is described in U.S. Pat. No. 4,621,911.
シアニンおよび関連染料がすべて発光性というわけでな
い、しかしながら、本発明の染料には、発光性であるシ
アニンおよび関連染料が含まれる。それらは比較的光安
定性であり、多くは反応溶液好ましくは水溶液に可溶で
ある。結合染料そのものは、特にそれが標識成分に結合
しているとき少なくとも50. OOO好ましくは10
0゜000ε1モルcmの分子吸光係数(1)を有する
。吸光係数は分子が光を吸収する能力の尺度である0本
発明の結合染料は少なくとも2%好ましくは少なくとも
10%の量子収量を有する。加えて、本発明の結合染料
は400〜900nrn好ましくは600〜900nm
スペクトル範囲の光を吸収し且つ発生する。Not all cyanines and related dyes are luminescent, however, the dyes of the present invention include cyanines and related dyes that are luminescent. They are relatively photostable and many are soluble in the reaction solution, preferably an aqueous solution. The conjugated dye itself, especially when it is conjugated to a labeling component, has a molecular weight of at least 50. OOO preferably 10
It has a molecular extinction coefficient (1) of 0°000ε 1 mol cm. The extinction coefficient is a measure of the ability of a molecule to absorb light. The bound dyes of the present invention have a quantum yield of at least 2%, preferably at least 10%. In addition, the binding dye of the present invention has a molecular weight of 400-900nrn, preferably 600-900nrn.
Absorbs and emits light in a spectral range.
壷−ルスルホン 上
本明細書に記載の如きアリールスルホネートないしアリ
ールスルホン酸置換染料が、アリールスルホネートない
しアリールスルホン酸基のない類似染料に比べ本質的に
蛍光が強く、改良された光安定性および水溶性を有する
と分かった。用語アリ・−ルスルホネートないしアリー
ルスルホン酸基を本明細書で用いるとき、それは、単一
環芳香族構造又はナフタレン構造の如き融合環構造を含
む芳香族環構造に結合した互換可能なアリールスルホ二
ノ酸基若しくはアリールスルホネート基を意味する。単
一環芳香族構造若しくは融合環芳香族構造はポリメチン
、シアニン、メロシアニン若しくはスチリルタイプ染料
中に存在しつる。Ursulfone Aryl sulfonate- or arylsulfonic acid-substituted dyes as described herein above are inherently more fluorescent than similar dyes without the arylsulfonate or arylsulfonic acid group, and have improved photostability and water solubility. It was found that it has As the term arylsulfonate or arylsulfonic acid group is used herein, it refers to an interchangeable arylsulfonino acid attached to an aromatic ring structure, including a single-ring aromatic structure or a fused ring structure such as a naphthalene structure. or arylsulfonate group. Single ring aromatic structures or fused ring aromatic structures are present in polymethine, cyanine, merocyanine or styryl type dyes.
通常シアニン染料を含む同一平面分子構造を有する多く
の染料は、特に、緩衝液ないし生理的食塩水における如
く無機塩も亦存在するとき水溶液中で二量体ないしそれ
以上の結合体を形成しやすい、これらの結合体は通常里
量体吸収の短波長側にシフト・シた吸収バンドを有し、
概ね非常に弱い蛍光種である。水溶液でのシアニン染料
の結合体形成傾向は特に写真工業で周知である[ We
stL& pierce S、、J、 pi B、
Cheta、、69: 1894(+965); St
urmer D、M、、S ec、 To in
)Ieter。Many dyes with coplanar molecular structures, usually including cyanine dyes, are susceptible to forming dimers or more conjugates in aqueous solution, especially when inorganic salts are also present, such as in buffers or saline. , these conjugates usually have an absorption band shifted to the short wavelength side of the mercury absorption,
They are generally very weakly fluorescent species. The tendency of cyanine dyes to form conjugates in aqueous solutions is particularly well known in the photographic industry [We
stL & pierce S, J, pi B,
Cheta, 69: 1894 (+965); St
urmer D, M,, S ec, To in
) Iter.
c clic Chemjair 、 30(1974
11゜多くの染料分子特にシアニン染料分子は水溶液中
結合体を形成しやすい、然るに、アリールスルホネート
染料はこれらの結合体形成傾向を最低限で有すると分か
った。アリールスルホネート染料を蛍光標識試薬の形成
に用いるとき、それは、蛋白又は抗体の如き他の分子に
高い表面密度で結合する場合結合体形成傾向が低下する
。塩溶液(例 150mM塩化ナトリウム)中特定染料
分子が結合体を形成する傾向は、同じ染料分子が蛋白の
表面上で結合体を形成する傾向の尺度として採用されつ
る。それ故、染料分子が水性塩溶液中結合体を形成する
傾向が最低限であることが望ましい、第2図に示すデー
ターを用いて、特定のアリールスルホネート化染料が水
性塩溶液中高濃度でさえ結合体を形成する傾向が低いこ
とを例示することができる。clic Chemhair, 30 (1974
It has been found that many dye molecules, particularly cyanine dye molecules, are prone to forming conjugates in aqueous solution, however, aryl sulfonate dyes have a minimal tendency to form these conjugates. When aryl sulfonate dyes are used to form fluorescent labeling reagents, they have a reduced tendency to form conjugates when bound to proteins or other molecules, such as antibodies, at high surface densities. The tendency of a particular dye molecule to form a conjugate in a salt solution (eg, 150 mM sodium chloride) is taken as a measure of the tendency of the same dye molecule to form a conjugate on the surface of a protein. Therefore, it is desirable that the dye molecules have a minimal tendency to form conjugates in aqueous salt solutions. It can be exemplified that the tendency to form a body is low.
第1図は、水性ta衝液に溶解せる典型的ジアニン染料
の単量体吸収スペクトルおよび二量体吸収スペクトルを
示す、これらのスペクトルを生じさせるのに用いられる
染料N、 N’−ジ−スルボブチルインドジカルボシア
ニンはアリールスルホネート基を有さす、ミリモル範囲
未満の濃度でさえ二量体を容易に形成する。二量体スペ
クトルは濃度の異なる染料スペクトルから算定された(
West &Psaree、 +965の方法参照)。FIG. 1 shows the monomer and dimer absorption spectra of typical dianine dyes dissolved in aqueous Ta buffer; Butylated indodicarbocyanine has an aryl sulfonate group and readily forms dimers even at concentrations below the millimolar range. Dimer spectra were calculated from dye spectra at different concentrations (
(See the method of West & Psaree, +965).
燐酸塩緩衝剤入り食塩溶液中3ミリモルの濃度では、単
量体および二量体バンドの吸収はほぼ等しかった。At a concentration of 3 mmolar in phosphate buffered saline solution, the absorption of the monomeric and dimeric bands was approximately equal.
改善されたスルホインドジ力ルシアニンN。Improved sulfindyloxylucyanin N.
N゛−ジエチルインドジカルポボシアニン−5,5’
−ジスルホン酸のスペクトルを第2図に示す、この染料
は濃度10ミリモルまでの食塩溶液中3ミリの兆候を何
ら示さなかった。N-diethylindodicarpobocyanine-5,5'
The spectrum of -disulfonic acid is shown in FIG. 2; this dye showed no signs of 3 mmol in saline solutions with concentrations up to 10 mmol.
特定の反応染料が抗体の如き蛋白に定義された反応条件
で結合する効率を測定することは常法である。試験染料
はN、 N’−ジカルボキシペンチルインドジカルボシ
アニン−5,5゛−ジスルホン酸のビス−N−ヒドロキ
シスクシンイミドであった。It is a common practice to measure the efficiency with which a particular reactive dye binds to a protein, such as an antibody, under defined reaction conditions. The test dye was bis-N-hydroxysuccinimide of N,N'-dicarboxypentylindodicarbocyanine-5,5'-disulfonic acid.
第3図は、このスルホシアニン染料活性エステルがpH
9,2の炭酸塩緩衝液中で羊免疫グロブリンと効率よく
反応し、反応溶液中相対的染料ないし抗体濃度に依って
1未満〜20以上の範囲にわたる染料:抗体モル比を有
する共有標識抗体分子を形成することを例示する。デー
ターに最小2乗法を適用して得た勾配は、斯かる条件下
この染料の標識効率が約80%であることを示している
。同様の調査で、フルオレセインインチオシアネート(
FITC)が約20%の効率を以て反応した。Figure 3 shows that this sulfocyanine dye active ester has a pH of
A covalently labeled antibody molecule that reacts efficiently with sheep immunoglobulin in a 9,2 carbonate buffer and has a dye:antibody molar ratio ranging from less than 1 to greater than 20 depending on the relative dye to antibody concentration in the reaction solution. . The slope obtained by applying a least squares fit to the data indicates that the labeling efficiency of this dye is approximately 80% under these conditions. In a similar study, fluorescein inthiocyanate (
FITC) reacted with an efficiency of about 20%.
新規なスルホインドジカルボシアニン染料の活性エステ
ルの反応性は羊免疫グロブリン(IgG)を標識するこ
とによ7て調べられた。蛋白(4mg/mlをO,1モ
ル炭酸塩緩衝液(pH9,2)に溶かした。無水ジメチ
ルホルムアミドに溶解せる反応性染料のアリコートを蛋
白試料に加えて初期の染料:蛋白モル比を得た。30分
後2ゲル透過クロマトグラフィー (Sephadex
G−50)により単結合染料から蛋白を分離した。得
られた染料:蛋白モル比を分光光度計で調べ、これを第
3図に示す。The reactivity of active esters of novel sulfinodicarbocyanine dyes was investigated by labeling sheep immunoglobulin (IgG). Protein (4 mg/ml was dissolved in O, 1 molar carbonate buffer (pH 9,2). An aliquot of the reactive dye dissolved in anhydrous dimethylformamide was added to the protein sample to obtain the initial dye:protein molar ratio. After 30 minutes, 2 gel permeation chromatography (Sephadex
G-50) to separate the protein from the single bound dye. The resulting dye:protein molar ratio was determined using a spectrophotometer and is shown in FIG.
低い染料:蛋白比において、標識蛋白の吸収スペクトル
は、遊離単量体染料のスペクトルと密接に対応するバン
ドを示す、高度標識され(染料:蛋白比の高い)或は、
水性溶液中凝集傾向の高い染料で標識された抗体分子は
往々、水性溶液中単量体染料吸収バンドよりも短波長で
現われる新しい吸収ピークを有することが見出されてい
る。新しい吸収ピークの波長はしばしば、染料の二量体
吸収スペクトル特性を示す領域に入る(第1図参照)。At low dye:protein ratios, the absorption spectrum of the labeled protein shows bands that correspond closely to the spectrum of the free monomeric dye; either highly labeled (high dye:protein ratio) or
It has been found that antibody molecules labeled with dyes that have a high tendency to aggregate in aqueous solution often have new absorption peaks that appear at shorter wavelengths than the monomeric dye absorption band in aqueous solution. The wavelength of the new absorption peak often falls into the region exhibiting the dimeric absorption spectral characteristics of the dye (see Figure 1).
抗体の標識間が高いほど短波長:長波長吸収ピーク比は
高い、この、より短い波長吸収ピークは第4図中約59
0nmで見ることができる。第4図中、より長い波長(
645nm)ピークは、抗体に結合した単量体染料分子
による。第4図の抗体吸収スペクトルをもたらすのに用
いた標識状11i N、 N’−ジカルボブチルインド
ジカルボシアニン−5,5°−酢酸のビス−N−ヒドロ
キシスクシンイミドエステルはアリールスルホネート基
を有さす、水性塩溶液中でまた、それが反応した抗体上
で二量体を容易に形成する0重要なこととして、これら
抗体の蛍光励起スペクトルは、短波長ピークでの標識抗
体の励起が、長波長ピークで励起する程多くは蛍光を比
例的に生成しないことを示す。この考察は5短波長吸収
ピークが抗体分子上の非蛍光二量体ないし結合体の形成
によるという概念と調和する。The higher the distance between the antibody labels, the higher the short wavelength:long wavelength absorption peak ratio.This shorter wavelength absorption peak is approximately 59 in Figure 4.
It can be seen at 0 nm. In Figure 4, the longer wavelength (
645 nm) peak is due to monomeric dye molecules bound to the antibody. The labeled 11i N,N'-dicarbutylindodicarbocyanine-5,5°-acetic acid bis-N-hydroxysuccinimide ester used to produce the antibody absorption spectrum of FIG. 4 has an aryl sulfonate group. Importantly, the fluorescence excitation spectra of these antibodies indicate that the excitation of the labeled antibody at short wavelength peaks, but the excitation of the labeled antibody at longer wavelength This indicates that more peak excitation does not produce fluorescence proportionally. This consideration is consistent with the concept that the 5 short wavelength absorption peaks are due to the formation of non-fluorescent dimers or conjugates on the antibody molecule.
本発明者等は、第3図のデーターを得るのに使用したア
リールスルホネートシアニン染料が、二量体の特徴的吸
収波長におけるはるかにより小さな吸収ピーク(第5図
参照)によって判断される如く抗体分子上で容易には結
合しないことを見出した。これは、抗体および他の「非
結合性」標識試薬が蛍光のより強い標識蛋白を産生ずべ
きなので重要である。実際、アリールスルホシアニンは
平均染料/抗体比が比較的高いときでさえ鮮明な蛍光抗
体を産生ずる(第6図参照)
第4図にカルボキシインドジカルボシアニン染料で標識
された羊免疫グロブリンを示す、第5図は、新規なスル
ホインドジカルボシアニン染料と結合した蛋白を示す、
前者の試料において増加した二量体の存在(第1図参照
)は明らかである0両調製物で染料:蛋白モル比はほぼ
同じであるけれども、第5図に示す蛋白は第4図に示す
試料よりも蛍光が強かった。The inventors have determined that the arylsulfonate cyanine dye used to obtain the data in Figure 3 is effective for antibody molecules, as judged by the much smaller absorption peak at the characteristic absorption wavelength of the dimer (see Figure 5). It was found that the above does not bind easily. This is important because antibodies and other "non-binding" labeling reagents should produce more fluorescently labeled proteins. In fact, arylsulfocyanine produces bright fluorescent antibodies even when the average dye/antibody ratio is relatively high (see Figure 6). Figure 4 shows sheep immunoglobulin labeled with carboxyindodicarbocyanine dye. , FIG. 5 shows a protein conjugated with a novel sulfindodicarbocyanine dye.
The presence of increased dimer in the former sample (see Figure 1) is evident.Although the dye:protein molar ratio is approximately the same in both preparations, the protein shown in Figure 5 is the same as that shown in Figure 4. The fluorescence was stronger than the sample.
蛍光染料で標識された鮮明な蛍光性抗体又は他の蛋白を
有するには、蛋白上染料分子当りの平均量子収量ができ
るだけ高いことが重要である。In order to have a brightly fluorescent antibody or other protein labeled with a fluorescent dye, it is important that the average quantum yield per dye molecule on the protein is as high as possible.
一般に、蛋白上染料分子の表面密度が寓くなる(すなわ
ち染料/蛋白比が増加する)につれ、染料の平均量子収
量が低下する3この効果は時折、標識間の高い蛋白の表
面上染料相互作用の結果として生じるケンチングに起因
しできた。確かに、蛋白表面上非蛍光二量体の形成はこ
のケンチングに寄与しうる。第6図は、染料/蛋白比が
高くなるにつれアリールスルホシアニン染料の平均量子
収量が緩徐に低下することを示している(菱形印を繋ぐ
曲線)、これとは対照的に、丸印を繋ぐ曲線は、染料/
蛋白比が高くなるに−クれ非アリールスルホシアニン染
料(N、 N’−ジ−スルホブチルインドジカルボシア
ニン−5−イソチオシアネート)の結合に関する平均量
子収量の非常に迅速な低下があることを示している。そ
れ故、第6図に例示されるスルホシアニン染料は、他の
染料に比較して、特に抗体分子当り染料分子1〜10個
の標識範囲でより鮮明な蛍光抗体を産生ずる。In general, as the surface density of dye molecules on a protein decreases (i.e., the dye/protein ratio increases), the average quantum yield of the dye decreases. This was caused by the resulting kenching. Indeed, the formation of non-fluorescent dimers on the protein surface may contribute to this quenching. Figure 6 shows that the average quantum yield of arylsulfocyanine dyes decreases slowly as the dye/protein ratio increases (curve connecting the diamonds), in contrast to the curve connecting the circles. The curve is dye/
We show that there is a very rapid decrease in the average quantum yield for binding of a non-aryl sulfocyanine dye (N, N'-di-sulfobutylindodicarbocyanine-5-isothiocyanate) as the protein ratio increases. It shows. Therefore, the sulfocyanine dye illustrated in FIG. 6 produces more vividly fluorescent antibodies than other dyes, especially in the labeling range of 1 to 10 dye molecules per antibody molecule.
標識蛋白上の個々の染料分子の平均蛍光皿子収量はこれ
ら生物分子から得られる蛍光信号の尺度である。燐酸塩
緩衝剤入り食塩溶液中の新規なスルホインドジカルボシ
アニン染料で標識された羊免疫グロブリン(NgG)か
らのデーターは第6図の菱形印を繋いだ曲線で示される
。第6図の丸印を繋いだ曲線は、比較のためインドジカ
ルボシアニン−イソチオシアネート反応性染料で標識し
た蛋白を示す、第6図で、染料/蛋白比Oでの量子収量
は緩衝液中反応性染料(遊離染料)のメチルアミン付加
物に関する値を示す。The average fluorescent plate yield of individual dye molecules on labeled proteins is a measure of the fluorescent signal obtained from these biological molecules. Data from sheep immunoglobulin (NgG) labeled with the novel sulfinodicarbocyanine dye in phosphate buffered saline is shown by the diamond-connected curve in FIG. The curve connecting the circles in Figure 6 shows a protein labeled with an indodicarbocyanine-isothiocyanate reactive dye for comparison. Values for methylamine adducts of reactive dyes (free dyes) are shown.
バラ グー ン″
発光プローブは、分子および細胞を分析分離しまた他物
質を検出定量するのに有用な試薬である。非常に少ない
数の発光分子が最適環境下で検出することができる。
BarakとWebbは、SITカメラを用いて細胞の
LDL受理に関連した50個未満の蛍光脂質類似物を可
視化した(J、 Ce1l Biol。Luminescent probes are useful reagents for the analytical separation of molecules and cells, as well as the detection and quantification of other substances. A very small number of luminescent molecules can be detected under optimal circumstances.
Barak and Webb used a SIT camera to visualize less than 50 fluorescent lipid analogs associated with cellular LDL reception (J, Ce1l Biol.
90:595−604(1981) ]、粒子若しくは
特定細胞に関連した10.000個未滴のフルオレセイ
ン分子の検出にフロー血球計算法を用いることができる
[Muirhead、 HoranおよびPo5ta、
Bi TechnoloE3:337〜356 (1
9115) 1.蛍光プローブ応用のいくつかの特定例
は、(1+蛍光フロ一血球計算法、蛍光賦活細胞分類お
よび蛍光鏡検法という技法による細胞混合物中の細胞の
部分母集団の同定および分離、(2)蛍光免疫アッセイ
の技法で別の種に結合する物質(例えば抗原・−抗体反
応物)の濃度測定および(3)蛍光染色の技法によるゲ
ルおよび他の不溶性担体中の物質のローカリゼイション
である。これらの技法については、Herzenber
g等、[細胞免疫学(ca1.1ular Im+au
nology) J 、第3版、第22章; Bla
ckwe目Sc 1ant if 1cPublica
tions、1978(蛍光賦活細胞分類)およびGo
ldman、 r蛍光抗体法(Fluorescenc
e AntibodyMethods)J 、ニューヨ
ーク所在Acadeo+ic Press。90:595-604 (1981)], flow cytometry can be used to detect 10,000 fluorescein molecules associated with particles or specific cells [Muirhead, Horan and Po5ta,
Bi TechnoloE3:337-356 (1
9115) 1. Some specific examples of fluorescent probe applications include (1) identification and separation of subpopulations of cells in a cell mixture by the techniques of fluorescence flow cytometry, fluorescence-activated cell sorting, and fluorescence microscopy; (2) fluorescence (3) the determination of the concentration of a substance that binds to another species (e.g., an antigen-antibody reactant) by immunoassay techniques; and (3) the localization of substances in gels and other insoluble carriers by fluorescent staining techniques. For the technique of Herzenberg
g et al., [Cellular Immunology (ca1.1ular Im+au
Nology) J, 3rd edition, Chapter 22; Bla
ckwe Sc 1ant if 1cPublica
tions, 1978 (fluorescence-activated cell classification) and Go
ldman, r Fluorescent antibody method
e Antibody Methods) J, Acadeo+ic Press, New York.
+968(蛍光鏡検法および蛍光染色(f Iuore
scencemicroscopy arid flu
orescence 5tajnb+g) )並びに^
pp1ficationa of Fluoresce
nce In the[1roa+ediaa[5ci
ence8、帽@Te1ar等、^JanLigs I
nc、、!966に記載されている。+968 (Fluorescence microscopy and fluorescent staining (f Iuore
scencemicroscopy arid flu
oressence 5tajnb+g) ) and ^
pp1ficationa of Fluoresce
nce In the[1roa+ediaa[5ci
ence8, hat @Te1ar, etc. ^JanLigs I
nc,,! 966.
上記目的に蛍光を用いるとき、蛍光物質の選定に多くの
制約がある。一つの制約は蛍光物質の吸収および放出特
性である。なぜなら、多くのりガント、受容体および、
検体例えば血液、尿素、脳を髄液中の物質は蛍光を発し
、蛍光標識の蛍光の正確な測定を干渉するからである。When using fluorescence for the above purpose, there are many restrictions on the selection of fluorescent substances. One limitation is the absorption and emission properties of fluorescent materials. Because many pastes, receptors and
This is because substances in samples such as blood, urea, and brain fluid emit fluorescence, which interferes with accurate measurement of the fluorescence of the fluorescent label.
この現象はオートフルオレッセンス又はバックグラウン
ド蛍光と呼ばれる。別の考慮すべき点は、蛍光物質の、
リガンドおよび受容体並びに他の生物学的ないし非生物
学的物質への結合能力と斯かる蛍光物質に対する結合の
効果である。多くの状況で、別の分子への結合は蛍光物
質の蛍光特性における実質的変化をもたらし得、成る場
合蛍光物質の量子効率を実質的に損ない或は低下させる
。蛍光物質との結合が、標識分子の機能を不活性にする
ことも可能である。三つ目の考慮すべき点は、鋭敏検出
の場合高くあるべき蛍光物質の量子効率である。四つ目
の考慮すべき点は、できるだけ大きくあるべき蛍光物質
の吸光能又は吸光率である。また、蛍光分子が近接状態
にあるとき互いに干渉してセルフケンチングを生じるか
否かが関係する。This phenomenon is called autofluorescence or background fluorescence. Another consideration is that the fluorescent material
The binding capacity for ligands and receptors as well as other biological or non-biological substances and the effect of binding on such fluorescent substances. In many situations, binding to another molecule can result in a substantial change in the fluorescent properties of the fluorophore, in which case it substantially impairs or reduces the quantum efficiency of the fluorophore. It is also possible that binding to a fluorescent substance inactivates the function of the labeled molecule. The third consideration is the quantum efficiency of the fluorescent material, which should be high for sensitive detection. The fourth point to consider is the absorbance or absorbance of the fluorescent substance, which should be as large as possible. Also relevant is whether or not fluorescent molecules interfere with each other and cause self-quenching when they are in close proximity.
更に、蛍光物質が他の化合物と或は該蛍光物質そのもの
により或は該物質が結合している化合物との関連におい
て容器壁と非特異結合するか否かも関係する。Furthermore, it is also relevant whether the fluorescent substance binds non-specifically to the container wall with other compounds, by the fluorescent substance itself, or in relation to the compound to which it is bound.
上記方法の適用性および価値はふされしい蛍光化合物の
入手性と密接に結付く、特に、長波長可視領域(黄〜近
赤外)で発光する蛍光物質が入用である。なぜなら、こ
れら発色団の励起はオートフルオレッセンスをあまり生
ぜず、またスペクトルの全可視および近赤外領域を使用
しつるとき別異の波長で発光する多数の発色団が同時分
析できるからである。広く用いられている蛍光化合物フ
ルオレセインは縁領域では有用なエミッターであるけれ
ども、特定の免疫検定および細胞分析系ではフロオレセ
イン吸収波長での励起により生じるバックグラウンドオ
ートフルオレッセンスが検出感度を制限する。しかしな
がら、慣用の赤蛍光標識ロダミンはフルオレセインより
効果が低いと分かった。 Texas Red■は57
8n+nで励起しつる有用な標識試薬であり、610n
mで最大限に蛍光を発する。The applicability and value of the above method is closely linked to the availability of suitable fluorescent compounds, especially fluorescent substances that emit in the long wavelength visible region (yellow to near infrared). This is because excitation of these chromophores produces less autofluorescence, and when using the entire visible and near-infrared region of the spectrum, multiple chromophores emitting at different wavelengths can be analyzed simultaneously. Although the widely used fluorescent compound fluorescein is a useful emitter in the limbal region, background autofluorescence caused by excitation at fluorescein absorption wavelengths limits detection sensitivity in certain immunoassay and cell analysis systems. However, the conventional red fluorescently labeled rhodamine was found to be less effective than fluorescein. Texas Red■ is 57
It is a useful labeling reagent that excites at 8n+n and 610n
It emits maximum fluorescence at m.
フィコビリプロティンは、その高い吸光率と高い量子収
量の故に重要な貢献をなしてきた。斯かる発色団含有蛋
白は多くの蛋白に共有結合し得、而して鏡検法およびフ
ロー血球計算法での蛍光抗体アッセイに尾いられる。フ
ィコビリプロティンは、(+)蛋白標識法が比較的複雑
であり、(2)蛋白標識効率が通常高くなく(典型的に
は平均0.5フィコビリプロティン分子/蛋白)、(3
)フィコビリプロティンが天然物で、その調製および精
製が複雑であり、(4)フィコビリプロティンが高価で
あり、(5)680nmで最大限蛍光を発するアロフィ
コシアニンより更に赤領域スペクトルで蛍光を発するm
識試薬として有効なフィコビリプロティンが現存せず、
(6) フィコビリブロテインが比較的化学的に不安定
であり、(7)それが比較的容易に光褪色し、(8)フ
ィコビリプロティンが33,000〜240.000範
囲の分子量を持つ大蛋白であり、代謝産物、薬物、ホル
モン、誘導ヌクレオチドおよび、抗体を含む多くの蛋白
の如き標識が望ま【1.い多くの物質より大きいという
欠点を有する。後者の欠点は特に重大である。なぜなら
、大きなフィコビリプロティンで標識された抗体、アビ
ジン、DNAパイプリダイゼーションブローブ、ホルモ
ンおよび小分子は複合錯体の寸法によって課せられた立
体的制限故にそのターゲットに結合し得ず、またターゲ
ットへの結合物の結合速度が低分子量結合物に対して緩
徐だからである。Phycobiliproteins have made important contributions due to their high extinction coefficient and high quantum yield. Such chromophore-containing proteins can be covalently linked to many proteins and thus amenable to fluorescent antibody assays in microscopy and flow cytometry. Phycobiliproteins (+) have relatively complex protein labeling methods, (2) protein labeling efficiencies are usually not high (typically an average of 0.5 phycobiliprotein molecules/protein);
) Phycobiliprotein is a natural product whose preparation and purification is complex; (4) phycobiliprotein is expensive; and (5) it fluoresces further in the red region of the spectrum than allophycocyanin, which fluoresces maximally at 680 nm. m
There is currently no phycobiliprotein that is effective as a diagnostic reagent,
(6) phycobiliprotein is relatively chemically unstable; (7) it is relatively easily photobleached; (8) phycobiliprotein is a large Labeling is desirable for many proteins, including proteins, metabolites, drugs, hormones, derived nucleotides, and antibodies [1. It has the disadvantage of being larger than many substances. The latter drawback is particularly serious. Because large phycobiliprotein-labeled antibodies, avidin, DNA piperidization probes, hormones, and small molecules cannot bind to their targets due to steric limitations imposed by the dimensions of the complex, and binding to the target This is because the binding rate of substances is slower than that of low molecular weight substances.
組槽学、細胞学、免疫検定を含む他の技法も亦、長い波
長での高い量子効率、吸収および放出特性を示し、簡単
な結合手段を有し且つ非特異的干渉の事実上ない蛍光物
質の使用から実質的益を受ける。Other techniques, including cytology, cytology, and immunoassays, also utilize fluorescent materials that exhibit high quantum efficiency, absorption and emission properties at long wavelengths, have simple means of coupling, and are virtually free of nonspecific interference. receive substantial benefits from the use of.
日のアウトライン
本発明は、標識成分の検定および定量化目的で比較的大
きな吸光率および高い量子収量を有する蛍光アリールス
ルホネート化シアニンおよび関連染料を用いる。蛍光シ
アニンおよび関連染料は、抗体、抗原、アビジン、スト
レプトアビジン、蛋白、ペプチド、誘導ヌクレオイド、
炭水化物、脂質、生物学的細胞、バクテリア、ウィルス
、血液細胞、組線細胞、ホルモン、リンフォカイン、ト
レース生物分子、トキシンおよび薬物の如き生物学的物
質を標識するのに用いることができる。また、蛍光染料
は、可溶性重合体、重合体ないしガラス粒子、薬物、導
体、半導体、ガラスないし重合体表面材、重合体膜およ
び他の固体粒子の如き非生物学的物質を標識するのにも
用いることができる。標識される成分は、他の物質を含
む混合形で存在しつる。標識反応が生じる混合物は液体
混合物特に水混合物でありうる。検出段階は顕微鏡スラ
イドの如き液体若しくは乾燥状態の混合物を以て生じつ
る。Day Outline The present invention uses fluorescent arylsulfonated cyanines and related dyes with relatively large absorbance and high quantum yield for assay and quantification purposes of labeled components. Fluorescent cyanine and related dyes can be used for antibodies, antigens, avidin, streptavidin, proteins, peptides, derivatized nucleoids,
It can be used to label biological substances such as carbohydrates, lipids, biological cells, bacteria, viruses, blood cells, recombinant cells, hormones, lymphokines, trace biomolecules, toxins, and drugs. Fluorescent dyes can also be used to label non-biological materials such as soluble polymers, polymeric or glass particles, drugs, conductors, semiconductors, glass or polymeric surfaces, polymeric films, and other solid particles. Can be used. The component to be labeled may be present in a mixture containing other substances. The mixture in which the labeling reaction takes place can be a liquid mixture, especially an aqueous mixture. The detection step can occur with a liquid or dry mixture such as a microscope slide.
本発明は、ターゲット分子に好ましくはアミン若しくは
ヒドロキシ部位酸る場合にはスルフヒドリル若しくはア
ルデヒド部位で共有結合する反応性基のシアニン分子へ
の編入により変性すべきシアニン染料を必要とする0本
発明はまた5シアニンおよび関連染料構造の試験液体へ
の溶解性を高めて(1)標識反応での取扱いを容易にし
、(2)標識される蛋白の表面上での染料結合の防止を
助成し且つ(3)生物学的物質および表面材ないしアッ
セイ装置への標識物質の非特異的結合の防止を助成すべ
くシアニンおよび関連染料構造の使用ないし変性を用い
る。The present invention also requires a cyanine dye to be modified by incorporation into the cyanine molecule of a reactive group that is covalently attached to the target molecule, preferably at an amine or hydroxyl site, or in the case of a sulfhydryl or aldehyde site. 5 cyanine and related dye structures in the test liquid to (1) facilitate handling in labeling reactions, (2) help prevent dye binding on the surface of the protein being labeled, and (3) ) The use or modification of cyanine and related dye structures to help prevent non-specific binding of labels to biological materials and surfaces or assay devices.
シアニンおよび関連染料は、現存の蛍光標識試薬に鋳る
重要な利点を供する。先ず第一に、400〜約1l10
0rx範囲のスペクトル領域で吸光ないし発光するシア
ニンおよび関連染料が合成される。斯くして、これら染
料の反応性誘導体は、複数の標識物質を同時測定するこ
とが必要なアッセイ用に調製されつる。この種のマルチ
カラー(若しくはマルチパラメーター)分析は簡素化、
コスト効果或は、粒子の複雑な混合物中の各粒子上の異
なる標識種の比(例えばマルチパラメーターフロー血球
計算法若しくは蛍光顕微鏡による複雑な混合物中の伺々
の血液細胞上の抗原マーカーの比)の決定に望ましい、
第二に、多くのシアニンおよび関連染料は強く光を吸収
し且つ蛍光を発する。第三に、多くのシアニンおよび関
連染料は比較的光安定性で、蛍光顕微鏡下迅速には漂白
しない、第四に、簡単且つ効果的な結合試薬であるシア
ニンおよび関連染料誘導体を製造することができる。第
五に、多くの構造および合成方法が有効であり、またこ
の種の染料は多目的である。それ故、試薬を多少水溶性
にするのに多くの構造上の変性を行なうことができる。Cyanine and related dyes offer significant advantages over existing fluorescent labeling reagents. First of all, 400 to about 1l10
Cyanines and related dyes are synthesized that absorb or emit light in the spectral region of the 0rx range. Reactive derivatives of these dyes can thus be prepared for assays requiring the simultaneous measurement of multiple labeled substances. This type of multicolor (or multiparameter) analysis is simplified and
Cost effectiveness or the ratio of different labeled species on each particle in a complex mixture of particles (e.g. the ratio of antigen markers on different blood cells in a complex mixture by multiparameter flow cytometry or fluorescence microscopy) desirable for determining
Second, many cyanines and related dyes strongly absorb light and fluoresce. Third, many cyanine and related dyes are relatively photostable and do not bleach quickly under fluorescence microscopy. Fourth, cyanine and related dye derivatives are easy and effective coupling reagents to prepare. can. Fifth, many structures and synthetic methods are available, and this type of dye is versatile. Therefore, many structural modifications can be made to render the reagents more or less water soluble.
そのチャージは、それが結合する分子をかき乱さないよ
うまた非特異的結合が低下しつるよう変化しつる。第六
に、フィコビリプロティンとは異なって、シアニン染料
は比較的小さく(分子量=i、ooo)、そのためその
結合域に迅速到達し或はその機能を遂行する標準分子能
力を目立つほど立体障害しない。Its charge varies so as not to disturb the molecules it binds to, and to reduce nonspecific binding. Sixth, unlike phycobiliproteins, cyanine dyes are relatively small (molecular weight = i, ooo) and therefore do not appreciably sterically hinder the standard molecule's ability to rapidly reach its binding site or perform its functions. .
斯くして、シアニンタイプ染料標識剤は多くの潜在的利
点を供する。斯かる染料は、液体特に水性液体中での成
分1種ないし2F1以上の選択的標識に用いることがで
きる1次いで、標識成分は光学的方法又はルミネッセン
ス方法により検出することができる。別法として、標識
成分は、それが強い親和性を有する別の成分の染色に用
いられ、而し°〔後者の成分は光学的ないしルミネッセ
ンス方法で検出される。この場合、染料は標識成分のア
ミン、ヒドロキシ、アルデヒド若しくはスルフヒドリル
基と反応する0例えば、標識成分は抗体であり得、それ
が強い親和性を有する染色された成分は生物学的細胞、
抗原若しくはハプテン、又は抗原若しくはハプテンを含
有する生物学的細胞ないし粒子でありうる。別の例では
、標識成分はアビジンで、染色される成分はビオチニル
化物質でありうる。また、ポリメチンシアニンタイプ染
料と結合したレクチンを用いて特定の炭水化物基を検出
定量することができる。加久て、発光シアニンおよび関
連染料はDNA若しくはRNAフラグメントに結合しう
る。DNA若しくはRNA標識フラグメントは、、!’
)NAないしRNAを含有する試料中特定の相補ヌクレ
オチド序列の有無および量を調べる蛍光ハイドリジゼー
ションブローブとして用いることができる。また、該染
料はホルモンないしリガンド(例 ホルモン、蛋白、ペ
プチド、リンフォカイト、代謝産物)に結合し、次いで
該ホルモンないしりガンには受容体に結合しつる。Thus, cyanine-type dye labeling agents offer many potential advantages. Such dyes can be used for the selective labeling of one or more components in liquids, especially aqueous liquids.The labeled components can then be detected by optical or luminescence methods. Alternatively, the labeled component is used to stain another component with which it has a strong affinity, the latter component being detected by optical or luminescent methods. In this case, the dye reacts with the amine, hydroxy, aldehyde or sulfhydryl groups of the labeled component. For example, the labeled component can be an antibody and the stained component to which it has a strong affinity is a biological cell,
It can be an antigen or hapten, or a biological cell or particle containing an antigen or hapten. In another example, the labeled component can be avidin and the component to be stained can be a biotinylated substance. Also, specific carbohydrate groups can be detected and quantified using lectins conjugated with polymethine cyanine type dyes. Over time, luminescent cyanines and related dyes can bind to DNA or RNA fragments. DNA or RNA labeled fragments are...! '
) It can be used as a fluorescent hydridization probe to examine the presence and amount of a specific complementary nucleotide sequence in a sample containing NA or RNA. The dye also binds to a hormone or ligand (eg, hormone, protein, peptide, lymphokite, metabolite), and then binds to a receptor for the hormone or ligand.
シアニンの の ゛に する の−;ホMiraha
等(米国特許第4.337.063号)並びにMasu
da等(米国特許第4.404.289号、同第4,4
05,711号および同第4,414.325号)は、
N−ヒドロキシスクシンイミド活性ゴスチル基を有する
種々のシアニン染料を合成している。これらの特許は、
上記試薬が写真感光剤として用いられうることを示して
いる。該試薬の見込まれる蛍光性質は上記特許に記述さ
れておらず、事実そのプロセスには蛍光が必要とされな
い。What to do with cyanine? Miraha
(U.S. Patent No. 4.337.063) and Masu et al.
da et al. (U.S. Pat. No. 4.404.289, U.S. Pat.
No. 05,711 and No. 4,414.325) are
Various cyanine dyes with N-hydroxysuccinimide active gostyl groups have been synthesized. These patents are
This shows that the above reagent can be used as a photographic sensitizer. The potential fluorescent properties of the reagent are not described in the patent, and in fact no fluorescence is required for the process.
上記特許に列挙された染料のほとんどは弱い蛍光しか発
せず、特に光安定性でなく、その溶解特性も、標識物質
の蛍光検出を伴う多くの用途に最適でない。Most of the dyes listed in the above patents emit only weak fluorescence, are not particularly photostable, and their solubility properties are not optimal for many applications involving fluorescent detection of labeled substances.
Exekjel等(英国特許第1,529,202号)
は、共有反応性分子として用いることのできる多くのシ
アニン染料誘導体を提示している。この試薬に用いられ
る反応性基は、モノ−若しくはジクロロトリアジン基が
属するアジン基である。該英国特許は写真フィルム感光
剤としての上記試薬の開発および使用に関する。蛍光は
そのプロセスに必要でなく、記述された試薬のほとんど
は蛍光を発しない、この英国特許は、標識物質を検出な
いし定量することを目的とした反応性シアニン染料の開
発および使用に関するものでない。Exekjel et al. (UK Patent No. 1,529,202)
present a number of cyanine dye derivatives that can be used as covalently reactive molecules. The reactive groups used in this reagent are azine groups to which mono- or dichlorotriazine groups belong. The British patent relates to the development and use of the above reagents as photographic film sensitizers. Fluorescence is not necessary for the process, most of the reagents described do not fluoresce, and this British patent does not relate to the development and use of reactive cyanine dyes for the purpose of detecting or quantifying labeled substances.
λ主止Ω碧j
本発明は、標識されている物質を、それがルミネッセン
ス検出方法により検出され且つ/或は定量されつるよう
発光性とするため発光シアニンおよびシアニンタイプ染
料を生物学的物質、非生物学的分子および巨大分子並び
に粒子に共有結合させる方法に関する。The present invention describes the use of luminescent cyanines and cyanine-type dyes in biological substances, in order to make the substance being labeled luminescent so that it can be detected and/or quantified by luminescence detection methods. It relates to methods of covalently bonding to non-biological molecules and macromolecules and particles.
本発明は、液体中の成分を検出する際、該液体に可溶の
染料で、該染料を成分上のアミンないしヒドロキシ基場
合によってアルデヒドないしスルフヒドリル基と共有結
合させろ置換基を含有するシアニン、メロシアニンおよ
びスチリル染料よりなる群から選ばれる染料を加λてそ
れが上記成分を弘識するようにする方法に関する。標識
成分はルミネッセンス若しくは光吸収方法により検出さ
れ且つ/或は定量される。a!識酸成分抗体、DNAフ
ラグメント、ホルモン、リンフォカイト又は薬物である
ときは、該標識成分を、それが結合する別の成分の有無
を調べるのに用いることができ、而して該別の成分を検
出し且つ/或は定量することができる。When detecting a component in a liquid, the present invention uses a dye soluble in the liquid to covalently bond the dye to an amine or hydroxy group optionally an aldehyde or sulfhydryl group on the component. and styryl dyes so that the dyes are sensitized to the above-mentioned components. Labeled components are detected and/or quantified by luminescence or light absorption methods. a! When the labeling component is an antibody, a DNA fragment, a hormone, a lymphokite, or a drug, the labeling component can be used to test for the presence or absence of another component to which it binds, thereby detecting the other component. and/or quantified.
任意の有効なルミネッセンス又は吸光検出段階を用いる
ことができる0例えば、検出段階は、液体を初めに定義
した波長の光で照明する光学的検出段階とすることがで
きる9次いで、標識成分により蛍光ないし燐光を発せら
れる別の定義波長での光が検出される。検出はまた、光
学的吸光によるものとじつる0例えば、検出段階は、液
体に初めの定義波長の光を通し次いで液体により伝導さ
れる光波長を確認することを含む。Any effective luminescence or absorption detection step can be used. For example, the detection step can be an optical detection step in which the liquid is first illuminated with light of a defined wavelength. The labeling component can then cause fluorescence or absorption. Light at another defined wavelength that phosphoresces is detected. Detection may also be by optical absorption. For example, the detection step may include passing light of an initial defined wavelength through the liquid and then identifying the wavelength of light transmitted by the liquid.
所望なら、検出段階は、成分l\のシアニン若しくは関
連発色団の結合を化学的に検出する化学分析を含みつる
。If desired, the detection step can include chemical analysis to chemically detect the binding of cyanine or related chromophore to component I\.
共有標識試薬を創生ずべく変性されつるシアニン、メロ
シアニンおよびスチリル染料の基本構造を以下に示す:
下記のものはポリメチンタイプ染料の更に特る群から選
ばれ、
Zは0およびSよりなる群から選ばれ、そして
mは1.2.3および4よりなる群から選ばれる整数で
ある。The basic structures of cyanine, merocyanine and styryl dyes that are modified to create covalently labeled reagents are shown below: and m is an integer selected from the group consisting of 1.2.3 and 4.
上記式において、メチン基の数は部分的に励起カラーを
決定する。環式アジン構造も亦、部分的に励起構造を決
定しつる。しばしば、mのより高い値は増加ルミネッセ
ンスないし吸光度に寄与する。4より高いmの値では、
化合物は不安定になる。そこでは、環構造での変性によ
り更にルミネッセンスが付与されつる0m=2のとき、
励起波長は約650nmで、該化合物は正しく蛍光を発
生する。最大発光波長は最大励起波長より概ね15〜l
100n大きい。In the above formula, the number of methine groups partially determines the excitation color. The cyclic azine structure also partially determines the excited structure. Often, higher values of m contribute to increased luminescence or absorbance. For values of m higher than 4,
The compound becomes unstable. There, when 0m=2, luminescence is further imparted by modification in the ring structure.
The excitation wavelength is approximately 650 nm and the compound fluoresces properly. The maximum emission wavelength is approximately 15 to 15 liters longer than the maximum excitation wavelength.
100n larger.
各分子中RI+ R*、 Rs、R4、R3、R6およ
びR1基の少なくとも一つ(好ましくは一つのみ場合に
より二つないし三つ以上)は、染料を標識成分に結合さ
せるための反応基である。成る試薬に関しては、各分子
上Ri、R富、R3、R−、R11,RaおよびRt基
の少なくとも一つは、発色団の溶解性を高め或は標識成
分の標識の選択性ないし染料による標識成分の標識位置
に影響する基でありうる。At least one (preferably one and optionally two or more) of the RI+ R*, Rs, R4, R3, R6 and R1 groups in each molecule is a reactive group for binding the dye to the labeling component. be. At least one of the Ri, R-rich, R3, R-, R11, Ra, and Rt groups on each molecule increases the solubility of the chromophore or increases the selectivity of labeling of the labeling component or labeling with the dye. It can be a group that affects the labeling position of the component.
上記式において、R,、R1(存在時)およびRta(
存在時)の少なくとも一つはスルホネート基の少なくと
も一つを含む、用語スルホネート基はスルホン酸を含む
ものとする。なぜなら、スルホネート基はイオン化スル
ホン酸に過ぎないからである。In the above formula, R,, R1 (when present) and Rta (
(when present) comprises at least one sulfonate group, the term sulfonate group is intended to include sulfonic acids. This is because the sulfonate group is nothing more than an ionized sulfonic acid.
発色団に直接若しくは間接に結合してRt。Rt directly or indirectly bound to a chromophore.
R3、Rs、R−、Ra、 RsおよびR1基を形成し
つる反応基として、・イソチオシアネート、イソシアネ
ート、モノクロロトリアジン、ジクロロトリアジン、モ
ノ−ないしジハロゲン置換ピリジン、千ノーないしジ−
ハロゲン置換ジアジン、マレイミド、アジリジン、スル
ホニル八リド、酸ハリド、ヒドロキシスクシンイミドエ
ステル、ヒドロキシスルホスクシンイミドエステル、イ
ミドエステル、ヒドラジン、アジドニトロフェニル、ア
ジド、3−(2−ピリジルジチオ)プロピオンアミド、
グリオキサルおよびアルデヒドを含有する基の如き反応
部分が含まれつる。Reactive groups forming R3, Rs, R-, Ra, Rs and R1 groups include - isothiocyanate, isocyanate, monochlorotriazine, dichlorotriazine, mono- to dihalogen-substituted pyridine, chino- to di-
Halogen-substituted diazine, maleimide, aziridine, sulfonyl octalide, acid halide, hydroxysuccinimide ester, hydroxysulfosuccinimide ester, imidoester, hydrazine, azidonitrophenyl, azide, 3-(2-pyridyldithio)propionamide,
Reactive moieties such as glyoxal and aldehyde containing groups may be included.
有効アミノ、ヒドロキシおよびスルフヒドリル基を有す
る成分の標識に特に有用なRt、Rt。Rt, Rt particularly useful for labeling components with available amino, hydroxy and sulfhydryl groups.
R3、R−、Rs、 R@およびRt基の特定例として
次のものが含まれる:
(ここで、Q又はWの少なくとも一つはT、Br又はC
での如き残基である)、
2段階法で抗体を標識するのに用いることのできる有効
スルフヒドリルを有する成分の標識に特に有用なRs、
Rs、Rs、R4、R1、R,およびR7基の特定例
は次のものである:
(ここで、nはO又は整数である)。Specific examples of R3, R-, Rs, R@ and Rt groups include: (wherein at least one of Q or W is T, Br or C
residues such as ), Rs, which are particularly useful for labeling moieties with effective sulfhydryls that can be used to label antibodies in a two-step method;
Specific examples of Rs, Rs, R4, R1, R, and R7 groups are: (where n is O or an integer).
光賦活架橋による成分の標識に特に有用なR4、R*、
Rs、 R−、Rs、RaおよびR1基の特定例とし
て
(ここで、Qは■又はBrの如き残基である)、NO2
が含まれる。R4, R*, which are particularly useful for labeling components by photoactivated crosslinking.
Specific examples of Rs, R-, Rs, Ra and R1 groups (where Q is a residue such as ■ or Br) include NO2.
水溶性を高め、或は試料中不適当な成分への標識成分の
望ましくない非特異性結合を減じ、或はまた蛍光のケン
チングをもたらしつる標識成分上の反応性発色団2種以
上の相互作用を低下させるだめに、R1,R1,R瓢、
R,、R8、R,およびR1基を周知の極性ないし帯電
化学基から選定することができる1例け−E−Fであり
、ここでFはヒドロキシ、スルホネート、スルフェート
、カルボキシレート、置換アミノ又は第四アミノを示し
、Eは−(cOx ) 、% (ri=o、1.2.3
又は4)の如きスペーサー基を示す、有用な例にはアル
キルスルホネート −(cTo)s50″−および−(
cOx)4−303−が含まれる。Interaction of two or more reactive chromophores on a labeled component that increases water solubility or reduces undesired nonspecific binding of the labeled component to unsuitable components in the sample, or also results in quenching of fluorescence. In order to reduce R1, R1, R gourd,
One example is -E-F, where the R, R8, R, and R1 groups can be selected from well-known polar to charged chemical groups, where F is hydroxy, sulfonate, sulfate, carboxylate, substituted amino or Denotes quaternary amino, E is -(cOx),% (ri=o, 1.2.3
or 4), useful examples include alkylsulfonates -(cTo)s50''- and -(
cOx)4-303-.
本発明の発光染料のポリメチン鎖はまた、ポリメチン鎖
の炭素原子2個以上の間のブリッジを形成する環式化学
基1個以上を含み)る、これらのブリッジは染料の化学
的安定性若しくは光安定性を高めるのに役立ち得、また
染料の吸光ないし発光波長を変えたり量子収量の吸光係
数を変化させるのに用いられつる。改良された溶解特性
はこの変性によつて達成することができる。The polymethine chains of the luminescent dyes of the present invention also contain one or more cyclic chemical groups (forming bridges between two or more carbon atoms of the polymethine chain); these bridges may affect the chemical stability of the dye or the optical It can help increase stability and can also be used to change the absorption or emission wavelength of a dye or to change the extinction coefficient of quantum yield. Improved dissolution properties can be achieved by this modification.
本発明に従えば、標識成分は抗体、蛋白2ペプチド、酵
素基質、ホルモン、リンフォカイン、代謝産物、レセプ
タ、抗原、ハプテン、レクチン、アビジン、ストレブタ
ビジン、トキシン、炭水化物、寡糖類、多糖類、核酸、
デオキシ核酸、誘導核酸、誘導デオキシ核酸、DNAフ
ラグメント、RNAフラグメント、誘導DNAフラグメ
ント、誘導RNAフラグメント、天然薬物、ウィルス粒
子、バクテリア粒子、ウィルス成分、イースト成分、血
液細胞、血液細胞成分、生物細胞、非細胞血液成分、バ
クテリア、バクテリア成分、天然ないし合成脂質群、合
成薬物、毒薬、 thl境汚染物質、重合体、重合体粒
子、ガラス粒子、ガラス表面材、プラスチック粒子、プ
ラスチック表面材、重合体膜、導体および半導体であり
うる。According to the invention, labeling components include antibodies, protein 2 peptides, enzyme substrates, hormones, lymphokines, metabolites, receptors, antigens, haptens, lectins, avidins, streptavidin, toxins, carbohydrates, oligosaccharides, polysaccharides, nucleic acids. ,
deoxynucleic acid, induced nucleic acid, induced deoxynucleic acid, DNA fragment, RNA fragment, induced DNA fragment, induced RNA fragment, natural drug, virus particle, bacterial particle, viral component, yeast component, blood cell, blood cell component, biological cell, non- Cell blood components, bacteria, bacterial components, natural or synthetic lipid groups, synthetic drugs, poisonous drugs, THL environmental pollutants, polymers, polymer particles, glass particles, glass surface materials, plastic particles, plastic surface materials, polymer membranes, Can be conductors and semiconductors.
成る成分との反応時633rimで光を吸収しうるシア
、ニン又は関連発色団を調製することができ、而して検
出工程は、このスペクトル波長で発光するヘリウムネオ
ンレ・−ザーを用いることができる。また、成る成分と
の反応時700r+mと900nmとの間で最大限に光
を吸収しつるシアニン又は関連染料を調製することがで
き、而して検出工程は、スペクトルのこの領域で光を放
出す5レーザーダイオードを用いることができる。Cyanine, nin, or related chromophores capable of absorbing light at 633 rim can be prepared upon reaction with components consisting of can. It is also possible to prepare cyanines or related dyes that absorb light maximally between 700r+m and 900nm when reacted with the components of the 5 laser diodes can be used.
湿地
上に列挙した反応性基は、適当なpH条件を含む適当な
反応条件が用いられる限り蛋白その他生物学的若1.ノ
〈は非生物学的分子、巨大分子、表面材又は粒子上の特
定官能基を標識するのに比較的特異性である。The reactive groups listed above can be used with proteins, other biological agents, etc. as long as appropriate reaction conditions are used, including appropriate pH conditions. is relatively specific for labeling specific functional groups on non-biological molecules, macromolecules, surfaces, or particles.
反応性シアニン、メロシアニンおよびスチリル東亜 に
れら の
本発明の染料のスペクトル特性は、本明細書に記載の官
能化によっては認めるつるほど変化しない、標識蛋白そ
の他の化合物のスペクトル特性も亦、蛋白その他の物質
に結合してないベース染料分子どさほど異ならない、単
独若しくは標識物質に結合した本発明に記載の染料は概
ね、大きな吸光係数(ε=100.000〜250.0
00)と、成る場合には0.4程度の高い量子収量を有
し、そして400〜900nmのスペクトル範囲で光を
発生する。斯くして、それらは発光検出用試薬を標識す
るものとして特に価値がある。The spectral properties of the dyes of the invention, such as reactive cyanines, merocyanines, and styryls, are not appreciably altered by the functionalization described herein, nor are the spectral properties of labeled proteins and other compounds. The dyes according to the present invention, alone or bound to a labeling substance, generally have a large extinction coefficient (ε=100.000 to 250.0), which is not significantly different from the base dye molecules not bound to the substance.
00), it has a high quantum yield of around 0.4 and emits light in the spectral range of 400-900 nm. They are thus particularly valuable as labels for luminescent detection reagents.
光3ヱ珪11ム迭
標識ないし染色成分を検出するのに任意の方法を用いる
ことができる。検出方法は、初めに定義された波長の光
で標識物質を含む混合物を照明する光源を用いることが
できる。該混合物により伝達され或は該混合物により蛍
光ないし発光される第二波長で光を検出する既知装置が
用いられる。斯かる検出装置に蛍光分光計5吸収分光測
光、蛍光顕微鏡、透過光顕微鏡ないしフロー血球計算器
、ファイバーオプチックセンサーおよび免疫検定装置が
含まれる。Any method can be used to detect the optical label or stain component. The detection method can use a light source that initially illuminates the mixture containing the labeling substance with light of a defined wavelength. Known devices are used to detect light at a second wavelength transmitted by or fluorescent or emitted by the mixture. Such detection devices include fluorescence spectrometers, absorption spectrophotometers, fluorescence microscopes, transmitted light microscopes or flow cytometers, fiber optic sensors, and immunoassay devices.
本発明の方法は、単数ないし複数の標識成分への染料結
合を検出するのに化学的分析方法を用いることもできる
。化学的分析方法には赤外スペクトロメトリー、NMR
スペクトロメトリー、吸収スペクトロメトリー、蛍光ス
ペクトロメトリー、質量スペクトロメトリーおよびクロ
マトグラフィ一方法が含まれつる。The methods of the invention can also use chemical analytical methods to detect dye binding to one or more labeling components. Chemical analysis methods include infrared spectrometry, NMR
Methods include spectrometry, absorption spectrometry, fluorescence spectrometry, mass spectrometry and chromatography.
例−」
スルホインドジカルボシアニンと蛋白との結合にる
I(
0,1M炭酸塩緩衝液中の羊γ−グロブリン(4m g
/ mで)試料を室温で10倍モル過剰の下記スルホ
インドジカルボシアニン活性エステル(m=2)と室温
で混合した:
5秒〜30分範囲の適当な時間、セファデックスG −
50上でのゲル透過クロマトグラフィーにより蛋白試料
を非共有結合染料から分離した。蛋白の最大[識はio
分後に生じて、p H8,5,89および9.4でイン
キュベートした試料に関し夫々5.8.6,4および8
.2の最終的染料/蛋白モル比をもたらした。染料/蛋
白比を5とするのに必要な時間および異なるpHでの生
成物の量子収量を次表に示す:
」1− 瞳1LLL互j」−LLJllta5
115 0.098.9 53
0.099.4 6.5 0.
17上記データーは、この染料で標識した蛋白がpH9
未瀾よりもp H9,4において良好であることを示し
ている。緩衝液のp’ Hが高いほど、結合反応は非常
に迅速であるが、11識効率が優れ、生成物の蛍光度が
高い、f1子収率は標識蛋白上の染料分子当りの平均量
子収態を表わす。Example - “The bond between sulfinodicarbocyanine and protein
I (sheep γ-globulin (4 mg
/m) The sample was mixed at room temperature with a 10-fold molar excess of the following sulfinodicarbocyanine active ester (m=2): Sephadex G- for an appropriate time ranging from 5 seconds to 30 minutes.
Protein samples were separated from non-covalently bound dyes by gel permeation chromatography on 50 ml. Maximum protein [knowledge is io
5.8.6, 4 and 8 for samples incubated at pH 8, 5, 89 and 9.4, respectively.
.. Resulting in a final dye/protein molar ratio of 2. The time required for a dye/protein ratio of 5 and the quantum yield of the product at different pHs are shown in the following table: ``1-pupil1LLLinterj''-LLJllta5
115 0.098.9 53
0.099.4 6.5 0.
17 The above data shows that the protein labeled with this dye was
It shows that it is better at pH 9.4 than that of unexamined. The higher the p'H of the buffer, the more rapid the binding reaction, the better the recognition efficiency, the higher the fluorescence of the product, and the higher the f1 yield is the average quantum yield per dye molecule on the labeled protein. represents the state of affairs.
匠−1
スルホインドカルボシアニン活性エステルと蛋白との
4
p H7,4の燐酸塩緩衝剤入り塩水(PBS)に溶解
せる羊γ−グロブリン(1mg/mρ)を、0.1M炭
酸ナトリウムを用いてpH9,4に調節した0種々の染
料/蛋白モル比を得るためにこの蛋白溶液のアリコート
にシアニン染料[酸剤(例1の構造、m=1)を加えた
。室温で30分のインキュベーション後、PBSを溶離
剤とするセファデックスG−50ゲル透過クロマトグラ
フイーにより分離した。生成物中蛋白に共有結合した染
料のモル比は、初期染料/″蛋白比3.6.12.24
および30に関し夫々1゜2.3.5.544.6.7
および11.2であった。Takumi-1 Combination of sulfindocarbocyanine active ester and protein
4 Sheep γ-globulin (1 mg/mρ) dissolved in phosphate-buffered saline (PBS) at pH 7.4 was adjusted to pH 9.4 using 0.1 M sodium carbonate. Cyanine dye [acid agent (structure of Example 1, m=1) was added to an aliquot of this protein solution to obtain the ratio. After 30 minutes of incubation at room temperature, separation was performed by Sephadex G-50 gel permeation chromatography using PBS as eluent. The molar ratio of dye covalently bonded to protein in the product is the initial dye/''protein ratio of 3.6.12.24
and 30 respectively 1°2.3.5.544.6.7
and 11.2.
例−一旦
スルホインドジカルボシアニンによるA E CMデキ
ストランの
デキストラン分子当り平均16個のアミン基を含有する
N−アミノエチル−カルボキシアミドメチル(A、 E
CM )デキストランを平均分子量70000のデキ
ストランから合成した[Iru+ia口、J、 K、、
J、Immunol、 lI4+ 704−709 (
197511。Example - once N-aminoethyl-carboxamidomethyl (A, E
CM) Dextran was synthesized from dextran with an average molecular weight of 70,000 [Iru+ia, J, K, .
J, Immunol, lI4+ 704-709 (
197511.
p H9,4の、0.1 M炭酸塩緩衝液に溶解せるA
ECM−デキストラン(1mg/250uj2)の一部
分をスルホインドジカルボシアニン活性エステル(例1
の構造、m=2)0.2mgに加久て染料/蛋白モル比
lOを得た。混合物を室温で30分間攪拌した0次いで
、溶離緩衝液として酢酸アンモニウム(50rnM)を
用いたセファデックスG−50ゲル透過クロマトグラフ
イーによりデキストランを非結合染料から分離した。各
デキストラン分子に平均2.2個の染料分子が共有結合
した。A dissolved in 0.1 M carbonate buffer at pH 9.4
A portion of ECM-dextran (1mg/250uj2) was converted into sulfindodicarbocyanine active ester (Example 1).
The structure of m=2) was determined to be 0.2 mg and the dye/protein molar ratio lO was obtained. The mixture was stirred at room temperature for 30 min. Dextran was then separated from unbound dye by Sephadex G-50 gel permeation chromatography using ammonium acetate (50 nM) as the elution buffer. An average of 2.2 dye molecules were covalently attached to each dextran molecule.
L傷
特異抗体のスルホインドジカルボシアニン活性エステル
1.1M炭酸塩緩衝液(p H9,4)中のネズミ1
gG (1m、/rrhI2)に対し特異な羊γ−グロ
ブリンとスルホインドカルボシアニン活性エステル(例
1の構造、m=2)とを染料分子/蛋白分子比8で混合
した。室温で30分間のインキュベーション後、標m混
合物を、燐酸塩緩衝剤入り塩水(pH7,4)で平衡さ
せたセファデックスG −50上でのゲルか過により分
離した0回収された蛋白には、各蛋白に共有結合した平
均44の染料分子が含まれた。Murine 1 in 1.1 M carbonate buffer (pH 9,4) of sulfindodicarbocyanine active ester of L wound-specific antibody.
Sheep gamma-globulin specific for gG (1m,/rrhI2) and sulfindocarbocyanine active ester (structure of Example 1, m=2) were mixed at a dye molecule/protein molecule ratio of 8. After incubation for 30 minutes at room temperature, the standard mixture was separated by gel filtration on Sephadex G-50 equilibrated with phosphate-buffered saline (pH 7.4). An average of 44 dye molecules covalently attached to each protein were included.
羊抗マウスIgG抗体に結合したスルホインドジカルボ
シアニン染料によるヒトリンパ球の染色い
新たに単離した抹消血リンパ球をマウス抗−62−ミク
ログロブリン(0,25μg106細胞)により0℃で
30分間処理した。細胞をDMEM緩衝液で二回洗浄し
、次いでスルホインドカルボシアニン標識羊抗−マウス
IgG抗体)(log/10@細胞)で処理した。0℃
で30分間のインキニベーション後、細胞を遠心処理し
て過剰の抗体を除去し、細胞を再度D M E M緩衝
液で洗浄した。蛍光顕微鏡で分析すべく細胞のアリコー
トをスライド上に固定させた。顕微鏡下、スライド上の
リンパ球を610〜630nmの光で照明し、イメージ
デジタル化装置およびテレビモニターに取付けたC0T
U赤色感知性増強テレビカメラによって650〜700
nmの蛍光を検出した。この方法で染色した細胞は顕微
鏡下蛍光を示した。対照実験で、−次マウス抗−β2−
ミクログロブリン抗体の使用を省いたほかは上記の如く
染色および分析を行なった。対照試料は顕微鏡下で蛍光
を示さず、而してスルホインドシアニン標識羊抗−マウ
ス抗体がリンパ球への有意な非特異性結合をもたらさな
いことを示した。Staining of human lymphocytes with sulfindodicarbocyanine dye conjugated to sheep anti-mouse IgG antibody Freshly isolated peripheral blood lymphocytes were treated with mouse anti-62-microglobulin (0.25 μg 106 cells) for 30 min at 0°C. did. Cells were washed twice with DMEM buffer and then treated with sulfindocarbocyanine-labeled sheep anti-mouse IgG antibody (log/10@cells). 0℃
After 30 minutes of incubation, cells were centrifuged to remove excess antibody and cells were washed again with DMEM buffer. Aliquots of cells were fixed on slides for analysis by fluorescence microscopy. Under a microscope, the lymphocytes on the slide were illuminated with 610-630 nm light, and the C0T was attached to an image digitizer and a television monitor.
650-700 by U red sensing enhanced television camera
The fluorescence of nm was detected. Cells stained with this method showed fluorescence under the microscope. In a control experiment, - next mouse anti-β2-
Staining and analysis were performed as described above, except that the use of microglobulin antibodies was omitted. The control sample showed no fluorescence under the microscope, thus indicating that the sulfinocyanine-labeled sheep anti-mouse antibody did not result in significant non-specific binding to lymphocytes.
第1図は、N、 N’−ジスルホブチルインドジカルボ
シアニン染料の単量体吸収スペクトルおよび二量体スペ
クトルを示す、第2図は、N、N’−ジエチルインドジ
カルボシアニン−5,5゛−ジスルホン産染料のスペク
トルを示す、第3図は、N、 N’−ジカルボキシペン
チルインドジカルボシアニン−5゜5°−ジスルホン酸
のビス−N−ヒドロキシスクシンイミド染料による羊免
疫グロブリンの標識反応における染料/蛋白モル比を示
す、第4図はN、 N’ジカルボブチルインドジカルポ
シアニン−5,5−酢酸のビス−N−ヒドロキシスクシ
ンイミドエステルで標識された抗体の吸収スペクトルを
示す6第5図は、新規なスルホインドジカルボシアニン
染料と結合した蛋白の吸収スペクトルを示す、第6図は
、染料/蛋白比の上昇に伴うアリールスルホシアニン染
料の量子収量(菱形臼)変化と非アリールスルホシアニ
ン染料のそれ(丸印)との比較を示す。
波長
lu+i1
(染料/蛋白)初期Figure 1 shows the monomer absorption spectrum and dimer spectrum of N,N'-disulfobutylindodicarbocyanine dye, and Figure 2 shows the N,N'-diethylindodicarbocyanine-5, Figure 3 shows the spectrum of the 5'-disulfonic dye. Labeling of sheep immunoglobulin with bis-N-hydroxysuccinimide dye of N,N'-dicarboxypentylindodicarbocyanine-5'5'-disulfonic acid. Figure 4, which shows the dye/protein molar ratio in the reaction, shows the absorption spectrum of an antibody labeled with bis-N-hydroxysuccinimide ester of N,N' dicarbutyl indodicarpocyanine-5,5-acetic acid6. Figure 5 shows the absorption spectrum of the protein bound to the novel sulfinodicarbocyanine dye. Figure 6 shows the change in quantum yield (diamond-shaped mortar) of the aryl sulfocyanine dye with increasing dye/protein ratio. Comparison with that of arylsulfocyanine dye (circle mark) is shown. Wavelength lu+i1 (dye/protein) initial
Claims (1)
たスルホン酸基若しくはスルホネート基少なくとも1個
を有するシアニン、メロシアニンおよびスチリル染料よ
りなる群から選ばれる発光染料を加え、 (b)該染料が前記成分を標識するように該染料と前記
成分とを反応させることを含む方法。 2、染料がスルホン酸基若しくはスルホネート基1個以
上を含有する、特許請求の範囲第1項記載の方法。 3、染料が、該染料をして成分上のアミン、アルデヒド
、スルフヒドリル若しくはヒドロキシ基と共有反応させ
る置換基を含有し、而して前記染料が前記成分上の基と
反応する、特許請求の範囲第1項記載の方法。 4、スルホン酸基若しくはスルホネート基が染料の水溶
性を高める、特許請求の範囲第1項記載の方法。 5、スルホン酸基若しくはスルホネート基が、蛍光ケン
チングを誘発する染料間の相互作用を低下させる、特許
請求の範囲第1項記載の方法。 6、染料がシアニン染料である、特許請求の範囲第1項
記載の方法。 7、染料がメロシアニン染料である、特許請求の範囲第
1項記載の方法。 8、成分が、抗体、蛋白、ペプチド、酵素基質、ホルモ
ン、リンフォカイン、代謝産物、レセプタ、抗原、ハプ
テン、レクチン、トキシン、炭水化物、寡糖類、多糖類
、核酸、デオキシ核酸、誘導核酸、誘導デオキシ核酸、
DNAフラグメント、RNAフラグメント、誘導DNA
フラグメント、誘導RNAフラグメント、ウィルス粒子
、ウィルス成分、イースト成分、血液細胞、血液細胞成
分、生物細胞、非細胞血液成分、バクテリア、バクテリ
ア成分、天然ないし合成脂質嚢、合成ないし天然薬物、
毒薬、環境汚染物質、重合体、重合体粒子、ガラス粒子
、ガラス表面材、プラスチック粒子、プラスチック表面
材、重合体膜、導体および半導体よりなる群から選ばれ
る、特許請求の範囲第1項記載の方法。 9、標識成分を光学的に検出する工程を含む、特許請求
の範囲第1項記載の方法。 10、検出工程が、標識成分を光照明し、次いで該標識
成分により蛍光放出される光を検出することを含む、特
許請求の範囲第9項記載の方法。 11、検出工程がレーザーによる光励起を含む、特許請
求の範囲第9項記載の方法。 12、検出工程が蛍光鏡検法を用いる、特許請求の範囲
第9項記載の方法。 13、検出工程がフロー血球計算法を用いる、特許請求
の範囲第9項記載の方法。 14、検出成分が計量される、特許請求の範囲第9項記
載の方法。 15、染料がスチリル染料である、特許請求の範囲第1
項記載の方法。 16、水性液体中の成分を標識するに際して、 (a)該成分を含有する前記液体に、複素環式核の1個
ないし2個以上の環に結合したスルホン酸基若しくはス
ルホネート基少なくとも1個を含有するスルホインドレ
ニン基剤およびナフトスルホインドレニン基剤ポリメチ
ン染料よりなる群から選ばれる、前記成分と反応する発
光染料を加え、 (b)該染料が前記成分を標識するように該染料と前記
成分とを反応させ、そして (c)標識成分を光学的方法により検出することを含む
方法。 17、染料がスルホン酸基若しくはスルホネート基を1
個より多く含有する、特許請求の範囲第16項記載の方
法。 18、第1成分を標識し、標識せる該第1成分を用いて
第2成分と結合させ標識第2成分を形成するに際して、 (a)前記第1成分を含有する水性液体に、芳香族核に
結合したスルホン酸基若しくはスルホネート基少なくと
も1個を含有するシアニン、メロシアニンおよびスチリ
ル染料よりなる群から選ばれる、前記第1成分と反応す
る発光染料を加え、 (b)該染料が前記第1成分を発光標識して標識第1成
分をもたらすように該染料と前記第1成分とを反応させ
、 (c)該標識第1成分を前記第2成分に結合させて標識
第2成分を形成し、そして (d)該標識第2成分を光学的方法により検出すること
を含む方法。 19、染料がスルホン酸基若しくはスルホネート基を1
個より多く含有する、特許請求の範囲第18項記載の方
法。 20、第1成分が抗体であり、第2成分が、抗原、ハプ
テン、生物細胞、ウィルスおよび、抗原ないしハプテン
担持粒子よりなる群から選ばれる物質である、特許請求
の範囲第18項記載の方法。 21、第1成分がレクチンであり、第2成分が、炭水化
物、炭水化物担持巨大分子および炭水化物担持細胞より
なる群から選ばれる物質である、特許請求の範囲第18
項記載の方法。 22、第1成分がアビジン又はストレプトアビジンであ
り、第2成分がビオチニル化物質である、特許請求の範
囲第18項記載の方法。 23、第1成分がDNAフラグメントであり、第2成分
がDNA若しくはRNAの相補鎖である、特許請求の範
囲第18項記載の方法。 24、第1成分がRNAフラグメントであり、第2成分
がDNA若しくはRNAの相補鎖である、特許請求の範
囲第18項記載の方法。 25、第1成分が、ホルモン、蛋白、ペプチド、リンフ
ォカイト、代謝産物よりなる群から選ばれるリガンドで
あり、第2成分がレセプタである、特許請求の範囲第1
8項記載の方法。 26、第1成分が、抗体、核酸フラグメント、薬物、ト
キシン、ホルモン、代謝産物、生物細胞、バクテリア、
ウィルス粒子、抗原およびハプテンよりなる群の物質を
含有する重合体粒子であり、第2成分が対応する抗原、
相補核酸序列、抗体又はレセプタである、特許請求の範
囲第18項記載の方法。 27、第2成分が抗体である、特許請求の範囲第18項
記載の方法。 28、第1成分が、抗原、ハプテン又は抗原若しくはハ
プテンを含有する細胞および抗原若しくはハプテンを含
有する粒子よりなる群の物質であり、第2成分が抗体で
ある、特許請求の範囲第18項記載の方法。 29、染料が第1成分上のアミン、ヒドロキシ若しくは
スルフヒドリル基と反応する、特許請求の範囲第18項
記載の方法。 30、染料が第1成分上のアルデヒド基と反応する、特
許請求の範囲第18項記載の方法。 31、染料がシアニン染料であって、第1成分上のアミ
ン又はヒドロキシ基と反応する、特許請求の範囲第18
項記載の方法。 32、染料がシアニン染料であって、第1成分上のアル
デヒド若しくはスルフヒドリル基と反応する、特許請求
の範囲第18項記載の方法。 33、第2成分が、血液細胞、組織細胞、バクテリア、
ウィルス、染色体、DNA、RNA、トキシン、薬物、
ホルモンおよび重合体粒子よりなる群から選ばれる、特
許請求の範囲第18項記載の方法。 34、アミン、アルデヒド、スルフヒドリル若しくはヒ
ドロキシル基を含有する成分と、染料をして該成分上の
アミン、アルデヒド、スルフヒドリル若しくはヒドロキ
シ基と共有反応させる置換基を少なくとも1個含有する
スルホインドレニン基剤ないしナフトスルホインドレニ
ン基剤ポリメチン染料よりなる群から選ばれる水溶性染
料との発光光安定性反応生成物であって、該反応生成物
上の個々の染料分子が少なくとも50,000l/モル
cmの平均分子吸光係数および少なくとも2%の平均量
子収量を有し、而して標識成分が水性環境にあるとき最
大400〜850nm範囲の光を吸収ないし放射する生
成物。 35、成分が抗体である、特許請求の範囲第34項記載
の方法。 36、成分が、蛋白、ペプチド、薬物、トキシン、代謝
産物、リンフォカイン、炭水化物、脂質、血液細胞、バ
クテリア粒子、ウィルス粒子、抗原、ハプテン、重合体
粒子、ガラス表面材および重合体表面材よりなる群から
選ばれる、特許請求の範囲第34項記載の方法。 37、第2成分がDNAないしRNAフラグメントであ
る、特許請求の範囲第22項記載の方法。 38、染料が、 ▲数式、化学式、表等があります▼ シアニン ▲数式、化学式、表等があります▼ メロシアニン ▲数式、化学式、表等があります▼ スチリル [ここで、 XおよびYはO、Sおよび▲数式、化学式、表等があり
ます▼よりなる群から選ばれ、 mは1、2、3および4よりなる群から選ばれる整数で
あり、 R_1、R_2、R_3、R_4、R_5、R_6およ
びR_7基の少なくとも一つは、イソチオシアネート、
イソシアネート、モノクロロトリアジン、ジクロロトリ
アジン、モノ−ないしジハロゲン置換ピリジン、モノ−
ないしジ−ハロゲン置換ジアジン、マレイミド、アジリ
ジン、スルホニルハリド、酸ハリド、ヒドロキシスクシ
ンイミドエステル、ヒドロキシスルホスクシンイミドエ
ステル、イミドエステル、ヒドラジン、アジドニトロフ
ェニル、アジド、3−(2−ピリジルジチオ)プロピオ
ンアミド、グリオキサルおよびアルデヒドよりなる群か
ら選ばれる少なくとも一つの基を含有し、そして R_8およびR_9基の少なくとも一つはアリールスル
ホニル若しくはアリールスルホネート基少なくとも一つ
を含む] よりなる群から選ばれる、特許請求の範囲第1項記載の
方法。 39、R_1、R_2、R_3、R_4、R_5、R_
6およびR_7基の少なくとも一つが、 −NCS、▲数式、化学式、表等があります▼、−(C
H_2)_nHCS、−NCO、▲数式、化学式、表等
があります▼、−(CH_2)_nNCO、▲数式、化
学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等があり
ます▼、▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
表等があります▼、 (ここで、QおよびWの少なくとも一つはCl、Brお
よびIよりなる群から選ばれ、nは0又は任意の整数で
ある) よりなる群から選ばれる少なくとも一つの基を含有する
、特許請求の範囲第38項記載の方法。 40、R_1、R_2、R_3、R_4、R_5、R_
6およびR_7基の少なくとも一つが、 −N_2、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式
、化学式、表等があります▼ よりなる群から選ばれる少なくとも一つの基を含有する
、特許請求の範囲第38項記載の方法。 41、R_1、R_2、R_3、R_4、R_5、R_
6およびR_7基の少なくとも一つが、ヒドロキシ、ス
ルホネート、スルフェート、カルボキシレートおよび置
換アミンないし第四アミン基よりなる群から選ばれる少
なくとも一つの基をも含有する、特許請求の範囲第38
項記載の方法。 42、 ▲数式、化学式、表等があります▼ シアニン ▲数式、化学式、表等があります▼ メロシアニン ▲数式、化学式、表等があります▼ スチリル [ここで、 XおよびYはO、Sおよび▲数式、化学式、表等があり
ます▼よりなる群から選ばれ、 mは1、2、3および4よりなる群から選ばれる整数で
あり、 R_1、R_2、R_3、R_4、R_5、R_6およ
びR_7基の少なくとも一つは、イソチオシアネート、
イソシアネート、モノクロロトリアジン、ジクロロトリ
アジン、モノ−ないしジハロゲン置換ピリジン、モノ−
ないしジ−ハロゲン置換ジアジン、マレイミド、アジリ
ジン、スルホニルハリド、酸ハリド、ヒドロキシスクシ
ンイミドエステル、ヒドロキシスルホスクシンイミドエ
ステル、イミドエステル、ヒドラジン、アジドニトロフ
ェニル、アジド、3−(2−ピリジルジチオ)プロビオ
リアミド、グリオキサルおよびアルデヒドよりなる群か
ら選ばれる少なくとも一つの基を含有し、そして R_8およびR_9基の少なくとも一つはアリールスル
ホニン酸基若しくはアリールスルホネート基少なくとも
一つを含む〕 よりなる群から選ばれる発光染料。 43、水溶性である特許請求の範囲第42項記載の発光
染料。 44、水中少なくとも50,000l/モルcmの分子
吸光係数および少なくとも2%の量子収量を有し、且つ
400〜850nm分光範囲の光を吸収ないし放出する
、特許請求の範囲第42項記載の発光染料。 45、水中少なくとも100,000l/モルcmの分
子吸光係数および少なくとも10%の量子収量を有し、
600〜900nm分光範囲の光を吸収ないし放出する
、特許請求の範囲第42項記載の発光染料。 46、 ▲数式、化学式、表等があります▼ シアニン ▲数式、化学式、表等があります▼ メロシアニン ▲数式、化学式、表等があります▼ スチリル [ここで、 XおよびYはO、Sおよび▲数式、化学式、表等があり
ます▼よりなる群から選ばれ、 ZはOおよびSよりなる群から選ばれ、 mは1、2、3および4よりなる群から選ばれる整数で
あり、 R_1、R_2、R_3、R_4、R_5、R_6およ
びR_7基の少なくとも一つは、−NCS、▲数式、化
学式、表等があります▼、−(CH_2)_nNCS、
−NCO、▲数式、化学式、表等があります▼、−(C
H_2)_nNCO、▲数式、化学式、表等があります
▼、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学
式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼ (ここで、QおよびWの少なくとも一つはI、Clおよ
びBrよりなる群から選ばれ、nは0又は整数である) よりなる群から選ばれる少なくとも一つの基を含有し、
そして R_8およびR_9基(存在時)の少なくとも一つはス
ルホネート基少なくとも1個を含む] よりなる群から選ばれる発光染料。 47、 ▲数式、化学式、表等があります▼ シアニン ▲数式、化学式、表等があります▼ メロシアニン ▲数式、化学式、表等があります▼ スチリル [ここで、 XおよびYはO、Sおよび▲数式、化学式、表等があり
ます▼よりなる群から選ばれ、 ZはOおよびSよりなる群から選ばれ、 mは1、2、3および4よりなる群から選ばれる整数で
あり、 R_1、R_2、R_3、R_4、R_5、R_6およ
びR_7基の少なくとも一つは、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼および ▲数式、化学式、表等があります▼ (ここで、nは0又は整数であり、 R_8、R_9、R_1_0(存在時)およびR_1_
1(存在時)の少なくとも一つはスルホン酸基若しくは
スルホネート基の少なくとも一つを含む) よりなる群から選ばれる少なくとも一つの基をを含有す
る] よりなる群から選ばれる発光染料。 48、 ▲数式、化学式、表等があります▼ シアニン ▲数式、化学式、表等があります▼ メロシアニン ▲数式、化学式、表等があります▼ スチリル [ここで、 XおよびYはO、Sおよび▲数式、化学式、表等があり
ます▼よりなる群から選ばれ、 mは1、2、3および4よりなる群から選ばれる整数で
あり、 R_1、R_2、R_3、R_4、R_5、R_6およ
びR_7基の少なくとも一つは、−N_3、▲数式、化
学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等があり
ます▼、 よりなる群から選ばれる少なくとも一つの基を含有し、
そして R_8およびR_9基の少なくとも一つはアリールスル
ホン酸基若しくはアリールスルホネート基少なくとも一
つを含む] よりなる群から選ばれる発光染料。 49、R_1、R_2、R_3、R_4、R_5、R_
6およびR_7基の少なくとも一つが、ヒドロキシ、ス
ルホネート、スルフェート、カルボキシレートおよび置
換アミンないし第四アミン基よりなる群から選ばれる、
水溶性を高め且つ非特異結合を低下させるための基をも
含有する、特許請求の範囲第42項記載の発光染料。 50、スルホシアニン染料標識物質と、すべてが単一励
起波長で有意に光を吸収するが異なる波長では蛍光を発
する別異の蛍光物質1種若しくは2種以上とを混合し、
次いでこれら蛍光物質をすべて、単一光波長で励起させ
、そしてこれら蛍光物質の各々を、それらの異なる蛍光
波長でそれら個々の蛍光信号を検出することにより計量
することを含む方法。51、スルホシアニン染料標識物
質が抗体又はDNAハイブリダイゼイションプローブで
ある、特許請求の範囲第50項記載の方法。[Scope of Claims] 1. When labeling a component in an aqueous liquid, (a) the liquid containing the component contains cyanine or merocyanine having at least one sulfonic acid group or sulfonate group bonded to an aromatic nucleus; and (b) reacting the dye with the component such that the dye labels the component. 2. The method according to claim 1, wherein the dye contains one or more sulfonic acid groups or sulfonate groups. 3. A claim in which the dye contains a substituent that causes the dye to covalently react with an amine, aldehyde, sulfhydryl or hydroxy group on the component, such that the dye reacts with the group on the component. The method described in paragraph 1. 4. The method according to claim 1, wherein the sulfonic acid group or sulfonate group increases the water solubility of the dye. 5. The method of claim 1, wherein the sulfonic acid or sulfonate groups reduce interactions between dyes that induce fluorescence quenching. 6. The method according to claim 1, wherein the dye is a cyanine dye. 7. The method according to claim 1, wherein the dye is a merocyanine dye. 8. Ingredients include antibodies, proteins, peptides, enzyme substrates, hormones, lymphokines, metabolites, receptors, antigens, haptens, lectins, toxins, carbohydrates, oligosaccharides, polysaccharides, nucleic acids, deoxynucleic acids, induced nucleic acids, induced deoxynucleic acids ,
DNA fragment, RNA fragment, derived DNA
Fragments, derived RNA fragments, virus particles, viral components, yeast components, blood cells, blood cell components, biological cells, non-cellular blood components, bacteria, bacterial components, natural or synthetic lipid sacs, synthetic or natural drugs,
Claim 1, which is selected from the group consisting of poisonous drugs, environmental pollutants, polymers, polymer particles, glass particles, glass surface materials, plastic particles, plastic surface materials, polymer films, conductors, and semiconductors. Method. 9. The method according to claim 1, which comprises the step of optically detecting the labeled component. 10. The method according to claim 9, wherein the detection step comprises illuminating the labeled component with light and then detecting the light emitted by the labeled component. 11. The method according to claim 9, wherein the detection step includes optical excitation with a laser. 12. The method according to claim 9, wherein the detection step uses fluorescence microscopy. 13. The method according to claim 9, wherein the detection step uses flow cytometry. 14. The method of claim 9, wherein the detected component is metered. 15. Claim 1, wherein the dye is a styryl dye
The method described in section. 16. When labeling a component in an aqueous liquid, (a) adding at least one sulfonic acid group or sulfonate group bonded to one or more rings of a heterocyclic nucleus to the liquid containing the component; (b) adding a luminescent dye that reacts with said component, selected from the group consisting of sulfoindolenine-based and naphthosulfoindolenine-based polymethine dyes, containing said dye and said component, such that said dye labels said component; (c) detecting the labeled component by an optical method. 17. The dye has a sulfonic acid group or a sulfonate group.
17. The method of claim 16, wherein the method contains more than 18. When labeling a first component and using the first component to be labeled to combine with a second component to form a labeled second component, (a) adding an aromatic nucleus to the aqueous liquid containing the first component; (b) adding a luminescent dye which reacts with said first component and is selected from the group consisting of cyanine, merocyanine and styryl dyes containing at least one sulfonic acid group or sulfonate group bonded to said first component; (c) reacting the dye with the first component to luminescently label the labeled first component to provide a labeled first component; (c) binding the labeled first component to the second component to form a labeled second component; and (d) a method comprising detecting the labeled second component by an optical method. 19. The dye has a sulfonic acid group or a sulfonate group.
19. The method of claim 18, wherein the method contains more than 20. The method according to claim 18, wherein the first component is an antibody and the second component is a substance selected from the group consisting of antigens, haptens, biological cells, viruses, and antigen- or hapten-carrying particles. . 21. Claim 18, wherein the first component is a lectin, and the second component is a substance selected from the group consisting of carbohydrates, carbohydrate-bearing macromolecules, and carbohydrate-bearing cells.
The method described in section. 22. The method according to claim 18, wherein the first component is avidin or streptavidin and the second component is a biotinylated substance. 23. The method according to claim 18, wherein the first component is a DNA fragment and the second component is a complementary strand of DNA or RNA. 24. The method according to claim 18, wherein the first component is an RNA fragment and the second component is a complementary strand of DNA or RNA. 25. Claim 1, wherein the first component is a ligand selected from the group consisting of hormones, proteins, peptides, lymphokites, and metabolites, and the second component is a receptor.
The method described in Section 8. 26. The first component is an antibody, a nucleic acid fragment, a drug, a toxin, a hormone, a metabolite, a biological cell, a bacteria,
A polymeric particle containing a substance of the group consisting of a virus particle, an antigen and a hapten, the second component being a corresponding antigen,
19. The method of claim 18, which is a complementary nucleic acid sequence, an antibody or a receptor. 27. The method according to claim 18, wherein the second component is an antibody. 28. Claim 18, wherein the first component is a substance of the group consisting of an antigen, a hapten, or a cell containing an antigen or hapten, and a particle containing an antigen or hapten, and the second component is an antibody. the method of. 29. The method of claim 18, wherein the dye reacts with amine, hydroxy or sulfhydryl groups on the first component. 30. The method of claim 18, wherein the dye reacts with the aldehyde groups on the first component. 31. Claim 18, wherein the dye is a cyanine dye and reacts with the amine or hydroxy group on the first component.
The method described in section. 32. The method of claim 18, wherein the dye is a cyanine dye and reacts with the aldehyde or sulfhydryl groups on the first component. 33. The second component is blood cells, tissue cells, bacteria,
Viruses, chromosomes, DNA, RNA, toxins, drugs,
19. The method of claim 18, wherein the method is selected from the group consisting of hormones and polymer particles. 34. A sulfindolenine base containing a component containing an amine, aldehyde, sulfhydryl or hydroxyl group and at least one substituent which causes the dye to covalently react with the amine, aldehyde, sulfhydryl or hydroxyl group on the component; A luminescent photostable reaction product with a water-soluble dye selected from the group consisting of naphthosulphoindolenine-based polymethine dyes, wherein the individual dye molecules on the reaction product have an average of at least 50,000 l/mole cm. A product having a molecular extinction coefficient and an average quantum yield of at least 2% and which absorbs or emits light in the maximum range of 400-850 nm when the labeling component is in an aqueous environment. 35. The method of claim 34, wherein the component is an antibody. 36. A group in which the components are proteins, peptides, drugs, toxins, metabolites, lymphokines, carbohydrates, lipids, blood cells, bacterial particles, virus particles, antigens, haptens, polymer particles, glass surface materials, and polymer surface materials. 35. The method of claim 34, wherein the method is selected from: 37. The method according to claim 22, wherein the second component is a DNA or RNA fragment. 38. Dyes are: ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ Cyanine ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ Merocyanine ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ Styryl [Here, X and Y are O, S, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ is selected from the group consisting of, m is an integer selected from the group consisting of 1, 2, 3 and 4, R_1, R_2, R_3, R_4, R_5, R_6 and R_7 groups at least one of isothiocyanate,
Isocyanate, monochlorotriazine, dichlorotriazine, mono- or dihalogen-substituted pyridine, mono-
or di-halogen-substituted diazine, maleimide, aziridine, sulfonyl halide, acid halide, hydroxysuccinimide ester, hydroxysulfosuccinimide ester, imide ester, hydrazine, azidonitrophenyl, azide, 3-(2-pyridyldithio)propionamide, glyoxal, and at least one group selected from the group consisting of aldehydes, and at least one of the R_8 and R_9 groups contains at least one arylsulfonyl or arylsulfonate group. The method described in section. 39, R_1, R_2, R_3, R_4, R_5, R_
At least one of the 6 and R_7 groups is -NCS, ▲There is a mathematical formula, chemical formula, table, etc.▼, -(C
H_2)_nHCS, -NCO, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, -(CH_2)_nNCO, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ Mathematical formulas, chemical formulas There are , tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ Mathematical formulas, chemical formulas,
There are tables, etc.▼, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲Mathematical formulas, chemical formulas,
▼, (where at least one of Q and W is selected from the group consisting of Cl, Br and I, and n is 0 or any integer) 39. The method of claim 38, comprising: 40, R_1, R_2, R_3, R_4, R_5, R_
In a patent claim, at least one of the groups 6 and R_7 contains at least one group selected from the group consisting of -N_2, ▲ has a mathematical formula, chemical formula, table, etc. ▼, ▲ has a mathematical formula, chemical formula, table, etc. The method according to scope item 38. 41, R_1, R_2, R_3, R_4, R_5, R_
Claim 38, wherein at least one of the groups 6 and R_7 also contains at least one group selected from the group consisting of hydroxy, sulfonate, sulfate, carboxylate and substituted amine to quaternary amine groups.
The method described in section. 42, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ Cyanine ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ Merocyanine ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ Styryl [Here, X and Y are O, S, and ▲ Mathematical formulas, Chemical formulas, tables, etc. are selected from the group consisting of ▼, m is an integer selected from the group consisting of 1, 2, 3 and 4, and at least one of R_1, R_2, R_3, R_4, R_5, R_6 and R_7 One is isothiocyanate,
Isocyanate, monochlorotriazine, dichlorotriazine, mono- or dihalogen-substituted pyridine, mono-
or di-halogen-substituted diazine, maleimide, aziridine, sulfonyl halide, acid halide, hydroxysuccinimide ester, hydroxysulfosuccinimide ester, imido ester, hydrazine, azidonitrophenyl, azide, 3-(2-pyridyldithio)probioliamide, glyoxal and at least one group selected from the group consisting of aldehydes, and at least one of the R_8 and R_9 groups contains at least one arylsulfonate group or an arylsulfonate group. 43. The luminescent dye according to claim 42, which is water-soluble. 44. A luminescent dye according to claim 42, having a molecular extinction coefficient of at least 50,000 l/mole cm in water and a quantum yield of at least 2%, and absorbing or emitting light in the 400-850 nm spectral range. . 45, having a molecular extinction coefficient of at least 100,000 l/mol cm in water and a quantum yield of at least 10%;
43. A luminescent dye according to claim 42, which absorbs or emits light in the 600-900 nm spectral range. 46, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ Cyanine ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ Merocyanine ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ Styryl [Here, X and Y are O, S, and ▲ Mathematical formulas, Chemical formulas, tables, etc. are selected from the group consisting of ▼, Z is selected from the group consisting of O and S, m is an integer selected from the group consisting of 1, 2, 3 and 4, R_1, R_2, R_3 , R_4, R_5, R_6 and R_7, at least one of the groups is -NCS, ▲There is a mathematical formula, chemical formula, table, etc.▼, -(CH_2)_nNCS,
-NCO, ▲Mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, -(C
H_2)_nNCO, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ Mathematical formulas ,Chemical formula,
There are tables, etc.▼, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲Mathematical formulas, chemical formulas,
There are tables, etc.▼, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ (where at least one of Q and W is selected from the group consisting of I, Cl and Br, and n is 0 or an integer) containing at least one group selected from the group,
and at least one of the R_8 and R_9 groups (when present) contains at least one sulfonate group. 47, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ Cyanine ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ Merocyanine ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ Styryl [Here, X and Y are O, S, and ▲ Mathematical formulas, Chemical formulas, tables, etc. are selected from the group consisting of ▼, Z is selected from the group consisting of O and S, m is an integer selected from the group consisting of 1, 2, 3 and 4, R_1, R_2, R_3 , R_4, R_5, R_6 and R_7, ▲ has a mathematical formula, chemical formula, table, etc. ▼, ▲ mathematical formula, chemical formula,
There are tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ Mathematical formulas, chemical formulas,
There are tables, etc. ▼ ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ and ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ (where n is 0 or an integer, R_8, R_9, R_1_0 (if present) and R_1_
1 (when present) contains at least one group selected from the group consisting of at least one group consisting of a sulfonic acid group or a sulfonate group. 48, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ Cyanine ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ Merocyanine ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ Styryl [Here, X and Y are O, S, and ▲ Mathematical formulas, Chemical formulas, tables, etc. are selected from the group consisting of ▼, m is an integer selected from the group consisting of 1, 2, 3 and 4, and at least one of R_1, R_2, R_3, R_4, R_5, R_6 and R_7 -N_3, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, Contains at least one group selected from the group consisting of,
and at least one of the R_8 and R_9 groups contains at least one arylsulfonic acid group or an arylsulfonate group.] A luminescent dye selected from the group consisting of: 49, R_1, R_2, R_3, R_4, R_5, R_
at least one of the 6 and R_7 groups is selected from the group consisting of hydroxy, sulfonate, sulfate, carboxylate and substituted amine to quaternary amine groups;
43. The luminescent dye according to claim 42, which also contains groups for increasing water solubility and reducing non-specific binding. 50. Mixing a sulfocyanine dye labeling substance with one or more different fluorescent substances that all absorb light significantly at a single excitation wavelength but emit fluorescence at different wavelengths,
A method comprising then exciting all of these fluorophores with a single wavelength of light and quantifying each of these fluorophores by detecting their individual fluorescence signals at their different fluorescence wavelengths. 51. The method according to claim 50, wherein the sulfocyanine dye labeling substance is an antibody or a DNA hybridization probe.
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