RU2506293C2 - Diad compounds containing azo groups and ferrocene nucleus in molecule, and use thereof as fluorescence extinguishers - Google Patents

Diad compounds containing azo groups and ferrocene nucleus in molecule, and use thereof as fluorescence extinguishers Download PDF

Info

Publication number
RU2506293C2
RU2506293C2 RU2011138297/05A RU2011138297A RU2506293C2 RU 2506293 C2 RU2506293 C2 RU 2506293C2 RU 2011138297/05 A RU2011138297/05 A RU 2011138297/05A RU 2011138297 A RU2011138297 A RU 2011138297A RU 2506293 C2 RU2506293 C2 RU 2506293C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
para
acetophenone
group
vinylidene
fluorescence
Prior art date
Application number
RU2011138297/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011138297A (en
Inventor
Равиль Ринатович Гарафутдинов
Ассоль Рафиковна Сахабутдинова
Алексей Викторович Чемерис
Венер Абсатарович Вахитов
Original Assignee
Учреждение Российской академии наук Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН
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
Application filed by Учреждение Российской академии наук Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН filed Critical Учреждение Российской академии наук Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН
Priority to RU2011138297/05A priority Critical patent/RU2506293C2/en
Publication of RU2011138297A publication Critical patent/RU2011138297A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2506293C2 publication Critical patent/RU2506293C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to a method of producing novel diad compounds (I) having two different chromophoric fragments that are not coupled to each other and contain azo groups and ferrocene residues, and use thereof to extinguish fluorescence of fluorophores (I)
Figure 00000004
where Fc is ferrocenyl; R1-H or Fc;R2 is H or ortho- or para-hydroxy-; R3 is ortho- or meta-, or para-nitro-, or ortho- or meta-, or para-nitrophenylazo-, or para-N,N-dimethylamino-, or para-carboxy-; L is para-carbamoyl vinylidene acetophenone or para-carboxamidovinylidene acetophenone, or para-N-(2-carbamoylethyl)-carboxamidovinylidene acetophenone, or para-(4-[methylamino] butoxy)-vinylidene acetophenone, or N,N-di[4{1-(para-vinylidene acetophenylamino)-methyl-1,2,3-triazolyl}butyl]amino group. The method of producing (I) involves aldol-crotonic condensation of ferrocene aldehyde with para-substituted acetophenone and reacting the obtained ferrocenylidene acetophenone (2) with an azo compound, or adding to (2) reactive groups and azo coupling with a diazo salt. Effectiveness of (I) in extinguishing fluorophores in a solution and in a composition of nucleic acids in a wide spectral range is shown, which enables to use (I) to label biological macromolecules and design oligonucleotide hybridisation probes for molecular diagnosis methods.
EFFECT: diad compounds (I) have high molar extinction coefficients, a wide absorption spectrum and electroactivity; also described is a method of extinguishing fluorescence of fluorophores in double-stranded structures of nucleic acids using (I).
2 cl, 8 dwg, 2 tbl, 8 ex

Description

Изобретение относится к способу получения и использования в качестве тушителей флуоресценции сложных веществ-диад, имеющих в своей молекулярной структуре две функциональные части, общей формулы (I):The invention relates to a method for the preparation and use as fluorescence quenchers of complex dyad substances having two functional parts in their molecular structure, of the general formula (I):

Figure 00000001
Figure 00000001

гдеWhere

Fc представляет собой ферроценил-радикал следующего строения:Fc is a ferrocenyl radical of the following structure:

Figure 00000002
Figure 00000002

R1 является атомом водорода, или Fc,R 1 is a hydrogen atom, or Fc,

R2 является атомом водорода, или орто- или пара-гидроксилом,R 2 is a hydrogen atom, or ortho or para-hydroxyl,

R3 является орто-, или мета- или пара-нитрогруппой, или орто-, или мета- или пара-нитрофенилазогруппой, или пара-N,N-диметиламиногруппой, или пара-карбоксигруппой,R 3 is an ortho or meta or para-nitro group, or an ortho or meta or para-nitrophenyl azo group, or a para-N, N-dimethylamino group, or a para-carboxy group,

L является пара-карбамоилвинилиденацетофеноновой группой, или пара-карбоксамидовинилиденацетофеноновой группой, или пара-N-(2-карбамоилэтил)-карбоксамидовинилиденацетофеноновой группой, или пара-(4-[метиламино]бутокси)-винилиденацетофеноновой группой, или N,N-ди[4{1-(пара-винилиденацетофениламино)-бутил-1,2,3-триазолил}метил]аминогруппой.L is a para-carbamoyl vinylidene acetophenone group, or a para-carboxamidinyl vinylidene acetophenone group, or a para-N- (2-carbamoylethyl) -carboxamidinyl vinylidene-acetophenone group, or a para- (4- [methylamino] butoxy) -vinylidene acetophenone group, or {1- (para-vinylideneacetophenylamino) -butyl-1,2,3-triazolyl} methyl] amino group.

Сочетание в молекулах двух функциональных частей: азогруппы (одна или более) и остатков ферроцена (один или несколько), являющихся хромофорами, обеспечивает уникальные фотофизические и фотохимические свойства данных веществ: высокие коэффициенты молярной экстинкции, широкий спектр поглощения, который представляет собой алгебраическую сумму спектров поглощения составных частей (азокрасителя и ферроцена), электроактивность. Предлагаемые соединения способны тушить флуоресценцию большого числа флуорофоров в широком спектральном диапазоне и могут быть использованы для мечения различных молекул, в том числе биологических, придавая им необычные свойства и позволяя анализировать один и тот же меченый образец с помощью различных физико-химических методов анализа одновременно, например, фотометрических и электрохимических.The combination of two functional parts in the molecules: azo groups (one or more) and ferrocene residues (one or several), which are chromophores, provides unique photophysical and photochemical properties of these substances: high molar extinction coefficients, a wide absorption spectrum, which is the algebraic sum of absorption spectra components (azo dye and ferrocene), electroactivity. The proposed compounds are capable of quenching the fluorescence of a large number of fluorophores in a wide spectral range and can be used for labeling various molecules, including biological ones, giving them unusual properties and allowing the analysis of the same labeled sample using different physicochemical methods of analysis simultaneously, for example photometric and electrochemical.

Описание чертежейDescription of drawings

Фиг.1. Схема синтеза диады FcD1.Figure 1. The synthesis scheme of the dyad FcD1.

Фиг.2. Схема синтеза диады FcD2.Figure 2. The synthesis scheme of the FcD2 dyad.

Фиг.3. Схема синтеза диады FcD3.Figure 3. The synthesis scheme of the FcD3 dyad.

Фиг.4. Схема синтеза диады FcD4.Figure 4. The synthesis scheme of the FcD4 dyad.

Фиг.5. Схема синтеза диады FcD5.Figure 5. The synthesis scheme of the FcD5 dyad.

Табл.1. Полосы поглощения и динамические константы тушения флуоресценции диад.Table 1. Absorption bands and dynamic quenching quenching constants of dyads.

Фиг.6. Схема синтеза меченых нуклеиновых кислот.6. Scheme for the synthesis of labeled nucleic acids.

Табл.2. Использованные олигонуклеотиды.Table 2. Used oligonucleotides.

Фиг.7. Строение олигонуклеотидных дуплексов.7. The structure of oligonucleotide duplexes.

Фиг.8. Профили плавления олигонуклеотидных дуплексных структур.Fig. 8. Melting profiles of oligonucleotide duplex structures.

Описание изобретенияDescription of the invention

Флуоресцентные методы анализа широко используются в научных исследованиях и на практике. В настоящее время предложены сверхчувствительные методы, позволяющие оперировать единичными молекулами за счет улавливания отдельных квантов светового излучения. Их современные версии являются очень гибкими и позволяют проводить анализ в режиме реального времени с помощью специальных молекулярных систем, которые обеспечивают переключение интенсивности флуоресценции и дают сигнал флуоресценции за счет процессов внутри- и межмолекулярного переноса энергии. Известны несколько механизмов переноса энергии флуоресценции, но в основном используются молекулярные системы с резонансным переносом энергии флуоресценции (FRET) [1, 2]. FRET основан на передаче энергии возбуждения между двумя молекулами или фотоактивными группами, которые выступают в качестве донора и акцептора (тушителя) энергии соответственно.Fluorescence analysis methods are widely used in scientific research and in practice. At present, supersensitive methods have been proposed that make it possible to operate with single molecules by trapping individual quanta of light radiation. Their modern versions are very flexible and allow real-time analysis using special molecular systems that provide switching of the fluorescence intensity and give a fluorescence signal due to the processes of intra- and intermolecular energy transfer. Several mechanisms of fluorescence energy transfer are known, but molecular systems with resonant fluorescence energy transfer (FRET) are mainly used [1, 2]. FRET is based on the transfer of excitation energy between two molecules or photoactive groups, which act as a donor and acceptor (quencher) of energy, respectively.

Наиболее используемыми в биоаналитических приложениях тушителями являются азосоединения (азокрасители): Dabcyl, групп BHQ [3, 4], RTQ [5], LQ [6], QSY [7] и ряд других [8]. В последние годы созданы составные тушители ("супертушители") для взаимодействия с одним флуорофором, что приводит к большей эффективности тушения и увеличивает чувствительность и специфичность анализа. Так, была сравнена эффективность тушения флуорофора FAM в молекулярных биконах с одним, с двумя и с тремя тушителями Dabcyl по 5'-концу [9]. Для тушения люминесценции можно также использовать ферроцен [10]. Известно, что он активно тушит люминесценцию флуорофоров за счет способности дезактивировать как синглетные [11, 12], так и триплетные [13] их состояния. Однако в настоящее время ферроцен при исследовании биообъектов используется исключительно в качестве электроактивной метки [14-20]. Практически нет данных по поводу применимости ферроцена в качестве тушителя флуоресценции красителей, рутинно используемых для мечения нуклеиновых кислот, хотя для ряда приложений производные ферроцена широко используются в люминесцентных системах благодаря их высокой стабильности в видимой области спектра [21-29]. В литературе нет информации об использовании сложных составных соединений: диад, триад и т.д., содержащих в молекуле одновременно остатки ферроцена и азогруппу.The most used quenchers in bioanalytical applications are azo compounds (azo dyes): Dabcyl, groups BHQ [3, 4], RTQ [5], LQ [6], QSY [7] and several others [8]. In recent years, compound quenchers ("super quenchers") have been created to interact with a single fluorophore, which leads to greater quenching efficiency and increases the sensitivity and specificity of the analysis. For example, the quenching efficiency of the FAM fluorophore in molecular bicones was compared with one, two, and three Dabcyl quenchers at the 5'-end [9]. Ferrocene can also be used to quench luminescence [10]. It is known that it actively quenches the luminescence of fluorophores due to the ability to deactivate both singlet [11, 12] and triplet [13] states. However, at present, ferrocene in the study of biological objects is used exclusively as an electroactive label [14–20]. There is practically no data on the applicability of ferrocene as a fluorescence quencher for dyes routinely used for labeling nucleic acids, although ferrocene derivatives are widely used in luminescent systems for a number of applications due to their high stability in the visible spectral range [21–29]. There is no information in the literature on the use of complex compound compounds: dyads, triads, etc., containing both ferrocene and azo groups in the molecule.

Отличием предлагаемого нами подхода к тушению флуоресценции является использование в качестве тушителей сложных веществ-диад, имеющих в своей молекулярной структуре две функциональные части и являющиеся хромофорами с высокими молярными коэффициентами экстинкции. Нами с использованием методов органической и биоорганической химии были синтезированы диады FcD1-FcD5 на основе производных ферроцена и азокрасителей по схемам, приведенным в разделе «Чертежи» (фиг.1-5).The difference of our approach to quenching of fluorescence is the use of complex dyad substances as quenchers, which have two functional parts in their molecular structure and are chromophores with high molar extinction coefficients. Using the methods of organic and bioorganic chemistry, we synthesized dyads FcD1-FcD5 based on derivatives of ferrocene and azo dyes according to the schemes given in the "Drawings" section (Figs. 1-5).

Для FcD1-FcD5 характерно наличие протяженной системы сопряженных двойных связей в азо-фрагменте, которая обеспечивает эффективную делокализацию электронной плотности π-связей. Азогруппа обусловливает появление интенсивной полосы π→π* перехода в области 280-320 нм. Введение электронодонорного заместителя в сопряженное с азогруппой положение смещает полосу π→π* перехода в видимую область спектра, введение электроноакцепторного заместителя в сопряженное с азогруппой положение второго ароматические остатка еще более усиливает это смещение [30]. Присутствие в полученных красителях электроноакцепторных заместителей: нитро-, карбоксигрупп и электронодонорной диметиламинной группы обусловливает эффективное смещение электронной плотности связей в молекулах, что обеспечивает наличие полосы поглощения в видимой области спектра и высокий молярный коэффициент экстинкции. Ферроценовый фрагмент также является хромофором; кроме того, в нем имеется сопряжение плотности ядра с кратной связью и кетогруппой. Сами по себе производные ферроцена в целом уступают по величине молярного коэффициента экстинкции и эффективности тушения азокрасителям. Как азокрасители, так и производные ферроцена имеют характеристичные полосы поглощения, что обусловливает способность тушения ими только определенных флуорофоров. Объединение двух хромофорных систем в одной молекуле теоретически должно обеспечивать более широкую полосу поглощения для конъюгата и высокие значения молярного коэффициента экстинкции и эффективности тушения флуоресценции, величина которых будет зависеть от характеристик исходных веществ.FcD1-FcD5 is characterized by the presence of an extended system of conjugated double bonds in the azo fragment, which provides effective delocalization of the electron density of π bonds. The azo group causes the appearance of an intense band π → π * transition in the region of 280-320 nm. The introduction of an electron-donating substituent in the position conjugated with the azo group shifts the π → π * transition band to the visible region of the spectrum; the introduction of an electron-withdrawing substituent in the position of the second aromatic residue conjugated with the azo group further enhances this shift [30]. The presence of electron-withdrawing substituents in the dyes obtained: nitro, carboxy groups and electron-donating dimethylamine groups, leads to an effective shift in the electron density of bonds in the molecules, which ensures the presence of an absorption band in the visible region of the spectrum and a high molar extinction coefficient. The ferrocene fragment is also a chromophore; in addition, it has a conjugation of the density of the nucleus with a multiple bond and a keto group. Ferrocene derivatives themselves are generally inferior in terms of molar extinction coefficient and quenching efficiency to azo dyes. Both azo dyes and ferrocene derivatives have characteristic absorption bands, which makes them capable of quenching only certain fluorophores. The combination of two chromophore systems in one molecule should theoretically provide a wider absorption band for the conjugate and high values of molar extinction coefficient and fluorescence quenching efficiency, the magnitude of which will depend on the characteristics of the starting materials.

Структура соединений FcD1-FcD5 такова, что оба хромофорных фрагмента, во-первых, не обладают собственной флуоресценцией, во-вторых, не имеют сопряжения. Это позволяет считать, что между ними нет взаимодействия и переноса энергии, и спектры поглощения данных веществ будут представлять собой простую алгебраическую сумму спектров поглощения составляющих. Для подтверждения этого были исследованы спектральные характеристики и найдены константы тушения флуоресценции соединений FcD1-FcD5 (табл.1). Оказалось, что для всех соединений характерна уширенная полоса поглощения в электронном спектре в области 470-560 нм. Для FcD1 и FcD3 полоса поглощения имеет два пика.The structure of the FcD1-FcD5 compounds is such that both chromophore fragments, firstly, do not have their own fluorescence, and secondly, they do not have conjugation. This suggests that there is no interaction and energy transfer between them, and the absorption spectra of these substances will be a simple algebraic sum of the absorption spectra of the constituents. To confirm this, the spectral characteristics were studied and the fluorescence quenching constants of the FcD1-FcD5 compounds were found (Table 1). It turned out that all compounds are characterized by a broadened absorption band in the electronic spectrum in the range 470–560 nm. For FcD1 and FcD3, the absorption band has two peaks.

Тушение может иметь статическую или динамическую природу; в случае ферроцена оно может происходить либо за счет резонансного переноса энергии флуоресценции (FRET), либо за счет переноса электрона. Для эффективного тушения максимум испускания флуорофора и максимум поглощения тушителя должны частично или полностью перекрываться. Нами было изучено тушение диадами флуоресценции 5-карбоксифлуоресцеина (FAM, λисп=520 нм) и Х-родамина (ROX, λисп=605 нм), наиболее часто используемых в качестве репортерных групп при исследовании нуклеиновых кислот. Для указанных красителей были получены значения интенсивности флуоресценции в присутствии разных количеств тушителя. По полученным данным на основании уравнения Штерна-Фольмера были найдены константы тушения флуоресценции (табл.1). Наибольшей константой тушения флуоресценции из синтезированных диад обладает FcD5. Для данного соединения был получен активированный эфир FcD5-NHS и меченый им олигонуклеотид I-Q (фиг.6).Extinguishing can be static or dynamic; in the case of ferrocene, it can occur either due to the resonant fluorescence energy transfer (FRET), or due to electron transfer. For effective quenching, the maximum emission of the fluorophore and the maximum absorption of the quencher should partially or completely overlap. We have studied the fluorescence quenching dyads 5-carboxyfluorescein (FAM, λ = 520 nm es) and X-rhodamine (ROX, λ = 605 nm es) most commonly used as reporter groups in the study of nucleic acids. For these dyes, fluorescence intensities were obtained in the presence of different amounts of quencher. Based on the data obtained, the fluorescence quenching constants were found on the basis of the Stern-Volmer equation (Table 1). The highest fluorescence quenching constant from synthesized dyads has FcD5. For this compound, an activated FcD5-NHS ester and its labeled IQ oligonucleotide were obtained (Fig. 6).

Для изучения возможности тушения флуоресценции диадами в составе нуклеиновых кислот были сконтруированы олигонуклеотидные дуплексные структуры A-D (фиг.7). В них FcD5 и флуоресцентный краситель (FAM или ROX) расположены максимально близко по одну сторону дуплекса на разных цепях. Для указанных структур получены профили плавления (фиг.8). Наличие однонуклеотидной замены дестабилизирует вторичную структуру, что приводит к понижению температуры (дуплексы В и D).To study the possibility of quenching fluorescence by dyads in the composition of nucleic acids, oligonucleotide duplex structures A-D were monitored (Fig. 7). In them, FcD5 and fluorescent dye (FAM or ROX) are located as close as possible on one side of the duplex on different chains. For these structures, melting profiles were obtained (Fig. 8). The presence of a single nucleotide substitution destabilizes the secondary structure, which leads to a decrease in temperature (duplexes B and D).

Таким образом, предложенные диады могут выступать эффективными тушителями флуоресценции, в том числе в составе биомакромолекул: белков, нуклеиновых кислот и др. Кроме того, наличие ферроценового ядра в молекулах диад обусловливает их электроактивность, поэтому данные соединения - перспективные предшественники нового типа репортерных групп, которые сочетают как электроактивные свойства, так и способность к тушению флуоресценции. Это позволяет использовать одновременно различные аналитические методы для изучения одних и тех же биологических образцов, меченых только одной диадой.Thus, the proposed dyads can act as effective quenchers of fluorescence, including as part of biomacromolecules: proteins, nucleic acids, etc. In addition, the presence of a ferrocene core in dyad molecules determines their electroactivity, therefore, these compounds are promising precursors of a new type of reporter groups, which combine both electroactive properties and the ability to quench fluorescence. This makes it possible to use simultaneously different analytical methods for studying the same biological samples labeled with only one dyad.

Предлагаемые способы синтеза диад и использования их в качестве тушителей флуоресценции иллюстрируются приведенными ниже примерами.The proposed methods for the synthesis of dyads and their use as quenchers for fluorescence are illustrated by the following examples.

Пример 1. Синтез (2, или 3, или 4)-нитро-2'-окси-5'-[N-(пара-ферроценилиденацетофенил)-карбоксамидо]азобензола (FcD1).Example 1. Synthesis of (2, or 3, or 4) -nitro-2'-hydroxy-5 '- [N- (para-ferrocenylideneacetophenyl) -carboxamido] azobenzene (FcD1).

К 1.0 г 4,4-диметокситритилхлорида прилили 9 мл дихлорметана, 0 5 мл пиридина и раствор 0.6 г n-аминоацетофенона в 6 мл дихлорметана. Реакционную смесь перемешивали в течение 4.5 ч, после чего раствор упаривали. Получили 1.1 г N-DMTr-n-аминоацетофенона (1) в виде масла. Ферроценальдегид в количестве 0.46 г и 0.98 г (1) растворяли в 4 мл этанола, приливали 200 мкл пиперидина и кипятили с обратным холодильником 24 часа Затем к реакционной смеси присыпали 0.3 г трихлоруксусной кислоты и интенсивно перемешивали 1 ч, приливали 5 мл воды, отделяли органическую фазу. Водный слой экстрагировали дихлорметаном (2×5 мл), органические фазы объединяли, промывали водой (2×5 мл), водную фазу удаляли. Органический слой упаривали, к остатку приливали 5 мл этилацетата и делили на колонке (адсорбент Al2O3, элюент этилацетат:гексан 1:1). Продукт (2) представляет собой темно-фиолетовое масло, Rf=0.38 (silufol, гексанэтилацетат 1:1). Спектр ЯМР 1Н (CDCl3, δ, м.д.): 4.15 (с, 5Н, С6); 4.45 (т, 2Н, С3,4); 4.75 (д, 2Н, С2,5), 6.65 (д, 2Н, CAr2,6); 7.4 (д, 1Н, С8, J 15.3); 7.6 (д, 1H, C7, J 145:3); 7.75 (д, 2Н, CAr3,5).9 ml of dichloromethane, 0 5 ml of pyridine and a solution of 0.6 g of n-aminoacetophenone in 6 ml of dichloromethane were added to 1.0 g of 4,4-dimethoxytrityl chloride. The reaction mixture was stirred for 4.5 hours, after which the solution was evaporated. 1.1 g of N-DMTr-n-aminoacetophenone (1) were obtained as an oil. Ferrocenaldehyde in an amount of 0.46 g and 0.98 g (1) was dissolved in 4 ml of ethanol, 200 μl of piperidine was added and refluxed for 24 hours. Then 0.3 g of trichloroacetic acid was added to the reaction mixture and stirred vigorously for 1 h, 5 ml of water was added and the organic was separated off. phase. The aqueous layer was extracted with dichloromethane (2 × 5 ml), the organic phases were combined, washed with water (2 × 5 ml), the aqueous phase was removed. The organic layer was evaporated, 5 ml of ethyl acetate was added to the residue and divided on a column (Al 2 O 3 adsorbent, ethyl acetate: hexane 1: 1 eluent). Product (2) is a dark purple oil, R f = 0.38 (silufol, 1: 1 hexane ethyl acetate). 1 H NMR Spectrum (CDCl 3 , δ, ppm): 4.15 (s, 5H, C6); 4.45 (t, 2H, C3.4); 4.75 (d, 2H, C2.5); 6.65 (d, 2H, C Ar 2.6); 7.4 (d, 1H, C8, J 15.3); 7.6 (d, 1H, C7, J 145: 3); 7.75 (d, 2H, C Ar 3.5).

К охлажденным до 0°C растворам 3 г нитроанилинов в 36 мл 10% HCl и 30 мл H2O постепенно приливали раствор 1,5 г NaNO2 в 10 мл Н2О. Держали при комнатной температуре 40 мин и приливали при охлаждении к растворам 3 г 4-оксибензойной кислоты в 3,5 мл 20% NaOH и 10 мл Н2О. Держали при охлаждении 40 мин, отфильтровывали выпавшие осадки и сушили их на воздухе. Полученные азосоединения (3) выделяли колоночной хроматографией (гексан:этилацетат 1:2). 0,16 г (2) и 0,13 г (3) растворяли в 15 мл безводного ТГФ, добавляли 0,1 г ДЦК. Реакцию проводили при комнатной температуре в течение 5 ч, затем растворитель упаривали. Полученный продукт делили на колонке силикагель, гексан-этилацетат 3:1→1:2. Масс-спектр: m/z 599 [М-Н]+.To a solution cooled to 0 ° C, 3 g of nitroanilines in 36 ml of 10% HCl and 30 ml of H 2 O was gradually poured a solution of 1.5 g of NaNO 2 in 10 ml of H 2 O. It was kept at room temperature for 40 minutes and poured onto the solutions under cooling 3 g of 4-hydroxybenzoic acid in 3.5 ml of 20% NaOH and 10 ml of H 2 O. It was kept under cooling for 40 minutes, the precipitates were filtered off and dried in air. The resulting azo compounds (3) were isolated by column chromatography (hexane: ethyl acetate 1: 2). 0.16 g (2) and 0.13 g (3) were dissolved in 15 ml of anhydrous THF, 0.1 g of DCC was added. The reaction was carried out at room temperature for 5 hours, then the solvent was evaporated. The resulting product was divided on a column of silica gel, hexane-ethyl acetate 3: 1 → 1: 2. Mass spectrum: m / z 599 [M-H] + .

Пример 2. Синтез 4-(2', или 3', или 4')-нитрофенилазо-4'-(пара-ферроценилиденацето-фенилкарбоксамидо)азобензола (FcD2).Example 2. Synthesis of 4- (2 ', or 3', or 4 ') - nitrophenylazo-4' - (para-ferrocenylideneaceto-phenylcarboxamido) azobenzene (FcD2).

0,64 ферроценальдегида и 0,5 г 4-ацетилбензойной кислоты растворили в 20 мл толуола, добавили 400 мкл пиперидина и молекулярные сита (3А). Реакционную смесь нагревали 3 ч, после чего добавили 2 мл 10%-ного раствора HCl и фильтровали осадок на фильтре Шотта, несколько раз промывая водой. Получены кристаллы (4) фиолетового цвета Rf=0,3 (этанол:хлороформ 1:1). Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-d6, δ, м.д., J/Гц): 4.2 (с, 5Н, С5Н5); 4.6 (с, 2Н, С3,4); 4.8 (с, 2Н, С2,5); 7.4 (д, 1H, C1H, J 15,3); 7.6 (д, 1Н, С2Н, J 15.3); 8.1-8.3 (м, 4Н, 4CArH). Соединение (6) получали двукратным азосочетанием анилина с нитроанилинами согласно примера 1 с образованием промежуточного иона (5). Далее FcD2 получен конденсацией в присутствии ДЦК по аналогии с примером 1. Масс-спектр: m/z 686 [М-Н]+.0.64 ferrocenaldehyde and 0.5 g of 4-acetylbenzoic acid were dissolved in 20 ml of toluene, 400 μl of piperidine and molecular sieves (3A) were added. The reaction mixture was heated for 3 hours, after which 2 ml of 10% HCl solution was added and the precipitate was filtered on a Schott filter, washing several times with water. The violet crystals (4) obtained were R f = 0.3 (ethanol: 1: 1 chloroform). 1 H NMR Spectrum (DMSO-d 6 , δ, ppm, J / Hz): 4.2 (s, 5H, C 5 H 5 ); 4.6 (s, 2H, C3.4); 4.8 (s, 2H, C2.5); 7.4 (d, 1H, C1H, J 15.3); 7.6 (d, 1H, C2H, J 15.3); 8.1-8.3 (m, 4H, 4C Ar H). Compound (6) was obtained by double azo coupling of aniline with nitroanilines according to Example 1 with the formation of an intermediate ion (5). Further, FcD2 was obtained by condensation in the presence of DCC, by analogy with example 1. Mass spectrum: m / z 686 [M-H] + .

Пример 3. Синтез 4-N,N-диметидамино-4'-[N-{2-(пара-ферроценилиденацетофенил-карбоксамидо)этил}карбамоил]азобензола (FcD3).Example 3. Synthesis of 4-N, N-dimethidamino-4 '- [N- {2- (para-ferrocenylideneacetophenyl-carboxamido) ethyl} carbamoyl] azobenzene (FcD3).

Соединения (7), (8) И FcD3 получали по аналогии с примером 1. Масс-спектр: m/z 652 [М-Н]+. Пример 4. Синтез 4-карбокси-4'-N-метил-N-[4-бутокси-(пара-ферроценилиденацетофенил)]-азобензола (FcD4).Compounds (7), (8) and FcD3 were obtained by analogy with example 1. Mass spectrum: m / z 652 [M-H] + . Example 4. Synthesis of 4-carboxy-4'-N-methyl-N- [4-butoxy- (para-ferrocenylideneacetophenyl)] - azobenzene (FcD4).

Соединение (9) получали альдольно-кротоновой конденсацией по аналогии с примером 2. Получено воскообразное вещество темно-фиолетового цвета. Rf=0,58 (дихлорметан:изопропанол 3:1). Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-d6, δ, м.д., J/Гц) 4.25 (с, 5Н, С5Н5), 4.45 (с, 2Н, С3,4); 4.7 (с, 2Н, С2,5); 7.35 (д, 1H, С1Н, J 13,2); 7.6 (д, 1Н, С2Н, J 13.2), 8.1-8 3 (м, 4Н, 4CArH).Compound (9) was obtained by aldol-croton condensation by analogy with Example 2. A waxy substance of dark violet color was obtained. R f = 0.58 (dichloromethane: 3: 1 isopropanol). 1 H NMR spectrum (DMSO-d 6 , δ, ppm, J / Hz) 4.25 (s, 5H, C 5 H 5 ), 4.45 (s, 2H, C3.4); 4.7 (s, 2H, C2.5); 7.35 (d, 1H, C 1 H, J 13.2); 7.6 (d, 1H, C 2 H, J 13.2), 8.1-8 3 (m, 4H, 4C Ar H).

0,3 г (9) и 200 мкл 1,4-дийодбутана растворяли в толуоле, добавляли 0,12 г K2CO3 и кипятили 32 ч. Целевой продукт (10) выделяли колоночной хроматографией (гексан:этилацетат 1:1). Получили игольчатые кристаллы медного цвета Rf=0,65 (гексан:этилацетат 2:1). Соединение (10) вводили во взаимодействие с N-метиланилином в эквимолярном соотношении в толуоле при кипячении в течение 18 ч в присутствии поташа Горячую реакционную массу сливали с осадка, растворитель упаривали. Остаток очищали колоночной хроматографией на силикагеле (гексан:этилацетат 1:1). Получили вещество (11) кирпичного цвета. Rf=0,45 (гексан: эти л ацетат 2:1). Соединение (11) вводили в реакцию азосочетания с диазониевой солью n-аминобензойной кислоты. Целевой продукт выделяли флеш-хроматографией (гексан:хлороформ 1:3). Масс-спектр: m/z 640 [М-Н]+.0.3 g (9) and 200 μl of 1,4-diiodobutane were dissolved in toluene, 0.12 g of K 2 CO 3 was added and boiled for 32 hours. Target product (10) was isolated by column chromatography (hexane: ethyl acetate 1: 1). Received needle-shaped crystals of copper color R f = 0.65 (hexane: ethyl acetate 2: 1). Compound (10) was introduced into interaction with N-methylaniline in an equimolar ratio in toluene during boiling for 18 h in the presence of potash. The hot reaction mass was decanted, the solvent was evaporated. The residue was purified by silica gel column chromatography (hexane: ethyl acetate 1: 1). Received a substance (11) of brick color. R f = 0.45 (hexane: ethyl acetate 2: 1). Compound (11) was introduced into the azo coupling reaction with the diazonium salt of n-aminobenzoic acid. The target product was isolated by flash chromatography (hexane: chloroform 1: 3). Mass spectrum: m / z 640 [M-H] + .

Пример 5. Синтез 4-карбокси-4'-N,N-ди[4-{1-(пара-ферроценилиденацетофениламино)-бутил-1,2,3-триазолил}метил]аминоазобензола (FcD5).Example 5. Synthesis of 4-carboxy-4'-N, N-di [4- {1- (para-ferrocenylideneacetophenylamino) -butyl-1,2,3-triazolyl} methyl] aminoazobenzene (FcD5).

Соединение (13) получили по аналогии с примером 4 в виде воскообразного вещества темно-фиолетового цвета. На его основе получено азидопроизводное (14) взаимодействием с NaN3 в водно-органической среде. Полным алкилированием анилина пропаргилбромидом синтезировано (15), которое далее по реакции [3+2]-диполярного циклоприсоединения, катализируемого солями меди (I), приводит к аддукту (16). Для этого смешали 15 мл ДМСО, 30 мл водного ацетата триэтиламмония (0,2 М, pH 7), 20 мл 0.1 М раствора (14) в ДМСО и 12.6 мл 8 мМ водного раствора пентагидрата сульфата меди (II), добавляли 8.0 мл 12 5 мМ водного раствора аскорбиновой кислоты и 20 мл 0.1 М раствора (15) в ДМСО. Смесь продували азотом и выдерживали при комнатной температуре в течение суток, после чего смесь вылили в 100 мл воды, добавили 10 мл насыщенного раствора бикарбоната натрия Продукт реакции экстрагировали этилацетатом (3×20 мл), органические фазы сушили над MgSO4, растворитель упаривали. Сухой остаток хроматографировали на силикагеле, элюент изопропанол-дихлорметан 1:1. Последующее азосочетание по аналогии с примером 4 дает FcD5. Масс-спектр: m/z 1088 [М-Н]+.Compound (13) was obtained by analogy with example 4 in the form of a waxy substance of dark purple color. Based on it, the azide derivative (14) was obtained by interaction with NaN 3 in an aqueous-organic medium. Complete alkylation of aniline with propargyl bromide synthesized (15), which then leads to the adduct (16) by the reaction of the [3 + 2] dipolar cycloaddition catalyzed by copper (I) salts. For this, 15 ml of DMSO, 30 ml of aqueous triethylammonium acetate (0.2 M, pH 7) were mixed, 20 ml of a 0.1 M solution of (14) in DMSO and 12.6 ml of an 8 mM aqueous solution of copper (II) sulfate pentahydrate, 8.0 ml of 12 was added. 5 mm aqueous solution of ascorbic acid and 20 ml of 0.1 M solution (15) in DMSO. The mixture was purged with nitrogen and kept at room temperature for 24 hours, after which the mixture was poured into 100 ml of water, 10 ml of saturated sodium bicarbonate solution was added. The reaction product was extracted with ethyl acetate (3 × 20 ml), the organic phases were dried over MgSO 4 , and the solvent was evaporated. The dry residue was chromatographed on silica gel, 1: 1 isopropanol-dichloromethane eluent. Subsequent azo coupling, by analogy with Example 4, gives FcD5. Mass spectrum: m / z 1088 [M-H] + .

Пример 6. Электронные спектры поглощения соединений FcD1-FcD5 и исследование эффективности тушения ими флуоресценции красителей в растворе.Example 6. Electronic absorption spectra of compounds FcD1-FcD5 and the study of the efficiency of quenching by them fluorescence of dyes in solution.

Электронные спектры соединений FcD1-FcD5 снимали на УВИ-спектрометре UV-3600 (Shimadzu, Япония) в дипазоне 190-700 нм. Брали растворы указанных соединений в абсолютном этаноле, концентрация 1·10-4 М. Для красителей FAM (λисп=520 нм) и ROX (λисп=605 нм) была получена интенсивность флуоресценции в присутствии различных количеств соединений FcD1-FcD5. Были использованы 2·10-6 М растворы в этаноле Измерение интенсивности флуоресценции проводили на люминесцентном спектрометре LS 55 (PerkinElmer, США). На основании полученных данных были построены кривые тушения в координатах уравнения Штерна-Фольмера и найдены значения констант тушенияElectronic spectra of FcD1-FcD5 compounds were recorded on a UV-3600 UVI spectrometer (Shimadzu, Japan) in the range of 190–700 nm. Braley solutions thereof in absolute ethanol, the concentration of 1 x 10 -4 M. For dyes FAM (λ = 520 nm es) and ROX (λ isp = 605 nm) was obtained fluorescence intensity in the presence of various amounts of the compounds FcD1-FcD5. 2 × 10 -6 M solutions in ethanol were used. The fluorescence intensity was measured on an LS 55 luminescent spectrometer (PerkinElmer, USA). Based on the data obtained, quenching curves were constructed in the coordinates of the Stern-Volmer equation and the values of quenching constants

Пример 7. Синтез меченых нуклеиновых кислот.Example 7. Synthesis of labeled nucleic acids.

К раствору 1 ммоль FcD5 в 5 мл сухого ТГФ (содержание воды менее 0,003%) приливали раствор 115 мг N-гидроксисукцинимида (NHS, 1 ммоль) и 206 мг дициклогексилкарбодиимида (DCC, 1 ммоль) в 5 мл ТГФ. Реакционную смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 5 ч. N,N'-Дициклогексилмочевину высаживали абсолютно сухим диэтиловым эфиром. Смесь выдерживали еще в течение 18 ч при 0°C; выпавшие кристаллы эфира FcD5-NHS отфильтровали, промыли 1 мл диэтилового эфира и сушили в эксикаторе над CaCl2. Выход 65%. Получены темно-бордовые кристаллыTo a solution of 1 mmol FcD5 in 5 ml of dry THF (water content less than 0.003%) was added a solution of 115 mg of N-hydroxysuccinimide (NHS, 1 mmol) and 206 mg of dicyclohexylcarbodiimide (DCC, 1 mmol) in 5 ml of THF. The reaction mixture was stirred at room temperature for 5 hours. N, N'-Dicyclohexylurea was planted with absolutely dry diethyl ether. The mixture was kept for another 18 hours at 0 ° C; the precipitated crystals of FcD5-NHS ether were filtered off, washed with 1 ml of diethyl ether and dried in a desiccator over CaCl 2 . Yield 65%. Received maroon crystals

Для получения меченого олигонуклеотида I-Q к раствору 5.5 пмоль амино-олигонуклеотида I в 20 мкд 0.5 М карбонатногомбуфера (NaHCO3/Na2CO3, pH 9) прилили раствор 1 мг FcD5-NHS в 10 мкл ДМСО. Реакционную смесь перемешивали в течение 18 ч при комнатной температуре. Затем прилили 1 мл спирта и выдерживали при -20°C 2 ч, после чего центрифугировали (14000 rpm, 15 мин). Спиртовую фазу отбирали, осадок сушили, ресуспензировали в 100 мкл воды высшей категории качества. Меченый олигонуклеотид выделяли с помощью ВЭЖХ-системы LC-20AT (Shimadzu, Япония).To obtain labeled IQ oligonucleotide, a solution of 1 mg FcD5-NHS in 10 μl DMSO was added to a solution of 5.5 pmol of amino-oligonucleotide I in 20 μd of 0.5 M carbonate buffer (NaHCO 3 / Na 2 CO 3 , pH 9). The reaction mixture was stirred for 18 hours at room temperature. Then, 1 ml of alcohol was added and kept at -20 ° C for 2 h, after which it was centrifuged (14000 rpm, 15 min). The alcohol phase was taken, the precipitate was dried, resuspended in 100 μl of water of the highest quality category. Labeled oligonucleotide was isolated using LC-20AT HPLC system (Shimadzu, Japan).

Пример 8. Исследование эффективности тушения флуоресценции диадой FcD5 в дуплексахExample 8. The study of the effectiveness of quenching of fluorescence dyad FcD5 duplexes

Тушение флуоресценции красителей FAM и ROX диадой FcD5 в дуплексных структурах было исследовано путем их плавления в ДНК-амплификаторе iCycler iQ (BioRad, США) Образцы объемом 30 мкл содержали 0.15 о.е олигонуклеотида I-Q и 0.03 о.е одного из флуоресцентно меченных олигонуклеотидов I-F, II-F, I-R или II-R в 1х SSC-буфере Шаг изменения температуры задавался равным 0.5°C с интервалом 10 с, диапазон изменения температуры от 10 до 95°C.The fluorescence quenching of FAM and ROX dyes by the FcD5 dyad in duplex structures was studied by melting them in the iCycler iQ DNA amplifier (BioRad, USA). 30 μl samples contained 0.15 pu of IQ oligonucleotide and 0.03 pu of one of the fluorescently labeled oligonigides of IF II-F, IR or II-R in 1 x SSC buffer. The step of temperature change was set equal to 0.5 ° C with an interval of 10 s, the range of temperature change was from 10 to 95 ° C.

Литература, принятая во внимание:Literature taken into account:

1) Schiffrin D., Wilson R. Assay system and novel labelled compounds for use therewith / US Patent 6,576,475. - 2003.1) Schiffrin D., Wilson R. Assay system and novel labelled compounds for use therewith / US Patent 6,576,475. - 2003.

2) Quin Ch., Gregory S., Mandyam R., Brotsky Ch., Cabradilla C.. Use of dark-quenched FRET probes in real-time PCR // Application note. - 2001. - V.7. - P.34.2) Quin Ch., Gregory S., Mandyam R., Brotsky Ch., Cabradilla C. .. Use of dark-quenched FRET probes in real-time PCR // Application note. - 2001. - V.7. - P.34.

3) www.biosearchtech.com3) www.biosearchtech.com

4) Tyagi S., Bratu D.P., Kramer F.R. Black Hole Quencher Dyes // Nature Biotechnology. - 1998. - V.16. - P.49-53.4) Tyagi S., Bratu D.P., Kramer F.R. Black Hole Quencher Dyes // Nature Biotechnology. - 1998. - V.16. - P. 49-53.

5) www.syntol.ru5) www.syntol.ru

6) May J.P., Brown L.J., Rudloff I., Brown T. A new dark quenchers for use in genetic analysis // Chem. commun. - 2003. - V.11. - P.970-971.6) May J.P., Brown L.J., Rudloff I., Brown T. A new dark quenchers for use in genetic analysis // Chem. commun. - 2003. - V.11. - P.970-971.

7) www.invitrogen.com7) www.invitrogen.com

8) Laikhter A., Behlke M.A., Walder J., Roberts K.W., Yong Y. Fluorescence quenching azo dyes, their methods of preparation and use / US Patent 7,439,341, - 2008.8) Laikhter A., Behlke M.A., Walder J., Roberts K.W., Yong Y. Fluorescence quenching azo dyes, their methods of preparation and use / US Patent 7,439,341, - 2008.

9) James Y. Ch., Lin Hui, Tan Weihong. Molecular assembly of superquenchers in signaling molecular interactions // J. Am. Chem. Soc. - 2005. - V.127. - P.12772-12773.9) James Y. Ch., Lin Hui, Tan Weihong. Molecular assembly of superquenchers in signaling molecular interactions // J. Am. Chem. Soc. - 2005. - V.127. - P.12772-12773.

10) Fery-Forgues S., Delavaux-Nicot B. Ferrocene and ferrocenyl derivatives in luminescent systems // Journal of Photochemistry and Photobiology - 2000. - V.132. - P.137-159.10) Fery-Forgues S., Delavaux-Nicot B. Ferrocene and ferrocenyl derivatives in luminescent systems // Journal of Photochemistry and Photobiology - 2000. - V.132. - P.137-159.

11) Fery-Forgues S., Delavaux-Nicot В., Lavabre D., Rurack K. Intermolecular quenching of excited singlet states by ferrocenyl derivatives: study with ketocyanine dyes // J. of Photochem. Photobiol. A. - 2003. - V.155. - P.107-114.11) Fery-Forgues S., Delavaux-Nicot B., Lavabre D., Rurack K. Intermolecular quenching of excited singlet states by ferrocenyl derivatives: study with ketocyanine dyes // J. of Photochem. Photobiol. A. - 2003. - V.155. - P.107-114.

12) Giasson R., Lee E.J., Zhao X., Wrighton M.S. Inter- and intramolecular quenching of the singlet excited state of porphyrins by ferrocene // J. Phys. Chem. - 1993. - V.97 - P.2596-2601.12) Giasson R., Lee E.J., Zhao X., Wrighton M.S. Inter- and intramolecular quenching of the singlet excited state of porphyrins by ferrocene // J. Phys. Chem. - 1993. - V.97 - P.2596-2601.

13) Xia X.B., Ding Z.F., Liu J.Z. Quenching by unsaturated ferrocene and ferrocenium derivatives of the luminescence of Ru(phen)32+// Journal of Photochemistry and Photobiology - 1995. - V.88. - P.81-84.13) Xia X.B., Ding Z.F., Liu J.Z. Quenching by unsaturated ferrocene and ferrocenium derivatives of the luminescence of Ru (phen) 32 + // Journal of Photochemistry and Photobiology - 1995.- V.88. - P.81-84.

14) Anne A., Demaille C. Dynamics of Electron Transport by Elastic Bending of Short DNA Duplexes. Experimental Study and Quantitative Modeling of the Cyclic Voltammetric Behavior of 3-Ferrocenyl DNA End-Grafted on Gold // J. Am. Chem. Soc - 2006 - V 128. - P.542-557.14) Anne A., Demaille C. Dynamics of Electron Transport by Elastic Bending of Short DNA Duplexes. Experimental Study and Quantitative Modeling of the Cyclic Voltammetric Behavior of 3-Ferrocenyl DNA End-Grafted on Gold // J. Am. Chem. Soc - 2006 - V 128. - P.542-557.

15) Seiwert В., Karst U. Ferrocene-based derivatization in analytical chemistry // Anal Biochem - 2008. - V.390. - PP.181-200.15) Seiwert B., Karst U. Ferrocene-based derivatization in analytical chemistry // Anal Biochem - 2008. - V.390. - PP.181-200.

16) Anne A., Bonnaudat C, Demaille C., Wang K. Enzymatic Redox 3-End-Labeling of DNA Oligonucleotide Monolayers on Gold Surfaces Using Terminal Deoxynucleotidyl Transferase (TdT)-Mediated Single Base Extension // J. Am. Chem. Soc. - 2007. - V.129. - P.2734-2735.16) Anne A., Bonnaudat C, Demaille C., Wang K. Enzymatic Redox 3-End-Labeling of DNA Oligonucleotide Monolayers on Gold Surfaces Using Terminal Deoxynucleotidyl Transferase (TdT) -Mediated Single Base Extension // J. Am. Chem. Soc. - 2007. - V.129. - P.2734-2735.

17) Brazill S.A., Kuh W.G. Capillary Gel Electrophoresis with Sinusoidal Voltammetric Detection: A Strategy To Allow Four-"Color" DNA Sequencing // Anal. Chem. - 2001. - V.73. - P.4882-4890.17) Brazill S.A., Kuh W.G. Capillary Gel Electrophoresis with Sinusoidal Voltammetric Detection: A Strategy To Allow Four- "Color" DNA Sequencing // Anal. Chem. - 2001 .-- V.73. - P. 482-4890.

18) Gibbs J.M., Park S.-J, Anderson D.R., Watson K.J., Mirkin C.A, Nguyen S.T. Polymer-DNA Hybrids as Electrochemical Probes for the Detection of DNA // J. Am. Chem. Soc. - 2005. - V.127. - P.1170-1178.18) Gibbs J.M., Park S.-J., Anderson D.R., Watson K.J., Mirkin C.A., Nguyen S.T. Polymer-DNA Hybrids as Electrochemical Probes for the Detection of DNA // J. Am. Chem. Soc. - 2005. - V.127. - P.1170-1178.

19) Staveren D.R, Metzler-Nolte N. Bioorganometallic Chemistry of Ferrocene // Chem. Rev. - 2004. - V.104. - P.5931-5985.19) Staveren D.R., Metzler-Nolte N. Bioorganometallic Chemistry of Ferrocene // Chem. Rev. - 2004 .-- V.104. - P.5931-5985.

20) Swami N.S., Chou C.-F., Terberueggen R. Two-Potential Electrochemical Probe for Study of DNA Immobilization // Langmuir. - 2005. - V.21. - P.1937-1941.20) Swami N.S., Chou C.-F., Terberueggen R. Two-Potential Electrochemical Probe for Study of DNA Immobilization // Langmuir. - 2005. - V.21. - P. 1937-1941.

21) Cao W., Ferrance J.P., Demas J., Landers J.P. Quenching of the Electrochemiluminescence of Tris(2,2-bipyridine)ruthenium (II) by Ferrocene and Its Potential Application to Quantitative DNA Detection // J. Am. Chem. Soc. - 2006. - V.128. - P.7572-7578.21) Cao W., Ferrance J.P., Demas J., Landers J.P. Quenching of the Electrochemiluminescence of Tris (2,2-bipyridine) ruthenium (II) by Ferrocene and Its Potential Application to Quantitative DNA Detection // J. Am. Chem. Soc. - 2006. - V.128. - P.7572-7578.

22) Thornton N.B., Wojtowipz H., Netzel Т., Dixon D.W. Intramolecular quenching of porphyrin fluorescence by a covalently linked ferrocene in DNA scaffolding // J.Phys. Chem. - 1998. - V.102. - P.2101-2110.22) Thornton N. B., Wojtowipz H., Netzel T., Dixon D.W. Intramolecular quenching of porphyrin fluorescence by a covalently linked ferrocene in DNA scaffolding // J.Phys. Chem. - 1998. - V.102. - P.2101-2110.

23) Wang X., Yun W., Dong P., Zhou J., He P., Fang Y. A Controllable Solid-State Ru(bpy)32+Electrochemiluminescence Film Based on Conformation Change of Ferrocene-Labeled DNA Molecular Beacon // Langmuir. - 2008. - V.24. - P.2200-2205.23) Wang X., Yun W., Dong P., Zhou J., He P., Fang Y. A Controllable Solid-State Ru (bpy) 32 + Electrochemiluminescence Film Based on Conformation Change of Ferrocene-Labeled DNA Molecular Beacon / / Langmuir. - 2008. - V.24. - P.2200-2205.

24) Wu Z.-S., Guo M.-M., Zhang S.-B., Chen C.-R., Jiang J.-H., Shen G.-L., Yu R.-Q. Reusable Electrochemical Sensing Platform for Highly Sensitive Detection of Small Molecules Based on Structure-Switching Signaling Aptamers // Anal. Chem. - 2007. - V.79. - P.2933-2939.24) Wu Z.-S., Guo M.-M., Zhang S.-B., Chen C.-R., Jiang J.-H., Shen G.-L., Yu R.-Q. Reusable Electrochemical Sensing Platform for Highly Sensitive Detection of Small Molecules Based on Structure-Switching Signaling Aptamers // Anal. Chem. - 2007. - V.79. - P.2933-2939.

25) Wang X., Dong P., Yun W., Xu Y., He P., Fang Y. Detection of T4 DNA ligase using a solid-state electrochemiluminescence biosensing switch based on ferrocene-labeled molecular beacon // Talanta. - 2010. V.80. P.1643-1647.25) Wang X., Dong P., Yun W., Xu Y., He P., Fang Y. Detection of T4 DNA ligase using a solid-state electrochemiluminescence biosensing switch based on ferrocene-labeled molecular beacon // Talanta. - 2010.V.80. P.1643-1647.

26) Zhang J., Chen P., Wu X.Y., Chen J.H., Xu L.J., Chen G.N., Fu F.F. A signal-on electrochemiluminescence aptamer biosensor for the detection of ultratrace thrombin based on junction-probe // Biosens. Bioelectron. - 2011. - V.26. - P.2645-2650.26) Zhang J., Chen P., Wu X.Y., Chen J.H., Xu L.J., Chen G.N., Fu F.F. A signal-on electrochemiluminescence aptamer biosensor for the detection of ultratrace thrombin based on junction-probe // Biosens. Bioelectron - 2011. - V.26. - P.2645-2650.

27) Wang X., Dong P., He P., Fang Y. A solid-state electrochemiluminescence sensing platform for detection of adenosine based on ferrocene-labeled structure-switching signaling aptamer // Anal. Chim. Acta. - 2010. V.658. P.128-132.27) Wang X., Dong P., He P., Fang Y. A solid-state electrochemiluminescence sensing platform for detection of adenosine based on ferrocene-labeled structure-switching signaling aptamer // Anal. Chim. Acta. - 2010.V.658. P.128-132.

28) Shah A., Zaheer M., Qureshi R., Akhter Z., Nazar M.F. Voltammetric and spectroscopic investigations of 4-nitrophenylferrocene interacting with DNA // Spectrochim. Acta. Part A. 2010. - V.75. - P.1082-1087.28) Shah A., Zaheer M., Qureshi R., Akhter Z., Nazar M.F. Voltammetric and spectroscopic investigations of 4-nitrophenylferrocene interacting with DNA // Spectrochim. Acta. Part A. 2010. - V.75. - P.1082-1087.

29) Morita K., Sato Y., Seino Т., Nishizawa S., Teramae N. Electrochemical and fluorescence detection of cytosine-related SNPs using a ferrocenyl naphthyridine derivative // Nucleic Acids Symp. Ser. - 2007. No.51. P.295-296.29) Morita K., Sato Y., Seino T., Nishizawa S., Teramae N. Electrochemical and fluorescence detection of cytosine-related SNPs using a ferrocenyl naphthyridine derivative // Nucleic Acids Symp. Ser. - 2007.No.51. P.295-296.

30) Владимиров Ю.А. Физико-химические основы фотобиологических процессов / Учебник для вузов. - М.: Дрофа. - 2006. - С.62-67.30) Vladimirov Yu.A. Physico-chemical fundamentals of photobiological processes / Textbook for high schools. - M .: Bustard. - 2006. - P.62-67.

Claims (2)

1. Способ получения соединений-диад общей формулы (I):
Figure 00000001
, где
Fc представляет собой ферроценил-радикал следующего строения:
Figure 00000002
,
R1 является атомом водорода или Fc,
R2 является атомом водорода, или орто- или пара-гидроксилом,
R3 является орто-, или мета- или пара-нитрогруппой, или орто-, или мета- или пара-нитрофенилазогруппой, или пара-N,N-диметиламиногруппой, или пара-карбоксигруппой,
L является пара-карбамоилвинилиденацетофеноновой группой, или пара-карбоксамидовинилиденацетофеноновой группой, или пара-N-(2-карбамоилэтил)-карбоксамидовинилиденацетофеноновой группой, или пара-(4-[метиламино]бутокси)-винилиденацетофеноновой группой, или N,N-ди[4{1-(пара-винилиденацетофениламино)-метил-1,2,3-триазолил}бутил]аминогруппой,
характеризующийся тем, что для их получения используют в качестве исходного соединения ферроценальдегид, вовлекаемый в реакцию альдольно-кротоновой конденсации с пара-замещенным ацетофеноном с последующим взаимодействием полученного ферроценилиденацетофенона с азосоединением по реакции конденсации амино- и карбоксигруппы соответственно, или с последующим введением в молекулу ферроценилиденацетофенона реакционноспособной группы и взаимодействием по этой группе с диазосолью по реакции азосочетания, приводящим к созданию молекул с двумя разными, не сопряженными друг с другом, хромофорными фрагментами, сочетание которых в одной молекуле обеспечивает высокие коэффициенты молярной экстинкции, широкий спектр поглощения и электроактивность получаемых веществ.
1. The method of obtaining compounds dyads of General formula (I):
Figure 00000001
where
Fc is a ferrocenyl radical of the following structure:
Figure 00000002
,
R 1 is a hydrogen atom or Fc,
R 2 is a hydrogen atom, or ortho or para-hydroxyl,
R 3 is an ortho or meta or para-nitro group, or an ortho or meta or para-nitrophenyl azo group, or a para-N, N-dimethylamino group, or a para-carboxy group,
L is a para-carbamoyl vinylidene-acetophenone group, or a para-carboxamidinyl vinylidene-acetophenone group, or a para-N- (2-carbamoylethyl) -carboxamidinyl vinylidene-acetophenone group, or a para- (4- [methylamino] butoxy) -vinylidene acetophenone group, or {1- (para-vinylideneacetophenylamino) methyl-1,2,3-triazolyl} butyl] amino group,
characterized in that for their preparation ferrocenaldehyde is used as the starting compound, which is involved in the aldol-croton condensation reaction with para-substituted acetophenone followed by the interaction of the obtained ferrocenylidene acetophenone with the azo compound in the condensation reaction of the amino and carboxy groups, respectively, or with the subsequent introduction of ferroenocenoceneenide into the molecule groups and the interaction of this group with the diazosol by the azo coupling reaction, leading to the creation of molecules with two different, non-conjugated, chromophore fragments, the combination of which in one molecule provides high molar extinction coefficients, a wide absorption spectrum and the electroactivity of the resulting substances.
2. Способ тушения флуоресценции флуорофоров в двуцепочечных структурах нуклеиновых кислот, отличающийся тем, что в качестве тушителей используют соединения-диады на основе ферроцена и азокрасителей, полученные по п.1. 2. The method of quenching the fluorescence of fluorophores in double-stranded structures of nucleic acids, characterized in that quenchers use dyad compounds based on ferrocene and azo dyes obtained according to claim 1.
RU2011138297/05A 2011-09-19 2011-09-19 Diad compounds containing azo groups and ferrocene nucleus in molecule, and use thereof as fluorescence extinguishers RU2506293C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011138297/05A RU2506293C2 (en) 2011-09-19 2011-09-19 Diad compounds containing azo groups and ferrocene nucleus in molecule, and use thereof as fluorescence extinguishers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011138297/05A RU2506293C2 (en) 2011-09-19 2011-09-19 Diad compounds containing azo groups and ferrocene nucleus in molecule, and use thereof as fluorescence extinguishers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011138297A RU2011138297A (en) 2013-03-27
RU2506293C2 true RU2506293C2 (en) 2014-02-10

Family

ID=49123994

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011138297/05A RU2506293C2 (en) 2011-09-19 2011-09-19 Diad compounds containing azo groups and ferrocene nucleus in molecule, and use thereof as fluorescence extinguishers

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2506293C2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU894496A1 (en) * 1980-05-05 1981-12-30 Ереванский государственный медицинский институт Protein fluorescence extinguisher
EP1586662B1 (en) * 2004-04-14 2007-01-24 Becton Dickinson and Company Nucleic acid detection method using multiple pairs of donor fluorophores and quencher molecules in the same probe.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU894496A1 (en) * 1980-05-05 1981-12-30 Ереванский государственный медицинский институт Protein fluorescence extinguisher
EP1586662B1 (en) * 2004-04-14 2007-01-24 Becton Dickinson and Company Nucleic acid detection method using multiple pairs of donor fluorophores and quencher molecules in the same probe.

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
E. HAMON et al. Azobenzenes - synthesis and carbohydrate applications. - Tetrahedron, 2009, v. 65, p.1010. *
H.NISHIHARA et al. Synthesis of ferrocenylazobenzenes. - Inorg. Chem.,2005,v.44, p.7547-7558. *
H.NISHIHARA et al. Synthesis of ferrocenylazobenzenes. - Inorg. Chem.,2005,v.44, p.7547-7558. E. HAMON et al. Azobenzenes - synthesis and carbohydrate applications. - Tetrahedron, 2009, v. 65, p.1010. КАРПОВА Ю.О. и др. Синтез новых тушителей флуоресценции для ковалентного мечения олигонуклеотидов и создание на их основе высокоэффективных гибридизационных зондов. Тезисы докладов VIII Всероссийской конференции с международным участием. - Уфа: АН РБ, Гилем, 2010, 390 с. *
К. ВЕНКАТАРАМАН. Химия синтетических красителей. - Л.: Химия, 1974, т.4, с.1910. *
КАРПОВА Ю.О. и др. Синтез новых тушителей флуоресценции для ковалентного мечения олигонуклеотидов и создание на их основе высокоэффективных гибридизационных зондов. Тезисы докладов VIII Всероссийской конференции с международным участием. - Уфа: АН РБ, Гилем, 2010, 390 с. Несмеянов А.Н. Химия ферроцена. - М.: Наука, 1969, с.109. *
Несмеянов А.Н. Химия ферроцена. - М.: Наука, 1969, с.109. К. ВЕНКАТАРАМАН. Химия синтетических красителей. - Л.: Химия, 1974, т.4, с.1910. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011138297A (en) 2013-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Volkova et al. Spectroscopic study of squaraines as protein-sensitive fluorescent dyes
EP1866387B1 (en) Polar dyes
Bag et al. Installation/modulation of the emission response via click reaction
Crisalli et al. Fluorescence quenchers for hydrazone and oxime orthogonal bioconjugation
US20190119305A1 (en) Highly fluorescent pyrrole-bf2 chromophores
Owens et al. A microwave-assisted and environmentally benign approach to the synthesis of near-infrared fluorescent pentamethine cyanine dyes
Kopecky et al. Synthesis of new azaphthalocyanine dark quencher and evaluation of its quenching efficiency with different fluorophores
EP2881385A1 (en) Novel azo compound, use thereof and method for preparing same
Grünewald et al. RNA as scaffold for pyrene excited complexes
JP5887011B2 (en) Fluorescent probe
Li et al. For the optical detection of anthrax biomarker using a luminescent rare earth-organic framework modified by rhodamine molecules: Synthesis, characterization and two sensing channels
Astakhova et al. 1-Phenylethynylpyrene (1-PEPy) as refined excimer forming alternative to pyrene: Case of DNA major groove excimer
EP2397464B1 (en) Synthesis of novel azo-dyes and their use in oligonucleotide synthesis
RU2506293C2 (en) Diad compounds containing azo groups and ferrocene nucleus in molecule, and use thereof as fluorescence extinguishers
Kölmel et al. Efficient synthesis of fluorescent alkynyl C-nucleosides via Sonogashira coupling for the preparation of DNA-based polyfluorophores
WO2005026390A1 (en) Dna detection method using molecular beacon with the use of monomer fluorescence/excimer fluorescence switching of fluorescent molecule
JP5319130B2 (en) Keiko solvatochromic dye and method of use thereof
Frade et al. Synthesis of fluorescent water-soluble functionalised benzo [a] phenoxazinium salts
EP1223226B1 (en) Novel fluorescent dye and method of measuring nucleic acid
Aparin et al. 1-Phenylethynylpyrene (PEPy) as a novel blue-emitting dye for qPCR assay
JP4929461B2 (en) High Fluorescence Quantum Yield Hydrophobic Fluorescent Probe, Biopolymer Detection Method Using It, and Interaction Detection Method between Biopolymers
Pietrzak et al. 5-Phenyl-1, 2, 3, 4-tetrahydronaphthalene derivatives: Synthesis, spectroscopic and electrochemical investigation
Bojinov et al. Novel polymerizable light emitting dyes–combination of a hindered amine with a 9-phenylxanthene fluorophore. Synthesis and photophysical investigations
Yakubovskyi et al. Boradipyrromethenecyanines of different electronic symmetry: A demonstration of the potential of BODIPY nucleus as end group in polymethine chromophoric system
Dembska et al. Effect of metal cations on the fluorescence lifetimes of pyrene-labeled G-quadruplex probes

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170920