JPH0521918B2 - - Google Patents
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Description
によつて切断しうる基の酵素性分解によつてもた
らされる光学的に検出可能な反応を用いて特異的
結合対の一員を検出し且つ定量化しうる検定法に
用いる有用な1,2−ジオキセタン類に関する。 [従来の技術] 1,2−ジオキセタンとして知られる4員環の
有機ペルオキシドは既知化合物であるが、これま
でめつたに利用されたことのない化合物群であ
る。それらの化合物固有の化学的不安定性ゆえ
に、いくつかの1,2−ジオキセタンはある種の
条件下で(例えば酵素の作用により)化学発光分
解を示し、このことは“ジオキセタンの酵素性分
解を用いる物質の検出法”と題する係属中の米国
特許出願第889823号に開示されている(これらの
技術内容は参照によりここに引用される)。この
ような化学発光の間に放出される光線の量は発光
物質の濃度の尺度であり、ひいてはその前駆物質
(すなわち1,2−ジオキセタン)の濃度の尺度
である。従つて、発光の強度および持続時間を測
定することによつて、1,2−ジオキセタンの濃
度(それゆえに検定すべき物質、すなわち特異的
結合対に結合した物質、の濃度)を求めることが
できる。1,2−ジオキセタン環の置換基を適当
に選択すると、その分子の化学的安定性を調節す
ることができ、ひいては化学発光の開始をコント
ロールすることができ、それにより実施目的のた
めの、例えば上記出願明細書中にある化学発光イ
ムノアツセイにおける、この種の化合物の化学発
光作用の有用性を高めることができる。 オレフイン性二重結合の光酸化による1,2−
ジオキセタンの製造は知られている。しかしなが
ら、容易に入手しうる出発物質から扱いやすい中
間体を経て誘導されるオレフイン性不飽和前駆物
質からの置換1,2−ジオキセタン類の便利な一
般的合成法の必要性が存在する。これに関連し
て、次式: (式中、RはC1−C4アルキルであり;Mはア
ルカリ金属またはアンモニウムである)の置換
1,2−ジオキセタンをエノールエーテル型前駆
物質: から製造するための商業的に有用な方法の必要性
が特に存在する。 エノールエーテル化合物はいくつかの古典的方
法、例えばアセタールからのアルコールの酸触媒
除去(R.A.Whol,Synthesis,p.38(1974))、塩
基性媒体中でのアルコキシメチレンシランまたは
ホスホランとアルデヒドまたはケトンとのピータ
ーソン(Peterson)またはウイツチヒ(Wittig)
反応(Magnus,P.ら、Organometallics,1,
553(1982))、およびアルコキシ酢酸ジアニオンと
ケトンとの反応それに続くプロピオラクトンの形
成およびCO2の除去(Caron,G.ら、Can.J.
Chem.,51,981(1973))により製造することが
できる。ケトンエノラートアニオンのO−アルキ
ル化は可変量のα−アルキル化ケトンが付随して
形成されるために(その程度は溶媒、塩基、アル
キル化剤およびケトンの構造に左右される)、一
般的製造法としてあまり用いられない(H.O.
House,“Modern Synthetic Reactions”p.163
−215(Benjamin,1965);およびJ.D.Robertsお
よびM.C.Caserio,“Basic Princuples of
Organic Chemistry”(Benjamin,1964)を参照
されたい)。発癌性溶媒として知られるヘキサメ
チルホスホルアミド(HMPA)を使用する場合
は、よく見積もつても、O−アルキル化生成物の
収率は70%以下である。その上、C−アルキル化
ケトンからのエノールエーテルの分離は非常に退
屈な作業である。 アダマント−2−イル−アリールケトンは1960
年代の末期から知られているが(Chem.Abst.
71:P80812V)、それらをO−アルキル化する試
みは文献に全く報告されていない。今や、極性非
プロトン性溶媒のジメチルスルホキシド
(DMSO)中でのエノラートとしてのこれらのケ
トンと“ハード(hard)”な離脱基を含む反応性
アルキル化剤(Fleming,I.,“Frontier
Orbitals and Organic Chemical Reactions”,
p.40(Wiley,1976)を参照されたい)との反応
はもつぱらO−アルキル化をもたらすことが見出
された。このようにして得られたエノールエーテ
ルは1,2−ジオキセタン合成における有利な中
間体として使用される。この種の中間体はシング
レツト酸素(化学的または光化学的に発生され
る)と反応して化学発光ジオキセタン分解に基づ
く検定法において有用な十分に安定性のある1,
2−ジオキセタンをもたらす物質を製造するため
に使用される。このO−アルキル化法は一般的で
あり、それ故に他のシクロアルキルアリールケト
ン物質にも応用できる。このシクロアルキルアリ
ールケトンは適当な第二シクロアルキルアルデヒ
ドとアリールグリニヤール試薬との反応、および
得られた第二アルコールのジヨーンズ試薬による
酸化によつて合成することができる。好ましく
は、グリニヤール試薬は第二シクロアルキルニト
リルと反応させ、続いて酸加水分解してイミン塩
を形成させる。すべての場合において、出発物質
および生成物はシクロアルキル系の第二炭素原
子、縮合ポリシクロアルキル(例えばアダマンチ
ル)系の場合には、両側にブリツジヘツド
(bridgehead)炭素原子が存在する第二炭素原
子、に結合された官能基を含有する。 発光を用いた従来の検定方法として代表的なも
のは、標識酵素としてPODを用い、基質とし
てH2O2及びルミノールを用いるEIA法、アク
リジンエステルを標識体として用い、H2O2で発
光させるCLEIA法が知られている。 [発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来の方法のの場合、低濃度
のリガンド測定に対して定量性がなく、の場合
はラベル体自体の増幅ができない等の欠点を有し
ていた。そのため、高感度の測定を目指すにはよ
り多くの光量をもつた測定法の開発が望まれてい
た。 本発明は上述の如き従来方法の欠点を克服し得
た。 すなわち、本発明の目的は、1,2−ジオキセ
タンの化学発光分解に基づく検定法において有用
な1,2−ジオキセタン類を提供することであ
る。 本発明の目的及び利点は、以下の説明および特
許請求の範囲を参照することにより十分に理解さ
れるであろう。 [課題を解決するための手段] 前記の目的は、本発明に従つて次式で表される
1,2−ジオキセタン類によつて達成される: (式中、RはC1−C4アルキルであり;Mはア
ルカリ金属またはアンモニウムである) 本発明の1,2−ジオキセタンは以下のように
製造される: 式中、R1は独立してRについて先に定義した
置換基のいずれかであり得;W-はハロゲンイオ
ン(例えば塩素イオン)のような酸アニオンであ
り;そしてアルキル化剤は以下で定義する通りで
ある。 前記の反応式はそれぞれの反応生成物を単離し
ながら段階的に実施される。しかしながら、段階
(CN-または有機スルフイネートイオンのよ
うな求核酸性化アニオンによるアルキル基切断)
および段階(β−脱離反応を経る脱保護)は中
間体のリン酸エステル塩を単離することなく有利
に行われ、この種の中間体はその存在を確認する
ときのみ単離する必要がある。 前記の反応式の段階およびにおいて、段階
で用いられる塩のカチオンM+および段階で
用いられる塩基のカチオンM+はアルカリ金属イ
オン(例えばNa+)またはアンモニウムイオンで
ある。こうして段階およびの生成物は次の通
りである。 前記の合成経路内に、次式: で表される化合物と、アルキル−サルフエート、
トルエンスルホネート(トシレート)、メタンス
ルホネート(メシレート)、トリフルオロメタン
スルホネート(トリフレート)、およびクロロメ
チルエーテル並びにトリアルキルオキソニウム塩
より成る群から選ばれるアルキル化剤(Rの定義
と合致する)とを、塩基性、極性、非プロトン性
媒体(例えばジメチルスルホキシド中のアルカリ
金属アルコキシド)中で反応させることによつて (式中RおよびR1は先に定義した通りである)
で表される化合物が得られる。 本発明の1,2−ジオキセタン化合物を製造す
るための中間体は、次式: で表される化合物と次式: (式中Xはハロゲン(例えばクロロ)のような
電気陰性離脱基である)で表される化合物とを、
液状芳香族化合物(例えばベンゼン、トルエン)、
エーテル(例えばグリム、ジグリム)または環状
エーテル(例えばテトラヒドロフラン(THF)
のような非プロトン性有機溶媒中に溶解した第三
アミン(例えばトリエチルアミン)のようなルイ
ス塩基の存在下で反応させることによつて得られ
る次式: (式中Rは先に定義した通りである)で表され
る化合物を包含する。ハロホスフエートの使用に
代わるべきものとして、類似のハロホスフイツト
すなわちXPO2(CH2)2を使用しその後酸化および
照射をすることにより、直接ジオキセタンを形成
することもできる。 さらに、本発明の1,2−ジオキセタン化合物
を製造するための中間体は、上式: で表される化合物と式MCNとを反応させること
により合成される次式: (式中、RおよびMは先に定義した通りであ
る)の化合物を包含する。 上述の酸化は光存在下にオレフインを一重項酸
素(1O2)で処理することによつて光化学的に実
施することが好ましい。1O2は二重結合に反応し
て下記のように1,2−ジオキセタン化合物を形
成することができる: 反応は−78℃、ハロゲン化溶媒(例、塩化メチ
レン)中で実施することが好ましい。1O2は光増
感剤を用いて発光させることができる。光増感剤
としては高分子結合ローズベンガル〔センシトツ
クス(Sensitox )として市販されておりハ
ロドロン研究所(Hydron Laboratories,New
Brunswick,N.J.)から入手可能〕およびメチレ
ンブルー(有色な色素かつPH指示薬)などを使用
することができる。好適な増感剤はローズベンガ
ルである。 本発明の1,2−ジオキセタン化合物は光の発
生方法に使用できる。この方法は試料中の特定の
物質の存在または濃度を求めるために視覚的検定
方法として利用することができる。上記の1,2
−ジオキセタン類はこれらの検定法のいずれにも
使用しうる。こうした検定法の例には、抗体また
は抗原(例、αまたはβ−hCG,TSH,LH等の
ホルモン、AFP,CEAのような癌関連抗原)を
検出する免疫検定法(酵素免疫測定法);酵素検
定法(例、アルカリホスフアターゼ);カリウム
またはナトリウムイオンなどを検出する化学検定
法;およびウイルス(例、HSVI,HTLVもし
くはサイトメガロウイルス)または細菌(例、大
腸菌)などを検出するヌクレオチドプローブ法が
含まれる。 検出される物質が抗体、抗原または核酸である
場合には、1,2−ジオキセタン化合物−PO
(O-M+)2基(以下Z基と略す) を切断可能な酵素、すなわち酸性又はアルカリ性
ホスフアターゼが、検出される物質に特異的な親
和性を有する物質(すなわち検出される物質に特
異的に結合する物質)(例、それぞれ抗原、抗体、
または核酸プローブ)に結合することが好まし
い。酵素を特異的親和性物質に結合させるために
常法(例、カルボジイミドカツプリング)が使用
される;結合はアミド結合を介することが好まし
い。 一般的に検定法は下記のように実施することが
できる。検出される物質を含む試料と、検出され
る物質(例えば抗原)に特異的親和性を有する物
質(例えば抗体)に結合した酵素を含む緩衝液に
接触させ更に特異的親和性を有するもう一つの物
質(例えば抗体)を結合した固相(例えば抗体結
合のビーズ)に接触させる。一定時間インキユベ
ーシヨンした後過剰の特異的親和性を有する物質
に結合した酵素を洗い流し、その酵素部分によつ
て切断されうるZ基を有する1,2−ジオキセタ
ン類(基質)を添加する。酵素はZ基を切断して
ジオキセタンを2つのケトンに分解する;ケトン
の1つに結合している発色団【式】は こうして励起されて発光する。この発光はキユベ
ツトまたはカメラルミノメーターなどに用いて、
試料中に検出される物質が存在することの指標と
して検出される。物質の濃度を求めるために発光
強度を測定することができる。 検出される物質が酵素である場合には、特異的
親和性物質(例えば抗体)は不必要である。その
代わりに検出される酵素によつて切断されうるZ
基を有する1,2−ジオキセタン類(その酵素の
基質)を使用する。そこで、酵素の検出法は、酵
素−含有試料への1,2−ジオキセタン類の添
加、および酵素の存在と濃度の指標として得られ
る発光の検出を含むものである。 [実施例] 以下に本発明を詳細に説明するために実施例が
記載されるが、本発明は何らそれらに限定され
ず、その要旨を逸脱しない範囲での修飾および変
法を含むものと思われる。 参考例 1 3−メトキシフエニルアダマント−2−イルケ
トン マグネシウム削り屑(1.64g、0.067モイ)を
アルゴン雰囲気下で火炎乾燥フラスコに入れた。
ヨウ素の小さい結晶および乾燥テトラヒドロフラ
ン(THF)(水素化アルミニウムリチウム上で新
たに蒸留したもの)7mlを加えた。一定量(7
ml、0.055モル)の3−ブロモアニソールを注射
器から穏やかに攪拌した金属懸濁液に加えた。50
℃で短時間加熱後発熱反応が始まつた。フラスコ
を室温の水浴に入れ、その間THF(33ml)を滴下
ロートから細流として添加した。発熱反応がおさ
まつた後、この混合物を45分間還流した。その還
流しつつあるグリニヤール試薬へ乾燥THF50ml
中の2−シアノアダマンタン(8.7g、0.054モ
ル;“Organic Synthesis”,57,8(Wiley,
1977)またはvan Leusen,A.M.ら、J.Org.
Chem.,42,3114(1977)を参照されたい)の溶
液を1.5時間にわたつて滴下した。この反応混合
物を還流温度で一晩加熱した後、黄色の懸濁液を
得た。フラスコとその内容物を氷浴中で冷却して
いる間に、エーテル(50ml)を加えた。濃塩酸
(8ml、0.096モルHCl)を激しく攪拌しながら20
分間にわたり滴下した。沈殿物を過により分離
し、エーテルで洗い、乾燥してケテンイミン塩29
gを若干の残留マグネシウムを含む淡黄色の非吸
湿性粉末として得た。この塩をエタノール90mlと
濃塩酸90mlとの混合物中に懸濁し、3時間還流し
た。その間に混合物はかなり薄くなつた。氷浴で
冷却後、得られた固形物を砕き、過により分離
し、中性になるまで洗浄し、乾燥して薄い灰色の
ケトン13.65g(2−シアノアダマンタンに基づ
いて収率93%)を得た(融点111〜114℃)。薄層
クロマトグラフイー(TLC)はこの生成物がそ
の後の操作によつて十分な純度であることを示し
た(Rf0.45;K5F−CH2Cl2:ヘキサン50:50)。
ヘキサンから再結晶してプリズム晶として表題化
合物を得た(融点113〜115℃)。IR(CH2Cl2)
2900cm-1,1670cm-1(C=0)、1590cm-1,1575cm
-1により生成物の構造が次式の通りであることを
確認した。 参考例 2 メトキシ(3−メトキシフエニル)メチレンア
ダマンタン 参考例1に従つて製造した一定量(11.3g、
0.042モル)の3−メトキシフエニルアダマント
−2−イルケトンをモレキユラーシーブ乾燥(3
Å)ジメチルスルホキシド(DMSO)90mlに懸
濁した。懸濁固体を溶解するために加熱した。攪
拌しながら室温へ冷却すると、微細な懸濁液が得
られた。カリウムt−ブトキシド(8.5g、0.070
モル)をアルゴン雰囲気下に加えた。5分後、ほ
とんど均質な橙色の溶液が得られ、これを50℃の
水浴に入れた。硫酸ジメチル(4ml、0.042モル)
を注射器から10分間にわたつて滴下した。さらに
15分撹拌した後、追加の硫酸ジメチル(3.3ml、
0.034モル)を同じやり方で加えた後、無色の溶
液を室温で一晩攪拌した。氷浴で冷却後、
K2CO30.5gおよび氷水125mlを加え、この混合物
を50mlずつ酢酸エチルで3回抽出した。合わせた
有機画分を水で3回、飽和NaCl水溶液50mlで1
回洗い、K2CO3上で乾燥した。溶媒を真空除去
して油状物を得た。その油状物をヘキサンに溶か
し、得られた溶液をセライトを通して過し、真
空濃縮して粘稠性のある淡黄色の油状物11.5g
(収率96%)を得た。TLCは微量のケトン出発物
質を含むエノールエーテル(Rf0.68;E.Merck
Al2O3−CH2Cl2:ヘキサン50:50)へのきれいな
転化を示していた。IR(CH2Cl2):2900cm-1,
1600cm-1,1590cm-1,1580cm-1,1570cm-1,1095
cm-1,1080cm-1;1H NMR(CDCl3):δ1.5−2
(m,12H),δ2.55(s,1H),δ3.2(s,1H),
δ3.25(s,3H),δ3.75(s,3H)、およびδ6.7−
7.3(m,4H)。これらのデータにより、この生成
物の構造が次式の通りであることを確認した。 参考例 3 メトキシ(3−ヒドロキシフエニル)メチレン
アダマンタン モレキユラーシーブ乾燥(3A)ジメチルホル
ムアミド(DMF)70ml中の参考例2に従つて製
造したメトキシ(3−メトキシフエニル)メチレ
ンアダマンタン(14g、0.049モル)の溶液を、
アルゴン雰囲気下で同じ溶媒中のナトリウムチオ
エトキシド(7.4g、0.88モル)の溶液に加えた。
この混合物を3時間還流した。攪拌しながら氷浴
で冷却後、この反応を水200ml中のNH4Cl62gで
停止させた。酢酸エチル(120ml)および少量の
氷水を加えた。氷層を分離し、酢酸エチル75mlで
抽出した。有機抽出物を100mlずつの水で4回、
次に飽和NaCl(100ml)で洗い、すばやく
Na2SO4上で乾燥させた。この溶液を過し、濃
縮して抽状物を得、それをヘキサン50mlで摩砕し
た。回転蒸発器で溶媒を除去すると固体が残り、
それを冷ヘキサンで細かくすりつぶし、過し、
ヘキサンで洗つた。粗製の灰白色フエノール系生
成物(13gは5%MeOH−CH3CNから再結晶し
て無色プリズム状結晶10gを得た(融点131〜133
℃)。IR(CH2Cl2):3580cm-1、3320cm、2910cm
-1、1590cm-1、1580cm-1、1440cm-1により生成物
の構造が次式の通りであることを確認した。 参考例 4 アンモニウムナトリウム3−(アダマンチリデ
ンメトキシメチル)フエニルホスフエート 参考例3に従つて製造したメトキシ(3−ヒド
ロキシフエニル)メチレンアダマンタン(1.1g、
0.004モル)をアルゴン雰囲気下でモレキユラー
シーブ乾燥(3Å)ベンゼン15mlに溶解した。ト
リエチルアミン(0.57ml、0.004モル)を注射器
から加えた。この攪拌溶液を氷浴で0℃に冷却
し、2−クロロ−2−オキソ−1,3−ジオキサ
ホスホラン(0.37ml、0.004モル)を滴下した。
氷浴中で10分後、粘稠な混合物を室温へ徐々に温
め、3.5時間攪拌した。ベンゼンを真空除去し、
アルゴン下でエーテル60mlを加えた。この懸濁液
を不活性雰囲気下で過し、得られた固形物を20
mlずつのエーテルで3回洗つた。液を真空除去
してリン酸トリエステル1.6gを粘稠な無色の油
状物として得た。IR(CH2Cl2):2900cm-1,1600
cm-1,1575cm-1,1300cm-1(P=0)。フエノール
性OHの伸縮またはC=0(1670cm-1)の吸収は
IRスペクトルに存在しなかつた。TLCで出発物
質のないことを確認した。これらのデータは3−
(アダマンチリデンメトキシメチル)フエニルエ
チレンホスフエートの下記構造と一致した。 上記の油状物はDMF7mlに溶解し、DMF中の
シアン化ナトリウム(0.21g、0.004モル)を加
え、この混合物を室温で24時間撹拌した。得られ
た黄色の溶液を50℃で真空除去し、2mlずつのキ
シレンで数回追い出し、残留物をエーテルで摩砕
してガムを得、そのガムをCH2Cl2に取り、真空
除去して淡黄色の非晶質発泡体1.5gを得た。IR
(CH2Cl2):2240cm-1(弱い、CN)、1595cm-1,
1570cm-1,1475cm-1,1275cm-1(P=0)、1235cm
-1,1100cm-1。これらのデータはナトリウム3−
(アダマンチリデンメトキシメチル)フエニル−
2′−シアノエチルホスフエートの予測された下記
構造と一致した。 この塩(1.5g、0.0035モル)は水5mlに溶解
した。次いで、濃水酸化アンモニウム(5ml)を
滴下した。この溶液を室温で一晩攪拌した。得ら
れた白色スラリーを氷浴中で冷却し、アセトニト
リル30mlで処理した。過し、15mlずつの冷アセ
トニトリルで2回洗浄して、短時間の減圧乾燥後
に吸湿性の白色固体(115℃で焼結し、130〜133
℃で融解する)0.95gを得た。HPLC(逆相C18−
0.1%酢酸アンモニウム/CH3CN勾配)は1つの
主要なピークを示した。IR(ヌジヨール):1595
cm-1,1575cm-1,1245cm-1,1200cm-1,1095cm-1,
1080cm-1,890cm-1。UV(20%MeOH−ジオキサ
ン)λnax260/nm;ε=10000。これらのデータ
により生成物の構造が次式の通りであることを確
認した。 実施例 1 3−(2′−スピロ−アダマンタン)−4−メトキ
シ−4−(3″−ホスホリルオキシ)フエニル−
1,2−ジオキセタン、ナトリウムアンモニウ
ム塩 大きい培養試験管中で、参考例4に従つて製造
したエノールエーテルホスフエート塩0.065g
(0.00017モル)をCHCl325mlに溶解した。シリカ
ゲル上のメチレンブルー(シリカゲル1g当たり
染料0.0026g)0.210gを増感剤として加えた。
試験管は水冷した浸漬ウエルの内部に250ワツト
の高圧ナトリウムランプを含む銀めつきしたデユ
ワーフラスコに入れた。一枚の5ミルカプトン
(Kapton;DuPont社)をUVフイルターとして
ウエルの内部に置いた。この装置に氷水をポンプ
で送り、試料の温度を150℃以下に保つた。乾燥
酸素の連続流を毛細管を通して反応容器に送つ
た。気体流は固相増感剤の均一懸濁液を維持する
ように調節した。25分の照射時間後、出発物質の
UV(260nm)吸収が消失した。淡黄色溶液を
過し、蒸発させ、水10mlで再調製した。この水性
試料は0.45ミクロンのナイロンフイルターを通し
て過し、逆相C18分離用HPLCカラムでクロマ
トグラフにかけ、水/アセトニトリル勾配で溶出
した。277nmで弱いUV吸収を示す各画分を合わ
せ、凍結乾燥してジオキセタンを白色の綿状吸湿
性固体として得た。この固体を融点を示さずに
145゜〜150℃で分解してアダマンタノンを生成し
て昇華し、部分的に分解して残留した固体は270
℃以下では融解しない。1H NMR(D2O,ppm):
0.89−1.85(m,12H);2.10(s,1H);3.15(s,
3H);4.65(s,HOD−NH+ 4);7.10−7.36(m,
4H)。IR(ヌジヨールマル、cm-1):3120,1970−
1790(弱い、幅広−NH+ 4)、1640(幅広)、1600(弱
い)、1580,1284,1273,1122,980,895。この
生成物の構造は上記IRおよびNMRスペクトルに
より次式の通りであると確認した。 実施例 2 3−(2−スピロ−アダマンタン)−4−メトキ
シ−4−(3″−ホスホリルオキシ)フエニル−
1,2−ジオキセタン、ジナトリウム塩 メトキシ(3−ホスホリルオキシフエニル)メ
チレンアダマンタンナトリウムアンモニウム塩
(3.3g)を1滴のピリジンを含有する15mlの水に
溶解させた。この溶液(該化合物をピリジニウム
塩の形で含む)をアンバーライトIR120(プラス)
イオン交換樹脂(アルドリツチケミカル社製)の
3cm×25cmのカラムにゆつくり通した。蒸留水で
このカラムを溶出すると、260nmに吸収を示すフ
ラクシヨンが得られ、これらをいつしよにして凍
結乾燥した。得られたモノピリジニウム塩(1
g、2.3ミリモル)の1部を100mlのCHCl3(Al2O3
で乾燥)に溶解した。得られた溶液を大きなシリ
ンダー状の試験管に入れ、5,10,15,20−テト
ラフエニル−21H,23H−ポルフイン(2mg、1
ml CHCl3中)で処理した。得られた均一な緑色
の溶液を0℃に冷却し、スパージヤー管を通して
酸素ガスで前以つて飽和した。この混合物を銀デ
ユワーフラスコ中で一定のO2流下に照射した。
このフラスコはデユポンのカプトン(Kapton)
ポリイミドフイルムの単一シート(5ミル)で露
光された250ワツトナトリウム蒸気ランプの周り
を囲む冷却された浸漬壁をも含んでいる。デユワ
ーフラスコ中の濃度は、12分間の照射の間0゜〜5
℃に維持された。溶媒を真空で除去し、続いて
500mgのNaHCO3を含有する100mlの蒸留水を添
加した。得られた淡いピンク色の溶液を冷却し、
0.45ミクロンのテフロン膜を通して過した。得
られたジオキセタンの水溶液を、ポリスチレンカ
ラム中CH3−CN−0.5%NaHCO3勾配を使用した
調製用逆相HPLCに付した。続いて2回目は、
CH3CN−H2O勾配を使用してカラムに通した。
得られた溶液(無機塩を含まない)を凍結乾燥し
て800mgの粒状のかすかに黄色がかつた白色固体
を得た。この固体は融点を示さずに145゜〜150℃
で分解してアダマンタノンを生成して昇華し、部
分的に分解して残留した固体は270℃以下では融
解しない。1H NMR(D2O):δ0.85−δ1.75(m,
12H);δ2.15(s,1H);δ2.75(s,1H);δ3.10
(s,3H);δ7.10−δ7.35(m,4H)。IR(ヌジヨー
ルマル):1600cm-1(弱い)、1580cm-1、1285cm-1、
1275cm-1、1120cm-1(幅広)、980cm-1、895cm-1。 使用例 1 ビーズ形式hCG検定(血清または尿) 抗hCG抗体被覆ビーズおよび抗hCG抗体:アル
カリ性ホスフアターゼコンジユゲートはハイブリ
テク・タンデム・アツセイ・キツト(Hybritech
Tandem Assay Kit)から得られた。 以下に実施例2で合成した1,2−ジオキセタ
ン(AMPPD)ジナトリウム塩(以下の使用例で
はこの塩をAMPPDと略記した。)をアルカリホ
スフアターゼの基質として用いた場合のhCGの検
定を示した。比較のため、p−ニトロフエニルリ
ン酸を基質として比色定量検定した。 1 ビーズから過剰の緩衝液を吸い取つた後、各
試験管(12×75mm)に1個のビーズを入れた。 2 各試験管に抗hCG抗体ホスフアターゼコンジ
ユゲート100μを加えた。 3 各試験管に試料100μを加えた。別の試験
管に以下のものを準備した: (a) 対照ゼロ試料(男性の血清または尿) (b) 25mIU/mm hCG標品(血清または尿) (c) 200mIU/mm hCG標品(血清または尿) (d) 患者試料(血清または尿) 4 混合後、試験管にカバーをかぶせて37℃で90
分間インキユベートした。 5 コンジユゲートおよび試料を含む反応液を吸
引除去した。 6 ベーズを0.1%ツイーン20を含むリン酸緩衝
溶液(PH7.4)2.0mlで3回洗つた。比色定量検定 化学発光検定 7 7 0.05M炭酸塩、 1mM MgCl2 (PH9.5)で1回洗つた。 8 0.1Mグリシン、 8 0.05M炭酸塩、 1mM MgCl2 1mM MgCl2 (PH10.4)中の1mg/ (PH9.5)中の0.4 ml p−ニトロフエ mM AMPPD ニル−ホスフエート 250μを加えた。 (PNPP)200μ を加えた。 9 室温で30分イン
9 30℃で20分イン キユベートした。 キユベートした。 10 発色を止めるべく 10 0.1Mグリシン、10 mM EDTA(PH9.5) 1.5mlを加えた。 11 分光光度計で405nm 11 ターナー20Eルミ での吸光度を測定 ノメーターで各試 した。 験管の発光の10秒 間積分値を測定 した。 12 両検定のデータはhCGの各濃度でのシグナル
をゼロhCGでのシグナルで割つた値をhCGの
濃度に対してプロツトした。代表的なデータ
を第1図に示す。ここでPNPPは比色定量検
定を、そしてAMPPDは化学発光検定を表
す。化学発光検定は比色定量検定よりも4倍
以上高感度であつた。 使用例 2 タンデムICON hCGの検定(フイルム露
光による) 市販のタンデムICON 検定キツトを使用し
た。緩衝液および抗体はすべてこのキツトの中に
含まれているものを使用し、アルカリホスフアタ
ーゼの基質は実施例2で合成したジオキセタン
(AMPPD)を使用した。 方 法 1 被検試料として使用するために、対照陰性
(雄)尿で希釈した0,5,10,50mIU/mlの
hCG標品を用意した。 2 ICONメンブラン容器の中央に、1度5滴の
試料を滴下した。 3 各容器の中央に3滴の酵素抗体コンジユゲー
トを加えた。 4 1分インキユベートした。 5 装置にハイブリテクICON洗液2mlを加え、
排出させた。 6 0.1Mトリス、1mM MgCl2(PH9.8)中の0.1
%BSA500μを加えた。排出させた。 7 50μg/mlAMPPD、0.1%BSA、
1mMMgCl2を含む0.1Mトリス緩衝液(PH9.8)、
200μを加えた。 8 ICON膜をとり出し1枚のマイラーに移行さ
せ、フイルムを露光すべく暗箱に入れた(ポラ
ロイド型612)。 9 フイルムを30秒間露光した。代表的な検定の
結果を第2図に示す。陽性試料では強い化学発
光が30秒の反応時間内に起こつた。 使用例 3 アルカリ性ホスフアターゼの検定 アルカリ性ホスフアターゼ検定は次の方法で実
施した。 成 分 緩衝液:0.05M炭酸塩、1mM MgCl2(PH9.5) 基 質:0.4mM濃度の3−(2′−スピロアダマ
ンタン)−4−メトキシ−4−(3″−ホスホリルオ
キシ)フエニル−1,2−ジオキセタンジナトリ
ウム塩(AMPPD) アルカリ性ホスフアターゼ:緩衝液中1.168μ
g/mlのアルカリ性ホスフアターゼ原液の段階的
希釈は試験管内で次の最終酵素濃度となるように
行つた: 4.17×10-11 1.67×10-15M 8.34×10-12M 8.34×10-16M 1.67×10-12M 4.17×10-16M 3.34×10-13M 2.09×10-16M 6.68×10-14M 1.34×10-14M 3.34×10-15M 手 順: 上記濃度のアルカリ性ホスフアターゼを含みさ
らに0.4mM AMPPDを含む2通りの試験管は30
℃で20分インキユベートした。インキユベーシヨ
ン後、ターナー20Eルミノメーターで30秒間の発
光積分量を測定した。アルカリ性ホスフアターゼ
の検出限界を表に示す。第3図には、0.4mM
AMPPDを用いたアルカリ性ホスフアターゼの検
出データを示す。発光は10-14〜10-11M酵素の間
で直線状であつた。 表 2×バツクグラウンド の2倍の発光を示すア アルカリ性ホス 添加 ルカリ性ホスフアター フアターゼの ゼの濃度 最低出濃度 なし 1.0×10-14 1.67×10-15M (1.12) 1 緩衝液:0.05M炭酸塩、1mM MgCl2、PH
9.5。温度:30℃。化学発光化合物濃度:
0.4mM。 2 かつこ内の数字は表示濃度でのバツクグラ
ウンドレベルの倍数である。 使用例 4 ウシ血清アルブミンおよび/またはフルオレセ
インの存在下でのアルカリ性ホスフアターゼ検
定 アルカリ性ホスフアターゼ検定は次の方法で実
施した。 成 分 緩衝液:0.05M炭酸ナトリウム、1mM MgCl2
(PH9.5) 基 質:0.4mM濃度の3−(2′−スピロアダマ
ンタン)−4−メトキシ−4−(3″−ホスホリルオ
キシ)フエニル−1,2−ジオキセタンジナトリ
ウム塩(AMPPD) アルカリ性ホスフアターゼ:緩衝液中1.168μ
g/mlの原液 条 件: 1 緩衝液のみ(対照) 2 緩衝液+ウシ血清アルブミン(BSA) 3 緩衝液+BSA−フルオレセイン(BSA対
照フルオレセインの比1:3) 4 緩衝液+ポリ〔ビニルベンジル(ベンジル
ジメチル−アンモニウムクロライド)〕
(BDMQ) 5 緩衝液+BDMQ+フルオレセイン
(BDMQ1mlと混合したフルオレセインジナ
トリウム塩0.01mg) アルカリ性ホスフアターゼ原液の段階的希釈は
試験管中で次の最終酵素濃度となるように行つ
た:ここで条件2〜5の緩衝液以外のエンハンサ
ー成分は系全体の0.1重量%存在する。 4.17×10-11M 1.67×10-15M 8.34×10-12M 8.34×10-16M 1.67×10-12M 4.17×10-16M 3.34×10-13M 2.07×10-16M 6.68×10-14M 1.0×10-16M 1.34×10-14M 5.0×10-17M 3.34×10-15M 2.5×10-17M 手 順: いろいろな条件において、上記各種濃度のアル
カリ性ホスフアターゼに0.4mM AMPPDを加え
た2通りの試験管を30℃でインキユベートした。
条件1,4および5は20分インキユベートし、条
件2および3は90分インキユベートした。 インキユベーシヨン後、ターナー20Eルミノメ
ーターで30秒間の発光積分量を測定した。アルカ
リ性ホスフアターゼの検出限界に対するBSA,
BDMQおよびフルオレセインの効果を第4図お
よび表に示す。第4図中−□−は上記条件1、
…■…は条件2、…〇…は条件3、…●…は条件
4、…△…は条件5を各々示す。 【表】 ルオレセイン
1. かつこ内の数字は表示濃度でのバツ
クグラウンドレベルの倍数である。
使用例 5 HSVI DNAプローブ検定 物質および緩衝液: 膜:ジーン・スクリーン・プラス社(Gene
Screen Plus)、の陽性荷電したナイロン膜 緩衝液:変性緩衝液:0.5M NaOH 中和緩衝液:0.4M NaH2PO4(PH2.0) 負荷緩衝液:変性緩衝液 1部 中和緩衝液 1部 膜湿潤緩衝液:0.4Mトリス(PH7.5) 膜プレハイブリダイゼーシヨン緩衝液: 最終濃度 0.5ml 100×Denhardt's溶液 5 % 0.5ml 10% SDS 0.5% 2.5ml 20×SSPE 5% 2.0ml 変性、超音波処理サケ精子DNA
200μg/mlddH2O 10ml 膜ハイブリダイゼーシヨン緩衝液: 最終濃度 0.5ml 100×Denhardt's溶液 5 % 0.5ml 10% SDS 0.5% 2.5ml 20×SSPE 5 % 2.0mg サケ精子DNA 200μg/ml 2.0ml 50%硫酸デキストラン 10 %ddH2O 10ml 洗浄緩衝液: 1×SSPE/0.1% SDS 20ml 20×SSPE 4ml 10% SDS 376ml ddH2O 400ml 洗浄緩衝液:洗浄温度に予備加温した0.1×
SSPE/0.1% SDS 2ml 20×SSPE 4ml 10% SDS 394ml ddH2O 400ml (加温) 洗浄緩衝液: 0.1×SSPE/0.1% SDS 20ml 20×SSPE 4ml 10% SDS 394ml ddH2O 400ml 洗浄緩衝液: 3mM トリス−HCl(PH9.5) 0.6ml 1M トリズマ塩基(Trizma Base) 199.4ml ddH2O 200.0ml 100×Denhardt's溶液: 分子量40Kのポリビニルピロリドン(PVP−
40)2gおよびフイコール2gを65℃以上の沸点
以下の温度で溶解した。この溶液を約40℃に冷却
し、BSA2gを加え、ddH2Oで最終容量を100ml
とした。アリコートに分けて、−20℃で貯蔵した。 20×SSC 20×SSC(全量100ml) 3.0M 塩化ナトリウム 17.4g 0.3M クエン酸ナトリウム 8.8g 容量を100mlとなし、0.45μmニトロセルロ
ースフイルターを通して過し、室温で貯
蔵した。 20×SSPE 20×SSPE(PH7.4)(全量1) 3.6M NaCl 210.24g 200mM リン酸ナトリウム 23g二塩基性 5.92g一塩基性 20mM EDTA 7.44g 溶解し、5N NaOHでPH7.4に調整し、容
量を1とし、0.45μmニトロセルロース
フイルターを通して過した。 1×TE 1×TE緩衝液 10mM トリス(PH7.0) 1mM EDTA オートクレーブ処理 方 法: 1 膜を湿潤緩衝液で15分間前もつて湿らせた。 2 膜を真空マニホールド装置に挿入した。 3 DNA試料(既知コピー数のHSVI DNAを
含む)50μを変性緩衝液200μに加えること
によりDNA試料を変性した。室温で10分イン
キユベートした。氷冷した中和緩衝液250μ
も加え、変性DNAを氷上に保持した。 4 各ウエルに負荷緩衝液200μを加え、膜を
通して吸引した。 5 各ウエルに変性DNA試料を加え、膜を通し
て吸引した。 6 ステツプ4を繰り返した。 7 マニホールドを解体し、膜を取り出した。 8 UVトランスイルミネーターを使つてDNA
を膜へ5分間UV固定した。 9 膜をプレハイブリダイゼーシヨン緩衝液中70
℃で1時間インキユベートした。 10 膜ハイブリダイゼーシヨン緩衝液に溶解した
HSVIに特異的なアルカリ性ホスフアターゼ標
識SNAPプローブを加えた。70℃で3〜5時間
インキユベートした。 11 膜をハイブリダイゼーシヨン緩衝液から取り
出し、洗浄緩衝液 400ml中室温で攪拌しな
がら10分間インキユベートした。 12 洗浄緩衝液 400mlで50℃、30分洗浄した。 13 洗浄緩衝液 400mlで室温、10分洗浄した。 14 洗浄緩衝液 200mlで室温、10分洗浄した。 15 膜を1枚のWhatmanブロツテイングペーパ
ー上に置いた。 16 300μg/ml AMPPDを含む0.1Mトリス、
1mM MgCl2(PH9.8)2mlを加え、膜を通過さ
せた。 17 その膜を1枚のマイラーへ移行させ、その後
612型ポラロイドフイルムを含む暗箱へ入れた。 18 フイルムを30分露光した。代表的な結果を第
5図に示す。ここで第5A図は60μg/ml
AMPPDでの結果を示し、第5B図は300μg/
ml AMPPDでの結果、そして第5C図は300μ
g/ml AMPPDでの初めの30分の反応後の結
果を示す。 使用例 6 α−フエトプロテイン(AFP)のためのビー
ズ形式AFP検定 抗AFP抗体被覆ビーズおよび抗AFP抗体:ア
ルカリホスフアターゼコンジユゲートはハイブリ
テク・タンデム・アツセイ・キツトから得られ
た。 1 各試験管に試料20μを加えた。試料は0,
25,50,100、および200mg/ml AFPであつ
た。 2 各試験管に1個のビーズを入れた。 3 各試験管に抗AFP抗体アルカリホスフアタ
ーゼコンジユゲート200μを加えた。 4 ラツクを振つて試験管の内容物を混合した。 5 試験管にカバーをかけた。 6 37℃で2時間インキユベートした。 7 抗体および試料を吸引除去した。 8 ビーズをリン酸緩衝溶液(PH7.4)中の0.1%
ツイーン20 2.0mlで3回洗つた。比色定量検定 化学発光検定 9 9 0.05M炭酸塩、 1mM MgCl2 (PH9.5)で1回洗つた。 10 0.1Mグリシン、 10 0.05M炭酸塩、 1mM MgCl2 1mM MgCl2 (PH10.4)中の1mg/ (PH9.5)中の0.4 ml p−ニトロフエ mM AMPPD ニル−ホスフエート 250μを添加した。 (PNPP)200μ を加えた。 11 室温で30分インキユ 11 30℃で20分イン ベートした。 キユベートした。 12 発色を止めるべく 12 0.1Mグリシン、10 mM EDTA(PH9.5) 1.5mlを加えた。 13 分光光度計で410nm 13 ターナールミノ での吸光度を読み メーターで各試験 取つた。 管の10秒間積分を 読み取つた。 14 両検定のデータはAFPの各濃度でのシグナ
ルをゼロAFPでのシグナルで割つた値を
AFPの濃度に対してプロツトした。第6図
に示すように、比色定量検定の結果はPNPP
曲線で表され、そして化学発光検定の結果は
AMPPD曲線で表される。後者の検定は前者
の検定の約10倍の感度であることが分かる。 使用例 7 甲状腺刺激ホルモン(TSH)検定 物 質: 被分析体捕獲用の1/8インチビーズを、マウス
モノクローナル抗TSH−β抗体で被覆した。マ
ウスモノクローナル抗TSH抗体なアルカリ性ホ
スフアターゼと結合させて、検出用抗体(抗体酵
素コンジユゲート)として使用した。 TSHはCalbiochem社カタログ番号609396から
得られ、BSA(V型−脂肪酸不含)はSigma社カ
タログ番号A6003から得られた。 被検液および抗体酵素コンジユゲートに用いた
緩衝液は0.1Mトリス−HCl、1mMMgCl2および
2重量%BSA(PH7.5)である。基質緩衝液は
0.1Mトリス、0.1mM MgCl2(PH9.5)および基質
AMPPD(50μg/ml)を含んでいた。 手 順: TSH含有被検溶液(15μ)は抗体酵素コンジ
ユゲート溶液135μと混合した。この溶液に上
記のように被覆した1/8インチビーズ2個を加え、
23℃で2時間インキユベートした。その後、ビー
ズを0.1Mトリス(PH7.5)で4回洗い、反応試験
管へ移した。上記の基質を含む緩衝液200μを
試験管に加えた。20分インキユベーシヨン後、ベ
ルトールド・クリニルマツト・ルミネツセンス・
アナライザー(Berthold Clinilumat
Luminescence Analyzer)を使つて10秒間のカ
ウント数として発光量を記録した。 第7図(下記表のデータのプロツトである)
は所定のTSH濃度に対する発光強度を示す。
1μU/mlと8μU/mlのTSHの間で直線性を示し
た。 表 TSH濃度(μU/ml) (カウント数/10秒×10-4) 1 0.25 2 0.49 4 1.1 比較のために、BSAの不存在下で同じくTSH
検定を行つた。第8図に示すように、BSA含有
試料(曲線A)はBSAを含まない試料(曲線B)
よりも所定のTSH濃度に対して強い発光強度を
示した。 使用例 8 ビーズ形式による癌胎児性抗原(CEA)検定 抗CEA被覆ビーズおよび抗CEA抗体:アルカ
リ性ホスフアターゼコンジユゲートはハイブリテ
ク・タンデム・アツセイ・キツトのものを使用し
た。 1 各試験管に試料20μを加えた。試料は0,
2.5,5,10,20および50ng/ml CEAの標準
を使用した。 2 各試験管に1個のビーズを入れた。 3 各試験管に抗CEA抗体酵素コンジユゲート
200μを加えた。 4 ラツクを振つて試験管の内容物を混合した。 5 試験管にカバーをかけた。 6 37℃で2時間インキユベートした。 7 反応液を吸引除去した。 8 ビーズを0.1%ツイーン20を含むリン酸緩衝
液(PH7.4)2.0mlで3回洗つた。 9 0.05M炭酸ナトリウム、1mM MgCl2(PH9.5)
で1回洗つた。 10 0.4mM AMPPDを含有する0.05M炭酸ナト
リウム、1mM MgCl2(PH9.5)250μを加え
た。 11 30℃で20分インキユベートした。 12 ターナー20Eルミノメーターで各試験管の発
光を10秒間の積分値としてカウントした。 13 CEAの各濃度でのシグナルをゼロCEAでの
シグナルで割つた値をCEAの濃度に対してプ
ロツトした。AMPPDを用いたCEA検定の代
表的データを第9図に示す、0ng/mlと20ng/
mlのCEA濃度の間で直接性を示した。 使用例 9 ヒト黄体ホルモン(hLH)の検定 直径約3mmのナイロン膜(ポールイムノダイン
(Pall Immunodyne)製、孔サイズ0.45ミクロ
ン)を、リン酸塩緩衝液中に固相用の捕捉モノク
ローナル抗体(メデイツクス(Medix)より市
販、カタログ#L−461−09)1μg/mlの溶液5μ
で感作した。続いて、上記膜をPH7.3のリン酸
塩緩衝液添加生理塩水中2%カゼイン溶液でブロ
ツクした。次いでこの膜を第10図に示した装置
(ブロツテイングペーパー層を含む)にセツトし
た。 第10図中aはプレフイルターカツプを示し;
bはプレキシグラストツプを示し;cはポールイ
ムノダインメンブレム(孔サイズ0.45μ)を示
し;dはポリプロピレンアセテートの羽毛状層を
示し;eはブロツテイングペーパーを示し;fは
プレキシグラスを示す。 使用された検出抗体は、メデイツクスより市販
のマウスモノクローナル抗LH抗体(カタログ
#L−461−03)を用いた。この抗体を、グルタ
ルアルデヒドカツプリング法〔Voller,A et.
al.Bull.World Health Org.,53,55(1976)〕に
よりアルカリ性ホスフアターゼ(バイオザイム
(Biozyme)より市販、カタログ#ALPI−11G)
と結合させて抗LH抗体アルカリ性ホスフアター
ゼコンジユゲートを調製した。 方 法 50μの上記検出抗体コンジユゲートを下記濃
度のhLH溶液200μを含有する試験管に添加し
た:試験管# hLH濃度(ng/ml(PBS)) 1 0 2 1 3 10 4 100 各試験管の内容物を捕捉抗体(前述)であらか
じめ感作しておいた4枚のナイロン膜に加えた。
5分間インキユベーシヨン後、プレフイルターカ
ツプを取り除き、上記膜を、リン酸塩緩衝液添加
生理塩水中0.05%トウイーン(Tween)20溶液
400μで洗つた。続いて、0.05M炭酸塩、
1mMMgCl2、0.1重量%BSA(PH9.5)中0.4mM
(3−(2′−スピロアダマンタン)−4−メトキシ
−4(3′−ホスホリルオキシ)フエニル−1,2
−ジオキセタンジナトリウム塩(AMPPD)溶液
100μを加えた。上記ナイロン膜をタイプ612ポ
ラロイドインスタント白黒フイルムを入れたカメ
ラルネミノメーターに入れ、1分間露光した。フ
イルムに画像形成した検定結果を第11図に示
す。 次に、上記画像の反射濃度を、トビアスRBP
ポータブル白黒反射デンシトメーター(Tobias
RBP Portable Black and White Reflection
Densitometer)(ペンシルバニア州18974−0347
アイビーランド私書箱2699インダストリアルドラ
イブ50のトビアスアソシエーツ(Tobias
Associates)製)を使用して測定した。反射濃度
をLH濃度に対してプロツトして第12図に示す
ようなhLHについての標準曲線を得た。
いたhCG検定の結果の比較を示す図であり;第2
図はタンデムICON hCG検定の結果を示す
写真である;第3図は0.4mM AMPPDを用いた
アルカリ性ホスフアターゼ検定の結果を示す図で
あり;第4図はウシ血清アルブミンおよび/また
は螢光物質の存在下にアルカリ性ホスフアターゼ
検定を行なつた結果を示す図であり;第5A図は
60μg/ml AMPPDを用いたHSVI DNAプロ
ーブ検定の結果を示す写真であり、第5B図は
300μg/ml AMPPDでの結果を示す写真であ
り、そして第5C図は300μg/ml AMPPDでの
初めの30分の反応の後の結果を示す写真であり;
第6図は基質としてAMPPDおよびPNPPを用い
たAFP検定の結果の比較を示す図であり;第7
図は基質としてAMPPDを用いたTSH検定の結
果を示す図であり;第8図はBSAの存在下およ
び不存在下でのTSH検定の結果の比較を示す図
であり;第9図は基質としてAMPPDを用いた
CEA検定の結果を示す図であり;第10図は
hLH検定に使用した装置の構成を示す図であ
り;第11図はhLH検定に使用したフイルム上
の画像を示す写真であり;第12図はhLH検定
に使用したhLH濃度の標準曲線を示す図であり、
縦軸は反射濃度である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 式 (式中、RはC1−C4アルキルであり;Mはア
ルカリ金属またはアンモニウムである)で示され
る化合物。 2 Rがメチルである請求項1の化合物。
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