JPH05501713A - 活性化化合物および核酸の失活方法 - Google Patents

活性化化合物および核酸の失活方法

Info

Publication number
JPH05501713A
JPH05501713A JP3501430A JP50143091A JPH05501713A JP H05501713 A JPH05501713 A JP H05501713A JP 3501430 A JP3501430 A JP 3501430A JP 50143091 A JP50143091 A JP 50143091A JP H05501713 A JPH05501713 A JP H05501713A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nucleic acid
isopsoralen
compound
dimethyl
aminomethyl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3501430A
Other languages
English (en)
Inventor
アイザックス,ステファン,ティー.
チミノ,ジョージ,ディー.
メチェット,ケネス,シー.
テスマン,ジョン,ダブリュー.
ハースト,ジョン,ユージン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US07/428,494 external-priority patent/US5221608A/en
Priority claimed from US07/427,303 external-priority patent/US5139940A/en
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of JPH05501713A publication Critical patent/JPH05501713A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D493/00Heterocyclic compounds containing oxygen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system
    • C07D493/02Heterocyclic compounds containing oxygen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D493/04Ortho-condensed systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/0005Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor for pharmaceuticals, biologicals or living parts
    • A61L2/0011Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor for pharmaceuticals, biologicals or living parts using physical methods
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/08Radiation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/08Radiation
    • A61L2/10Ultraviolet radiation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L7/00Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L7/00Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
    • B01L7/52Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D311/00Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only hetero atom, condensed with other rings
    • C07D311/02Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only hetero atom, condensed with other rings ortho- or peri-condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D311/04Benzo[b]pyrans, not hydrogenated in the carbocyclic ring
    • C07D311/06Benzo[b]pyrans, not hydrogenated in the carbocyclic ring with oxygen or sulfur atoms directly attached in position 2
    • C07D311/08Benzo[b]pyrans, not hydrogenated in the carbocyclic ring with oxygen or sulfur atoms directly attached in position 2 not hydrogenated in the hetero ring
    • C07D311/18Benzo[b]pyrans, not hydrogenated in the carbocyclic ring with oxygen or sulfur atoms directly attached in position 2 not hydrogenated in the hetero ring substituted otherwise than in position 3 or 7
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07HSUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H21/00Compounds containing two or more mononucleotide units having separate phosphate or polyphosphate groups linked by saccharide radicals of nucleoside groups, e.g. nucleic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/10Processes for the isolation, preparation or purification of DNA or RNA
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/26Preparation of nitrogen-containing carbohydrates
    • C12P19/28N-glycosides
    • C12P19/30Nucleotides
    • C12P19/34Polynucleotides, e.g. nucleic acids, oligoribonucleotides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6844Nucleic acid amplification reactions
    • C12Q1/6848Nucleic acid amplification reactions characterised by the means for preventing contamination or increasing the specificity or sensitivity of an amplification reaction
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/70Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving virus or bacteriophage
    • C12Q1/701Specific hybridization probes
    • C12Q1/702Specific hybridization probes for retroviruses
    • C12Q1/703Viruses associated with AIDS

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • AIDS & HIV (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 活性化化合物および核酸の失活方法 発明の分野 本発明は、活性化化合物と、l)核酸に活性化化合物を結合する、およびii) 核酸の失活を含む、核酸の鋳型依存性酵素的合成を阻害するために活性化化合物 を使用する、ための方法に関する。
背景 核酸手法により、潜在的に非常に多数の真核、原核およびウィルス遺伝子の操作 、増幅、選択および特性決定が可能となってきている。最も著しくは、核酸手法 の適用により、複合体ゲノム内のあらゆる核酸配列の単離、配列の修飾および分 岐種への配列の導入が可能となっている。
注意して、または不注意に、a)修飾されているが正常な宿主種に存在する、ま たはb)正常であるが異種宿主種に存在する、核酸配列を自然界に放出すると、 核酸手法により人体の健康に危険が生じる心配がある。この危険を規制する方法 として、異種のまたは修飾した核酸配列を含む生物の物理的または生化学的汚染 に注意が集中されてきた。National In5titutes of H ealth、 Federal Register 41:27902 (19 76) 、National In5titutes of Health、  Federal Register 43:60108(1978)。このよう な方法は、未封入生物の発生率と程度に対する、異なる実験室プロトコールと種 々の型の人的間違いおよび器具の破損の影響を評価する研究により支持されてい る。E、Fisher and D、R,Lincoln、Recomb、DN A Tech、 Bull、 7;i (1984)、。
生物体中の核酸に向けられたこの努力にもかかわらず、裸の核酸、すなわち宿主 生物から遊離した核酸、の問題にはほとんど注意が払われてこなかった。特別な 状況によっては、裸の核酸は感染または形質転換物質と成り得る。RIV、 0 1dand S、B、 Primrose、 Pr1nciples of G ene Manipulation、 PP、167−168 (Univ、o f Ca1. Press、 2nd Edition 1981)、。さらに 裸の核酸は、キャリオーバーのために他の実験室反応を妨害し得る。
キャリオーバー キャリオーバー(carryover)とは、ここでは反応混合物−・の核酸の 偶発的導入と広く定義される。もちろん、偶発的導入の型は非常に多い。液体を こぼしている間に、または貧弱な実験室手法(例えば、同一の反応容器または同 一のピペットを2回使用する)のために、核酸が導入される。しかしなから、さ らに重大な問題は、汚染された手袋からの不注意な転移を含む、正常な実験室手 順の間でさえ生しる核酸の導入である。修飾された生物体を用いるとき、この型 の事故の最も厄介な原因はエーロゾル化ヒである。
エーロゾルは霧状の微細な液体または固体粒子の分散体である。エーロゾルは液 体をかき乱すことによりる生じ得る(例えば、エーロゾルはこほしている間に生 じる)か、沖に、容器の面上の少量の物質をかき乱すことによってもまた生しる (例えば、プラスチック管のキャップの内面上の残留物は、管を開く時、しばし 、ばエーロゾル化される。)。後者により、高濃度量の核酸を含むいずれの容器 も核酸のキャリオーバーの起源と成り得る。
キャリオーバーがあるかとうかという問題は、このようなキャリオーバーが後続 の反応を妨害するので重大であることをr#摘しなければならない。一般に、非 常に多量の核酸の中で興味のある核酸配列の検出および/または増幅を目的とす る、実験室の反応はいずれも核酸のキャリオーバーによる妨害を受けやすい。
増幅手法 近代の実験室において a)高濃度量の核酸か入っている容器か存在する、およ びb)核酸配列の増幅を目的とする反応を実施する、場合の両方の環境は比較的 共通している。単一コピー遺伝子のためのゲノムDNAのスクリーニングは、お そらく濃縮核酸と増幅の両方を含む手順の最も良い例であろう。
l)溶菌増殖を介する組換えファージの複製、2)組換えRNAハイブリダイゼ ーションプローブの増幅、および3)ポリメラーゼ・チェイン・リアクション、 を含む5数の核酸増殖変法がある。
1、組換えベクター。殆どのクローニングベクターはゲノムサイズか2から、お よそ50キロベース(kb)のDNAウィルスまたは細菌プラスミドである。ウ ィルスまたはプラスミドライブラリーへのゲノムDNAの増幅は通常、1)ウィ ルスまたはプラスミドDNA0単離と調製、ii)ベクターDNAへの消化ゲノ ムDNAの連結、1ii)ウィルスDNAのパッケージング、iv)許容宿主の 感染(選択的に、宿主の形質転換)、およびV)ウィルスまたはプラスミドの増 殖を介したゲノムDNAの増幅、を含む。この慨において、標的配列を保有して いる相換えウィルスまたはプラスミドか同定される。T、 Maniatis  et al、、λ(Olecular Cloning、pp、 23−24  (Cold Spring Harbor Laboratory 1982) 。標的配列を保有している組換えウィルスまたはブラスミl’の同定は、しばし ばプラスミド由来プローブを使用した核酸ハイブリダイゼーションにより実施す ることかできる。
細菌ウィルス(バクテリオファージ)は宿主細菌に感染し、複製し、成熟し、そ して細菌細胞を溶菌させることかできる。
バクテリオファージDNAは、このようにして、何回も複製し多量の核酸を生み 出すことができる。
プラスミドは、種々の細菌中に自然界で見られる染色体外因子である。バクテリ オファージと同様、それらは二本鎖で、細菌内での複製のために異種DNAを組 み入れることができる。
このようにして、多量のプローブを作ることかできる。
ハイブリダイゼーション反応でのファージライブラリーのスクリーニングのため にプラスミド由来プローブを使用すると、ベクターDNAのハイブリダイゼーシ ョンの問題(例えば、ファージ−ファージ、プラスミド−プラスミド)が回避さ れる。ウィルスライブラリーの構築では、それ故ファージーゲノムDNA混合物 へのプラスミドDNAのキャリオーバーが起こらないことがきわめて重要である 。例えば、クローン化できるプラスミドDNA 10ピコグラムをゲノムDNA  1マイクログラムを含むウィルス−ゲノム混合物にキャリオーバーしたとじた ら(重量あたり0.001%のキャリオーバー)、1×lOsの挿入物中に1の 標的挿入物か含まれる頻度と仮定して、標的配列を含んでいると評価される11 クローンごとに、平均で1.10の偽陽性(すなわちプラスミド=プラスミドハ イブリダイゼーション)とただ1つの真の陽性(ブローブー標的ハイブリダイゼ ーション)か現れるであろう。
2、組換えRNNジブーブ。P、M、 Lizardi et al、、Bio technoLoly 6:1197(1988)に、QBレプリカーゼによる 指数的増幅のための、ハイブリダイゼーションプローブおよび鋳型の両方として 機能する絹換えRNA分子が記載されている。それぞれの組換え体はMDV−I  RN、Aの配列内の特異配列(すなわち″内部プローブ″)から成る。MDV −I RNAはレプリカーゼのための天然の鋳型である。D、L、 Kaeia n et al、、 Proc、 Nat、 Aead、 Sci LISA  69:3038 (1972) 、 ’IA換え体は、内部プローブに相補的で あり、かつ核酸混合物中に存在する標的配列にハイブリダイズすることかできる 。次に、種々の単離法(例えば、洗浄)を使用して、ハイブリダイズした組換え 体/標的複合体を、a)非結合組換え体およびb)内部プローブと非相補性であ る核酸から分離することかできる。B、C,F、 Chu et a、1.、  Nucleic Ac1ds Res、 14:5591 (1986)、B  iotechnology 7:609(1989)を参照。複合体の単離後、 QB1ノブリカーゼを添加する。
数分間のうちに、組換え体のIO意倍の増幅(すなわち組換えRNAプローブ増 幅′)が起こり、標的配列との特異的ハイブリダイゼーションか生じたことを示 唆している。
一方、期待される手法、組換えRNAプローブ増襠か良好に働くので、キャリオ ーバーは特に関心事項である。わずか1分子の鋳型RNAでさえ、原則として、 複製を開始することができる。このように、1分子の増幅組換えRNAプローブ を新しい反応容器に持ち込むことにより非常に大量のRNAが合成され、それ自 身、さらに先のキャリオーバーの起源となり得る。
(本頁以下余白) 3、ポリメラーゼ・チェイン・リアクションに、B、 Mullisらの米国特 許第4.683.195号および同第4.683.202号には、クローニング や精製することなくゲノムDNAの混合物中の標的配列のセグメントの濃度を高 める方法が開示されている。
標的配列を増幅するためのこの方法は、目的とする標的配列を含むDNA混合物 に大過剰の2種のオリゴヌクレオチドブライマーを導入し、続いてDNAポリメ ラーゼの存在下で一連の熱循環を行うことから成っている。2種のプライマーは 二本鎖標的配列の各鎖に相補的である。増幅を行わせるために、DNA混合物を 変性し、次いで標的配列内の相補配列にプライマーをアニーリングさせる。
アニーリング後、ポリメラーゼによりプライマーを伸長させて、新しい相補鎖の 対を形成させる。変性、ブライマーアニーリングおよびポリメラーゼ伸長の各段 階を多数回繰り返して(すなわち、変性とアニーリングと伸長反応が1つの“サ イクル”を構成し、多数の“サイクル”を行う)、目的の標的配列の増幅セグメ ントを高濃度で得ることができる。目的の標的配列の増幅セグメントの鎖長は互 いに対するプライマーの相対位置で決まり、かくしてこの長さは調節可能なパラ メーターである。この方法は、繰り返しから成るために、発明者によって“ポリ メラーゼ・チェイン・リアクション” (以後PCRと呼ぶ)と命名された。目 的とする標的配列の増幅セグメントが混合物中で(濃度の点で)主要な配列とな るので、それらは“PCR増幅された”と呼ばれる。
PCRを使用すると、ゲノムDNA中の単一コピーの特定の標的配列を、いくつ かの異なる方法(例えば、標識プローブとのハイブリダイゼーション;ビオチニ ル化プライマーの使用とその後のアビジン−酵素複合体の検出;32P標識デオ キシヌクレオチドトリホスフエート、例えばdCTPまたはdATPの増幅セグ メントへの組込み)によって検出できるレベルにまで、増幅することか可能であ る。ゲノムDNAのほかに、適当な組のプライマー分子を使ってオリゴヌクレオ チド配列を増幅することもできる。特に、PCR法により作製された増幅セグメ ントは、それら自体が後続のPCR増幅のための効果的な鋳型となる。
PCR増幅法は約10−” Mの特定の標的配列のプラトー濃度に達することが 知られている。代表的な反応容量は100μlてあり、これは6 X 10”の 二本鎖生成物分子の収量に相当する。この濃度では、わずか1フエムトリツトル (I01マイクロリットル)程度の増幅PCR反応混合物がその後の30サイク ルのPCR増幅で検出可能なシグナルを発するのに十分な生成物分子を含んでい る。前のPCRからの生成物分子が新たなPCR増幅に持ち込まれる場合、それ は新たなPCR反応の検出段階において偽陽性のシグナルを発生しつる。
PCR増幅増幅度応混合物の取扱いは、後続のPCR増幅が偽陽性のシグナルを 発するのに十分な前の生成物分子を含むので、キャリオーバーをもたらす。S、  Kwok and R,Higuchi、 Nature 339゜286  (1989)。PCRTechnology、 H,A、 Er1ich (e d、) (Sto’ckton Press 1989)。これは、他のタイプ のキャリオーバーについて上述したように、エーロゾルによって又は直接導入に よって起こりうる。
キャリオーバーの制御 現在、キャリオーバーを制御するために3つの手法がある。これらは、l)封じ 込め、2)排除、および/または3)阻止に大別される。封じ込めの手法を使用 する場合は、閉鎖系で増幅を行う。通常、これは他の全ての空間から密閉された 実験室の指定区域を意味する。もちろん、指定区域は特定の増幅検定に適合する ように作らねばならない。溶菌増殖による組み換えファージの複製の場合には、 その区域はウィルスまたはプラスミドの増殖を介してゲノムDNAの増幅を可能 にすべきである。さらに、この区域は標的配列の増幅と増幅セグメントの検出に 必要な器具および試薬類をすべて提供すべきである。
封じ込めに伴う問題は、それが非常に不便であるということである。全ての増幅 段階に適する条件をもたらすように封じ込め区域を作るためには、実験室に別個 の器具類を備える必要がある。
その上、この二通りの器具類もキャリオーバーを受けやすい。時の経過とともに 、それは使用できなくなる。
キャリオーバーがすでに起こってしまった場合には、排除の手法を用いる。増幅 を行う実験室区域を完全にかつ徹底的に洗浄すると共に、酵素、緩衝液、他の試 薬類の新しいストックを供給する。全ての面をきれいに洗い、使い捨ての供給物 を全部取り替える。疑わしい実験室器具は処分するか、またはその区域から取り 除く。
排除の手法も満足のゆくものではない。第一に、その区域がキャリオーバーから 完全には解放されない。実際、洗浄法は、それ自体、エーロゾルを発生させる。
第二に、洗浄において要求される完全性の度合に多くの時間がかかりすぎる。最 後に、絶えず実験室器具を処分したり、除去したりすることは実際的でない。
ファージライブラリー中のプラスミドキャリオーバーを処理するための1つの阻 止法はプローブの精製である。本質的にプラスミドDNAを含まないようにプロ ーブを精製すると、ブラスミトーブラスミドハイプリダイゼーションの発生率を 低下させることかできる。
この手法にも多くの問題がある。第一に、プラスミド−プラスミドハイブリダイ ゼーションの発生率を低下させる一方で、この方法はライブラリー中にキャリオ ーバーを残す。第二に、精製は決して100%ではない:すなわち、この方法は この問題を軽減させるだけて、排除できない。このキャリオーバーは細菌のウィ ルスとプラスミドばかりてなく、動物や植物のウィルスとプラスミドさらに酵母 染色体ベクターのような最近の技法を含めて、あらゆるクローニングベクターに 本来備わっている問題である。
現在、組み換えRNAプローブのキャリオーバーを処理するために、1つの阻止 法かある。これはRN、Aキャリオーバーを破壊するための塩基処理を含む。こ の手法はDNA標的に傷をつけないだろう。しかしなから、明らかに、それはR NA標的の処理として不適当である。
今までに考えられたPCRキャリオーバーの唯一の阻止法は内部プライマー(n ested primer)の使用を伴う。もともと特異性を改良するためにP CRて使用されたものであるか、キャリオーツ(−の問題を軽減させる手段とし て内部プライマーの手法をPCRに応用することもてきる。内部プライマーとは 、PCRを開始させるために使用した2つのプライマーのアニーリング境界の内 側の領域で標的配列にアニーリングするプライマーのことである。K、B、 M ullis et al、、Co1d Spring Harbor Symp osia、Vol、Ll、pp、263−273 (1986)。キャリオーバ ーの問題に適用するときは、開始プライマーと重なり合わない配列をもつ内部プ ライマーを使用する。
内部プライマーは開始プライマーのアニーリング境界の内側て標的にアニーリン グするので、開始ブライン−の主要なPCR−増幅産物は、内部プライマーのア ニーリング境界によって定められるものよりも必然的に長い配列どなる。内部プ ライマーのPCR−増幅産物は、かくして、開始プライマーとアニーリングでき ない標的配列の増幅セグメンI・である。内部プライマーのこのPCR〜増幅産 物か後続のPCR増幅に持ち込まれる核酸である場合、開始プライマーの使用に より、このキャリオーバーは増幅されないだろう。
PCR反応中のキャリオーバーに対して内部プライマー溶液を使うことには少な くとも2つの問題かある。第一に、キャリオーバーは除去されないし、失活もさ れない(失活とはPCRて核酸を増幅できなくすることと定義される)。第二に 、内部プライマーの増幅産物は、後続のPCRて同し内部プライマーを使うとき 、増幅されるだろう。
もちろん、後続のPCR増幅でのキャリオーバーに対する別の溶液は全く異なる プライマーを使用すべきである。しかしながら、これは実際的な溶液ではない。
第一に、新たなPCR増幅ごとに新たなプライマーを作るには非常に時間かかか り、経費もかかるだろう。第二に、それぞれのプライマー対によるPCR増幅反 応を個々に最適化する必要かある。第三に、所定の長さの標的配列の場合、作製 しうる非重複プライマーの数に制限かある。
本発明はキャリオーバーを制限するための最初の決定的な方法を提供する。これ らの方法はブソラレンとイソブソラレンを含む化合物の使用を伴うものである。
ブソラし・ン: ブソラレンはフラン環とクマリンとの線状縮合により形成され る三環式化合物である。ブソラレンは二本鎖核酸の塩基対の間に入り、長波紫外 線の吸収の際にピリミジン塩基と共有結合付加物を形成することがてきる。G、  D、 C1m1no et at、 、 Ann、 Rev、 Bioche m、 54:1151 (1985’) o Hearst et al、、  Quart、 Rev、 Biophys、 17:I (1984) 。ブソ ラレンービリミジンモノ付加物に隣接して反対の鎖上に第二のピリミジンか存在 すると、第二フォトンの吸収により、錫量架橋として機能するジ付加物が形成さ れうる。S、T、l5aacs et at、、 Biochemistry  16:1058 (1977)。
S、T、l5aacs et al、、Trends in 円〕otobio logy (Plenum)pp、279−294 (19F12) o J、  Tessman et al、、 Bioehen+、 24:1669 ( 1985)。
f(ears tらの米国特許第4.124.589号(+978)。Hear Stらの米国特許第4.169.204号(1980)。1(earStらの米 国特許第4.196.281号(1980)。
イソブソラレン: イソブソラレンは、ブソラレンと同様に、フラン環とクマリ ンとの縮合により形成される三環式化合物である。
Baecichetti らの米国特許第4.312.883号; F、 Bo rdin et al、。
Experientia 35:1567 (1979); F、 Dall’ Acqua et al、、 MedelineRiologie Envir 、 9:303 (1981); S、Caff1eri et al、、Me decine Biologie Envir、 II:386 (1983) ; F、 DalFAcqua et al、、 Ph。
tochem Photobio、 37:373 (1983); G、 G uiotto et al、、 Eur、 J。
Med、 Chem−Chim、 Ther、 16:489 (1981);  F、 Dall’Acqua et at、。
J、 Med、 Chem、 24:178 (1984)を参照されたい。ブ ソラレンと違って、イソブソラ[ノンの環は線状の環構造をとらない。二本鎖核 酸の塩基対の間に入り、長波紫外線の吸収の際に核酸塩基と共有結合付加物を形 成することかできるか、イソブソラレンは、それらの角張った形状のために、通 常はDNAとの架橋を形成することかできない。一般的には、G、D、 C1m 1no et al、、、Ann、 Rev、 Biochem。54:115 1 (1985)を参照されたい。
本発明の目的および利点は、添付図面と関連させて読むとき、以下の説明から明 らかになるだろう。
発明の要約 本発明は、活性化化合物と、i)核酸に活性化化合物を結合する、および11) 核酸の失活を含む、核酸の鋳型依存性酵素的合成の阻止に活性化化合物を使用す る、ための方法に関する。
活性化化合物に関して、本発明は、5−メチルイソブソラレンを合成するための 新規な方法を提供する。一実施態様において、本方法は次の工程:a)7−ヒド ロキシ−5−メチルクマリンを供給すること:およびb) 7−ヒドロキシ−5 −メチルクマリンを処理して5−メチルイソブソラレンを製造すること;から成 っている。他の実施態様では、本方法は次の工程:a)7− ヒドロキシ−5− メチルクマリンを供給すること;h)7−ヒドロキシ−5−メチルクマリンを処 理して7−(2,2−ジェトキシエチルオキシ)−5−メチルクマリンを製造す ること;およびc) 7−(2,2−ジェトキシエチルオキシ)−5−メチルク マリンを処理して5−メチルイソブソラレンを製造すること;から成っている。
本発明はさらに、4.5′−ジメチルイソブソラレンを合成するだめの新規な方 法を提供する。この方法は次の工程:a)7−アルキルカルボニルオキシ−6− (β−ハロアリル)−4−メチルクマリンを供給すること;およびb) 7−ア ルキルカルボニルオキシ−6−(β−ハロアリル)−4−メチルクマリンを処理 して4.5′−ジメチルイソブソラレンを製造すること;から成っている。
本発明はさらに、4′−アミノメチル−4,5′−ジメチルイソブソラレンの新 規合成方法を提供する。一実施態様において、この方法は次の工程:a)7−ア ルキルカルボニルオキシ−6−(β−ハロアリル)−4−メチルクマリンを供給 すること;b)7−アルキルカルボニルオキシ〜6−(β−ハロアリル)−4− メチルクマリンを処理して4.5′−ジメチルイソブソラレンを製造すること; およびc)4.5′−ジメチルイソプソラレンを処理して4′−アミノメチル− 4,5′−ジメチルイソブソラレンを製造すること:から成っている。
他の実施態様では、この方法は次の工程:a)4.5’−ジメチルイソブソラレ ンを供給すること;およびb)4.5’−ジメチルイソブソラレンを窒素供与体 と反応させて4′−アミノメチル−4,5’−ジメチルイソブソラレンを製造す ること:から成っている。窒素供与体はフタルイミド塩、N−ヒドロキシメチル フタルイミドおよびヘキサメチレンテトラミンより成る群から選ばれる。さらに 他の実施態様では、この方法は次の工程:a)4’−ヒドロキシメチル−4,5 ′−ジメチルイソブソラレンを供給すること; b) 4’−ヒドロキシメチル −4,5′−ジメチルイソブソラレンを処理して4′−ハロメチル−4,5′− ジメチルイソブソラレンを製造すること;c)4′−ハロメチル−4,5′−ジ メチルイソプソラレンを処理して4′−フタルイミドメチル−4,5′−ジメチ ルイソブソラレンを製造すること;およびd)4′−フタルイミドメチル−4, 5′−ジメチルイソブソラレンを処理して4′−アミノメチル−4,5′−ジメ チルイソブソラレンを製造すること;から成っている。
本発明は、式: [式中、R1は−01(、−Br 、 −CI 、−1、−N)I、、または− NH2” X−であり、ここでX−はBr−、CFまたは■−であり、そしてR 2、R3およびR4は同一であっても異なっていてもよく、−Hまたは一1Hで あるjを存する化合物を包含する。
本発明はさらに式: [式中、R1は−Brまたは=■であり、R2とR2は同一であっても異なって いてもよく、−Hまたは一3Hである]を有する新規化合物を包含する。
本発明はさらに式: %式%) てあり、R2、R3およびR4は同一てあっても異なっていてもよく、−Hまた は一3Hであり、R,= R,=−CH,、−C21(1,−C2H7または− C4H9であり、そしてR1は式−Hまたは:を有する1を有する新規化合物ま たはその塩を包含する。
本発明はさらに式: てあり、R2とR1は同一であっても異なっていてもよく、−Hまたは3Hてあ り、R,= R,=−CH,、−CJs 、−CJ7または−C−H*であり、 そしてR5は式−Hまたは: (本頁以下余白) または を有する1を有する新規化合物またはその塩を包含する。
本発明はさらに式・ [式中、R1とR2は同一であっても異なっていてもよく、−Hまたは3Hであ る1を有する化合物を包含する。
本発明はさらに式: [式中、Rは−Hまたは”Hである]を有する化合物を包含する。
本発明はさらに式 [式中、R1とR2は同一てあっても異なっていてもよく、−CH,、−C2H ,、−C,H,または−C,H,である]を有する化合物を包含する。
本発明はさらに式: [式中、Xは−C1、−Br 、または=Iである]を存する化合物を包含する 。
本発明はさらに式: [式中、χは−Cl 、−Br 、または−Iてあり、Rは−CH3、−C2H 5、−C3H,または−C4H、である1を有する化合物を包含する。
[式中、R3、R2およびR1は同一てあっても異なっていてもよく、−)(ま たは’Hである1を有する化合物を包含する。
本発明はさらに次の工程:a)5−ハロメチルイソプソラレンを供給すること、 および1))5−ハロメチルイソブソラレンを処理して5−アミノメチルイソブ ソラレンを製造する。ことから成る5−一了ミノメチルイソブソラレンの合成方 法を包含する。一実施態様において、5−ハロメチルイソブソラl/ンの供給は 、5−メチルイソブソラレンから5−ブロモメチルイソブソラレンを合成するこ とから成る。別の実施態様ては、5−ハロメチルイソブソラレンの処理は、5− ハ[7メチルイソブソラレンをヘキサメチレンテトラミンと反応させることから 成る。
本発明はさらに次の工程′a)ホルミルイソブソラレンを供給すること:および b)前記ホルミルイソブソラし・ンを処理して放射能標識5−アミノメチルイソ ブソラレンを製造する;ことから成る放射能標識5−アミノメチルイソブソラレ ンの合成方法を包含する。
本発明は前記化合物の核酸への結合を包含する。一実施態様において、本発明は 、核酸に結合した1以上の前記化合物から成る複合体を包含する。別の実施態様 では、本発明は、核酸に結合した(その際の結合は非共有結合である)1以上の 前記化合物から成る複合体を包含する。さらに別の実施態様では、本発明は、核 酸に結合した(その際の結合は共有結合である)1以上の前記化合物から成る複 合体を包含する。
本発明は、高レベル付加での新呪および既知化合物の核酸への結合を包含する。
一実施態様において、本発明は、50の核酸塩基対あたり1.より多い5−アミ ノメチルイソブソラレン分子の付加1ノベルで、核酸に結合した5−アミノメチ ルイソブソラI/ンから成る複合体を包含する。別の実施態様では、本発明は、 50の核酸塩基対あたり1より多い4′−アミノメチル−4,5′−ジメチルイ ソブソラレン分子の付加レベルで、核酸に結合した4′−アミノメチル−4,5 ′−ジメチルイソブソラレンから成る複合体を包含する。
一実施態様において、本発明は、次の工程:a)5− アミノメチルイソブソラ レンと核酸を供給すること、およびb) 5−アミノメチルイソブソラlノンを 前記核酸に結合させること;から成る5−アミノメチルイソブソラレン/核酸複 合体の製造方法を包含する。
一実施態様において、二の方法は共有結合を与える。一実施態様において、本発 明は、共有結合を5−了ミノメチルイソブソラ1ノンの光活性化により達成する ことを包含する。一実施態様ては、光活性化は前記5−アミノメチルイソブソラ レンの電磁線への暴露により達成される。
本発明は結合した核酸の性質によって制限されるものではない。
本発明はあらゆる形態および起源のRNAおよびDNAを意図している。一実施 態様では、核酸は真核生物DNAおよび原核生物DNAより成る群から選ばれる 。別の実施態様では、前記複合体の核酸はヒト免疫不全ウィルス核酸である。別 の実施態様において、前記複合体の核酸はヒト核酸である。さらに別の実施態様 において、核酸はウィルス、細菌、真菌、マイコプラズマおよび原生動物の核酸 より成る群から選ばれる。
本発明はさらに核酸の標識方法を包含する。一実施態様では、この方法は次の工 程:a)標識5−アミノメチルイソブソラレンと核酸を供給すること;およびb )前記5−アミノメチルイソブソラレンを前記核酸に結合させること:から成っ ている。
本発明はさらに、次の工程:a)1以上のフロクマリンと核酸を供給すること; およびb) 1以上のフロクマリンを前記核酸にカップリングして、Taqポリ メラーゼによる核酸の複製を阻止すること;から成る、核酸の鋳型依存性酵素的 合成を阻止する方法を包含する。
別の実施態様において、本発明さらに、次の工程:a)5−メチルイソブソラレ ンと核酸を供給すること;およびb)前記5−メチルイソブソラレンを前記核酸 に結合させて、逆転写酵素による核酸の複製を阻止すること;から成る、核酸の 鋳型依存性酵素的合成を阻止する方法を包含する。
本発明はさらに、次の工程:a)5−メチルイソブソラレンと核酸を供給するこ と;およびb)前記5−メチルイソブソラレンを前記核酸に結合させて、Taq ポリメラーゼによる核酸の複製を阻止すること:から成る、核酸の鋳型依存性酵 素的合成を阻止する方法を包含する。
本発明はさらに、次の工程:a)5−メチルイソプソラレンと核酸を供給するこ と;およびb)前記5−メチルイソプソラレンを前記核酸に結合させて、T4ポ リメラーゼによる核酸の複製を阻止すること;から成る、核酸の鋳型依存性酵素 的合成を阻止する方法を包含する。
本発明はさらに、次の工程:a)5−アミノメチルイソブソラレンと核酸を供給 すること;およびb)前記5−アミノメチルイソブソラレンを前記核酸に結合さ せて、逆転写酵素による核酸の複製を阻止すること;から成る、核酸の鋳型依存 性酵素的合成を阻止する方法を包含する。
本発明はさらに、次の工程:a)5−アミノメチルイソブソラレンと核酸を供給 すること;およびb)前記5−アミノメチルイソブソラレンを前記核酸に結合さ せて、Taqポリメラーゼによる核酸の複製を阻止すること:から成る、核酸の 鋳型依存性酵素的合成を阻止する方法を包含する。
本発明はさらに、次の工程:a)5−アミノメチルイソブソラレンと核酸を供給 すること;およびb)前記5−アミノメチルイソブソラレンを前記核酸に結合さ せて、T4ポリメラーゼによる核酸の複製を阻止すること;から成る、核酸の鋳 型依存性酵素的合成を阻止する方法を包含する。
本発明はさらに、次の工程:a)4’−アミノメチル−4,5′−ジメチルイソ ブソラレンと核酸を供給すること;およびb)前記4′〜アミノメチル−4,5 ′−ジメチルイソブソラレンを前記核酸に結合させて、逆転写酵素による核酸の 複製を阻止すること;から成る、核酸の鋳型依存性酵素的合成を阻止する方法を 包含する。
本発明はさらに、次の工程:a)’4’−アミノメチルー4,5′−ジメチルイ ソブソラレンと核酸を供給すること;およびb)前記4′−アミノメチル−4, 5′−ジメチルイソプソラレンを前記核酸に結合させて、Taqポリメラーゼに よる核酸の複製を阻止すること;から成る、核酸の鋳型依存性酵素的合成を阻止 する方法を包含する。
本発明はさらに、次の工程:a)4’−アミノメチル−4,5′−ジメチルイソ プソラレンと核酸を供給すること、およびb)前記4′−アミノメチル−4,5 ′−ジメチルイソブソラレンを前記核酸に結合させて、T4ポリメラーゼによる 核酸の複製を阻止すること;から成る、核酸の鋳型依存性酵素的合成を阻止する 方法を包含する。
本発明はさらに、次の工程:a)4’−アミノメチル−4,5′−ジメチルイソ ブソラレンと核酸を供給すること:およびb)前記4′−アミノメチル−4,5 ′−ジメチルイソブソラレンを前記核酸に結合させて、大腸菌DNAポリメラー ゼIによる核酸の複製を阻止すること:から成る、核酸の鋳型依存性酵素的合成 を阻止する方法を包含する。
本発明はさらに、次の工程:a)4’−アミノメチル−4,5′−ジメチルイソ ブソラレンと核酸を供給すること;およびb)前記4′−アミノメチル−4,5 ′−ジメチルイソブソラレンを前記核酸に結合させて、Klenowポリメラー ゼによる核酸の複製を阻止すること;から成る、核酸の鋳型依存性酵素的合成を 阻止する方法を包含する。
本発明はまた、核酸が、増幅後に、続いて増幅できないように、増幅すべき核酸 を処理する方法を包含する。一般に、この核酸処理法は:a)任意の順序で、1 )核酸、il)増幅試薬、1ii) 1種またはそれ以上の増幅酵素、1v)1 種またはそれ以上の失活用化合物、およびV)反応物を収容する手段を供給する こと;b)反応物収容手段に、任意の順序で、核酸と増幅試薬を加えて反応混合 物をつくること:およびC)この反応混合物に、時間的順序を特定せずに、1) 1種またはそれ以上の増幅酵素と、1i)1種またはそれ以上の失活用化合物を 加えること;から成っている。好適な実施態様では、この方法はさらに、反応混 合物に1種またはそれ以上の増幅酵素を添加した後で直ちに反応物収容手段を閉 鎖することから成っている。
一実施態様において、核酸は1またはそれ以上のセグメントを有する標的配列を 含む。反応混合物に1種またはそれ以上の増幅酵素を添加した後で、工またはそ れ以上のセグメントが増幅される。工程C)の後、増幅セグメントは実質的に非 増幅性である。この方法は、一実施態様において、次の追加工程:d)増幅した 、実質的に非増幅性のセグメントを検出すること:を含む。検出はハイブリダイ ゼーションにより行うことができる。
別の実施態様において、核酸は1またはそれ以上の内部プローブを含む。1種ま たはそれ以上の増幅酵素を添加した後で、■またはそれ以上の内部プローブが増 幅される。工程C)の後、増幅した内部プローブは実質的に非増幅性である。こ の方法は、一実施態様において、次の追加工程:d)増幅した、実質的に非増幅 性の内部プローブを検出すること;を含む。
別の実施態様において、増幅試薬はPCR試薬である。増幅酵素はTaqポリメ ラーゼのような熱安定性ポリメラーゼである。
本発明は核酸の性質によって限定されない。一実施態様において、核酸はデオキ シリボ核酸である。他の実施態様では、核酸はリボ核酸である。
一実施態様において、1種またはそれ以上の失活用化合物は活性化化合物である 。別の実施態様では、失活用活性化化合物は光反応性化合物である。
一実施態様において、反応混合物に1種またはそれ以北の増幅酵素を添加した後 で、失活用光反応性活性化化合物を活性化する33別の実施態様では、反応混合 物に1種またはそれ以北の失活用光反応性活性化化合物を添加した後で、失活用 光反応性活性化化合物を活性化する。好適な実施態様では、反応混合物を紫外線 に砧露することにより、失活用光反応性活性化化合物を活性化する。
一実施態様では、反応混合物を紫外線の蛍光源に暴露することにより、失活用光 反応性活性化化合物を活性化する。一実施態様では、反応混合物に1種またはそ れ以上の失活用光反応性活性化化合物を添加する前に、失活用光反応性活性化化 合物を活性化する。
この方法の一実施態様では、1種またはそれ以上の失活用化合物は光生成物であ る。
さらに別の実施態様では、失活用光反応性活性化化合物はブソラレンやイソブソ ラレンのようなフロクマリン誘導体である。好適な実施態様において、失活用イ ソブソラレンは5−メチルイソブソラレン、5−アミノメチルイソブソラレン、 4.5′−ジメチル、イソブソラレン、4′−アミノメチル−4,5′−ジメチ ルイソブソラレン、およびそれらの放射能標識誘導体より成る群から選ばれる。
図面の説明 図1は、出発物質として5−メチルレゾルシノールを用いた本発明化合物の合成 図式を示す。
図2は、出発物質としてレゾルシノールを用いた本発明化合物の合成図式を示す 。
図3は、失活用化合物についての活性化化合物のスクリーニングに伴う工程を模 式的に示す。
図4は、特定の増幅系による核酸の増幅に伴う工程を模式的に示す。
図5は、化合物の溶解性を測定する方法を模式的に示す。
図6は、本発明の光活性化デバイスの具体例(CE−I)の透視図である。
図7は、図6のう、インa−−−−aに沿ったCE−1の断面図である。
図8は、図6のラインb−−bに沿ったCE−1の断面図である。
図9は、本発明の光活性化デバイスの別の具体例(CE−11)の透視図である 。
図10は、図9のラインC−−Cに沿ったCE−IIの断面図である。
図11は、本発明の光活性化デバイスのさらに別の具体例(CE−[11)の透 視図である。
図12は、図11のラインd−−dに沿ったCE−I I Iの断面図である。
図13は、図11のラインe−−eに沿ったCE−IIIの断面図である。
図14は、多数の試料を処理するための着脱可能な試料1−レーの透視図である 。
図15は、試料の温度に対する照射時間の影響を示す。
図16は、本発明デバイスの別の具体例の相対エネルギー出力を示す。
図17は、結合の測定法を模式的に示すフローチャートである。
図18は、本発明の光活性化デバイスの特定具体例による共有結合を示す。
図19は、試料位置に対する本発明デバイスの具体例の光度を示す。
図20は、試料位置に対する共存結合を示す。
図21は、光生成物の製造の測定法を模式的に示す。
図:22は、時間に対する光生成物の製造を示す。
図23は、本発明の光活性化デバイスの具体例による光生成物の製造を示す。
図24は、本発明の新規化合物からの光生成物の製造を示す。
図25は、濃度の関数としての結合を示す。
図26は、単一のモノ付加物を含む71−merの合成と伸長に使用したすりゴ ヌクレオチド系を示す。
図27は、モノ付加鋳型の合成法を示す。
図28は、プライマー伸長の測定法を示す。
図29は、MIPによるポリメラーゼ阻害結果を示すゲル電気泳動後のオー ト ラジオグラフである。
図30は、AMIPによるポリメラーゼ阻害結果を示すゲル電気泳動後のオート ラジオグラフである。
図31は、AMDMIPによるポリメラーゼ阻害結果を示すゲル電気泳動後のオ ートラジオグラフである。
図32は、AMIP、 AMDMIP、およびMIP 71−merモノ付加物 によるポリメラーゼ阻害結果を示すゲル電気泳動後のオートラジオグラフである 。
図33は、反復サイクル後のAMIP、 AMDMIP、およびMIP 71− merモノ付加物によるTaqポリメラーゼ阻害結果を示すゲル電気泳動後のオ ートラジオグラフである。
図34は、1(PLC−再精製した5−M[Pモノ付加物の阻害結果を示すゲル 電気泳動後のオートラジオグラフである。
図35は、H!1iT 71−merモノ付加物によるTaqポリメラーゼ阻害 結果を示すゲル電気泳動後のオートラジオグラフである。
図36は、 H[V DN、Aの増幅とその後の検出のためのオリゴヌクレオチ ド系を示す。
図37は、光生成物によるPCRの失活を示すゲル電気泳動後のオートラジオグ ラフである。
図38は、光生成物の濃度に対するPCRの失活を示すゲル電気泳動後のバンド 切り出しからのカウント数(CPM)のプロットである。
図39は、使用した光活性化デバイスによるPCRの失活を示すゲル電気泳動後 のオートラジオグラフである。
図40は、サイクル数によるPCR失活の測定法を模式的に示す。
図41は、サイクル数によるPCR失活の測定法を模式的に示す。
図42は、PCR失活の好適な測定法を模式的に示す。
図43は、PCRの失活を示すゲル電気泳動後のオートラジ才グラフである。
図44は、失活に対する修飾密度と標的長さの影響を示す、オートラジオグラフ ィーで視覚化し、切り出し、液体シンチレーションカウンターで計数したPCR 生成物バンドのプロットしたカウント数を示す。
図45は、2つの異なるハイブリダイゼーションフォーマツ ′ト1)オリゴヌ クレオチドハイブリダイゼーション(OH)と2)架橋性オリゴヌクレオチドプ ローブ分析(COP)を模式的に示す。
図46は、架橋性オリゴヌクレオチドプローブ分析(COP)による失活後のハ イブリダイゼーションを示す、ゲル電気泳動後のオートラジオグラフである。
図47は、オリゴヌクレオチドハイブリダイゼーション(OH)による失活後の ハイブリダイゼーションを示す、ゲル電気泳動後のオートラジオグラフである。
図48は、HLA DNA系のPCR失活を示すゲル電気泳動後のオートラジオ グラフである。
図49は、非フロクマリン化合物によるPCRの阻害を示すゲル電気泳動後のオ ートラジオグラフである。
(本頁以下余白) 発明の説明 本発明は、活性化化合物と、l)核酸に活性化化合物を結合する、および自)核 酸の失活を含む、核酸の鋳型依存性酵素的合成の阻止に活性化化合物を使用する 、ための方法に関する。
■、化合物の合成 “活性化化合物”とは、トリガー(triggering:開始させる)刺激に 応答して化学変化を受ける化合物のファミリーと定義される。トリガー刺激には 熱刺激、化学的刺激および電磁刺激が含まれるが、これらに限定されない。“光 反応性活性化化合物”(または単に“光反応性化合物”)とは、電磁線に応答し て化学変化を受ける活性化化合物ファミリー中のある属の化合物と定義される( 表1)。
表1.光反応性化合物 アクナノマイシン類 アントラサイクリノン類 フルオレン類およびフルオレノン類 フロクマリン類 マイトマイシン モノストノル・ファースト・ブルー ノルフィリンA 有機染料 ここて、中央の芳香族部分に結合した2個の酸素残基は1,3配向多環式炭化水 素類 キノリン類 を有し、そしてフラン環部分は二環クマリン系の8位に結合している。ブソラレ ン誘導体は線状フロクマリンの3.4.5.8.4′または5′位での置換から 誘導され、一方イソプソラレン誘導体は角張ったフロクマリンの3.4.5.6 .4′または5′表2.フロクマリン誘導体CMIP系列)# 化合物 略号 17−ヒドロキシ−5−メチルクマリン 85MC27−(2,2−ジェトキシ エチルオキシ)−5−メチルクマリン DE!1tc 35−メチルイソブソラレン VIP 4 [4’ 、 5’ −Hz]−4’ 、 5’−ジヒドロ−5−メチルーイ ソプソラレン DI(VIP 55−ハロメチルイソブソラレン XMIP5−ブロモメチルイソブソラレン  BMIPS−クロロメチルイソブソラレン CMjP65−ヒドロキシメチルイ ソブソラレン )IMIP75−ホルミルイソブソラレン FjP85−ヨード メチルイソブソラレン IMIP95−ヘキサメチレンテトラミノ ーメチルイソブソラレン HMTAMIPlo 5−アミノメチルイソブソラレ ン AMIPll 5−N’(N、N’−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン )−メチルーイソブソラレン D\(HMIP12a 5−N−[N、N’−ジ メチル−(6−[ビオチンアミド]−ヘキサノエート)−1,6−ヘキサンジア ミン1−メチルーイソブソラレン BIOMiP12b 5−N−[N、N’− ジメチル−N’ −(2−(ビオチンアミド)−エチル−1,3−ジチオプロピ オネート)−1,6−ヘキサンジアミン1−メチルイソブソラレンDITHIO \(IP−ジメチルイソブソラレン PHIMD)JIP12c 5−N−[N 、N’−ジメチル−N′−(カルボキシフルオレセインエステル)−1,6−ヘ キサンジアミン)−メチルーイソブソラレン FLUORMIP表3.フロクマ リン誘導体(DM+P系列)13 7−ヒドロキシ−4−メチルクマリン 84 MC147−(β−ハロアリルオキシ)−4−メチルクマリン XAMC7−( β−クロロアリルオキシ)−4−メチルクマリン CAMC157−アリルオキ シ−6−(β−ハロアリル)=4−メチルクマリン RXAMC 7−プチルオキシー6−(β−クロロアリル)=4−メチルクマリン BCAM C 164,5’−ジメチルイソブソラレン DMIP17 [4’、5’−’H2 ]−4’、5’−ジヒドロー4,5′−ジメチルイソブソラレン DHDMIP 18 4′−ハロメチル−4,5′−ジメチルーイソブソラレン XMDMIP 4′−クロロメチル−4,5′−ジメチルーイソプソラレン CMDMIP 4′−ブロモメチル−4,5′−ジメチルーイソブソラレン BMDMIP 19 4′−ヒドロキシメチル−4,5′−ジメチルーイソブソラレン HMD MIP 20 4′−ホルミル−4,5′−ジメチルーイソブソラレン FDM[P 21 4′−フタルイミドメチル−4,5′本発明は使用する標識の性質によっ て限定されるものではない。
22 4′−アミノメチル−4,5′−ジメチルーイソブソラレン AMDMI P 23 4′−ヨードメチル−4,5′−ジメチルーイソブソラレン IMDVI P 24 4’−N−(N、N’−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン)−メチル ー4.5′−ジメチルイソブソラレン HDAMDMIP25a 4 ’ −N −[N、N ’−ジメチルーN’ −(6−(ビオチンアミド)−ヘキサノニー ) )−1,6−ヘキサンジアミン]−メチル−4,5′−ジメチルイソブソラ レン BjODMIP25b 4 ’ −N−[N、N ’−ジメチルーN’  −(2−(ビオチンアミド)−エチル−1,3−ジチオプロピオネ−) )−1 ,6−ヘキサンジアミン1−メチル−4,5′−ジメチルイソブソラレン D+ THIODMIP25c 4’−N−[N、N’−ジメチル−N’ −(6−カ ルボキシ−フルオレセインエステル)−1,6−ヘキサンジアミン1−メチル− 4,5′−ジメチルイソブソラレン FLUORDMIP(本頁以下余白) 本発明は単−標識付け(例えば、放射能標識、蛍光団なと)と二重標識付け(例 えば、2個の放射能標識、1個の放射能標識と蛍光団なと)を包含する。
竹定の標識に限定するものではないか、化合物の検出を容易にする本発明の好適 な標識はトリチウム(3H)である。化合物に結合した分子の検出を容易にする 本発明の好適な標識はビオチンである。図1および2はこれらの好適な標識(並 びにいくつかの他の標識)を示すために作成されたものであり、これにより本発 明は限定されない。
図1および2に示すように、本発明化合物の合成経路は式=[式中、Rは−CH ,または−Hである]の化合物から出発する。
Rか−CH3である場合(図1;表2)、出発化合物は5−メチルレゾルシノー ルである。Rが−Hである場合(図2:表3)、出発化合物はレゾルシノールで ある。従って、本発明化合物の合成法の記載は2つのバートで進行する。
A、バート1:Rか−CH,に等しい Rか−CH,である場合(図1:表2)、合成は既知化合物であるVIP (化 合物#3)への2つの新しい合成法の1つを経て進行する。これらの新規VIP 合成法の1つは新規化合物DEMC(化合物#2)を経て進行する。
VIPの製造後、この合成を続けることにより、i)新規化合物XMIP(化合 物#5)、HMTP(化合物#6)、FMIP(化合物#7)、IMIP(化合 物#8)、HMTAMIP(化合物#9)、AMIP(化合物#10) 、DM HMIP(化合物#11) 、810VIP(化合物#12a)、DITHrO MIP(化合物#12b)、および/またはFLUORMIP(化合物#12c )、あるいはii)放射能標識化合物を製造することかできる。(図1では、未 標識型と標識型の両方の化合物を合成しつる場合、放射能標識をかっこ内に示し である。)図1に示すトリチウム標識化合物のほかに、類似の140誘導体、+ 40標識5−メチルレゾルシノールも製造することができる。
新規化合物AMIP 、 BrOMIP、 DITHIOMIPおよびFLUO RM[Pの合成法はすべて新規化合物中間体XM[Pを経て進行する。XMIP はCMIPまたはBVIPとして定義される。AMIP、 BIOMIP、 D ITHIOMIPおよびFL[JORMIPの合成法の一部は、XMIPから新 規化合物IMIP(化合物#8)を経て進行する。
Rが−CH1に等しい場合の本発明合成法は新規VIP合成法から開始する。
1) VIPの合成 本発明は、新規VIP誘導体の合成に先立って、MIPおよび/または標識VI Pを合成するだめの新規手法を包含する。
VIPを合成するために2つの新しい方法を提供する(図1)。
第一のVIP合成法の第一工程は、5−メチルレゾルシノールとリンゴ酸を反応 させて85MC(化合物H)を生成することから成る。第−法の第二工程は、H 5MCをハロアセトアルデヒドジエチルアセタールを反応させて85MCのジェ トキシエチルエーテル、DEMC(化合物#2)を製造することを含む。ハロア セトアルデヒドジエチルアセタールはクロロ−、ヨード−またはプロモーアセト アルデヒドジエチルアセタールでありうる。第−法の第三工程では、DEMCを 閉環処理して2つの異性体、5−メチルプソラレンとVIP 、を得、これらを 分離して純粋なMrP(化合物#3)を単離する。
第二のMIP合成法の第一工程は第−法の第一工程と同じである。
しかしながら、第二法の第二工程は、ハロエチレンカーボネートにより、H5M Cから直接VIP (すなわち、化合物#2から#3)を合成することから成る 。
1°)放射能標識MIPの合成 放射能標識VIPの合成法を提供する(図1)。これらの方法は追加の既知工程 を伴う2つのMIP合成法に基づいている:すなわち、1))リチウムガスを用 いて4’、5’(フラン側)二重結合を接触水素化してトリチウム標識化合物D HMIPを製造し、その後2)水素供与体を用いてこの結合を接触再酸化してト リチウム標識VIP (2H−MIP)を製造する。S、 l5aacs et  al、、 Nat、 Cancer In5t。
Monograph No、 66 (1985) 。また、この反応は、3. 4(ピロン側)二重結合を接触水素化して、3.4.4’ 、5’−テトラヒド ロ−[’H,]−5−メチルイソブソラレン(THVIP)を形成するまで続け てもよい。THMIPはより高い比活性の化合物を与える利点と、DHMIPと 比べて低い収量を与える欠点をもうている(便宜上、図1にはDHVIPのみを 示しである)。
本発明は、触媒をパラジウム/炭素、パラジウム/硫酸バリウム、アダムス触媒 [(NHt)iPtclsl 、Pt0i、ロジウム、ルテニウム、亜クロム酸 銅およびラネーニッケルより成る群から選ぶことを意図している。本発明は、再 酸化工程における水素供与体をジフェニルエーテルとシクロヘキセンより成る群 から選ぶことを意図し一上記のように、新規化合物AMIP 、 B+OMIP 、 D、ITILIOVIPおよびFLtJORMIPの合成法はすべて中間体 として新規化合物XMIPを経て進行する。XIJrPはブロモメチルイソブソ ラレン(BMIP)とクロロメチルイソブソラレン(CMIP)より成る群から 選ばれるノλ1ロメチルイソブソラレン定義される。
本発明のXMIPの合成法はN−ハロスクシンイミドと過酸化物開始剤によるV IPの遊離基ハロゲン化から成る。好適なN−71口スクシンイミドはN−ブロ モスクシンイミドであるが、本発明はN−クロロスクシンイミドの使用も包含す る。
2°)放射能標識XMIPの合成 本発明は放射能標識XMIPを意図するものである。放射能標識XMIPの合成 法を提供する(図1)。一実施態様において、この方法は放射能標識VIPの合 成法を土台としている(例えば、#3から#4$ 、#4本から43本、および 43本から45本、ここで本は放射能標識化合物を示す)。別の実施態様ては、 この方法は新規化合物HMIPとFMIPを経て進行する(例えば、#5から# 6、#6から#7、#7から#6本、および#昨から45本、ここてネは放射能 標識化合物を示す)。MIPの放射能標識工程とHVIP/ FMIP放射能標 識法を組み合わせると、XMIPの二重放射能標識が得られる(例えば、#3か ら#4本、#4才から#3*、および43本から45本、45本から#6本、# 6本から47本、47本から#6本才、および#66ネネら#5ネネ、ここで本 体は二重放射能標識化合物を示す)。
3) AMIPの合成 図1に示すように、出発物質としての新規化合物中間体XMIPから新規化合物 AMJPを合成する場合には、4つの合成法がある。
1つの方法はXMIPから新規化合物AMIPへ新規化合物中間体HMIPを経 て4工程で進行する(例えば、化合物#5から#6、#6から#5、#5から# 9、および#9から#10)。他の方法はXMIPから新規化合物AMIPへ新 規化合物中間体HMIPとIMIPを経て5工程で進行する(すなわち、#5か ら#6、#6から#5、#5から#8、#8から#9、および#9から#lO) 。さらに他の方法はXMIPから新規化合物A!i[Pへ2工程で進行する(す なわち、#5から#9、および#9から#10)。さらに他の方法はXVIPか ら新規化合物AMIPへ新規化合物中間体rMrPを経て3工程で進行する(す なわち、#5から#8、#8から#9、および#9から#lO)。
方法1と2によれば、分解せずに無期限に貯蔵しつる安定した新規化合物中間体 HMIPのところで合成を中断することができる。
方法3(好適な方法)はXMIPから新規化合物AMIPへ2工程で進行する。
この方法3は新規化合物AMIPへの最も直接的な経路であるが、完結に先立っ て一連の合成を中止したいときには不適切である。これはXMIPの加水分解不 安定性のためであり、XMIPは加水分解を防ぐために厳格な不活性環境下に維 持しなければならない。XMIPはこの場合もブロモメチルイソブソラレン(B VIP)とクロロメチルイソブソラレン(CVIP)より成る群から選ばれる( 不安定性はBVIP>CMIPの順に増加する)。
4工程法と5工程法では、XMTPは同一のハロメチルイソブソラレンであって も、異なるイソブソラレンであってもよい。(一般に、XMIPの反応性は、X かクロロからブロモへ変わる場合に増加するだろう:より高い反応性の利点は、 XMIP −HMIPのような変換の反応時間か対応して短縮されることである 。)AMIPを合成するための方法4ては、合成かIM、IPを経て進行する。
この点に関して、ヨウ化ベンジルは対応する臭化物や塩化物よりも反応性である ことか知られており、これはSN 2(二次求核置換)反応において離脱基とし て作用する各ハロゲン化物の相対能力により起こる。従って、ヨウ化ベンジル類 似体によりもたらされる高反応性と、これに対応した短い反応時間を利用するた めに、本発明方法では、新規化合物IVIPをフィンケルスタイン(Finke lstein)反応により製造する。
2つのVIP製造法と組み合わせると、本発明は5−メチルレゾルシノールから AMIPを合成するための8つの方法を提供する二重1には、さらに出発物質と しての新規化合物中間体XMIPから新規化合物放射能標識AMIPへ至る2つ の方法か示しである。
出発物質としての新規化合物中間体XMIPから新規化合物放射能標識AMIP へ至る方法は両方とも、HM[Pと新規化合物FMIPを経て進行する。1つの 方法は6エ程法であり(すなわち、化合物#5からR6、R6からR7、R7か ら#6* 、R6零から45本、45本から49本、および49本からR1屹) ;他方は7エ程法である(すなわち、化合物#5からR6、R6からR7、R7 から46本、46本から45本、45本から#8* 、48本から49本、およ び49本からR10t)。
2つのVIP製造法と組み合わせると、本発明は5−メチルレゾルシノールから 放射能源m AMJPを合成するための2つの追加方法(合計4つの方法)を提 供する。放射能標識MIPの2つの製造法と組み合わせると、本発明は放射能源 m AMIPの8つの追加方法を提供し、全部で12の方法を提供する:(本頁 以下余白) 二こで、本は標識化合物を示す。方法V、VLIXおよびXか好適である。
本発明はさらに二重標識付けを包含する。一実施態様において、本発明の二重標 識法はMIPの標識工程(化合物#3から化合物#4)とAMIPの標識工程の 組合わせから成る。標識か放射能標識である場合、これは、他の利点もあるが、 とりわけ本発明化合物の比活性を高めるという利点を与える。本発明は次の二重 放射能標識法を包含する(ここで、零オは二重標識化合物を示す):方法Iおよ びIIが好適である。
化合物tf12a 、12bおよび12C)は、それぞれ、一般に次の3つの単 位: MIP−一一スペーサーーーー標識 から成る3部分化合物として記載することができる。
本発明によって意図されるスペーサーは一般式: R,HN−(CH2)。
−NHR2を有する。一般に、R,−−H、−CH,、、−C2H5、−C−H tまたは−C4H−、R2・−H、−CH3、−C2H5、−C−Htまたは− C4Hs 、およびn = 6−16である。BIOVIP化合物を他の分子( 例えば、核醜)に結合させる場合、n≧6のとき他の分子の結合部位とアビジン 結合部位との間に十分な長さがビオチン成分に付与されると考えられる。ビオチ ン結合部位はアビジン分子の面より9人下であると報じられているので[Gre en et at、、 Biochem、 J、 125ニア81 (1971 )]、それより短いスペーサ−[例えば、J、P、 Albarella et  at、。
Nucleie Ac1ds Res、 17:4293 (1983)を参照 ]はビオチン−アビジンの形成を妨害するかもしれない。適切な鎖長はアビジン −ビオチン相互作用と関連した立体障害を少なくするのに役立ち、かくしてアビ ジン−ビオチン複合体の安定性は、適当な鎖長を使用するとき増加するはずであ る。
MIPのB1叶、DITHIO−およびFLUOR−誘導体の好適なスペーサー を考えるとき、化学的(合成的)問題を考慮する必要がある。スペーサーR,H N−(CH2) 、−NHRtにおいて、R1は−H、−CH,、−C,Hs  、−C−Htまたは−C−Haで、R3は−H、−CH3、−CJs 、−Cs Ih または−C,H,でありうるが、最も好ましくはR,とR2は両方とも− CH,、−CJs 、−C3H7または−C,H,である。いかなる特定の理論 によっても拘束されないが、XMIP(またはIMIP)からDMHMIPを製 造する反応において、R,とR2か両方とも−C1(、である場合、スペーサー 窒素はそれぞれの窒素で1または2当量のXMIP(またはIMTP)と反応す ることができる。
目的のモノ−N−置換生成物(すなわち、DMHVIP)が有利であるために、 本発明はこの反応でスペーサー対XM!P、(またはl1ilIP)の高比率を 採用することを意図している。それにもかかわらず、1)R1とR2が両方とも −CH,、−CJs 、−C31hまたは一〇、l(、であり、かつ2)スペー サー対XMIP(またはIVIP)の高比率を採用する場合でさえ、本発明では 1より多いXMIP(またはIMIP)とスペーサーとの反応から生ずる副生物 か予想される。これらの副生物にはジーN、N−置換生成物(すなわち、スペー サー上の同一窒素に2個のイソプソラレン)、ジーN、N’−置換生成物(すな わち、スペーサー窒素のそれぞれに2個のイソブソラレン)、トリーN、N、N ’−置換生成物およびテトラ−N、N、N’ 、N’−置換生成物が含まれる。
上で述べたように、本発明はR2とR2か−Hである場合も包含する。このスペ ーサーも使用てきるが、多重−置換スペーサー副生物の数が増加し、目的のモノ −N−置換生成物(すなわち、DMHMIP)のその後の精製か−N難しくなる 。
本発明のVIPの810−1DIT)II叶およびFLLIOR−誘導体上の標 識は2つの要素:1)リポータ−成分と、2)リポータ−成分をスペーサーに結 合するリンキングアームと、から構成される。2種類のリポータ−成分か図1に 示しである。第一の、ビオチンは、あとてシグナル発生系(例えば、BluGE NE: BRL)に結合されるアビジンを結合するように機能するので、間接的 リポータ−成分である。
第二の、フルオレセインは、適当な波長の光で励起した際に強い蛍光シグナルを 与えるので、直接的リポータ−成分である。ビオチンもフルオレセインも共にア ミド結合を介してスペーサーに結合し、その際0−7個の架橋原子がスペーサー アミドカルボニルとリポータ−成分間にリンキングアームを構成する。いくつか の場合(例えば、DITH■0VIP ) 、リンキングアームはジスルフィド 結合を含んでいてもよく、これはイソプソラレンからリポータ−成分をあとて切 断するのに有利である。
スペーサー窒素と標識カルボニル間にアミド結合を形成する反応は活性型エステ ル、好ましくはN−ヒドロキシスクシンイミドエステルを使用する。しかしなが ら、他の活性エステル、例えばイミダゾリド(N、N’−カルボニルジイミダゾ ールから)やスルホスクシンイミジルエステルも使用できる。
a) BIOVIPの合成 図1に示すように、本発明は新規化合物中間体XVIPを経て新規化合物BIO !JIP (化合物#12a)へ至る4つの異なる合成法を意図している。4つ の方法のうち2つはHMIPを経て進む;1つはHMIPからIMIPを経て進 み(すなわち、R5からR6、R6がらR5、R5からR8、R8からR11、 および#llから#12a) 、もう1つはHMIPからDMHMIPを経て進 む(すなわち、R5からR6、R6からR5、R5から#II、および#1!か ら#12a) 、他の2つの方法はX!141Pから直接(すなわち)IMIP を通らずに)進む;1つはXMTPからIMIPを経て進み(すなわち、R5か らR8、R8からR11、およびR11がら#12a) 、もう1つはXMIP からDMHMIPを経て進む(すなわち、R5からR11、および#llから# 12a)。後者の方法が好適である。
AMIPの合成について上記したように、HVIPを通る経路はHVIPの安定 性のために合成を中断し得る(しばしば製造施設にとって必要である)という利 点を与える。XMIP経路はより直接的であるが、連続した合成が可能である場 合に採用すべきである。
VIPを合成するための2つの方法と組み合わせると、本発明は8つのBIOV IP合成法を提供する(方法rrIおよびrvが好適であ本発明はさらに新規化 合物中間体XMIPから放射能標識Br0VIPへ至る合成法を意図している。
両方法ともHMrPと標識I(MIPの合成を包含する。1つは[VIPを経て 進み(すなわち、R5からR6、R6からR7、R7からR6木、46本から# 5* 、R5本から38本、38本からR11本、およびR11*がら#I2a *)、もう1つは直接DMHMIPを経て進む(すなわち、R5カ)らR6、R 6からR7、R7から46本、46本からff5* 、R5ネからR11ネ、お よびR11ネから#I2a*)。
2つのVIP製造法および2つの標識5IIP製造法と組み合わせると、本発明 は放射能標識BIOMIPを合成するための12の方法を提供する(方法■、V I、IXおよびXが好適である):これら12のBIOVIP標識法は1つの二 重標識法をもたらす(化合物は2Hとビオチンの両方を保有する)。標識AMI Pの場合と同様に、本発明はまたBIOMIPの二重放射能標識付けを包含する (しかし、この場合は三重標識化合物を生成する)。この二重放射能標識法はM rPの放射能標識工程をBIOMIPの放射能標識工程と組み合わせる。
b’) DITHIOVIPの合成 図1に示すように、本発明は新規化合物中間体XMIPから新規化合物DITH IOVIP (化合物1n2b)へ至る4つの異なる合成法を意図している。B IOMIPの合成の場合と同様に、4つの方法のうち2つはHMIPを経て進む ;1つはHMIPからIMIPを経て進み(すなわち、#5から#6、#6から #5、#5から#8、#8から#11 、および#lIから#I21)) 、も う1つはHMIPからDMHMIPを経て進む(すなわち、#5から#6、#6 から#5、#5から#11、および#11から#l2b)。
他の2一つの方法はIMIPから直接(すなわちHVIPを通らずに)進む、1 つはXMIPからIMIPを経て進み(すなわち、#5から#8、#8から#1 1 、および#11から11211) 、もう1つ(好適な方法)はXMIPか らDMHMIPを経て進む(すなわち、#5から#11、および#11から#1 2b)。この場合も上で論じたHVIP経路の利点をより直接的な経路と比べて みる必要かある。
MIPを合成するための2つの方法と組み合わせると、本発明は8つのDfTH IOMIP合成法を提供する(方法IIIおよびIVか好適である): b’)放射能標識D[THIOMIPの合成本発明はさらに新規化合物中間体X MIPから放射能標識DITHrOMIPへ至る合成法を意図している。両方法 ともHMIPと標識HMIPの合成を包含する。1つはIVIPを経て進み(す なわぢ、#5から#6、#6から#7、#7から46本、46本から#5太、# 5本から48本、#8童から#11本、および#11*から#I2b本)、もう 1つは直接DlilHVIPを経て進む(すなわち、#5から#6、#6から# 7、#7から46本、46本から#5丈、#5太から1111本、およこFe1 2ネから#12bネ)。
2つのVIP製造法および2つの標mMIP v適法と組み合わせるど、本発明 は放射能標識D+THIOMrPを合成するための12の方法を提供する(方法 V 、Vi、 IXおよびXか好適である):これらの12のDITHIOVI P放射能桿識法は1つの二重標識法をもたらす(化合物は3Hと切断可能なビオ チンの両方を保有する)。
標識BIOVIPの場合と同様に、本発明はまたDITHIOVIPの二重放射 能標識付け(三重標識化合物を生成する)を包含する。この二重放射能標識法は MrPの放射能標識工程をDITHIOVIPの放射能標識工程と組み合わせる 。
c) FLIJORMIPの合成 図1に示すように、本発明は新規化合物中間体XMIPから新規化合物FLtJ ORMIP (化合物#12C)へ至る4つの異なる合成法を急回している。B IOMIPおよびD rTI(fOM IPの場合と同様に、4つの方法のうち 2つはHVIPを経て進む:他の2つの方法はIMIPから直接進む。2つのM IP合成法と組み合わせると、本発明は8つの本発明はさらに新規化合物中間体 XMIPから放射能標識FLtJORMIPへ至る合成法を意図している。BI OMIPおよびDITHIOMJPの場合と同様に、両方法ともHMIPと標識 HMIPの合成を包含する。
2つのMAP製造法および2つの標識VIP製造法と組み合わせると、本発明は 放射能標識FLUORMIPを合成するための12の方法をたらす(化合物は3 Hとフルオレセインの両方を保有する)。本発明はまた三重標識化合物を生成す るFLUORMIPの二重放射能標識付けを包含する。この二重放射能標識法は MIPの放射能標識工程をFLLIORMIPの放射能標識工程と組み合わせる 。
(本頁以下余白) 7−アセトキシ−8−(2’ 、3’−エポキシプロビル)−5−メチル−新規 化合物AMIP 5BIOVIP、 DITHIOMIP 、 FLUORMI P (および新規化合物中間体)並びに上記の放射能標識化合物を合成するため の本発明方法の1つの利点は、これらの合成法が毒性化合物を使わないという点 である。以下で論するように、いくつかのイソブソラレン誘導体の製造にはクロ ロメチルメチルエーテルを使用する必要がある。この化合物は非常に揮発性で、 極めて毒性であり、周知の発癌物質である( 03HA調節される発癌物質CF Rタイトル29、パー)1910.1006; 1. Bretherick、  Hazards in Chemical Laboratory、 (Ro yal 5ociety、 London 1981) p、247) oその 使用には作業者への暴露と環境への放出を避けるための特殊な装置や予防策を必 要とする。VIP誘導体を提供するための本発明合成法はこの危険な化合物を必 要としない。
MVP誘導体を合成するための本発明方法の他の利点は、i〉合成の簡便性(工 程数が少ない)と、ii)優れた縮収率である。この事に関して、新規化合物の 製造は最初にMtPの合成を必要とし、MrPはBaccichettiらの米 国特許第4.312.883号により以前に報告されている。Eur、 J、  Med、 Chem、 16:489 (1981)。本発明方法は、Bacc ichettiの2つの方法が4工程法:5−メチルレゾルシノール→H5MC →7−アリルオキシ−5−メチルクマリン→8−アリル−7−ヒドロキシ−5− メチル−クマリン→VrP および7エ程法: 5−メチルレゾルシノール→H5MC→7−アリルオキシ−5−メチルクマリン →8−アリル−7−ヒドロキシ−5−メチル−クマリン→7−アセトキシー8− アリル−5−メチルクマリン→Org、 Chem、 44:2176 (19 79); D、R,Benderらの米国特許第4.398.0クマリン→8− (7−アセトキシ−5−メチル)クマリニルーアセトアルデヒド→MAP を含む点て、Baccichettiの報告した方法と相違している。Bacc ichettiのこれら2つの方法の縮収率はそれぞれ約3.8χと2.8%て 31号を参照されたい。
Baccichetti らは7−ヒドロキシ−4−メチルクマリンからのDM IPの5工程合成法を報告している。これらの研究者らは5工程変換:すなわち 1)臭化アリルによる叶アルキル化、2)混合異性体を使用し、これは閉環工程 前に行う臭素化の必要性を回避する。
0−アリル成分と同様に、0−(2−ハロ)アルケンは主にクマリンの8位でク ライゼン転位を受けるか、アリル成分とは相違して、転位されたハロアルケンは 実際上はマスクされたケトンである。酸性条件下で、ハロアルケンのケトンへの 変換はアルキルエステルの酸触媒開裂と同時に起こる。生成するフェノール性ケ トンは続いて閉環化合物への変換を受ける。新規合成法の第三の利点は、全工程 でアルカリ性条件を回避できる点にあり、これはクマリンる生成物の損失を排除 する。
1°)放射能標識DMIP 本発明はさらに標識したDりIIPを意図している。2工程法を提供する:すな わちl) DMIPを触媒、酢酸およびトリチウム気体と混合してトリチウム標 識化合物DI(DMIPを得、そして2)DI(DMIPを触媒およびジフェニ ルエーテルと混合してトリチウム標識DMIP(3H−DMIP)を生成する。
本発明は、触媒をパラジウム/炭素、パラジウム/硫酸バリウム、アダムス触媒 [(NH4)2Ptclsl 、PtO□、ロジウム、ルテニウム、亜クロム酸 銅およびラネーニッケルより成る群から選ぶことを意本発明は既知化合物AMD MIPおよび新規化合物”H−AMDMIPの新規合成法を包含する。この方法 は上記したDMIPの新規合成法を土台にしている。その後、AMDMIPは2 つの方法:すなわち1)ノ\ロメチル化工程を含む方法、またはii)ハロメチ ル化工程を含まない方法、の一方により製造される。
a)ハロメチル化工程を経るAMDMIPAMD\+IPを合成するための本発 明の1つの方法ては、DMIPをL記の新規合成法により製造し、その後DMI Pを誘導体化してハロメチル誘導体となし、次いでF、 Dall’Aequa  et al、、 J、 Med、 Chem、 24:178 (1981) に記載の方法によりヒドラジン水和物を用いて対応フタルイミドメチル誘導体( ガブリエル合成により製造)をヒドラジン分解することにより製造する。
本発明の新規DMIP合成法のために、本発明方法は他のAMD〜(IP合成法 と比べて有利である。例えば、Baccichetti ら(米国特許第4.3 12.883号)により報告されたAMDM!P合成法は、上で論じたように、 あまり効率的でないDMIP合成法を土台にしている。
図2に示すように、本発明はハロメチル化工程を用いる多くの変法を包含する。
XMDMIP (化合物#18)の合成後、合成はHMDMIP(化合物#19 )を経て2つの方法で進行する:XMDMIP→HMDMIP→XMDMIP→ PHIMDMIP・→AMDMIPまたは XMD!t+IP 4HMDMIP →XMDMIP −1!110〜liP− P)IIMDMIP−AMDMIP他方、本発明はさらにHMD!、lIPを通 らずにAMDMIPへ至る2つの方法を包含する: XMDMIP−PHIMD!、IIP−+AMDM[Pまたは XMDMIP→IMDM+P→円(IMDMIP→A\fDMIPMIPのヒド ロキシ誘導体HMIPに関して論じたように、DMIPのヒドロキシ誘導体HM DMIPも安定しており、貯蔵することか可能である。これは合成を中断し得る という利点を与える。しかしなから、非−HMDMIP経路がより直接的であり 、合成の中断を予想していない場合に好適である。
a’)ハロメチル化工程を経る放射能標識AλIDMIPAMDMIPを合成す るためのハロメチル化経路はさらに標識AMD〜ilPを合成する際にも使用で きる。本発明の一方法では、放射能標識AMDMIPを新規化合物FDVIP  (化合物#20)を経て合成する。本発明はこの方法の変法である2つの方法を 包含する:XMDMfP 、4F(MDMrP →FMDMIP→*I(MDM IP →本XMDMIP →オPHIMDMIP →本AMDMIPおよび XMDMIP−HMDMIP−F!IIDMIP →*F(MDMIP →ネX MDMIP →本IMDMIP →本PHIMDMIP −*AMDMIPここ で(*)は放射能標識化合物を示す。
本発明の新規DMIP放射能標識法と組み合わせると、本発明は以下の4つのA MDMrP(単一)放射能標識法を提供する(方法IおよびIIIが好適である ): 本発明はさらに二重放射能標識付けを含めて、二重標識付けを包含する。図2に は、二重放射能標識AMDMIPを合成するための2つの方法が示しである。
b)ハロメチル化を行わないAMD\iIP本発明のAMDMIP前駆体の新規 合成法と組み合わせた、上記のハロメチル化経路は、AMDMIPの新規かつ有 効な合成法を提供するか、ハロメチル化には毒性化合物が必要である。例えば、 クロロメチル化はクロロメチルメチルエーテルの使用を必要とする。この化合物 は、先に論じたように、非常に揮発性で、極め°C毒性であり、しかもよく知ら れた発癌物質である( 0S)(A調節される発癌物質CFRタイトル29、バ ー) 1910.1006 >。その使用には作業者への暴露と環境への放出を 避けるために特殊な装置や予防策が必要である。クロロメチルメチルエーテルの 使用に伴う危険性と不便を回避するために、本発明はハロメチル化を行わないA MDMIPの新規合成法を提供する。
本発明は、窒素供与体を用いた4′フラン位置の直接フタルイミドメチル化によ るDMIPのPHIMDMIPへの変換を包含する。本発明は窒素供与体をN− ヒドロキシメチルフタルイミドとその誘導体より成る群から選ぶことを意図して いる。
DMIPを直接PHIMDMIPへ変換する方法において、本発明は、ブソラレ ンに以前に使用されたことのある方法を改変・修正した。
N、D、 He1ndel et al、、 J、 Hetero、 Chem 、 22ニア3 (1985)。この改変・修正した方法は、a)4位にメチル 基を含まない、およびb)ポリ置換をもたらすヒドロキシ、アミノまたは他の類 似の置換基を含まない、イソブソラレンに適していると予想される。
この方法は、】)発癌物質を使わない、2)2工程ではなく1工程を要する、お よび3)より高い収率で生成物(PHIMDMIP)が得られるという点て、報 告されたPHIMDMrP合成法の改良法である。PHIMDMIPから、この 方法は上記のようにAIJDMIPへ進む。
b’)ハロメチル化を行わない放射能標識AMDMIPハロメチル化を行わない AMDMIPの合成経路はさらに、放射能標識DMIPを経て放射能標識AMD MIPを合成するために使用することができる。
零DMIP −*Pl(rMDM[P →零AMDMrPここで(ネ)は放射能 標識化合物を示す。
本発明の新規DMIP放射能標識法と組み合わせると、本発明はハロメチル化を 行わないAMDMrPの以下の単−放射能標識法を提本発明のDMIPのBIO −1DITHIO−およびFLUOR−誘導体(それぞれ化合物#25a 、2 5bおよび25C)は、一般に次の3つの単位=DMIP−−−スペーサーーー ー標識 から成る3部分化合物として記載することがてきる。
本発明によって意図されるスペーサーは一般式: R,HN−(CH2)。
−Nl(R,を有する。一般に、R,= −H、−CL、−CtHs 、−CI H7または−C,H,、R2= −H、−CH,、−CJ−、−C3H7または −C4H,、およびn =6−16である。BIODMIP化合物を他の分子( 例えば核酸)に結合させる場合、n≧6のとき他の分子の結合部位とアビジン結 合部位との間に十分な長さがビオチン成分に付与されると考えられる。先に記載 したように、より短いスペーサー〔例えば、J。
P、 Albarella et al、、 17:4293 (1989)を 参照〕はビオチン−アビジン複合体の形成を妨害するかもしれない。適切な鎖長 はアビジン−ビオチン相互作用と関連した立体障害を少なくするのに役立ち、か くしてアビジン−ビオチン複合体の安定性は、適当な鎖長を使用するとき増加す るはずである。
DMIPのBIO−1DITHIO−およびFLUOR−誘導体の好適なスペー サーを考えるとき、化学的(合成的)問題を考慮する必要がある。
スペーサーR+HN−(CH2) −−NHR2において、R2は−H、−CH ,、−CJs 、−C3H7または−C4H9で、R1は−H、−CH,、−c 2Hs 、−CIH。
または−C,H,であり得るが、最も好ましくはR3とR2は両方とも−CH3 、−C2HI 、−CJ7または−C,H,である。いかなる特定の理論によッ テも拘束されないが、XM[1MIP(まりIt IMDMrP)カラHDAM DMIPを製造する反応において、R1とR2が両方とも−CHs、−CJs、 −CiLまたは−C4Hmである場合、スペーサー窒素はそれぞれの窒素で1ま たは2当量のXMDMIP(またはrMDVIP)と反応することができる。
目的のモノ−N−置換生成物(すなわち、HDAMDMIP)が有利であるため に、本発明はこの反応においてスペーサー対XMDMIP(またはIMDMrP )の高比率を採用することを意図している。それにもかかわらず、1)R2とR 7が両方とも−CH3、−C,H,、−C,H,または−C4H*であり、かつ 2)スペーサー対XMDVIP(またはIMDMIP)の高比率を採用する場合 でさえ、本発明ては、lより多いXMDMIP(またはIMDMIP)とスペー サーとの反応から生ずる副生物が予想される。これらの副生物にはジーN、N− 置換生成物(すなわち、スペーサーの同一窒素に2個のイソブソラレン)、ジー N、N’−置換生成物(すなわち、スペーサー窒素のそれぞれに2個のイソブソ ラレン)、トリーN、 N、 N’−置換生成物およびテトラ−N、N、N’  、N’−置換生成物か含まれる。
すでに述べたように、本発明はR,とR2が−Hである場合も包含する。このス ペーサーを使用することもできるが、多重−置換スペーサー副生物の数か増加し 、目的のモノ−N−置換生成物(すなわち、HDAMDMIP)のその後の精製 が−l1iiil、くなる。
本発明ノDMrP (7)BIO−1DITHIO−およびFLLIOR−誘導 体上の標識は2つの要素=1)リポータ−成分と、2)リポータ−成分をスペー サーに結合するリンキングアームと、から構成される。図2には、2種類のリポ ータ−成分:i)ビオチンおよびii)フルオレセインが示しである。ビオチン もフルオレセインも共にアミド結合を介してスペーサーに結合し、その際0−7 個の架橋原子がスペーサーアミドカルボニルとリポータ−成分間にリンキングア ームを構成する。いくつかの場合(例えば、DITHIODMIP) 、リンキ ングアームはジスルフィド結合を含んでいてもよく、これはイソプソラレンから リポータ−成分をあとて切断するのに有利である。
スペーサー窒素と標識カルボニル間にアミド結合を形成する反応は活性型エステ ル、好ましくはN−ヒドロキシスクシンイミドエステルを使用する。しかしなが ら、他の活性エステル、例えばイミダゾリド(N、N’−力ルボニルジイミダゾ ールから)やスルホスクシンイミジルエステルも使用できる。
(本頁以下余白) a) BIODMIPの合成 図2に示すように、本発明は新規化合物中間体XMDMIPを経て新規化合物B IODMrP (化合物#25a)に至る4つの異なる合成法を包含する。4つ の方法のうち2つはHMDVIPを経て進む:XMDMIP →)IMDMIP  →XMDMTP →)IDAMI)MIP−BIOD!LIPまたは AMDMIP−HMDMIP−XMDMIP→IMDMIP→HDAMDMIP →BIODMIP他の2つの方法(これらのうち最初のものが好適である)はX MDMIPから直接進む: X!ilDMIP−HDAMDMIP−BIODMIPまたは XMDMIP→rMDMIP→HDAMDMIP→BrODMIPa’)放射能 標識BrODMIPの合成本発明はさらにBIODMIPの放射能標識法を提供 する。DMIPから放射能標識BIODMIPを合成するために2つの方法があ り、さらに放射能標識DM[Pから(単一)放射能標識BIODMIPを合成す るために2つの方法があり、全部で4つの(単一)放射能標識法があるコ ここでネは標識化合物を示す。方法IおよびIIIが好適である。
本発明はさらにBIODMIPの二重放射能標識付けを包含する。図2には2つ のBIODMIP二重放射能漂識法が示しである。一実施態様において、本発明 の二重放射能標識法はDMIPの放射能標識工程(化合物#16から化合物#I 71 )とBIODMIPの放射能標識工程(上記)を組み合わせて成る。上で 述べたように、これは、他の利点もあるが、特に本発明化合物の比活性を高める という利点をもたらす。本発明は以下の二重放射能標識法を包含する(ここでキ ネは二重標識化合物を示す): 図2に示すように、本究明は新規化合物中間体χMDVIPを経て新規化合物D ITHIODMIP (化合物#25b)に至る4つの異なる合成法を包含する 。4つの方法のうち2つはHMDMIPを経て進む:Xへ+Dl、IIP→l] FJDM[P−+XMDMIP−庫HDA!、lDMIP→D ITHIODM  IPまたは XMDMIP−HMDMIP→XMDMIP −IMDMIP→HDAMDMI P→D jTHIODM IP他の2つの方法(これらのうち最初のものか好適 である)はXMDMAPから直接進む: X\+DM+P→HDAMDM[P−DITHIODMIPまたは XMD!、IIP −IMDVIP−HDAMDI[P→DITHIODMIP b’)放射能標識DITHrODM[P本発明はさらにDITHIODMIPの 放射能標識法を提供する。DMIPから放射能標識D ITHIODM IPを 合成するために2つの方法があり、さらに放射能標識DMIPから(単一)放射 能標識DITHIODMIPを合成するために2つの方法があり、全部で4つの (単一)放射能標識法がある: ここでネは標識化合物を示す。方法1およびIIIが好適である。
本発明はさらにD[THIODMIPの二重放射能標識付けを包含する。
図2には2つのD ITHIODM rP二重放射能標識法が示しである。一実 施態様において、本発明の二重放射能標識法はDMrPの放射能ffi!工程( 化合物#16カラ化合物#17* ’)とDITHIODMIP (7) (単 一)放射能標識工程(上記)を組み合わせて成る。上で述べたように、これは、 他の利点もあるが、特に本発明化合物の比活性を高めるという利点をもたらす。
本発明は以下の二重放射能標識法を包含する(ここで零ネは二重標識化合物を示 す):図2に示すように、本発明は新規化合物中間体XMDMIPを経て新規化 合物FLUORDMIP (化合物#25C)に至る4つの異なる合成法を包含 する。4つの方法のうち2つはHMDMIPを経て進む:XMDMfP−PHM DMIP−4−XSIDMIP →l(DAMDMIP →FLL101?DI JIPまたは XMDMIP−+HMDMIP−XMDMIP −IMDMIP−HDAMD! IIIP→FLUORDMIP他の2つの方法(これらのうち最初のものが好適 である)はXMDMIPから直接進む: XMDMIP−HDAMDMIP−FLUORDMIPまたは XMDMIP→IMDMIP−HDAMDMIP→FLUORDMIPc’)放 射能標識FLU(]R[1MfP)合成本発明はさらにFLUORDMIPの放 射能標識法を提供する。DMIPから放射能標識FLUORDM[Pを合成する ために2つの方法があり、さらに放射能標識DMIPから(単一)放射能標識F L[JORDMIPを合成するために2つの方法があり、全部で4つの(単一) 放射能標識ここてネは標識化合物を示す。方法IおよびIIIが好適である。
本発明はさらにFLUORDMIPの二重放射能標識付けを包含する。
図2には2つのFLUORDMrP二重放射能標識法二重放射能標識一実施態様 において、本発明の二重放射能標識法はDMIPの放射能標識工程(化合物#1 6から化合物#17本)とFLUORT)MIPの放射能標識工程(上記)を組 み合わせて成る。本発明は以下の二重放射能標識法を包含する(ここで本月ま二 重標識化合物を示す):(本頁以下余白) ++、光活性化デバイス及び光活性化法本発明は光活性化デバイス及び光活性化 法、詳しくは光反応性化合物の活性化のためのデバイス及び方法に関する。好ま しいデバイスは、ユニットに組み込まれる電磁線の安価な源を有する。加えて、 好ましいデバイスは、電磁線の源と固定の関係にある複数の試料容器を支持する ための手段を有するだけでなく、活性化中に所望の温度範囲内に試料容器の温度 を維持するための手段を有する。
好ましい電磁線は紫外線である。紫外線の好ましい源は蛍光源である。本明細書 に使用される固定の関係は、試料の照射中に試料と光源の間に一定の距離及び形 状寸法を含むものと定義される。距離は、その源とそれが支持される際の試料と の間の距離に関係する。
点源からの光の強さは点源からの距離の二乗に反比例することが知られている。
こうして、その源からの距離の小さな変化は強さに著しい影響を有することかあ る。強さの変化は光活性化の結果に影響し得るので、距離の変化は本発明の実施 に使用されるデバイス中で避けられるべきである。これは再現性及び反復可能性 を与える。
形状寸法は光源の位置に関係する。例えば、光源は多くの方法で試料ホルダーの まわりにCgiQ面、底部、周囲、等に)配置し得ることか考えられる。好まし いデバイスの形状寸法は、単一の点源とは反対に線形ランプの多数の源を含む。
加えて、幾つかの反射表面および幾つかの吸収表面か存在してもよい。照射され る試料の位置に対するランプの位置または数の変化は、このような変化か強さの 変化を生じる点て避けられるべきである。
好ましい光源は迅速な光活性化、例えば15分の露光時間を可能にすべきである 。15分の露光は、その便利さに加えて、再現性のある結果を与える。これに関 して、ポリヌクレオチドへの光活性化合物の結合レベルは活性光線への暴露を増 大するにつれて増加することか注目されるべきである。結合密度のプラトーが最 終的に得られる。
このプラトーは競合光化学反応に起因する。また、核酸の塩基部分への付加反応 を受ける殆どの光反応性化合物は、溶液中で遊離の場合に光分解反応を受ける。
所定の強度フラックス(ワット/cmりに関して、これらの競合反応の相対速度 は、照射プロセスの経過中に、プラトーレベルが得られる時点を決定する。再現 性の結合に関して、結合のプラトーレベルを生じる照射プロトコルを有すること が望ましい。結合のプラトーレベルは、試料の位置の小さな相違から生じ得る小 さな強度の差異を回避するだろう(即ち、試料容器を支持するための手段が照射 の源と固定の関係にあり得るが、多数の試料中の夫々の試料はその源に対して空 間中の同じ位置を正確に占有することができない)。プラトー結合が使用される 場合、異なる位置の同じ反応混合物は同じ結合レベルを示す。
注目されるように、本発明を実施するのに使用される光活性化デバイスの重要な 特徴の一つは温度制御である。光への暴露の時点の試料容器中の試料の温度は結 果に著しく影響し得るので、温度制御は重要である。例えば、核酸中の二次構造 を促進する条件はまた核酸に対する多くのプソラレン誘導体の親和性定数を高め る。HydeおよびHearst、 Biochemistry、 17.12 51 (1978)を参照のこと。これらの条件は溶媒の組成と温度の両方の組 み合わせである。−重鎖5SリポソームRNAでは、低温に於ける照射は、20 ’Cに較べて4°Cで5S rRNAへのl(MTの共有結合付加を2倍増大す る。Thompsonら、J、Mo1.BjOI。
147・417(1981)を参照のこと。更にブソラレン結合の温度誘導増大 が合成ポリヌクレオチドで報告されていた。Thompsonら、Bioche m−istry 21:1363(1982)を参照のこと。
また、温度制祁は、対立遺伝子特異的核酸標的を検出するハイブリダイゼーショ ンアッセイに重要な因子である。特異的標的核酸の対立変異体は単一塩基により 異なることがある。錐状細胞貧血は、ヒトβグロビン分子の遺伝子中の単一塩基 の変化(AからTへの変化)に起因するヒト遺伝疾患の例である。単一塩基のみ か異なる二つの対立変異体の一つへの単一オリゴヌクレオチドプローブの特異的 ハイブリダイゼーションは非常に正確な温度制御を必要とする。
Woodら、Proc、 Nat、 Ac5d、 Sci、 82:1585( 1985)を参照のこと。ハイブリダイゼーション平衡条件下のブソラレンモノ 付加オリゴヌクレオチドプローブの照射は、それらの標的へのこれらのプローブ の共有結合を生じる。単一塩基の変化の対立遺伝子特異的識別はこれらの架橋性 プローブで可能である。しかしながら、識別は温度に鋭敏に左右される。照射操 作中の2°Cの変化は、観察される識別のレベルに劇的な影響を及ぼすだろう。
上記の望ましい特徴はHRI Re5earch Inc、(Berkeley 、Ca1ifornia。
USA)及びULTRA−LUM、 INC,(Carson、 Ca1ifo rnia、 USA)により市販されるデバイス(“HRI−100“)に見ら れる。
IIl、核酸への化合物の結合 本発明は、a)核酸標的配列、プローブ、およびプライマー、並びにb)鋳型と して使用される核酸、およびC)増幅核酸を含むが、これらに限定されない核酸 に新規化合物および既知化合物を結合することを意図している。標的配列は、既 知の塩基配列の一つ以上のセグメントを存する核酸の領域である。標的配列は、 それらか検出される(即ち、その他の核酸からえり分けられる)ことをめられる 意味で“標的′である。検出はプローブによるハイブリダイゼーションにより頻 繁に行われる。プローブは、標的配列の全部または一部と部分的に、または完全 に相補性である塩基配列を有する核酸である。
幾つかの分子生物学的技術は鋳型およびプライマーを使用する。
鋳型は、酵素合成のための基質である核酸として単に定義される。
頻繁には、それは一つ以上の標的配列を含むと考えられる核酸である。プライマ ーは、それらが鋳型中に存在する場合に標的配列の合成の開始の位置を調節する ように作用する。その他の分子生物学的技術は鋳型および複製プローブを使用す る。
本発明は、全てのこれらの形態の核酸(並びにその他の核酸)への結合が非共有 結合および/または共存結合であり得ることを意図している。本発明は、暗結合 および光結合を含むが、これらに限定されない結合の特定の実施態様を意図して いる。
A、暗結合 本発明の結合の一つの実施態様は暗結合を含む。“暗結合″は、光活性化波長の 電磁線の不在下で生じる核酸への結合と定義される。
暗結合は共有結合または非共有結合であり得る。“暗結合化合物″゛は、暗結合 し得る化合物と定義される。一つの実施態様では、本発明の暗結合は、a)暗結 合化合物を用意する工程、およびb)光活性化波長の光の不在下で暗結合化合物 を核酸と混合する工程を含む。
更に、本発明は暗結合の生成物、即ち暗結合化合物:核酸複合体を意図している 。
また、本発明は光生成物の暗結合を意図している。“光生成物′は、化合物と光 活性化波長の電磁線の反応の生成物と定義され、その生成物は、一旦生成される と、その後、電磁線の不在下で核酸に結合し得る。
光生成物結合について考える際に、フロクマリンによる核酸の修飾に関する以前 の研究は、時間の経過順の工程=1)特定のフロクマリン誘導体を用意する工程 、2)特定の核酸または核酸配列を用意する工程、および3)活性化波長の電磁 線の存在下でフロクマリンを核酸と混合する工程を有する方法により歴史的に進 行していたことが注目されるべきである。特別なフロクマリン誘導体、照射源、 照射時間、緩衝液、温度およびその操作に使用されるその池の要因を含む特別な 反応の詳細に応じて、殆ど専らシクロブチル型2+2フオトシクロ付加生成物に よる共存結合修飾の所定のレベルが生じた。
一つの実施態様に於いて、本発明は光結合に関するこの歴史的な方法からの劇的 な逸脱を意図している。本発明の方法の一〇の実施態様に於いて、時間経過の順 序は以下の通りである。1)一種板トのフロクマリン誘導体を用意し、2)一種 以上のフロクマリン誘導体を活性化波長の電磁線に!I露し、3)特別な核酸試 料または核酸配列を用意し、モして4)照射された一種以上のフロクマリン誘導 体を活性化波長の電磁線の不在下で核酸と混合する。この実施態様ては、フロク マリン誘導体は核酸と混合する前に照射される。この新規な時間経過の順序の実 験研究はフロクマリン光生成物の存在を立証した。新規な時間経過の順序の適用 は有益な適用を有するか、フロクマリンに関する化学文献または生化学文献から 予測されなうへったし、また予想されなかった。
“光生成物”は、活性化波長の電磁線に暴露される場合の光反応性化合物の起こ りつる反応を考えることにより最も良く理解される。正確な機構に限定されない が、基底状態の光反応性化合物(“C”)と活性化波長の電磁線の反応は短命な 励起種(“C′″′)を生じると考えられる。
c−>c” 次に何か起こるかは主としてとのような潜在的な反応体か励起種に対して作動で あるかということに関係する。それは短命であるので、この化学種と核酸(“N A”)の反応は、励起種が発生される時点で核酸が存在する場合にのみ可能であ ると考えられる。こうして、反応は、操作に関して、活性化波長の電磁線の存在 下にある必要かあり、即ち、それは“光結合゛てあり、暗結合てはない。その反 応は以下のように表し得る。
C” +NA−>NA:に の反応の生成物は、以下、“光付加生成物′と称され、“光生成物′とは区別さ れるべきである。
上記の、二の反応では、化合物か活性化波長の電磁線に暴露される時点て核酸か 結合に利用できない状況を考えることができる。励起種は短命であり、反応する 核酸を有しないので、励起種は簡単にその基底状態に戻ることかできる。
c ” −> c 一方、励起種は、それ自体(即ち、基底状態または励起種)と反応して基底状態 複合体(“CTC”)を生じることかある。二つの化合物が反応するこれらの自 己反応の生成物は“光二量体“または単に“二量体”と称される。しかしながら 、自己反応は二つの化合物に限定されない。種々の多量体(三量体、等)か生成 されることかある。
励起種はそれ自体と反応することに限定されない。それは溶媒の要素(“E“) (例えば、イオン、ガス、等)の如きその環境と反応してその他の生成物を生成 することがある。
C”+E−>E:C 更に、それは簡単に基底状態誘導体(“【″)に内部で転移する(“異性化する )ことかある。
C”−>[ 最後に、励起種は、ここに記載された以外のその他の反応を受けることかある。
本発明および“光生成物”の理解は、これらの反応のうちのとの反応か実際に起 こるのかということに無関係である。“光生成物”は、その性質がどのようなも のであろうとも、化合物と活性化波長の電磁線の反応に続いて、その後に電磁線 の不在下で核酸と結合でき、即ち、暗結合(非共有暗結合または共有時結合)で きる生成物か生成される場合には存在すると考えられる。
“光生成物”の定義は、電磁線への!露により一旦生成されると、その生成物か 電磁線の不在下で核酸に結合“し得る”ことを要するか、生成物か暗所でのみ結 合する必要はないことに注目することが重要である。光生成物は、電磁線に暴露 される条件下で結合し得る。
それは平易に結合の条件を要求しない。このような定義は、核酸への“光結合” および“光生成物結合″の両方か同時に起こる、ことを可能にする。また、この ような定義は、単一化合物か“光生成物“および“光結合化合物“であることを 可能にする。
一つの実施態様では、本発明はブソラレン光生成物およびイソブソラレン光生成 物の両方の暗結合を意図している。4′−ヒドロキシメチル−4,5’、8−  )リメチルブソラレン(HMT)の如きブソラレンでは、本発明は、HMTが活 性化波長の電磁線に暴露される場合に幾つかの生成物が生成されることを意図し ている。本発明は、AMIPおよびAMDMIPの如きイソブソラレンが活性化 波長の電磁線に暴露される場合(特にHRI−100デバイスで照射される場合 )に、幾つかの生成物か同様に生成されることを意図している。HMTの主要な 生成物は二つのシクロブチル光二量体である。二量体の一つでは、2個のピロン 環がcis−syn配置で結合され、一方、その他の二量体では、結合か1分子 のフラン末端とその他の分子のピロン末端の間で、再度eis−syn配置て生 じる。HMTの第三の生成物は単量体のIiMT光異性体である。この異性体で は、中央の環酸素は通常の1.3配向ではなく1.4配向をとる。二つの光二量 体は幾何学上の観点から挿入活性を存すると予想されないが、光異性体は平面状 のままであり、それ故、それは二本鎖核酸と明確な挿入会合を有すると考えられ る。同様に、AMIPおよびAMI”1VIPの生成物の幾つかはまた核酸と明 確な挿入会合を有すると考えられる。特別な理論に制限されないが、単量体異性 体が生成される場合、特に、正電荷のアミノメチル部分がその構造中に保持され る場合に、非共有暗結合が予想される。
B、光結合 活性化化合物を核酸に結合する本発明の一つの方法は光結合である。光結合は、 上記のように、光活性化波長の光の存在下に於1ノる光結合化合物の結合と定義 される。光結合化合物は、光活性化波長の光の存在下で核酸に結合する化合物で ある。本発明は、l)本発明の光結合化合物による光結合、2)新規化合物およ び既知化合物による高度の光結合、および3)核酸に標識を付けるための光結合 を含む幾つかの光結合方法を意図している。
1)新規化合物による光結合 本発明の光結合方法の一つの実施態様は、a)光結合化合物を用意する工程、お よびb)光活性化波長の電磁線の存在下で光結合化合物を核酸と混合する工程を 伴い、この場合、光結合化合物はDEMC(化合物#2) 、XMIP(化合物 #5) 、HVIP(化合物#6) 、 FMIP(化合物#7)、IMIP( 化合物#8) 、HMTAMIP(化合物$9) 、AMIP(化合物#10) 、DMHMIP(化合物#11)、BIOMIP(化合物#12a) 、DIT HIOMIP(化合物12b)、FLUORMIP(化合物12C)、XAMC (化合物#14)、RXAMCC化合物#15)、BMDMIP(化合物#18 、この場合X=Br) 、FDMIP(化合物#20)、IMDMIP(化合物 #23)、HDMADMIP(化合物#24)、BIODMIP(化合物#25 a)、DITHIODMIP(化合物#25b) 、 FLUORDMIP(化 合物#25c) 、およびそれらの放射能標識誘導体より成る群から選ばれる。
別の実施態様では、その方法の工程は、a)光結合化合物を用意し、b)一つ以 上の核酸標的配列を用意し、そしてC)光活性化波長の電磁線の存在下で光結合 化合物を核酸標的配列と混合することを含む。
再度、一つの実施態様では、光結合化合物はDEMC(化合物#2) 、XMI P(化合物#5) 、)IMIP(化合物#6) 、FMIP(化合物#7)  、IVIP(化合物#8) 、HMTAMIP(化合物#9) 、AMIP(化 合物#lO)、DMHMIP(化合物#11)、BIOMIP(化合物#12a ) 、DI’THIOMIP(化合物12b)、FLUORMIP(化合物]2 c)、XAMC(化合物#14)、RXAMC(化合物#15)、BMDMIP (化合物#18、この場合X=Br) 、FDMIP(化合物#20)、rMD VIP(化合物#23) 、HDMADMIP(化合物#24)、BIODVI P(化合物#25a) 、D[THrOD[P(化合物#25b) 、FLUO RDMIP(化合物#25c) 、およびそれらの放射能標識誘導体より成る群 から選ばれる。更に、本発明は光結合の生成物、即ち、光結合化合物:核酸複合 体を意図している。
更に、本発明は、a)光結合化合物および核酸を用意する工程、およびb)光結 合化合物を核酸に光結合し、その結果、化合物:核酸複合体を生成する工程を含 む核酸の修飾方法を含む。本発明の光結合方法の好ましい実施態様は、a)光結 合化合物を用意する工程、およびb)光活性化波長の電磁線の存在下で光結合化 合物を核酸と混合する工程を伴う。
別の好ましい実施態様では、その方法の工程は、a)光結合化合物を用意し、b )一つ以上の核酸標的配列を用意し、そしてC)光活性化波長の電磁線の存在下 で光結合化合物を核酸標的配列と混合することを含む。
更に別の好ましい実施態様では、本発明は、a)光結合化合物および核酸を用意 する工程、およびb)光結合化合物を核酸に光結合し、その結果、化合物:核酸 複合体を生成する工程を含む核酸の修飾方法を意図している。
2)高度の光結合 本発明は、高い光結合親和性を有するイソブソラレンおよびイソブソラレンを使 用して高度の光結合を与える条件を提供する。高度の光結合は、既知化合物AM DMIPに関して報告されたものよりもかなり高い付加のレベルを生じる核酸へ の光結合と本明細書で定義される。
Baccichetti ら、およびDalFAcquaらはAMDMIPの核 酸結合特性を既に報告していた。Baccichetti らの米国特許第4. 312.883号明細書、Da l l’ Acquaら、J、Med、Che m、24:178(1981)を参照のこと。これらの研究者らは、AMDMI PがDNAに対して高い暗結合親和性を有するが、AMDMIPによる光結合が 核酸への付加の低レベルを生じることを報告していた。実際に、AMDMIPは 親化合物、DMrPよりも少なく DNAに光結合することがわかった。(AM DMIPに関するRNA結合データは示されなかった)。
本発明は、i)既知のイソブソラレン、および11)新規イソプソラレンに関す る光結合方法を提供する。既知のイソブソラレンに関する方法に関して、本発明 は、15塩基対当たり1の光結合AMDMIPより大きいレベルでのDNAへの AMDMIPの光結合、および20RNA塩基当たりlの光結合AMDMIPよ り大きいレベルでのRNAへのAMDMrPの光結合を可能にするAMD[Pの 光結合方法を提供する。新規イソプソラレンに関する光結合方法に関して、本発 明は、DNAの15塩基対当たりlの光結合AMIPより大きいレベル、および RNAの20塩基当たり1の光結合AMrPより大きいレベルの光結合を可能に する新規化合物AMIPの光結合方法を提供する。
特別な理論に制限されないが、本発明の光結合方法は、二つの概念、a)核酸塩 基対/化合物の比、およびb)イソプソラレン構造を考慮する。何となれば、そ れらは光結合能力に関係するからである。
a)核酸塩基対/化合物の比 Dall’ AcquaらはAMDMIP光結合を親化合物、DMIPの光結合 と比較した。親化合物(並びにその他の化合物)をその溶解度の限界付近の濃度 で試験した。(即ち、DMIPを10.1 u g/mlて試験した。Dall ’AcqUaらにより報告された最大の水溶解度は8μg/mlである)。比較 の目的で、AMDMIPを同様にこの濃度範囲で(特に、13.1Mg/mlて )試験した。この濃度範囲と仮定して、DMIPおよびAMDMrPの両方の光 結合をDNA塩基対:イソブソラレンの比24.3対1(1,14xlO−3M の DNA:4.7xlO−’Mのイソブソラレン)で測定した。この比で、A MDMIPの光結合は151のDNA塩基対当たりlの光結合AMDMIPを生 じ、これは親化合物、DMIPに関して観察されたものよりも低い光結合であっ た、 Da11’Acquaら、J、Med、Chem、24:178(198 1)を参照のこと。こうして、DMIPの濃度とAMDM[Pの濃度がほぼ等し い場合には、DMIPは良好な光結合剤と報告された。
本発明の光結合方法は核酸塩基対/化合物の比を考慮する。本発明の光結合方法 は、イソブソラレン濃度が核酸塩基対の濃度に対して増加されるような条件下で 光結合工程を行うことを伴う。重要なことに、イソブソラレン濃度を増大するこ とはイソプソラレンの溶解性を利用する。高い水溶解性を有するイソブソラレン では、高濃度を得ることか可能である。
核酸に対してAMDMIPの濃度を増大することにより、本発明は親化合物、D MIPと較べてAMDMIPの非常に良好な溶解性を考慮する。DMrPはAM DMIPよりも良好な固有の光結合剤であると報告されるが、核酸への付加のレ ベルは光結合化合物の濃度(核酸に対して)により支配され、この濃度は(一定 の核酸の濃度で)光結合化合物の溶解度により支配される。こうして、DMIP は良好な開存の光結合剤であるが、DM[Pの不充分な溶解性は核酸への付加の 比較的低いレベル(塩基対当たりの付加物)をもたらす。
AMI)MrPの高い溶解性を利用することにより、高濃度のAMDMIPが使 用でき、こうして照射の前に光結合化合物対核酸塩基対の高い比を与えることが できる。AMDMIPはDM[Pよりも前動ではない光結合剤であると報告され るが、本発明は、核酸への高レベルの光付加、即ち、高度の光結合か得られるよ うにAMDMIPの濃度を増大することを意図している。
本発明の光結合方法の核酸塩基対/化合物の比は3:1未満であることが好まし い。この比で、本発明の方法は15の塩基対当たりlの光結合AMDMIPより 大きいlノベルのDNAへのAMDMIPの光結合、および20のRNAN基塩 たり1の光結合AMDMIPより大きいレベルのRNAへのAMDM[Pの光結 合を可能にする。
b)イソブソラレン構造 本発明は核酸塩基対/化合物の比を考慮するが、本発明の方法は更にイソブソラ レン構造を考慮する。AMDMIPの分子構造(第2図)の精査は4および5゛ の炭素て2個のメチル基を示し、そして4゛の炭素てアミノメチル部分を示す。
メチル化は核酸に光結合するブソラレンまたはイソブソラレンの能力を改善する ことが知られている。
トリアルキルイソブソラレン、特にトリメチルイソブソラレンは相当するジアル キル化合物よりも良好なりNA光結合リガンドであり、ぞして同様に、ジアルキ ル化合物はモノアルギル類縁体よりも良好な光結合剤であることか報告されてい た。GuiOttOら、J、 Med、 Chem。
27:959 (1984)を参照のこと。特に、イソブソラレン系の4.4° 、5.5゛および6位のメチル基は光結合活性を増大する。
4゛、5.5゛、または8位にアミノアルキル部分を含むブソラレンは帯電され 、そして未帯電の類縁体に対して増強された暗結合および増強された光反応性を 示す。特に、4′および5′アミノアルキル−トリメチルブソラレンは核酸への 増強された光結合を示す。S、 [−5aaCtSら、Biochemistr y 16:1058(1977)並びに[、willisおよびJ、 M、 M enter、Nat、Cancer In5t、Monograph 66(+ 985)を参照のこと。
特別な理論に制限されないが、本発明の方法はこれらの構造上の関係を考慮し、 これらの関係はAMDMIP中のアミノメチル部分の位置か高い光結合活性に最 適ではないかもしれないことを示唆する。4−アミノメチル部分は、外部のホス フェート基との会合により、4°、5“二重結合および/または3.4二重結合 と5゜6ピリミジ二ノ二重結合の間の重要なアラインメントか軽視されるように 挿入複合体をゆがめることかでき、シクロブタン環を形成する2+2フオトシク ロ付加の量子効率のかなりの低下をもたらす。
本発明は、アミノメチル部分か5位にある新規化合物(例えば、AMIP)を提 供する。本発明の、:のような化合物は違った、そして潜在的に更に有利な二重 結合幾何学的形状を促し、AMDMIPか与えるよりも高度の光結合をもたらし 得ることが望まれた。この新しい幾何学的形状か、環系に存在する付加的なメチ ル基を持たない化合物の欠へを解消し得ることは予測できなりかったか、本発明 の新規化合物は高度の光結合を示す。これに関して、既知化合物AMDMrPは 全ての報告されたイソブソラレンのうちで最高のに、(DNA会合定数)を有し 5、そして本発明の新規化合物AMIPはわずかに28%の強さのK。
を有するが、AMIPはAMDMIPにより与えられる修飾密度の43%を与え ることかできる。i)二つの化合物の溶解度は実質的に同じであり、モして11 )試験を同じ濃度で行った(光結合)ので、アミノメチル部分を4゛位ではなく 5位に配置することは暗結合に対して光結合を増強するように見える。AMDM IPが最高のイソブソラレン結合数を与えるとしても、AMrPはイソブソラレ ン分子に対する良好な光結合剤である。
3)核酸の標識付は 上記のように、化合物の一つの実用性は核酸(RNAおよびDNA)に結合する それらの能力である。更に、これらの化合物は核酸を結合するので、それらはま た核酸標的配列を結合する。標的配列は通常核酸の混合物中に存在するか、それ らは均一になるまで精製でき、そして本発明の光反応性化合物と反応させること かできる。
未標識化合物は核酸に結合するか、標識化合物は核酸への結合レベルを測定する のに特に有益である。何となれば、上記のように、標識は化合物の検出を容易に するだけてなく、核酸の如き化合物および核酸標的配列に結合された分子の検出 を容易にするからである。また、1:のようにして、結合反応体から未結合反応 体を分離すること(例えば、結合イソブソラレンから未結合イソブソラレンを分 離すること)が一層容易である。更に、結合か行われる場合、結合反応体の分離 および単離が実質的に純粋な結合生成物の生成を可能にする。
本発明は種々の条件下て上記の化合物を全ての型の核酸に結合し、それにより核 酸を標識付けすることを意図している。勿論、結合の程度は、特別な化合物、特 別な核酸、および使用される条件に応して変化する。本発明のイソブ′ノラL・ ンの如き・イソブソラレンを使用することの特別な利点は、標識付けかその後の ハイブリダイゼーシ9ンを妨害しないで行い得ることである。
本発明は、1)本発明の方法により合成された標識化合物および2)本発明の方 法により合成された本発明の標識化合物による核酸および核酸標的配列の標識付 けを意図している。
一つの実施態様では、本発明はBIOVIPおよびB[ODMIPを使用して核 酸標的に付加ビオチンを与え、次にその標識核酸をその後の検出工程で使用する ことを意図している。例えば、本発明はBIOVIPまたはBrODMIPをウ ィルスを含むと疑われている血液試料から抽出された全DNAと混合することを 意図している。その混合物の照射はBIOMIPまたはBIOD!1lIPを核 酸に光結合させる。本発明は、その方法の次の工程かウィルスの核酸配列に特異 的な(即ち、相補性の)核酸プローブの使用を伴うことを意図している。これら のプローブは、BIOMIP(またはBIODVIP)で処理された核酸に添加 される。プローブはポリスチレンビーズの如き固体担体に導入することか意図さ れる。ハイブリダイゼーションおよび洗浄後に、固体担体(プローブ/標的−ビ オチン複合体を含む)は結合の検出のだめのシグナル発生系(例えば、アビジン −1(RP複合体)で処理される。
厳密に同様にして、新規化合物FLIJORMIPおよびFLLIORDMIP か標識核酸を与えるのに使用し得る。これらの化合物により、核酸が蛍光技術に より検出し得る。
本発明の光化学標識方法はその他の核酸標識技術よりも利点を有する。第一に、 上記のように、イソブソラレンによる標識付けはその後のハイブリダイゼーショ ンを妨害しない。第二に、光化学標識は全核酸標的配列の標識付けを可能にする 。これはBIO−1,ITP系の如き酵素的標識方法と対照的である。P、 R ,Langerら、Proe、 Nat、 Acad。
Sci、 U、 S、 A、 78:6633(1981)を参照のこと。更に 、酵素的標識付け(例えば、ニックトランスレーション)は通常長さがわずかに 約200の塩基対である標識生成物を生じる。最後に、イソブソラレンによる核 酸の標識付けは反復可能性および低コストの追加の利点を与える。
本発明の標識方法は核酸の性質により制限されることは意図されない。一つの実 施態様では、本発明は、核酸がヒトゲノムDNAおよびヒトRNAより成る群か ら選ばれることを意図している。別の実施態様では、本発明は、核酸配列がウィ ルスDNAの配列およびウィルスRNAの配列より成る群から選ばれることを意 図している。更に別の実施態様では、本発明は、核酸かウィルス核酸、細菌核酸 、菌類核酸、マイコプラズマ核酸および原生動物核酸より成る群から選ばれるこ とを意図している。
Vl、核酸の捕獲 本発明は、本発明の化合物が核酸および核酸配列を標識付けし、捕獲するのに使 用されることを意図している。一つの実施態様では、プローブDNAがDITH rOMIPおよびDrTHrODMIPf7)如き開裂可能なビオチンーイソブ ソラレンと反応させられてビオチニル化(プローブ)DNAを生じる。次に、こ のビオチンーイソブソラレン/核酸複合体はDNAの混合物中の標的DNAにハ イブリダイズされる。ハイブリダイゼーション後に、ビオチン−ブローブー標的 複合体はアビジン−アガロースカラムに通される。アビジン−ビオチン−ブロー ブー標的複合体はカラムに保持され、一方、ハイブリッドされなかった(非標的 ) DNAは洗い流される。洗浄後、ブローブー標的IINAハイブリッドはD rTHIOMIPまたはDITHIODMIPのジスルフィド結合の還元により ビオチンをイソブソラレンから開裂することにより回収される。還元はジチオス レイトールまたはホウ水素化ナトリウムの如き試薬を用いて容易に行われる。
また、本発明はBIOMIPおよびBIODMIPの如き開裂し得ないビオチン ーイソブソラレンによる捕獲を意図している。一つの実施態様では、プローブD NAがBIOVIPまたはBIODMIPと反応させられる。その後のハイブリ ダイゼーション工程、捕獲工程および洗浄工程は開裂可能な化合物に関して記載 されたものと同じである。しかしながら、洗浄後に、本発明は、全プローブ−標 的複合体がビオチン−アビジン相互作用を崩壊する試薬(例えば8Mのグアニジ ニウムクロリド)の添加によりアビジンカラムから除去されるか、または捕獲標 的配列がハイブリダイズされた核酸の変性によりプローブ−標的複合体から特異 的に放出されることを意図している。この最後の操作はカラムに結合されたプロ ーブを残し、標的をカラムから洗い流す。一つの実施態様では、この工程はカラ ムマトリックス内で変性条件を与える溶液(例えば、60%のホルムアミド)に よる溶離により行われる。
■、鋳型依存性酵素的合成の抑制 鋳型として単独で核酸を伴う酵素的合成(例えば、翻訳はポリペプチドをつくる ために鋳型として核酸の使用を伴う)または鋳型および生成物の両方として核酸 を伴う酵素的合成(例えば、複製および転写は核酸を生成するために鋳型として 核酸を使用する)は、以後、“鋳型依存性酵素的合成”と称される。
複製の場合、核酸ポリメラーゼは核酸分子(“鋳型”)を複製して相補性(“娘 ”)核酸分子を生じる。例えば、ε、coliから単離されたDNAポリメラー ゼIは、鋳型鎖にハイブリダイズされたDNAの短いセグメント(“プライマー ”)の3゛末端へのデオキシリポヌクレオシドトリホスフェートの付加を触媒作 用して、前駆体ヌクレオチドの混合物(dATP、 dGTP、 dCTP、お よびdTTP)から出発して鋳型の娘を生じる。この5゛から3′への鋳型依存 性酵素的合成はまた“プライマー伸長“と称される。その反応は鋳型の不在下で は起こらない。一種以上の前駆体ヌクレオチドか標識付けされる(通常、それら は32Pて放射能標識付けされる)場合には、その反応は測定し得る。
鋳型依存性酵素的合成を阻害する幾つかの既知のDNA修飾方法がある。例えば 、E、coliポリメラーゼIは、紫外線により誘発されたピリミジン塩基体( P、 D、 Mooreら、Proc、Natl、Acad、Sci、78:1 10(1981)) 、発癌物質付加物(P、 D、 Mooreら、Proc 、Natl、Acad、 Sci、 797166(1982)) 、およびプ ロフラビン媒介グアニン残基光酸化(J、 G。
PietteおよびP、 D、 Moore、 Photochem、 Pho tobiol、 35 ニア05(1982))のようなりNAの損傷に出会う 前の一本鎖DNAの一〇のヌクレオチドをコピーすることを停止する。
C,M、 Ouら、Biochemistry 17:1047(1978)は 、E、coliからのDNAポリメラーゼIによるDNA複製が共有結合された 8−メトキシブソラレン(8−MOP)または5.7−シメトキシクマリン(D MC)により抑制し得るか否かを研究した。8−MoPはブソラレンであり、D NAを架橋するのに使用された。DMCは、DNAのピリミジン塩基への光付加 に必要なフリル炭素−炭素二重結合を欠くクマリン誘導体である。DMCは架橋 を形成できない。架橋されたDNA(8−MOPで修飾されたもの)は使用され た酵素に関してその鋳型活性の97%を失うことかわかった。
DMCで修飾された(未架橋の)DNAはその鋳型活性のわずかに50%を失っ た。DNAの架橋は鋳型活性の抑制の相違の原因となることか提案された。
J、 G、 PietteおよびJ、 E、 Hears t、 Proc、  Nat 1. Acad、 Sc i、 8o : 554O(1983) は、E、coliポリメラーゼ■が、二本鎖鋳型をニックトランスレーションす る場合に、共有結合プソラレン[4′−ヒドロキシメチル−4,5′。
8−トリメチルブソラレン(H!JT) ]モノ付加物またはイソブソラレン( 5−メチルイソブソラレン)モノ付加物により抑制されないことを報告していた 。しかしなから、その酵素はブソラレン架橋により有効に阻止される。
J、 G、 Piet teおよびJ、 E、 Hearst、 Int、 J 、 Radiat、 Biol、 48 :381(198T) は、E、coliポリメラーゼIが、−重鎖鋳型(−重鎖バクテリオファージD NA)で鋳型依存性酵素的合成を行う場合に、HMTモノ付加物により抑制され ることをその後報告していた。DNA構造(−重鎖対二本鎖)が異なる結果の原 因であるに違いないことが結論された。
G、 Er1csonおよびP、Wollenzien、Analytical  Biochem、174:215(1988)はRNAに関するブソラレン架 橋および逆転写酵素を阻止するそれらの能力を調べた。彼らは、ブソラレン架橋 が鳥類の骨髄芽球症ウィルス逆転写酵素の絶対の停止点であることを報告してい た。
ブソラレンモノ付加物は酵素の抑制を殆ど示さなかった。
これらの実験は、核酸の酵素的合成の阻止がブソラレン架橋で行うことができ、 成る場合には、阻止がブソラレンモノ付加物で行うことができることを示した。
重要なことに、イソブソラレンで酵素的合成を阻止しようとする一つの試みは抑 制を示さなかった。
本発明は、核酸の鋳型依存性酵素的合成が一種以上の“阻害剤”(阻害剤はイソ ブソラレンおよび光生成物より成る群から選ばれる化合物である)で有効に抑制 し得るという驚くべき結果を与える。
先に注目されるように、イソブソラレンは架橋を形成できない。
(“光生成物″は包括的に定義され、そして先に説明された)。
本発明は、A)部位特異的共存結合付加、B)ランダム共有結合付加、およびC )光生成物付加により鋳型依存性酵素的合成を抑制することを意図しており、そ してD)化合物/酵素特異性を明らかにする。
A、部位特異的付加 本発明は、核酸への新規イソブソラレンおよび既知イソプソラレンの部位特異的 結合による鋳型依存性伸長の抑制を意図している。一つの実施態様では、特異的 に配置されたイソブソラ1/ン付加物の構築のための本発明の方法は、互いに相 補性であるか、長さの異なる二つの短いオリゴヌクレオチドで開始する。これら のオリゴヌクし・オチドは1、イソブソラレンと共に、オリゴヌクレオチドか二 本鎖分子として塩基対合されるような条件下に一緒に置かれる。この非共有結合 複合体は照射されてオリゴヌク1ノオ千ドへのイソブソラレン(320−400 nm)またはブソラレン(>380nm)の付加を生じる。照射後に、モノ付加 オリゴヌクレオチドはHPLCまたは変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動(P AGE)により単離される。
もとの短いオリゴヌクレオチドの異なる長さのために、夫々の鎖に特異的なモノ 付加オリゴヌク1.・オチドが単離される。更に、本発明は、短いモノ付加オリ ゴヌクレオチドか結合反応および相補的スプリンl−(副木)分子の使用により 長いオリゴヌクレオチドに付加シ1.得ることを意図している(その長い結合分 子はPAGEにより精製される)。
このような特異的につくられたモノ付加オリゴヌクレオチドは光反応性化合物の 異なる部位特異性を決定するのに仔益であるっ本発明は異なる部位特異性に関し て異なる化合物の使用を意図している。例えば、AMIPはAMDMIPと異な る部位特異性を存する。
B、ランダム付加 また、本発明はイソブソラレンをランダムに付加してイソブノラレンと核酸の共 存結合複合体を生成することを意図している。
ランダムは、特定のイソブソラレンか優先的な配置を示さないことを意味しない 。ランダムは、付加のレベル(一つ、二つまたは三つの付加物、等)か鎖に対し 一つの付加物に限定されないことを意味する。その化合物は多数の部位に接近す る。更に、本発明は、イソブソラレンを混合してランダム付加のための“カクテ ル”をつくることを意図している。ランダムに付加されたカクテルを使用するこ とかでき、この場合、鎖あたりに多数の付加物が所望され、そして優先的な配置 かめられる。本発明は、ランダム付加のために単一混合物およびカクテルの両方 を選択する際に核酸の性質(A:T豊富、AT不充分)か考慮されることを意図 している。
C1光生成物付加 フロクマリンによる核酸の複製の阻止に関する従来の研究は、時間の経過順の工 程l)特定のブソラレン誘導体を用意する工程、2)特別な核酸または一種以上 の核酸標的配列を用意する工程、3)活性化波長の電磁線の存在下でブソラレン を核酸と混合する工程を有する方法により歴史的に先行していた。一つの実施態 様ては、本発明は阻止に対するこの従来の試みからの劇的な逸脱を意図している 。本発明の方法の一つの実施態様では、時間経過の順序は以下の通りである。1 )一種以上のフロクマリン誘導体を用意し、2)一種以上のフロクマリン誘導体 を活性化波長の電磁線に暴露し、3)特別な核酸または一種以上の核酸標的配列 を用意し、4)一種以上の照射フロクマリン誘導体を核酸と混合する。この実施 態様ては、フロクマリンは核酸と混合する前に照射される。この新規な時間経過 の順序の実験上の研究は、フロクマリン光生成物か存在すること、そして光生成 物か鋳型依存性酵素的合成、例えばブラ、イマー伸長を抑制し得ることを立証し た。
一つの実施態様では、本発明はAMDMIP光生成物およびAMIP光生成物( “光生成物カクテル”)を使用してポリメラーゼ活性を阻害することを意図し1 ている。阻害に関する特別な分子機構に制限されないが、阻害は光生成物と核酸 の相互作用のために特異的であると考えられる。一つの実施態様では、本発明の 方法は、a)前照射されたAMIPおよびAMDMIPを用意し、b)一種以上 の核酸標的配列を用意し、モしてC)前照射されたAMIPおよびAMDMIP を一種以上の核酸配列に付加すること(その結果、一種以上の配列かポリメラー ゼにより伸長し7得ない)を含む。再度、特別な分子機構に制限されないが、そ の後の核酸への熱付加を受ける光生成物か生成されると考えられる。光生成物: 核酸複合体はポリメラーゼの鋳3”jとして利用できないと考えられる。
本発明の光生成物カクテルの利点は、標的の不在下で阻害剤を予備生成する能力 を含む。次に光生成物をその方法の適当な時点(例えば、ポリメラーゼ阻害部分 が核酸または核酸配列に付加させるために必要とされる時へ)で用意することか できる。この前照射は、特に熱感受性試薬か阻害のために使用される場合に考え られる。例えば、熱感受性である化合物は幾つかの型の鋳型依存性酵素的合成に 適さない。このような化合物は光活性化の前に熱分解のためにそれらの実用性を 失う。本発明の光生成物阻害の方法の新規な時間経過の順序により、熱安定性の 必要性かなくされる。何となれば、光生成物は予備生成でき、そして熱サイクル の終了時に添加し得るからである。
D、化合物/酵素特異性 本発明は、成る種の化合物/酵素特異性かあることを示唆する結果、例えばイソ ブソラレンかその他のイソブソラレンよりも良好に特別なポリメラーゼを阻害す るという結果を与える。例えば、MIP付加物およびAMIP付加物はTaqポ リメラーゼ、T4ポリメラーゼおよび逆転写酵素によるプライマー伸長を抑制す る。しかしなから、MiP付加物およびAMIP付加物はE、coliポリメラ ーゼまたはフレノウ断片によるプライマー伸長において同じ抑制レベルを示さな い。対照的に、AMDMIP付加物は全てのこれらの酵素によるプライマー伸長 において同じ抑制レベルを示す。
■1.失活 本発明は、その他の用途の中でも、核酸の増幅に関連するキャリオーバー問題を 解決するのに有益である失活方法を意図している。その方法の総合のアプローチ は、キャリオーバーの現象か起こる前に、増幅後の核酸を実質的に増幅不能にす ること(それ故、“増幅後失活“)を伴う。
増幅後失活はキャリオーバーを調節するように設計される。試薬調節を同時に行 ってキャリオーバーが最初の場所に存在しないことを確実にすることが望ましい 。
標的配列は、それらがその他の核酸からえり分けられることをめられている意味 で“標的”であることが先に注目された。増幅技術は主としてこのえり分けのた めに設計されていた。“増幅“は鋳型特異性を伴う複製の特別な場合である。そ れは非特異的鋳壓複製(即ち、鋳V依存性であるが、特異的鋳型に依存しない復 製)と対比されるべきである。鋳型特異性は、本明細畜では、複製の適合性(即 ち、適当なポリヌクレオチド配列の合成)およびヌクレオチド(リボヌクレオチ ドまたはデオキシリボヌクレオチド)特異性とは区別される。
鋳型特異性は酵素の選択により殆どの増幅技術で得られる。増幅酵素は、それら が使用される条件下で、核酸の不均一な混合物中の核酸の特定の配列のみを処理 する酵素である。例えば、Qβレプリカーゼの場合、MDV−I RNAがレブ リカーゼの特異的鋳型である。D、 L、 Kacianら、Proc、Nat 、Acad、5ciUSA 69:3038(1972)を参照のこと。その他 の核酸はこの増幅酵素により複製されない。同様に、T7 RNAポリメラーゼ の場合、この増幅酵素はそれ自体のプロモーターに対してストリンジェント特異 性を有する。M、 Chamb−erlin ら、Nature 228:22 7(+970)を参照のこと。T4 DNAリガーゼの場合、酵素は二つのオリ ゴヌクレオチドを連結せず、この場合には連結接合部でオリゴヌクレオチド基質 と鋳型の間にミスマツチがある。D、 Y、 WuおよびR,B、Wallac e、Genomics 4:560 (1989)を参照のこと。最後に、Ta qポリメラーゼは、高温で機能するその能力のために、プライマーにより結合さ れかつ規定された配列に対して高い特異性を示すことが知られている。高温は、 標的配列とのブライマーハイブリダイゼーションに有利であるか、非標的配列と のハイブリダイゼーションには有利でない熱力学的条件を生じる。PCRTec hnology、H,A、Er1ich(ed、X5tockton Pres s 1989)を参照のこと。
E、coli DNAポリメラーゼIおよびフレノウの如き酵素は特異的酵素で はない。実際に、それらの活性の範囲(温度、pl(、等)内で、それらは無差 別なものである。それらは3′ヒドロキシル残基および突き出している5°鋳型 を露出している短い二本鎖セグメントを育するあらゆる核酸を伸長する。これは 、勿論、これらの酵素が増幅プロトコルに使用し得ないことを言うのてはない。
例えば、これらの酵素は同種核酸と共に使用されて特異的標的を生成し得る。
本発明の失活方法は、失活される核酸を生成する特別な増幅系の性質により制限 されることは意図されない。幾つかの増幅技術は、増幅し、次に標的を検出する というアプローチをとる。その他の増幅技術は標的を検出し、次にプローブを増 幅する。そのアプローチにかかわらず、増幅核酸は新しい反応に持ち越され、続 いて増幅し得る。本発明は、この増幅核酸を、それがキャリオーバーとして持ち 越される前に、失活させることを意図している。
A、一般の失活 成るものは、それが複製し得なくされる場合に“失活される”。
“失活(sterilization)”という用語は典型的には生きている生 物のみに関係して適用されていたが、本明細書ではポリヌクレオチドの生体外増 幅プロトコルに適用されることが意味され、この場合、鋳型ポリヌクレオチドは 発芽種子の性質に於いてそれの更なる繁殖のために機能する。
失活“感度”は、操作上定義される用語である。それは“失活方法“および鋳型 (または生物)を測定するのに使用される特別な検出方法のみに関係して定義さ れる。失活感度は、成る失活方法および規定された検出アッセイで測定可能なシ グナルを生じる発芽種子(例えば、生存可能な細菌細胞またはポリヌクレオチド 鋳型)の数である。
“失活方法”か“失活”を得ることができるか、否かを理解するために、特別の 例を考えることが存益である。培養菌のアリコートが新しい培養プレートに移さ れ、そして増殖させられる場合に、成る期間後に検出できない場合に、培養菌は 失活されると言われる。その期間および増殖条件(例えば、温度)は“増幅ファ クター“を規定する。この増幅ファクターは、検出法(細菌コロニーの外観に関 する培養プレートの目視検査)の限界と共に、失活方法の感度を規定する。最小 数の生存可能な細菌が、シグナルが検出できるためにプレートに塗布される必要 がある。最適の検出法では、この最小数は1個の細菌細胞である。準最適の検出 法ては、シグナルが観察されるように塗布される細菌細胞の最小数は1より非常 に大きくてもよい。検出法は“閾値“ (この値より下では、“失活方法”は完 全に有効であることが明らかであり、この値より上では、“失活“は実際にわず かに部分的に有効である)を測定する。アッセイの増幅ファクターと、検出法が 規定する閾値の間のこの相互作用を説明することができる。表4を参照して、細 菌細胞か二つの異なる組の条件下でプレートに塗布される。
一つの場合には、増殖条件および時間は、10’の全増幅が生じたようなもので ある。他の場合には、増殖条件および時間は、108の全増幅が生じたようなも のである。
(本頁以下余白) 表4 プレートに塗布された 増幅ファクター生存可能な細菌細胞数 10’ 10’ 10’ 10“ 107 増幅後の細菌細胞数−一++十 検 出(+/−) 10’ 10@l(1” 10” 10” 増111ai後)細菌細胞数++  +++ +++ +++十検比検出/−)その検出法は目視検査であるように任 意に選ばれる。検出できるシグナルは増幅後に実際に存在する細菌細胞の数に比 例する。計算目的のため、検出閾値は10’の細胞であるようにとられる。10 6より少ない細胞が増幅後に存在する場合には、細胞コロニーは目視て検出てき す、失活方法は有効であることが明らかである。10’の増幅ファクターおよび 10’の検出閾値と仮定すると、失活感度限界は100の細菌細胞である。失活 方法が行われた後に100より少ない生存可能な細菌細胞か細菌培養液の最初の アリコート中に存在した場合には、その培養菌か失活されることが明らかである 。
また、時間および増殖条件が108の増幅を可能にした場合には、失活感度限界 (同じ検出閾値と仮定する)は1の細菌細胞である。
最後の条件下で、失活方法は、失活が完全であることが明らかであるためには全 ての細菌細胞が実際に複製できないように充分にストリンジェントである必要が ある(即ち、失活方法は失活を生しることを要するが、かなりの失活を生じるこ とを要しない)。
B、潜在的なキャリオーバーの失活 核酸の失活方法の感度限界を測定する場合には、検出閾値および増幅ファクター の同じ考慮か存する。再度、“失活”は、核酸か複製し得なくされ、詳しくは増 幅し得なくされることを意味する。
本発明の増幅後失活方法は核酸を実質的に増幅し7得なくする。っ一つの実施態 様では、増幅後失活方法は増幅核酸を増幅し得なくするが、検出可能にする。更 に別の実施態様では、本発明の増幅後失活方法は、生じた増幅可能な核酸のキャ リオーバー分子の数か充分に小さく、その結果、その後の増幅で、増幅生成物か 試料中の真の標的の存在を反映することを意図している。好ましい実施態様では 、本発明の増幅後失活方法は標的配列の増幅セグメントを実質的に増幅し得なく するか、キャリオーバー現象の前に検出可能にする。
本発明の増幅後失活方法は核酸の性質により制限されることか意図されない。増 幅後失活方法は全ての形態の核酸(DNA、 mRNA、等)を実質的に増幅し 得なくすると考えられる。
“鋳型”は、核酸か一種以上の標的配列の一種以上のセグメントを含む状況、お よび核酸か標的配列を含まない(それ故、標的配列のセグメントを含まない)状 況の両方を包含する。また、″鋳型”は、核酸が一種以上のvi製可能なプロー ブを含む状況、および核酸か複製可能なプローブを含まない状況の両方を包含す る。鋳型か増幅に使用され、そして増幅か行われる場合には、“増幅生成物“か ある。“鋳型”は、標的またはプローブか存在しない状況を包含するので、″増 幅生成物“は、増幅された標的またはプローブか存在しない状況を包含する。
本発明は、“失活用化合物“および“失活用化合物′を使用する方法を提供する 。“失活用化合物゛は、本発明の失活方法により核酸を処理するのに使用される 場合に、核酸か実質的に増幅し得なくされ、即ち、実質的に失活されるようなも のと定義される。
本発明の好ましい失活用化合物は活性化化合物である。
本発明は、核酸かこれらの方法および化合物により実質的に増幅し得なくされる という理論に制限されることを意図していないが、失活かl)核酸の修飾、また は2)増幅酵素それ自体の阻害により生じることか推測される。再度、いかなる 機構にも制限されないか、核酸の修飾か失活用化合物で生じる場合にはそれかお そらく起こることか予測される。何となわば、これらの化合物は増幅核酸と反応 して塩基に対して充分な付加物(即ち、充分な“修飾密度”)を生じ、その結果 、統計上、全ての鎖か1)増幅用鋳型として一本鎖の形態の変性核酸のその後の 使用または2)二本鎖形態の核酸の一本鎖への解離を妨げられ、それにより、そ れがその後の増幅の鋳型として作用するのを防止するからである。一方、増幅酵 素の直接の阻害が生じる場合には、それがおそらく起こることか予測される。何 となれば、失活用化合物か1)疎水性および親水性の相互作用、または2)立体 障害により作用するからである。
核酸を修飾する失活用化合物の場合には、核酸(DNA、 mRNA、等)と失 活用化合物の相互作用か増幅酵素に実際の標的配列とキャリオーバー核酸とを区 別させることか好まし2く、その結果、増幅核酸かその後の増幅にキャリオーバ ーとして持ち越される場合には、それは増幅されない。
C1選択的失活 本発明の失活方法は、キャリオーバー問題に関係なく、増幅と連係するのに育苗 であることか更に考えられる。一つの実施態様では、核酸の混合物に関して、増 幅し得なくされることか所望される核酸か実質的に増幅し得なくされるか、増幅 可能のままであることか所望される核酸(以下、“ジェルタート核酸“と称する )か増幅可能のままであるような選択的な方法て失活が行われることか考えられ る。本発明は、この選択的失活(およびその後の選択的増幅)について三つの一 般のアプローチを意図している。
第一に、本発明は活性化化合物、特に光反応性の活性化化合物の部位特異性を利 用することを意図している。このアプローチでは、核酸に対して既知の部位特異 性(例えば、TpA部位特異性)(または部位優先性)を有する活性化化合物が 選ばれる。部位特異性はジェルタート核酸の配列の知識により選ばれることか好 ましい。このようにして、活性化化合物が非失活修飾密度でジェルタート核酸に 結合する (または全く結合しない)か、失活修飾密度で残りの核酸に結合する ような部位特異性を選ぶことかできる。
第二に、本発明は、核酸との結合のために幾つかの活性化化合物の特異な二次お よび三次の構造上の要件を利用することを意図している。この場合、ジェルター ト核酸は、残りの核酸と異なる二次構造または三次構造を有する必要がある。ジ ェルタート核酸に欠けている二次構造または三次構造を必要とする活性化化合物 か選ばれ、そして核酸混合物に添加される。その活性化化合物は非失活修飾密度 でジェルタート核酸と結合し、失活修飾密度で残りの核酸と結合する。
最後に、本発明は多重増幅プロトコルに於ける多重失活を意図している。第一増 幅か第一ポリメラーゼにより行われ、続いて第二増幅か第二ポリメラーゼにより 行われるような多重増幅系か示唆されていた。例えば、第一増幅は第二増幅の酵 素のためのプロモータ一部位を導入するのに使用し得る。Mullisら、Co 1d SpringsHarbor Symposia、 Vol、 Ll、  p263 (1986)並びにG、 J、 Murakawaら、DNA7:2 87 (1988)を参照のこと。これらの多重増幅系への失活アプローチに於 いて、本発明は活性化化合物、特に光反応性活性化化合物の特異なポリメラーゼ 特異性を利用する。核酸に結合された場合に、第一増幅で第一ポリメラーゼによ る増幅を抑制するか、第二増幅で第二ポリメラーゼを抑制しないような第一活性 化化合物か選ばれる。増幅後失活は、この第一活性化化合物による第−増幅後に 行われる。このようにして処理された増幅核酸は第一ポリメラーゼにより増幅さ れないが、第二ポリメラーゼにより増幅し得る。その後、増幅後失活は、第二活 性化化合物(これは、核酸に結合された場合に、第二ポリメラーゼによる増幅を 抑制する)による第二増幅の後に行い得る。
D、失活のための活性化化合物の選択 上記のように、本発明の好ましい失活用化合物は活性化化合物である。第3図は 、活性化化合物が失活用化合物としての使用のためにスクリーニングし得る方法 を略図で示す。四つの“失活方法”が、夫々の方法の潜在性の反応体か増幅系に 添加される時屯と共に示される(増幅系は全ての増幅方法、例えば、標的増幅ま たはプローブ増幅を包含すると考えられる)。
失活方法は下記の時間の経過類の工程からなる。
方法■、活性化化合物を添加し、次に試料を増幅し、続いて活性化化合物の活性 化(“トリガー“)を行う。
方法■I:試料を増幅し、次に活性化化合物を添加し、続いて活性化化合物の活 性化(“トリガー”)を行う。
方法III:前活性化した(“トリガーした″)活性化化合物を添加し、次に試 料を増幅する。
方法I■、試料を増幅し、次に前活性化した(“トリガーし7た”)活性化化合 物を添加する。
一般的な場合には、活性化化合物は活性形態に“トリガーされる”。この形態は その系に失活活性を与える。必要とされるトリガーの型は失活用化合物の性質に 依存する。例えば、熱反応性化合物は、正確な温度を与えることによりトリガー され、一方、光反応性化合物は、適当な活性化波長の電磁線を与えることにより トリガーされる。第3図の充分な考慮は、活性化化合物が潜在性の失活用化合物 として分析されることを可能にし、その適当な適用方法を規定する。
新規化合物(“X”)は可能性のある失活用化合物として評価し得る。Xは最初 に方法Iの工程Aで評価される。工程Aでは、Xか増幅の前に試料調製工程中に 試料に添加される。増幅法が行われ、増幅生成物の収率がXを使用しないで増幅 された同し試料と比較される。増幅収率が両方の試料で同様である場合には、X の失活活性は方法rの工程Bて評価される。工程Bては、増幅が起こった後に、 適当な“トリガー”が発射されてXを活性化する。
例えば、Xが熱試薬である場合には、適当な温度が与えられて活性化形態の化合 物(X”・一般的に活性化されたX)を生じる。
次に、増幅生成物に関するXoの失活効果が、処理後の増幅生成物の再増幅によ り測定される。許容できるレベルの失活が実現される場合には、別の評価が行わ れて修飾標的分子のその後の検出に関してXoにより与えられた修飾の効果を測 定する。このようにして、方法■の失活試薬としてのXの有効性およびその後の 検出フォーマットと修飾増幅標的の適合性の両方か評価される。
また、Xは方法■、工程Aで増幅方法を抑制することがある。
このイベントでは、Xは方法■で有効に使用できない。その後、Xは方法[1の 失活試薬として評価される。方法IIでは、増幅、化合物添加およびトリが−の 時間的順序が方法■に対して変化される。方法IIでは、Xが添加され、続いて 増幅され、それにより方法Iで検出される増幅抑制を避ける。この方法ては、増 幅生成物に関するXoの失活効果が、増幅に関するXの負の効果とは独立に測定 し得る。方法11の失活活性の評価は方法I、工程Bと同じ方法で行われる。
失活のためにXを使用する二つの別の方法は、方法IIIおよび方法IVである 。これらの方法の両方に於いて、Xは試料への添加の前にトリガーされてXlを 与える。次に、X#が増幅の前(方法II+)またはその後(方法Iv)にその 系に添加される。
方法IIIては、Xoが与えられて、次に増幅の前に試料に添加されてもよい。
Xが光反応性化合物である場合には、X9は活性化波長の電磁線への光反応性化 合物の暴露の生成物である。増幅がこの生成物で抑制される場合には、活性化波 長の電磁線へのXの暴露か光生成物を生じると疑うことが妥当であり得る。
方法IVでは、Xoが与えられて、次にその系に添加され、続いて増幅され、そ れにより、増幅法との適合性の問題を避ける。X。
は、方法+Vに従って与えられ、使用される場合に、熱活性化されようと、また は光活性化されようとも、一つ以上の機構により有効な失活を与えることができ る。Xoは、その系の増幅標的、非核酸成分、またはその両方と反応し得る。
表5は、以上のことを要約する。
第3図で注目されるように、増幅後失活に適した活性化化合物の選択はまた使用 される検出法に一部依存する。検出操作か増幅核酸配列によるハイブリダイゼー ション工程を伴う場合には、増幅配列は利用可能でハイブリッド形成可能である ことか所望される。即ち、それらは不可逆的に二本鎖を形成すべきではない。検 出操作がハイブリダイゼーションを伴う必要がない場合(例えば、標識核酸前駆 体のとり込み、またはビオチニル化プライマー(これらはその後検出される)の 使用)、増幅配列は通常二本鎖のままであり得る。失活の好ましい方法では、失 活操作により生じた修飾がその後の検出工程を妨害しないことが所望される。増 幅標的配列に対する増幅後修飾の場合、標的分子の増幅セグメントのハイブリダ イゼーションまたは検出に影響がないことが好まし表5 可能性のある失活試薬の評価 方法/工程 糀愚° 説明7次の工程 1/A +ampl 化合物は増幅と適合性である/方法I、工程Bで評価する r/A −ampl 化合物は増幅と不適合である/方法II、工程AおよびB で評価する 1/A+B +5ter 化合物は方法■て有効な失活試薬である/検出を評価 する 1/A+B −5ter 化合物は方法Iで失活試薬として有効てはない/方法 II、 IIIおよびIVて評価する If +5ter 化合物は方法ITで失活に有効である/検出を評価する II −5ter 化合物は方法11で失活試薬として有効でではない/方法I IIおよびIVで評価するIII −ampl 化合物は方法IVで有効であり 得るIII +ampl 化合物は増幅と適合性であるが、定義により失活に有 効ではない IV +5ter 化合物は方法!■で有効な失活試薬である/検出を評価する IV −5ter 化合物は方法IVで失活試薬として有効ではない * +/−ampl=増幅を抑制した/増幅を抑制しなかった+7−ster= 失活有効/失活無効 環境因子は特に試料調製において重要な考慮事項である。好ましい化合物は、通 常の実験室/臨床環境(このような環境中に見られる通常の白熱または蛍光照明 を含む)に対する感受性または毒性のための特別な取扱を必要としない。使用者 に毒性であり、且つ/′または部屋の光に敏感である化合物は、使用のために特 別な環境を特徴とする特別な環境は、本来、そのアッセイを更に煩雑、複雑1= シ、従って更に誤動作を受けやすくする。このようなアッセイのための支持装置 は同様に更に複雑になる。
増幅核酸は、それらか失活されるまで環境に暴露されないことか所望されるので 、本発明の好ましい実施態様は失活のために光反応性化合物の使用を意図してい る。先に注目されたように、“光反応性化合物”は、適当な波長の電磁線に応答 して化学変化を受ける化合物と定義される。光反応性化合物は、反応容器を開け ないで(適当な反応容器か使用される場合)、失活を可能にするという利点を有 する。更に、増幅核酸の修飾かその後の工程を妨害しないことか所望されるので 、本発明は検出を妨害し、ない光反応性化合物の使用を意図している。
(重置以下余白) 好ましい実施態様では、本発明は、閉鎖系(すなわち増幅核酸は修飾されるまで 外界にさらされない)において、増幅および失活することを意図する。1つの実 施態様では、本発明は増幅の間、光反応性化合物か反応混合物中に存在すること を意図する。この方法では、失活化合物を導入するために反応容器を開く必要は ない。
閉鎖容器内で光反応性化合物を使用するには、適切な波長の十分な光か容器を通 過することか必要である。それ故、試料を照射するために、光器具を本発明と連 係して使用しなければならない。上記のように(’ Il、光活性化デバイス″ ′)、これらの特徴を備えた器具か本発明により意図される。
一般に、本発明の失活方法は、a)反[t、成分どして、l)核酸、11)増幅 試薬、1ii)1以上の増幅酵素、1v)1以上の失活化合物、およびV)反応 物を収容する手段を、いずれかの順序で供給する;b)前記の反応物収容手段に 、いずれかの順序で、前記核酸ど前記増幅試薬を加え、反応混合物を作る:そし てC)前記反応混合物に、時間的順序の条件熱して、i)前記の1以上の増幅酵 素と、11)前記の1以上の失活化合物を付加する;ことから成る、核酸を処理 するための方法である。
好ましい実施態様では、失活は、連続工程:a) i)1以上の光反応性化合物 、自)核酸、1ii)増幅試薬、1v)1以上の増幅酵素、およびV)反応物を 収容する手段を、いずれかの順序で供給すること、b)前記の反応物収容手段に 、いずれかの順序で、1以上の光反応性化合物、核酸、および増幅試薬を添加し 、反応混合物を作ること、c)前記の1以上の増幅酵素を前記反応混合物に添加 すること、そしてd)前記光反応性化合物を光活性化するために適切な波長の電 磁線を用いて前記混合物を処理すること:から成っている″増幅試薬′は、核酸 と増幅酵素以外の増幅に必要な試薬(プライマー、デオキシリポヌクレオシト用 ・リホスフエート、等)として定義される 。1つの実施態様ては、収容するた めの手段は反応容器(試験管、マイクロウェル等)である。
もう1つの実施態様では、失活は連続工程a)i)1以上の光反応性化合物、1 1)核酸、1ii)増幅試薬、1v)1以上−の増幅酵素、およびV)反応物を 収容する手段、をいずれかの順序で供給すること。
b)前記の反応物収容手段に、前記核酸と前記増幅試薬を添加し、その後1以上 の増幅酵素を加えて反応混合物を作ること、C)前記の1以上の光反応性化合物 を前記反応混合物に添加すること、d)前記光反応性化合物を光活性化するため に、適切な波長の電磁線を用いて、前記混合物を処理すること:から成っている 。
種々の実施態様により、光反応性化合物、増幅試薬、核酸および増幅酵素の混合 は、いずれの順序でもてきると説明しているか、光反応性化合物は、増幅の開始 前に添加するのが好ましい(注・増幅試薬と核酸を含む反応混合物に増幅酵素を 添加すると増幅か開始される)。本発明の方法は、増幅核酸を検知する追加工程 を有することかできる。
1つの実施態様では、光反応性化合物はブソラレンおよびイソブソラレンから成 る群から選ばれる。好ましい光反応性化合物はイソブソラレンである。1つの実 施態様では、イソブソラレンのカクテルを使用する。もう1つの実施態様では、 イソプソラレンは、5〜メチルイソブソラレン、5−ブロモメチルイソブソラレ ン、5−クロロメチルイソブソラレン、5−ヒドロキシメチルイソブソラレン、 5−ホルミルイソブソラレン、5−ヨードメチルイソブソラレン、5−へキザメ チレンテトラアミノメチルイソプソラレン、5−アミノメチルイソプソラレン、 5−N−(N、 N’−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン)−メチルイソブ ソラレン、5−N−[N、−N ’−ジメチルー(6−[ビオチンアミド]−へ 、キサノエー11.6〜ヘキサンジアミン])−メチルイソブソラレン、5−N −[N、N’−ジメチル−N’ −(2−(ビオチンアミド)−エチル−1,3 −ジチオプロピオネート)−1,6−へヤザンジアミン1−メチルイソブソラレ ン、5−N−[N、N’−ジメチル−N′−(カルボキン−フルオレセインエス テル)−1,6−ヘキサンジアミン)−メチルイソブソラレン、およびその放射 能標識誘導体、から成る群から選ばれる。さらにもう1つの実施態様では、イソ ブソラレンは、4.5′−ジメチルイソブソラレン、4′−クロロメチル−4, 5’−ジメチルイソブソラレン、4′−ブロモメチル−4,5’−ジメチルイソ ブソラレン、4′−ヒドロキシメチル−4,5′〜ジメチルイソブソラレン、4 ′−ホルミル−4,5′−ジメチルイソプソラレン、4′−フタルイミドメチル −4,5′−ジメチルイソブソラレン 、4′−アミノメチル−4,5′〜 ノ メチルイソブソラレン、4′−ヨードメチル−4,5′−ジメチルイソブソラレ ン、4’ −N−(N、N’−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン)−メチル −4,5′−ジメチルイソブソラレン、4’ −N−[N、 N’−ジメチル− N’ −(6−(ビオチンアミド)−/\キサノエート)−1,6−ヘキサンジ アミン1−メチル−4,5’ ジメチルイソプソラレン、4’ −N−EN、  N’−ジメチル−N′−(2−(ビオチンアミド)−エチル−1,3−ジチオプ ロピオネート)−1.6−ヘキサンジアミン1−メチル−4,5′−ジメチルイ ソブソラレン、4’ −N−[N、 N’−ジメチル−N’ −(6−カルボキ シフルオレセインエステル)−1,6−ヘキサンジアミン)−メチル−4,5′ −ジメチルイソブソラレン、およびその放射能標識誘導体、から成る群から選ば れる。
本発明の方法による、キャリオーバーを制御するための好ましい化合物はイソブ ソラレンであるが、本発明は、ブソラレンを用いた失活も同様に意図する。1つ の実施態様では、線状フロクマリン4′−アミノメチル−4,5’ 、 8−) リメチルプソラレン(AMT)を増幅後失活試薬として使用する。
本発明は、失活のために光生成物の使用を意図する。この実施態様では、失活は 連続工程:a)i)光生成物、li)核酸、1ii) 増幅試薬、iv) ]以 上の増幅酵素、およびV)反応物を収容するための手段を、任意の順序で供給す ること、;b)前記反応物収容手段に、任意の順序で、前記核酸と前記増幅試薬 を添加し、反応混合物を作ること:C)前記反応混合物に前記の1以上の増幅酵 素を添加すること;そしてd)前記光生成物を前記反応混合物に添加すること: から成っている。
この実施態様において、光生成物は増幅の前に作られるか増幅後に導入される。
もう1つの実施態様では、光生成物は増幅後に作られ、そして増幅後に導入され る。それ故、光生成物は、増幅核酸との混合前の任意の時点に作られる。しかし ながら、両方の実施態様において、光生成物は増幅の間は、反応混合物中に存在 しない。
光生成物は、手動で、またはオートメイションシステムにより供給及び添加の両 方をすることができる。例えば、光生成物を反応容器中の区画室で作り、区画室 から導入することか意図される。区画室は、管理された方法で可動の遮断壁(例 えば、膜)により残りの容器から分離されている。可動遮断壁アプローチでは、 [光反応性化合物を封入した区画室の付いた]反応容器全体を適切な波長の電磁 線にさらすことにより、光生成物が作られる。光生成物を添加しようとする場合 は、次に、遮断壁を移動させ、そして新しく形成された光生成物を、増幅生成物 に付加する。
もう1つの実施態様では、光生成物を第一の反応容器内で別個に作り、次いで、 第二の反応容器を開かないで、核酸を入れた第二の反応容器に注入する。注入は 小さな針により行う;所望により、針は容器の側壁に常置して固定することがで きる。
さらにもう1つの実施態様では、光生成物を第一の反応容器で作り、核酸を入れ た第二の反応容器にピペットで分注する。他の配置が可能であるが、第一の反応 容器と第二の反応容器を収容するのに十分大きい、機械のハウジングで、オート メーション方法でピペットでの分注を、実施することが好ましい。ハウジングが 、反応容器を開いている間の、あらゆるキャリオーバーを封入するのに役立つ。
光生成物を利用する失活方法は、検知工程のような付加工程を含む。1つの実施 態様では、検知工程は増幅標的の検知を含む。
もう1つの実施態様では、検知工程は、増幅プローブの検知を含む。
E、ポリメラーゼ・チェイン・リアクション1つの実施態様では、本発明はPC Rに伴うキャリオーバーの制御を意図する。この実施態様は、広義にはPCRか らの標的の増幅機失活“または” PCR後′と称される。この意味において、 ′標的配列9とは、PCRに使用したプライマーが結合する核酸の領域として、 さらに定義される。′セグメント“は、標的配列内の核酸領域として、定義され る。上記のように、増幅のために調製された試料が、増幅され得る標的配列のセ グメントを含んでいても、いなくても、本発明は、失活を意図する。増幅され得 る標的配列のセグメントが存在しても、しなくても、’ PCR生成物 ″か存 在する。定義のためには、’ PCR生成物″とは、変性、アニーリング、およ び伸長のPCR工程が2サイクル以上完了した後、結果として生じる化合物の混 合物を指す。’ PCR生成物′は、1以上の標的配列の1以上のセグメントの 増幅があった場合と、増幅がなかった場合の両方を含む。
PCR増福を含む一般的核酸スクリーニングプロトコールを、図4で模式的に説 明する。工程は、1)試料の調製、2)増幅、および3)検知として広く特徴付 けられる。図4の下側の時間を表す線は、本発明方法の好ましい実施態様による 、a)失活用化合物の添加、およびb)失活用化合物の活性化のための、時間的 配列を模式的に例示したものである。
増幅サイクルは’ PCR試薬“を必要とする。″PCR試薬″とは、ここでは 、ポリメラーゼと鋳型以外の、増幅を実施するために必要な全ての試薬として定 義される。PCR試薬は、通常、緩衝液中の核酸前駆体(dCTP 、 dTT P等)とプライマーを含む。K、B、 Mullis et al、、米国特許 第4.683.195号、および同第4.683.202号を参照されたい。両 者を参照によりここに引用する。
PCRはポリヌクレオチド増幅プロトコールである。観察される増幅因子は、生 じたPCRのサイクル数(n)と各サイクルでの複製効率(E)に関係し、複製 効率は各サイクルにおけるブライミングおよび伸長効率の関数である。増幅は、 高濃度のPCR生成物かできるまでは、E″形式従うことが観察されている。こ れらの高濃度(およそ10−”M /l)では、複製効率が急激に低下する。お そらくこれは、短いオリゴヌクレオチドブライマーが、PCR生成物のより長い 相補鎖により置き換えられたためである。10−”M以上の濃度では、プライミ ング反応中に互いを見い出す2つの相補的PCR増幅生成物鎖の反応速度が充分 速くなるので、PCR手順の伸長工程の前、あるいはそれと同時にそれらが生じ る。このことは、結局ブライミング効率の低下となり、そしてそれ故、サイクル 効率の低下となる。PCRサイクルを継続すると、PCR生成物分子の増加が次 第に減衰する。PCR生成物は結局、平坦濃度に到達する。
表6には、出発標的分子(初期コピー数)の広範囲の関数として作られた、PC Rサイクル数のPCR生成生成物−数する関係を示しである。増幅効率は、本発 明方法を、5K38/5K39プライマーを用いたHIV系に使用したときに測 定した値、サイクルあたり1.85とした。表6は、PCR反応を体積100u lで行ったときに観察されるPCR生成物濃度を含む。影を付けた部分は、10 −”M/1以上のPCR生成物が生じる条件を示す。これらの影を付けた部分で は、PCR生成物が平坦段階に近づいていると思われる。PCR生成物の存在を 検知するために使用するハイブリダイゼーション検定のシグナル(CPM)も又 、表6に示す。このシグナルは、′!P標識プローブ(3000Ci/mM)が 、PCR反応混合物100μmの20μmアリコートに対して10%のハイブリ ダイゼーション効率を有することを基準にして計算する。
(重責以下余白) 表6 ”lugゲノムDNA いかなる特定の理論によっても限定されないか、プライマー配列か結合する標的 配列のセグメント内のPCR標的配列トに、付加物が存在する場合は、PCR方 法の伸長工程か、PCR方法の後続のサイクルで複製され得ない末端切断型の相 補的績をもたらすことを本発明は意図する。上述のように(″V、鋳型依存性酵 素的合成の阻害“)、DNAポリマーに結合しているイソブソラレンはTaqポ リメラーゼ伸長反応の停止を表す。1つの実施態様では、出発標的分子分画を、 Taqポリメラーゼを用いたPCR方法によって増幅不能とするのに、このよう なイソブソラレンが有効であることを、本発明は意図する。重大なのは、一部の 標的分子か光化学修飾方法による修飾を免れた場合は、失活プロトコールが不十 分になることてあろう。この方法は、その性質から、統計的方法である。この方 法は、DNA鎖あたりの付加物の平均数(a)を測定する点に特徴がある。全て の鎖か、鎖あたりa個の付加物を有するとは限らない。付加反応がポアソンの統 計学に支配される場合は、平均a個の修飾を有する分子の大集団中のn個の修飾 を有する分子フラクションは、f 、 (n)により与えられる(表7を参照) 。
分子フラクション、f 、 (0)は修飾かなく、それ故、失活されないと考え られる。
(重責以下余白) 表7 失活に適用したポアソン統計学 3 0.050 5.OX 10’ 4 0.018 1.8 X 10’ 5 0.007 6゜7XlO’ 6 0.0025 2.5 X 1.037 0.0009 9.I X202 8 0.0003 3.3 X 1029 0.00012 1.2 X 10 210 0.000045 45.0 11 0.000017 17.0 +2 0.0000061 6.1 13 0.0000023 2.2 14 0.00000083 .8 15 0.00000030 .3 16 0.00000011 .1 17 0.00000004 0.04a =鎖あたりの平均付加物数 f、(0)=−あたりの平均付加物数がaであるときの、付加物aの鎖のフラク ション Nf、(0)=f、(0)全体で101分子(N=10’)として計算した非失 活分子数 表7は、鎖あたり平均a個の修飾が存在する場合、期待されるDMA鎖の非失活 フラクションを評価する。aの全ての値に対して、修飾のない分子のフラクショ ンは小さいが、失活が多数の分子(N)に適応された場合は、非失活分子の期待 数は大きい。例えば、キャリオーバーがlO“生成物鎖から成る場合は、PCR 生成物の鎖あたり平均6個の有効付加物があると、2.5 XIO”個の非失活 標的分子が期待されることを、表7は示す。有効付加物とは、プライマー配列が 結合している標的分子のセグメントに生じる付加物である。HIV系では、これ は115−mer標的分子上のプライマー配列の間の56塩基の長さのセグメン ト中の6個の付加物に相当する。有効付加物のこの値は、9.3塩基あたり1個 の付加物の平均修飾密度に相当する。
平坦濃度I Xl0−”MのPCR生成物を含むPCR試料混合物100μlは 、6 XIO”の相補的PCR生成物鎖を含む。この試料を、非失活性標的分子 の期待数かIより小である水準まで失活させるには、f、(0戸6 XIO”が 1より小である必要かある(ここては、″失活標的分子″とは、少なくとも1個 の付加物を含む標的分子を意味する)。表7のデータを発展させ、反応体積を1 00ul と仮定することにより、失活の統計的見地では、PCR生成物の鎖あ たり28個の付加物で、この失活水準を達成するのに充分であると予想される。
PCR手法により作られる標的鎖の数が増加または減少する場合は、この失活水 準を達成するために必要な、鎖あたりの付加物の平均数は、それに応じて変化す る。生成物の平坦濃度(6xlQl+分子)に達した8m15−mer系ては、 平均修飾密度か2塩基あたり1個の付加物に増加するときに、この失活水準か生 しる(鎖あたり28個の平均有効付加物)。
修飾密度の変化が、異なる光反応性化合物の使用、または同じ光反応性化合物を 一異なる濃度で使用することを介して期待できる。特に、同じ光化学剤を、より 高濃度で使用し、その光学的特性が共有結合を強化するデバイスからの活性光線 を照射して光化学剤を結合させることにより、修飾密度の増加が期待される。
一定した修飾密度の場合は、失活感度限界を改善する別の方法かある。失活感度 の重要な統計的パラメーターは、PCR鎖あたりの平均付加物数である。PCR プライマーを慎重に選ぶことにより、PCR生成物の長さを変えることができ、 そしてそれ故、鎖あたりの付加物の平均数を変えることができる。表8は、2つ の異なる修飾密度に対する、この効果を説明する。ケースAでは、5塩基あたり 1個の付加物の修飾密度と仮定する。このような条件下で、200塩基長のPC R生成物オリゴヌクレオチドは鎖あたり約30の有効付加物をもつはずである。
この水準の修飾では、100μ1PCR反応チューブ中に1未満のPCR生成物 分子が、鎖あたり付加物を全くもたないと期待され、そしてそれ故、本質的に反 応チューブ中の全ての分子が失活されると期待されるであろう。表8のケースB は、修飾密度が9塩基当たり1個の付加物に低下する状況を考察する。これらの 条件下で、同様の失活水準に達するには、PCR生成物は、それぞれの組上に充 分数の有効付加物を存在させるために、少なくとも300塩基の長さである必要 がある。
(装置以下余白) 表8 PCR生成物の長さの関数としての 非失活性標的分子の期待数 ケースA:(5塩基あたり1個の付加物)PCR生成物 ネ平均有効 6 XI O”出発分子の長さ 付加物/鎖 あたりの非−失活分子300 50 <<1 本有効であるためには、プライマーが結合するPCR生成物のセグメント内に、 付加物が存在しなければならなし)。計算の目的のために、プライマーの長さは それぞれ25塩基とした。
実験 以下の実施例は、本発明のいくつかの好ましい実施態様と見地を説明するために 役立ち、その範囲の制限と解釈されるべきでない。
以下の実験の開示において、以下の略字を適用する: eq (当量):M(モ ル濃度); 8M(マイクロモル濃度);N(規定);mol (モル); m mol (ミリモル):μm01(マイクロモル); nmol (ナノモル) ;gm(グラム);mg(ミリグラム): Mg(マイクログラム):L(リッ トル);ml(ミリリットル); μl(マイクロリットル);cm(センナメ ートル)5市(ミリメートル); μm(マイクロメートル);nm(ナノメー トル); ℃(摂氏の度)、C!(キュリー);n+p(融点); m/e ( イオン質量);MW(分子量);OD(光学密度);EDTA (エチレンジア ミン四酢酸);I XTE (緩衝液:10mM )リス/1mM EDTA、  pH7,5); l XTaq (緩衝液: 50mM KCL 2.5mM  MgC1,,10mM1−リス、pH8,5,200ug/mM ゼラチン) ; C/M (クロロホルム/メタノール); C/E/T (クロロホルム/ エタノール/トリエチルアミン); C/B/A/F (クロロホルム/n−ブ タノール/アセトン/蟻酸); DMF (N、N−ジメチルホルムアミド); PAGE (、ポリアクリルアミドゲル電気泳動);LIV(紫外線);V(ボ ルト);W(ワット);mA(ミリアンペア); bp (塩基対); CPM  (1分間あたりのカウント数): DPM (1分間あたりの崩壊); ’r t、c C薄層クロマトグラフィー): HPLC(高圧液体クロマトグラフィ ー’): FABMS (高速原子ボンバード質量分析−Kratos MS  50計器で得たスペクトル−Kratos Analytical、英国、マン チェスター);EIMS (エレクトロン衝撃質量分析−AEI MS−12S 質量分析計で得られたスベク1゛ルーAs5ociated Electric  Industries 、英国、マンチェスター);NMR(核磁気共鳴;室 温で、200 MHzまたは250 Ml+2フーリエ変換分析計のいずれかで 得られるスペクトル); Aldrich (Aldrich Chemica l Co、、ライスコンシー州、ミルウォーキー); Baker (J、T、 Baker 、テネシー州、ジャクソン); Beckman (BPckma n Instrument、カリフォルニア州、サンラモン);BRI、(Be thesda Re5earch Laboratories、メリーランド州 、ガイサースバーグ); Cyro (Cyro Industries、ニコ ージャー・ジー州、ウッドクリラフレイク); DNEN (Dupont−N ew England Noclear 、プラウエア州、ウイミントン+98 05); Gelman (Gelman 5ciences、ミシガン州、ア ンーアーバー); Eastman (Eastman Kodak 、 =ニ ーヨーク州、ロチニスター); Eastman TLCプレー1−(H318 1蛍光指示薬付きTLCブレー1〜、Eastman); EM (EM 5e ience、ニューシャーシー州、チェリーヒル); Lawrence(La wrence Berkeley Laboratory、カリフf)レニア州 、バークレー); Mallinckrodt (Mallinckrodt、 ミズーリ州、セント;ルイス);Pierce (Pierce Chemic al C。
1、イリノイ州、ロックフォード); Po1ycast (Polycast  Teehn。
1ogy Corp、、コネティカット州、スタンフォード); Rohm a nd Haas(Rohm and t(ass Co、、カリフォルニア州、 ロスアンゼルス)、Sigma (Sigma Chemical Co、、ミ ズーリ州、セント−ルイス); Spectrum (Spectrum Me dical Industries 、カリフォルトニア州、ロスアンゼルス) 。
本発明のデバイスを特徴づけるために、特注光装置(以後″PTlデバイス″と 呼ぶ)を市販の利用できる部品(費用は、およそ1万ドル)から組み立て、対照 として利用した。二のデバイスは記載されたデバイスの改良型である。G、D、  C1m1no et at、、 Biochemistry 25.3013  (1986)。市販の部品のいくつかを取り付け、特殊アダプターとホルダー を作るために、多少の機械加工が必要であった。
市販のランプハウジング中の楕円形の鏡の焦点に置いた、500ワット14g/ Xeアークランプ(Model A3000、Photon Technolo gy Internat 1onal)は、PTIデバイスに光を供給する。ラ ンプハウジングからの放射は5.光学的付属機器の物理的な支えを提供しかつ、 有害な迷UV線か実験室中に放散するのを防ぐアダプター管に入る。鏡は、光線 が他の光学部品を通過するように、光線をアダプター管の中に屈折させる。
2つの水冷液体フィルターを使用する。フロクマリン光化学に適切な波長の電磁 線を提供するように、これらのフィルターか選ばれてきている。(他の光反応性 化合物は、フロクマリンとは全く異なる波長の必要条件を有しても良い)。第一 のフィルターは、スブラシル(suprasil)窓を取り付け、1(20を満 たし、赤外線(IR)を濾光するのに使用する。フロクマリンの核酸への付加か 昇温て減少するので、照射中に試料室が必要以上に加熱されるのを防ぐために、 IRの除外か必要となる。第二の液体フィルターは、フロクマリン光化学反応で 使用するための320−400 nm光の窓を提供する。この特別な波長窓(3 20−400nm)は、フロクマリン光化学に不適当な、短か過ぎる波長と長過 ぎる波長の両方を除外する。例えば、フロクマリン:核酸複合体は、313 n m以下の波長で、光化学反転を受ける。フロクマリンの不可逆光結合を起こさせ るために、これらの波長の除外か必要である。このフィルター(長さ9cm)に 、0.6cmのパイレックスの窓を取り付け、0o85%硝酸コバルト(II)  、2%塩化ナトリウムの水溶液を満たす。第一と第二のフィルターの間の光拡 散器は光線の全幅にわたって均質な照明を提供する。この拡散器はレンズホルダ ーに取り付けた研磨スブラシルプレート(0,6cm)から成っている。
光線の強度が制御できるように、第一のフィルターを出た光は絞りを通過する。
2枚のレンズが、光線を、最初にシャッター系を、次いてアダプター管の出口を 、最後に2番目の鏡を横切って通過させることにより、試料ホルダー内に光線を 集中させる。シャッター系は、アダプター管の出口穴と第二アルミニウムブレー トの同様の穴の間を通っている金属刃に接続された回転ソレノイドから成ってい る。この第ニブレートは、アダプター管の出口に隣接して設置され、ソレノイド の取付台としても役立つ。ソレノイドへの電力は、タイマーに接続されたリレー により制御する。
試料ホルダーは、長方形の黄銅から成り、側面と上部のいずれから7も照射でき る。それには液体の流出通路を機減加工しである。試料の温度調節は、このホル ダーを温度調節循環水浴に接続することにより達成する。試料ホルダーは、試料 容器の表面(すなわち、キュベツト表面等)上にガスを流して、低温での照射中 に1、これらの表面上で水が凝縮するのを防ぐようにするための通路をさらに含 む。試料ホルダー内の試料容器の開口部は、1インチ×1インチ×2.5インチ である。黄銅アダプターは、光か通過するためのスロットが付いていて、標準キ ュベツトが使用てきるようにしてあり、13mm試験管とエツペンドルフ管も同 様に使用できる。試料ホルダーの底は、小型モーターに取り付けられた棒状の磁 石が試料容器の真下に挿入され、磁石スタ・−ラーとして機能できるように、く ぼんでいる。これとは別に、ボルダ−を実験室攪拌プレートの最上部に設置して 攪拌性能を達成することもてきる。この照射デバイスでは、光線は焦点て直径約 0.8emでModel 、1221 UV meter(UV Produc ts、カリフォル7ニア州 サンガフ′リニル)を用いて測定すると、光度34 0 mW/c+++”である。
PTIデバイスは、高価なPTIデバイスの性能特性に対する、本発明デバイス の性能特性を比較を可能にする。以下のいく・つかの実施例において調べた性能 特性には、A)熱安定性、B)スペクトル出力、C)照射強度、D)照射均等性 、E)光活性化効率、か含まわる。
特筆しない限り、照射用に調製した試料溶液の全ては、エッペンドルフ管の中に 入れ、管の側面から(CE−1,CB−fIおよびCE−1if) 、または管 の上部から(PTI)照射した。(CE411は先に記載した市販のHRI−0 100と等しい)。エッペンドルフ管は、300 nm−40Or+mの範囲の 波長では、わずか8−15%の透過率である(データは示していない)。それ故 、約90%の活性光線が、これらの試料容器の使用により失われる。エッペンド ルフ管は、生化学および分子生物学的手法にとって、最も便利な試料容器である か、良好な透過特性を有する他のMの照射容器も使用できる(例えば、石英、パ イレックス、ポリカーボネート等)。
光生成物の濃度は未照射出発物質(その後の照射を核酸の不在下で実施する)の 量に基づいて与えられる。例えば、50 μg/mlの未照射出発物質が、その 後DNAの不在下で照射される場合は、結果として生じる光生成物の濃度は50  μg/+nlとして与えられる光生成物について言及するとき、しばしば光生 成物の出発化合物(未照射化合物)が示される。例えば、AMDMIPの照射後 に生成される光生成物をAMDMIP光生成物と呼ぶ。
ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)を使用する場合は、変性(7また は8M 尿素)ポリアクリルアミドゲル(28cm x35cmxO。
4mm)を注入し、2000ボルト、50ワツト、25ミリアンペアで、3o− 60分間、予備電気泳動した。12%ゲルを、長さが40−200塩基対の間の オリゴヌクレオチドに使用し;8% ゲルを、それより長い配列に使用した。分 析するDNAの長さにより、試料を、0.025%追跡染料(ブロモフェノール ブルーとキシレンシアツール)を含む8M尿素、あるいは8幅ホルムアミド、1 0%グリセロール、0.025%追跡染料のいずれかの中に負荷し、次いで20 00ボルト、50ワツト、25ミリアンペアで2−4時間、電気泳動した。PA GEに続いて、多くの場合、個々のバンドをオートラジオグラフィーで視覚化し た。
オートラジオグラフィーは、増強スクリーンを用いてKodak XAR−5フ イルムに一70°Cで一夜、露光した。いくつかの場合は、視覚化バンドをゲル から切り出し、シンチレーション計測のために集めた。シンチレーション計測に は、シンチレーション液と市販のシンチレーションカウンター(Searle  Analytic 92 、Model # 0(10006893)を使用し た。
一般に、PCRは、175−200HM dNTP(デオキシリボヌクレオノド 5′−トリホスフエート)と0.5−1.0HMプライマーを使用して実施した 。5単位/100μlのTaqポリメラーゼを使用した。PCR反応は、3叶1 00μ+の軽鉱油で覆った。Perkin−Elmer Cetus DNA  Thermal Cycler(製品番号N8010150)を使用するHIV 増幅の典型的PCRサイクルは:93℃で30秒間の変性;55℃で30秒間の アニーリング;および72°Cで1分間の伸長、であった。PCRサイクルは、 通常、この方法で30サイクル実施し、続いて72°C,7分実施した。
多くの場合、PCRはHIV系で実施した。この系は、HRI 46:と称する 115−mar生成物と、)IRr 47:と称するその相補鎖を供給する。こ れらの配列は、C,Y、 nu et al、、 5cience 239:2 95 (1988)により使用された。
以下の多くの実施例では、化合物を、その略字(表2および3を参照)および/ または番号(図1または2を参照)で呼ぶことにする。例えば、’ (VIP、 3)“は、化合物が5−メチルイソブソラレン(表2)でありかつ図1の化合物 3であることを示す。
実施例1 5−メチルイソプソラレン(VIP、 3)の合成方法1(3工程) 工程1:5−メチルレゾルシノールモノハイドレイト(2841m 、 2゜0 mol; Aldrich)をリンゴ酸(280gm 、 2.10 mol;  Aldrich)と完全に混ぜ、次いで、硫酸(600ml)と痕跡量の亜硫 酸水素ナトリウム(l。Ogm; Aldrich)を含む反応フラスコに入れ た。反応混合物を、二酸化炭素の発生がおさまるまで機械で攪拌しなから90° Cに加熱した(約5時間)。得られた赤橙色の溶液を充分量の氷に注ぎ(激しく 攪拌しながら)、i リットルにした。受ける方のフラスコを、反応混合物の添 加が完了するまで、外部冷却により0°Cに保った。得られた薄橙色の沈殿生成 物を吸引濾過で集め、水で完全に洗った。粗生成物をフィルター上で自然乾燥し 、次いてテトラメチレングリコール(1800[[+1)から2度再結晶し純粋 な7−ヒドロキシ−5−メチルクマリン(85MC,l)を生成物として生じた (220 gm1収率62%、融点252−255℃)。
工程2: H5MC(177gm 、1.0 mol)、ブロモアセトアルデヒ ドジエチルアセタール(207gm Sl、05 mol、Aldrich)、 炭酸カリウム(100gm)および新しく蒸留したジメチルホルムアミド(12 5ml)を、機械的攪拌とアルゴン導管を取り付けた3つ口反応フラスコで混合 した。反応混合物を加熱し、100°Cで43時間攪拌し、その後、全ての出発 物質が、高Rf TLCスポット(Eastman TLCプレート; C/M  98:2で展開; 260 nm 紫外線光)に転換された。未反応アセター ルと溶媒減圧下で蒸留により除去した。水(1500ml)を残留物に添加し、 続いてクロロホルム(1000ml)で抽出した。次いでクロロホルムを、繰り 返しIN 水酸化ナトリウムで色か無くなるまで洗った。溶媒を蒸発させ、生成 物である油状の7−ヒドロキシ−5−メチルクマリンのジェトキシエチルエーテ ル(DEMC,2)を生じた(217 gm; 収率82.4%)。
工程3:氷酢酸(310ml)と塩化亜鉛(98gm、0.72 、mol)を 内部温度計を取り付けたフラスコに入れ、次いで、100と114°Cの間に加 熱した。DEMC(50gm、0.17 mol)を高温溶液に添加し、その温 度で17分間激しく攪拌した。次いで、高温溶液を氷(1000ml)とCHC l3(500ml)の混合物の上に、全ての氷が溶解するまで続けて激しく攪拌 しながら注いた。次いで、CHC1,層を分離しく乳濁)、続いて水(500m lずつ)で繰り返し洗った。水のpHが中性になるまで洗浄を続けた。最後に、 CHCl2層を飽和食塩水(500ml)で洗い、乾燥(MgSO,) I、、 そして溶媒を蒸留により除去した。暗黒色の粗生成物(7,7gm)(5−メチ ルイソプソラレンと5−メチルブソラレンの混合物)を少量のクロロホルムに溶 解し、IN NaCHで洗い(フェノールを除去する)、水、次いで塩性溶液で 洗い、次いてフラッシュカラムでクロマトグラフィー(EMシリカゲル、200 −400メツシユ)にかけ、酢酸エチル/ヘキサン70 :30で溶出し、純粋 生成物、5−メチルイソブソラレン(MrPX4.7 gm、13.8%; 融 点189.5−191.5°C)を生じた。NMR(CDCIs) d 2.5 9 (3H,s)、6゜37 (I H,d)、7.05 (18,d) 7. 23 (IH,s) 7.59 (IH,d) 、7.96 (1)(、d)。
実施例2 MrPの合成:方法2(2工程) 工程1: H5MCを5−メチルレゾルシノール水和物から、方法lの工程l( 実施例1)に記載した通りに製造した。
工程2: )15Mc(1,76gm 、 10 mmol)と炭化クロロエチ レン(6,13gm、50 mmol 、 Aldrich)を150−165 °Cの間で1.5時間加熱した。個の期間に続いて、暗黒色の反応混合物を氷の 上に注いだ。これをクロロホルムで抽出し、このクロロホルムを塩基(0,5N  Na0H)および水で洗い、それから乾燥した(NazSO4)。減圧下で溶 媒を除去して、茶色のシロップ(0,7gm)を得、それから純粋生成物、MI P、をフラッシュクロマトグラフィー(EMシリカゲル、200−400メツシ ユ)にかけ、C/M98:2で溶出して単離した。この2番目の方法によるMI Pの収量は270 mg(13,5%)であった。
実施例3 放射能標識MIP合成 工程1:MIP(58mg; 0.29 mmol)、10%パラジウム/炭素 (29mg、Aldrich)、氷酢酸(7,0m1)を小さな丸底フラスコに 入れ、減圧管に接続し、液体窒素で凍らせ、次いで、反応容器を排気した。キャ リアーを含まないトリチウムガス(Lawrence; 60Ci/mmol) を、1気圧よりやや低くなるまで添加し、MIPを再溶解するために、丸底フラ スコを短時間、60゛Cの湯浴中で温めた。不均質混合物を室温で1時間攪拌し た後、約0.31 mmolのトリチウムガスが消費されていた。混合物を凍ら せ、トリチウムガスを排気し、メタノール(10ml)を添加し、スラリーを遠 心して触媒を除去した。上澄みをデカントし、凍らせ、次いで凍結乾燥した。凍 結乾燥に続いて、残留物のTLC(クロロホルム)により、未反応の出発物質、 [4’ 、5’ −”H□]−4’ 、5’−ジヒドロ−5−MIPに相当する 、低いRfの青い蛍光スポットと[3,4,4’ 、5’ −3H,]−3,4 ,4’ 、5’−テI・ジヒドロ−5−M[Pに相当する、低いRfの蛍光のな いスポットか現れた。
[4’ 、 5’ −382]−4’ 、 5’−ジヒドロ−5−MIPを、0 .5!8インチ、シリカカラム(60−200メツシユ、Baker)でカラム クロマトグラフィーにかけ、CH,C1,て溶出して単離した。30−40mg 回収した。この化合物を、工程2での標識MIPの製造に直接、使用した。
工程2 工程1の[4’ 、5’ −”Hz]−4’ 、5’−ジヒドロ−5− VIP(30−40mg)、10%パラジウム/炭素(32mg、 Aldri ch)およびジフェニルエーテル(5,Oml 、 Aldrich)を、アル ゴン導管を接続した小さな丸底フラスコに入れ、次いで28時間還流した。この 期間に続いて、TLC(CH2C12)により、出発物質のほとんどが[4’  、5’ −3H2]−5−MIPに変換したことか示された(オーセンティック MIPを用いた同時クロマトグラフィーにより決定)。生成物を2個のシリカカ ラムを用いたクロマトグラフィー(60−200メツシユ、Baker 。
C12C12で溶出)により精製した。純粋生成物を含む分画を合わせ、減圧下 で溶媒を蒸発させ、残留物を無水アルコールに溶解した。
化合物の比活性を、原液の光学密度の測定して、その濃度を決め、次いで原液の 適当なアリコートをカウントすることにより確立した。このようにして、トリチ ウム標識[4’ 、5’ −”H21−5−MIP(“トリチウム標識VIP  ’ )生成物の比放射能を7.4 Ci/mmol と決定した。
HPLCにより放射化学純度を決定した。約10’cPMのトリチウム標識Mi Pを50 ulのエタノール(100%)中で10 ugの未標識MIPと混合 した。試料を、CI8オクタデカシリル逆相クロマトグラフィーカラム(Bec kman )に注入し、そして以下の、水/メタノール勾配で溶出した:0−1 0分、100%H20; 10−70分、100%H2O−100%CH301 イ; 70−80分、100% CI(30H080の1.Om1分画を集め、 各分画の40ulをカウントした。99%以上の放射能か、トリチウム標識MA Pに相当する光学ビークで同時クロマトグラフィーされた。
実施例4 ハロメチルイソブソラレン合成 この実施例はハロメチルイソブソラレンの合成を含み、この場合はMIPから5 −ブロモメチルイソプソラレン(BMIP、 5)の合成である。MIP(1, 80gm 、9mmol)を、CC14(193ml)に溶解して還流した。
N−ブロモスクシンイミド(1,65gm、 9 mmol、 Aldrieh )と過酸化ベンゾイル(0,22gm、0.9 mmol、Aldrich)を 沸騰溶液に添加し、TI、C(Eastma、n TLCブレート; C/M  98:2で展開; 260 nm紫外線光て検知)で監視しながら、混合物を4 時間、還流した。この期間に続いて、沸騰混合物を熱いうちに濾過し、濾液をわ きに置いて冷却し、次いて24時rWIo’cに保った。得られた結晶(淡黄色 針状晶)を濾過により集め、CHCl*(140ml)に溶解し、次いで水(1 40ml×4)で洗った。CHCl*溶液を乾燥しく無水Mg5O4)、次いで 減圧下で回転蒸発により濃縮し、生成物、BMIPを黄色の結晶(1,75gm 、68.7%、分解融点201.−204°C)として得た。NALR(CDC l2) d 8.06(d、 H−4) 、7.64 (d、 H−5’ )  、7.41 (s、 H−6) 、7.05 (m、 H−4’ ) 、6.4 3 (d、 H−3) 、4.72 (s、 CHJr)。
実施例5 5−アミノメチルイソブソラレン(AMIP、 10)の合成方法1(4工程) 工程1・XMIPからAMIPを合成する本発明の第1番目の方法の第1工程は 、5−ヒドロキシメチルイソブソラレン(HVIP、 6)の合成を含む。XM IPとしては、この工程の目的のために、BMrPを選ぶ。
TLC(Eastn+an TLCブレー) ; C/M 98:2で展開、2 60 nm紫外線光で検知)で監視しながら、BVIP(0,2gms、0.7 1 mmol)を蒸留水(20ml)中で還流した。3時間後、出発物質は全く 残らず、新しい、低いI?fのスポットが現れた。反応混合物を冷却すると、生 成物、)IMIPか、淡黄色の針状晶として沈殿し、吸引濾過により集めた(0 .158m; 96.8%; 融点184−187°C)。
工程2+ AMIPの合成の本発明の第1番目の方法の第2工程は、HMIPか らXMIPの合成を含む。XMIPとしては、この工程の目的のために5−クロ ロメチルイソブソラレン(CMIP、 5)を選ぶ。
HMIP(858mg 、 4.0 mmol;工程1を多数回合わせて得た) を、新たに蒸留したクロロホルム(60[111,4A モlノキュラーシーブ て乾燥させた)に溶解する。塩化子オニル(1,49gm、 12.6 +u+ ol 。
Aldrieh)を添加し、続いて、室温で攪拌する。塩化チオニルを1時間後 (990mg 、8.4 mmol)と16時間後(990mg 、8.4 m mol)をさらに添加する。合計25時間後に、出発物質が全く残らなくなり( TLC,CH2Cl、、) 、そして新しい高いRfスポットが現れる。新しい スポットを、数種の異なる溶媒系(CH2C1!; CHCl、; EtOAC :ヘキサン1:3)を用いて、オーセンティックCMIPと共にTLCで同時ク ロマトグラフィーにかける。
工程3: AMIP合成の本発明の第1番目の方法の第3工程は、XMIP(こ の場合はCMIP)から5−へキサメチレンテトラミノメチルイソブソラレン( HMTAMIP、 9)の合成を含む。
工程2の生成物、CMIPを3Onilのシーブで乾燥したクロロホルムに入れ 、ヘキサメチレンテトラミン(680mg 、4.9 mmol)を添加する。
混合物を55℃で43時間攪拌し、その後さらにヘキサメチレンテトラミン(6 80mg 、 4.9 m+nol)を添加する。混合物を55゛Cでさらに4 8時間、攪拌を続け、その後、HCI(0,I N 、60 ml)とりロロホ ルム(30ml)を添加する。次いで、クロロホルムを除去し、水相をクロロホ ルム(30ml)でさらに3回洗う。水相を減圧下で蒸発させ固体生成物、HM TAMIPを得る。生成物は、数種の異なる溶媒系(C1M 98:2; C1 M 95:5; C1M 90:10)を用いたTLCてオーセンティックHM TAMIPと共に同時クロマトグラフィーを行うことにより同定する。
工程4:次の工程は、HMTAMIPからAMIPの合成を含む。工程3の固体 を12 mlエタノール;濃HCI(3:1)に室温で72時間懸濁し、次いで 真空濃縮した。残留物を希NaOHに添加し、CHCl、で抽出し水で洗った。
次いでCHCl、抽出物を、さらにHCl、(0,IN)で抽出した。
次いで、水相を分離し、Na1lでpHを12−13に調製し、CHC1,で抽 出した。CHCl s抽出物を水で洗い、乾燥しくMg5O,) 、減圧下で溶 媒を除去し遊離の塩基として生成物を得、それをHCIガスで塩酸塩に変えた( 310 +ng 、 HMIPを基にして収率31%)。マススペクトルm/e  (相対強度) 215 (M+、100%)。
実施例6 AMIPの合成:方法2(5工程) 工程1:第2番目の方法の第1工程(XMrPからHMrPの合成)は、第1番 目の方法の第1工程と同じである、というのは、両者とも、XMIPとしてBV IPを選んでいるからである。それ故、第1工程は、実施例5の工程lに従って 進める。
工程2:両方の実施例で、XAMIPとしてCl1llPを選んでいるので、A MIPを合成する本発明の第2番目の方法の第2工程(HMIPからXMIPの 合成)は、第1番目の方法の第2工程と同じである。それ故、第2工程は、実施 例5の工程2のように進める。
工程3: AMIP合成の本発明の第2番目の方法の第3工程は、XMIP(こ の場合はCMrP)から5−ヨードメチルイソブソラレン(IMIP、8)の合 成を含む。
CMIP(577mg; 2.25 mmol) 、ヨー化ナトリウム(1,7 7gm、 11.53 mmol; Baker;120℃で一夜乾燥)および アセトン(25ml Mallinckrodt)を48時間、還流する。この 期間に続いて、反応混合物を濾過して、無機塩(NaC1とNaIの混合物)を 除去し、濾液を減圧下で蒸発させ、残留粗生成物をクロロホルムに溶解し、1/ 2″×20#シリカゲルカラム(60−200メツシユ、Baker)に負荷し 、そして同じ溶媒で溶出する。生成物(IMIP)を含む分画をTLCで同定し 、合わせ、溶媒を減圧下で除去する(489 m; 66.7%)。
工程4:次の工程はIMIPからHMTAMIPの合成を含む。IMIP(48 9rng; 1,5 mmol)とへキサメチレンテトラミン(360mg;  2.6 mmol)を、全ての出発IMIPが消費されるまで(TLCで示され る)、乾燥CHCI i中で還流する。得られた沈殿を、吸引濾過で集め、希酸 (0,1NHC1)に懸濁し、等容量のCI(Cl3で数回洗い、次いで水相か ら蒸発により回収する。生成物(HMTAMIP)は、数種の異なる溶媒系(C /M98・2; C1M 95:5; C1M 90:10)での比較TLCに より同定する。
工程5:この第2番目の方法の最終工程は、HMTAMIPからAMIPの合成 を含む。これは、実施例5の工程4に記載のように実施した。
実施例7 AMIPの合成:方法3(2工程) 2工程方法ても、XMrPはCMIPまたはBMrPであり得る。この実施例の 場合、2工程方法を、以下の式: %式% に従って進める。
工程1: AMIPを合成する本発明の第2番目の第1工程は、XMIP(この 場合BMrP)からHMTAMIPの合成を含む。
BMIP(540mg 、2,5 mmol)とへキサメチレンテトラミン(6 10mg 、 4.4 mmol)を乾燥CHC1,中で40時間還流した。得 られた沈殿を吸引濾過により集め、工程2に直接使用した。
工程2:次の工程はHMTAMIPからAMIPの合成を含む。工程1の固体を 12 ml xタノール:濃HCI(3:1)中に、室温で72時間懸濁し、次 いて真空濃縮した。次いで、実施例5の工程4のように工程を進める。
実施例8 放射能標識AMIPの合成 上記のように、本発明はMVPから放射能標識AMIPを製造する12の方法を 提供する。方法かトリチウム標識MrPを使用する場合は、最初に実施例3の工 程によりこの方法を進めて、トリチウム標識MIPを作り、その後実施例7の工 程により続ける。しかしながら、この実施例ではトリチウム標識MIPは使用し ない。この実施例の場合は、以下の式(9工程): 5−メチルレゾル’、i) −4→H5MC−MrP 4XMTP −HMIP  → FIP → 本HMIP → 本XMIP −−ネHMTAMrP →  本AMIPF式中、ネは標識化合物を示す〕により方法を進める。
工程1−2=上記、実施例2に記載の2工程に従って、5−メチルレゾルシノー ルからH5AMCを経てMIPを合成した。
工程3・この実施例では、最初のXMIPとして、BMIPを選んだ(後で、X MIPは放射能標識CMIPである;下の工程7の反応を参照)。
上記、実施例4に記載の方法に従ってMIPからBMIPを合成した。
工程41、実施例5の方法1の工程1に記載の方法に従ってBMIPからHMI Pを合成した。
工程5:新しい化合物、5−ホルミルイソブソラレン(FIP、 7)をI(M IPから合成した。3,5−ジメチルピラゾール(180mg; 1.9 mm ol; Aldrich)を、塩化メチレン(6ml)中の三酸化クロム(Al drich; 19Q (Ig; 1.9 mmol)の懸濁液に添加し、混合 物を室温でアルゴン下で15分攪拌した。工程4からのHMIP(150mg;  0.69 mmol)を1部分添加し、反応混合物を室温で2.5時間攪拌し 、その後TLC(CHCI、)により、反応が完了したことを確かめた。溶媒を 減圧下で除去し、残留物を少量のCHCl3に溶解し、シリカゲルカラム(Ba ker;60−200メツシユ)に負荷し、次いでCHCl、で溶出した。生成 物を含む分画を合わせ、そして溶媒を除去し、アルデヒド(120mg;収率8 1%)を得た。95%EtOHから再結晶し、黄色の針状晶を得た。
工程6:トリチウム標識HMIPをPIPから合成した。工程5からのFIP( 71mg; 0.35 mmol)とzH4−水素化ホウ素ナトリウム(DNE N; 1.8mg; 0.0476 mmol)を95%エタノール(10ml )中で混合し、次いで室温で1時間攪拌した。この期間の後に、TLCにより、 全てのホルミル化合物が5−(ヒドロキシ−[2旧−メチル)イソブソラレン( “’H−HMIP ”)に還元されたことが示された。溶媒を減圧下で除去し、 メタノール(10ml)を添加し、次いで、蒸発させた。これを合計4回繰り返 した。次いで、残留固体を3 mI C1M (99:1)に溶解し、I CO ]X30 cmシリカゲルカラム(Baker; 60−200メツシユ)に負 荷し、次いで、同じ溶媒混合物で溶出した。生成物分画を合わせ、溶媒を蒸発さ せ、標識アルコール、”H−HMIP(収率は決定していない)を得た。
工程7:工程6の”H−HMIPを直接クロロメチル誘導体、5−(クロロ−[ ”H]−メチル)イソブソラレン(” H−CMIP ”)への変換に使用した 。工程6からの”H−HVIPを10 mlクロロホルム(4Aモレキユラーシ ーブで乾燥)に溶解し、次いで塩化チオニル(248mg; 2. IHol;  Aldrich)を添加した。反応混合物を室温でアルゴン下で攪拌した。1 時間後に、塩化チオニルをさらに165 mg(1,4mmol)添加した。こ れをさらにもう16時間攪拌し、その時点で塩化チオニルの3番目の部分(16 5B; 1.4 mmol)を添加した。反応物を減圧下で蒸発させ、さらに5 時間後に、生成物、”H−CMIP(収率は決定していない)を得た。
工程8:工程7の生成物を5mlクロロホルム(シーブ乾燥)に入れ、ヘキサメ チレンテトラミン(85mg、0.61 mmol; Aldrich)を添加 した。これを、55℃で43時間攪拌し、その時点でさらにヘキサメチレンテト ラミン(95mg; 0.68 mmol)を添加した。さらに48時間加熱を 続け、その後、HCI(0,1N; 10 ml)とクロロホルム(5ml)を 添加した。クロロホルムを除去し、水層をクロロホルム(5ml)で3回以上洗 った。次いで、水層を減圧下で蒸発し、固体生成物、5−(ヘキサメチルテトラ ミノ−(3旧−メチル)イソブソラレン(’H−8MTAMIP”)を、次の反 応のためにエタノール 濃HC1(3:1)12 mlに入れた。
工程9:工程8からの’H−HMTAM[Pを、室温でエタノール14C1混合 物中で、攪拌した。追加の濃HC12mlを添加し、混合物を40°Cて15時 間攪拌した。この期間に続いて、NaOHでpHを7に調整し溶液を減圧下で蒸 発させた。固体を0. I M NaOH1,Omlに入れクロロホルム(5m l)で3回抽出した。クロロホルム洗浄物を合わせ、水(10ml)で2回洗っ た。次いで、りoロホルムをHCI (0,1N; 10m1)で抽出し、次い で酸性水相をクロロホルム(5ml)で3回洗った。水層を減圧下で蒸発させ、 固体をエタノール(10ml)に溶解した。この溶液の了りコートを取り出し計 測し、原液の濃度は、U■吸収で決定した。生成物、5−(アミノメチル−[坩 ]−メチル)イソブソラレン(” H−AMIP ’ )を、347 ug/m lおよび比活性3.1x IQ’ CPM/ug(117Ci/mol)と決定 した。全体回収量は1.6mC1,3,47mg 、0.014 mmol(収 率は3H4−NaBH4を基にして72%)であった。
実施例9 BiOMIPの合成 以下の実施例でBIOVIPを合成する方法は、式:%式% に従って進める。再びXMIPは、CM!PまたはBMIPのいずれかであり得 る。この実施例では、XMrPはそれぞれCMrPとBMIPである。
工程1・VIPを反応させてXMIPを形成する。この工程では、XMIPはC MrPである。MVP(f、80 gm 、0.9 mmol)をCCl4に溶 解して還流する。N−クロoスクシンイミド(1,20gm、9 mmol A ldrich)と過酸化ジベンゾイル(0,22gm、9 mmol、Aldr ich)を添加し、混合物を出発物質が残らなくなるまで(TLCて確認)沸騰 する。この期間に続いて、沸騰混合物を濾過(熱いうちに)し、濾液をO″Cで 静置する。得られた沈殿を、吸引濾過により集め、CI(CI3に溶解し、水で 洗い、乾燥(無水Mg5Oハし、減圧下で回転蒸発により濃縮し、生成物、CM IPを得る。
工程2:次いで、HMIPをXMIP(この場合はCMIP)から合成する。
TLC(Eastman TLCプレート;クロロホルムで展開、260nm紫 外線光で検知)により監視しなから、CMIP(233mg 、 1.0 mm ol)を、蒸留水(50ml)中で還流する。2時間後、出発物質はなくなり、 新しい、低いR′fスポットが現れる。反応混合物を冷却すると、生成物、HM IPが白色の針状晶として沈殿し吸引濾過して集める。
工程 3: 次いで、XMIPをHMIPから合成する。この場合、XMIPは BMIPである。HMIP(270mg; 1.25 mmol)を、新たに蒸 留したクロロホルム(20ml、4Aモレキユラーシーブで乾燥)に溶解する。
臭化チオニル(384mg;3.Ommol; Aldrich)を添加し、続 いて室温で攪拌する。さらに臭化チオニルを、1.5時間後(126mg 、1 .0mmol)と3.0時間後(126mg; 1.Ommol)に添加する。
合計6.5時間後に出発物質がなくなり(Eastman TLCプレート;  CH2Cl2) 、新しい高いRfスポットか現れる。減圧下で溶媒を除去し、 残留物を少量のCH2Cl2に溶解し、1/2 ’ X207シリカゲルカラム (Baker、60−200メツシユ)に負荷し、同じ溶媒で溶出する。生成物 を含む分画をTLCにより同定し、合わせ、そして減圧下で溶媒を除去する。
工程4;次いで、Finkelstein反応によりBM[Pから[MIPを合 成する。還流冷却器とアルゴン道管を取り付けた小さな丸底フラスコに、BVI P(279mg: 1.Ommol)、ヨウ化ナトリウム(767mg; 5. 15mmol;Baker; 120°Cで一夜乾燥)およびメチルエチルケト ン(10ml Mallinckrodt)の混合物を48時間還流する。この 期間に続いて、反応混合物を濾過し無機塩(NaIとNa、Brの混合)を除去 し、濾液を減圧下で蒸発させ、残留粗生成物をクロロホルムに溶解し、1/2  ’ X20Mシリカゲルカラム(60−200メツシユ、Baker)に負荷し 、同じ溶媒で溶出する。生成物、fM+Pを含む分画をTLCて同定し、合わせ 、減圧下で溶媒を除去する。
工程6・次いで、5−N−(N、 N’−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン )−メチルイソブソラレン(DMHMIP、 11)をIMIPから合成する。
IMIP(935mg; 2.85 mmol;多数回の工程5の生成物を合わ せた)と新たに蒸留したN、 N’−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン(4 ,1gm; 28.5 mmol; Aldrich)を、TLCで監視しなが ら、アルゴン下で乾燥トルエン(45ml)中で還流する。短時間後、出発物質 はなくなり、新しい低いRfスポットが現れる。溶媒を減圧下で除去し固体残留 物をHCI(1,0N; 60 ml)に溶解し、クロロホルム(3X25ml )で洗い、酸性水相を1.ON Na0H(pH12)で塩基性にし、塩基性水 相をクロロホルム(3X50 ml)で抽出し、クロロホルム抽出物を水(2x 40 ml)、飽和食塩水(1x 40m1)で洗い、最後に乾燥(MgS04 )する。溶媒を減圧下で除去し、残留物を少量のC/E/T(9: 1 :0゜ 25)に溶解し、0.5 ’ X]、2′シリカゲルカラム(60−200メツ シユ、Baker)に負荷し、C/E/Tで溶出する。純粋な生成物、DMHM IP、を含む分画を、TLCで同定し、合わせ、そして、蒸発させ、生成物を得 る。
工程7: 5−N[N、 N’〜ジメチル−(6−[ビオチンアミド1−ヘキサ ノエート)−1,6−ヘキサンジアミン])メチルイソプソラレン(BIOVI P。
12a)をDMHMIPから製造した。DMHMIP(630mg; 1.8  mmol)、ビオチン−アミドカプロエートN−ヒドロキシスクシンイミドエス テル(Pierce; 100 mg; 0.22 mol)およびDMF(2 ,7ml、4Aシーブで新たに蒸留)を、アルゴン導管を取り付けた10 ml 丸底フラスコに入れた。TLC(C/E/T、 9:1:0.25;生成物は、 出発物質に比べ高いRfスポットとなる)で監視しながら室温でマグネチックス ターラーで攪拌した。反応が完了した後、溶媒を真空で除去し、残留物を少量の CH,CI、:CH20H(10:1)に溶解し、シリカゲルカラム(60−2 00メツシユ、 0.5 ’ X20″)に負荷し、同じ溶媒で溶出した。
生成物を単離し、溶出溶媒を除去し、遊離アミンを10 mlエタノールに溶解 した。HCIガス、続いてアルゴンを溶液に通した。エタノールを除去し、生成 物、BJOMIP(HCI塩) (190rng; l収率]4,7%; FA BMS m/e 682(MH+、25%))を得た。
(装置以下余白) 実施例IO BIOMIPの合成 以下の実施例では合成方法は、式: %式% に従って進行する。この実施例で、XMIPはBMIPである。
工程1: BMIP(400mg+ 1.43 mmol) 、新たに蒸留した N、 N’−ジメチル−1,6〜ヘキサンジアミン(3,1gm; 21.5  mmol; Aldrich)を、TLCで監視しながらアルゴン下で乾燥トル エン(45ml)中で還流した。1.5時間後、出発物質は残らず、新しい低い Rfスポットが現れた。溶媒を減圧下で除去し、固体残留物を1.0 N HC I(60ml)に溶解し、クロロホルム(3X25 ml)で洗い、1.ON  Na0H(pH12)で酸性水相を塩基性にし、塩基性水相をクロロホルム(3 X50 ml)で抽出し、クロロホルム抽出物を水(2x40 ml)、飽和食 塩水(IX40 ml)で洗い、そして最後に乾燥(MgS04)シた。減圧下 で溶媒を除去し、残留物を少量のC/E/T (9:l:0.25)に溶解し、 0.5 ” XI2“シリカゲルカラム(Baker、60−200メツシユ) に負荷し、次いでC/E/Tで溶出した。純粋生成物を含む分画をTLCで同定 し、合わせ、蒸発して生成物、DMHMIPを粘性のオイルとして得、これを放 置すると固形化した(300 mg; 収率61%)。
工程2:次いで、BIOMIP ()tcl塩)をDMHMIPから実施例9の 工程7の通りに合成した。
実施例11 トリチウム標識BIOVIPの合成 本発明はさらに、標識840MIPを合成する方法を提供する。1つの方法は、 以下の式: %式% によるBIOVIPの放射能標識付けを含む。この実施例では、3H−XMIP は3H−CMIPである。
工程1:実施例8の工程7からの”H−CMIP(24mg 、 0.1 mm ol)と新たに蒸留したN、 N’−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン(0 ,47gm; 0.32 mmol)を、TLCで監視しながらアルゴン下で乾 燥トルエン(5ml)中で還流する。数時間後、出発物質は残らず、新しい低い Rfスポットが現れる。溶媒を、減圧下で除去し、固体残留物をHCI (1, ON)に溶解し、クロロホルムで抽出し、酸性水相を分離し、Na0H(1,O N)で塩基性にし、塩基性水相をクロロホルムで抽出し、クロロホルム抽出物を 水、飽和食塩水で洗い、次いで乾燥(MgSO<)する。溶媒を減圧下で除去し 、残留物を少量のC/E/T 9:1:o、25に溶解し、0.5’X4’シリ カゲルカラム(60−200メツシュ; Baker)に負荷し、そしてC/E /Tで溶出する。純粋生成物を含む分画をTLCで同定し、合わせ、蒸発させ、 生成物を得る。生成物をさらにU■とTLC(数種の異なる溶媒系でオーセンテ ィック物質と同時クロマトグラフィー)により同定する。そのように製造した5 −N−(N、 N’−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン)−[言H]−メチ ルイソブソラレン(3H−DMHMrP)を工程2で[3H]−BIOMIP( および他の化合物)の合成に直接使用する。
工程2: ’H−DM)llJrP(17,5mg: 0.05 mmol)  、ビオチンアミドカプロエートN−ヒドロキシスクシンイミドエステル(25m g; 0.055mmole; Pierce)、およびDMF(1,8ml、 新たに4Aシーブで蒸留)をアルゴン道管を付けた5ml丸底フラスコに入れる 。TLC(C/E/T;9:1:0.25;生成物は、出発物質に比べ高いRf スポットとなる)により監視しながら室温でマグネチックスターラーで攪拌する 。反応が完了した後、溶媒を減圧下で除去し、残留物を少量のCH2Cl2:c HzOH10:Iに溶解し、シリカゲルカラム(60−200メツシユ、0.5 ”X5″)に負荷し、同じ溶媒で溶出する。生成物を遊離塩基として単離し、溶 出溶媒を除去し、次いで、無水エタノールに溶解する。HCIガス、続いてアル ゴンを溶液の中に通す。エタノールを除去し、5−N−[N、N’−ジメチル− N’−(6−ビオチンアミド)−ヘキサノニー) )−1,6−ヘキサンジアミ ン]−[2劃−メチルイソプソラレン(’H−BrOMIP)を1塩酸塩として 得る。
実施例12 DrTHTOVIPの合成 本発明はDITHIOVIPを合成する方法を提供する。この実施例では合成を 、以下の式: %式% [式中、XMIPはBMIPである]に従って進行する。
工程1; DMHMIPを、BMIPから実施例10の工程Iに記載の方法に従 って合成する。
工程2:工程1からのDM)IMIP(41mg; 1.20 mmol Sl 、0当量)とスルホスクシンイミジル−2−(ビオチンアミド)−エチル−1, 3−ジチオプロピオネ−)(102mg; 0.168 mmol; 1.40 当量)を、アルゴン道管を付けた小さな乾燥した丸底フラスコの中で新たに蒸留 したDMF (3,0ml)に溶解し、次いで室温で5時間攪拌する。この期間 の後、DMFを減圧下で除去し、残留物をNa0H(1,ON)に懸濁し、クロ ロホルム/イソプロパツール31で抽出し、有機抽出物を水(10m1x2)で 洗い、次いで乾燥(MgS04) L、濾過し、減圧下で蒸発させ粗生成物を得 る。これをエタノール原溶液に通す。エタノールを除去し、生成物、5−N−[ N、N’−ジメチル−N’ −(2−(ビオチンアミド)−エチル−1,3−ジ チオプロピオネ−))−1,,6−ヘキサンジアミン]−メチルイソブソラレン (DITHIOVIP、 12b)(HCI塩)を得る。これをエタノールに溶 解し、ホウ水素化ナトリウム(Aldrich)またはメルカプトエタノール( Aldrich)ての試料処理によりさらに特性決定する。これらの反応の生成 物を未処理の物質と比較して切断か期待通りに生じていることを確証する。
実施例13 3)1−D[THIOVIPの合成 本発明は’H−DIT)IIOVIPを合成する方法を提供する。この実施例で は合成は、以下の式 %式% に従って進める。この実施例では、3)1−XMIPは3H−CMIPである。
工程]: ’H−DMHMIPを実施例11の工程lに記載の通りに製造する。
工程2: ’H−DMHVIP(24mg 、0.07 mmol 、1.Oe Q)とスルホスクシンイミジル−2−(ビオチンアミド)−エチル−1,3−ジ チオプロピオネ−ト(60mg; 0.10 mmol 、1.4当量)をアル ゴン道管を付けた小さな乾燥丸底フラスコで新たに蒸留したDMF (1,5m l)に溶解し、次いて室温で5時間攪拌する。この期間の後、DMFを減圧下で 除去し、残留物を0. I N Na0H(5ml)に懸濁し、クロロホルム/ イソプロパツール3:l (3x5 ml)で抽出し、有機抽出物を水(5m1 X2)で抽出し、次いで乾燥(MgSO4) シ、濾過し、ストリッピングし、 生成物、’H−D[THIOVIPを得る。次いで、生成物を紫外線吸収(オー センティック物質と比較)とTI、C(数種の異なる溶媒系でオーセンティック 物質と同時クロマトグラフィー)により同定する。
放射化学純度をHPLCで決定する。約10’CPMのトリチウム標識31+− DiTHlolJIPを50ulのエタノール(100%)中で10 ugの未 標識DITHIOMIPと混合する。試料をCI8オクタデシルシリル逆相クロ マトグラフィーカラム(Beckman)に注入し、以下のアセ1〜ニトリル/ 酢酸アンモニウム(0,1M、 p)17)勾配・0−10分、100%酢酸ア ンモニウム; 10−70分、100%酢酸アンモニウム →100%アセトニ トリル、 70−80分、100%アセトニトリル;で溶出する。80の1.O m1分画を集め、次いで、各分画の40 ulを計測する。試料をエタノールに 溶解し、ホウ水素化ナトリウム(Aldrich)またはメルカプトエタノール (Aldrich)のいずれかの処理により生成物を、さらに特性決定する。こ れらの反応の生成物を未処理の物質と比較し期待通りの切断が生じていることを 確認する。
実施例14 FLUORMIPの合成 本発明はさらに、FLUORMIPを合成する方法を意図する。この実施例では 、以下の式・ XMIP 4DMHMIP→Fl、[JORMIP[式中XM+PはBM+Pで ある]、に従って合成を進める。
工程1: DMHMIPを、実施例10の工程lに記載の方法に従って13VI Pから合成する。
工程2: DMF(Mallinckrodt; 4Aシーブて蒸留した1、0 m1)中の、工程lからのDMHMIP(13,7mg、 0.04 mmol  、1.Oeq)と、DMF(1゜0 ml)中の6−カルボキシフルオレセイ ン−N−ヒドロキシ−スクシンイミドエステル(Pierce: 20.7 m g、0.044 mmol、1.1eq)をアルゴン道管を付けた5ml丸底フ ラスコて混合する。反応混合物を室温で数時間攪拌する。この期間後、DM)I MIPの殆とかTLC(C/B/A/F、 4・l:1:1:)により示された ように、消費される。減圧下で穏やかに加熱(<50°C)シなから溶媒を除去 する。残留物をHCI(0,I N)に溶解しクロロホルム/イソプロパツール 3.Iて抽出する。次いて、有機抽出物の体積を小さくし、ガラス分取シリカゲ ルTLCブ1/−ト(20cmx20 c+++ x2 mm; Baker) に負荷し、C/B/A/Fて溶出する。主要低Rfバンドをプレートから削り取 り、C/M (90:10)で溶出し、シリカを濾過して除去し、溶媒を減圧下 で蒸発させる。
生成物を少量のエタノールに溶解し、HCIガスを溶液の中を通す。
次いて、エタノールを蒸発させてl塩酸塩として5−hL−[N、 N ’−ジ メチルーN’ −(カルボキシフルオレセインエステル)−1,6−ヘキサンジ アミン)−メチルイソブソラレン(FLtlORVIP、 12C)を得る。
実施例15 3H−FLUORMIPの合成 本発明は、3H−FLIJORMIPの合成する方法も又、意図する。この実施 例では、以下の式 %式% に従って合成を進める。DMF(Mallinckrodt; 4人シーブて蒸 留1゜0m1)中の、実施例11の工程1からの’H−DMHM[P(2,5m g; 0.007+n+nol; 117 Ci/mmol; 1.0 当量) と、DMF(1,0ml)中の6−カルボキシフルオレセイン−N−ヒドロキシ −スクシンイミドエステル(3,7mg+ 0.008 mmol; 1.1  eq; Pierce)をアルゴン道管を取り付けた5ml丸底フラスコで混合 する。反応混合物を室温で数時間攪拌する。この期間の後、TLC(C/B/A /F; 4:1:1:l)て示されるように、大部分の3H−DMHMIPが消 費される。減圧下で穏やかな加熱(〈50”C)によりDMFを除去する。粗生 成物をHCI(0,1N; 3 ml)に溶解し、クロロホルム/イソプロパツ ール3:1(3ml X3)で抽出する。
次いで、有機抽出物を2mlに減らし、ガラス分取シリカゲルTLCプレート( 20cmx20 cm X2 mm; Baker)に負荷し、そし2てC/F 3/A/Fで溶出する。主要な低Rfバンドをプレートから削り取り、メタノー ルで溶出する。シリカを濾過で除去し、溶媒を減圧下て蒸発させる。生成物を少 量のエタノールに溶解し、MCIガスを溶液の中に通す。次いて、エタノールを 蒸発させ、’ H−FLUORM IPを1塩酸塩として得る。生成物を、紫外 線吸収(オーセンティック物質と比較)とTLC(数種の異なる溶媒系です一セ ンティック物質と同時クロマトグラフィー)により同定する。比活性を、化合物 のエタノール原液の光学密度の決定と、この溶液のアリコートのシンチレーショ ン計測(117Ci/mmol)により決定する。放射化学純度をHPLCで決 定する。約10’CPMの’H−FLIJORMIPを50μIエタノール(1 00%)中の未標識FLUORMIP 10μgと混合する。試料をCI8オク タデカシリル逆相逆相クロマトラグラフイーカラムeckman)に注入し、以 下のアセトニトリル/酢酸アンモニウム(0,1M; pH7)勾配: 0−1 0分、100%酢酸アンモニウム、 10−70分、100%酢酸アンモニウム →100%アセトニトリル; 70−80分、100%アセトニトリル、で溶出 する。80の1.Om1分画を集め、次いで、各分画の40μlをカウントする 。
実施例16 DMIPの合成 この実施例はDMIPを合成する本発明方法を記載する。方法はレゾルシノール から以下の式: %式% に従って4工程で進める。
工程1ニレゾルシノール(110gm; 1.Omob Aldrich)をア セト酢酸エチル(130gm 、 1.0 mol 、 Aldrich)と混 合し、滴下漏斗に入れる。この混合物を、機械的スタークーと内部温度計を取り 付けた3つロフラスコで、冷却(10°C)硫酸溶液(1000ml)に滴下す る。添加速度は、内部温度がlOoCを越えない程度である。溶液を12時間攪 拌し、次いでゆっくり2 Kgの氷と3リツトルの水に注ぐ。
激しく攪拌後、沈殿を吸引濾過で集め、水で洗い、5%NaOH水(1500m l)に溶解し、次いで、激しく撹拌しながら希硫酸(650ml)を添加し再沈 殿させる。生成物、7−ヒドロキシ−4−メチルクマリン(H4MC,13)を 濾過して集め、水で洗い、次いで自然乾燥する( 145 gm 収率41%;  融点185°C)。
工程2: H4MC(145gm; 0.82 mol; Aldrich)を 、炭酸カリウム(154gm; 1.12 mol; Baker)と触媒量の ヨウ化カリウム(7,1gm;0.05 mmol; Baker)の存在下で DMF(1178ml; Mallickrodt)/ トルエ:、z(931 ml; Mallickrodt)中で、2.3−ジクロロ−1−プロペン(1 07,8gm; 0.97 mat; Aldrich)で処理した。混合物を 攪拌しながら12時間、95°Cに加熱し、その後TLCで、出発物質か残って いないことを確かめた。溶媒を減圧下で除去し、残留ペーストを加温クロロホル ムで抽出した。クロロホルムを水、飽和NaClで洗い、乾燥(MgSO,)  L、、次いで減圧下で溶媒を除去した。残留固体を無水エタノールに還流下で溶 解して(1200ml) 、静置した。得られた結晶を吸引濾過で集め、冷エタ ノールで洗い、真空乾燥し、7−(β−クロロアリルオキシ)−4−メチルクマ リン(CAMC,14)(143,5gm、収率70%)を得た。MNR(CD C13) d 7.5 (IH,d) 、6.8−6.9(21(、m) 、6 .2(IH,d) 、5.5−5.6(2H,M) 、4.2(2H,m) 、 2.4(3H,M)。
工程3: CAMCの転位を、工程2からのアリルエーテル(143,5gm; 0.55 mol)を、p−ジイソプロピルベンゼン(Aldrich、100 0 ml)と無水酪酸(96[111,92,8gm; 0.59 mol 、  Aldrich)の混合物中でアルゴン下で18時間還流することにより、高 収率で達成した。冷却反応混合物をクロロホルムで希釈し、水、次いで飽和重炭 酸ナトリウムで洗い、乾燥(MgS04)シ、次いで減圧下で蒸発させた。
エタノールから再結晶して、79.9 グラムの6−および8−(β−クロロア リル)−7−プチルオキシー4−メチルクマリン(BCAMC,15)を得た。
HPLC分析(Beckman; C18−0DS逆相カラム、60%CH30 H/40%H20でアイソクラチック溶出)により、混合物は、85.7%の目 的の訃置換異性体を含むことが示され、その試料をカラムクロマトグラフィー( 60−200メツシユシリカゲル、CHzct、で溶出)で精製した。2つの異 性体の構造はNMRにより確証された。NMR(CDC13) d7.56 ( IH,d)、7.11 (IH,d) 、6.26 (lh、d) 、5.05 −5.19 (2H,m)、3.84 (2H,m) 、2.55−2.62  (2H,m)、2.43 (3H,d) 、 1.78−1.82(2H,m) 、1.01−1.09 (3H,t)。
工程4:20グラムの混合異性体を、5°Cで70%硫酸で処理することにより 閉環を達成し、反応混合物を水と氷50:50の混合物(3000ml)に添加 することにより生成物を沈殿させた。クロロホルムて抽出し、12.5グラム( 94%)の混合異性体生成物、4.5′−ジメチルイソブソラレン(DMIP、  16)と4.5′〜ジメチルブソラレンを得た。目的の4.5′−ジメチルイ ソブソラレンの精製をエタノールから再結晶を繰り返すことにより達成しこ(収 率約85%の純粋DMIPを得た)。
実施例17 放射能標識DMIPの合成 工程1: DMIP(21,4mg、0.1 mmoり 、10%パラジウム/ 炭素(15mg、 Aldrich)および氷酢酸(Mail 1nkrodt 、2 ml)を25 mlの丸底フラスコに入れ、トリチウムがそれ以上吸収さ れなくなるまで、トリチウムガス(Lawrence; 150 C4)と攪拌 する。触媒を遠心で除去し、上澄みを真空下で蒸発させる。残留固体を塩化メチ レン(I ml)に溶解し、1/2 ’ X5 ’シリカゲルカラム(60−2 00メ・ノシュ、Baker)に負荷し、塩化メチレンで溶出する。非蛍光[3 ,4,4’ 、5’−’H4]−テトラヒドロー4.5′−ジメチルイソブソラ レン(”H−THDMIP、 17)を含むカラム分画をTLCで同定し、合わ せ、そして減圧下で溶媒を除去する。この物質を、オーセンティ・ツク未標識化 合物(UV; CHCl2; C/M 98:2でのTLCの同時クロマトグラ フィー)と比較してさらに同定する。初期比活性24.5 Ci/mmolに相 当する2、45Ciの物質を回収した。次いでこの物質を工程 2でトリチウム 標識DMIPの製造に使用した。
工程2.上記の通りに製造した2H−THDMIPを、ジフェニルエーテル(5 ml)と10%パラジウム/炭素(30mg; Aldrich)と共に25  ml丸底フラスコに入れる。窒素バブラーを取り付け、混合物を24−36時間 還流する。室温まで冷却後、無水エタノール(5ml)を添加し、触媒を遠心で 除去する。上澄みを一部蒸発させ 、172″×5“シリカゲルカラム(Bak er、60−200メツシユ)に負荷し、塩化メチレンで溶出する。生成物を含 む分画を合わせ、溶媒体積を減少させ、上記の1 /2’ XIO’カラムでク ロマトグラフィーを繰り返す。生成物を含むカラム分画を合わせ、溶媒を除去す る。そのように得られた(3.4’ −[”H2])−4,5’−ジメチルイソ ブソラレン(’H−DMIP)を放射線分解を防ぐためにエタノール中で保存す る。
”H−DM[Pの比活性を、原液の光学密度を測定しその濃度を決定し、次いで 原液の適当なアリコートを計測することにより確立する。
放射化学純度をHPLCで決定する。約10”CPMの”H−DMIPを、50  ulのエタノール(100%)中で10 ugの未標識DM[Pと混合する。
試料をC18オクタデカシリル逆相クロマトグラフィーカラム(Beckman )に注入し、以下の水/メタノール勾配: 0−10分、100%H20:10 −70分、100%H,0→100%CHJH; 70−80分、100%CH 30H,で溶出する。80の、1.Om1分画を集め、各分画の40 ulを計 測する。
99%以上の放射能が、3H−DMTPに相当する光学ピークで同時クロマトグ ラフィーされる。
実施例18 CMDMIPの合成 4′−クロロメチル−4,5′−ジメチルイソブソラしン(CMDMJP。
+8)を以下のようにDMIPから合成した: DMIP(11,9gm; 5 5.6 mm。
l)をR酸(600ml)に溶解し、次いでクロロメチルメチルエーテル(46 ml; 48.7 gm: 600 m+++ol)を添加した。均質溶液を室 温で16時間放置し、その後2番目の部分のクロロメチルメチルエーテル(46 ml; 48,7 gm; 600 mmol)を添加したう溶液をさらに53 時間室温に放置し、その後結晶か形成され始めた。反応フラスコを0°Cで78 時間冷却すると、白い沈殿の太きなかたまりか形成され、吸引濾過でそれを集め 、次いでフィルター上で乾燥した。収率は10.9gm(74,7%)であった 。生成物、CMDMIP、のNMRスペクトルは、DaII’ Acqua e t at、、、1. Med、 Chem 24.178 (1981)による 記載と一致した。
実施例19 放射能標識CMDMIPの合成 本発明は標識CMDMIPもまた意図する。本実施例は4工程CMDMIP → HMDMIP −FDMIP →’H−HMDMIP →’H−CMDMIPを 含む本発明の1方法を記載する。
工程1・4′−ヒドロキシメチル−4,5′−ジメチルイソプソラレン(HMD MIP、 +9)をCMDMIPから製造した。CMDMIP(1,0gm;  3.8 mm。
1)を250 ml丸底フラスコに入れ、水で4時間還流した。この後、TLC (C/M 95:5)によりすべての出発物質か単一の低いRfスポットに変わ ったことを確認した。反応混合物を2時間0℃に冷却し、次いて生成物を吸引濾 過により集めた。
工程2:新しい化合物4′−ホルミル−4,5′−ジメチルイソブソラレン(F DMIP、 20)を、本発明の新規な合成方法により、HMDMIPから製造 した。3.5−ジメチルピラゾール(830mg 、8.7 mmol、Ald rich)を、塩化メf−1,ン(25ml)中の二酸化クロム(847mg  、8.8Hol)懸濁液に添加し、混合物を室温で30分アルゴン下で攪拌した 。工程lからのHMDMIP(800mg; 3.3 mmo])を1部分添加 し、反応混合物を室温で2.5時間攪拌した。TLCにより3時間後に反応が終 わったことを確認した(CHCIs) 、、減圧下で溶媒を除去し、残留物を少 量のCHC1,に溶解し、シリカゲルカラム(60−200メツシユ、Bake r)に負荷し、次いてCH,C’12で溶出した。生成物を含んでいる分画をT LCで決定し、合わせ、溶媒を除去し、FDMIP(647mg、81%)を得 た。95%EtOHから再結晶により、さらに精製を達成し黄色の針状晶を得た 。
■程3:4’−(ヒドロキシ−[3旧−メチル)−4,5’−ジメチルイソブソ ラレン(”H−HMDMIP)をFDMIPから製造した。工程2のFDMtP (18mg; 0.0743 mmol)と[3H,]−ホウ水素化ナトリウム (DNEN 、、1゜8 B、0.0476 mmol: 60 Ci/mmo l)を95%エタノール(8ml)中で室温で5時間攪拌した。この期間の後、 TLCにより、FDMIP(li’f、 7)か完全に、3H−HMDMIP( Rf、 15)に還元されたことを確認した。溶媒を凍結乾燥で除去し、残留固 体をC/M(99:L 1 ml)に溶解し、1cmX30cmクロマトグラフ ィーカラム(60−200メツシュシリカゲル; Baker)に負荷し、モし てC/M (991)で溶出した。TLCで、3日−HMDMIPを含む分画を 同定し、合わせ、蒸発させた。生成物を直接、工程4で、4 ’−([’H]− クロロメチル)−4,5’−ジメチル1′ソブソラレン(3H−CMDMIP) の製造に使用した。
工程41月(−CMDMIPを塩化チオニルを用いて3H−HMDMIPから製 造した。(これとは別に、4’−([3旧−ブロモメチル)−4,5’−ジメチ ルイソブソラレンCH−BMDMIP)を翳化チオニルを用いて’ H−HMD MIPから製造てきる。BMDMIP →Hl)AMDM I PおよびBMD lit[P →PHIMDMIPのようなSN2置換反応での高い反応性故に、 3H−凪(DMIPか好才しい:従って、臭化チオニルは、X=BrであるXM DMIPを得るのに最適な試薬である。工程3に記載の通りに製造した31(− )IMDVIPを小さな丸底フラスコに入れ、新たに蒸留したクロロホルム(5 ml 、4 Aモレキュラーシーブで乾燥)に溶解した。塩化千オニル(41m g; 0035 m+nnl+ AIdriet+)を添加し、黄色の溶液を1 時間攪拌した。この期間の後、TLC(CH2Clりで、全ての出発アルコ−・ ルか生成物に変化した、ことを確認した。溶媒を減圧下で除去し、ベンゼン(5 ml)を添加し、次いで減圧下で蒸発させた(2回)。
白い固体残留物を直接、追加標識化合物の製造に使用した。
実施例20 AMDlilIPの合成 この実施例は以下の式 %式% に従。てDMIPからAMDMIPの合成を記載する。
工程1: DMIP(51gm、0.41 mole)を加熱しなからCLCh i=溶解し、次いで室温まで冷却する。N−1ニトロキシメチルフタルイミド( 59゜5 gm: 0.34 mol)を添加し、混合物を8 ”Cに冷却する 。CF+5OtH(19,8ml; 33.6 gm; 0.22 mol)  とCF、C00H(280ml; 189 gm; 1.66mol)の混合物 を滴下漏斗から40−50分にわたって添加し、その期間中、反応混合物の温度 を外部から冷却し8°C−12°Cの間に維持する。添加後、反応フラスコを室 温にし、次いて全ての出発物質か消費されるまで(TLC; CH2Cl、)還 流する。反応か完了した後、2つの手法の1つを後処理のために使用する。最初 に、溶媒を減圧下で除去し、残留黄色固体をクロロホルムに溶解し、りooホル ムを水、0.3 M Na、OH1水て洗い、次いで乾燥(MgS04)する。
生成物をカラムクロマトグラフィー(60−200メツシユシリカゲル、13a ker)で単離する。別法として、反応混合物の体積を半分にし、次いてメタノ ールを添加し粗生成物を沈殿させ、続いて濾過する。沈殿をメタノールで洗い、 次いてエタノール・クロロホルム(11)から再結晶し、4′−フタルイミド− 4,5′−ジメチル1′ソブソラレン/ (PHIMDMIP、 21)を得る 。
工程2: PHrMDMIP(40gm; 0.11 mol)を95%エタノ ール(1800ml)に溶解し、続いて、ヒドラジン−水和物(15ml: 8 5%水溶液; Aldrich)を添加する。溶液を攪拌しながら17時間加熱 (60゛C)シ、その後追加のヒドラジン(15a+I)を添加する。さらに4 時間後、TLC(C/M 98:2)により、全ての出発物質が消費されること を確認した。溶媒を減圧下で蒸発させ、残留固体を、クロロホルム(500[+ 11)と0. I M NaOH(500ml)の混合物に溶解する。クロロホ ルムを分離し塩基性水相をクロロホルム(250ml)でさらに2回抽出する。
合わせたクロロホルム抽出物を水(500ml>で2回洗い、次いで、0.1  M HCI (3x250 ml)で逆抽出しプロ(・ン化゛アミンを形成する 。クロロホルムを除去し、酸性水相をさらに3回りoロホルム(250ml)で 洗う。次いで、酸性水相をNa0f((1,ON)で塩基性にし、クロロホルム で3回抽出する。グロロホルj、抽出物を合わせ、水で洗い、乾燥(MgSO4 ) L、次いで減圧下で蒸発させ、そして残留固体を1000 mlエタノール に溶解する。HCIガスを冷エタノール溶液に通し、4′−アミノエチル−4, 5′−ジメチルイソプソラレン(AMDMrP、 22)の塩酸塩を得、これを 濾過し、エタノールで洗い、次いで真空で乾燥する(23 gm;収率75%) 。全ての分析データ(NMR1元素分析)が公表結果と一致することを調べる。
実施例21 放射能標識AMDMIPの合成 本発明は、標識PHIMDMIPと標識AMDMIPをも意図する。本発明の1 つの方法は、式: %式% 工程!=上記の通りに製造した’H−CMD!IIIPを、4Aモレキユラーシ ーブの存在下で新たに蒸留した2mlのDMFに溶解した。フタルイミドカリウ ム(43mg、 0.23 mmol)を添加し、混合物を40°Cに加熱し、 42時間攪拌した。この期間に続いて、溶媒を除去し、残留固体をクロロホルム :メタノール98:2 (l [[l+)に溶解し、1cm x20cmシリカ ゲルカラム(60−200メツシユ)に負荷し、次いてC/M98:2で溶出し た。生成物を含む分画をTLC(CH2CI2)で同定し、合わせ、そして減圧 下で蒸発させた。固体残留物、4′−(フタルイミド−[ゴ旧−メチル)−4, 5’−ジメチルイソブソラレンCH−PHIMDMIP)をトリチウム標識AM DMIPの製造に直接使用した。
工程2:上記の通りに製造した、’I(−PHIMDMIPを95%エタノール (3ml)に溶解した。ヒドラジン−水和物(5mg 、0.1 mmol)を 添加し、そして溶液を加熱(60°C) L、17時間攪拌し、その後、追加の ヒドラジン(0,04mmol)を添加した。さらに4時間後、TLCにより、 全ての出発物質が消費されたことを確認した。減圧下で溶媒を蒸発させ、そして 、残留固体をクロロホルム(5ml)とNa0H(0,1N; 5 ml)の混 合物に溶解した。クロロホルムを分離し、塩基性水相をクロロホルム(5ml) でさらに2回抽出した。合わせたクロロホルム抽出物を水(10ml)で2回洗 い、次いで、HCI(0,1N; 10 ml)で逆抽出し、プロトン化アミン を形成した。クロロホルムを除去し、そして、酸性水相をクロロホルム(5ml )でさらに3回洗った。次いて、水相を減圧下で蒸発させ、そして、残留固体を エタノール(10ml)に溶解した。原液を適当に希釈し、計測し、そして、光 学密度で濃度を決定した。生成物の全体回収は、4.57 mg(’H−CMD MIPを基にして16.8%)。比活性は、2.2 XIO5CPM/μg ( 93mci/mmol)であった 。
実施例22 B[ODMIPの合成 この実施例は、以下の式: %式% に従ってBIODMIPを合成する本発明の1方法を記載する。
工程1: CMDMIP (250mg、 0.9 mmole 、 1.0当 量) 、N、 N’−ジメチル−1,6−ヘキサン−ジアミン(1,83gm;  12.7 mmol;14.0当量; Aldrich)およびトルエン(2 8ml、新たに4Aシーブて蒸留)を、還流冷却器とアルゴン導管を取り付けた 50 ml丸底フラスコに入れた。反応混合物を、マグネチックスターラーで攪 拌しながら加熱マントルで還流した。1時間後TLC(ベンゼン/メタノール1 =1)により、出発物質の約80%か単一の低いRfスポットに変わったことを 確認した。合計の還流時間は17時間で、その後、本質的に出発物質は残らなか った。回転蒸発器で減圧下でトルエンを除去し、残留の黄色の油を少量のクロロ ホルムに溶解した。この溶液を小さな(0,5’ X5 ”)クロマトグラフィ ーカラム(60−200メツシュシリカゲル; Baker)に負荷し、次いで 、95%エタノール・aNI(,01((4:I)で溶出し、15のl m1分 画を集めた。生成物を含む分画をTLCで同定し、合わせ、減圧下で溶媒を除去 し、そして残留物を2番目のシリカカラム(0,5’ X20’ )に再負荷し 、そして、C/E/T(9:]:0.25)で再溶出した。この溶媒系は、未反 応N、N’ ジメチル−1,6−ヘキサンジアミンから生成物を分離するのに効 果があった。溶出に続いて、TLCプレートをヨウ素またはニンヒドリン(0, 5%エタノール溶液)で展開して分離を確認した。純粋生成物を含む分画を合わ せ、減圧下で溶媒を除去し、残留油を高圧下で一定の重量にした。4’ −N− (N、 N’−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン)−メチル−4,5′−ジ メチルイソプソラレン(HDAMDMIP、 24)の収率は約50%であった 。質量スペクトルm/e(相対的同位体存在比)370 、(M+、1.09)  ; 吸収スペクトル最大値(nm): 252.303゜ 工程2: HDAMDMrP (18,4mg 、 0.5 mmol、1゜0 当量)、ビオチンアミドカプロエートN−ヒドロキシスクシンイミドエステル( 45,5mg; 0.10 mmol; 2.0当量; Pierce)および DMF (1,5ml 、新たに4Aシーブで蒸留した)をアルゴン導管を取り 付けた10m1丸底フラスコに入れた。反応物を室温でマグネチックスターラー で攪拌した。1時間後、TLC(C/E/T 9:1:0.25)により高いR f生成物スポットを確認した。5時間の反応時間後、さらに20 mgのビオチ ン出発物質を添加し、反応をさらに1時間続けた。溶媒を真空で除去し、残留物 を合計10 ml クロロホルム:イソプロパツール3:1に溶解し、分離漏斗 に移した。HCI(0,1N; 10 ml)を添加し、層を完全に混ぜ、次い て、分離させた。有機相を除去し、水相をpH13に調整し、次いで、クロロホ ルム:イソロバノール3:1で再び抽出した。有機抽出物を合わせ1、そして減 圧下で溶媒を除去した。残留固体(39,4mg)を、C/E/Tに溶解し、シ リカゲルカラム(60−200メツシユ、0.5“I20“)に負荷し、同じ溶 媒で溶出した。生成物を単離(遊離アミンとして)し、溶出溶媒を除去し、遊離 アミンをエタノール(10ml)に溶解した。HCIガス、続いてアルゴンを溶 液の中に通した。エタノールを除去し、31.7mgの4’ −N−[N、N  ’−ジメチルーN’ −(6−(ビオチンアミド)−ヘキサノエート)−1,6 −ヘキサンジアミン1−メチル−4,5′−ジメチルイソブソラレン(BIOD MIP、 25aXHC1塩)(収率85%)を得た。FABMS m/e ( 相対存在量) 710 (Ml 十、60%)。
(本質以下余白) 実施例23 放射能標識BIODVIPの合成 この実施例は、以下の式: %式% に従って放射能標識CMDMIPから、放射能標識HDAMDMIPどBIOD MIPの合成を記載する。
工程I 上記の通りに製造した’H−CMDMIP(70mg; 0.27 m mol)、およびN、 N’−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン(500m g、 3.5 mmole)および新たに蒸留したトルーr−〉(8ml)を5 0m1丸底フラスコで混合した。溶液を、−夜攪拌した。TLC(クロロホルム /ベンゼン/了セトン/ギ酸4:1:1:1)によI]、生成物か形成され、本 質的に全ての出発物質か消費されたことを確認した。トルエ゛/を減圧下で除去 し、残留固体を1−21T]lのC/E/T (9・l:0.25)に溶解した 。1%、れをシリカゲルカラム(0,5″×2″、 60−200メツシユ、B aker)に負荷し同し溶媒で溶出した。生成物(ヘキづンノアミンから分離さ t]ない)を含む分画を合わせ、減圧下で溶媒を除去した。固体を同じ溶媒1− 2m1に溶解し、大きいカラム(0,5″×20″)に負荷し、同し溶媒で溶出 した。ヘキサンジアミン化合物の存在を、TLC上でエタノール中の1%ニンヒ ドリンを使用して(溶液をTLCブレー1−J二に散布し、ブし・−トを70− 80°Cに加熱した)検出した。純粋な4’ −N−(N、 N’−ジメチル− 1,6−ヘキサンンアミン)−[’H]−メヂルー4.5′−ジメチルイソプソ ラレン(3H−HDAMDMIP)を含むカラム分画をこのように同定し、合わ せ、溶媒を減圧下で除去し、53.7 mg (収率58%)を得た。
工程23H−HDAMDMIP (2mg; 0.005 mmol; 1 e q)とビオチンアミドカプロエートN−ヒドロキシスクシンイミドエステル(6 ゜2 n+g; 0.014 mmn1; 2.8 eq)およびDMF(1, 0ml、シーブにかける)を10 ml丸底フラスコで混合した。1反応と後処 理手法は未標識化合物の製造と同じであった。比活性2.6X 1107CP、 / umol (3,5XIO’ CPM/μg)の生成物1.8mg(収率4 7%)を回収した。
実施例24 DIT)IIODMIPの合成 この実施例は、以下の式: %式% に従ってD[THIODMIPを合成する本発明の1方法を記載する。
HDAMDMIP(30mg; 0.80 mmol; 1.0当量)とスルホ スクシンイミジル−2−(ビオチンアミド)−エチル−1,3−ジチオプロピオ ネート(68mg; 0.112 mmol: 1.40 eq)を、アルゴン 導管を取り付けた乾燥した小さな丸底フラスコで、新たに蒸留し、たDMF(1 ,5ml)に溶解し、次いて室温で3時間攪拌した。この期間の後、減圧下でD MFを除去し、残留物を0. l N Na0t((7ml)に懸濁し、クロロ ホルム/イソプロパツール3:1 (20ml X2)で抽出し、有機抽出物を 0.5 N HCI(20ml X2)、水(10mlX2)で洗い、次いて乾 燥(MgSO,) I、、濾過し、ストリッピングして、黄色の油として粗生成 物(5,4mg)を得た。有機洗浄物からの酸性抽出物を1.ON NaOH( 30ml)を添加して塩基性にし、次いでクロロホルム(25mlX2)で抽出 した。クロロホルムを乾燥(Na2SO4) t、、濾過し、スI・リッピング して追加の生成物(24mg)を得た。生成物4’ −N(N、 N’−ジメチ ル−N′−(2−(ビオチンアミド)−エチル−1,3−ジチオプロピオネ−1 −)−1,6−ヘキサジジアミン]−メチル−4,5′−ジメチルイソプソラレ ン(DITHIODMIP、 25b)(遊離塩基)をさらに特性決定するため に、原液(エタノール溶液)の少量のアリコートをホウ水素化すトリウム(Al drich)またはメルカプ)・エタノール(Aldrich)で処理し、次い でこれらの反応の生成物を未処理物質と比較した。どの場合も、生成物は期待通 り開裂していた。
実施例25 放射能標識D ITHIODM IPの合成この実施例は、以下の式・ ”H−CMD[P−”F(−rMDMIP−3H−HDAMDMIP −’H− DITHIODMIPに従って’H−DITHIODMIPを合成する本発明方 法の1つの実施態様を記載する。
工程l 実施例19の工程4に記載の通りに製造し、た’l(−CMDMIP( 20mg: 0.75 mmol)とヨウ化ナトリウム(57mg; 0.38  mmol; 120”Cて一夜乾燥)とアセl−ン(Mallinckrod t)を48時間還流する。この期間に続い”C1反LL、混合物を濾過し、結果 として生じたNaClを除去し、濾液を減圧下で蒸発させ、そして残留粗生成物 をクロロホル14に溶解し、1/4 X5 ’シリカゲルカラム(60−200 メツシユBaker)に負荷し、次いてクロロホルムて溶出する。生成物、4′ −(ヨード−[’H]−メチル)−4゜5′−ジメチルーイソブソラレン(3H −IMDMIP、 23)、を含む分画を、TLCて同定し、合わせ、溶媒を減 圧下で除去する。生成物を工程2で直接使用する。
工程2・工程1で製造したコl(−IMDMIPを使用して、3H−HDAMD MIPを製造する。合成と後処理は、3H−CMDMIPが3H−IMDMIP に変わり、使用する試薬濃度が3分の2になること以外は、実施例23の工程l に記載の手法と同じである。得られた粗’H−HDAMDMIPを記載の通りに カラムクロマトグラフィーでさらに精製し、’H−DrTI([OD[Pの製造 に直接使用する。
工程3 工程2で製造した’H−HDAMIIIJIPを使用して、3H−DI THIODMIPを製造する。3H−HDAMDMIP(5mg; 0.013  mmol; 1.0eq)とスルホスクシンイミジル−2−(ビオチンアミド )−エチル−1,3−ジチオプロピオネ−)(II mg; 0.019 mm ol; 1.5 eq)を、アルゴン導管を取り付けた小さい乾燥した丸底フラ スコで、新たに蒸留したDMF(1,5ml)に溶解し、次いで室温で3時間攪 拌する。この期間の後、減圧下でDMFを除去し、残留物をNaOH(0,1N ; 3 ml)に懸濁し、クロロホルム/イソプロパツール3:1 (7m1x 2)で抽出し、有機抽出物をHCI (0,5N; 7 m1X2)、水(5m l X2)で洗い、次いで乾燥(MgSO,) L、、濾過し、ストリッピング し黄色のオイルとして粗生成物を得る。生成物を紫外線吸収(オーセンティック 物質と比較)とTi、C(数種の異なる溶媒系で同時クロマトグラフィー)によ り同定する。放射化学純度をHPLCで決定する。約10’CPMのトリチウム 標識3H−DITHIODMIPを50μlのエタノール(100%)中で、1 0℃gの未標識DITHIODMTPと混合する。試料をC18オクタデシルシ リル逆相クロマトグラフィーカラム(13eckman)に注入し、以下のアセ トニトリル/酢酸アンモニウム(0,1M;pH7)勾配: 0−10分、10 0%酢酸アンモニウム; 10−70分、100%酢酸アンモニウム→lOO% アセトニトリル、 70−80分、100%アセトニトリル、で溶出した。80 の1.Om1分画を集め、次いで各分画の40μIを計測する。試料をエタノー ルに溶解しホウ水素化ナトリウム(Aldrich)またはメルカプトエタノー ル(Aldrich)のいずれかで処理し、生成物をさらに特性決定する。これ らの反応の生成物を未処理の物質と比較し期待通りの開裂が起こっていることを 確かめる。
実施例26 FLUORDMIPの合成 この実施例は、以下の式: %式% に従ってFLUORDMIPを合成する本発明の1方法を記載する。
工程1: HDAMAMIPを、実施例22の工程1に記載の通りにCMDMI Pから合成する。
工程2: DMF(1,0ml、4Aシーブて蒸留、Mallinckrodt )中の工程lからの、HDADAMIP(10mg; 0.027 mmol+  1.0当量)と、DMF(1,0ml、4Aシーブで蒸留、Mallinck rodt)中の6−カルボキジフルオレセイン−N−ヒドロキシスクシンイミド エステル(15,1mg; 0.032 mmol; 1.1 eq; Pie rce)を、アルゴン導管を取り付けた5ml丸底フラスコで混合した。反応混 合物を室温で数時間攪拌し、その後、TLC(C/B/A/F−4:l:1:1 )で示されたように、出発物質の大半が消費されていた。溶媒を減圧下で穏やか に加熱(〈50°C)シて除去した。残留物をHCI(5ml;0、IN)に溶 解し、次いで、クロロホルム/イソプロピルアルコール(31)で抽出した。次 いで、有機抽出物の体積を減らし、ガラス分取シリカゲルTLCプレート(20 cm x20 cm x2 mm; Baker)に負荷し、次いて、C/B/ A/Fで溶出した。主要なRfバンドを削り取り、クロロホルム/イソプロパツ ール(3:1)で溶出し、シリカを濾過で除去し、減圧下で溶媒を蒸発させた。
生成物を少量のエタノールに溶解し、溶液の中にHCIガスを通した。次いで、 エタノールを蒸発させ、4′−N−[N、 N’ ジメチル−N’ −(6−カ ルボキシフルオレセインエステル)−1,6−ヘキサンジアミン)−メチル−4 ,5′−ジメチルイソブソラレン(FLUORDMIP、 25c)を1塩酸塩 として得た。FABMS(遊離塩基) m/e 729、M+:吸収スペクトル 相対最大値(nm) 447゜ 実施例27 放射能標識FLOURDMIPの合成 この実施例は、以下の式: %式% に従って放射能標識FLUORDMIPを合成する本発明方法の1つの実施態様 を記載する。
工程1: ’H−HMDMIPを、実施例19の工程3に記載の通りにFDMI Pから製造した。
工程2: ’H−CMDMrPを、実施例19の工程4に記載の通りに’H−H MDM■Pから合成した。
工程3・’ H−HDAMDM rPを実施例23の工程lに記載の通りに’H −CMDMIPから合成した。
工程4: ’H−FLUORDMIPを、” H−HDAMDM IPから製造 した。DMF(1,7ml、4A シーブで蒸留)中の’Ff−HDAMDMr P (3,1mg; 0.0084 mmol; 1.0当量)と、DMF(1 ,0ml)中の6−カルボキシ−フルオレセイン−N−ヒドロキシスクシンイミ ド(4,0mg; 0.0084 mmol; 1.0当量)を、アルゴン導管 を取り付けた5ml丸底フラスコで混合した。この混合物を一夜攪拌した。後処 理は、分取TLCプレートをC/B/A/F (5:に1:l: この溶媒系で は、やや高いRfとなり、生成物が良く分離された)で溶出した以実施例28 光反応性化合物の溶解度 AMIP、 AMDMIP、 DMIP、 MrPおよびイソブソラレン(IP )の溶解度を、図5に説明する式により実験的に決定した。溶解度測定を実施す るために、最初に、各化合物のlμg/ml溶液の既知の光学密度を確立する必 要があった。これらは、IXTE中の既知の濃度で各化合物のエタノールまたは 水溶液のいずれかの原液を製造し、次いで、各溶液の光学密度を測定して決定し た。この情報から、lμg/ml溶液の吸収を計算した。
これとは別に、吸光係数を同様に決定でき使用できる。この方法で、以下の吸収 データを集めた: 0、D、 1Mg/ml 化合物 波長(nm) (IXTE) EmaxAMIP 249 0.087  2.19X10’AMDMIP 249.5 0.082 2.29x 10 ’DM[P 250.5 0.102 2.18X10’MIP 249 0. 092 1.97X10’IP 247 0.105 1.95X10’各化合 物の溶解度を決定するために、各化合物(AMDMIP以外;下記参照)の過剰 量(2−25mg)をI XTE(0,37−2ml)に入れ、次いで数時間加 熱(50°−70℃)した。この後、各混合物を室温で数時間、未溶解固体の存 在下で攪拌した(この手法では過飽和は生じないものとした)。この工程に続い て、未溶解の化合物を、0.2uナイロン−66シリンジフイルター(Arco  LC13; Gelman)で濾過して除去した。次いで、残留可溶性化合物 の濃度を、濾液の光学密度の測定と、その化合物の1Mg/ml溶液の既知の光 学密度から溶解度を計算し、決定した。化合物の溶解度を、以下のようにこうし て決定した:化合物 IXTE 中の溶解度(μg/ml)AMIP 21.0 00 ANDVIP >22,700本 DMIP nd本ネ MIP nd IP 2 本化合物の最初の混合が、使用したIXTE量に完全に溶解I。
た時、AMDMIPの溶解度は最小量の22.700 u g/mlであったu nd・検出不可能(溶解度かlμg/mlより小)実施例29 光反応性化合物の暗結合 ウシ胸腺DNAとのAMIP、 AMDMIPおよびMIPの結合(′暗結合″ )定数を決定するために、平衡透析を使用した。トリチウム標識イソブソラレン を実験に使用した。方法はTsaaes et at、 Biochemist rY 16.1058−1066 (1977)の方法の改良法であった。
スペクトラボア(spectrapor)2 透析管(Spectrum)を飽 和重炭酸ナトリウム中で沸騰して前処理し、次いで、二重蒸留水で完全に洗った 。ウシ胸腺DNA (Sigma)は、IXTE中に50μg/mlの濃度で調 製した。1.0 ml DNA溶液を袋の中に入れ、充分量のイソブソラレンを 使用して、イソブソラレン、DNA塩基対比l・15となるように試料を調製し た。トリチウム標識イソブソラレン(″薬剤″)を用いて試料を調製し、透析袋 の内側または外側に入れた(各試料を小さな電磁攪拌捧を含むシンチレーシjン バイアルに入れた)。試料を4°Cて5日間、暗所で攪拌した。この期間の後、 袋を取り出し7、開き、シンチレーショ〉・計測で袋の内側と外側の放射能を決 定した。DNAの濃度を260 nmでの光学密度を測定して決定した。
この情報から解離定数(K、)を計算した(表9)。透析袋の内側と外側の両方 にイソブソラレンを含む2通りの試料を調製することにより、系が透析期間の最 終時点で平衡に達したかどうかを調べることができた(平衡時の内側と外側のイ ソブソラ1/ンの量は、両方とも同じであるべきであり、また同しであった。) 結合定数、K、をここては、 P +DNA r’:DNAの反応では、K、=[肛照り[P][DNA] [式中、P・溶液中の遊離の薬剤、DNA・薬剤とのDNA結合部位、およびP :DNA=DNAと結合している薬剤]、として定義する。
以下に化合物について決定したに、値を総括する試料 −ち。
AMIP中 2.96X10’ AMIP外 2.21 X IQ’ AMDMIP中 7.66X10’ AMDMIP外 1.07X10’ MIP 中 9.08X10’ MIP 外 2.07X 103 実施例30 光活性化デバイス 本発明の光活性化デバイスの一つの具体例は、“CE−I′と称される。CE− Iは次の特徴を有する照射デバイスである・l)安価な電磁線源、2)試料の温 度制御、3)多試料ホルダー、4)多試料照射フォーマット、及び5)最小の卓 上空間を必要とするコンパクトデザイン。
第6図は上記の特徴を組み込んだCE−Iの透視図である。図は、ハウジングの 残部がとりはずされた(図示されていない)ハウジングの底板(100)を示し ており、これは複数の試料容器(109)を支持するための複数の押込部(10 8)を有する室(107)の周辺に配置された電力源(図示されていない)に接 続可能な6個のバルブ(101〜106)を有する。バルブは電磁線源として、 1つの態様においては紫外線源として作用する。特定のバルブの型に限定される ものではないが、具体例は工業標準のF8T5BLホットカソードデュアルバイ ピンランブ(hot cathode dual bipin lamp)を受 け入れるような形状である。
室(107)は、試料容器(109)を保持することに加えて、温度制御液体( 示されていない)を保持し、そのことにより試料容器(109)の温度を制御す るための手段として作用する。
第7図は、第6図のa−aの線に沿ったCE−Iの横断面図である。第7図は室 (107)のまわりの源(101−106)の配置を示している。第7図はまた 、室(+07)が試料容器(109)を収納するようにデザインさねた寸法の試 料ボルダ−押込部(108)で中断されでいることを示している。
本発明は室(107)を形成するのに使用される材料の性質によって限定される ことは意図していない。1具体例において、これはガラスにより形成される。他 の具体例においてはプラスチックで形成される。好適な具体例においては、アク リリック−UVT (ACRYLIC−UVT : Po1ycast) 、プ レキシグラス11− UVT (PLEX[GLASllLIVT : Roh m & 1(aas)、プレキシグラスG−UVT (PLEXIGLAS G −[JVT: Rohm & Haas)及びアクリリットOP −4(ACR YLITE 0P−4:Cyro)から成る市販のアクリル樹脂のグループより 選ばれるUV透過性アクリル樹脂から形成される。
同様に、本発明は室(107)を形成するために使用される方法の性質により限 定されることを意図していない。−の具体例において、これは一つの製品として 成形される。他の具体例においては、これは別個の部品として成形され、次いで 組み立てられる。
第6図は、温度制御液体が液体引入口(111)を通して導入され、液体流出口 から排出されることを示している。液体引入口(Ill)と液体排出口(+12 )は、液体源(図示されていない)にチューブ(113と114)を介して接続 されることか好ましい。液体源は液体の再循環を可能とすることか好ましい。温 度制御を改善するために、静止温度制御液体(図示されない)を押入部(+08 )に置くことかできる。
本発明は、特定の温度制御液体に限定することを意図していない。本発明により 企図される安価な温度制御液体は水である。
第8図は、引入口(111)と流出口(+12)により定義される領域内に置か れる7個の押入部(108)をもつCE−Iの具体例を示している。押入部(+ 08)の数とその配置は使用者の便宜に合わせて選択しつるが、成る配置は照射 効率に影響を与える。
第6図及び第7図は、反射板(115,116,117)の配置をも示している 。反射板はUV反射金属から形成されることが好ましい。
特定の大きさに限定されるものではないが(図面はスケールどおりに記載されて いない)、押入部(+08)は約4cmの深さで、押入部は約3cm離して置か れ、ハウジングの頂部表面から押入部の開口までの距離は約6.5 cmである ことが好適である。このような配置において、底部のバルブ(103,104) はそれぞれの中心から測定したとき好ましくは′2.3cm離される(それぞれ の中心は反射板117の表面から測定したときハウジングの上方約1.2 cm のところにある)。こうすると下部のバルブ(103,104)は反応容器(1 09)の底部から1.5 Cm未満の距離となることを可能にする。
他のバルブは2つのセット(101,102及び105.106)としてみるこ とができる(すべて2個のバルブのセットから成り、合計3組)。一つのセット 内で、バルブはその中心から測定して2.3cm互いに離れるのが好ましい(そ れらの中心は反射板115.116の表面から好ましくは1.2cm離れている )。反射板115及び116はその側部から測定して約11cm離れるのが好ま しい。
バルブ(+0l−106)の長さく“Bし”)及び反射板(115,116,1 17)の長さく“RL”)に対する室(107)の長さく“CL“)の関係は次 のとおりであるのが好ましい: RL > BL > CL 好適な長さは、RL=29.5cm、 BL=26cmと29cmの間、及びC L=約25cmである。
実施例31 光活性化デバイス 本発明の光活性化デバイスの1つの具体例は“CE−II”と称される。 CE −Inは次の特徴を有し、好適な光活性化デバイスとして使用するために設計さ れた照射デバイスである=1)安価な電磁線源、2)試料の温度制御、3)多試 料ホルダー、4)多試料照射フォーマット、5)使用者を迷電磁線から保護する ハウジング、及び、6)最小の卓上空間を必要とするコンパクトデザイン。
第9図は上記の特徴を組み込んだCE−IIの透視図であり、取はずし可能な室 (207)のまわりに配置された電源(示されていない)に接続可能な6個のバ ルブ(201−206)を含むハウジング(200)を示している。第1O図は 室(207)が複数の試料容器(図示されていない)を保持するための複数の押 入部(208)をもっていることを示している。
バルブは電磁線として、成る場合には紫外線源として作用する。
特定のバルブの型に限定されるものではないが、具体的な例は工業標準のF8T 5BLホット カソード デュアル バイピン ランプを受け入れるように形成 される。
ハウジング(200)は、また、幾つかの電子部品のための取付台としても作用 する。主電源スイッチ(209)は交流電源(示されていない)からの流入電流 を制御する。便宜上、この電源スィッチ(209)は秒読みタイマー(210) に配線され、続いて時間メーター(211)と電磁線源のコイル(示されていな い)に並列に配線される。秒読みタイマー(210)は試料露出を使用者の希望 のレベルへ照射時間を設定可能としている。時間メーター(211)は電磁線源 により提供される照射時間の合計量を記録、維持する。この特徴はバルブの出力 が急速光活性化のために必要な最小レベル以下に減する前にバルブ(210−2 06)をモニターし、変化させることを可能とする。
室(207)は、試料容器を保持することに加えて、温度制御液体(示されてい ない)を保持し、そのことにより試料容器の温度を制御するための手段としての 役目を果たす。
本発明は、室(207)を形成するために使用される材料の性質により限定され ることを意図しない。−の具体例においてこれはガラスで形成される。他の具体 例において、これはプラスチックで形成される。好適な態様において、これは、 アクリリック−UVT(ACRYLIC−UVT、 Po1ycast) 、プ レキシグーy ス11− LIVT (PLEXrGLASIt−UVT、 R ohm & Haas)、プレキシグラスG−tlVT (PLEXIGLAS  G−UVT、 Rohm &Haas)及びアクリリットOP −4(ACR YLITE 0P−4,CyrO)から成る市販のアクリル樹脂の群から選ばれ るU■透過性樹脂で形成される。
同様に、本発明は室(207)を形成するのに使用される方法の性質により限定 されることを意図しない。1の具体例においてこれは一つの製品として成形され る。他の態様において、これは別個の部品として成形され、次いで組み立てられ る。
第9図は、温度制御液体は液体源(示されていない)からチューブ(212,2 12)を介して導入され、引入口と流出口(示されていない)を介して循環され ることを示している。本発明はいかなる特定の温度制御液体に限定されることを 意図するものではない。
本発明により企図される安価な温度制御液体は水である。
第10図は反射板(214,215)の位置を示している。反射板はUV反耐金 属で形成されるのか好ましい。
第9図は、チューブ(212,213)により限定された領域内に置かれた20 個の押入部(208)を有するCE−IFを示している。押入部(208)の数 及びその配置は、使用者の便宜にあわせて選択することができる一方で、照射効 率に十分なインバク)・を与えることかできる。この態様において、押入部(2 08)は2列に配置され、一つの列の押入部(208)か他の列の押入部(20 8)の反対側に整列された。このデザインにより得られた作業データは、押入部 (208)の配置か電磁線の部分的ブロックを起こすこと、即ち、1一つの列の 押入部(208)はデバ・イスの一方の側から来る電磁線をブロックし、その結 果、他の列の対向する押入部(208)はより少ない電磁線を受け取る。
第1O図は、室(207)に関連してこの態様のバルブ(201−206)配置 の“V−型”の形状を示L−Cいる。■−型の形状は、多くの場合、押入部(2 08)の二列配置のために室(207)に対して要求される寸法から必要となる 。1一つの列の1つの押入部(208)の中心から他の列の対向する押入部(2 08)の中心までの距離は5.5 cmよりも大きい。このため、上部のバルブ (201,206)は(中心から中心まで測定して)約13.5cm離れて賞か オ]、中間部位のバルブ(202+205)は(中心から中心まで測定して)約 11.5cm離して配置され、そして、下部のバルブ(203,204)は(中 心から中心まで測定して)約4.0 cmMれて配置されることとなる。
バルブ(20+−206)の長さく“BL”)及び反射板(214,215)の 長さく°“RL“)に対する室(207)の長さく“CL”)の関係は次のよう になる二とか好ましい RL > BL > CL この態様において、CLは約37cmである。
実施例32 光活性化デバイス 本発明の光活性化デバ・イスの好適な具体例は“CE−III”と称される。C E−]]’[は次の特徴を有する急速光活性化を最適に行うために設けられた照 射デバイスである:1)安価な電磁線源、2)試1の温度制御、3)照射時間の 制御、4)多試料ホルダー、5)多試料照射フナ−マット、6)迷電磁線から使 用者を保護するハウジング、及び7)i&小の甲上空間を必要とするコンパクト デザイン。
第11図、12図及び13図は、上記の特徴を組み込んだCE−IIIの図てあ り、内壁(310)及び外壁(311)を有する取りはずし可能な室(309) のまわりに配置された電源(示されていない)に接続可能な8個のバルブ(30 1−308)を有するハウジング(300)を示している。内壁(310)は槽 (312)を形成する。第11図及び13図は、変換可能で、取りはずし可能な 試料ラック(313A)の具体例である。試料ラック(313A)は槽(312 )の上部のハウジング(300)に取りはずし可能に結合される。試料容器(3 15)は試料ラック(313A)に嵌合(7、そのことにより槽(312)中に 直線状に配列される。試料の上掛け(314)は交換可能な試料ラック(313 A)の上方に配置され、ユニットを密閉し、デバイスを操作する時の電磁線から 使用者を保護する。
第14図は、交換可能で取りはずし可能な試料ラック(313B)の代替物の態 様である。この態様においては、試料容器の2列の配置は、電磁線のブロックを 避けるためにジグサグであることに注意されたい(前記のCE−IIと比較)。
第12図は、デバイスのすへてのバルブ(301108)のまわりに広がる単一 の反射板(316)を示す。反射板(316)はU■反射材料で形成されること か好ましい。
室(309)は内壁(310)と外壁(311)の間に循環する温度制御液体( 317)を保持しており、これは試料容器の温度を制御する手段どして作用する 。第13図は、循環する温度制御液体(317)か液体引入口(318)を通じ て液体源(示していない)から導入され、液体流出口より流出し、この液体が再 循環可能であることを示している。温度制御を改善するため(ご、静止温度制御 液体(示されていない)を槽に配置しうる。本発明は特定の温度制御液体に限定 されることを意図しない。本発明で企図される安価な温度制御液体は水である。
本発明は、室(309)を形成するために使用される材料の性質により限定する ことを意図しない。−の具体例において、これはガラスで形成される。他の具体 例において、これはプラスチックで形成される。好ましい態様において、これは アクリリック−UVT(ACRYLIC−1,IVT、 Po1ycast)  、ブl/ キ:/ ’I ラス11− UVT (PLEXIGLASll−L IVT、 Rohm & Haas)、ブl、キシグラスG −UVT (PL EXIGLAS G−IJVT、 Rohm & Haas)及びアクリリット OP −4(ACRYI、ITE 0P−4、CyrO)から成る市販のアクリ ル樹脂の一群から選ばれるUV透過性アクリル樹脂で形成される。
同様に、本発明は室(309)を形成するために使用される方法の性質により限 定されることを意図しない。−の具体例においてこれは一つの製品として成形さ れる。他の具体例においては、別個の部品として成形され、次いて組み立てられ る。
ハウジング(300)は、又、幾つかのエレクトロニクス成分のための取付台と して機能する。主電源スイッチ(320)は交流電源(示されていない)からの 流入電流を制御する。便宜上、この電源スィッチはタイマー作動スイッチ(32 1)に配線される。“オン“の位置において、タイマー作動スイッチ(321) は秒読みタイマー(322)に電力を供給する。続いて、秒読みタイマー(32 2)は時間メーター(323)への電流及び電磁線源のコイル(示されていない )への電流を制御する。秒読みタイマー(322)は試料の露出を希望のレベル へ照射時間を使用者か予めセットすることを可能とする。時間メーター(323 )は電磁線源により提供される照射時間の合計数の記録を維持する。この特徴は 、アウトプットか急速光活性化を達成するのに必要なレベル以下に減じる前に、 バルブ(301−308)をモニターし、変化させることを可能とする。“オフ ′の位置において、タイマー作動スイッチ(321)は、それか秒読みタイマー (322)を迂回して、時間メーター(323)と電磁線源のコイル(示されて いない)に連続的に電力を供給するように配線される。
第12図は、室(309)に関連して、この実例のバルブ(301−308)の 配置か“U−型”形状であるものを示し2ている。cr、e−yのV型形状と比 較されたい。)U型形状は、槽(312) デザインのために室(207)のよ り小さな寸法によって可能どなる。
特定の寸法により限定されるものではないが、槽(312)の幅は、底部外壁( 311)の長さによって測定した時には、6cmである。J二部バルブ(301 ,308)は9cm未満離して置かれる(中心から中心で測定)。
再び、室(309)長さく“CL”)、バルブ(301−308)長さく“BL “)及び反射板(317)長さく“RL”)は次の関係に従う: RL> BL > CL。
実施例33 光活性化デバイス:温度制御 温度変化は光活性化学において劇的な影響をもち得る。本発明のデバイスでは、 光活性化の結果に対して、制御されていない変化が起こりうることを限定するた めの温度制御が提供されることが望ましい。第15図は本発明のデバイスのため の温度制御の欠除の問題を示している。CE−1,CE−I[及びPTIデバイ スは、本発明の試料容器の温度制御手段を使用することなく、1.5mlのエッ ペンドルフ管を照射することが可能であった。温度制御液体の温度が経時的に測 定された。測定は、100μlのdH20を含有する0゜5[01のエッペンド ルフ管に浸したT型サーモカップル(thermocouple)で行った。エ ッペンドルフ管は各デバイスで照射された。PTrデバイスでの照射に対しては 、管はキ+1プを閉じたまま、頂部から下方に照射した。温度はオメガ温度制御 計(Temperature C。
ntroller) 、モデル148(Omega Engieering社、 スタンフォート、CT)にてモニターした。
結果(第15A図)は、試料容器の温度が温度制御なしては急速に温度を上昇さ せることを示している。これに対して、温度制御を行って照射すると一定の温度 を示す(第15B図)。
実施例34 光活性化デバイス、エネルギー出力 この実施例では、エネルギー出力が最適の光結合動力学と関係するので、エネル ギー出力を研究する。第16図は本発明のデバイスの相対エネルギー出力を示し ている。PTIはCE−II[に比べて非常に強い強度を有する。相対強度出力 から、紫外線照射の蛍光源は急速な光活性化のためには十分な放射線束ではない ように思われる。少なくとも光結合の動力学における劇的な差異が二つの機械に 対して期待された。結合に関するこの差異の影響は、第17図に示すようにして 研究した。’H−HMTがウシ胸腺DNAへの結合を測定するために使用された 。’ H−HMTがDNAと混合され、照射された。
次いで、生成物は結合していない2H−HMTを分離するためにクロロホルムで 抽出した。核酸が沈澱し、溶解された。結合HMTはDNA溶液の光学密度を測 定しつつ、シンチレーション計測により測定した。
結果は第18図に示されている。驚くべきことに、CE−I[Iデバイスの動力 学は本質的に、費用のかかるPTIデバイスと同一である。
CE−IとPTI機に関する結合のプラトーは5分以内に達成された。
興味あることには、CE−I[はこの実験条件下では結合のプラトーには到達し なかった(CE−IIデバイスに関しては結合のプラトーは2つの方法の1つで 到達しうる:1)追加の照射時間、又は2)ポリカーボネート管のようなよりす ぐれたUv透過特性をもつ試料容器の使用)。
実施例35 光活性化デバイス:試料の位置 光活性化デバイス内の試料の位置の小さな差異による影響を検討した。第19図 は試料位置による槽(第12図、部材312)の表面におけるCB−Hの光の強 度を示す。試料ラック(第11図、部材313A)の中心位置及び末端位置から の試料について、第17図に示された態様にて光結合を検討した。結果は第20 図に示されている。照射時間が2分以下であるときは、光結合動力学において差 異か存在することは明らかである。これは、かかる小さな位置による差異を帳消 しにする結合のプラトーの重要性を示している(第20図と第18図とを対照さ せる)。
実施例36 光活性化デバイス:光生成物 この実施例の前半部においては、本発明の光活性化デノくイスの種々の態様が、 光生成物を創製する能力に関して調査された。後半部においては、光生成物が核 酸に結合することか示されている。
第21図は、光生成物が製造される態様の概略を示している。
第22図は、既知化合物AMDMrPについて、CB−I[[デノくイスでの時 間ごとの光生成物の製造が示されている。AMDMIP標準(非照射化合物)は HPLCで1個のピークを示しているが(第22A図)、2分(第22B図)、 5分(第22C図)及び15分(第22D図)ではAMDMIP光生成物のピー クが増加し、AMDMIPピークは減少している。
第23図は、既知化合物AMDMIPに対して使用される光活性化デノくイスに よる光生成物の製造を示している。AMDMIP標準では、HPLCにおいて1 個のピークが存在する(第23A図)。これに対し、CE−■で15分間照射す ると光生成物のピークが増加し、AMDM[Pピークが減少することを示してい る(第23図、AとBを比較し、スケールの変化に注意する)。しかしながら、 PTIデノくイスで同じ時間照射すると、AMDMIPピークでは極めてわずか な減少が示され、光生成物ピークの極めてわずかな製造が示される(第23図、 AとCを比較し、スケールの変化に注意する)。明らかに、CE−I[デバイス はPTIデバイスよりも多くのAMDMIP光生成物を製造する。
第24図は、新規化合物AMIPに対して使用した光活性化デバイスによる光生 成物の製造を示している。AMIP標準は主としてHPLCにおいて1個のピー クが存在する(第24A図)。これに対して、CB−■デバイスにより15分間 照射すると、光生成物ピークの出現とAMIPピークの減少を示す(第24図、 AとBを比較し、スケールの変化に注意する)。同様に、CE−II[デバイス で15分間照射すると、光生成物ピークの出現及びAMIPピークの減少を示す (第24図、AとCを比較し、スケールの変化に注意する)。興味あることは、 PTIデバイスで同時間AMIPを照射すると、CB−I及びCE−IIIデバ イスのときと概ね同じ量の光生成物の生成を示す。
光生成物の核酸結合特性をウシ胸腺DNAを使用して研究した。
Taq緩衝液中の200μg/mlの”H−AMDMIP (1x 10’CP M/ml)をCE−IIIデバイス又はPTIデバイスのいずれかで室温におい て照射した。
この照射は核酸の非存在下で15分間実施された。照射の後、200μmの照射 溶液をTaq緩衝液中の1000μg/ml DNA溶液200μmと混合した 。幾つかの同一の試料をこのようにして調製した。1セツトの試料を室温で2時 間DNAと反応させた。他のセットの試料は試料をサーマルサイクラ−[Per kin −Elmer Cetus DNA Thermal Cycler  (製品番号、 N8010150) ]に置くことにより加熱と冷却の30サイ クルを行なった:各すイクルは93°Cで30秒間、55°Cで30秒間及び7 2°Cで1分から成っていた。DNA反応が完了したら、すべての試料は第17 図に概要を示したフローチャートに従ってDNA−会合トリチウムのカウント数 (CPM)を分析した。
DNA−会合カウンl−数は、第10表の100塩基対当たりの付加物(add uct)に関して与えらねる。計算の目的で、これらの付加物はそれらがあたか もAMDMIPのモノマーを表わすものとして報告される。この近似か正確であ るかどうかにかかわらず、’H−AMDMIPを照射する方法は、明らかに、電 磁線の波長をその後活性化しなくても、DNAと会合する(即ち結合する)トリ チウム化生成物を生ずる。会合の度合は反応条件に依存することか第10表に示 されている。
結合は、使用する光活性化デバイスにより影響される。CE−IIIデバイスで 照射された3H−AMDMIPをPTIデバイスで照射された3H−AMDMI Pと比較するど、有意に大きな量の会合カウント数か観察される。これは、同じ 時間の露光の後でCE−IIIで製造される光生成物はPTIデバイスによるも のよりも多いという観察(第23図)と一致していることかわかる。興味あるこ とには、熱す、イクルは(使用するデバイスの如何にかかわらず)室温での2時 間の反応よりも5倍以上の結合を生している。
未照射の結果から判るように、未結合の反応物を除くために1)NA試料に適用 された分離方法は、非共有的に会合した反応物の多くを除去する。未照射のAM DMIPか反応したときにみられるカウント数に比較して、照射したAMDMI PかDNAと反応したときにみられるカウント数の増加は、それゆえ、光生成物 かDNAと共有的な会合をしたことによるものであると考えられる。
しかしながら、カウント数は共有的な相互作用によらねばならないということて はない。光生成物は核酸と非常に高い非共有的な会合を有することができる。こ の会合は、苛酷な後処理の後でさえ光生成物がrlNAと非共有的に会合をする のに十分な程高いものとなりうる。
無 無 室 温 1.1 無 無 熱的サイクル 0.9 CE−II 15分 室 温 4.4 CE−III 15分 熱的サイクル 24.3PT1 15分 室温 1.7 PTI 15分 熱的サイクル 5.7実施例37 核酸結合 ある場合(7−は、光活性化合物の核酸への結合レベルを正確にコントロールす ることが望ましいであろう。先に第18図でみたように、結合レベルは照射時間 の関数である。もし照射時間かプラトーレベルに到達するのに十分であるときは 、一定の結合【ノベルか達成されうる。露光に加えて、光活性化合物の濃度もま た最終的な結合レベルに影響する。序章で論じたように、ブソラレンやイソブソ ラレンのような光活性化合物は活性光線を照射している間競合反応を行う。それ らはポリヌクレオチドに付加すると同時に光分解を受けるであろう。特定の光活 性化合物の構造的特性は光付加反応に対する光分解の相対速度を決定するか、化 合物の初期濃度は結合のプラトーレベルに影響する。この実施例は結合レベルを 濃度の関数とし゛C研究する。第17図に概要を示した方法に従って、ウシ胸腺 DNAへの結合を測定するために38−AMDMIPを種々の濃度で使用した。
結果を第25図に示す。明らかに、AMDMIPの濃度はウシ胸腺DNAにより 達成される結合レベルに影響を与える。
照射かプラトーレベルを達成するのに十分な持続時間であるならば、所望の光結 合レベルに付加反応を正確にコントロールするために濃度依存性を使用しうる。
実施例38 核酸結合 再度、第17図は、本発明の方法により合成される化合物について共有結合を測 定する方法を概略的に示すフローチャートとして言及され得る。IXTE緩衝液 中に300μlのウシ胸腺DNA (シグマ社)を含有するものに、3H−AM IP (3,lx 10’cpm/μg)、3H−AMDMIP (2,2xl O’cpm/μg)及び’H−MIP (2゜I X 10’cpm/μg)を 添加した。すべてのイソブソラレン化合物は100μg/mlの名目濃度で添加 された。しかしながら、実験的に得られる現実の濃度(室温で一晩放置後に計測 した)は次のものであったジH−AMIP (105μg/ml)、’H−AM DMIP (115μg/ml)及び’H−MIP (< 10μg/ml)。
結合を評価するために、各化合物について3個の試料を調製した。2個は照射さ れた(CIE−Iデバイスで25°Cにて15分)のに対して、1個はコントロ ールとし7て未照射であった。照射後、試料はC)IC1,て4回抽出し、次い て2回沈澱させた。最終のべL・ツトを1mlのIXTE緩衝液にとり、40° Cで1晩振とうして再懸濁させた。
各試料の50μmを水で0.5mlに希釈した。DNAa度はUV吸収(A、、 、、)で決定し、共有結合した・イソブソラレン(“付加物“)はシンチレーシ ョン計測(3X100μlアリコート)で決定した。これらの値から、次の結合 比(付加物:DNA塩基対)か決定された:3H−化合物 比 AMIP I : 16.7 AMDMrP 1 + 7.2 MIP 1 : 44.2 これらの比から、AMDMIPが最大の結合を存し、MiPか最低の結合である ことは明らかである。しかしながら、MIPの低い結合比がDNAへの低い親和 性によるものであるということは明らかでない。実際、AMDMIPが100μ g/mlであるのとは対照的に、実験的に決定されたMIP濃度は10μg/m l以下であるという事実から、低い比は第一義的にはMIPの低い溶解性による ものと思われる。
これに対して、AMIPとAMDMIPの濃度は概ね同じであるという事実から 、比の差異は親和性の差異を表わしていることを示唆するであろう。
実施例39 核酸結合 全量100μlの標準照射緩衝液(0,1M NaC1,10mM hリスpn y。
及び1 mM EDTA)又はIXTaq緩衝液(50mM KCI、 50m M )リスpt(8,5,2,5mM MgCl2.200μg/mlゼラチン )にそれぞれ5μ1g(0,1mmol)のHRI 46及びHRr 47(相 補的115−mer)を加えたものに、月(−AMIP(0゜04μmol)又 は’H−AMDMIP (0,035μmol)を添加した。結合を評価するた めに、各化合物について3個の試料を調製した。1つはCE−I光活性化デバイ スにより25°Cで15分間照射した;1つはPTI光活性化デバイスにより2 5°Cで15分間照射した:1つは対照として未照射であった。試料はすべて1 00μl CHCl、で4回抽出し、(L 2 M NaC1及び5 mM M gC1tとし、そして、20°Cで250μmエタノールにて沈澱させた。ベレ ットを乾燥、再懸濁し、再沈澱させた。最終のベレットを0.5mlの820に 加えた。DNA濃度はUV吸収(A26゜)にて測定し、付加物の量はシンチレ ーション計測により決定した(4X100μlアリコート)。分子量(AMIP ” HCI分子量=251.5;AMDMIP” HCI分子量=279,5;  115−mar複合体分子量=74800)及び濃度(260μmで10D当 たり30μg/mlオリゴ)を用いて、結合を計算した。これらの数値から、次 の結合比(付加物: DNA塩基対)が決定された: 2H−化合物 デバイス 緩衝液 比 AMIP CB−I NaC11:9.3AM[P PTI NaC1l :  14.2AMIP CE−I Taq 1 : 7.6AMrP PTI Ta q 1 : 12.5AMDMIP CE−I NaC1l : 2,7AMD MIP PTI NaC11: 3.9AMDMIP CE−I Taq 1  : 2.5AMDMIP PTI Taq 1 : 4.2これらの比から、A MDMIPが再び高度に結合することか明らかである。興味あることには、CE −IデバイスはPTIデバイスよりも(使用された化合物の如何にかかわらず) 改良された比を示している。最も重要なことは、周到に用意されたウィルス性D NAの配列の使用はウシ胸腺ゲノムDNAよりも改善された結合を生ずることで ある。
この後者の点は、恐らくは使用した配列のA:Tに富んだ性質によるものであろ う。HRI 46及び47はほぼ60%のA:T配列を有する。イソプソラレン はこれらの部位において優先的にインターカレーションを行うと考えられるので 、ここで使用したようなA:Tに富んだ核酸はこれらの光活性化合物と増大した 結合を示すはずである。
この増大した結合は2つの要因による二l)核酸に対してより高濃度のイソブソ ラレンを使用すること及び2)上述のように使用した配列がACTに富んでいる 性状のものであること。(核酸の濃度に比較して)光反応性化合物の濃度を増大 するとある程度結合を増大することが期待される。実施例38の相対濃度に比べ て、ここではDNAに対してより高いAMIPの相対濃度が使用され、そして、 共有結合の相応の増大が達成された(1 :16.7に対しl・9.3)。
実施例40 核酸結合 ラムダDNAのHind−II[制限断片2μgを含む500μm 1 XTE 緩衝液中においてPTIデバイスで室温にてBIODMIP (100μg/+ 111)を30分間照射した。最初の照射の後、この混合物を50μgの追加の BIODMIPを含有する新しい管に移し、これを37°Cで1時間インキュベ ートし、化合物を溶解した。次いで、PTIデノくイスて室温にて2回目の30 分間の照射を行った。この条件下で、20塩基対当たりl共有結合したBrOD MIP(7)割合で、BIODMIPかDNA1:付加しテシ)るのが観察され た。
実施例41 核酸結合 この実施例は、RNAに対する”H−AMIP、”H−AMDMIP及びBlo t、IIPの光結合を記載する。I X TE/ l0mM NaC1中765 μg/mlの濃度てt RNAの原液を調製した。200μlのtRNA溶液( 153μg)を添加して各化合物の最終濃度か100μg/mlになるようにし て、各化合物の相応の量を別個の反応管中で準備した。実験において’H−AM IP及び”H−AMIPが使用された:使用されたBIOMIPはラベルされて I、zなかった。次いで、25°Cで各反応管をCB−I[[デノくイスにおい て30分間照射した。同一の未照射の反応混合物は各化合物に対するコントロー ルとして使用した。照射した後で、各混合物はCHCl3(4X200μl)で 抽出し、沈澱させた(×2)。ベレットをIXTE中に再懸濁し、次のようにし て結合レベルを測定した。2個のラベルされた化合物(’ H−AMDM IP 及び”H−AMIP)に関して、核酸濃度は光学的に測定し、放射能は原液のア リコートをシンチレーション計測して測定した。化合物の結合は次のようにして 計算した:試 料 付加物: RNA塩基 AMIPコントロール 1 : 51000AMIP + hv 1 : 18 AMDMIPコントロール 1 : 15000AMDMIP + hv 1  : 18BIOVIPのtRNAへの結合か生じたか否かを測定するためには、 化合物のビオチン基を検出する非放射性フォーマットを使用することが必要であ った。市販のキット(“BluGene”; BRL)をこの目的で使用した。
コントロールDNA (キットとともに提供された)とBjOMIP処理したt RNAの両方を検出するために、キットの使用説明書に従った。20.10.  5. 2又はOpgのコントロールDNA及びlμgとlOμgの間のBIOM IP処理tRNA (+/−光線)を乾燥したニトロセルロース膜上にスポット し、80°Cで2時間真空下に焼きつけて固定した。プロットを発現させ、次の 結果を確認した。すべてのコントロールDNA試料は予期された色パターンを与 え、2μgの試料でさえプロット上で視覚できた。未照射のコントロールからは 何らのシグナルもなかったが、照射した試料に対してはシグナルの明白な増大( 1μg<5μg<10μg)が見られた。このことはBIOMIPがtRNAに 共有結合したことを示していた。
実施例42 鋳型依存性酵素的合成 第26図に示されている配列は、通常の71−mar又は部位特異的に置かれた ブソラレン又はイソプソラレンモノ付加物を含む同一の71−marのいずれか の合成において使用される数個のオリゴヌクレオチドを記載している。71−m arはヒト免疫不全ウィルス(HIV)配列のサブ配列である。(HIV DN A系は継続中の出願第225.725号に記載されている。)SK−39は71 −merの3′末端に相補的である°プライマー オリゴヌクレオチドである。
このプライマー オリゴヌクレオチドは、71−merの相補鎖を製造するため に71−mer鋳型上で伸長されつる。
第27図はモノ付加した鋳型が導かれる方法を示している。部位特異的なモノ付 加物を弧(fする71−merの製造は、1)同じ非修飾の15−mer()I RI−42)からの異なった15−merモノ付加物の製造、及び2)副木(s plint)とし2.て25 mcl’A’リゴスクトオチド(HRI−45) を使用し2て同1;、56−mer−伸長オリゴlり1,2・オヂド” (HR I 102) !7異=)だ15− merモノ付加物を連結反応さぺることを 含む。第27図の矢印は合成の方向を示しこおり、モノ付加物はす11ゴー、ク ーに垂直な短い線により示される。各’7]mer7l付加物は5゛末端から1 36塩基Jヌトの塩基部位に5″Iの付加物を存するか、−亡、ノ付加物の正確 な部位を示Vことは意図されない。
+5−mert・1加物を得イ)ため(−515−merはハ・イブリグイセ− ジノン条件下でブソラL・ン又はイソゴソラし〕・とどもに相補的の10−me rとインキュベートし7た。1次いで、モノ付加した15−merをうるために 、5:の混合物を照射I7た。本発明は力・〕・ブプリンの正確な機序を知るこ とに左右さ才lないが、一般には、10−merは10−mer/ 15−me rハイブリッドにより形成された一重鎖・うせん内の1一つのTpA部位にイソ ブソラLノンを導くと考えろわる6 1ullのブ゛ノラL・ンZはイソブ゛ノ ラレンモ2.′付加物を・も一つ+5−merを急有す゛ると思わわる+(pl 、Cビーンの分離の後て1、−一オ]らの15−mer千ノ付加物は、jご1j 7!ラーゼ鋳撃として使用するt−めのモノ付加さね4−m4−m7lを得るた 、v)に、56−mer伸長物と連結反応させン”二っそわゆえ、連結反応は3 個のオリゴヌクじオヂドを使用した 特定のプノラL、ン又はイソブソ→レンを モノ付加した15−mer、56−mer伸長物役び25−mer副木。
連結反応複合物はハイブリ・・Zド形成され、次いて連結反応された。
この連結反応生成物は、次いて、変性PAGEにより弔−の帯とし7て分離した 。
1個のモノ付加物を含有する高度に精製された7]−merを提供するためには 、連結反応丁Nt:’:先立ち高度に精製した15− mer −FEノ付加物 を提供することが必要であった。、ごれはPAGEによりHPL C精製し、た 千7ノ付加された15−tnet−を再精製することにより達成されたつ5二の よう(ニジ、て、本質的に千7)付加さねていないすべての1.5−merを連 結反応前に除いた。 15−merモノ付加物を非修飾の15−met−から分 離する、丁とはPAGEにより容易に達成された(一方、同一の手法は対応する 非修飾の71−merとモ、/付加されt、=71−mer配列の分離に対]7 ては作動でない)、、二二のようにして、きわめて純粋なモ7ノ付加された71 −mert−プライマー伸長反応のために製造した。−1−ノ付加さrtf:’ 11 merit C非修1fj71−mqrと同tJ!=’、)−1以下の実 施例43−47i″おいて鋳型依存性酵素的伸長実験におい丁使用されろ、。
実施例43 鋳型依存性酵素的合成 二の実験に2 :、;いて、モノ付加された71−merは(非修飾の7L−m et1!、−同様に)鋳型依存性酵素的伸長i−おいで1f用された。AMIP 、、 AMDMIP、&びMIP 71−merモノ付加物は実施例42のよう に〔7]=製造されf、為第28図は、伸長が行われる態様を示しでいる。71 mer ()lRI55)の;3末端はプライマー(SK−39) (第26図 を参照)に相補的である二、l−そ注意さノーまたい。伸長実駁・のぞれぞれは 37°C−r il、5ヌは15分実施された。それぞれの反応は鏡型とデオキ シリボヌク1、・オシド5−トリホスフェ−1−(dATP、 dGTP、 d CTP及びtiTTPは総称してdNTPとして略す)を供給し、最後に特定の ポリメラーゼを加える二とにより開始する。検出のために、ブラ、イマー伸長反 応は、5゛32P−ラベル化ブラ、イマーを使用した。反応はEDTAを添加し て停止した。分析は変性PAGE続いてオートラジオグラフィーにより行った。
異ったポリメラーゼのそれぞれに対する反応条件は次のとおりてあった。
1)E、コリ DNAポリメラーゼ: 50mM I−リス緩衝液(I)H7,5) ; 10mM MgCl2: I  mM DTT) ; 50ug/mlウシ血清アルブミン(BSA) ; 1 00 μM dNTP : 3単位のポリメラーゼ(25μl容積’) : I  X 10−’Mプライマー; I X 1o=a 71(E、コリ ポリメラ ーゼの代わりに3単位のフレノウを加えることを除きE、コリのときと同一)。
3)T4ポリメラーゼ 50mM トリス緩衝液(pH8,0) + 5d MgC1z ; 5mM  DTT; 50mMKCl 、 5011g/ml BSA + 5単位のT4 ポリメラーゼ:4)逆転写酵素: 50mM l・リス緩衝液(pH8,0) ; 5mM MgC1z ; 5m M DTT; 50mMKCl ; 50u g/ml BSA ; 100μ M dNTP ; 20単位の逆転写酵素。
MIP、 AMIP及びAMDMiPの結果はそれぞれ第29.30及び31図 に示されている。VIPとAMIP付加物はいずれもT4ポリメラーぜに対して 完璧な停止剤のようにみえるか、E、コリDNAポリメラーゼ及びフレノウに対 しては完璧な停止剤とは思われない。、AMDMIP付加物は試験したすべての ポリメラーゼに対して完全な停止剤であると思われる。
実施例44 鋳型依存性酵素的合成 この実験において、モノ付加された71−merを(非修飾の71−merと同 様)硫型−依存性酵素的伸長において使用した。AMIP、 AMDMIP、及 びMIP 71−merモノ付加物は、実施例42におけると同様にして製造し た。この実験においては、テルムス・アクアチフス(Thermus aで4u a−t 1cus)から分離した熱安定性DNAポリメラーゼであるTaq I  DNAポリメラーゼ(Stratagene社、 La Jolla、 CA )イソブソラレンを過ぎて読み取る能力について調査した以外は、実施例43と 同様にして伸長反応を実施した。
反応混合物は全量80μlてあり、これは、tx’raq緩衝液、200IJM ずつのdNTP、反応容量8l当たり0.05単位のTaq : 71−mer MA I Xl0−’M;”P−ラベル化5K−391X 10−”Mから成る ものであ−っだ。各反応はTaqポリメラーゼを除いてすべて同様にセットした 。最初に試料は95℃で5分間加熱し、次いで、55℃で3分間インキュベート した。伸長反応はTaqポリメラーゼを添加して開始した。指示された時刻(0 ,5,1,0,5,0分)において、反応を停止するために20μlの反応混合 物を0.5M EDTA 1μmを含有する管に移した。すべての生成物は20 96ポリアクリルアミド、′γM尿素ゲル、次いでオートラジオグラフィー上で 分析した。
結果は、第32図に示されている。コントロール鋳型(HRI 55)をちつレ ーンは、全長71−mer伸長生成物の位置を示し7ている。各時間は重複して 測定しt:。伸長反応は最も早い時報(30秒)T完了するように思t)れる。
イソブソラIノン(MIP、 AMIP、 及びAMDMIP)を含有するター ゲットをもつレーンは、全長71−mer生成物よりも短い位置で停止すること を示している。
予想外にも、各付加物は71−marの配列内で異なった位置にて停止を生ずる 。VIP停止は、モノ付加物を生成するために使用された10−marにおける TpA配列とほぼ同じ位置であるように思われる。
AMIPは、VIP停止に比較して異なった位置で、複数の停止を有する。AM DMrPは全く異なった停止を有している。AMIPとAMDMIP停止を有す る最長の伸長生成物は、イソブソラレンが多分10−mar/+5−mar相互 作用領域の外側の最初の15−merに存在することを示している。このことは イソブソラレンはブソラレン誘導体について轄告されている規則には必ずしも従 わないこと(即ち、挿入箇所か必要であり、更に、TpA部位が好ましいこと) を示している。
実施例45 鋳型依存性酵素的合成 この実験では、モノ付加物によるTaqポリメラーゼの阻害は完全であるか、又 は、モノ付加物は酵素によりバイパスされうるか否かを検討した。
バイパス合成の方法をみるために、71−mar鋳型とプライマーの伸長反応を 循環させることか必要である。この場合の循環は、プライマーを71−mar鋳 型と混合すること、Taqポリメラーゼと相応の試薬を加えること、伸長するこ と、鎖分離を引き起こすために加熱すること、71−mar鋳型へのプライマー の再アニーリング、再度の伸長、及び続いての鎖分離を行うことから成る。この 方法は、必要に応じて繰り返すことができる。このプロセスの間、71−mer 鋳型の相補鎖のみが合成されている。(両方の鎖が合成され、幾何級数的に蓄積 していくのに対比して)これは熱循環の数とともに直線的に蓄積している。
各々のモノ付加物に対して3個の試料が使用され、各試料は異なった条件で試験 されたことを除いて、鋳型と反応条件は前述の実施例44と同様にして実施した : 試料(1):各モノ付加物に対する1つの試料は実施例43と同じように55℃ で伸長させるために使用した:試料(2):各モノ付加物に対する1つの試料は 次の工程順で伸長を実施するために使用した=95°Cで変性させる;55°C で30秒間インキュベートする;55℃にて3分間Taqポリメラーゼを添加す る;反応物を7°Cで1分間冷却する195°Cで1分間EDTAにより反応を 停止させる: 試料(3):各モノ付加物に対する1つの試料は、次の工程を9回繰り返すこと により伸長を実施するために使用した=95°Cで変性させる;55℃で30秒 間インキュベートする;55°Cにて3分間Taqポリメラーゼを添加する;反 応物を7°Cで1分間冷却する。
最後に、反応は95°Cで1分間EDTAにて停止する。
結果は第33図に示されている。55°C又はlサイクルの伸長において、読み 通しはないように思われる(即ち、Taqポリメラーゼは完全に阻害される)。
9サイクル後には、全長伸長生成物の証拠が存在する。しかしながら、これらの 結果が実際の読み通しを示すのか、又は、単にモノ付加されていない71−ma r混入物の伸長であるのか、明らかでない。
実施例46 鋳型依存性酵素的合成 Taqポリメラーゼの阻害は完全であるか、又は、阻害は克服されるのかを検討 した。実施例45に記載された結果はバイパスが生ずることを示しているが(イ ソブソラレンがモノ付加した71〜mar鋳型を使用すると、10サイクル後に 全長伸長生成物が製造された)、この結果はモノ付加物の実際のバイパスによる ものなのか、又は、混入物として存在したモノ付加されていない71−+ner の伸長によるものであったのかは明らかでなかった。モノ付加されていない71 −marは、71−merの調製中、連結反応前に非修飾の15− merから 15−merモノ付加物を不完全に分離したために存在し得たのかもしれない( 実施例42参照)。
この問題を更に検討するために、新しい5−MIPモノ付加された71−mar か、)IPLC精製5−MIPモノ付加された15−merをPAGEで再精製 することにより製造された。このようにして、より多くの非修飾の15−mar を連結反応前に除いた。次いで、精製した71−marを実施例45に記載され ているとおりにして、伸長実験において鋳型として使用した。IOサイクル後に おいて、依然として伸長生成物の証拠があった(第34図)。バンドを切りとっ てカウントすると、この全長伸長生成物が、伸長した全生成物の2.3%を構成 していることが見い出された(即ち、97.7%の伸長生成物は末端切断型てあ った)。
実施例47 鋳型依存性酵素的合成 実施例43.44及び45から、イソプソラレンはポリメラーゼ阻害のために使 用できることが明らかである。イソブソラレンは二重鎖核酸とモノ付加物を形成 するが、その角構造のゆえに架橋を生じないことに留意することも重要である。
このために、これらのイソブソラレン修飾−重鎖はハイブリダイゼーション方法 により検出しうる状態で留まっている。一方、ある状態では、ブソラレンにより 複製を阻止することも有用であるかもしれない。この実験は、HrV鋳型におい てTaqポリメラーゼを阻害するHMT能力を試験する。
HMTを除き、モノ付加された71−marは記述したようにして構築された。
伸長が実施され、前述のようにしてPAGEで分析した。Taqポリメラーゼに 対する結果は第35図に示されている。HMTモノ付加物は、明らかにTaqポ リメラーゼを停止する。全長71−n+erは製造されず、かつ、HMT付加物 の位置に相応する、より短かい鎖が製造された。
実施例48 鋳型依存性酵素的合成 この実験においては、AMIP、 AMDMIP及びMIPが71−marの複 製を阻止する能力を、71−marに各々の化合物をランダムに付加することに より検討した。もちろん、付加は−又は複数の付加物か核酸のいずれか一方の鎖 と形成され得るという意味においてランダムでありうる。イソブソラレンの実際 の位置は、特定部位の優先的結合により(例えば、A:T)、支配されつる。ラ ンダム付加物による阻止に加えて、種々のイソブソラレンの光生成物は抑制効果 を提供しているかもしれない。光生成物の作用と71−mar鋳型上の共有結合 付加物の作用とを区別する試みは、この実験系ではなされなかった。
これらの実験において、71−mer鋳型(10−”M)は2”P−SK−39 (10−っで開始し、全量20μl中でTaqポリメラーゼで伸長させた。dN TP濃度は200IIMであった。対照試料において71−mer、プライマー 及びdNTPは全量18μlのTaq緩衝液中で混合した。これらの試料は最初 に95°Cて5分間変性し、次いで55°Cで3分間平衡化させた。
Taq酵素(0,5単位)を加え、伸長反応は55°Cて5分間実施した。
反応はEDTAでlomMの溶液を製造することにより停止した。他のセットの 試料では、10μl中の71−merをAMIP(20011g/m1.)、A MDM[P(200μg/ml)又はMIP(60u g/ml)のいずれがと 混合した。これらの試料の半分はCE〜■デバイスで25゛Cにて15分間照射 した。他の半分は対照として暗室に保持した。これらの試料は前述のようにプラ イマー及びdNTPと混合し、前に述べた試料と同様にして熱プロフィール及び 伸長反応を行なった。結果はPAGEにより検討した。
伸長生成物バンドをオートラジオゲラフィーで確認し、切り取り、計測した(デ ータは示されていない)。
イソプ゛ノラレンを含有する未照射の対照は、全長伸長生成物を生じた。末端切 断型の生成物は観測さねなかった。これらの伸長生成物の定量によれば、イソブ ソラレンを含まない試料中て見らねた伸長生成物の量に等価であり、こねはプラ イマーの約896が伸長したものに相当した。
AMIP又はAMDMIPを含有しない照射試料は全く伸長しながった。
MAPを含有する照射試料は全長伸長生成物と少量の末端切断型の生成物を生し た。照々イされたMAPを有する全長生成物の量は、対照試料の半分てあった。
実施例49 鋳型依存性酵素的合成 この実験においては、2一つの異な一つだフェニルアシド誘導体であるフすトビ オチン(Vector Labs)及びモノアジドエチジウムクロリドについて 、それの71−merの複製を阻止する能力を、各々の化合物を71−merに ランダムに付加することにより検討した。再度、付加は、−又は複数の付加物か 核酸のいずれか一方の鎖と形成され得るという意味においてランダムであり得る 。これらの化合物の実際の配置は特定部位(例えば、ACT)における優先的結 合により支配され得る。ランダム付加物の阻止に加えて、光生成物による阻止も あり得る。実施例48と同様に、71−marに対する光反応性化合物の共有結 合の影響と光生成物の影響をわける試みは何もしなかった。
フォトビオチンとモノアジドエチジウムクロリドの2種の化合物は異なるスペク トル特性を有する。これらの化合物を活性化するために、単一光源を使用して2 つの異なった波長領域が選択された(ゼネラルエレクトリックサンランプ、R3 M型、275ワツト)。光源は、照射される試料を含むキャップのしていないエ ッペンドルフ管から約10cmのところに配置した。照射する間、試料は氷上に 保持した。ランプと試料の間にバイレックス皿を置いた。
フ才l・ビチオンを含有する試料に対して、赤外線照射を除去するのを助けるた めにパイレックス皿に2.5cmの水を添加した。試料は15分間照射した。
モノアジドエチジウムクロリドを含有する試料に対しては、2.9MのNaN0 z水溶液2.5cmを使用して400μm以下の波長を濾光した。短波長(即ち 、400μmより短い波長)の除去は、モノアジトエチジウj4 クロリドを使 用するためには必要である。この化合物をより短波長で照射すると、非活性形− \の転換がおこる(データは示されていない)。従っ′r:400nm以下の波 長は、:の化合物とともに使用することは望ましくない。
この実験において、1OII中の71−mer鋳型(2XIO−’九()を光反 応性化合物のフォトビオチン(6X 10−@M)又はモノアジトエチシウム( 1,4X 10−’M)のいずれかと混合した。これらの試料の半分は、各々の 特定の光反応性化合物に相当する波長で15分間氷上にて照射した。試料の他の 半分は、対照として暗室に保持した。光反応性化合物を全く含有しない試料は適 所の水フィルターにより露光した。” P−3K−39プライマー(I X 1 0−”M)、dNTP(200μM)及び追加の緩衝液を加えて、18Illの 容積とした。次いで試料は95℃で5分間変性させ、55°Cて3分間平衡化し また。Taqポリメラーゼを添加し、伸長は55°Cで5分間行った。試料を1 0mMのEDTAにして反応を停止した。生成物はPAGEにより試験した(デ ータは示されていない)。光反応性化合物を含まない、光に加えて光反応性化合 物を含まない、及びフォトビオチン(暗対照)を含むず−・ての対照は同量の全 長さの伸長生成物を示しまた。これらの試料に関しては、末端切断型の生成物は 観察されなかった。モノアジドエチジウムクロリドを有する暗対照は伸長を阻l J:t、た。これに対I〜2で、フすトビオチンは照射の後においてのみ阻止を 示した。
実施例50 鋳型依存性酵素的合成 この実施例は、AM]’lli!IPかプライマー伸長会阻止することを示して いる。この実施例は、AMDMIPの存在下′C71−merか照射され、次い で伸長されるとき、光生成物の阻止効果はすべての抑制を説明するのに十分ては ないことも示している。
Taq緩衝液中で71−marを調製した。試料は次のようにして調製された= 1)暗対照試料は活性光線に当てなかった;2)200μg/mlのAMIIV IPの存在下で10μ+の71−mer試料(2X 10−’M)を照射した: および3 ) 200μg/mlのAMDMIP溶液の10μlの試料を71− merの標的の不在下で照射した。照射はすへて25°においてCB−Iデバイ スて実施した。上記の試料を調製した後、1セツトの暗対照試料に未照射AMr 1MIPを添加した。他のセットの暗対照は照射したAMDMIPを受け取った 。次いで、”P−3K−39プライマー及びdNTPをずべての試料に添加し、 容積を18μmに調節した。これらの試料は95°Cで5分間変性させ、55° Cで3分間平衡化させた。Taqポリメラーゼを添加し、伸長反応は5分間実施 した。試料をEDTAで10mMとして反応を停止させた。全ての反応剤の最終 製産は伸長反応の間板下のとおりであった: 緩衝液 1 x Taq Taqポリメラーゼ 0.5単位 dNTP 200μM ”P−8K −39プライマー I Xl0−”M71−mer標的 IXIO llM AMDMIP 100μg/ [111結果は、PAGEにより分析した(デー タは示されていない)。オートラジオグラフを肉眼で確認したところ、暗対照は 全長伸長生成物を製造しl:ことか示された。AMDMIPの存在下て照射した 71merは伸長生成物を全く生成しなかった。AMDMfP光生成物と未照射 の71−merを含有する試料は全長伸長生成物を生成したが、暗対照試料に見 られるレベルの約lO%であった。幾らかの伸長生成物が光生成物の存在下で製 造され、直接、照射した71−merでは製造されないという観察は、光生成物 の作用とAMDMIPの鋳型オリゴヌクレオチドへの共有的付加は相乗的であり 得るということを示している。
実施例51 増幅後失活 第36図は、PCR増幅手法で使用できる一連のオリゴヌクレオチドを記載して いる。2種のプライマーはHIVゲノムのセグメントに相補的であると記載され ている(SK−38及び5K−39)。各プライマーは、HIVゲノムの115 塩基対の長さのセグメントの二本鎖の各一本の5゛末端の配列に相補的である。
第36図は、 115−mer RCR生成物の一方の鎖にハイブリダイズ及び 架橋しうる架橋可能なプローブ分子を記載している。Taqポリメラーゼ、相応 の試薬及びSK −38/SK −39が結合する少なくとも115−merセ グメントを含有する標的のポリヌクレオチドの存在下で5K−38及び5K−3 9を反復熱サイクルを実施すると、115−marの両方の鎖の合成かなされる であろう。それゆえ、PCR増幅は、115−marの両方の鎖を幾何級数的に 蓄積しなから行われる。これは第26図に記載されたオリゴヌクレオチドとは対 照的である。第26図には、71−mer標的オリゴヌクレオチド(HRI−5 5)の3−末端にハイブリダイズしうる唯一のプライマー(SK−39)か記載 されている。第26図に記載されているオリゴヌクレオチド系における第2のプ ライマーの欠除は、この系が幾何級数的に増幅されることを防止する。Taqポ リメラーゼ及び相応の試薬の存在下におけるHRl−55及び5K−39の反復 熱サイクルは、HRI−55の相補鎖の直線的蓄積を生ずるであろう。
第36図においてHIV DNAシステムに対して記載されたシステムかPCR 失活に対して使用された。第36図において、矢印はプライマーに対するポリメ ラーゼ伸長方向を示す。SK−19−MA上でのHMTモノ付加物は()により 示されている。ブロックはHIVのDNA配列における天然の保存された5−T pA−3°架橋部位を表わす。
PCR増幅は、多数の変性及び複製サイクルを必要とする。変性は多くの場合好 適には熱によりなされるから、理想的にはポリメラーゼは熱安定性である。K、 B、 Mullisらの米国特許第4.683.195号及び第4.683.2 02号を参照されたい(参考として挿入される。)Taq I DNAポリメラ ーゼ、即ちThermus aquaticusから分離した熱安定性DNAポ リメラーゼ(Cetus社、Emmeryville、 CA)がすべての増幅 のために使用された。
他に示されていない場合、PCR増幅方法は第4図の広範な時間の経過順の手順 に従う:l)鋳型の製造、2)増幅サイクル、及び3)検出。
AMDMIP光生成物は別個の容器内の1xTaq緩衝液(50mM KCI。
2.5mM MgCl2.10mM )リス、 pH8,5,200μg/ml ゼラチン)中で、室温(RT)にて15分間(CE−II[デバイスを使用して )照射することにより製造した。PCR生成物のコピーの10’希釈物の1μl の了りコートに、AMDMI’P光生成物と未照射化合物のアリコートを(ピペ ットで) 50.100.200及び300μg/mlで添加した。PCR生成 物は、a)鋳型を製造すること、b)鋳型を供給すること、C)PCR試薬を供 給すること、d)ポリメラーゼを供給すること、e)PCR試薬、鋳型及びポリ メラーゼを混合してPCRを開始させること、f)PCR生成物を合成させるた めに循環させること、により提供される。
工程a):鋳型製造。鋳型は実際の患者の試料に由来するものであった。フィコ ール−ヒバツク(Ficol 1−Hypaque)分離末梢血液単核細胞(P BMC)を長期的なエイズ研究において登録された個人から調製した。10%の ウシ胎児血清を含有するRPMr 10m1に約1×101個の細胞を添加した 。細胞を5分間200Xgで遠心させてペレットとし、10m1のPBSて2度 洗った。50mM KCI、l0mM )リス−塩酸(+’88.3)、 2. 5mMMgC1zの溶液に細胞ペレットを再懸濁し、次いで、0.5%のTwe en 20と0.5%のNP40を添加して溶解した。
試料は60μg/mlのブロティナーゼK(シグマ)により60℃で1時間消化 した。プロティナーゼにの不活化は、試料を95°Cで10分間加熱することに より達成される。
工程b):鋳型の供給。反応のために、後の増幅用の反応容器(0,5mlエッ ペンドルフ管)内にlOμlの鋳型(約3X10’個の細胞に相当する)を置く 。
工程C)、d)、e)及びf)。PCR試薬か供給され、混合されて最終の容積 を20μlにし、前述のようにして循環させた。
失活用反応剤としての光生成物の効率を評価するために、後続のポリメラーゼ・ チェイン・リアクションをα−”P−dCTPの存在下に30サイクル実施した 。PCR反応生成物は、12%アクリルアミド/8M尿素ゲルで処理し、次いで 、オートラジオグラフィーにより視覚で試験した。結果は第37図に示されてい る。照射された化合物(即ち、光生成物)は、50μg/[111以上の濃度で 完全な失活化を示している(即ち、PCR生成物の証拠は何もない)(レーン4 .6及び8);光生成物は50μg/mlでは、部分的な失活を示す(即ち、幾 分かのPCR生成物の証拠かある)(レーン2)。未照射の化合物は(即ち対照 )、何らの失活も示さない(レーンl、3.5及び7)。
広範に定義されたPCRの光生成物失活に対する濃度スペクトルに関して、PC Rの光生成物失活のためのカットオフをより特異的に示すために更なる実験を行 った。再度、1XTaq緩衝液中でAMDMIPを室温において15分間別々に 照射することにより、AMDMIP光生成物を製造した(CE−1[rデバイス による)。しかしなから、今回は、AMDMIP光生成物の了りコートは、0. 25から50μg/mlの間の濃度を与えるためにPCR生成物に添加された。
再度、この方法による失活の効率を評価するために、後続のポリメラーゼ・チェ イン・リアクションはα−”P−dCTPの存在下に30サイクル実施した。次 いで、PCR生成物をゲルにかけ(上述のとおり)、バンドを切り(オートラジ オグラフィーで検出した)、市販のシンチレーションカウンターでこのバンドを 計測することにより、定量した。結果は、第38図にプロットされている。
第38図は、5μg/ml程の少量の光生成物がPCR生成物の量において50 %もの減少を生じつるということを示している(DPMにより測定)。一方、0 .25μg/mlては極めてわずかなPCR生成物の減少が見られる。0.25 μg/m1以下の光生成物の濃度では、PCRの光生成物失活は有意ではない。
実施例52 増幅後失活 PCRの光生成物失活は避けるのが望ましいかもしれない。他の失活化法−光生 成物失活よりも好ましい方法−は、1)光生成物失活が生じ得るよりも低い光反 応性化合物濃度で操作することにより、又は2)より少ない光生成物か産生され る濃度を選ぶことにより、光生成物失活の干渉なしに使用され得る。
この実験では、より少ない光生成物か産生された条件を選んだ。
これらの条件は、PTr光源でのAMDM[P照射を含む。より多くの無傷のA MDMIPはPTI光源ての照射後において残在している(CE−Iデバイスで のAMDMIPの照射に対比。第23図参照)。
1xTaq緩衝液中のAMDMIPをPTI光源において室温で15分間照射し た。対照として、IXTaqXTa中のAMDMIPを室温でCE−Iデバイス により15分間照射した。両方の場合において、光生成物は、PCR生成物の混 合物の101希釈物の1μmアリコートに対して、最終濃度か100μl/ml 光生成物となるように加えた。対照として、未照射AMDMIPを光生成物と同 じ濃度で同様のPCR生成物の混合物に添加した。PCR生成物は先に記載した とおりに供給された。
この失活方法の効率を評価するために、α−’ ”P −dCTPの存在下で新 しいPCR反応を30サイクル実施した。実施例51(第37図)のようにして ゲル上てPCR生成物を試験し、ゲルをオートラジオグラフィーにかけた。結果 は第39図に示されている。
両方の場合に、未照射のAMDMIPか使用された場合には(第39図、レーン 1及び3)、PCR生成物は明らかに存在している。CE−IIIデバイス内で 照射されたAMDMIPか使用される場合には、より多くの失活か観察される。
これに対して、PTIデバイス内で照射されたAMDMIPか使用される場合は 、はとんど失活は観察されない。
PTI光源で照射されたAMDMIPは未照射のAMDMIP(対照) 同様の 結果を示すが、これは、光生成物の効果かPCRアッセイにより確認される以下 の濃度であることを示唆している。
2個の光源の間の結果の劇的な差異は、CE〜■源はPTI源(320μmカッ トオフ)に比較してより短かい波長(300μmカットオフ)を有するという事 実によるのかもしれない、、、AMDMIPの吸収スペクトルは、AMDMrP かCE−I[[源により提供される一層幅広の光窓ではより反応性であるかもし れないことを示している。
実施例53 増幅後失活 PCRに対するイソブソラレンの増大する濃度が存在することの効果を体系的に 評価するために、鋳型としての107コピーの)IIV115−merにAMD MIP(0,100,200,400μg/ml)を添加した。次いで、α−・ 32P−dCTPの存在下でPCRを30サイクル実施した。PCR生成物は変 性ポリアクリルアミドゲル上で操作し、オートラジオグラフ処理した。その後、 バンドを切り取り、カウントした。結果は次のとおりであった: [AMDMIP] カランl−(CPM)この結果は、未照射のイソブソラレン はPCR失活を起こさないことを示している。実際には、この特別のイソブソラ レン、AMDMIPについては、PCR生成物の増大かある。重要なことは、A MDMIPの高濃度(400μg/ml)でさえも増幅に対して明らかな影響を 示さないことである。
実施例54 増幅後失活 この実験では、失活方法は次のことを含む:I)PCR試薬を供給すること、2 )鋳型を供給すること、3)ポリメラーゼを供給すること、4)PCRを開始す るために、PCR試薬、鋳型、及びポリメラーゼを混合すること、5)PCR生 成物を得るために循環すること、6)イソブソラレンを供給すること、7) P CR生成物にイソブソラレンを添加すること、及び8) PCR生成物を照射す ること。
イソブソラレンは照射の前であればい−)ても混合物に導入しうるか(例えば、 照射前に反応管を再度間[Jするのを防止するために鋳型か添加されるとき)1 、二の態様では、イソブソラI/ンは増幅後に添加する。本発明の方法の有効性 を示すために、失活したキャリオー・く−は増幅し得ないことが示されなければ ならない。
これを測定するには、次の実験工程か含ま才〕る(第40図)・a)鋳l「lを 製造すること、b)鋳型を供給する二と、c)PCR試藁を供給すること、d) ポリメラーゼを供給すること、e)PCRを開始するためにPCR試薬、鋳型及 びボリン5−ゼを混合すること、f)PCR生成物を得るために循環する二と、 g) PCR生成物を新しい管にキャリオーバーとして持ち込む二と、h)イソ ブソラレンを供給する、二と、i)キャリオーバーにイソプソラレンを添加する こと、j)照射すること、k)新しいPCR試薬を添加すること、及び、I)後 続のPCRo 工程a)、b)、C)、d)、e)及びf)。PCR生成物は前述のとおりにし て提供された。
工程g) PCR生成物のキャリオーバーとしての持ち越し。PCR生成物のア リコートを新しい反応管に背当たり10”コピーで添加した。
工程h)イソブソラレンの供給。AMDMIPか前述のようにして合成され、希 釈された。
工程i)イソブソラレンの添加。キャリオーバーを含有する反応管にAMDMI P(100μg/ml、約10−’M)を添加した。
工程j)照射。光生成物を避けるために、照射はPTIデバイスで実施した。3 個の新しい反応管が照射され、他は対照として未照射のままてあった。照射は上 述のように室温で15分間行った。
工程k )PCR試薬及びTaqポリメラーゼが相応の濃度で添加された。
最終の容積が2倍に増加され、その結果AMDMIP光生成物は50Pg/m1 となった。
工程1)後続のPCR、増幅は、プライマー対のSK −38/ 39を20. 25又は30サイクル使用し、α−” P −dCTPの存在下で前に述へた循 環のための温度プロフィールを使用して、閉1つだ反応管中で実施した。
結果はゲル電気泳動及びオ〜 トラジオグラフィーにより評価した(第41図) 。ゲルレーンの右側に、出発物質及び生成物に相当するバンドが示されている1 、予期されるように、キャリオーバーのない対照反応は(レーンl、5、及び9 )、何らの増幅された生成物も示さない。一方、AMDMIPなしに最初の増幅 で製造されたキャリオーバーを含む対照反応は(レーン2.6及び10)増幅を 示す。AMDMIPの存在下で最初の増幅において製造されたが光処理されなか ったキャリオーバーを含む対照反応物(レーン3.7及びIt)も増幅を示す。
重要なことは、キャリオーバー、AMDMIP及び照射を受け取った反応物は( レーン4.8及び12)、サイクルに依存する程度にまでPCRのイソブソラレ ン失活が起こることを示している。20サイクルで失活は完了するように思われ る(即ち、20サイクルの増幅は検出可能な生成物を提供しない)。25サイク ルでは、PCR生成物が対照(レーン6及び7)に比較して減少するが、検出可 能である(レーン8)。最後に、30サイクルでは何らの有意の失活も観察され ない、PCB生成物(レーン12)は対照(レーンIO及び11)に比較してほ ぼ同じである。
バンドの視覚による検討によれば、AMDMIPはキャリオーバーの存在下で光 活性化されると、20サイクルで極めて有効であるように思われる。しかしなが ら、30サイクルでは失活が圧倒されるように思われる。これは増幅要素と失活 感受性の相互作用を示している。
第旧図は第6表に関して解釈され得る。20サイクルのPCRて、失活は完全に 有効であるようにみえる(レーン3に対してレーン4)。もし1100CPかオ ートラジオグラフ上のバンドをみるための閾値であるとすると、第6表は、AM DMIPによるこの実施例の失活のプロトコールPCR手法により複製可能であ った10’個以下の標的分子を残存させることを示している。25サイクルのP CRにおいて、容易に測定可能なバンドが観察されるが(レーン8)、これは少 なくとも103個の標的分子が複製能力を保持していることを示唆している。3 0サイクルのPCRにおいては、対照シグナルと失活した試料から得られたシグ ナルとを区別することは困難である(レーン11をレーン12と比較する)。こ のことは、対照試料とAMDMIP処理試料は両方ともPCR増幅方法のプラト ー領域に到達するということに合致する。
実施例55 増幅後失活 本発明の方法の有効性を示すために、失活したキャリオーバーは増幅し得ないこ とが再度示される。この実施例において、しかしながら、イソブソラレンは増幅 前に導入される。
これを測定するためには、次の実験工程が含まれる(第42図を参照):a)鋳 型の製造、b)鋳型の供給、C)イソブソラレンを供給すること、d) PCR 試薬を供給すること、e)ポリメラーゼを供給すること、f)PCRを開始する ためにPCR試薬、鋳型及びポリメラーゼを混合すること、g)PCR生成物を 提供するために循環させること、h)照射すること、i)特定のコピー数で新し い管にPCR生成物をキャリオーバーとして持ち越すこと、及びj)後続のPC Rで増幅を行うこと。
工程a)・鋳型の製造。鋳型としてH[V 115−merが使用された。
工程b):鋳型の供給。反応を行うために、緩衝液中の鋳型(約107コピーに 相当する)を反応容器に供給した。
工程C) イソブソラレンを供給すること。AMDMIP(400μg/mりか イソブソラレンとして提供された。これは、これまでの実施例において使用され たものよりも高い濃度のAMDMIPである。
工程d)、e)、f)及びg)。先に述べたようにして、PCR試薬及びポリメ ラーゼが供給され、混合され、そして、循環された。
しかしながら、今回は、イソプソラレンは増幅前混合物の一部である。
工程h)照射。照射はCE−IIIデバイス上で25°Cにて15分間実施した 。
工程i) PCR生成物をキャリオーバーとして持ち越すこと。PCR生成物の アリコートを6個の新しい反応管各希釈物について2個の管に添加した。 +0 7.105及び10’個のコピーが得られるまで希釈かなされた(希釈は約+o LOlコピー/μlの濃度から実施されたことに留意されたい;こうして、光生 成物の失活を考慮するにはずっと低すぎる光生成物の濃度が希釈により得られる 。)工程j)後続のPCR,新しいPCR試薬とポリメラーゼが供給され、混合 された。プライマー対の5K−38/39を30サイクルの間使用し、α−′! P−dCTPの存在下で既に述べた循環のための熱プロフィールを使用して、閉 じた反応容器内で増幅を実施した。
結果は、ゲル電気泳動及びオートラジオグラフィーにより評価した(第43図) 。AMDMIPの存在下で最初の増幅において製造されたが、光処理をされてい ないキャリオーバーを含有する対照の反応物(レーン]、3、及び5)は増幅を 示す。重要なことは、AMDMIPの存在下で照射した後最初のPCRからのキ ャリオーバーを受け取った反応物は(レーン2.4及び6)完全な、増幅後失活 を示す。
実施例56 フォトビオチン及びモノアジドエチジウムクロリドについて、予め鋳型依存性酵 素的合成を阻止する能力を試験した(実施例49を参照)。光生成物の作用はそ の時点では検討しなかった。
この実験では、フォトビオチン及びモノアジドエチジウムクロリドがPCR失活 試薬として試験された。(もしあれば)光生成物の作用を調べるために、時間の 経過順の工程が実行された。
フォトビオチンとモノアジドエチジウムクロリドの溶液は1xTaq Nj衝液 中で調製された。フォトビオチンの濃度の範囲は、7X 10−’Mから7X1 0−”Mであった:モノアジドエチジウムクロリドの濃度は3 X to−’M から3 X 10−10Mであった。この濃度系列の上端は、比較的高濃度のこ れらの化合物が暗結合によりPCRを制止したことを示した先の実験に基づいて いた。各化合物の溶液は2つの部分に分けられたニ一方の部分はパイレックスフ ィルター(300nmカットオフ)を通してGE太太陽ラン上下照射した:他方 の半分は2.9M NaN0□液体フィルター(400nmカットーオフ)を通 してGE太太陽ラン上下照射した。照射は氷上で15分間実施した。照射後に、 容管のアリコートはPCR試薬及び標的(HIV 115−mer)を含有する 管に移された;次いで、PCRはα−”P−dCTPの存在下で30サイクル実 施した。増幅後、アリコートは12%アクリルアミド/8M尿素ゲルにて分析し た。
この結果は、こうして試験を行うと、モノアジドエチジウムクロリドはPCRを 抑制しないことを示している ; 115−marは高濃度点で増幅した。一方 、こうして使用するときは、フォトビオチンは使用された最高の濃度(7X 1 0−’M)においてPCRを制止する(115−marはすべての低い濃度にお いて増幅した)。
これらの結果を考慮すると、モノアジドエチジウムクロリドに関して先にみられ たプライマーの伸長の抑制(実施例49)は、恐らく光結合によるものであり、 光生成物の結合によらないものであると考えられる。しかしながら1、二:でフ オトビオチ:ノに関してみられた結果は、先の抑制か恐らくフォトビすチン光生 成物によるものである、ことを示唆する。
実施例57 増幅後失活 PCR試料を次の変更を行って増幅のために調製し5た。AλtDMIPの代わ りに、100μg/mlの濃度で増幅の前t:IAMTを加える。プライマー対 5K−38/39の代わりに、ビオチンがテトラエチレングリコール架橋(ビオ チンへのエステル結合)を介在させてl又は両方のプライマーの5′末端に付加 したビオチニル化類似体を使用する。
30サイクルのPCRに続いて、反応容器はCE−I[Iデバイスにおいて3゜ Oo−400n光線に露光する。照射に続いて、PCR反応容器か開かれ、PC R生成物か除かれる。次いで、M離のプライマーはセントリコン100 (Ce ntrieon : Am1c、onディビジョン、 W、 RGrace &  C。
、デンバー、 MA)を通してPCR反応混合物をスピンすることにより除かれ る。セントリコンフィルターは、短かいオリゴヌクレオチドの通過は可能である か、長いオリゴヌクレオチドの通過は不可能な半透膜から成る。、PCR生成物 は保持物として異って保持される。何回かの洗浄か必要である(これらの膜は遠 心機で200Q xgにて5分間スピンされる使い捨てのプラスチック管に好適 に取り付けられる)。最後の洗浄の後で、保持物はナイロン膜又はニトロセルロ ース膜」二に濾過により固定される。フィルターは80°Cて2時間真空時に焼 き固める。固定した後、PCR生成物は市販のビオチンの検出システムで検出す る(BluGene Detection System、カタログ斗8179  SA;BRL)。
代わりに、検出はPCR増幅工程の間にa−32p−デオギシリポヌクレオシド  トリボスフ1−トを導入することに、より達成され得る。
ここでの工程は、検出工程を除いて最初の方法と同じである。照射工程に続く固 定の代わりに、マーカー染料のブロモフLノールブルーか頂度ゲルを離tするま で、失活試料の一部を8Mの尿濃(変性)11%ポリアクリルアミドゲルに載置 し、5oワツ) (25mA/2000V)で2〜3時間電気泳動させる。架橋 した二重鎖I)CR生成物はオートラジオグラフィー(XAR−5X線フィルム 、コダソク)により視覚化する :典V的な露光時間は12−16時間である。
AMT処理した生成物か失活されることを示すために、 10’から1010個 の1ビーのPCR生成物を含有するAMT処理されたPCR反応混合物のアリコ ートを新しい反応容器へ移す。PCR試薬を添加し、試料は30サイクルの間再 び増幅させ、増幅の間はα−32P −dCTPを存在させる。PCRに続いて 、再増幅させた試料は前記したように変性1)AGHにより分析する。すべての 場合において、架橋した(AMT処理した)PCR生成物は再増幅しない。
第3の方法においては、AMT溶液(100μg/ml)を調整し、CB−II Iデバイスで15分間照射する。次いて、PCRのために必要なすへての試藁と 増幅のための標的DNAを含有するPCR反応物に、二の溶液を加える。この混 合物をα−”P−dCTPの存在下で30サイクル増幅し、次いて、すでに述へ たようにPAGEにより分析する。AMT光生酸生成物れ自体PCRの有効な■ 止剤であるから、再増幅は何ら観察されなかった。光生成物の阻止の機序は今回 は解明されていないが、明らかに濃度依存性である。
実施例58 増幅後失活 失活について一般的に議論したとおり、失活感度は修飾密度及びPCR標的配列 の長さに依存する。この実験において、修飾密度と標的の長さの失活感度に対す る作用は、AM!P又はAMDMIPのいずれかて2種の異なる長さのPCR生 成物を失活させることにより検討した。各々のイソブソラレンはPCR標的に対 する異なる修飾密度を得るために、失活方法において2つの異なる濃度で使用し た。
この実験で使用された2種のPCR標的は、115−mer(SK−38/ 5 K−398IVシステム)及び500−merであった。500−mer標的は 、プライマーPCR01102でラムダプラスミドをPCR増幅して得られる。
このシステムは、PCR試薬の市販のキットにおける対照としてシータス/パー キンエルマー(Cetus/ Perkin Elmer)社により提供される (カタログ番号、N801−0055)。これらのシステムの双方に対して、各 標的の等量のコピー数を次のようにして調整した:最初の30サイクルのPCR 反応は、各々のシステムに対して相応のプライマー及び標的を用いて実施した。
これらの反応の各々の了りコート(約10’ −10’標的コピー)を第2のセ ットのPCR反応物に移した。これらの第2のセットのPCR増幅は、α−”  P −dCTPの存在下で再度30サイクル行った。これらの反応のアリコート か取り出され、液体シン千1ノージョン計測によりカウントシた。5−れらの数 により、α−32P −dCTPの比活性、及び各々のPCR生成物であるオリ ゴヌクレオチドの配列(115−mer及び500−mer)、第2のセントの PCR反応管中の各々2種のPCR生成物であるオリゴヌクし・オチドの濃度を 決定した。H5−marと500−marの両方の濃度は、追加のTaq緩衝液 を添加することにより正確にlXl0−’Mに調節した。
PCR生成物の等コピー数のこれらの原液か、他の研究のために使用された。原 液の各々は次いで4個の反応管に分割された。反応管は次のものを含むように調 節した。管1.100μg/ml AMIP ;管2.400μg/ml AM IP ;管3.100μg/ml AMDMIP ;及び管4.400μg/m l AMDMIP、これらの試料の各々は再度2つの部分にわけ、一方はCE− I[Iデバイスで室温において15分間照射し、他方は暗室に保持した。照射し た、及び、未照射の標的の段階希釈物は、α−”P−CTPの存在下で30サイ クル実施した。これらの試料のアリコートを変性ポリアクリルアミドゲル上で分 析した。PCR生成物のバ:ノドをオートラジオグラフィーにより視覚可能とし 、切り取り、そして、液体シンチレーションカウンターでカラン[・シた。
115−mer PCR生成物に対する100 μg/mlのAMI!’の失活 効果は第44(A)図に示されている。600のキャリオーバー分子に相当する 照射されたPCRキャリオーバー生成物の101倍の希釈物は、未照射のコント ロールを30サイクル増幅した後のものに比較して減少したPCRシグナルを生 じた。PCRキャリオーバー生成物の10a倍又はそれ以下の希釈物において、 照射した、及び未照射の試料は同様なシグナルを生ずる。100 u g/ml では明らかに、AMIPは約10.000分子以上のキャリオーベーを効果的に 失活するのに、+ 15−merにおいて不十分な修飾密度である。AMIPの 濃度か400μg/miに増加すると、失活感度は+15−mer標的に関して 改良された。第44(B)図は、未照射PCR生成物の600.000分子のキ ャリオーバーか、PCR増幅のプラト−領域にあるPCR生成物の濃度に合致す る一/グナルを生ずることを示している。未照射のPCRキャリオーバー生成物 の等量は、測定し得るPCRシグナルを全く生じない。100倍以上の照射した PCRキャリオーバー生成物は、この失活プロトコールを圧倒し始めるが、この ことは、400μg/ml AMIP及び115−mer PCR生成物の場合 の失活感度限界が約10’キヤリオーバー分子であることを示している。
PCR生成物の長さの影響は、第44(C)図を第44(A)図と比較すること により示される。100μg/mlのAMIPにおいて、500−mer RC R生成物は明らかに115−mer PCR生成物よりも効果的に失活される。
400μg/ml AMIPにおいて、照射した500−merは6X10’分 子のキャリオーバーになるまでは、いかなる希釈系列についても全く増幅しなか った(データは示されていない)。より多量のキャリオーバーは試験しなかった 。400μg/ml AMIPを有する未照射の500−marは第44(C) 図のものに匹敵するシグナルを生じた。
第44(d)図は、115−mer PCR生成物に関して、100μg/ml のAMDMrPか同濃度のAMIPよりもすぐれた失活剤であることを示してい る(第44(A)図と比較)。400 u g/mlでAMDMIPが使用され るとき、照射したキャリオーバー系列は115−mer PCR生成物に関して 6×109分子のキャリオーバーになるまでは全くシグナルを生しなかった。未 照射の対照はキャリオーバー分子から通常のレベルのPCRシグナルを生しる。
500−mer PCR生成物にAMDMIPが使用されたときは、照射した希 釈系列において100μg/ml及び400μg/mlの両方の濃度ともシグナ ルを生しなかった。 100μg/mlてのAMDMIPは、 PCR生成物に 対するα−32Pアツセイで6X10”キャリオーバー分子において失活されな い500−marか存在しないように思われるのに十分な程の、高い修飾密度を 500−mar標的に対して有している。
実施例59 イソブソラレンは二重鎖核酸とモノ付加物を形成するか、その角構造のために架 橋を形成しないと考えられている。このため、これらのイソプソラレン修飾した 単鎖はノへイブリダイゼーション方法により検出可能であるはずである。次の実 験は、2つの異なるハイブリダイゼーションフォーマブトとの適合性によるイソ ブソラレンの特別の有用性を示す=1)オリゴヌクレオチド/Sイブリダイゼー ション(OH)および2)架橋可能なオリゴヌクレオチドプローブ分析(COP )(第45図)。実験は、AMDMIP失活標的分子か依然としてOH及びCO P手法により検出可能状態にあることを示している。標的の115−merにA MDMIPが存在することはプローブ/%4ブリダイゼーションを阻害しないよ うに思われ、同様に、アツセイし、ゲル上で視覚により検査するときに、これら の失活標的分子の架橋性を減少させないように思われる。
試料の調製ニブライフ −5K−38/ 5K−39をもツH[V 115−m erシステムか実験のために使用された(第36図、“旧Vオリゴヌクレオチド システム″を参照)。2つの型の出発鋳型が使用された二HIVに感染したこと が知られている個人から分離し、予め増幅した115−mer又はゲノムDNA (MACS試料)。予め増幅した115−marについては、10’ないし10 ” コピーが出発鋳型としてに使用された。
ゲノム(MACS)試料については、約1μg(3X10’コピー)のゲノムD NAか使用された。2つのPCR試料が各々の型の鋳型に対して調整され、次い で増幅を20又は30サイクル実施した。2つのPCR試料のうち1つは200  μg/mlのAMDMIPを含み、他のものはAMDMIPを含有しなかった 。増幅に続いて、AMDMIP含有試料か分割され、半分が照射された。各サイ クル数に対して、各々のセット(AMDMIP不含、AMDMIP未照射及びA MDMIP照射)から3個の試料について、分析(OH又はC0P)が実施され た。AMDMIP不含の試料は対照として使用され、AMDMIP未照射の試料 は検出に対する非共有結合AMDMIPの作用が検討され、そして、AMDMI P照射試料は検出に対する共有結合AMDM■Pの作用が検討された。
COP及びOHアッセイは、次のようにして実施した。10μlのPCR反応混 合物が3.3μlの1プロ一ブ混合物” [EDTA及び相応の塩混合物を含む 10−”Mの5°−標識5K−19(通常のもの、又はモノ付加したもの)]に 加えられ、30−40μlの軽鉱質油が上に置かれ、次いで、95〜100°C で5分間加熱した。COPに対しては、ハイブリダイゼーション混合物が56° CでPTIデバイスに置かれ、15分間照射された。これに続いて、泳動用染料 (尿素又はホルムアミドを含有する)が添加され、試料は95−100°Cで5 分間加熱し、氷水上ですばやく冷却し、変性PAGEゲルに配置し、続いて変性 条件下で電気泳動を行った。OH反応に対しては、ハイブリダイゼーション混合 物を56゛Cで30分間インキュベートし、泳動用染料を添加し、アリコートを 天然PAGEゲルに直接配置し、続いて未変性条件下で電気泳動を行った。
1、COP結果: copに関する結果は第46図に示されている。試料1−6 は予め増幅され、さらに、20(試料1.3.5)又は30(試料2.4.6) サイクルのいずれかで再増幅された115−marを含み、次いでCOPて検出 した。試料l及び2は対照である(AMDMIPの不在下);試料3及び4は失 活させた試料である(A%ADMIP及び光の存在下);試料5及び6は(AM DM[Pの存在下で光の不在下)対照である。ラベルされた41−merプロー ブ(SK −19MA)に架橋した増幅された115−marに相当するバンド は第46図の上方のノくンドである。試料11−16は同様の系列のものである が、鋳型としてMAC3試料が使用されていた。
第46図を検討すると、30倍に増幅された試料のみか有意なPCR生成物を生 じる(バンドを切りとり20サイクルの試料を定量した:以下を参照)。30サ イクルの系列においてはすべてのノーイブリットバンドの視覚強度は全く同じで あるように見える。30サイクルの系列においては、(化合物のない)対照の増 幅(レーン2/12)、試験増幅[AMDMIPと光を用いたもの(レーン4/ 14)] 、C光を用いない)対照増幅(レーン6 /16)の比較は、バンド 強度においてはほとんど差がないことを示している。より改良された定量は、/ くンドを切り取り、カウントすることにより得られたが、次の数を与えた: (装置以下余白) 試料 CPM(%) 試料 CPM(%)4 36452(83) 14 41 777<78>20サイクルと30サイクルの系列の傾向は同様である。(AM DMIPと光を用いた)試料(3,4,13,111)と(AMDMIPを用い たか光を用いない)相応の試料(l、2、IL 12)との比較は、ハイブリダ イゼーションシグナルか52〜83%に低下することを示している。(AMDM IPを用いたか光を用いない)対照との比較もハイブリダイゼーション シグナ ルの減少を示す(試145を除く)。これら(光を用いない)試料は、AMDM IPを含有するが、COP分析の前には失活されなかった試料であることか期待 される。しかしながら、光はCOP工程の間に加えられており、AMDMIPか 存在するから、光付加はCOPの間に生じている。
2.01(結果 OHに関する結果は第47図に示されている。この実験は上述 の増幅した試料を使用した。これは検出かOHによるものであることを除き、C OP実験と同一である。試料1−6は、予め増幅された115−merであり、 さらに20(試料1.3.5)又は30(試料2.4.6)サイクル再増幅した ものを含み、続いてOH分析された。試料lと2は(化合物も光も用いない)対 照である。試料3と4は(AMDMIP及び光を用いた)試料である:試料5及 び6は(AMDMIPを用いたが光を用いない)対照である。ラベルされた41 −merプローブ5K−19にハイブリダイズした増幅115−merに相当す るバンドは、第47図における上方のバンドである。レーン11−16は同一の 系列であるか、MAC3試料か鋳型として使用された。中央部の試料はネガティ ブ(試薬)対照であり、”Ml”及び“M2”はプローブのみである(マーカー として)。
第47図を視覚により検討すると、30回増幅した試料のみか有意なPCR生成 物を提供する。30サイクルの系列ては、バンド強度はすべて同じように見える 。対照増幅(し・−ン2 /+2)を試験物(AMDMIPと光を用いたもの、 レーン4 /+4)及び対照(AMDMIPを用いたか、光を用いないもの:レ ーン6 /16)と比較すると、同様の強度か示されている。このゲルにおける バンドからは信頼しうるカウントを得ることかてきない(天然のゲルはバンドを 切り取る工程に耐えられるものではない)ので、これ以上の定量的比較はできな かった。ゲルの視覚によるシグナルによれば、(核酸に共有結合していようと、 非共有結合していようと)増幅された標的のその後の検出に対する光反応性化合 物の影響はないであろうと結論することかできる。(もし可能であれば)01( の定量はCOPデータと同様の傾向を示すと仮定すれば、光反応性化合物の存在 により引き起こされるハイブリダイゼーションシグナルにおいて2因数以上の差 異か存在しつるかもしれない。
実施例60 増幅後失活 1μgのMalt−4ヒトゲノムDNA標的を含む4つの試料を、プライマーK M 29 (5“−GGTTGGCCAATCTACTCCCAGG)及びHR I−12(5’ −GGCAGTAACGGCAGACTACT)を用いたPC Rのために調整した。これらのプライマーはヒトのベータグロビン遺伝子内の1 74bp生成物を与える。4つの試料はすべて100μg/mlのAMDMIP を含有しており、PCR増幅前に0.5.10又は15分間照射した。AMDM IPを含有しない対照資料も2セツト調製した。増幅は1×Taq緩衝液(50 mM KCI。
10mM)リスpH8,5,2,5mM MgCl2.200μg/mlゼチラ ン)、175μMずつのdNTP、20μMのプライマー中で、増幅時にz5単 位のTaqポリメラーゼ及び100μg/mlのAMDMIPを存在させて実施 した。
PCRは30サイクル行った:1サイクルー94°Cて30秒(変性)、55° Cて30秒(ブライマーアニーリング)及び72°Cて60秒(伸張)。
内部標識としてα−” P −dCTPが使用された。増幅後、試料はPAGE と、その後のす一トラジオグラフィーにより生成物を分析した。
第48図に示されているように、AMDMIPの存在下では、すべての時点にお いて(レーン5−8はそれぞれ0.5.10及び15分である)、射は失活した ゲノム標的の増幅を生じなかった。AMDMIPの非存在下では、すべての時点 における(レー〕用−4は、それぞれ、0.5.10及び15分である)照射は ゲノムターゲヲトの増幅を生した。
AMDMIPの濃度は100μg/mlになるように選ばれていることに注意さ れたい。未照射のAMDMIPのこの濃度は、増幅に有意な影響を及ぼさないこ とか決定された(データは示されていない)。失活させる化合物か同してあって も、各々の特定の増幅システム(この場合には、グロビン)に対して適当な濃度 を決定し、他のシステム(例えば、HIV)に対して決定した濃度に依存しない ことか望ましい。一般には、本発明の結論は、増幅生成物の長さか長くなればな る程、増幅を阻止するために必要な未活性の化合物濃度が低くなることを示して いる(データは示されていない)。
実施例61 増幅後失活 この実施例は、光の非存在下て非ブソラレン化合物かPCRを抑制する濃度を検 討した。試験化合物は次のものであった=1)エチジウムプロミド(フエナント リジン、第1表参照)、2)キシレンシラノール(有機染料、第1表参照)、3 )ブロモフェノールブルー(有機染料、第1表参照)、4)クマリン及び5)メ チレンブルー(フェンアザチオニウム塩、第1表参照)。
最初の暗室対照は化合物1−3に関してなされた。結果は第49図に示されてい る。すべての化合物は、一層高い使用濃度においてPCRの幾分かの抑制を示し た。
別の実験は、光の非存在下におけるクマリンとメチレンブルーに関するPCR阻 害を調べた。メチレンブルーについては、次の濃度か試験された: 4.3 X  10−”、4.3 X 10−’、4.3 X 10−’及び4.3XIO− ’M O試験したクマリン濃度は次のものである: 7 Xl0−’、7 X  10−’、7X10−’及び7 X 10−’M O化合物はα−22P−dC TPと標的を入れたPCR管に添加した( 1 )t l 10”X希釈、PC Rはアッセイ点あたりMACS 1555を有していた)。PCRは30サイク ル実施した。
試料は12%/8M尿素ゲル上に置かれた。結果は、メチレンブルーが4.3  X 10−’M以上の濃度でPCRを阻害することを示した。クマリンは試験し たいずれの濃度においてもPCRを阻害しなかった。
実施例62 実施例60において議論したように、1つのPCRシステムに対して許容しつる 特定の失活用化合物の濃度は他ものに対して許容しうると仮定することができな い。PCR増幅効率に対する失活用化合物の所定濃度の影響はシステムごとに決 定されなければならない。例えば、Hn’ 115−merシステムは400μ g/mlまでのAMDMIP濃度と適合し、それゆえ、失活に対してはAMDM IPのこの濃度が使用しつる。しかしながら、AMDMIPのこの濃度は他のP CRシステムに関しては許容されない。実際に、一部のPCRシステムの増幅効 率は失活用化合物の高濃度により低下することがある。
失活用化合物の高濃度はPCR生成物を安定化するように機能しく特に、GCに 富んだPCR生成物、又は、特に長いPCR生成物)、その結果、より多量の二 重鎖生成物が各々のサイクルで変性されないであろう。これは、単鎖生成物の引 き続いてのブライミング及び伸長のための利用性を減じ、各PCRサイクルにお ける生成物の収率を減少させるであろう。多くのPCRサイクルに対するこの減 少した効率は、PCR生成物の収率において劇的な減少をもたらすであろう。
PCR生成物の安定化を破壊する方法の1つは、PCR生成物の融点を低下させ るようにPCR条件を改変することである。そうすることにより、より多くの二 重鎖PCR生成物が変性され、そのことにより、各サイクルはより多くの単鎖標 的をその後のブライミング及び伸長のために提供する。改変したPCR条件の真 の結果はPCR生成物のより高い収率である。
変性された(単鎖の) PCR生成物を提供するPCR条件の1つの改変は、各 々のPCRサイクルに対して予めセットした変性温度を95°C以上に上げるこ とである。この改変は95°C以上の温度ではTaqの不活性化が同時に生ずる という不利益がある。他の改変は、PCR生成物の変性がより低い温度で生起可 能とする共溶媒をPCR緩衝液に添加することである。このような共溶媒の1つ はジメチルスルホキシド(DMSO)である。ある条件下では、DMSOはPC Rを促進することを示した。PCRTechnology 、 H,A、 Er 1ich(ed、)(Stockton Press 1989)。
この実施例において、高濃度の失活用化合物(AMDMIP)の存在下でのDM SOのPCR増輻に対する作用が検討された。1μgのヒト胎盤DNAを含み、 (未照射の)AMDMIP(200μg/ml)を含む又は含まない資料がPC Rのために調製された。試料は、0%、1%、5%又は10%のDMSOの存在 下で標準のPCR条件において30サイクル増幅させた。反応混合物はα−”  P −dCTPを含有していた。増幅後に、試料はPAGEにより分析した(デ ータは示されていない)。
この結果は、(未照射の)AMDMIPは実質的に検出可能な増幅生成物か存在 しなくなる点まで200μg/+nlの濃度で増幅を阻害するが、DMSOをP CR共溶媒として添加するとAMDMIPの存在下において増幅を可能とするこ とを示している。生成物のバンドを切り取り、カウントすると、AMDMIP含 有試料に対して次の結果が得られる(%DMSO/CPM) : O%/250 0;1%/2800 、5%/86.000 、 to%/102、000)。
対照(AMDMIP不合)のPCR試料を%DMSOの関数として比較すると、 増幅収率において一定の減少を示した。生成物バンドの切除及び、 (重複試料 の平均として報告された)カウンティングにより、DMSOの増大する濃度はP CRの増大した阻害を示すという視覚による観察を確認できた(%DMSO/C PM 、 O%/139,000 ; 1%/137、000 、5%/94. 000 ; 10%/76、000)。
J−(85MG) −一一一一− 22 (AMDMIP) 殻(FDVIP) 、i、4 (HDAMDMIP)FIG、 5 FIG、7 −へ 寸 ○0゜ FIG、 9 FIG、 10 特表千5−501713 ($8) 照射時間(分) FIG、 15A 照射時間(分) FIG、15B 波長(nm) FIG、 16 時間(分) FIG、i8 ウシ胸腺DNA (IXTE緩衝液pH= 7.0中600μg/m1)TE中に溶解 FIG、17 溶媒A:O,IMNH,01(;溶媒B:CI(、CN。
匂配:0−10’ : 100χA、IO’ −70’ :100%A→100 %B;70−80’ :100%B流速:4.0+++]/分;採取1.On+ 1画分ウルトラスフイア−(ベックフン)ODS5μカラム(10mmx 25 cm)FIG、 21 AMDMIP標準 FIG、22A 画分 FIG、 22B ” AMDMIP / CE −111 FIG、 22C” AMDMIP / CE −l l 1FIG、 22D ” FIG、 23A ” FIG、 23B ” AMDMIP/PTI FIG、23C画分 AMDMIP 標準 FIG、24A 画分 AMIP/CE−1 FIG、24B 画分 0’ 10 20 30 40 50 60 70 80FIG、 24C“6 0 10 20 30 40 50 .60 7080FIG、 24D ” AMDMIP二1000塩基対 c′)V′)CP)17′) u′) い の で の ・ の 伸長時間(分) 0.5 1.0 2.0 1.0 10.0 0.5 1.0 2.0FIG、 35 DPM(115−mer 生成物J a)患者試料DNAのm製 立 We)成分を混合 警 標的 −+++−+++ −+++ AMDMIP −−+ + −−+ + −−+ +hv −−−+ −−−+  −−−+ レーン 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12FIG、 4 1 a)+OフコピーのHI V 115−merの製造 V ?′)成分を混合 変性PAGEで分析 一1 FIG、 43 FIG、 44A HIV S is−met @ 400 ug/ml AMAFIG、44B LAMBDA 500−meF @ +00 U9/ml AMAFIG、 4 4C 希釈の対数 FIG、 44 D AMDMIP−+ + AMDMIP −+ +1−一」乞MW仇−−−11− 翌咀−辿一一一一一〜−21欅的 + 十+++十十十+十十+ #PCRザイクル20 30 20 30 20 30 20 30 20 3 0 20 30AMI:LうIF −−+ + + + −−+ + + 十h V −十 十 −−−−+ + −−FIG、 46 −ユ空胆」鼾り一 −」5辷1江−− 標的 + +++ ++−+ ++十十+−++−rりll/PC日2030  20 30 20 3030 20 30 20 30 20 30AMDMI P −−十 + + + −−−+ + 十 +hv −−十+ −−−−−+  + −−M+ 1 2 3 4 5 6 11 12 13 14 45 1 6嘲 噌 FIG、 49 補正書の写しく翻訳文)提出書 (特許法 第184条の8) 平成 4年 4月24日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.式: ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、R1は−OH、−Br、−Cl、−I、−NH2、または−NH3+X −であり、ここでX−はBr−、Cl−またはI−であり、そしてR2、R3お よびR4は同一であっても異なっていてもよく、−Hまたは3Hである]を有す る化合物。 2.式: ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、R1は−Brまたは−Iであり、R2とR3は同一であっても異なって いてもよく、−Hまたは3Hである]を有する化合物。 3.式: ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、R1は▲数式、化学式、表等があります▼であり、ここでnは6−16 の整数であり、R2、R3およびR4は同一であっても異なっていてもよく、− Hまたは3Hであり、R5=R7=−CH3、−C2H5、−C3H7または− C4H9であり、そしてR6は式−Hまたは:▲数式、化学式、表等があります ▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ または ▲数式、化学式、表等があります▼ を有する]を有する化合物またはその塩。 4.式: ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、R1は▲数式、化学式、表等があります▼であり、ここでnは6−16 の整数であり、R2とR3は同一であっても異なっていてもよく、−Hまたは3 Hであり、R4=R6=−CH3、−C2H5、−C3H7または−C4H9で あり、そしてR5は式−Hまたは: ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ または ▲数式、化学式、表等があります▼ を有する]を有する化合物またはその塩。 5.式: ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、R1とR2は同一であっても異なっていてもよく、−Hまたは3Hであ る〕を有する化合物。 6.式: ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、R1とR2は同一であっても異なっていてもよく、−CH3、−C2H 5、−C3H7または−C4H9である]を有する化合物。 7.式: ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、Xは−Cl、−Brまたは−Iである]を有する化合物。 8.式: ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、Xは−Cl、−Brまたは−Iであり、Rは−CH3、−C2H5、− C3H7または−C4H9である]を有する化合物。 9.式: ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、R1、R2およびR3は同一であっても異なっていてもよく、−Hまた は3Hである]を有する化合物。 10.核酸にカップリングされた、1つまたはそれ以上の請求項1、2、3、4 、5、6、7、8または9記載の化合物から成る複合体。 11.前記カップリングは非共有結合である、請求項10の複合体。 12.前記カップリングは共有結合である、請求項10の複合体。 13.前記核酸はウイルス、細菌、真菌、マイコプラズマおよび原生動物のDN Aより成る群から選ばれる、請求項10の複合体。 14.前記核酸はヒト核酸である、請求項10の複合体。 15.50の核酸塩基対あたり1より多い5−アミノメチルイソプソラレン分子 の付加レベルで核酸にカップリングされた5−アミノメチルイソプソラレンから 成る複合体。 16.50の核酸塩基対あたり1より多い4′−アミノメチル−4,5′−ジメ チルイソプソラレン分子の付加レベルで核酸にカップリングされた4′−アミノ メチル−4,5′−ジメチルイソプソラレンから成る複合体。 17.前記核酸はDNAである、請求項15または16の複合体。 18.前記核酸はRNAである、請求項15または16の複合体。 19.次の工程: a)7−ヒドロキシ−5−メチルクマリンを供給すること;およびb)7−ヒド ロキシ−5−メチルクマリンを処理して5−メチルイソプソラレンを製造するこ と; から成る5−メチルイソプソラレンの合成方法。 20.次の工種: a)7−ヒドロキシ−5−メチルクマリンを供給すること;b)7−ヒドロキシ −5−メチルクマリンを処理して7−(2,2−ジエトキシエチルオキシ)−5 −メチルクマリンを製造すること;およびc)7−(2,2−ジエトキシエチル オキシ)−5−メチルクマリンを処理して5−メチルイソプソラレンを製造する こと;から成る5−メチルイソプソラレンの合成方法。 21.次の工程: a)7−アルキルカルボニルオキシ−6−(β−ハロアリル)−4−メチルクマ リンを供給すること;および b)7−アルキルカルボニルオキシ−6−(β−ハロアリル)−4−メチルクマ リンを処理して4,5′−ジメチルイソプソラレンを製造すること; から成る4,5′−ジメチルイソプソラレンの合成方法。 22.次の工程: a)7−アルキルカルボニルオキシ−6−(β−ハロアリル)−4−メチルクマ リンを供給すること; b)7−アルキルカルボニルオキシ−6−(β−ハロアリル)−4−メチルクマ リンを処理して4,5′−ジメチルイソプソラレンを製造すること;および c)4,5′−ジメチルイソプソラレンを処理して4′−アミノメチル−4,5 ′−ジメチルイソプソラレンを製造すること;から成る4′−アミノメチル−4 ,5′−ジメチルイソプソラレンの合成方法。 23.次の工程: a)4,5′−ジメチルイソプソラレンを供給すること;およびb)4,5′− ジメチルイソプソラレンを窒素供与体と反応させて4′−アミノメチル−4,5 ′−ジメチルイソプソラレンを製造すること; から成る4′−アミノメチル−4,5′−ジメチルイソプソラレンの合成方法。 24.前記窒素供与体はフタルイミド塩、N−ヒドロキシメチルフタルイミドお よびヘキサメチレンテトラミンより成る群から選ばれる、請求項23の方法。 25.次の工程: a)4′−ヒドロキシメチル−4,5′−ジメチルイソプソラレンを供給するこ と; b)4′−ヒドロキシメチル−4,5′−ジメチルイソプソラレンを処理して4 ′−ハロメチル−4,5′−ジメチルイソプソラレンを製造すること; c)4′−ハロメチル−4,5′−ジメチルイソプソラレンを処理して4′−フ タルイミドメチル−4,5′−ジメチルイソプソラレンを製造すること;および d)4′−フタルイミドメチル−4,5′−ジメチルイソプソラレンを処理して 4′−アミノメチル−4,5′−ジメチルイソプソラレンを製造すること; から成る4′−アミノメチル−4,5′−ジメチルイソプソラレンの合成方法。 26.次の工程: a)5−ハロメチルイソプソラレンを供給すること;およびb)5−ハロメチル イソプソラレンを処理して5−アミノメチルイソプソラレンを製造すること; から成る5−アミノメチルイソプソラレンの合成方法。 27.前記5−ハロメチルイソプソラレンの供給は5−メチルイソプソラレンか ら5−ブロモメチルイソプソラレンを合成することから成る、請求項26の方法 。 28.前記5−ハロメチルイソプソラレンの処理は5−ハロメチルイソプソラレ ンをヘキサメチレンテトラミンと反応させることから成る、請求項27の方法。 29.次の工程: a)ホルミルイソプソラレンを供給すること;およびb)前記ホルミルイソプソ ラレンを処理して放射能標識5−アミノメチルイソプソラレンを製造すること; から成る放射能標識5−アミノメチルイソプソラレンの合成方法。 30.次の工程: a)標識5−アミノメチルイソプソラレンと核酸を供給すること;および b)前記標識5−アミノメチルイソプソラレンを前記核酸にカップリングするこ と; から成る核酸の標識法。 31.次の工程; a)1種またはそれ以上のフロクマリンと核酸を供給すること;および b)Taqポリメラーゼによる前記核酸の複製を阻止すべく、前記1種またはそ れ以上のフロクマリンを前記核酸にカップリングすること; から成る核酸の鋳型依存性酵素的合成の阻止方法。 32.次の工程: a)1種またはそれ以上のフロクマリンと核酸を供給すること;および b)T4ポリメラーゼによる前記核酸の複製を阻止すべく、前記1種またはそれ 以上のフロクマリンを前記核酸にカップリングすること; から成る核酸の鋳型依存性酵素的合成の阻止方法。 33.前記1種またはそれ以上のフロクマリンは5−メチルイソプソラレン、5 −アミノメチルイソプソラレンおよび4′−アミノメチル−4,5′−ジメチル イソプソラレンより成る群から選ばれる、請求項31または32の方法。 34.次の工程: a)1種またはそれ以上のイソプソラレンと核酸を供給すること;および b)逆転写酵素による前記核酸の複製を阻止すべく、前記1種またはそれ以上の イソプソラレンを前記核酸にカップリングすること; から成る核酸の鋳型依存性酵素的合成の阻止方法。 35.前記1種またはそれ以上のイソプソラレンは5−メチルイソプソラレン、 5−アミノメチルイソプソラレンおよび4′−アミノメチル−4,5′−ジメチ ルイソプソラレンより成る群から選ばれる、請求項34の方法。 36.次の工程: a)4′−アミノメチル−4,5′−ジメチルイソプソラレンと核酸を供給する こと;および b)大腸菌DNAポリメラーゼIによる前記核酸の複製を阻止すべく、前記4′ −アミノメチル−4,5′−ジメチルイソプソラレンを前記核酸に結合すること ; から成る核酸の鋳型依存性酵素的合成の阻止方法。 37.次の工程: a)4′−アミノメチル−4,5′−ジメチルイソプソラレンと核酸を供給する こと;および b)Klenowポリメラーゼによる前記核酸の複製を阻止すべく、前記4′− アミノメチル−4,5′−ジメチルイソプソラレンを前記核酸に結合すること; から成る核酸の鋳型依存性酵素的合成の阻止方法。 38.次の工程: a)標的配列を含む核酸を供給すること;b)5−アミノメチルイソプソラレン を供給すること;およびc)前記5−アミノメチルイソプソラレンを前記標的配 列にカップリングすること; から成る標的配列の修飾方法。 39.次の工程: a)標的配列を含む核酸を供給すること;b)5−アミノメチルイソプソラレン を供給すること;c)前記5−アミノメチルイソプソラレンを前記標的配列にカ ップリングすること;および d)前記標的配列を検出すること; から成る標的配列の検出方法。 40.次の工程: a)標的配列を含む核酸を供給すること;b)4′−アミノメチル−4,5′− ジメチルイソプソラレンを供給すること; c)前記4′−アミノメチル−4,5′−ジメチルイソプソラレンを前記標的配 列にカップリングすること;およびd)前記標的配列を検出すること; から成る標的配列の検出方法。 4.次の工程: a)1種またはそれ以上のフロクマリンと核酸を供給すること;および b)前記1種またはそれ以上のフロクマリンを核酸の不在下で照射すること; から成る光生成物の合成方法。 42.前記1種またはそれ以上のフロクマリンは5−アミノメチルイソプソラレ ンおよび4′−アミノメチル−4,5′−ジメチルイソプソラレンより成る群か ら選ばれる、請求項41の方法。 43.次の連続工程: a)任意の順序で、 i)1種またはそれ以上のフロクマリン誘導体、およびii)核酸 を供給すること; b)前記フロクマリン誘導体に活性波長の電磁線を照射すること;および c)活性波長の電磁線の不在下で前記照射フロクマリン誘導体を前記核酸と混合 すること; から成る核酸への光生成物の結合方法。 44.次の工程: a)任意の順序で反応成分として、 i)核酸、 ii)増幅試薬、 iii)1種またはそれ以上の増幅酵素、iv)1種またはそれ以上の失活用化 合物、およびV)反応物を収容する手段 を供給すること; b)前記反応物収容手段に、任意の順序で、前記核酸と前記増幅試薬を加えて反 応混合物を調製すること;およびc)前記反応混合物に、時間的順序を特定せず に、i)前記1種またはそれ以上の増幅酵素、およびil)前記1種またはそれ 以上の失活用化合物を加えること; から成る核酸の処理方法。 45.前記反応混合物に前記1種またはそれ以上の増幅酵素を添加した直後に前 記反応物収容手段を閉鎖することをさらに含む、請求項44の方法。 46.前記核酸は1つまたはそれ以上のセグメントをもつ標的配列を含む、請求 項44の方法。 47.前記反応混合物に前記1種またはそれ以上の増幅酵素を添加した後、前記 1つまたはそれ以上のセグメントを増幅させる、請求項46の方法。 48.工程c)の後、前記増幅したセグメントは実質的に非増幅性である、請求 項47の方法。 49.次の工程: d)増幅した、実質的に非増幅性の前記セグメントを検出すること; をさらに含む、請求項48の方法。 50.前記検出はハイブリダイゼーションから成る、請求項49の方法。 51.前記核酸は1つまたはそれ以上の内部プローブを含む、請求項44の方法 。 52.前記1種またはそれ以上の増幅酵素を添加した後、前記1つまたはそれ以 上の内部プローブを増幅させる、請求項51の方法。 53.工程c)の後、前記増幅した内部プローブは実質的に非増幅性である、請 求項52の方法。 54.次の工程: d)増幅した、実質的に非増幅性の前記内部プローブを検出すること; をさらに含む、請求項53の方法。 55.前記増幅試薬はPCR試薬から成る、請求項44の方法。 56.前記増幅酵素は熱安定性ポリメラーゼである、請求項55の方法。 57.前記熱安定性ポリメラーゼはTaqポリメラーゼである、請求項56の方 法。 58.前記核酸はデオキシリボ核酸である、請求項44の方法。 59.前記核酸はリボ核酸である、請求項44の方法。 60.前記1種またはそれ以上の失活用化合物は活性化化合物である、請求項4 4の方法。 61.前記失活用活性化化合物は光反応性化合物である、請求項60の方法。 62.前記反応混合物に1種またはそれ以上の増幅酵素を添加した後で前記失活 用光反応性活性化化合物を活性化する、請求項61の方法。 63.前記反応混合物に1種またはそれ以上の失活用光反応性活性化化合物を添 加した後で前記失活用光反応性活性化化合物を活性化する、請求項61の方法。 64.前記反応混合物に紫外線を照射することにより前記失活用光反応性活性化 化合物を活性化する、請求項63の方法。 65.前記反応混合物に紫外線の蛍光源を照射することにより前記失活用光反応 性活性化化合物を活性化する、請求項63の方法。 66.前記反応混合物に1種またはそれ以上の失活用光反応性活性化化合物を添 加する前に前記失活用光反応性活性化化合物を活性化する、請求項61の方法。 67.前記1種またはそれ以上の失活用化合物は光生成物である、請求項44の 方法。 68.前記失活用光反応性活性化化合物はフロクマリン誘導体である、請求項6 1の方法。 69.前記失活用フロクマリン誘導体はプソラレンである、請求項68の方法。 70.前記失活用フロクマリン誘導体はイソプソラレンである、請求項68の方 法。 71.前記失活用イソプソラレンは7−(2,2−ジエトキシエチルオキシ)− 5−メチルクマリン、5−メチルイソプソラレン、5−ブロモメチルイソプソラ レン、5−クロロメチルイソプソラレン、5−ヒドロキシメチルイソプソラレン 、5−ホルミルイソプソラレン、5−ヨードメチルイソプソラレン、5−ヘキサ メチレンテトラミノメチルイソプソラレン、5−アミノメチルイソプソラレン、 5−N−(N,N′−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン)−メチレン−イソ プソラレン、5−N−〔N,N′−ジメチル−(6−[ビオチンアミド]−ヘキ サノエート)−1,6−ヘキサン−ジアミン])−メチレン−イソプソラレン、 5−N−[N,N′−ジメチル−N′−(2−{ビオチンアミド}−エチル−1 ,3−ジチオプロピオネート)−1,6−ヘキサンジアミン]−メチレン−イソ ブソラレン、5−N−[N,N′−ジメチル−N′−(カルボキシ−フルオレセ インエステル)−1,6−ヘキサンジアミン)−メチレン−イソプソラレン、お よびそれらの放射能標識誘導体より成る群から選ばれる、請求項70の方法。 72.前記失活用イソプソラレンは5−メチルイソプソラレン、5−アミノメチ ルイソプソラレン、5−N−[N,N′−ジメチル−(6−[ビオチンアミド] −ヘキサノエート)−1,6−ヘキサン−ジアミン])−メチレン−イソプソラ レン、5−N−[N,N′−ジメチル−N′−(2−{ビオチンアミド}−エチ ル−1,3−ジチオプロピオネート)−1,6−ヘキサンジアミン]−メチレン −イソプソラレン、5−N−[N,N′−ジメチル−N′−(カルボキシ−フル オレセインエステル)−1,6−ヘキサンジアミン)−メチレン−イソプソラレ ン、およびそれらの放射能標識誘導体より成る群から選ばれる、請求項71の方 法。 73.前記失活用イソプソラレンは7−(B−ハロアリルオキシ)−4−メチル クマリン、7−アリルオキシ−6−(B−ハロアリル)−4−メチルクマリン、 4,5′−ジメチルイソプソラレン、4′−クロロメチル−4,5′−ジメチル イソプソラレン、4′−ブロモメチル−4,5′−ジメチルイソプソラレン、4 ′−ヒドロキシメチル−4,5′−ジメチルイソプソラレン、4′−ホルミル− 4,5′−ジメチルイソプソラレン、4′−フタルイミドメチル−4,5′−ジ メチルイソプソラレン、4′−アミノメチル−4,5′−ジメチルイソプソラレ ン、4′−ヨードメチル−4,5′−ジメチルイソプソラレン、4′−N−(N ,N′−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン)−メチル−4,5′−ジメチル イソプソラレン、4′−N−[N,N′−ジメチル−N′−(6−{ビオチンア ミド}−ヘキサノエート)−1,6−ヘキサンジアミン]−メチレン−4,5′ −ジメチルイソプソラレン、4′−N−[N,N′−ジメチル−N′−(2−{ ビオチンアミド}−エチル−1,3−ジチオプロピオネート)−1,6−ヘキサ ンジアミン]−メチレン−4、5′−ジメチルイソプソラレン、4′−N−[N ,N′−ジメチル−N′−(6−カルボキシフルオレセインエステル)−1,6 −ヘキサンジアミン)−メチレン−4,5′−ジメチル−イソプソラレン、およ びそれらの放射能標識誘導体より成る群から選ばれる、請求項70の方法。 74.前記失活用イソプソラレンは4,5′−ジメチルイソプソラレン、4′− アミノメチル−4,5′−ジメチルイソプソラレン、4′−N−[N,N′−ジ メチル−N′−(6−{ビオチンアミド}−ヘキサノエート)−1,6−ヘキサ ンジアミン]−メチレン−4,5′−ジメチルイソプソラレン、4′−N−[N ,N′−ジメチル−N′−(2−{ビオチンアミド}−エチル−1,3−ジチオ プロビオネート)−1,6−ヘキサンジアミン1−メチレン−4,5′−ジメチ ルイソプソラレン、4′−N−[N,N′−ジメチル−N′−(6−カルボキシ フルオレセインエステル)−1,6−ヘキサンジアミン)−メチレン−4,5′ −ジメチル−イソプソラレン、およびそれらの放射能標識誘導体より成る群から 選ばれる、請求項70の方法。
JP3501430A 1989-10-26 1990-10-26 活性化化合物および核酸の失活方法 Pending JPH05501713A (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US427,303 1989-10-26
US07/428,494 US5221608A (en) 1989-10-26 1989-10-26 Methods for rendering amplified nucleic acid subsequently unamplifiable
US428,494 1989-10-26
US07/427,303 US5139940A (en) 1989-10-26 1989-10-26 Activation compounds and methods of synthesis of activation compounds

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05501713A true JPH05501713A (ja) 1993-04-02

Family

ID=27027364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3501430A Pending JPH05501713A (ja) 1989-10-26 1990-10-26 活性化化合物および核酸の失活方法

Country Status (7)

Country Link
EP (2) EP0890363A3 (ja)
JP (1) JPH05501713A (ja)
AT (1) ATE180281T1 (ja)
AU (1) AU649992B2 (ja)
CA (1) CA2066234C (ja)
DE (1) DE69033116D1 (ja)
WO (1) WO1991006665A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6187572B1 (en) 1990-04-16 2001-02-13 Baxter International Inc. Method of inactivation of viral and bacterial blood contaminants
HU218095B (hu) * 1990-05-01 2000-05-28 Amgen Inc. Eljárás átvitt szennyeződések csökkentésére, amplifikációs eljárásokban
US5650302A (en) * 1990-05-01 1997-07-22 Amgen Inc. Method for reducing carryover contamination in an amplification procedure
WO1992007957A1 (en) * 1990-10-31 1992-05-14 Cimino George D Methods and compositions for minimizing inhibition of nucleic acid amplification
US8124408B2 (en) 2006-10-04 2012-02-28 Janssen Pharmaceutica N.V. Preparation of inactivated artificial antigen presenting cells and their use in cell therapies
EP3662080B1 (de) * 2017-08-02 2022-01-05 Sarstedt AG & Co. KG Verfahren und zusammensetzung zur stabilisierung zellfreier nukleinsäuren und zellen

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3553236A (en) * 1968-12-06 1971-01-05 Franco Indian Pharmaceuticals Psoralene and isopsoralene, process for their isolation and separation
US4124598A (en) * 1976-10-20 1978-11-07 Hoffmann-La Roche Inc. Psoralens
US4216154A (en) * 1979-03-15 1980-08-05 Thomas C. Elder, Inc. Process for making α-loweralkylfurocoumarins
IT1166343B (it) * 1979-08-20 1987-04-29 Francarosa Baccichetti Furocumarina per la fotochemioterapia della fsoriasi e di altre malattie cutanee ad essa sensibili
US4235781A (en) * 1979-09-20 1980-11-25 Thomas C. Elder, Inc. 6 Or 8 Haloallyl substituted 7-hydroxycoumarins
US4294822A (en) * 1980-07-29 1981-10-13 Thomas C. Elder, Inc. 5-Aminoalkyl-4,4,8-trialkylpsoralens
US4294847A (en) * 1980-07-29 1981-10-13 Thomas C. Elder, Inc. 8-Aminoalkyl-4-alkylisopsoralens
US4711955A (en) * 1981-04-17 1987-12-08 Yale University Modified nucleotides and methods of preparing and using same
DE3483751D1 (de) * 1983-05-02 1991-01-31 Diamond Scient Co Photochemische entkeimungsbehandlung von vollem blut oder blutbestandteilen.
US4542102A (en) * 1983-07-05 1985-09-17 Molecular Diagnostics, Inc. Coupling of nucleic acids to solid support by photochemical methods
US4563417A (en) * 1984-08-31 1986-01-07 Miles Laboratories, Inc. Nucleic acid hybridization assay employing antibodies to intercalation complexes
US4828979A (en) * 1984-11-08 1989-05-09 Life Technologies, Inc. Nucleotide analogs for nucleic acid labeling and detection
JPS61275228A (ja) * 1985-03-14 1986-12-05 バクスタ−、トラベノ−ル、ラボラトリ−ズ、インコ−ポレイテツド 治療用タンパク組成物中のビ−ルスの光動的不活性化
US4683195A (en) * 1986-01-30 1987-07-28 Cetus Corporation Process for amplifying, detecting, and/or-cloning nucleic acid sequences

Also Published As

Publication number Publication date
EP0497921B1 (en) 1999-05-19
EP0497921A1 (en) 1992-08-12
EP0497921A4 (ja) 1995-06-28
CA2066234C (en) 2001-04-03
ATE180281T1 (de) 1999-06-15
CA2066234A1 (en) 1991-04-27
AU649992B2 (en) 1994-06-09
WO1991006665A1 (en) 1991-05-16
DE69033116D1 (de) 1999-06-24
EP0890363A3 (en) 1999-08-25
AU6959191A (en) 1991-05-31
EP0890363A2 (en) 1999-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5184020A (en) Device and method for photoactivation
US6461567B1 (en) Device and method for photoactivation
JP2955759B2 (ja) 核酸配列を増幅及び検出する方法
US5221608A (en) Methods for rendering amplified nucleic acid subsequently unamplifiable
JP3293820B2 (ja) 標的ポリヌクレオチドにハイブリツド形成するための新規な一工程方法とポリヌクレオチド化合物
US4868103A (en) Analyte detection by means of energy transfer
US5763167A (en) Applications of fluorescent N-nucleosides and fluorescent structural analogs of N-nucleosides
US5489507A (en) DNA detection by color complementation
JPH10512746A (ja) 増幅プローブを使用する核酸配列検出
NZ247522A (en) Probes and primers for chlamydia trachomatis and their use in its detection
PL190142B1 (pl) Oligonukleotyd, sposób amplifikowania sekwencji docelowej kwasu nukleinowego i zestaw do przeprowadzenia reakcji amplifikacji kwasu nukleinowego
JPH02135100A (ja) 特異的核酸配列の検出方法
BRPI0610092B1 (pt) Métodos para a detecção de um analito e de um ácido nucleico em uma amostra, e de sintetização de uma molécula de ácido nucleico ou de análogo de ácido nucleico, kit reagente, uso do mesmo, molécula de ácido nucleico ou de análogo de ácido nucleico e produto associado
ES2118916T3 (es) Procedimiento de amplificacion de arn con una sola etapa de manipulacion.
US5139940A (en) Activation compounds and methods of synthesis of activation compounds
US6004826A (en) Repair-mediated process for amplifying and detecting nucleic acid sequences
JPH05501713A (ja) 活性化化合物および核酸の失活方法
US5565320A (en) Quality control assay for platelet decontamination
US5532145A (en) Methods for treatment of enzyme preparations
Grimaldi et al. PCR-based methods for detecting DNA damage and its repair at the sub-gene and single nucleotide levels in cells
US5532146A (en) Method for rendering ligase-based amplification products unamplifiable
Yu Development and application of cyanine dye-labeled DNA probes
JPS63503007A (ja) Dnaプロ−ブおよびその調製方法

Legal Events

Date Code Title Description
A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20051227

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20060112