JPH1121285A - Chemiluminescent 1,2-dioxetane compound - Google Patents

Chemiluminescent 1,2-dioxetane compound

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Publication number
JPH1121285A
JPH1121285A JP8086324A JP8632496A JPH1121285A JP H1121285 A JPH1121285 A JP H1121285A JP 8086324 A JP8086324 A JP 8086324A JP 8632496 A JP8632496 A JP 8632496A JP H1121285 A JPH1121285 A JP H1121285A
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JP
Japan
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dioxetane
enzyme
group
cleavable
formula
Prior art date
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Pending
Application number
JP8086324A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Irena Bronstein
ブロンスタイン,イレーナ
Brooks Edwards
エドワーズ,ブルックス
Rouh-Rong Juo
ジュオ,ロー−ロン
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.)
Tropix Inc
Original Assignee
Tropix Inc
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Filing date
Publication date
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Application filed by Tropix Inc filed Critical Tropix Inc
Publication of JPH1121285A publication Critical patent/JPH1121285A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a new compound cleavable by an enzyme, and short in time necessary for completing the assay when used as a reporter molecule in an assay, in particular, biological assay. SOLUTION: This new compound is shown by formula I [R1 is O(CH2 )n CH3 ((n) is 0-19), pref. methoxy; R2 is a group of formula II or formula III (Z is a residue selected from phosphate, galactoside, acetate, 1-phospho-2,3- diacylglyceride, adenosine triphosphate, etc.), pref. of formula IV (M is an alkali metal or ammonium)], e.g. diethyl 1-methoxy-1-(3-pivaloyloxyphenyl) methanephosphate. The compound of formula I is obtained, for example, by using a compound of the formula HC(=O)-ϕ-OR9 (R9 is a lower alkyl, etc.), as the starting material and in accordance with the process described in the USP #279,176 by Edwards, et. al (Sept. 6, 1989).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、改良された化学発
光性の1,2−ジオキセタン化合物に関する。さらに詳
しくは、本発明は、酵素によって除去可能な不安定基を
有する、改良された、酵素によって開裂可能な化学発光
性1,2−ジオキセタン化合物に関する。そのような不
安定基は、適当な酵素を添加して不安定基を除くまで、
分子が分解して適当な器具によって検知しうる光を生じ
るのを防ぐ。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to 1,2-dioxetane compounds having improved chemiluminescence. More particularly, the present invention relates to improved, enzymatically cleavable, chemiluminescent 1,2-dioxetane compounds having an enzymatically removable labile group. Such labile groups remain until the appropriate enzyme is added to remove the labile group.
Prevents molecules from breaking down to produce light that can be detected by suitable equipment.

【0002】1つの酵素分子は、触媒作用によってその
対応する不安定基を、酵素によって開裂可能な化学発光
性1,2−ジオキセタン分子から除去する。これは、対
応する不安定基を各ジオキセタン分子から除くのに化学
開裂剤1分子を必要とする化学的に開裂可能な化学発光
性1,2−ジオキセタンの場合とは、著しく対照的であ
る。例えば、3−(2′−スピロアダマンタン)−4−
メトキシ−4−(3″−ヒドロキシ)フェニル−1,2
−ジオキセタンのフェニル基上のヒドロキシ置換基から
1モルの水素イオンを開裂するのに、水酸化ナトリウム
が1モル必要であり、一方、1秒当たり1,000〜
5,000モルの3−(2′−スピロアダマンタン)−
4−メトキシ−4−(3″−ホスホリルオキシ)フェニ
ル−1,2−ジオキセタン 二ナトリウム塩のホスホリ
ルオキシ基を開裂するのに、わずか1モルのアルカリホ
スファターゼ(AP)が必要なだけである;ジャブロン
スキー(Jablonski)の「伝染病の場合のDNAプローブ
(DNA Probes for Infectious Diseases)」(Boca R
aton, Fla. : CRC Press, 1989, p22)参照。
[0002] One enzyme molecule catalyzes the removal of its corresponding labile group from an enzymatically cleavable chemiluminescent 1,2-dioxetane molecule. This is in sharp contrast to the case of chemically cleavable chemiluminescent 1,2-dioxetanes, which require one molecule of a chemical cleavage agent to remove the corresponding labile group from each dioxetane molecule. For example, 3- (2'-spiroadamantane) -4-
Methoxy-4- (3 "-hydroxy) phenyl-1,2
1 mole of sodium hydroxide is required to cleave 1 mole of hydrogen ions from the hydroxy substituent on the phenyl group of dioxetane, while 1,000 to 1000
5,000 mol of 3- (2'-spiroadamantane)-
Only one mole of alkaline phosphatase (AP) is required to cleave the phosphoryloxy group of 4-methoxy-4- (3 "-phosphoryloxy) phenyl-1,2-dioxetane disodium salt; Jablonski, "DNA Probes for Infectious Diseases" (Boca R
aton, Fla .: CRC Press, 1989, p22).

【0003】酵素によって開裂可能な、光を生じる1,
2−ジオキセタン化合物は、通常、安定化基、例えばジ
オキセタン環の3−炭素原子にスピロ結合したアダマン
チリデン基を有し、これは、酵素によって開裂可能な不
安定基が、分子の残分に結合している結合を意図的に開
裂する前は、ジオキセタン化合物が室温(約25℃)で
実質的に分解するのを妨げる手助けをしている。安定化
のためにスピロアダマンチル基を用いる考え方は、ウイ
ーリンガ(Wierynga)等の Tetrahedron Letters, 169
(1972)及びマキャプラ(McCapra)等の J. Chem. Comm.
Soc. Chem. Comm, 944 (1977) によって1,2−ジオキ
セタン化学に導入された。したがって、これらの安定化
基は、そのようなジオキセタンが実質的な分解を生じる
ことなく、約4ないし約30℃もの温度で、使用前の許
容される長期間、例えば約12カ月ないし約12年間も
の間、の貯蔵を可能にする。
[0003] Light-producing 1, cleavable enzymes
The 2-dioxetane compounds usually have a stabilizing group, for example an adamantylidene group spiro-bonded to the 3-carbon atom of the dioxetane ring, so that an unstable group cleavable by an enzyme is present in the remainder of the molecule. Prior to deliberate cleavage of the bound bond, it helps prevent the dioxetane compound from substantially decomposing at room temperature (about 25 ° C.). The idea of using a spiroadamantyl group for stabilization is described in Tetrahedron Letters , 169 by Wierynga et al.
(1972) and J. Chem. Comm.
Introduced into 1,2-dioxetane chemistry by Soc. Chem. Comm , 944 (1977). Thus, these stabilizing groups can be used in such dioxetanes at temperatures as high as about 4 to about 30 ° C., without substantial degradation, for an acceptable long period of time prior to use, eg, about 12 months to about 12 years. Between storages.

【0004】本発明はさらに、ジオキセタン分子を、当
業界で知られている免疫学的アッセイ、化学的アッセイ
及び核酸プローブアッセイに用いることに関し、そして
様々な高分子、合成重合体、タンパク質、核酸、触媒性
抗体等の分子構造及び顕微鏡組織の研究にこれらを直接
的な化学的/物理的プローブとして用いて、アナライト
の存在、量又は構造を測定する化学又は生物物質の確認
又は定量を可能にすることに関する。
[0004] The present invention further relates to the use of dioxetane molecules in immunological, chemical and nucleic acid probe assays known in the art and to various macromolecules, synthetic polymers, proteins, nucleic acids, Enables the identification or quantification of chemical or biological substances that measure the presence, quantity or structure of analytes, using these as direct chemical / physical probes to study the molecular structure and microstructure of catalytic antibodies, etc. About doing.

【0005】[0005]

【従来の技術】近年、特にブロンスタイン(Bronstein)
の1986年7月24日付け米国特許出願第889,8
23号;ブロンスタイン等の1987年12月31日付
け米国特許出願第140,035号;エドワーズ(Edwa
rds)の特開平2−724号及びエドワーズ等の1988
年6月30日付け米国特許出願第213,672号に記
載の、酵素によって開裂可能な化学発光性1,2−ジオ
キセタンが出現してから、化学発光性1,2−ジオキセ
タンはますます重要な化合物になってきた。
2. Description of the Related Art In recent years, in particular, Bronstein
U.S. Patent Application No. 889,8, filed July 24, 1986.
No. 23; Bronstein et al., U.S. Patent Application No. 140,035, issued December 31, 1987;
rds), JP-A-2-724 and Edwards et al., 1988.
Since the advent of enzymatically cleavable chemiluminescent 1,2-dioxetanes, described in U.S. Patent Application No. 213,672, filed June 30, 2016, chemiluminescent 1,2-dioxetanes have become increasingly important. It has become a compound.

【0006】酵素によって開裂可能な1,2−ジオキセ
タンとは著しく対照的に、これまでの公知の様々な化学
的に開裂しうる1,2−ジオキセタンは、何かの分析法
のリポーター分子としての用途があったとしても、それ
はほんの少しであり、バイオアッセイでは用いられてい
なかったのは確かである。その理由は、公知の化学的に
開裂しうる化合物は、大部分が水不溶性−水及び有機溶
媒にいくらか可溶性である特定のアセトキシ−置換1,
2−ジオキセタン以外−であり、したがって、抗体のよ
うな生物成分と結合できる基又は置換基をこれらに付加
することによって変性して、そのような化学的に結合し
た開裂可能な1,2−ジオキセタンを化学的に活性化し
た化学発光性標識として用いることができるようにしな
ければ、生物学的アッセイには有用ではないからであ
る。
In sharp contrast to the enzymatically cleavable 1,2-dioxetanes, a variety of chemically cleavable, previously known 1,2-dioxetanes have been identified as reporter molecules in some analytical methods. If any, they were only marginal and certainly not used in bioassays. The reason is that the known chemically cleavable compounds are mostly water-insoluble-certain acetoxy-substituted 1, which are somewhat soluble in water and organic solvents.
Other than 2-dioxetane, and thus modified by adding groups or substituents capable of binding to biological components such as antibodies to form such chemically bound cleavable 1,2-dioxetane. Is not useful for biological assays unless it can be used as a chemically activated chemiluminescent label.

【0007】適当な酵素の存在下、発光を伴って分解す
る、酵素によって開裂可能な代表的な化学発光性1,2
−ジオキセタン−例えば、アダマンチルを付加した酵素
によって開裂可能な1,2−ジオキセタン、例えば3−
(4−メトキシスピロ〔1,2−ジオキセタン−3,
2′−トリシクロ〔3.3.1.13,7 〕デカン〕−4
−イル)フェニルホスフェート及びその塩(例えばナト
リウム塩)は、水溶性であるので、水性媒体中で行われ
る各種の分析法、特に生物学的アッセイにおけるリポー
ターとして用いるのに大変適している。これらの化合物
は以後、次のように略記する:アダマンチリデン−メト
キシフェノキシホスホリル化ジオキセタン(AMPP
D)、並びに3−(4−メトキシスピロ〔1,2−ジオ
キセタン−3,2′−トリシクロ〔〔3.3.1.1
3,7 〕デカン〕−4−イル)フェニルオキシ−3″−β
−D−ガラクトピラノシド及びその塩(AMPGD)。
Representative chemiluminescent 1,2 cleavable by enzymes that decompose with luminescence in the presence of a suitable enzyme.
-Dioxetane-e.g. 1,2-dioxetane cleavable by adamantyl-added enzymes, e.g.
(4-methoxyspiro [1,2-dioxetane-3,
2'-tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decane] -4
-Yl) phenyl phosphate and its salts (e.g. the sodium salt) are water-soluble and are therefore very suitable for use as reporters in various analytical methods performed in aqueous media, in particular biological assays. These compounds are hereinafter abbreviated as follows: Adamantylidene-methoxyphenoxyphosphorylated dioxetane (AMPP
D), and 3- (4-methoxyspiro [1,2-dioxetane-3,2'-tricyclo [[3.3.1.1
3,7 ] decane] -4-yl) phenyloxy-3 ″ -β
-D-galactopyranoside and its salts (AMPGD).

【0008】AMPPDは、水溶液中、及び/又は化学
発光促進剤、例えばポリ〔ビニルベンジル(ベンジルジ
メチルアンモニウムクロリド)〕(BDMQ)及び他の
ヘテロ極性重合体〔ボイタ(Voyta)等の1988年6月
1日付け米国特許出願第203,263号参照〕のよう
な重合体の四級アンモニウム、ホスホニウム又はスルホ
ニウム塩の存在下で、一定の発光特性に達した最適時間
がより長いことが観察された(「t1/2 」は、一定の定
常状態の発光レベルにおける最高化学発光強度の1/2
に達するのに要する時間と定義する;この発光半減期
は、様々な環境におけるジオキセタンオキシアニオンの
安定性によって変わる)。
AMPPD can be used in aqueous solutions and / or in chemiluminescence enhancers such as poly [vinylbenzyl (benzyldimethylammonium chloride)] (BDMQ) and other heteropolar polymers [Voyta et al. It has been observed that in the presence of quaternary ammonium, phosphonium or sulfonium salts of polymers such as U.S. Pat. “T 1/2 ” is 1 / of the maximum chemiluminescence intensity at a constant steady-state luminescence level.
(The luminescence half-life depends on the stability of the dioxetane oxyanion in various environments).

【0009】統計学的には、定常状態の発光特性に達す
るのに、約7t1/2 の時間が必要である。BDMQの存
在下、pH9.5の水溶液中、2×10-5M を越える濃度
のAMPPDのt1/2 は7.5分であることが分かっ
た。BDMQの不存在下、4×10-3M では、t1/2
約30〜60分であり、一方、水溶液中、2×10-5M
で、AMPPDのt1/2 は2.5分であることが分かっ
た。
Statistically, it takes about 7t 1/2 to reach steady state emission characteristics. In the presence of BDMQ, the t 1/2 of AMPPD at a concentration above 2 × 10 −5 M in an aqueous solution of pH 9.5 was found to be 7.5 minutes. At 4 × 10 −3 M in the absence of BDMQ, t 1/2 is about 30-60 minutes, while 2 × 10 −5 M in aqueous solution
It was found that t 1/2 of AMPPD was 2.5 minutes.

【0010】酵素によって開裂可能な化学発光性1,2
−ジオキセタンをリポーター分子として用いる急速生物
学的アッセイでは、アッセイにおけるエンドポイントを
検出するためにできるだけ速く定常状態の発光特性に達
するのが好ましい。また、化学発光強度は定常状態に達
する前に測定することができるが、定常状態の発光特性
の前に正確なデータを得ることを望むのならば、最新の
熱制御発光測定装置を使用しなければならない。
The chemiluminescent 1,2 cleavable by enzymes
-For rapid biological assays using dioxetane as reporter molecule, it is preferred to reach steady-state luminescence properties as fast as possible to detect the endpoint in the assay. Also, chemiluminescence intensity can be measured before reaching steady state, but if you want to get accurate data before steady state emission characteristics, you should use the latest thermal controlled luminescence measurement equipment. Must.

【0011】さらに、BDMQは、化学発光促進剤の存
在下及び不存在下の、緩衝剤を加えた水溶液中で、より
強い熱的な及び他のものによる非酵素活性化発光、すな
わちノイズ発光を示す。そのようなノイズは、アダマン
タノンの励起状態からの発光、及びAMPPD分子の芳
香族部分から誘導されたメチル m−オキシベンゾエー
トアニオンの発光によるものである。AMPPDの測定
ノイズレベルは、標準ルミノメーターにおける暗流より
約2桁大きいので、このノイズは検出レベルを制限し、
したがって最終的な感度を表すことを妨げる。
In addition, BDMQ produces stronger thermal and other non-enzymatically activated luminescence, ie, noise luminescence, in buffered aqueous solutions in the presence and absence of a chemiluminescence enhancer. Show. Such noise is due to the emission from the excited state of adamantanone and the emission of the methyl m-oxybenzoate anion derived from the aromatic portion of the AMPPD molecule. Since the measured noise level of AMPPD is about two orders of magnitude higher than the dark current in a standard luminometer, this noise limits the detection level,
Therefore, it is difficult to express the final sensitivity.

【0012】アルカリホスファターゼを用いたAMPP
Dの酵素による開裂を行うと、アニオン性脱燐酸化AM
PPD−アダマンチリデン−メトキシメチルフェノレー
トジオキセタン、すなわちAMP- D−も生じる。この
フェノレートアニオンはまた、加水分解によって少量形
成されることもあり、バックグラウンド化学発光シグナ
ルを引き起こす。これは、組織化された分子集合体、例
えばミセル、リポソーム、層板状層、薄膜、脂質二重
層、リポソーム小胞、逆ミセル、ミクロエマルジョン、
ミクロゲル、ラテックス、膜又は重合体表面において、
及びBDMQのような化学発光促進剤によって生じた疎
水性環境において、強力な増強されたレベルの発光を生
じ、このため、高いバックグラウンドシグナルが生じ、
AMPPDの酵素による加水分解から生じるシグナルの
動的範囲をかなり低下させることになる。
AMPP using alkaline phosphatase
D enzymatic cleavage yields anionic dephosphorylated AM
PPD-adamantylidene-methoxymethylphenolate dioxetane, also AMP - D-, is formed. The phenolate anion may also be formed in small amounts by hydrolysis, causing a background chemiluminescent signal. This includes organized molecular assemblies such as micelles, liposomes, lamellar layers, thin films, lipid bilayers, liposome vesicles, reverse micelles, microemulsions,
On a microgel, latex, membrane or polymer surface
And in a hydrophobic environment created by a chemiluminescence enhancer such as BDMQ, resulting in strong enhanced levels of luminescence, thus resulting in a high background signal;
The dynamic range of the signal resulting from enzymatic hydrolysis of AMPPD will be significantly reduced.

【0013】上記の観察に基づき、我々は以下のメカニ
ズムを仮定した。BDMQのような促進重合体の存在下
では:
Based on the above observations, we hypothesized the following mechanism. In the presence of an accelerating polymer such as BDMQ:

【0014】[0014]

【化4】 Embedded image

【0015】1)「CL」は化学発光を表す。 2)AMPPDの緩衝剤を加えた水溶液には、脱燐酸化
及び加水分解を行った1,2−ジオキセタン(AMPH
D)が少量含まれる。溶液のpHが十分に高い(約9.
5より上)と、脱燐酸化ジオキセタンはAMP- Dとし
てアニオン状態で存在しうる。 3)「CL1 」及び「CL2 」はバックグラウンド化学
発光を表す。 4)「A*」は励起エネルギー状態のアダマンタノンを
表す。
1) "CL" represents chemiluminescence. 2) In the aqueous solution to which the buffer of AMPPD was added, 1,2-dioxetane (AMPH) subjected to dephosphorylation and hydrolysis was used.
D) is contained in a small amount. The pH of the solution is sufficiently high (approximately 9.
Above 5), the dephosphorylated dioxetane may be present in an anionic state as AMP - D. 3) “CL 1 ” and “CL 2 ” represent background chemiluminescence. 4) “A *” represents adamantanone in an excited energy state.

【0016】促進重合体の不存在下でも、AMPPDは
凝集体として水溶液中に存在する:
In the absence of the accelerating polymer, AMPPD is present in the aqueous solution as an aggregate:

【0017】[0017]

【化5】 Embedded image

【0018】上記のメカニズムでは、n>>>mであ
る;n及びmは促進重合体の存在下又は不存在下及びA
MPPD濃度によって変わる。
In the above mechanism, n >>m; n and m are in the presence or absence of the accelerating polymer and A
Depends on MPPD concentration.

【0019】凝集体の形のアダマンタノン一重項の励起
状態(n又はm>1)は、凝集していないアダマンタノ
ンの励起エネルギー状態よりも、シグナルをより多く発
し、またここでは特に、BDMQのような化学発光促進
剤を存在させることによって安定化しても、より多くの
光を放出する。これはおそらく、前者の一重項状態が後
者より低いため、項間交差の生じるのがより少ないか、
又は項間交差の速度がより遅いためであるか、あるいは
まだ知られていない他のファクターによるためであろ
う。ルミノメーターは、一般にこれらのエネルギーすな
わちこれらの波長に関係なく、放出される全ての光子を
検出するように設計されているので、415nm及び47
7nmの化学発光は共にバックグラウンドノイズ発光とし
て検出される。同様に、写真又はX線フィルムを用いて
化学発光を記録するとき、異なる波長の発光間の識別は
容易に行うことができず、したがって検出感度はバック
グラウンドノイズによって制限される。
The excited state of the adamantanone singlet (n or m> 1) in the form of aggregates produces more signal than the excited energy state of unaggregated adamantanone, and here, in particular, the BDMQ Even if stabilized by the presence of such a chemiluminescence enhancer, more light is emitted. This is probably due to less intersystem crossing because the former singlet state is lower than the latter,
Or because the speed of the intersystem crossing is slower, or because of other factors not yet known. Luminometers are generally designed to detect all emitted photons, regardless of their energy, i.e., their wavelength, so that 415 nm and 47
Both the 7 nm chemiluminescence is detected as background noise emission. Similarly, when recording chemiluminescence using photographs or X-ray films, discrimination between different wavelengths of emission cannot be easily made, and thus the detection sensitivity is limited by background noise.

【0020】最後に、上記の条件下で観察されるAMP
PDの凝集は、AMPPD又はそのフェノレートアニオ
ン及び以下のような分子:
Finally, the AMP observed under the above conditions
Aggregation of PD involves AMPPD or its phenolate anion and molecules such as:

【0021】[0021]

【化6】 Embedded image

【0022】の両親媒性の性質による。[0022] It depends on the amphipathic nature of

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、分析、特に酵素によって開裂可能な化学発光性
の1,2−ジオキセタンをレポーター分子として用いる
生物学的アッセイに要する時間を減少させることであ
る。
Accordingly, it is an object of the present invention to reduce the time required for analysis, particularly for biological assays using a chemiluminescent 1,2-dioxetane cleavable by an enzyme as a reporter molecule. It is.

【0024】また、本発明の目的は、アッセイ、特に生
物学的アッセイにおけるレポーター分子として用いたと
き、検定を完了するのに要する時間が少ない、新規で改
良された酵素によって開裂可能な化学発光性の1,2−
ジオキセタンを提供することである。
It is also an object of the present invention to provide a new and improved enzyme-cleavable chemiluminescent enzyme which, when used as a reporter molecule in an assay, particularly a biological assay, requires less time to complete the assay. 1,2-
To provide dioxetane.

【0025】別の本発明の目的は、酵素に基づいたアッ
セイ、特に生物学的アッセイの基質として用いる、新規
で改良された、酵素によって開裂可能な化学発光性の
1,2−ジオキセタンを提供することであり、この化合
物は、バックグラウンドに対して改良されたシグナルを
提供し、そしてしたがって、改良された検出レベルを提
供する。
Another object of the present invention is to provide a new and improved, enzymatically cleavable, chemiluminescent 1,2-dioxetane for use as a substrate in enzyme-based assays, particularly biological assays. In essence, this compound provides an improved signal over background and, therefore, an improved level of detection.

【0026】本発明のこれらのそして他の目的並びに性
質、範囲及び用途は、以下の記載及び請求の範囲から、
当業者には容易に明らかになるであろう。
[0026] These and other objects and properties, scopes and uses of the present invention are set forth in the following description and appended claims.
It will be readily apparent to those skilled in the art.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】本発明は、水性媒体中、
例えば溶液に生物液を加えた試料中で、又は固体表面
上、例えばナイロン膜のような膜表面上で、酵素、又は
特定の結合対で変性した酵素と反応させて、光学的に検
出しうるエネルギーを放出することができる、新しい種
類の安定で、酵素によって開裂可能な化学発光性の3−
(置換アダマント−2′−イリデン)−1,2−ジオキ
セタン化合物を提供するものである。
According to the present invention, there is provided an aqueous medium comprising:
For example, in a sample obtained by adding a biological fluid to a solution, or on a solid surface, for example, on a membrane surface such as a nylon membrane, the enzyme can be reacted with an enzyme or an enzyme denatured with a specific binding pair, and detected optically. A new class of stable, enzymatically cleavable chemiluminescent 3-capable of releasing energy
(Substituted adamant-2'-ylidene) -1,2-dioxetane compounds.

【0028】水性媒体中で、これらの変性アダマンチリ
デンジオキセタンを用いて分析を行うことができ、分析
ではこれらの化合物はリポーター分子として用いられ、
AMPPDを用いてこれまで行ってきた分析よりも速く
かつよりすぐれた感度で行うことができる。
Analysis can be carried out with these modified adamantylidene dioxetanes in an aqueous medium, in which the compounds are used as reporter molecules,
It can be performed faster and with better sensitivity than the analysis performed so far using AMPPD.

【0029】我々はいかなるメカニズム又は理論と結び
付けて、この予想外に優れた効果を説明することは望ま
ないが、アダマンチリデン部分上又はその中の上記種類
の置換基の存在が、ジオキセタン分子が効率的に働くの
を妨げ、したがってこれらがミセル状の又は他の凝集状
態の安定化した組織化集合体が形成されるのを妨げるの
かもしれない。これらの置換基のあるものはまた、水自
体を含めた水性環境中で、他の物質に水素結合し、これ
によってさらに凝集体が形成されるのを妨げている。ま
た、t1/2 がより短くなったり、バックグラウンドノイ
ズがより小さくなることから分かるように、電子的及び
双極子効果がこの現象に寄与している可能性もある。
Although we do not wish to explain this unexpectedly superior effect in any mechanism or theory, the presence of substituents of the above type on or in the adamantylidene moiety indicates that the dioxetane molecule It may prevent it from working efficiently, and thus they may prevent the formation of micellar or other aggregated stabilized organized assemblies. Some of these substituents also hydrogen bond to other substances in an aqueous environment, including water itself, thereby preventing further formation of aggregates. Also, the electronic and dipole effects may contribute to this phenomenon, as can be seen from shorter t 1/2 and lower background noise.

【0030】本発明の新規な化学発光性1,2−ジオキ
セタン化合物は一般式(I):
The novel chemiluminescent 1,2-dioxetane compound of the present invention has the general formula (I):

【0031】[0031]

【化7】 Embedded image

【0032】〔式中、R1 は、−O(CH2)n CH3
あって、nは0〜19の整数であり;R2 は、次式:
[0032] wherein, R 1 is a -O (CH 2) n CH 3 , n is an integer from 0 to 19; R 2 has the formula:

【0033】[0033]

【化8】 Embedded image

【0034】(式中、Zは、ホスフェート、ガラクトシ
ド、アセテート、1−ホスホ−2,3−ジアシルグリセ
リド、1−チオ−D−グルコシド、アデノシントリホス
フェート、アデノシンジホスフェート、アデノシンモノ
ホスフェート、アデノシン、α−D−グルコシド、β−
D−グルコシド、α−D−マンノシド、β−D−マンノ
シド、β−D−フルクトフラノシド、β−D−グルコシ
ドウロネート、p−トルエンスルホニル−L−アルギニ
ンエステル及びp−トルエンスルホニル−L−アルギニ
ンアミドからなる群から選択される残基である)で示さ
れる〕で表すことができる。
(Wherein Z is phosphate, galactoside, acetate, 1-phospho-2,3-diacylglyceride, 1-thio-D-glucoside, adenosine triphosphate, adenosine diphosphate, adenosine monophosphate, adenosine, α -D-glucoside, β-
D-glucoside, α-D-mannoside, β-D-mannoside, β-D-fructofuranoside, β-D-glucoside uronate, p-toluenesulfonyl-L-arginine ester and p-toluenesulfonyl-L- Which is a residue selected from the group consisting of argininamide).

【0035】R1 は特にメトキシ基であるのが好まし
い。R2 は、光を放出するいくつかの発蛍光団形成蛍光
性発色基である。R2 のフェニル基又はナフチル基の置
換基OZの酵素によって除去可能な基Zは、好ましくは
ホスフェート基、特に一般式(III):
R 1 is particularly preferably a methoxy group. R 2 is some fluorophore-forming fluorescent chromophore that emits light. The group Z which can be removed by the enzyme of the substituent OZ of the phenyl or naphthyl group of R 2 is preferably a phosphate group, in particular of the general formula (III):

【0036】[0036]

【化9】 Embedded image

【0037】(式中、M+ は例えばナトリウム又はカリ
ウムのようなアルカリ金属のような陽イオン、アンンモ
ニウム又はC1 −C7 アルキル、アラルキル又は芳香族
四級アンモニウム陽イオン、N(R7)4 +(各R7 はアル
キル、例えばメチル又はエチル、アラルキル、例えばベ
ンジルであるか、又は複素環式環系、例えばピリジニウ
ムを形成する)で表されるホスフェートエステル基であ
る。二ナトリウム塩が特に好ましい。そのようなホスフ
ェートエステル基は、アルカリホスファターゼのような
酵素を用いて開裂を行うと、酸素アニオンで置換された
基を生じ、つまりジオキセタンを不安定化し、その酸素
−酸素結合を切断して発光しうる。そのようなホスフェ
ートエステル基の四級アンモニウムカチオンはまた、そ
れらの四級基の1つによって重合体主鎖に、すなわち以
下の式(IV):
Wherein M + is a cation such as an alkali metal such as sodium or potassium, ammonium or C 1 -C 7 alkyl, aralkyl or aromatic quaternary ammonium cation, N (R 7 ) 4 + (each R 7 is alkyl, such as methyl or ethyl, aralkyl, such as benzyl or where heterocyclic ring system, e.g., to form a pyridinium) a phosphate ester group represented by. disodium salt is particularly Such phosphate ester groups are preferably cleaved with an enzyme such as alkaline phosphatase to yield a group substituted with an oxygen anion, thus destabilizing dioxetane and breaking its oxygen-oxygen bond. The quaternary ammonium cations of such phosphate ester groups may also emit one of their quaternary groups. The polymer main chain by, that the following formula (IV):

【0038】[0038]

【化10】 Embedded image

【0039】(式中、nは1より大きい)のように接続
することができるか、あるいは四級アンモニウム塩重合
体、すなわちイオネン重合体の一部にもなりうる。
(Where n is greater than 1) or can be part of a quaternary ammonium salt polymer, ie, an ionene polymer.

【0040】別の好ましい酵素によって除去可能な基
は、β−D−ガラクトシド基であり、これは、酵素β−
D−ガラクトシダーゼで開裂してジオキセタンフェノラ
ートの共役酸を生じ、加圧下で化学発光する。
Another preferred enzyme removable group is the β-D-galactoside group, which is the enzyme β-galactoside.
Cleavage with D-galactosidase yields the conjugate acid of dioxetane phenolate, which emits chemiluminescence under pressure.

【0041】用い得る酵素によって開裂可能な置換基に
はまた、酵素によって開裂しうるアルカノイルオキシ
基、例えばアセテートエステル基、酵素によって開裂し
うるオキサカルボキシレート基、1−ホスホ−2,3−
ジアシルグリセリド基、1−チオーD−グルコシド基、
アデノシントリホスフェート類基、アデノシンジホスフ
ェート類基、アデノシンモノホスフェート類基、アデノ
シン類基、α−D−ガラクトシド基、β−D−ガラクト
シド基、α−D−グルコシド基、β−D−グルコシド
基、α−D−マンノシド基、β−D−マンノシド基、β
−D−フラクトフラノシド基、β−D−グルコシドウロ
ネート基、p−トルエンスルホニル−L−アルギニンエ
ステル基又はp−トルエンスルホニル−L−アルギニン
アミド基がある。R1 は−O(CH2)n CH3 (n=0
〜19、好ましくはn=0〜5)である。
Enzyme-cleavable substituents which can be used also include enzyme-cleavable alkanoyloxy groups such as acetate ester groups, enzyme-cleavable oxacarboxylate groups, 1-phospho-2,3-.
Diacylglyceride group, 1-thio-D-glucoside group,
Adenosine triphosphates, adenosine diphosphates, adenosine monophosphates, adenosines, α-D-galactoside, β-D-galactoside, α-D-glucoside, β-D-glucoside, α-D-mannoside group, β-D-mannoside group, β
-D-fructofuranoside group, β-D-glucoside uronate group, p-toluenesulfonyl-L-arginine ester group or p-toluenesulfonyl-L-arginineamide group. R 1 is —O (CH 2 ) n CH 3 (n = 0
To 19, preferably n = 0 to 5).

【0042】これらの3−(置換アダマント−2′−イ
リデン)1,2−ジオキセタンの全体にわたる合成は、
前記ブロンスタイン及びエドワーズの出願並びにエドワ
ーズ等の1989年9月6日付け米国特許出願第27
9,176号に記載の方法によって実施することができ
る。したがって、例えばR1 がメトキシ基、そしてR2
がホスホリルオキシ基で置換されたフェニル基、好まし
くはメタ−ホスホリルオキシ塩で置換されたフェニル基
である1,2−ジオキセタンは、米国特許出願第27
9,176号に記載の方法に従って、以下の図に示す反
応工程で合成することができる。
The overall synthesis of these 3- (substituted adamant-2'-ylidene) 1,2-dioxetanes is:
The aforementioned Bronstein and Edwards application and Edwards et al., U.S. Patent Application Serial No. 27, September 6, 1989.
It can be carried out by the method described in No. 9,176. Thus, for example, R 1 is a methoxy group, and R 2
1,2-dioxetane, which is a phenyl group substituted with a phosphoryloxy group, preferably a phenyl group substituted with a meta-phosphoryloxy salt, is disclosed in U.S. Pat.
According to the method described in No. 9,176, it can be synthesized by the reaction steps shown in the following figures.

【0043】[0043]

【化11】 Embedded image

【0044】以下に詳しく例示するように、必要なら
ば、HC(=O)−φ−OR9 出発物質をオルトフォー
メート、例えばトリメチルオルトフォーメート、メタノ
ール及びp−トルエンスルホン酸と反応させて、中間
体:
As illustrated in detail below, if necessary, the HC ((O) -φ-OR 9 starting material is reacted with an orthoformate, for example, trimethyl orthoformate, methanol and p-toluenesulfonic acid, Intermediate:

【0045】[0045]

【化12】 Embedded image

【0046】を得ることができる。この中間体を(R8
O)3P及びルイス酸と反応させると、ホスホネートエス
テル中間体:
Can be obtained. This intermediate (R 8
O) When reacted with 3 P and a Lewis acid, the phosphonate ester intermediate:

【0047】[0047]

【化13】 Embedded image

【0048】が得られる。Is obtained.

【0049】上記の反応工程では、R8 は低級アルキル
基、例えばメチル、エチル又はブチルである。R9 は炭
素原子数2〜14のアシル基、例えばアセチル、プロピ
オニル、メシトイル又はピバロイルであり、Qはハロゲ
ン、例えばクロロもしくはブロモ、又はOR8 であり、
そしてMは個々にプロトン、金属陽イオン、例えばNa
+ もしくはK+ 、又はアンモニウム、置換アンモニウ
ム、四級アンモニウム又は(H+)ピリジニウム陽イオン
である。エドワーズの米国特許出願第213,197号
に記載のチオレート開裂は、R9 が低級アルキル、低級
アルケニル又はアラルキル基、例えばメチル、アリル又
はベンジルである、上記反応工程5のOR9 の塩基開裂
の代わりに用いることができる。塩基又はチオレート開
裂の生成物は、R9 の代わりに、水素又はアルカリ金属
陽イオン、例えばリチウム、ナトリウム又はカリウムを
有する。
In the above reaction step, R 8 is a lower alkyl group such as methyl, ethyl or butyl. R 9 is an acyl group having 2 to 14 carbon atoms, for example, acetyl, propionyl, mesitoyl or pivaloyl; Q is a halogen, for example, chloro or bromo, or OR 8 ;
And M is individually a proton, a metal cation such as Na
+ Or K + , or ammonium, substituted ammonium, quaternary ammonium or (H + ) pyridinium cation. Thiolate cleavage described in U.S. Patent Application Serial No. 213,197 of Edwards, R 9 is lower alkyl, lower alkenyl or aralkyl group, such as methyl, allyl or benzyl, instead of base cleavage of the OR 9 in the reaction step 5 Can be used. The product of base or thiolate cleavage has hydrogen or an alkali metal cation, such as lithium, sodium or potassium, in place of R 9 .

【0050】Ad=O で表される上記の中間体は公知の化合物である。The above intermediate represented by Ad = O is a known compound.

【0051】メイジャーの学位論文、グロニンゲン大
学、ザ・ネザーランズ (1982) ;ニューマン等の J. Or
g. Chem., 43, 2232 (1978) ;及びフォークナー等の
J. Chem. Soc., Chem. Comm., 3906 (1971)には、前記
反応工程4及びその後の適当なホスホネート安定化カル
バニオンとの反応の出発物質としての4−メチレンアダ
マンタン−2−オンへ近づく方法が記載されている。エ
キソメチレン機能の代わりのエノールエーテルに対する
一重項酸素の反応性の差によって、3−(4−メトキシ
スピロ〔1,2−ジオキセタン−3,2′−(4′−メ
チレン)トリシクロ〔3.3.1.13,7 〕−4−イ
ル)フェニル燐酸二ナトリウムが光酸素付加生成物とし
て確実に得られるようになる。
Major Dissertation, University of Groningen, The Netherlands (1982); Newman et al., J. Or.
g. Chem. , 43, 2232 (1978);
J. Chem. Soc., Chem. Comm. , 3906 (1971) provides access to 4-methyleneadamantan-2-one as a starting material for reaction step 4 above and subsequent reaction with a suitable phosphonate-stabilized carbanion. A method is described. Due to the difference in reactivity of singlet oxygen to enol ether instead of exomethylene function, 3- (4-methoxyspiro [1,2-dioxetane-3,2 '-(4'-methylene) tricyclo [3.3. 1.1 3,7 ] -4-yl) phenyl disodium phosphate can be reliably obtained as a photooxygenation product.

【0052】選択的開裂が可能なピバロイルオキシアリ
ールエノールエーテルが、ホスフェートエステル基のよ
うな酵素によって除去可能な基を付加する直前のいずれ
かの反応で得られるならば、ヒドロキシアリールエノー
ルエーテルの分離を避けるのがより好都合である。これ
は、ピバロイルエステルをメタノール中にて1当量のナ
トリウムメトキシドで直接分離し、そしてナトリウムア
リールオキシド成分を反応終了時に全揮発成分を除去す
ることによって乾燥固体として分離することにより行う
ことができる。そのような場合、前記反応工程6はルイ
ス塩基を用いずに、ジメチルホルムアミドのような乾燥
極性非プロトン性溶媒中のこの予備形成塩を用いて行
い、無機塩副生成物は工程7又は工程8の処理時に除去
する。
If a pivaloyloxyaryl enol ether capable of selective cleavage is obtained in any reaction just prior to adding an enzyme-removable group such as a phosphate ester group, the hydroxyaryl enol ether It is more convenient to avoid separation. This can be done by directly separating the pivaloyl ester with one equivalent of sodium methoxide in methanol and separating the sodium aryloxide component as a dry solid by removing all volatile components at the end of the reaction. . In such a case, reaction step 6 is performed without using a Lewis base, but with this preformed salt in a dry polar aprotic solvent such as dimethylformamide, and the inorganic salt by-product is removed from step 7 or step 8 Removed during processing.

【0053】工程7の2−シアノエチルホスフェートジ
エステル生成物は、ベータ脱離して工程8のホスフェー
トモノエステルにする。工程8では、ジエステル誘導体
を、アンモニアのような揮発性アミンと又は“DBU”
(1,8−ジアザビシクロ〔5.4.0〕ウンデセ−7
−エン)のような溶媒に可溶性の有機アミンと、メタノ
ールのようなアルコール溶媒中で反応させるのが好まし
い。過剰の塩基は真空中、反応終了時点で簡単に揮発さ
せるので、大気圧以上の圧力及び周囲温度でアンモニア
を用いるのが特に有利である。
The 2-cyanoethyl phosphate diester product of Step 7 is beta-eliminated to the phosphate monoester of Step 8. In step 8, the diester derivative is combined with a volatile amine such as ammonia or "DBU"
(1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7
It is preferred to react with an organic amine soluble in a solvent such as -ene) in an alcoholic solvent such as methanol. It is particularly advantageous to use ammonia at a pressure above atmospheric pressure and ambient temperature, since the excess base is easily volatilized at the end of the reaction in vacuo.

【0054】前記反応工程9のエノールエーテルホスフ
ェートの酸化は、前記のように、ハロゲン化溶媒、例え
ばクロロホルムのようなハロゲン化炭化水素中での一重
項酸素(12)との反応によって光化学的に行うことがで
きる。上記溶媒はまた補助溶媒、例えばメタノールのよ
うな低級アルカノールを含有していてもよい。一重項酸
素は、重合体が結合したローズベンガル(ポリサイエン
シーズ社)、メチレンブルー又は5,10,15,20
−テトラフェニル−21H,23H−ポルフィン(TP
P)のような光増感剤を用いて発生させることができ
る。
The oxidation of the enol ether phosphate in the reaction step 9 is carried out by photochemical reaction with singlet oxygen ( 1 O 2 ) in a halogenated solvent, for example, a halogenated hydrocarbon such as chloroform, as described above. Can be done. The solvent may also contain an auxiliary solvent, for example, a lower alkanol such as methanol. Singlet oxygen can be polymer bound Rose Bengal (Polysciences), methylene blue or 5,10,15,20.
-Tetraphenyl-21H, 23H-porphine (TP
It can be generated using a photosensitizer such as P).

【0055】あるいは、前記反応工程7で得られた粗2
−シアノエチルホスフェートジエステルを一重項酸素で
それらの1,2−ジオキセタンに酸化することもでき
る。三重項酸素の存在下でのトリエチルシリルヒドロト
リオキシド、ホスフェートオゾニド又はトリアリールア
ミンラジカル陽イオンが介在する、電子酸化を用いた方
法を含む、1,2−ジオキセタンの化学的製法も用いる
ことができる。
Alternatively, the crude 2 obtained in the reaction step 7
The cyanoethyl phosphate diesters can also be oxidized with singlet oxygen to their 1,2-dioxetanes. Chemical methods of 1,2-dioxetane, including methods using electronic oxidation, mediated by triethylsilyl hydrotrioxide, phosphate ozonide or triarylamine radical cation in the presence of triplet oxygen, can also be used. .

【0056】上記のように本発明はまた、化学発光性で
あり、酵素によって開裂可能な置換1,2−ジオキセタ
ンを、試料中の酵素を検出するための分析を含めた当業
界で公知のアッセイに用いること、そのようなアッセイ
に用いるキット、及びそれらの使用方法及び手段に関す
る。
As noted above, the present invention also provides for the use of chemiluminescent, cleavable substituted 1,2-dioxetanes in assays known in the art, including assays for detecting enzymes in a sample. And kits for such assays, and methods and means for their use.

【0057】例えば、本発明を試料中の酵素の検出に用
いるとき、試料を、検出する酵素によって開裂可能な基
を持つジオキセタンと接触させる。酵素は、ジオキセタ
ンの酵素によって開裂可能な基を開裂して、ジオキセタ
ンに結合した負に荷電した置換基(例えば、酸素アニオ
ン)を形成する。この負に荷電した置換基は次にジオキ
セタンを不安定化し、ジオキセタンを分解して、光エネ
ルギーを放出する蛍光発色団基を形成する。酵素の存在
を示すものとして検出されるのは、この発色団基であ
る。発光強度を測定することによって、試料中の酵素の
濃度を測定することもできる。
For example, when the present invention is used to detect an enzyme in a sample, the sample is contacted with a dioxetane having a group cleavable by the enzyme to be detected. The enzyme cleaves the dioxetane enzymatically cleavable group to form a negatively charged substituent (eg, an oxygen anion) attached to the dioxetane. This negatively charged substituent in turn destabilizes dioxetane and degrades dioxetane to form a fluorescent chromophore group that emits light energy. It is this chromophore group that is detected as indicative of the presence of the enzyme. By measuring the luminescence intensity, the concentration of the enzyme in the sample can also be measured.

【0058】可視的に検出ししうる手段を用いて、試料
中の特定の物質の存在又は濃度を測定する、上記とは異
なる様々な分析法がある。上記のジオキセタンはこれら
のどの分析法にも用いることができる。そのような分析
法の例には、抗体又は抗原、例えばδ−又はβ−hCG
を検出する、免疫学的アッセイ;酵素アッセイ;例えば
カリウム又はナトリウムイオンを検出する化学アッセ
イ;例えばウイルス(例えば、HTLVIII もしくはサ
イトメガロウイルス)、又はバクテリア(例えば、E.
coli)及び特定の細胞機能(例えば、受容体結合部
位)を検出する核酸アッセイ等がある。
There are a variety of different analytical methods which measure the presence or concentration of a particular substance in a sample using a visually detectable means. The above dioxetanes can be used in any of these assays. Examples of such assays include antibodies or antigens such as δ- or β-hCG
An enzyme assay; for example, a chemical assay for detecting potassium or sodium ions; for example, a virus (eg, HTLV VIII or cytomegalovirus), or a bacteria (eg, E. coli) .
coli and nucleic acid assays to detect specific cellular functions (eg, receptor binding sites).

【0059】検出物質が抗体、抗原又は核酸であると
き、ジオキセタンの酵素によって開裂可能な基を開裂し
うる酵素を、検出物質に対して特異的な親和性を有する
物質(すなわち、検出物質に特異的に結合する物質)、
例えば抗原、抗体又は核酸プローブに結合させるのが好
ましい。一般的な方法、例えばカルボジイミドカップリ
ングでは、酵素を特異的に親和性の物質に結合させて用
いる;好ましくはアミド結合を通して結合する。
When the substance to be detected is an antibody, an antigen or a nucleic acid, an enzyme capable of cleaving a group that can be cleaved by the enzyme of dioxetane is converted to a substance having a specific affinity for the substance to be detected (that is, specific to the substance to be detected). Substances that bind together),
For example, it is preferable to bind to an antigen, an antibody or a nucleic acid probe. In a general method, for example, carbodiimide coupling, the enzyme is used by being bound to a substance having a specific affinity; preferably, the binding is through an amide bond.

【0060】一般に、分析は次のようにして行う。検出
物質を含むと思われる試料を、検出物質に対して特定的
な親和性を有する物質に結合した酵素を含有する緩衝剤
を加えた溶液と接触させる。得られた溶液をインキュベ
ートして、検出物質を特異的な親和性を有する酵素化合
物の特異的な親和性部分に結合させる。次に、過剰な、
特異的親和性を有する酵素化合物を洗い去り、特異的親
和性を有する酵素化合物の酵素部分によって開裂可能な
基を有するジオキセタンを加える。酵素は、酵素によっ
て開裂可能な基を開裂して、ジオキセタンを2つのカル
ボニル化合物(例えば、エステル、ケトン又はアルデヒ
ド)に分解する。酵素によって開裂可能な基が結合した
発色団はこれによって励起し、発光する。発光は(例え
ばキュベット、又はカメラルミノメーターの感光性フィ
ルム、又は光電池又は光電子増倍管を用いて)、試料中
の検出物質の存在を示すものとして検出する。発光強度
を測定して、物質の濃度を決定する。
Generally, the analysis is performed as follows. The sample suspected of containing the detection substance is contacted with a solution containing a buffer containing an enzyme bound to a substance having a specific affinity for the detection substance. The resulting solution is incubated to allow the detection substance to bind to the specific affinity portion of the enzyme compound having specific affinity. Then, the excess,
The enzyme compound having the specific affinity is washed away, and dioxetane having a group that can be cleaved by the enzyme portion of the enzyme compound having the specific affinity is added. The enzyme cleaves a group cleavable by the enzyme to break down dioxetane into two carbonyl compounds (eg, esters, ketones or aldehydes). This causes the chromophore to which the group cleavable by the enzyme is attached to excite and emit light. Luminescence is detected (eg, using a cuvette, or a photosensitive film of a camera luminometer, or a photovoltaic cell or photomultiplier) as an indication of the presence of a detection substance in the sample. The emission intensity is measured to determine the concentration of the substance.

【0061】具体的な分析例は以下の通りである。A specific analysis example is as follows.

【0062】A.ヒトIgGのアッセイ 96穴マイクロタイタープレートにヒツジの抗ヒトIg
G(F(ab)特異フラグメント)を塗布する。次に、
ヒトIgGを含む血清試料を穴に加え、室温で1時間イ
ンキュベートする。インキュベーション期間の後、血清
試料を穴から取り出し、穴を、0.15M−NaCl、
0.01M 燐酸塩及び0.1%ウシ血清アルブミンを含
有する水性バッファー溶液(pH7.4)で4回洗浄す
る。抗ヒトIgGに結合したアルカリホスファターゼを
各穴に加え、1時間インキュベートする。次に、穴を上
記緩衝液で4回洗浄し、本発明のホスフェート含有ジオ
キセタンの緩衝液を加える。ジオキセタンの酵素による
分解によって得られる発光を、ルミノメーター、又はカ
メラルミノメーターの写真フィルムを用いて検出する。
A. Human IgG assay Sheep anti-human Ig in a 96-well microtiter plate
G (F (ab) specific fragment) is applied. next,
Serum samples containing human IgG are added to the wells and incubated for 1 hour at room temperature. After the incubation period, the serum samples were removed from the wells and the wells were filled with 0.15 M NaCl,
Wash four times with an aqueous buffer solution (pH 7.4) containing 0.01 M phosphate and 0.1% bovine serum albumin. Alkaline phosphatase conjugated to anti-human IgG is added to each well and incubated for 1 hour. The wells are then washed four times with the above buffer and the phosphate-containing dioxetane buffer of the invention is added. The luminescence obtained by the enzymatic degradation of dioxetane is detected using a luminometer or a photographic film of a camera luminometer.

【0063】B.hCGのアッセイ ウサギの抗−α−hCGをナイロン−メッシュ膜上に吸
収させる。hCGを含む試料溶液、例えば妊娠した婦人
の尿、を膜を通して吸い取り、その後、膜を0.15M
−NaCl、0.01M 燐酸塩及び0.1%ウシ血清ア
ルブミンを含有する緩衝液1ml(pH;7.4)で洗浄す
る。アルカリホスファターゼ標識抗p−hCGを膜に加
え、膜を再び上記緩衝液2mlで洗浄する。次に、膜をル
ミノメーターのキュベット又はカメラルミノメーターに
入れ、本発明のホスフェート含有ジオキセタンと接触さ
せる。次に、ジオキセタンの酵素による分解から生ずる
発光を検出する。
B. hCG Assay Rabbit anti-α-hCG is absorbed onto a nylon-mesh membrane. A sample solution containing hCG, for example, urine of a pregnant woman, is sucked through the membrane, and then the membrane is washed with 0.15 M
-Wash with 1 ml of a buffer (pH; 7.4) containing NaCl, 0.01 M phosphate and 0.1% bovine serum albumin. Alkaline phosphatase labeled anti-p-hCG is added to the membrane and the membrane is washed again with 2 ml of the above buffer. The membrane is then placed in a luminometer cuvette or camera luminometer and contacted with the phosphate-containing dioxetane of the present invention. Next, the luminescence resulting from the enzymatic degradation of dioxetane is detected.

【0064】C.血清アルカリホスファターゼのアッセ
0.8M の2−メチル−2−アミノプロパノールを含有
する水性緩衝液2.7mlを12×75mmのパイレックス
試験管に入れ、アルカリホスファターゼを含有する血清
試料0.1mlを加える。次に、溶液を30℃の平衡状態
にする。本発明のホスフェート含有ジオキセタン0.2
mlを加え、試験管を直ちにルミノメーターに入れて、生
じる発光を記録する。発光レベルはアルカリホスファタ
ーゼ活性率に比例する。
C. Assay of serum alkaline phosphatase
The aqueous buffer 2.7ml containing 2-methyl-2-aminopropanol Lee 0.8M placed in Pyrex test tubes 12 × 75 mm, adding serum sample 0.1ml containing alkaline phosphatase. The solution is then brought to an equilibrium of 30 ° C. The phosphate-containing dioxetane 0.2 of the present invention
Add ml and place the tube immediately in the luminometer and record the resulting luminescence. The luminescence level is proportional to the alkaline phosphatase activity rate.

【0065】D.核酸ハイブリダイゼーションアッセイ サイトメガロウイルスを含むと思われる脳脊髄液(CS
F)試料を集め、ナイロン又はニトロセルロース膜のよ
うな膜の上に置く。次に、試料を尿素又はグアニジニウ
ムイソチオシアネートで化学処理して、細胞壁を破り、
ウイルスDNA以外の全ての細胞成分を分解する。この
ようにして得たウイルスDNAのストランドを分離し、
ニトロセルロースフィルターに結合させる。ウイルスD
NAに対して特異的なそしてアルカリホスファターゼで
標識したDNAプローブをフィルターに供給し;プロー
ブを相補的ウイルスDNAストランドでハイブリダイズ
する。ハイブリダイゼーションの後、フィルターを0.
2M −NaCl及び0.1mMトリス−HClを含有する
水性緩衝液(pH=8.10)で洗浄して、過剰のプロー
ブ分子を除く。本発明のホスフェート含有ジオキセタン
を加え、ジオキセタンの酵素による分解から生じる発光
をルミノメーターで測定するか、又は写真フィルムで検
出する。
D. Nucleic Acid Hybridization Assay Cerebrospinal Fluid (CS
F) Collect the sample and place it on a membrane such as a nylon or nitrocellulose membrane. Next, the sample is chemically treated with urea or guanidinium isothiocyanate to break the cell wall,
Degrades all cellular components except viral DNA. The thus obtained strand of the viral DNA is separated,
Bound to nitrocellulose filter. Virus D
A DNA probe specific for NA and labeled with alkaline phosphatase is provided to the filter; the probe is hybridized with a complementary viral DNA strand. After hybridization, the filter was placed on a 0.
Wash with an aqueous buffer (pH = 8.10) containing 2M-NaCl and 0.1 mM Tris-HCl to remove excess probe molecules. The phosphate-containing dioxetane of the present invention is added and the luminescence resulting from the enzymatic degradation of dioxetane is measured with a luminometer or detected with a photographic film.

【0066】E.ガラクトシダーゼのアッセイ 上記のアッセイ及び以下の実施例において、α−又はβ
−ガラクトシダーゼによって開裂可能なα−D−又はβ
−D−ガラクトシド(ガラクトピラノシド)基をそれぞ
れ含有するジオキセタンを加えてもよく、発色団からの
糖部分の酵素による開裂から生じる発光をルミノメータ
ーで測定するか、又は写真フィルムで検出する。
E. Assays for galactosidase In the assays described above and in the Examples below, α- or β
Α-D- or β cleavable by galactosidase
Dioxetanes, each containing a -D-galactoside (galactopyranoside) group, may be added and the luminescence resulting from enzymatic cleavage of the sugar moiety from the chromophore is measured with a luminometer or detected with a photographic film.

【0067】F.電気泳動 電気泳動は、電界中におけるゲル支持体上のタンパク質
と核酸の複合体混合物をそれらの分子の大きさ及び構造
に従って分離するものである。この方法はまた、タンパ
ク質の加水分解後のタンパク質フラグメントの、あるい
は制限エンドヌクレアーゼによる切断後の核酸フラグメ
ントの分離(DNA配列決定におけるような)にも用い
られる。ゲル中の成分の電気泳動分解の後、又は分離成
分のゲルから膜への移動の後、結合をリガンドに結合し
た酵素で調べる。例えば、ペプチドフラグメントは、ア
ルカリホスファターゼに共有結合した抗体で調べる。別
の例の場合、DNA配列決定において、アルカリホスフ
ァターゼ/アビジンをビオチニル化ヌクレオチド塩基に
結合する。その後、本発明のAMPPD類似物をゲル又
は膜フィルターに加える。短時間インキュベートした
後、ジオキセタンが酵素によって活性化されて発光成分
が形成された結果、発光が生じる。発光をX線又はイン
スタント写真フィルムで検出するか、又はルミノメータ
ーで調べる。同時に2つ以上のフラグメントを調べる多
重アッセイを用いると、さらに改良される。
F. Electrophoresis Electrophoresis separates a complex mixture of proteins and nucleic acids on a gel support in an electric field according to their molecular size and structure. The method can also be used to separate protein fragments after protein hydrolysis or nucleic acid fragments after cleavage with restriction endonucleases (as in DNA sequencing). After electrophoretic degradation of the components in the gel, or after transfer of the separated components from the gel to the membrane, binding is examined with an enzyme attached to the ligand. For example, peptide fragments are probed with an antibody covalently linked to alkaline phosphatase. In another example, in DNA sequencing, alkaline phosphatase / avidin is linked to a biotinylated nucleotide base. Thereafter, the AMPPD analog of the present invention is added to the gel or membrane filter. After a short incubation, dioxetane is activated by the enzyme to form a luminescent component, resulting in luminescence. Luminescence is detected by X-ray or instant photographic film or by luminometer. A further improvement is achieved by using a multiplex assay that examines two or more fragments simultaneously.

【0068】G.固体状態のアッセイ 固体状態のアッセイでは、非特異的結合部位を、ウシ血
清アルブミン(BSA)又はゼラチンのような非特異的
タンパク質で予備処理することによって、マトリックス
への非特異的結合をブロックすることが好ましい。BS
Aの市販製剤には、AMPPDから好ましくないバック
グラウンド化学発光を生じるホスファターゼ活性を示す
少量の物質を含むものがあることを見い出した。しかし
ながら、特定の水溶性合成高分子物質がジオキセタンを
用いる固体状態のアッセイにおける非特異的結合の十分
なブロッカーであることも見い出した。そのような物質
の中で好ましいのは、水溶性重合体四級アンモニウム
塩、例えばBDMQ、ポリ〔ビニルベンジル(トリメチ
ルアンモニウムクロリド)〕(TMQ)及びポリ〔ビニ
ルベンジル(トリブチルアンモニウムクロリド)〕(T
BQ)である。
G. Solid State Assays In solid state assays, blocking non-specific binding to the matrix by pretreating the non-specific binding sites with a non-specific protein such as bovine serum albumin (BSA) or gelatin Is preferred. BS
It has been found that some of the commercial formulations of A contain small amounts of phosphatase activity that produces undesirable background chemiluminescence from AMPPD. However, it has also been found that certain water-soluble synthetic macromolecules are sufficient blockers of non-specific binding in solid state assays using dioxetane. Preferred among such materials are water soluble polymer quaternary ammonium salts such as BDMQ, poly [vinylbenzyl (trimethylammonium chloride)] (TMQ) and poly [vinylbenzyl (tributylammonium chloride)] (T
BQ).

【0069】H.ヌクレオチダーゼのアッセイ 酵素ATPアーゼのアッセイを2工程で行う。第1工程
では、酵素を最適なpH(一般にpH7.4)で、末端ホ
スホエステル結合を経て発色団が置換した1,2−ジオ
キセタンに共有結合したATPよりなる物質と反応させ
て、ホスホリル−発色団置換1,2−ジオキセタンを得
る。第2工程では、第1工程の生成物に酸を加えてpHを
6未満、好ましくは2〜4にすることによって分解し、
生じる光をルミノメーターで測定するか、又はクロマト
グラフフィルムで検出する。同様な2工程法で、ADP
アーゼのアッセイを、基質として本発明の発色団で置換
された1,2−ジオキセタンのADP誘導体を用いて行
い、そして5′−ヌクレオチダーゼのアッセイを、基質
として本発明の発色団で置換された1,2−ジオキセタ
ンのアデニル酸誘導体を用いて行う。第2工程はまた、
酵素アルカリホスファターゼを加えて、ホスホリル−発
色団で置換された1,2−ジオキセタンを分解すること
によって行うことができる。
H. Nucleotidase Assay The enzyme ATPase assay is performed in two steps. In the first step, the enzyme is reacted at an optimal pH (generally pH 7.4) with a substance consisting of ATP covalently linked to the 1,2-dioxetane substituted by a chromophore via a terminal phosphoester bond, resulting in phosphoryl-chromogenic formation. A group-substituted 1,2-dioxetane is obtained. In the second step, the product of the first step is decomposed by adding an acid to bring the pH to less than 6, preferably 2 to 4,
The resulting light is measured with a luminometer or detected with a chromatographic film. In a similar two-step process, ADP
Assays for ase were performed using the ADP derivative of 1,2-dioxetane substituted with a chromophore of the invention as a substrate, and assays for 5'-nucleotidase were substituted with a chromophore of the invention as a substrate. This is performed using an adenylic acid derivative of 1,2-dioxetane. The second step is also
This can be done by adding the enzyme alkaline phosphatase to degrade the phosphoryl-chromophore-substituted 1,2-dioxetane.

【0070】I.核酸配列決定 配列決定法で製造したDNA又はRNAフラグメント
は、本発明の化学発光性1,2−ジオキセタンを用いて
電気泳動分離を行った後、検出することができる。DN
A配列決定はジデオキシ連鎖停止反応〔サンガー,F.
等, Proc. Nat. Acad. Sci. (USA), 74: 5463 (1977)〕
によって行うことができる。簡単に言えば、4つの配列
決定反応のそれぞれの場合、一重鎖鋳型DNAをジデオ
キシヌクレオチド及びビオチニル化プライマーストラン
ドDNAと混合する。アニールの後、クレノウ酵素及び
デオキシアデノシントリホスフェートを4つの配列決定
反応混合物それぞれとインキュベートし、追跡デオキシ
ヌクレオチドトリホスフェートを加え、インキュベート
を続ける。その後、反応混合物中のDNAフラグメント
を、ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)で分
離する。フラグメントを膜、好ましくはナイロン膜に移
し、そして好ましくは短波長のUV光を照射することに
よってフラグメントを膜に架橋させる。
I. Nucleic acid sequencing DNA or RNA fragments produced by sequencing can be detected after electrophoretic separation using the chemiluminescent 1,2-dioxetane of the present invention. DN
A sequencing was performed by the dideoxy chain termination reaction [Sanger, F. et al.
Nat. Acad. Sci. (USA) , 74: 5463 (1977)]
Can be done by Briefly, in each of the four sequencing reactions, single-stranded template DNA is mixed with dideoxynucleotide and biotinylated primer strand DNA. After annealing, Klenow enzyme and deoxyadenosine triphosphate are incubated with each of the four sequencing reaction mixtures, chasing deoxynucleotide triphosphate is added, and the incubation is continued. Thereafter, the DNA fragments in the reaction mixture are separated by polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE). The fragments are transferred to a membrane, preferably a nylon membrane, and the fragments are cross-linked to the membrane, preferably by irradiation with short wavelength UV light.

【0071】非特異的結合部位を重合体、例えばヘパリ
ン、カゼイン又は血清アルブミンでブロックした後、膜
上のDNAフラグメントを、用いる本発明の個々の1,
2−ジオキセタン基質の酵素によって開裂可能な基に特
異的な酵素に共有結合した、アビジン又はストレプトア
ビジンと接触させる。アビジン又はストレプトアビジン
はビオチンに貪欲に結合するので、ビオチニル化された
DNAフラグメントは酵素で標識される。アビジン又は
ストレプトアビジンはホスファターゼ又はガラクトシダ
ーゼなどと結合する。DNAフラグメント−ビオチン−
アビジン(又はストレプトアビジン)−酵素の複合体を
適当な1,2−ジオキセタンと、アルカリ性のpH値、
例えば約pH8.5で接触させることによって発光させた
後、DNAフラグメントを感光性フィルム、例えばX線
又はインスタントフィルム上に、あるいは光電ルミノメ
ーター装置で可視化する。
After blocking the non-specific binding sites with a polymer, for example heparin, casein or serum albumin, the DNA fragments on the membrane are used for the individual 1,2 of the invention used.
Contacting avidin or streptavidin covalently linked to an enzyme specific for an enzyme cleavable group of the 2-dioxetane substrate. Since avidin or streptavidin binds biotin greedily, the biotinylated DNA fragment is enzymatically labeled. Avidin or streptavidin binds to phosphatase or galactosidase and the like. DNA fragment-biotin-
The avidin (or streptavidin) -enzyme complex is combined with the appropriate 1,2-dioxetane and an alkaline pH value,
After luminescence, for example by contacting at about pH 8.5, the DNA fragments are visualized on a light-sensitive film, such as X-ray or instant film, or with a photoluminometer device.

【0072】上に略記した検出法は、チャーチ等〔チャ
ーチ,G.M.等, Proc. Nat. Acad. Sci. (USA), 81:
1991 (1984)〕のゲノムDNA配列決定法に適用するこ
ともできる。化学的に開裂し、電気泳動で分離したDN
A〔マキサム,A.M.等,Proc. Nat. Acad. Sci. (US
A), 74: 560 (1977) 〕を膜、好ましくはナイロン膜に
移し、ラダーをUV光で膜に架橋した後、特異的DNA
配列は、ハイブリダイゼーションプローブとしてのビオ
チニル化オリゴヌクレオチド;本発明の酵素によって開
裂可能な化学発光性1,2−ジオキセタンに対して特異
的な酵素に共有結合したアビジン又はストレプトアビジ
ン;及び適当な1,2−ジオキセタンを順次加えること
によって検出する。(PAGEによって製造された)配
列ラダーのイメージは上記のようにして得られる。
The detection method abbreviated above is described by Church et al. [Church, G .; M. Nat. Acad. Sci. (USA) , 81:
1991 (1984)]. DN cleaved chemically and separated by electrophoresis
A [Maxam, A. M. Nat. Acad. Sci. (US
A) , 74: 560 (1977)] to a membrane, preferably a nylon membrane, crosslink the ladder to the membrane with UV light, and
The sequence comprises a biotinylated oligonucleotide as a hybridization probe; avidin or streptavidin covalently linked to an enzyme specific for a chemiluminescent 1,2-dioxetane cleavable by an enzyme of the invention; It is detected by sequentially adding 2-dioxetane. An image of the sequence ladder (produced by PAGE) is obtained as described above.

【0073】配列ラダーの連続的リプロービング(repr
obing)は、まず、膜を洗浄剤の加熱溶液、例えば約0.
5〜約5%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)を約80
〜約90℃の水に加えたもの、と接触させることによっ
て膜からハイブリダイゼーションプローブ及び化学発光
性物質をまずストリップし、約50〜約70℃に冷却
し、裸のDNAフラグメントを別のビオチニル化オリゴ
ヌクレオチドプローブでハイブリダイゼーションして、
異なる配列を得、次に上記のようなイメージ化学発光を
生じさせることによって行うことができる。
Continuous reprobing of sequence ladder (repr
obing) firstly cleans the membrane with a heated solution of a cleaning agent, for example about 0.
5 to about 5% sodium dodecyl sulfate (SDS) for about 80
Hybridization probes and chemiluminescent material are first stripped from the membrane by contacting with water in 〜90 ° C., cooled to about 50-70 ° C., and naked DNA fragments are subjected to another biotinylation. Hybridization with an oligonucleotide probe,
This can be done by obtaining a different array and then generating an image chemiluminescence as described above.

【0074】同様な検出法を、RNA配列決定法によっ
て生じるRNAフラグメントに適用することができる。
Similar detection methods can be applied to RNA fragments generated by RNA sequencing.

【0075】当業者が本発明をさらに詳しく理解できる
ように、以下に実施例を示す。これらの実施例は説明の
ために示したにすぎない。TLC溶媒混合物が容量/容
量である以外は、部及びパーセントの全ては断りがなけ
れば重量/容量である。
The following examples are provided so that those skilled in the art can better understand the present invention. These embodiments are provided for illustrative purposes only. All parts and percentages are by weight / volume unless otherwise specified, except that the TLC solvent mixture is by volume / volume.

【0076】実施例I 200g(1.64mol)の3−ヒドロキシベンズアルデ
ヒド及び270ml(1.93mol)のトリエチルアミン
を、氷浴中の、塩化メチレン1リッターを含有するフラ
スコに入れた。得られた褐色の溶液を機械撹拌し、21
2ml(1.72mol)の塩化トリメチルアセチルを15分
間にわたって滴下漏斗から細流状に加えた。得られたス
ラリーをさらに15分間撹拌し、氷浴を除き、反応をさ
らに2時間進めた。TLC(K5F;25%アセトン−
ヘキサン)から、出発物質及び単一の高Rf 生成物は存
在しないことが分かった。反応混合物を分離漏斗に移
し、250mlの1M 塩酸と混合した。次に、有機相を水
(2×400ml)で抽出し、最後に硫酸ナトリウムで乾
燥した。乾燥溶液をシリカゲルプラグに通し、回転蒸発
させ、次いで真空下(1.0mmHg)でポンプしたとこ
ろ、348gの緑色がかった褐色の油:3−ピバロイル
オキシベンズアルデヒドが得られた。これをアルゴン雰
囲気下に置いた。
Example I 200 g (1.64 mol) of 3-hydroxybenzaldehyde and 270 ml (1.93 mol) of triethylamine were placed in a flask containing 1 liter of methylene chloride in an ice bath. The resulting brown solution was stirred mechanically,
2 ml (1.72 mol) of trimethylacetyl chloride were tricklely added from the dropping funnel over 15 minutes. The resulting slurry was stirred for another 15 minutes, the ice bath was removed and the reaction was allowed to proceed for another 2 hours. TLC (K5F; 25% acetone-
Hexane) showed no starting material and no single high R f product. The reaction mixture was transferred to a separatory funnel and mixed with 250 ml of 1M hydrochloric acid. Then the organic phase was extracted with water (2 × 400 ml) and finally dried over sodium sulfate. The dry solution was passed through a silica gel plug, rotary evaporated and then pumped under vacuum (1.0 mm Hg) to give 348 g of a greenish brown oil: 3-pivaloyloxybenzaldehyde. This was placed under an argon atmosphere.

【0077】実施例II 25mlのメタノールに溶解したp−トルエンスルホン酸
400mgを撹拌しながら、実施例Iの3−ピバロイルオ
キシベンズアルデヒドに加えた。次に、トリメチルオル
トフォーメート(224ml;2.05モル)を滴下し
た。発熱が少しあるがそのまま進め、混合物を1時間撹
拌した。1/2gの炭酸水素ナトリウムを加え、フラス
コを回転蒸発器(浴温40℃)に入れて、揮発性成分を
全て除いた。得られた油を窒素圧の下で短いシリカゲル
カラムに通して、オレンジ−褐色油を得、これを撹拌し
ながら真空下(1.0mmHg)で吸引したところ426g
の粗3−ピバロイルオキシベンズアルデヒドジメチルア
セタールが得られた。赤外アッセイではアルデヒドカル
ボニルの吸収(1,695cm-1)は見られなかった。
Example II 400 mg of p-toluenesulfonic acid dissolved in 25 ml of methanol were added with stirring to the 3-pivaloyloxybenzaldehyde of Example I. Next, trimethyl orthoformate (224 ml; 2.05 mol) was added dropwise. The mixture was allowed to stir for 1 hour with a slight exotherm. 1/2 g sodium bicarbonate was added and the flask was placed in a rotary evaporator (bath temperature 40 ° C.) to remove any volatile components. The resulting oil was passed through a short silica gel column under nitrogen pressure to give an orange-brown oil, which was suctioned under vacuum (1.0 mmHg) with stirring to 426 g.
The crude 3-pivaloyloxybenzaldehyde dimethyl acetal was obtained. No infrared aldehyde absorption (1,695 cm -1 ) was observed in the infrared assay.

【0078】実施例III 実施例IIの粗3−ピバロイルオキシベンズアルデヒドジ
メチルアセタールを、3リッターのフラスコ中で、アル
ゴン雰囲気下、P25 から新しく蒸留した1リッター
の塩化メチレンに溶解した。次に、347ml(2.03
mol)のトリエチルホスファイトを全部一度に加えた。フ
ラスコに濾体入り口アダプターを取り付け、少しのアル
ゴン圧の下でドライアイス/アセトン浴中で冷却した。
三フッ化ホウ素エーテル錯化合物(249ml;2.03
mol)を、激しく撹拌しながら、注射器で数回に分けて加
えた。得られた反応混合物を−55℃で2時間撹拌し、
次いで−20℃にて一晩フリーザーに貯蔵した。次に、
フラスコを室温に温め、その内容物を4時間撹拌した。
このオレンジ−褐色溶液を、800mlの水に170gの
炭酸水素ナトリウムを含む激しく撹拌したスラリーに、
激しく泡立つことがないような速度で、注意深く注い
だ。2相混合物を1時間激しく撹拌した後、分液漏斗で
層を分離し、水性層を再び塩化メチレン(2×250m
l)で抽出した。合わせた有機抽出物を硫酸ナトリウム
で乾燥し、濃縮し、真空蒸留して、535gのジエチル
1−メトキシ−1−(3−ピバロイルオキシフェニル)
メタンホスフェートを透明で淡黄色の油(0.25mmHg
で沸点158〜161℃)を得た。これは実施例I−II
I の全工程に対して91%の収率であった。1 H NMR(400MHz; CDCl3):δ 1.21 及び1.25(6H,2つのt,
7Hz, OCH2CH 3); 3.37(3H, s, ArCHOCH 3); 3.80(3H, s,
ArOCH 3); 3.9-4.10(4H, m, OCH 2CH3); 4.46(1H, d, 1
5.6Hz, ArCHPO); 6.85(1H, m); 7.00(2H, m); 7.26(1H,
m)。IR (ニート): 2974, 1596, 1582, 1480, 1255(P=O), 1
098, 1050, 1020, 965cm-1
Example III The crude 3-pivaloyloxybenzaldehyde dimethyl acetal of Example II was dissolved in 1 liter of freshly distilled methylene chloride from P 2 O 5 in a 3 liter flask under an argon atmosphere. Next, 347 ml (2.03
mol) of triethyl phosphite were added all at once. The flask was fitted with a filter inlet adapter and cooled in a dry ice / acetone bath under slight argon pressure.
Boron trifluoride ether complex (249 ml; 2.03
mol) was added in several portions with a syringe while stirring vigorously. The resulting reaction mixture was stirred at -55 ° C for 2 hours,
It was then stored in a freezer at -20 ° C overnight. next,
The flask was warmed to room temperature and the contents were stirred for 4 hours.
This orange-brown solution was added to a vigorously stirred slurry of 170 g of sodium bicarbonate in 800 ml of water.
Carefully poured at such a rate that it did not foam violently. After vigorously stirring the biphasic mixture for 1 hour, the layers were separated in a separatory funnel and the aqueous layer was re-methylene chloride (2 x 250m
Extracted in l). The combined organic extracts were dried over sodium sulfate, concentrated, and distilled in vacuo to provide 535 g of diethyl 1-methoxy-1- (3-pivaloyloxyphenyl).
Methane phosphate is a clear, pale yellow oil (0.25 mmHg
With a boiling point of 158 to 161 ° C). This is shown in Example I-II
The yield was 91% for all steps of I. 1 H NMR (400 MHz; CDCl 3 ): δ 1.21 and 1.25 (6H, two t,
7Hz, OCH 2 C H 3) ; 3.37 (3H, s, ArCHOC H 3); 3.80 (3H, s,
ArOC H 3 ); 3.9-4.10 (4H, m, OC H 2 CH 3 ); 4.46 (1H, d, 1
5.6Hz, ArC H PO); 6.85 (1H, m); 7.00 (2H, m); 7.26 (1H,
m). IR (neat): 2974, 1596, 1582, 1480, 1255 (P = O), 1
098, 1050, 1020, 965 cm -1 .

【0079】実施例IV さらに以下に挙げた促進重合体の存在下で、本発明の化
合物によって得られる化学発光が(AMPPDからの発
光と比べて)増加することを、下記の方法で証明した。
1mM塩化マグネシウム、0.02%アジ化ナトリウム及
び0.1%の促進剤重合体を含有する0.1M ジエタノ
ールアミン(pH10.0、基質用バッファー)中に、比
較する4種の1,2−ジオキセタンのうちの1種の0.
4mM水溶液450μl をそれぞれ含む3本の管を4組準
備し、各管からのバックグラウンドシグナルを、ベルソ
ールドLB 952Tルミノメーター(ベルソールド・
インスツルメンツ;ドイツ連邦共和国、ワイルドバッ
ド)を用いて測定した。1mM塩化マグネシウム、0.0
2%アジ化ナトリウムを含有する0.1M ジエタノール
アミン(pH10.0)に2.83×10-12Mのアルカリ
ホスファターゼを含む水溶液50μl(最終酵素濃度2.
83×10-13M) を各管に加え、化学発光シグナルを5
及び20分においてルミノメーターで測定した。
Example IV The increase in chemiluminescence (compared to the emission from AMPPD) obtained with the compounds according to the invention in the presence of the following accelerating polymers has been demonstrated in the following manner.
Four 1,2-dioxetanes to be compared in 0.1 M diethanolamine (pH 10.0, substrate buffer) containing 1 mM magnesium chloride, 0.02% sodium azide and 0.1% promoter polymer. 0 of one of the
Four sets of three tubes each containing 450 μl of a 4 mM aqueous solution were prepared, and the background signal from each tube was measured with a Berthold LB 952T luminometer (Berthold luminometer).
Instruments; Wildbad, Germany). 1 mM magnesium chloride, 0.0
50 μl of an aqueous solution containing 2.83 × 10 −12 M alkaline phosphatase in 0.1 M diethanolamine (pH 10.0) containing 2% sodium azide (final enzyme concentration 2.
83 × 10 -13 M) was added to each tube, and the chemiluminescence signal was 5
And at 20 minutes with a luminometer.

【0080】用いた促進重合体は下記の通りである: 記号 促進重合体 SAPPHIRE BDMQ TMQ ポリ〔ビニルベンジル(トリメチルアンモニウムクロリド)〕 S/TMQ スチレン/TMQ 共重合体 DAA/TMQ ジアセトンアクリルアミド/TMQ 共重合体 DMQ/TEQ ポリ〔ビニルベンジル(ドデシルジメチルアンモニウムクロリ ド)〕/TEQ 共重合体 TEQ ポリ〔ビニルベンジル(トリエチルアンモニウムクロリド)〕 TBQ ポリ〔ビニルベンジル(トリブチルアンモニウムクロリド)〕 MPB ポリ〔ビニルベンジル(N−メチルピペリジニウムクロリド) 〕 BAEDM ポリ〔ビニルベンジル((2−ベンゾイルアミノエチル)ジメ チルアンモニウムクロリド)〕 BZ ベンザル媒染剤 DMEB ポリ〔ビニルベンジル(ジメチルエチルアンモニウムクロリド )〕 DME(OH)B ポリ〔ビニルベンジル(ジメチル(2−ヒドロキシエチル)ア ンモニウムクロリド)〕 EMERALD サファイア及びフルオレセイン TBQ/FLUOR TBQ 及びフルオレセインThe accelerating polymers used are as follows: Symbol accelerating polymer SAPPHIRE BDMQ TMQ poly [vinylbenzyl (trimethylammonium chloride)] S / TMQ styrene / TMQ copolymer DAA / TMQ diacetone acrylamide / TMQ copolymer Polymer DMQ / TEQ Poly [vinylbenzyl (dodecyldimethylammonium chloride)] / TEQ Copolymer TEQ Poly [vinylbenzyl (triethylammonium chloride)] TBQ Poly [vinylbenzyl (tributylammonium chloride)] MPB Poly [vinylbenzyl ( N-methylpiperidinium chloride)] BAEDM poly [vinylbenzyl ((2-benzoylaminoethyl) dimethylammonium chloride)] BZ benzal mordant DMEB poly [vinylbenzyl (dimethylethylammonium chloride)] DME (OH) B poly [ Vinyl benzyl (dimethi (2-hydroxyethyl) A Nmo chloride)] EMERALD sapphire and fluorescein TBQ / FLUOR TBQ and fluorescein

【0081】以上、主に本発明の好ましい具体例及び実
施例について述べた。当業者であれば、請求の範囲に記
載の本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本発
明を変更することは容易に行うことができる。
The preferred embodiments and examples of the present invention have been mainly described above. Those skilled in the art can easily modify the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C12Q 1/68 C12Q 1/68 A G01N 33/533 G01N 33/533 (72)発明者 エドワーズ,ブルックス アメリカ合衆国マサチューセッツ州02138, ケンブリッジ,ヒューロン・アベニュー 269 (72)発明者 ジュオ,ロー−ロン アメリカ合衆国マサチューセッツ州02134, オーストン,ホルマン・ストリート 28────────────────────────────────────────────────── (5) Int.Cl. 6 Identification symbol FI C12Q 1/68 C12Q 1/68 A G01N 33/533 G01N 33/533 (72) Inventor Edwards, Brooks 02138, Mass., Cambridge, USA Huron Avenue 269 (72) Inventor Juo, Lo-Lon 28134, Holston Street, Oston, Massachusetts, USA 28

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 式(I): 【化1】 〔式中、R1 は、−O(CH2)n CH3 であって、nは
0〜19の整数であり;R2 は、次式: 【化2】 (式中、Zは、ホスフェート、ガラクトシド、アセテー
ト、1−ホスホ−2,3−ジアシルグリセリド、1−チ
オ−D−グルコシド、アデノシントリホスフェート、ア
デノシンジホスフェート、アデノシンモノホスフェー
ト、アデノシン、α−D−グルコシド、β−D−グルコ
シド、α−D−マンノシド、β−D−マンノシド、β−
D−フルクトフラノシド、β−D−グルコシドウロネー
ト、p−トルエンスルホニル−L−アルギニンエステル
及びp−トルエンスルホニル−L−アルギニンアミドか
らなる群から選択される残基である)で示される〕で表
される、酵素によって開裂可能な不安定な置換基が分子
に結合しており、該結合を意図的に開裂する前は室温で
実質的に安定で、分解時に光エネルギーを生じうる、酵
素によって開裂可能な化学発光性1,2−ジオキセタン
化合物。
1. A compound of formula (I): Wherein R 1 is —O (CH 2 ) n CH 3 , wherein n is an integer from 0 to 19; R 2 is represented by the following formula: Wherein Z is phosphate, galactoside, acetate, 1-phospho-2,3-diacylglyceride, 1-thio-D-glucoside, adenosine triphosphate, adenosine diphosphate, adenosine monophosphate, adenosine, α-D- Glucoside, β-D-glucoside, α-D-mannoside, β-D-mannoside, β-
D-fructofuranoside, β-D-glucoside uronate, p-toluenesulfonyl-L-arginine ester and p-toluenesulfonyl-L-argininamide). An unstable substituent, cleavable by an enzyme, is attached to the molecule and is substantially stable at room temperature before intentionally cleaving the bond, and may generate light energy upon decomposition. Chemiluminescent 1,2-dioxetane compound that can be cleaved by the
【請求項2】 R1 がメトキシ基であり、R2 が 【化3】 (Mはアルカリ金属又はアンモニウム基を表す)である
請求項1記載の1,2−ジオキセタン化合物。
2. R 1 is a methoxy group and R 2 is 2. The 1,2-dioxetane compound according to claim 1, wherein M represents an alkali metal or ammonium group.
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