JPH06234806A - ラジカル重合用の生物学的に活性な開始剤 - Google Patents

ラジカル重合用の生物学的に活性な開始剤

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JPH06234806A
JPH06234806A JP27293993A JP27293993A JPH06234806A JP H06234806 A JPH06234806 A JP H06234806A JP 27293993 A JP27293993 A JP 27293993A JP 27293993 A JP27293993 A JP 27293993A JP H06234806 A JPH06234806 A JP H06234806A
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JP27293993A
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Ludger Heiliger
ルトガー・ハイリガー
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Bayer AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • 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
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08F4/28Oxygen or compounds releasing free oxygen
    • C08F4/32Organic compounds

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 生物学的に活性な開始剤(ラジカル連鎖開始
剤)の提供。 【構成】 式(1) A−L−B−[−L−A]y (I) [式中、Aは生物学的に活性な部分を意味し、Bはラジ
カルを生成する部分を意味し、Lは結合員の基を意味
し、そしてyは数0又は1を意味する]の一般的構造を
有する。生物学的に活性な部分Aとしては、例えばビオ
チン、ジギトキシン、ジゴキシン、ジギトキシゲニン、
ジゴキシゲニン及びヌクレオチド構造単位1〜80、好
ましくは15〜50及び特に2.0〜35のオリゴヌク
レオチドが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、生物学的に活性なラジカル重合
開始剤に関する。
【0002】今回一般式
【0003】
【化2】A−L−B−[−L−A]y (I) [式中、Aは生物学的に活性な部分を意味し、Bはラジ
カルを生成する部分を意味し、Lは結合員の基を意味
し、そしてyは数0又は1を意味する]の生物学的に活
性な開始剤(ラジカル連鎖開始剤)が発見された。生物
学的に活性な部分Aとしては、例えばビオチン、ジギト
キシン、ジゴキシン、ジギトキシゲニン、ジゴキシゲニ
ン及びヌクレオチド構造単位1〜80、好ましくは15
〜50及び特に2.0〜35のオリゴヌクレオチドが使
用可能である。
【0004】ビオチン、ジゴキシゲニン及びヌクレオチ
ド構造単位15〜50、特に20〜35のオリゴヌクレ
オチドが好適である。
【0005】次の基は例えば結合員基Lとして使用する
ことができる:−SO2−,−COO−,−SO2NH
−,−CO−NH−,−NH−CO−O−,−NH−C
S−O−,−NH−CO−NH−,−NH−CS−NH
−,−O−,−NH−,−S−。
【0006】好適な結合員基は−CO−NH−,−NH
−CO−NH−,−COO−,及び−NH−COO−で
ある。−CO−NH−及び−NH−CO−NH−が特に
好適である。
【0007】結合員基Lは生物学的に活性な部分とラジ
カル生成部分Bとを共有結合的に一緒に連結する。
【0008】構造単位A及び/又はBの増大した易動性
が所望ならば、Lによってスペーサーの機能をもたせる
こともできる。この場合Lは次の式(IV)
【0009】
【化3】L1−R−L1 (IV) [式中、L1はLについて示した意味を有し、そしてR
はC1〜C20アルキレン、好ましくはC3〜C15アルキレ
ン、特にC5〜C10アルキレン、C6〜C10アリーレン-
2〜C10アルキレン、好ましくはフエニレン-又はナフ
チレン-C2〜C8アルキレン、及び(CH2CH2O)n
を表わし、但しnは1〜20、好ましくは3〜15、特
に3〜10を意味する]の準単位からなることができ
る。
【0010】次の化合物はラジカル生成部分Bとして使
用しうる: 1)一般式(V)
【0011】
【化4】R11−N=N−R12 (V) [式中、R11及びR12はC1〜C20アルキル、C3〜C10
シクロアルキル、C7〜C20アラルキル又は基
【0012】
【化5】
【0013】を意味し、但しYはCN、N3或いは
【0014】
【化6】
【0015】を意味し、なおR13、R14及びR15は相互
に独立してC1〜C20アルキル又はC3〜C6シクロアル
キルを意味し、或いはR13及びR14が連結している場合
にはC2〜C30アルキレンを意味し、或いは更に基R13
又はR14の、両方が同時にではなくて、1つはフエニ
ル、トリル、キシリル、ベンジル又はフエネチルを意味
し、R16は独立してC1〜C6アルキル、C3〜C6シクロ
アルキル又はC6〜C12アリールを意味する]のアゾ構
造、 2)一般式(VI)
【0016】
【化7】
【0017】[式中、Zはヒドロキシ、C1〜C6アルキ
ル又はC6〜C20アリール、特にヒドロキシ、メチル、
エチル、n-又はiso-プロピル、フエニル又はナフチ
ルを表わし、R17及びR18は相互に独立してC1〜C6
ルキル又はC6〜C20ナフチル、特にメチル、エチル、
n-又はiso-プロピル、フエニル又はナフチルを表わ
し、そしてnは数1〜6、好ましくは1、2、3、4又
は5を表わす]のテトラアリール/アルキルエタン、 3)式(VII)
【0018】
【化8】
【0019】[式中、R20、R21及びR23は相互に独立
して-(-CH2-)-mHを表わし、但しmは数1〜6好まし
くは1、2、3、4又は5を表わす]のジニトリル、 4)一般式(VIII)
【0020】
【化9】
【0021】[式中、lは数0〜6、好ましくは0、
1、2、3又は4特に0、1又は2を表わし、そしてR
24はフエニレン、ナフチレン、C3〜C6アルキレン又は
3〜C6シクロアルキレンを意味する]のパーオキサイ
ド。
【0022】1)及び4)で言及した構造単位Bの構造
が好適である。
【0023】式(V)〜(VIII)の化合物は一般に公知
である[例えば、米国特許第3,956,269号明細
書;フーベン(Houben)-ワイル(Weyl)、
Makromolekulore stoffe、第1
部、16〜19頁参照]。
【0024】式(V)の好適なアゾ構造は式(Va)
【0025】
【化10】
【0026】[式中、pは数1〜20、好ましくは1〜
15、特に2〜10を意味し、Y1はCN、N3、COO
26を意味し、そしてR25及びR26は相互に独立してC
1〜C6アルキル又はC3〜C6シクロアルキル、特にメチ
ル、エチル、n-又はiso-プロピル、或いはC3〜C6
シクロアルキル、特にシクロプロピル、シクロペンチル
又はシクロヘキシルを意味する]の化合物である。
【0027】1)で言及した構造単位Bの特に好適な構
造は式(Vb)
【0028】
【化11】
【0029】を有し、即ちpが2を意味し、R25がCH
3及びY1がCNのものである。
【0030】4)で言及した構造単位Bの特に好適な構
造は、l=0及びR24=フエニレンの式(VIII)に一致
する。
【0031】ラジカル生成部分を構成する式(V)〜
(VIII)の構造は、1(式(I)におけるy=0)又は
式2(式(I)におけるy=2)の反応性基X1を有す
る(式(IX)の記述を参照)。
【0032】式(V)のアゾ構造において、残基R11
びR12はこの(これらの)基を担持する。式(Va)、
(Vb)、(VI)及び(VIII)の構造において、末端の
水素原子はこの(これらの)基で置換されていてもよ
い。式(VII)のジニトリルはR20、R21及び/又はR
23における中央の結合付近において対称的にこの基を有
する。
【0033】詳細には、次の式(I)の生物学的に活性
な開始剤が例示しうる: 開始剤1:
【0034】
【化12】
【0035】開始剤2:
【0036】
【化13】
【0037】開始剤3:
【0038】
【化14】
【0039】開始剤4:
【0040】
【化15】
【0041】開始剤5:
【0042】
【化16】
【0043】開始剤6:
【0044】
【化17】
【0045】更に一般式(IX)
【0046】
【化18】X1−R−(−X1y (IX) [式中、Bは上に定義した通りであり、そしてX1はN
CO、NCS、COCl、COOH、CO−O−ヒドロ
キシコハク酸イミド、OH、NH2、SH、Cl、Br
又はIであり、そしてyは0又は1、好ましくは1であ
る]のラジカル生成化合物を、X1で示した基に対して
化学的不活性な溶媒、例えばクロル脂肪族化合物、ケト
ン、ニトリル、スルホキシド、スルホンなど中において
1又は2当量の生物学的に活性な基質Aと0〜40℃の
温度で反応させる上記1の一般式(I)
【0047】
【化19】A−L−B−[−L−A]y (I) の生物学的に活性な開始剤の製造法が発見された。
【0048】一般式(IX)
【0049】
【化20】X1−R−(−X1y (IX) [式中、X1はCOCl又はCONHSO2Clを意味す
る]の化合物の場合にはプロトン捕捉剤例えばピリジン
又はトリエチルアミンが有利に反応混合物に添加され、
一方X=COOHならば反応はカルボジイミド例えばジ
シクロヘキシルカルボジイミドの存在下に行われる。
【0050】X1がNCO及びCOO−N−ヒドロキシ
コハク酸イミドを意味する化合物は好ましくは本発明の
方法において式X1−B-(-X1)yの化合物として使用さ
れる。
【0051】反応は0〜30℃、特に15〜25℃、更
に特に20℃で好適に起こる。好ましくは塩化メチレ
ン、アセトン又はアセトニトリルが溶媒として使用され
る。
【0052】式(IX)の化合物は一般に公知であり、或
いは一般に公知の方法に従って製造することができる
(例えば米国特許第4155937号明細書参照)。
【0053】結合員基Lは、式X1−B-(-X1)yからの
1を、生物学的に活性な構造単位Aにおける反応性
基、例えばビオチンのカルボキシル基又はオリゴヌクレ
オチドのアミノ基と反応させることによって生成され
る。
【0054】生物学的に活性な連鎖開始剤は、公知の方
法で、例えば多分生成している(イオン性)副生物の濾
別後に、溶媒が低沸点ならば溶媒を蒸発させることによ
り、或いは適当な沈殿剤を添加して沈殿させることによ
り単離され、この間に本発明による生成物は普通純粋な
形で得られる。副生物が再結晶又は濾過によって本発明
の化合物から蒸発又は分離できない場合、本発明の化合
物は公知の液体クロマトグラフイー、例えばカラムクロ
マトグラフイー又は分取用高速液体クロマトグラフイー
(HPLC)法で単離される。
【0055】本発明による化合物は、例えばラジカル重
合の開始剤として適当である。これをラジカル開始剤と
して使用する場合には、その分解生成物が生成する重合
体中へ末端基として導入することができる。このように
末端基を修飾した重合体(マーカー重合体)は、例えば
生化学的検出反応に利用される基質と選択的に反応させ
ることができる。
【0056】生物学的に活性な重合体との結合反応は、
結果として結合反応物間での架橋又は複数の結合が起こ
り得ないで可能となる。概して唯1つの又は高々2つの
結合員基が重合体鎖に存在する。従ってそのような有用
な単官能性(反応性)重合体は本発明の化合物を用いて
容易に得ることができる。
【0057】ラジカル重合に適当な単量体構造単位は例
えばアクリル酸誘導体、ビニル又はスチリル化合物、或
いはこれらの混合物である。それらの酸、エステル、ア
ミド又はケトン誘導体も例えば使用することができる。
単量体構造単位は、例えばキレート剤(例えば1,3-ジ
アミノ-2-ヒドロキシプロパン-N,N,N′,N′-四酢
酸)及び/又は色素(例えばクマリン、フルオレセン及
びローダミン)に共有結合しうる反応性又は活性基を含
有しうる。そのような基は例えば酸ハライド、イミドエ
ステル、ベンゾトリアゾリル、イソシアナト、イソチオ
シアナト、オキシラン又はジイミド基であってよい。好
適な単量体構造単位は、(メト)アクリロイルクロライ
ド、(メト)アクリル酸、N-ヒドロキシコハク酸イミ
ドエステル、(メト)アクリル酸、N-ヒドロキシフタ
ル酸イミドエステル、N-(メト)アクリロイルベンゾ
トリアゾール、3-又は4-イソチオシアナトフエニル
(メト)アクリレート、2-イソシアナトエチル(メ
ト)アクリレート、イソシアナトイソプロペニルベンゼ
ン、イソプロペニル-α,α-ジメチルベンジルイソシア
ネート、ビニルオキシラン、又は(メト)アクリル酸と
カルボジイミドの組合せ物である。
【0058】
【実施例】本発明の方法は次の実施例により更に詳細に
説明される。
【0059】式(I)の生物学的に活性な開始剤の製造 実施例1(開始剤1に相当) ビオチン3ミリモルを、純窒素下、室温で18時間、
2,2′-アゾビス[2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチ
ル)プロピオンアミド]1ミリモル及びジシクロヘキシ
ルカルボジイミド3ミリモルと共に無水ジメチルホルム
アミド20ml中で撹拌した。次いで生成した沈殿を濾
別した。この濾液に濃アンモニア水溶液を1ml添加し
た。更に1時間室温で撹拌を続け、再び生成物を濾過し
た。濾液を砕いた氷上に注ぎ、本発明による生成物(開
始剤1)を沈殿させた。メタノール:クロロホルム
(2:1)中DC分析(I2検知)及び1H-NMRによ
ると、乾燥した及び洗浄した沈殿は本発明による純粋な
生成物を与えた。
【0060】実施例2(開始剤6に相当) p,p′-ビイソシアナトベンゾイルパーオキサイド1
ミリモルを塩化メチレン中1-アミノエタノール2ミリ
モルと反応させた。この塩化メチレンを蒸発させ、残渣
を実施例1に記述したようにビオチン及びジシクロヘキ
シルカルボジイミドと反応させた。
【0061】実施例3 アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)10g並びに
フエニレンオキサイド(分子量400)100g及びポ
リオールE400を塩化メチレン200mlに添加し
た。この溶液を0℃まで冷却し、HClガスを飽和にな
るまで導入した(HCl約46g、3時間)。得られた
透明な溶液を0℃で終夜撹拌し、次いで氷200g/水
100g中へ撹拌しながらゆっくりと撹拌した。2時間
撹拌後、分液濾斗で2相に分離させ、続いて水性相を塩
化メチレンで3回抽出し、一緒にした相を水相NaHC
3溶液及び水と振とうすることにより抽出した。有機
相をNa2SO4で乾燥し、室温で高真空下にロータリー
エバポレーターで蒸発させた。収量は41.6gであ
り、理論量の70.7%に相当した。14N元素分析は窒
素3.4%(理量値3.1%)の分量を示した。
【0062】実施例4 実施例1からの生成物5g及びテトラヒドロフラン50
mlからなる溶液中にCOCl2を導入した。溶液を蒸
発乾固した後、粘稠な油5.5gが残った。
【0063】実施例5:ビオチン化開始剤=開始剤2 Na2CO3 1g及びビオチンヒドラジド1gをジメチ
ルスルホキシド(DMSO)15ml中において75℃
まで加熱して溶液とした。この溶液を0℃まで冷却した
後、実施例2からの物質2.02gを添加し、混合物を
室温で終夜撹拌した。沈殿を濾別し、濾液をロータリー
エバポレーターで蒸発させ、残渣をクロロホルム中に入
れ、NaHCO3溶液及び水と振とうすることによって
抽出し、有機相をNa2SO4で乾燥した。溶媒の蒸発
後、粘稠な油1.26gが残った。
【0064】実施例6 オリゴヌクレオチド開始剤の製造 配列ATCCAGTTGTGTCTTCAACの5′-
アミノ結合-オリゴヌクレオチド1.5mg(0.26μ
モル)のリン酸ナトリウム緩衝液(pH=7.5)に、
4,4′-アゾビス(4-シアノペンタン酸N-ヒドロキシ
コハク酸イミジルエステル)6mg(12.6μモル)
のジメチルホルムアミド中溶液を添加した。反応混合物
を室温で72時間撹拌した。反応生成物を、0.1M酢
酸トリエチルアンモニウム中アセトニトリルのグラジエ
ントを30分間にわたり直線的に増大させるRP18カ
ラムでの分取HPLCを用いて単離した。収率は理論量
の35%。
【0065】使用例 実施例7 ビオチンを生物学的に活性な末端基として有する開始剤
からのマーカー重合体の製造 次のものをジメチルスルホキシド10mlに溶解した。
【0066】a)p-スチレンスルホン酸ナトリウム1.
5g b)クマリン染料1の0.5g及び c)実施例5からの開始剤100mg 下記のクマリン染料
【0067】
【化21】
【0068】上記溶液を純粋な窒素で完全にパージし、
70℃まで加熱し、この温度に16時間保った。この未
処理の負荷物をメタノール200ml中で沈殿させ、吸
引濾過し、乾燥し、限外濾過(排除限界10,000ダ
ルトン)に供した。水溶性の蛍光重合体は、平均分子量
110,000(Mn)を有し、アビジン又はストレプ
トアビジンとの反応に直接使用できた。
【0069】実施例8 オリゴペプチドを生物学的に活性な末端基として有する
開始剤からのマーカー重合体の製造 実施例7の方法に従った。但し実施例6からの開始剤を
実施例1からの開始剤の代りに使用し、またジメチルス
ルホキシドを10mlの代りに1.2ml使用した。
【0070】a)p-スチレンスルホン酸ナトリウム0.
3g b)クマリン染料1(式は実施例7参照)0.1g c)実施例6からの開始剤0.5mg 重合体は平均分子量500,000(Mn)有し、オリ
ゴヌクレオチドの相補的配列のDNA又はRNAの同定
に対する遺伝子プローブに直接使用できた。
【0071】マーカー重合体で標識した生物学的に活性
な物質 実施例9 重合体オリゴペプチドプローブの二重標識化 オリゴペプチドプローブの重合体への結合を検出するた
めに、また重合体中に結合した蛍光色素の検出感度を通
常の燐32(P32)又はジゴキシゲニンのそれと比較する
ために、重合体オリゴヌクレオチドプローブの二重標識
化を行った。実施例6からの19員ヌクレオチド配列
5′dATCCAGTTGTGTCTTCAACを有す
る反応性5′アミノオリゴヌクレオチドプローブを、ベ
ーリンガー・マンハイム(Boehringer Ma
nnheim)社の末端基標識化キットを用いて3′末
端に対しα-P32-dCTPで標識した。また別にジゴキ
シゲニン-dUTPを用いて非放射線性的に末端基の標
識化を行った。10μlの反応緩衝液を含むバッチ(カ
リウムカコジレート1モル/l、トリス/HCl 12
5ミリモル/l、牛の血清アルブミン1.25mg/m
l、pH6.6、25℃)50μl、オリゴヌクレオチド
1〜2μg、末端トランスフエラーゼ5単位、塩化コバ
ルト(CoCl2)2.5ミリモル/l及びα-P32-dC
TP25μCi中において、37℃で60分後に約50
%の末端標識化が達成された。
【0072】重合体への連結は実施例8に記述したよう
に行った。
【0073】重合体をエタノール中に沈殿させ、次いで
2回蒸留した水1mlに溶解した。17%ポリアクリル
アミドゲル中でのゲル電気泳動法により、オリゴペプチ
ドが重合体に結合していることが決定できた。
【0074】重合体中に結合したクマリン蛍光色素の蛍
光に関して又はオリゴヌクレオチド中に結合したP32
はジオキシゲンに関して証明を可能にする二重標識化重
合体-オリゴヌクレオチドプローブを用いることによ
り、下記の実施例10に記述する如きスロット・ブロッ
ト(slot blot)ハイブリダイゼーシヨン及び
実施例11に記述する如き液体ハイブリダイゼーシヨン
を行った。
【0075】実施例10 重合体-オリゴヌクレオチドプローブを用いるスロット
・ブロットハイブリダイゼーシヨン 常法に従い、40〜68℃の保温々度でハイブリッド形
成を行った。ハイブリッド形成温度に応じて、種々の物
質を添加した。
【0076】ハイブリッド形成の速度及び程度を向上さ
せるために、デキストランサルフエート又は他の重合体
を使用した。そしてDNAの膜への非特異的結合を抑制
するために、合成洗剤及び遮閉剤例えば乾燥ミルク、デ
ンハーツ(Denhardt′s)溶液、ヘパリン又は
ドデシル硫酸ナトリウム(以下SDS)を添加した。ま
たハイブリッドの融点を低下させるために変性剤例えば
尿素又はホルムアミドを使用して、低いハイブリッド形
成温度を使用した。更にブロット上における遺伝子プロ
ーブの非同族体のDNAへの非特異的結合は異種DNA
の添加によって減ずることができた。
【0077】ハイブリッド形成の準備をするために、ニ
トロソモナス・ユーロペエ(Nitrosomonas
europeae)の標識化してないゲノムDNA5
0〜500ngを最初に100℃で5分間変性し、0℃
まで冷却し、次いでシユライヒヤー・アンド・シユール
(Schleicher and Schuell)社
のミニホールド(Minifold)II型濾過具を用い
て予備処理したニトロセルロース又はナイロン膜に適用
し、80℃で2時間定着させた。このフイルターを、密
閉したプラスチック製フイルム・バッグ又はプラスチッ
ク製箱中において、68℃で少くとも1時間フイルター
100cm2当り少くとも20mlのハイブリッド形成
溶液でハイブリッドを形成させた。
【0078】次いで溶液を、実施例からの重合体-オリ
ゴヌクレオチドプローブ100ngを添加したハイブリ
ッド形成溶液2.5ml/フイルター100cm2で置き
かえた。
【0079】次いでフイルターを、フイルター100c
2当り50mlの2×SSC、0.1%SDSで2×5
分間室温下に及び0.1×SSC、0.1%SDSで2×
15分間68℃下に洗浄した。続いてこのフイルターを
ハイブリッド形成したDNAの検出に直接使用した。
【0080】溶液:20×SSC 3M NaCl、
0.3Mクエン酸Na、pH7.0 ハイブリッド形成溶液I:5×SSC;0.1%N-ラウ
ロイルサルコシン、Na塩;0.02%SDS;0.5%
遮閉剤(ベエーリンガーマンハイム);50〜70℃で
溶液を溶解 スロット・ブロットハイブリダイゼーシヨンに同様に使
用した他のハイブリッド形成溶液は、例えば次の通りで
あった。
【0081】ハイブリッド形成混合物2:50%ホルム
アミド7×SSC 2×デンハーツ溶液(100×デンハーツ;2%フイコ
ール(Ficoll)、2%ポリビニルピロリドン、2
%牛の血清アルブミン) 子牛の胸腺DNA300μg/ml ハイブリッド形成混合物3:6×SSC;10×デンハ
ーツ溶液ニシンの精子DNA50μg 牛の血清アルブミン0.1% ハイブリッド形成混合物4:5×SSC;PEG;5%
乾燥ミルク粉;0.01Mピロリン酸ナトリウム オリゴヌクレオチドプローブの重合体中に結合させたク
マリン蛍光色素を用いて検出を行った。フイルターの蛍
光を発するスロット・ブロットを、島津CS930型ス
キャナーで定量的に評価した。P32を有するオリゴヌク
レオチドの、末端トランスフエラーゼでの3′末端基標
識化による二重標識化を通して、オートラジオグラフイ
ーによるハイブリッド形成実験の解釈も可能であった。
この目的に対しては、フイルターをガラス板上に固定
し、次いでX線フイルムを重ね、2〜5時間露呈させ
た。次いでフイルムの現像後、スロット・ブロットの黒
色化を島津スキャナーで定量的に評価した。他の検出法
も使用した。ジゴキシゲン化重合体-オリゴヌクレオチ
ドプローブの場合、染料の検出はアルカリホスフアター
ゼコンジュゲート抗体及びブロモクロロインドリルホス
フエート及びニトロブルーテトラゾリウムを用いて或い
はアルカリホスフアターゼ及びAMPPD3-(2′-ス
ピロアダマンタン)-4-メトキシ-4-(3″-ホスフオ
リロキシ)-フエニル-1,2-ジオキセタンを基質とする
化学発光の読み取りによって行った。
【0082】この二重標識化により、種々の検出系の感
度の直接的な比較が可能となった。 結果 オリゴヌクレオチドプローブの重合体(染料分子約20
0/重合体)におけるクマリン色素分子シグナルの増巾
の結果として、1〜0.1pgのDNAの検出感度を有
して酵素検出法と殆んど同一の感度が達成された。クマ
リン色素分子に対して重合体担体を用いることにより、
蛍光ヌクレオチド構造単位に関して蛍光色素での通常の
標識化よりも100〜1000倍の感度の向上が達成で
きた。
【0083】実施例11 重合体-オリゴヌクレオチドプローブを用いる液体ハイ
ブリダイゼーシヨン 液体ハイブリダイゼーシヨンは、ハイブリッド形成複合
体の分離のためにダイナル社(Dynal Co.,H
amburg)のストレプトアビジン被覆の磁性粒子を
用いるサンドウイツチハイブリダイゼーシヨンを行っ
た。
【0084】液体ハイブリダイゼーシヨン試験は、ヌク
レオチド配列5′dCTGCTCGTAGACAATG
CGTを有する5′-ビオチニル化捕捉(captur
e)オリゴヌクレオチドプローブ100ng、実施例8
における如き重合体オリゴヌクレオチドプローブ(検出
遺伝子プローブ)100ng及び50μlの容量中種々
の濃度のニトロソモナス標的DNAを用いるサンドウイ
ツチ試験として行った。
【0085】100℃で50分間加熱し、続いて0℃に
冷却した後、ベーリンガー・マンハイムの2×ハイブリ
ッド形成混合物1の50μlを添加し、ハイブリッド形
成を68℃で1時間行った。磁性ビーズを予じめ1×ハ
イブリッド形成混合物1で処理し、磁石による分離後、
液体をピペットで除去してハイブリッド形成負荷物に添
加し、室温で1/2時間穏やかに動かしながら保温し
た。結合したハイブリッド形成複合体をビーズと共に分
離し、残りの液体をピペットで除去し、そして洗浄を、
緩衝液A(2×SSC、0.1%SDS)で1回及び次
いで緩衝液B(0.1SSC、0.1%SDS)で2回行
った。続いて2回蒸留した水500μlを添加し、ハイ
ブリッド形成複合体中の重合体-オリゴヌクレオチドプ
ローブの蛍光を蛍光分光光度計により375nmでの励
起及び495nmでの放射で測定した。
【0086】これと平行に、化学発光を介するハイブリ
ッド形成の検出のために遮閉反応及び抗体反応を行っ
た。DNAを負荷したビーズを洗浄緩衝液(0.1Mマ
レイン酸、0.1M NaCl、pH7.5、0.3%ツウ
イーン(Tween)20)150μlで1回処理し、
そして分離及び洗浄緩衝液のピペットでの除去後、緩衝
液2(0.1Mマレイン酸、0.15M NaCl、pH
7.5、1%遮閉剤(ベーリンガー))400μlを添
加した。1/2時間の室温でのインキユベート後に、混
合物を分離し、液体をピペットで除去し、抗体コンジュ
ゲート溶液(AK1:10,000、緩衝液2中)10
0μlを添加し、混合物を1/2時間室温でインキユベ
ートした。次いで混合物を分離し、液体をピペットで除
去し、そして穏やかに動かしながら2×15分間400
μlの洗浄緩衝液で処理した。次いで混合物を分離し、
緩衝液3(0.1Mトリス/HCl緩衝液、0.1M N
aCl及び50mM MgCl2、pH9.5)150μ
lで処理した。再び混合物を分離し、そして緩衝液3中
AMPPD1:100を含む検出溶液と共に水浴上37
℃で15分間インキユベートし、次いで化学発光を発光
光度計により477nmで測定した[ルマック(Lum
ac)のルマカウンター(Lumacounte
r)]。
【0087】結果 重合体中のクマリン染料の信号増巾の結果として、DN
Aの直接的な蛍光標識化よりも明らかに高感度が達成さ
れた。DNA1〜0.1pgでの検出限界は化学発光感
度により殆んど達成された。
【0088】実施例12 重合体-オリゴヌクレオチドプローブの増巾されたDN
Aとのハイブリダイゼーシヨン この感度の増加により、重合体-オリゴヌクレオチドプ
ローブの蛍光を用いることによる検出及びこれによる特
に簡単な検出は、公知の検出技術、例えば化学発光、ブ
ロモクロロインドリルホスフエート/ニトロブルーテト
ラゾリウム色素反応及び放射性法と比較して非常に良好
な代替法となる。
【0089】標的のDNAの増巾はポリメラーゼ連鎖反
応(ヨーロッパ特許第200,362号及び同201,1
84号)により、他にヘアピン増巾法(ヨーロッパ特許
第427,074号)により行った。
【0090】PCR反応に対しては、ニトロソモナス・
ユーロペエ(Nitrosomonas europa
e)のゲノムDNA2μg、プライマー(prime
r)1(5′dATCCAGTTGCTTCAAC)及
びプライマー2(5′ACTGGCAGGCAGCA
G)2μモル、シータス(Cetus)/パーキン-エ
ルマー(Perkin-Elmer)のTaq-ポリメラ
ーゼ2.5単位並びにそれぞれの場合にPCR緩衝液
(50mM KCl、10mMトリス/HCl、pH8.
3)100μlの全量中dNTPS200μモル、1.
5mM MgCl2及び0.01%ゼラチンを使用した。
増巾はシータス/パーキン-エルマー社のPCRプロセ
ッサーで行った。
【0091】負荷物を用いて、最初にDNAの初期溶融
を94℃で2分30秒間行い、次いでサイクル当りDN
Aを94℃で1分間変性し、プライマーのアニーリング
を40〜45℃で2分間行い、そしてプライマー伸長を
72℃で3分間行った。最後に35回のサイクル後に2
0分間の伸長を72℃で行い、負荷物を4℃に冷却し
た。
【0092】増巾したDNAを100℃で5分間変性
し、次いで負荷物を0℃まで冷却し、氷冷した20×S
SC200μlを添加し、この混合物を直ぐに、シユラ
イヒヤー・アンド・シユール社のマニホールド(Man
ifold)II型濾過具を用いてニトロセルロース又は
ナイロン膜に適用した。次いでフイルター上のDNAを
80℃下に2時間定着させた。
【0093】重合体-オリゴヌクレオチドプローブを用
いるスロット・ブロットハイブリダイゼーシヨン及び検
出は実施例11と同様に行った。
【0094】結果 標的の核酸の増巾と重合体中のクマリン色素の信号増巾
とを組合せることにより、個々のDNA分子の検出を可
能にする感度が達成された。この結果重合体の蛍光を介
する解釈は、高感度化学発光法の真の代替法となる。ま
た酵素的な化学発光生成と比べて、重合体中の蛍光は、
直接測定することができる。
【0095】本発明の特徴および態様は以下の通りであ
る: 1.式(I)
【0096】
【化22】A−L−B−[−L−A]y (I) [式中、Aは生物学的に活性な部分を意味し、Bはラジ
カルを生成する部分を意味し、Lは結合員の基を意味
し、そしてyは数0又は1を意味する]の生物学的に活
性な開始剤。
【0097】2.Aがビオチン、ジギトキシン、ジギト
キシゲニン、又はヌクレオチド単位1〜80のオリゴヌ
クレオチドであり、Lが次の基:−SO2−,−COO
−,−SO2NH−,−CO−NH−,−NH−CO−
O−,−NH−CS−O−,−NH−CO−NH−,−
NH−CS−NH−,−O−,−NH−,−S−から選
択され、Bが次の構造 1)一般式(V)
【0098】
【化23】R11−N=N−R12 (V) [式中、R11及びR12はC1〜C20アルキル、C3〜C10
シクロアルキル、C7〜C20アラルキル又は基
【0099】
【化24】
【0100】を意味し、但しYはCN、N3或いは
【0101】
【化25】
【0102】を意味し、なおR13、R14及びR15は相互
に独立してC1〜C20アルキル又はC3〜C6シクロアル
キルを意味し、或いはR13及びR14が連結しているなら
ばC2〜C30アルキレンを意味し、或いは更に基R13
はR14の、両方が同時にではなくて、1つはフエニル、
トリル、キシリル、ベンジル又はフエネチルを意味し、
16は独立してC1〜C6アルキル、C3〜C6シクロアル
キル又はC6〜C12アリールを意味する]のアゾ構造、 2)一般式(VI)
【0103】
【化26】
【0104】[式中、Zはヒドロキシ、C1〜C6アルキ
ル又はC6〜C20アリールを表わし、R17及びR18は相
互に独立してC1〜C6アルキル又はC6〜C20ナフチル
を表わし、及びnは数1〜6を表わす]のテトラアリー
ル/アルキルエタン、 3)式(VII)
【0105】
【化27】
【0106】[式中、R20、R21及びR23は相互に独立
して-(-CH2-)-mHを表わし、但しmは数1〜6を表わ
す]のジニトリル、 4)一般式(VIII)
【0107】
【化28】
【0108】[式中、lは数0〜6を意味し、そしてR
24はフエニレン、ナフチレン、C3〜C6アルキレン又は
3〜C6シクロアルキレンを意味する]のパーオキサイ
ド、から選択される、上記1の式(I)の生物学的に活
性な開始剤。
【0109】3.Bが式(Va)
【0110】
【化29】
【0111】[式中、pは数1〜20を意味し、Y1
CN、N3、COOR26を意味し、そしてR25及びR26
は相互に独立してC1〜C6アルキル又はC3〜C6シクロ
アルキルを意味する]のアゾ構造である。
【0112】上記1の生物学的に活性な開始剤。
【0113】4.式 開始剤1:
【0114】
【化30】
【0115】開始剤2:
【0116】
【化31】
【0117】開始剤3:
【0118】
【化32】
【0119】開始剤4:
【0120】
【化33】
【0121】開始剤5:
【0122】
【化34】
【0123】開始剤6:
【0124】
【化35】
【0125】の上記1の生物学的に活性な開始剤。
【0126】5.一般式(IX)
【0127】
【化36】X1−R−(−X1y (IX) [式中、Bは上に定義した通りであり、そしてX1はN
CO、NCS、COCl、COOH、CO−O−ヒドロ
キシコハク酸イミド、OH、NH2、SH、Cl、Br
又はIであり、そしてyは0又は1である]のラジカル
生成化合物を、X1で示した基に対して化学的不活性な
溶媒中において1又は2当量の生物学的に活性な基質A
と0〜40℃の温度で反応させる上記1の一般式(I)
【0128】
【化37】A−L−B−[−L−A]y (I) の生物学的に活性な開始剤の製造法。
【0129】6.上記1〜3の式(I)の生物学的に活
性な開始剤をラジカル重合に使用すること。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式(I) 【化1】A−L−B−[−L−A]y (I) [式中、Aは生物学的に活性な部分を意味し、Bはラジ
    カルを生成する部分を意味し、Lは結合員の基を意味
    し、そしてyは数0又は1を意味する]の生物学的に活
    性な開始剤。
JP27293993A 1992-10-09 1993-10-06 ラジカル重合用の生物学的に活性な開始剤 Pending JPH06234806A (ja)

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DE4234074 1992-10-09
DE4234074.8 1992-10-09
DE4322885.2 1993-07-09
DE4322885A DE4322885A1 (de) 1992-10-09 1993-07-09 Biologisch aktive Initiatoren für die radikalische Polymerisation

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