WO2024181454A1 - 化合物及びこれを用いた標識生体物質 - Google Patents
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K7/00—Peptides having 5 to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
Definitions
- the present invention relates to compounds and labeled biological materials using the same.
- fluorescently labeled biological materials are often used, in which biomolecules (e.g. antibodies) that are capable of binding to the target substance to be detected are labeled with a fluorescent compound (fluorescent dye).
- a fluorescent compound fluorescent dye
- WB Western blotting
- WB Western blotting
- a fluorescent method for detecting the presence or absence or amount of the specific protein using a fluorescently labeled antibody that binds to the protein.
- bioimaging technology that analyzes the dynamics and functions of biomolecules, cells, tissues, etc. in a living body
- biofluorescence imaging which observes specific parts of a living body that have been visualized by fluorescent labeling, is used as one of the techniques for observing living bodies.
- organic fluorescent dye molecules are generally used, and usually, by using fluorescently labeled biological material with multiple fluorescent dye molecules bound thereto, brightness (fluorescence intensity) is increased.
- organic dyes that exhibit fluorescence such as cyanine dyes and rhodamine dyes, have aromatic chromophores with high planarity, and therefore are prone to interaction between dyes, and as a result, the fluorescence intensity is prone to decrease due to interactions such as self-association between dyes after labeling.
- fluorescent labeling rate: DOL fluorescence labeling rate
- the fluorescence intensity tends to decrease due to self-association, etc.
- dye compounds utilizing the FRET phenomenon are known.
- FRET Fluorescence Resonance Energy Transfer
- dye compounds utilizing the FRET phenomenon for example, as described in Non-Patent Document 1 and Patent Documents 1 to 3, compounds in which a phosphor part I (energy donor) excited by excitation light and another phosphor part II (energy acceptor) that receives energy from the phosphor part I and emits or quenches light are linked by a group containing a peptide such as polyproline are described.
- a dye used for fluorescent labeling a dye multimer having a plurality of fluorescent dyes in one molecule is known.
- the fluorescent dyes are likely to be associated with each other within and between molecules, and the fluorescence intensity is likely to decrease.
- the fluorescent dyes are more likely to be associated with each other, and the fluorescence intensity tends to decrease.
- the linking group linking the fluorescent part I and the fluorescent part II specifically described in the above Non-Patent Document 1 and Patent Documents 1 to 4 does not have a sufficient effect of suppressing the association of the fluorescent parts.
- An object of the present invention is to provide a compound that is excellent at inhibiting association in a solution state, and to provide a labeled biological substance obtained by binding this compound to a biological substance.
- the linking group is a group containing at least one of an alkynyl group, an aliphatic hydrocarbon ring, a heterocycle, and a carbonyl group.
- R 1 to R 3 and R 11 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an acyl group, -NR 8 R 9 , -OR 10 , an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(O-L) g R E or -(L-O) g R E.
- R 8 to R 10 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an acyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(OL) g R E or -(LO) g R E.
- L represents an alkylene group
- R E has the same meaning as R 8 to R 10 above, and g is an integer of 2 to 50, provided that R E is not -(OL) g R E or -(LO) g R E.
- n is an integer of 2 or more. * indicates a bond.
- R 4 and R 5 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an acyl group, an amino group, a hydroxy group, an alkoxy group, a sulfanyl group, an aryl group, or a heteroaryl group.
- R6 and R7 each represent a hydrogen atom, a hydroxy group, a sulfanyl group, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkoxy group, an amino group, an acyl group, a heteroaryl group, or Q.
- Q represents an anionic group, a cationic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(OL) g R E , -(LO) g R E , a substituent capable of binding to a biological substance, or a substituent capable of binding to a solid support.
- L 1 to L 7 each represent a single bond or a divalent linking group.
- M represents a fluorescent moiety, a biologically active substance moiety, a prodrug moiety, or a radioisotope-containing moiety.
- Y represents a structure represented by the above general formula (I).
- m is an integer of 1 or more.
- L, RE and g are defined as L, RE and g above. However, at least two of M represent the above phosphor moieties.
- At least one of X 4 to X 6 is >N-L 10 -M or >C(R 102 )-L 10 -M
- at least one of X 7 to X 9 is >N-L 11 -M or >C(R 102 )-L 11 -M.
- R 101 to R 103 that are not -L 10 -M or -L 11 -M each represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an acyl group, -NR 8 R 9 , -OR 10 , an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(O-L) g R E or -(L-O) g R E.
- L 10 and L 11 each represent a single bond or a divalent linking group.
- n1 is an integer of 2 or more
- q is an integer of 0 or 1.
- R 4 to R 11 , X 1 to X 3 , M, L, R E , g and m are the same as defined above.
- R 6A and R 7A represent a hydrogen atom, a hydroxy group, a sulfanyl group, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkoxy group, a heteroaryl group, an amino group, an acyl group, or Q, provided that at least one of R 6A and R 7A represents a carboxy group, a substituent capable of binding to a biological material, or a substituent capable of binding to a solid support.
- L 12 and L 13 each represent a single bond or a linking group.
- Each of na and nb is an integer of 0 or more, and each of r and v is an integer of 0 or 1.
- R 4 , R 5 , R 11 , L 10 , L 11 , X 1 to X 9 , M, Q, q, n1 and m are the same as defined above for R 4 , R 5 , R 11 , L 10 , L 11 , X 1 to X 9 , M, Q, q, n1 and m.
- the compounds of the present invention are excellent at inhibiting aggregation in a solution state. Furthermore, the labeled biological material of the present invention is obtained from a compound that is excellent at inhibiting aggregation in a solution state.
- substituents when there are a plurality of substituents, linking groups, or structural units, etc., represented by a specific code or formula (hereinafter referred to as substituents, etc.), or when a plurality of substituents, etc., are specified at the same time, unless otherwise specified, the respective substituents, etc. may be the same or different from each other. This also applies to the definition of the number of substituents, etc.
- substituents, etc. when a plurality of substituents, etc., are adjacent to each other (particularly, when adjacent), they may be linked to each other to form a ring, unless otherwise specified.
- rings such as alicyclic rings, aromatic rings, and heterocyclic rings, may be further condensed to form a condensed ring.
- the structure represented by the general formula (I) described below means that n structures represented by the general formula (i) below (n is an integer of 2 or more) are connected. In this case, the n structures represented by the general formula (i) may be the same or different from each other.
- X 1 to X 3 and R 11 in the general formula (i) below have the same meaning as X 1 to X 3 and R 11 in the general formula (I) described below.
- the structure grouped by ( ) m the structure grouped by ( ) n1 , the structure grouped by ( ) na , and the structure grouped by ( ) nb , and the m structures may be the same or different from each other, the n1 structures may be the same or different from each other, the na structures may be the same or different from each other, and the nb structures may be the same or different from each other.
- the indications of compounds and substituents are used to include not only the compounds themselves and the substituents themselves, but also their salts and ions.
- the term “carboxy group” is used to include a carboxylate ion or a salt group thereof
- the term “sulfo group” is used to include a sulfonate ion or a salt group thereof
- the term “phosphono group” is used to include a phosphonate ion or a salt group thereof.
- the monovalent or polyvalent cation in constituting the above salt structure is not particularly limited, and examples thereof include inorganic cations, organic cations, and the like, and specific examples thereof include cations of alkali metals such as Na + , Li + , and K + , cations of alkaline earth metals such as Mg 2+ , Ca 2+ , and Ba 2+ , organic ammonium cations such as trialkylammonium cations and tetraalkylammonium cations, and organic phosphonium cations such as quaternary phosphonium ions.
- alkali metals such as Na + , Li + , and K +
- alkaline earth metals such as Mg 2+ , Ca 2+ , and Ba 2+
- organic ammonium cations such as trialkylammonium cations and tetraalkylammonium cations
- organic phosphonium cations such as quaternary phosphonium
- the type of salt may be one type or two or more types may be mixed, the salt type and the free acid structure group may be mixed in the compound, and further, a compound of a salt structure and a compound of a free acid structure may be mixed.
- All of the compounds of the present invention are neutral compounds.
- a compound being neutral means that it is electrically neutral. Specifically, the charge of the compound as a whole is adjusted to be 0 by a group having a charge or a counter ion in the compound.
- the formal charge of the nitrogen atom to which R 42 is bonded is +1
- a dissociative group such as a sulfo group in the cyanine dye or in other structures in the compound of the present invention has an ionic structure such as a sulfonate ion in order to pair with this formal charge, so that the compound of the present invention is a compound with a charge of 0 as a whole.
- the positive charge of the compound is specifically shown as the structure of a specific nitrogen atom for convenience.
- the cyanine dye defined in the present invention has a conjugated system
- atoms other than the nitrogen atom may be capable of taking a positive charge
- any cyanine dye that can take the structure represented by each general formula as one of its chemical structures is included in the cyanine dyes represented by each general formula.
- negative charges it includes those in which a part of the structure has been changed, as long as the effect of the present invention is not impaired.
- compounds that are not specified as substituted or unsubstituted it means that any substituent may be present, as long as the effect of the present invention is not impaired.
- substituents for example, groups expressed as “alkyl group”, “methyl group”, “methyl”, etc.
- linking groups for example, groups expressed as “alkylene group”, “methylene group”, “methylene”, etc.
- substituents for example, groups expressed as "alkyl group”, “methyl group”, “methyl”, etc.
- linking groups for example, groups expressed as “alkylene group”, “methylene group”, “methylene”, etc.
- the preferred substituents in the present invention are those selected from the substituent group T described below.
- this carbon number means the total number of carbon atoms of the group unless otherwise specified in the present invention or this specification.
- this group further has a substituent it means the total number of carbon atoms including the substituent.
- a numerical range expressed using " ⁇ ” means a range that includes the numerical values written before and after " ⁇ " as the lower and upper limits.
- the compound of the present invention is a compound having two or more phosphor moieties, in which adjacent phosphor moieties are linked by a linking group having a molecular flexibility of 0.510 or less and a cLogP of 6.0 or less.
- the reason why the compound of the present invention has excellent aggregation inhibition in a solution state is not clear in detail, but is thought to be as follows.
- the compound of the present invention is a compound having two or more phosphor moieties, and has a structure in which adjacent phosphor moieties are linked by a linking group having both rigidity with a rigidity parameter Molecular Flexibility of 0.510 or less and hydrophilicity with a hydrophilic parameter cLogP of 6.0 or less.
- adjacent phosphor moieties are linked by a rigid linking group having a molecular flexibility of 0.510 or less, so that the mobility of the linking group is reduced and intramolecular dye association can be suppressed, and the linking group is a hydrophilic linking group having a cLogP of 6.0 or less, so that intermolecular interaction in the solution is reduced and intermolecular dye association can be suppressed.
- the compound of the present invention can sufficiently suppress quenching due to association, and it is considered that the labeled biological material obtained using the compound of the present invention will exhibit excellent fluorescence intensity.
- Non-Patent Document 1 has a MF of 0.555 and a cLogP of -3.14; a linking group having an MF of 0.551 and a cLogP of -1.82 in compound 25 of Patent Document 10; a linking group having an MF of 0.620 and a cLogP of -2.13 in the compound described in the second row of Table 5 of Patent Document 2; a linking group having an MF of 0.512 and a cLogP of -3.09 in compound 10 described on page 46 of Patent Document 3; and a linking group having an MF of 0.268 and a cLogP of 21.65 in the compound of Example 1 of Patent Document 4.
- MF molecular flexibility
- Non-Patent Document 1 and Patent Documents 1 to 3 all have an MF exceeding 0.510, and the linking group described in Patent Document 4 has a cLogP exceeding 6.0.
- the inhibition of inter- or intra-molecular association of the phosphor moieties is poor.
- 4 of JP-A-2004-508838 also describes a compound in which a fluorescent part I (energy donor) excited by excitation light and another fluorescent part II (energy acceptor) that receives energy from the fluorescent part I and emits or quenches light are linked by a proline linker.
- JP-T-2004-508838 neither describes nor suggests the technical significance of linking adjacent phosphor moieties via a linking group having a molecular flexibility of 0.510 or less and a cLogP of 6.0 or less, as specified in the present invention.
- the compound of the present invention is a compound having two or more phosphor moieties, in which adjacent phosphor moieties are linked by a linking group having a molecular flexibility of 0.510 or less and a cLogP of 6.0 or less.
- the compounds of the present invention may be classified as polymers or oligomers.
- the "compound in which adjacent phosphor moieties are linked by a linking group having a molecular flexibility of 0.510 or less and a cLogP of 6.0 or less” includes a form in which the phosphor moiety is bonded to the main chain of a linking group having a molecular flexibility of 0.510 or less and a cLogP of 6.0 or less, and a form in which the phosphor moiety is bonded to a side chain, and is preferably a compound in which the phosphor moiety is bonded to the side chain of a linking group having a molecular flexibility of 0.510 or less and a cLogP of 6.0 or less.
- the number of the phosphor moieties is 2 or more. There is no particular limit to the upper limit, and the number can be, for example, 30 or less, preferably 20 or less, more preferably 15 or less, even more preferably 10 or less, and particularly preferably 4 or less.
- the molecular flexibility is preferably 0.505 or less, more preferably 0.100 to 0.510, more preferably 0.100 or more and 0.505 or less, and further preferably 0.100 to 0.502.
- the cLogP is preferably 3.0 or less, and more preferably 1.5 or less, and more preferably in the range of -50.0 to 6.0, more preferably -40.0 to 3.0, and even more preferably -30.0 to 1.5.
- the rigidity parameter "Molecular Flexibility" and the hydrophilicity parameter "cLogP" are both values calculated using DataWarrior (available from https://openmolecules.org/datawarrior/) V5.5.0. The calculated value for "Molecular Flexibility" is rounded off to the fourth decimal place, and the calculated value for "cLogP” is rounded off to the first decimal place.
- the structures of the linking groups used in the calculation are determined as follows.
- the main chain of the compound is determined so that each phosphor portion is located on the side chain of the compound.
- this ring is considered to be a structure that constitutes the main chain of the compound.
- this pyrrolidine ring is considered to be a structure that constitutes the main chain of the compound.
- the phosphor moiety When the phosphor moiety is located at the end of the compound and no other side chains exist, the phosphor moiety is considered to be bonded to the end of the main chain (i.e., bonded to the main chain). 2) Determination of the main chain constituting the linking group Of the main chain of the compound determined above, the chain portion overlapping with the linking chain of two adjacent phosphor moieties is defined as "main chain 1 constituting the linking group.” Note that, when at least one of the ring-constituting atoms of a ring is included in the linking chain of two adjacent phosphor moieties, this ring is defined as a structure constituting the linking chain of the two adjacent phosphor moieties.
- a substituent selected from the following Substituent Group 1 is bonded to the end side of the main chain 1 that constitutes the linking group, and this reacts with a substituent present on the dye core structure (conjugated structure portion) side that contributes to the fluorescence to form the following [Bond formed by reaction of Substituent Group 1].
- a portion of the linking chain between two adjacent phosphor moieties that corresponds to the "main chain constituting the linking group" is determined.
- R represents a hydrogen atom, a group selected from an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, and X, or a group formed by combining two or more groups selected from these groups, a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, and a carbonyl group.
- R may be bonded to a part of the terminal side of the main chain 1 constituting the linking group indicated by * to form a ring.
- X represents a halogen atom. * represents a bonding site with the terminal side of the main chain 1 constituting the linking group.
- R is not particularly limited as long as the group in Substituent Group 1 can form a bond as a reactive group.
- Specific examples of the groups in Substituent Group 1 include the substituents capable of binding to a biological substance described below.
- the ring formed by R bonding to a part of the terminal side of the main chain 1 constituting the linking group indicated by * is, for example, a cyclooctyne ring.
- Dye indicates a structure including a fluorescent portion.
- R has the same meaning as R in [Substituent group 1] above. * indicates the bonding site with the terminal side of the main chain 1 that constitutes the linking group.
- the alkynyl group may be unsubstituted or may have a substituent.
- the aliphatic hydrocarbon ring includes cycloalkanes and cycloalkenes, and may be a single ring or a condensed ring. Examples of the aliphatic hydrocarbon ring include cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, and cycloheptane, and cyclohexane is preferred.
- the heterocycle may be any of the heterocycles in the heterocyclic group of the substituent group T described below.
- the heterocycle may be an aromatic heterocycle or an aliphatic heterocycle, preferably an aliphatic heterocycle, more preferably a 5-membered aliphatic heterocycle.
- Examples of the heterocycle include oxetane, thietane, azetidine, pyrrolidine, pyrazolidine, imidazolidine, tetrahydrothiophene, tetrahydrofuran, piperazine, tetrahydropyran, morpholine, ⁇ -lactam, and ⁇ -lactam, with pyrrolidine being preferred.
- the above-mentioned alkynyl groups, aliphatic hydrocarbon rings and heterocycles may be contained as divalent groups constituting the main chain of the linking group connecting the adjacent phosphor portions, or may be contained as monovalent or divalent groups constituting the side chain of the linking group.
- the above-mentioned alkynyl group, aliphatic hydrocarbon ring and heterocycle are preferably at least contained in the linking group linking the adjacent phosphor moieties as a divalent group constituting the main chain of the linking group.
- the linking group linking the adjacent phosphor moieties is structurally designed so that the molecular flexibility is 0.510 or less, the main chain can be adjusted in a direction to make it rigid (to reduce the molecular flexibility).
- the carbonyl group may be contained as a divalent group constituting the main chain of the linking group that links the adjacent phosphor portions, or may be contained as a divalent group constituting the side chain of the linking group. Furthermore, when the heterocycle and carbonyl group are contained in a linking group linking adjacent phosphor portions, the linking group can be adjusted to become hydrophilic (to reduce cLogP) when the structure of the linking group linking adjacent phosphor portions is designed so that the cLogP is 6.0 or less.
- the relationship between the light absorption properties of two or more phosphor moieties present in a compound is not particularly limited, and it is preferable that the compound is one in which at least two of the phosphor moieties are phosphor moieties whose light absorption properties are equivalent to each other.
- phosphor moieties having equivalent light absorption characteristics means that the difference in maximum absorption wavelength in the absorption spectrum of each phosphor moiety satisfies the relationship of being within 15 nm.
- the phosphor portions are phosphor portions having equivalent light absorption properties
- compounds that cause the FRET phenomenon are known as compounds having two fluorescent moieties in a compound.
- the difference in maximum absorption wavelength in the absorption spectrum between the fluorescent moiety I (energy donor) excited by excitation light and the other fluorescent moiety II (energy acceptor) that receives energy from the fluorescent moiety I and emits or quenches light usually exceeds 15 nm.
- the fluorescent intensity of the compound is low because energy is transferred to the fluorescent moiety II instead of the fluorescent moiety I emitting fluorescence. Therefore, when all the phosphor moieties contained in the compound satisfy the relationship that the difference between the maximum absorption wavelength on the lowest wavelength side and the maximum absorption wavelength on the highest wavelength side among the maximum absorption wavelengths in the absorption spectrum of each phosphor moiety is within 15 nm, the compound can exhibit a fluorescence intensity proportional to the number of phosphor moieties.
- the chemical structures of the phosphor parts having the above-mentioned equivalent light absorption characteristics are not particularly limited as long as the difference in the maximum absorption wavelength is satisfied, and preferably, the structures of the main skeletons of the phosphor parts are the same.
- the steric configuration and chain length of the substituents may be different, and when an anionic group or a cationic group is present, the counter ions may be different.
- the difference in the above-mentioned maximum absorption wavelength is preferably within 10 nm, more preferably within 5 nm.
- it is also preferable that at least two of the phosphor moieties are compounds having phosphor moieties which have unequal light absorption properties.
- the term "phosphor moieties having mutually unequal light absorption characteristics" means that the difference in maximum absorption wavelengths in the absorption spectra of the respective phosphor moieties exceeds 15 nm.
- the phosphor portions are phosphor portions having non-equivalent light absorption properties
- the chemical structures of the phosphor moieties having the above-mentioned non-equivalent light absorption characteristics are not particularly limited as long as they satisfy the above-mentioned difference in maximum absorption wavelength, and preferably have different main skeleton structures, that is, different types of phosphor moieties.
- the difference in maximum absorption wavelength is preferably more than 30 nm, and more preferably more than 50 nm.
- the absorption spectrum of the phosphor part is a spectrum measured by using a spectrophotometer to measure the phosphor alone constituting the phosphor part diluted with phosphate-buffered saline (PBS).
- the linking group linking adjacent phosphor moieties is more preferably a group containing a structure represented by the following general formula (I).
- the "compound in which adjacent phosphor moieties are linked by a group containing a structure represented by the following general formula (I)” is preferably a compound in which two structures having phosphor moieties as substituents are linked via a group containing a structure represented by the following general formula (I).
- the structure having the phosphor moiety as a substituent is not particularly limited.
- a combination of L 1 and L 2 , a combination of L 1 and L 3 , a combination of L 4 and L 5 , or a combination of L 4 and L 6 may form a 5-membered ring having carbon atoms, nitrogen atoms, and X 1 to X 3 as ring constituent atoms, as described in the structure represented by the following general formula (I), and this 5-membered ring may have a group containing a phosphor moiety as a substituent.
- a structure having a phosphor moiety as a substituent as long as adjacent phosphor moieties are linked via a group containing a structure represented by the following general formula (I), a 5-membered ring having carbon atoms, nitrogen atoms, and X 1 to X 3 as ring constituent atoms, as described in the structure represented by the following general formula (I), may have a group containing a phosphor moiety as a substituent. Examples of such compounds include compounds represented by the general formula (III) or (IV) described below.
- X 1 to X 3 represent —O—, —S—, >NR 1 or >CR 2 R 3 .
- R 1 to R 3 and R 11 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an acyl group, -NR 8 R 9 , -OR 10 , an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(O-L) g R E or -(L-O) g R E.
- R 8 to R 10 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an acyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(OL) g R E or -(LO) g R E.
- L represents an alkylene group
- R E has the same meaning as R 8 to R 10 above, and g is an integer of 2 to 50, provided that R E is not -(OL) g R E or -(LO) g R E.
- n is an integer of 2 or more. * indicates a bond.
- the structure represented by the above general formula (I) is preferably a structure represented by either of the following general formulas (IA) or (IB), taking into consideration stereoisomers, where X 1 to X 3 , R 11 and n in the following general formulas are synonymous with X 1 to X 3 , R 11 and n in the above general formula (I).
- X 1 to X 3 each represent -O-, -S-, >NR 1 or >CR 2 R 3
- R 1 to R 3 and R 11 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an acyl group, an aryl group, a heteroaryl group, -NR 8 R 9 , -OR 10 , an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(O-L) g R E or -(L-O) g R E.
- alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, acyl group, aryl group, heteroaryl group, anionic group, betaine residue, polyol residue, sugar residue, polyamino acid residue, -(O- L ) gR E and -(L-O) gR E which can be taken as R 1 to R 3 and R 11 have the same meaning as the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, acyl group, aryl group, heteroaryl group, anionic group, betaine residue, polyol residue, sugar residue, polyamino acid residue, -(O-L) gR E and -(L-O) gR E in the substituent group T described later, and the preferred ranges are also the same.
- the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, acyl group, aryl group and heteroaryl group which can be represented by R 1 to R 3 and R 11 may be unsubstituted or may have a substituent.
- substituents in the substituent group T described below include the substituents in the substituent group T described below, and preferred examples thereof include a halogen atom, an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(O-L) g R E or -(L-O) g R E.
- R 8 to R 10 represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an acyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(O-L) g R E or -(L-O) g R E.
- alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, acyl group, aryl group, heteroaryl group, anionic group, betaine residue, polyol residue, sugar residue, polyamino acid residue, -(O-L ) gR E and -(L-O) gR E which can be taken as R 8 to R 10 have the same meaning as the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, acyl group, aryl group, heteroaryl group, anionic group, betaine residue, polyol residue, sugar residue, polyamino acid residue, -(O-L) gR E and -(L-O) gR E in the substituent group T described later, and the preferred ranges are also the same.
- the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, acyl group, aryl group and heteroaryl group which can be taken as R 8 to R 10 may be unsubstituted or may have a substituent. Substituents that the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, acyl group, aryl group and heteroaryl group in R 8 to R 10 may have include the substituents in the substituent group T described later.
- a halogen atom, a carbamoyl group, an acylamino group, an alkoxy group preferably an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, an alkoxy group having -(O-L) g R E or -(L-O) g R E ), a heteroaryl group, an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(O-L) g R E or -(L-O) g R E are preferred, and a carbamoyl group, an acylamino group, an alkoxy group (preferably an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(O-L) g R E or -(L-O) g R E are preferred.
- -(OL) g R E or -(LO) g R E More preferred are -(OL) g R E or -(LO) g R E), a heteroaryl group, an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(OL) g R E or -(LO) g R E.
- R 1 is preferably a hydrogen atom, an alkyl group, -NR 8 R 9 , -OR 10 , an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(OL) g R E or -(LO) g R E.
- R 2 and R 3 are preferably a hydrogen atom, -NR 8 R 9 , -OR 10 , an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(O-L) g R E or -(L-O) g R E , and it is more preferable that R 2 is a hydrogen atom, -NR 8 R 9 , -OR 10 , an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(O-L) g R E or -(L-O) g R E and R 3 is a hydrogen atom.
- R 11 is preferably a hydrogen atom, an alkyl group, —NR 8 R 9 , —OR 10 or an anionic group, and more preferably a hydrogen atom.
- R 8 to R 10 are preferably a hydrogen atom, an alkyl group, or an acyl group.
- the alkyl group may be an alkyl group having at least one of an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(O-L) g R E , and -(L-O) g R E
- the acyl group may be an acyl group containing at least one of an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(O-L) g R E , and -(L-O) g R E.
- the acyl group containing at least one of the anionic group, betaine residue, polyol residue, sugar residue, polyamino acid residue, -(O-L) g R E , and -(L-O) g R E may be preferably an acyl group having at least one of an anionic group, betaine residue, polyol residue, sugar residue, polyamino acid residue, -(O-L) g R E , and -(L-O) g R E , or an acyl group substituted with an alkoxy group or heteroaryl group and having at least one of an anionic group, betaine residue, polyol residue, sugar residue, polyamino acid residue, -(O-L) g R E , and -(L-O) g R E.
- the alkyl group and the acyl group may have a substituent other than an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(OL) g R E and -(L-O) g R E , and examples of the substituents include those in the substituent group T described later.
- a carbamoyl group or an acylamino group is preferable.
- -(OL) g R E and -(L-O) g R E are included as divalent groups obtained by removing one hydrogen atom from a hydrogen atom or a substituent that can be taken as R E , and may further include an anionic group, a sulfo group, a phosphono group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, or a polyamino acid residue bonded thereto.
- Examples of a divalent group obtained by removing one hydrogen atom from a hydrogen atom or a substituent that can be taken as R E from -(O-L) g R E or -(L-O) g R E include -(O-L) g -, -(O-L) g -NHCO-, -(O-L) g -CONH-, -(O-L) g -CONHalkylene-, -(O-L) g -NHCOalkylene-, -(L-O) g -, -(L-O) g -NHCO-, -(L-O) g -CONH-, -(L-O) g -CONHalkylene- and -(L-O) g -NHCOalkylene-.
- at least one is preferably >CR 2 R 3 , and more preferably at least two are >CR 2 R 3 and the remaining
- the structure represented by the above general formula (I) contains a structure in which X 1 to X 3 are >CR 2 R 3.
- the structure represented by general formula (I) contains a structure in which X 1 to X 3 are >CR 2 R 3 " means that, among the n structures represented by the above general formula (i) in which X 1 to X 3 are linked, all of X 1 to X 3 in at least one structure represented by general formula (i) are >CR 2 R 3 .
- the proportion of the number of structures in which X 1 to X 3 are >CR 2 R 3 is preferably 30% or more, more preferably 60% or more, and even more preferably 80% or more. There is no particular limit to the upper limit, and it can be 100% or less. It is also preferable that all of the structures represented by general formula (I) are structures in which X 1 to X 3 are >CR 2 R 3 .
- At least one R 2 is preferably -NR 8 R 9 , -OR 10 , an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(O-L) g R E or -(L-O) g R E ; and when -NR 8 R 9 , -OR 10 , an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(O-L) g R E or -(L-O) g R E and at least one of R 8 to R 10 is an acyl group, an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino
- R 10 being a group containing at least one of an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(O-L) g R E , and -(L-O) g R E means that R 10 is an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(O-L) g R E or -(L-O) g R E , or is a group having at least one of an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(O-L) g R E , and -(L-O) g R E as a substituent.
- R8 and R9 is a group containing at least one of an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(OL) gRE , and -(LO) gRE .
- examples of the above-mentioned "group containing at least one of an acyl group, an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(O-L) g R E , and -(L-O) g R E " include the above-mentioned "alkyl group having at least one of an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(O-L) g R E , and -(L-O) g R E , and an acyl group containing at least one of an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(O-L) g R E , and -(L-O) g R E ".
- acyl groups anionic groups, betaine residues, polyol residues, sugar residues, polyamino acid residues, -(O-L) g R E , or -(L-O) g R E themselves are also preferred, with acyl groups being preferred.
- n is an integer of 2 or more.
- n is an integer of 2 or more, and therefore it is possible to impart rigidity to the structure represented by general formula (I) that is effective in suppressing the aggregation of the dye (phosphor moiety), and thus it is possible to suppress a decrease in fluorescence intensity.
- the lower limit of n is preferably an integer of 3 or more, more preferably an integer of 6 or more, even more preferably an integer of 9 or more, and particularly preferably an integer of 12 or more, from the viewpoint of further suppressing dye association.
- n is preferably an integer of 3 to 72, more preferably an integer of 6 to 36, even more preferably an integer of 9 to 24, and particularly preferably an integer of 12 to 18.
- the number of the phosphor parts is 3 or more, the number of phosphor parts (number of dyes) per molecule is larger than when the number of the phosphor parts is 2, so a certain amount of dye association can be tolerated, and an integer of 3 or more is preferable because the fluorescence intensity can be further improved.
- n is an integer of 6, a certain amount of association suppression effect is obtained but is insufficient, so n is more preferably an integer of 7 or more.
- the upper limit value of n is, for example, preferably an integer of 72 or less, more preferably an integer of 36 or less, and even more preferably an integer of 24 or less. That is, when the number of the phosphor parts is 3 or more, n is preferably an integer of 3 to 72, more preferably an integer of 7 to 36, and even more preferably an integer of 7 to 24.
- R 4 and R 5 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an acyl group, an amino group, a hydroxy group, an alkoxy group, a sulfanyl group, an aryl group, or a heteroaryl group.
- R6 and R7 each represent a hydrogen atom, a hydroxy group, a sulfanyl group, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkoxy group, an amino group, an acyl group, a heteroaryl group, or Q.
- Q represents an anionic group, a cationic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(OL) g R E , -(LO) g R E , a substituent capable of binding to a biological substance, or a substituent capable of binding to a solid support.
- L 1 to L 7 each represent a single bond or a divalent linking group.
- M represents a fluorescent moiety, a biologically active substance moiety, a prodrug moiety, or a radioisotope-containing moiety.
- Y represents a structure represented by the above general formula (I).
- m is an integer of 1 or more.
- L, RE and g are defined as L, RE and g above. However, at least two of M represent the above phosphor moieties.
- R4 and R5 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an acyl group, an amino group, a hydroxy group, an alkoxy group, a sulfanyl group, an aryl group, or a heteroaryl group.
- the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, acyl group, amino group, alkoxy group, aryl group and heteroaryl group which can be taken as R4 or R5 have the same meaning as the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, acyl group, amino group, alkoxy group, aryl group and heteroaryl group in the substituent group T described later, and the preferred ranges are also the same.
- the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, acyl group, amino group, alkoxy group, aryl group and heteroaryl group which can be taken as R4 or R5 may be unsubstituted or may have a substituent.
- R 4 and R 5 are often hydrogen atoms, but since the substituents in R 4 and R 5 do not significantly contribute to the excellent association inhibition effect of the compound of the present invention in a solution state, R 4 and R 5 may be other substituents (alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, acyl group, amino group, hydroxy group, alkoxy group, sulfanyl group, aryl group, or heteroaryl group) other than hydrogen atoms.
- R6 and R7 each represent a hydrogen atom, a hydroxy group, a sulfanyl group, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkoxy group, an amino group, an acyl group, a heteroaryl group, or Q.
- the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, acyl group and heteroaryl group which can be taken as R6 or R7 have the same meaning as the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, acyl group and heteroaryl group in the substituent group T described later, and the preferred ranges are also the same.
- the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, acyl group and heteroaryl group which can be taken as R6 or R7 may be unsubstituted or may have a substituent.
- Substituents which the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, acyl group and heteroaryl group in R6 or R7 may have include the substituents in the substituent group T described later.
- an alkyl group, an acyl group, an alkoxy group, an amino group or Q, or a substituent which is a combination of two or more of these is preferred, and an alkyl group, an acyl group, an alkoxy group, an amino group, -(O-L) g R E , -(L-O) g R E , a carboxy group, a substituent capable of binding to a biological substance or a substituent capable of binding to a solid support, or a substituent which is a combination of two or more of these substituents is more preferred.
- Q which can be taken as R6 or R7 represents an anionic group, a cationic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(OL) gR E , -(L-O) gR E , a substituent capable of binding to a biological substance, or a substituent capable of binding to a solid support.
- the anionic group, the cationic group, the betaine residue, the polyol residue, the sugar residue, the polyamino acid residue, -(O-L) g R E and -(L-O) g R E have the same meanings as the anionic group, the cationic group, the betaine residue, the polyol residue, the sugar residue, the polyamino acid residue, -(O-L) g R E and -(L-O) g R E in the substituent group T described later, and the preferred ranges are also the same.
- the description of the substituent capable of binding to a biological substance described below can be applied, and as the substituent capable of binding to a solid support, the description of the substituent capable of binding to a solid support described below can be applied.
- Q is preferably a carboxy group, a substituent capable of binding to a biological substance, or a substituent capable of binding to a solid support, and more preferably a substituent capable of binding to a biological substance or a substituent capable of binding to a solid support.
- R 6 include the substituent represented by -L 13 R 6A described below
- preferred examples of R 7 include the substituent represented by -L 12 R 7A described below.
- the description of the substituent represented by -L 13 R 6A refers to a substituent obtained by combining a group that can be taken as L 13 and a group that can be taken as R 6A .
- L 2 to L 5 and L 7 each represent a single bond or a divalent linking group, and are preferably a single bond or a linking group consisting of one or a combination of two or more of an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, an arylene group, a heteroarylene group, -O-, -S-, >C ⁇ O, >NR A , >S ⁇ O, >S( ⁇ O) 2 and >P( ⁇ O)OR B.
- R A and R B are synonymous with R A and R B described below and represent a hydrogen atom or a substituent.
- R A and R B are synonymous with R A and R B described below, and represent a hydrogen atom or a substituent.
- the alkylene group which can constitute L 1 to L 7 has the same meaning as the group in which one hydrogen atom has been removed from an alkyl group selected from the substituent group T described below, and the preferred examples are also the same.
- the alkenylene group which can constitute L 1 to L 7 has the same meaning as the group in which one hydrogen atom has been removed from an alkenyl group selected from the substituent group T described later, and the preferred examples are also the same.
- the alkynylene group which can constitute L 1 to L 7 has the same meaning as the group in which one hydrogen atom has been removed from an alkynyl group selected from the substituent group T described later, and the preferred examples are also the same.
- the arylene group which can constitute L 1 to L 7 has the same meaning as the group in which one hydrogen atom has been removed from an aryl group selected from the substituent group T described later, and the preferred examples are also the same.
- the heteroarylene group which can constitute L 1 to L 7 has the same meaning as the group in which one hydrogen atom has been removed from a heteroaryl group selected from the substituent group T described later, and the preferred examples are also the same.
- the alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, arylene group and heteroarylene group which can constitute L 1 to L 7 may be an unsubstituted group or a group having a substituent.
- the substituents which may be possessed by the alkylene groups, alkenylene groups, alkynylene groups, arylene groups and heteroarylene groups which may constitute L 1 to L 7 are not particularly limited and are preferably selected from the substituent group T described below, more preferably a halogen atom, an alkyl group, an acylamino group or a carbamoyl group.
- the substituents which may be possessed by the alkylene groups, alkenylene groups, alkynylene groups, arylene groups and heteroarylene groups which may constitute L 1 to L 7 may be further substituted with a substituent selected from the substituent group T described below, for example, an amino group is preferred.
- the number of substituents that may be possessed by the alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, arylene group, and heteroarylene group that may constitute L 1 to L 7 is not particularly limited as long as it can be adopted as a structure, and may be at least 1 or more.
- the upper limit is not particularly limited, and for example, all hydrogen atoms in the alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, arylene group, and heteroarylene group may be substituted with substituents.
- R A is preferably a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or an anionic group, more preferably a hydrogen atom or an alkyl group, and even more preferably a hydrogen atom.
- R B is preferably a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, or a heteroaryl group, more preferably a hydrogen atom or an alkyl group, and even more preferably a hydrogen atom.
- the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group and heteroaryl group which can be taken as R 1 A and R 1 B may be an unsubstituted group or a group having a substituent.
- the types of groups to be combined are not particularly limited as long as a suitable chemical structure is obtained, but for example, 2 to 6 types are preferable, and 2 to 4 types are more preferable.
- the number of groups to be combined is not particularly limited, and is preferably, for example, 2 to 10, more preferably 2 to 6, and even more preferably 2 to 4.
- L 3 , L 4 , L 7 L 3 , L 4 and L 7 are each preferably a single bond, >C ⁇ O, >NR A , an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, an arylene group or a heteroarylene group, or a combination of at least one of an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, an arylene group and a heteroarylene group with >C ⁇ O and >NR A , and more preferably a single bond, >C ⁇ O, >NR A , an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, an arylene group or a heteroarylene group, or a group connecting -C( ⁇ O)NR A - and >C ⁇ O, or -NR A C( ⁇ O)- and >NR A via at least one of an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, an arylene group and a heteroarylene group,
- L x is a single bond, or a group consisting of one or more of an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, an arylene group, and a heteroarylene group
- L x is a heteroarylene group, or a group consisting of a group consisting of one or more of an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, and an arylene group located on the * side, and a heteroarylene group located on the ** side.
- the shortest number of atoms in the linking chain (each of the linking chains including L2 and L5 ) linking M to the carbon atom to which L1 and L3 are bonded, or the carbon atom to which L4 and L6 are bonded, may be, for example, 1 to 60, and is preferably 1 to 40.
- M is a phosphor moiety
- the shortest number of atoms means the number of atoms constituting the shortest chain of the linking chains linking the conjugated structure portion for exhibiting fluorescence in the phosphor moiety M to the carbon atom to which L1 and L3 are bonded, or the carbon atom to which L4 and L6 are bonded.
- any part of the linking chain represented by "-linking group ZZZ-L 2 -" in the structure represented by the conjugated structure portion of M--linking group ZZZ-L 2 - described below, and any part of the linking chain represented by "-linking group ZZZ-L 5 -" in the structure represented by the conjugated structure portion of M--linking group ZZZ-L 5 - described below, have a structure represented by -(CH 2 -CH 2 -O) b - described below (b is also as described below).
- adjacent groups may be bonded to each other to form a ring.
- Examples of the combination of adjacent groups that may be bonded to each other to form a ring include the combination of L1 and L2 , the combination of L1 and L3 , the combination of L2 and R4 , the combination of L4 and L5 , the combination of L4 and L6 , or the combination of L5 and R5 .
- the ring which may be formed by bonding adjacent groups to each other may be either an aromatic ring or an aliphatic ring, or either a hydrocarbon ring or a hetero ring, and is preferably a 5- or 6-membered ring.
- the aliphatic ring is preferably a cyclopentane ring, a cyclohexane ring, or a 5-membered ring having a carbon atom, a nitrogen atom, and X 1 to X 3 as ring-constituting atoms as described in the structure represented by the above general formula (I), and more preferably a 5-membered ring having a carbon atom, a nitrogen atom, and X 1 to X 3 as ring-constituting atoms as described in the structure represented by the above general formula (I).
- the aromatic ring is preferably a benzene ring or a nitrogen-containing aromatic heterocycle, more preferably a benzene ring or a nitrogen-containing aromatic heterocycle whose ring constituent atoms are carbon atoms and nitrogen atoms, and further preferably a benzene ring or a pyridine ring.
- These rings may have a substituent, and the substituent that may be had is selected from the substituent group T without any particular limitation.
- the ring formed by the combination of L2 and R4 or the combination of L5 and R5 may be either the above-mentioned aliphatic ring or aromatic ring, and is preferably the above-mentioned aliphatic ring.
- the ring formed by the combination of L1 and L2 , the combination of L1 and L3 , the combination of L4 and L5 , or the combination of L4 and L6 may be any of the above-mentioned aliphatic rings and aromatic rings, and is preferably a 5-membered ring having a carbon atom, a nitrogen atom, and X1 to X3 as ring-constituting atoms, or a benzene ring, as described in the structure represented by the above-mentioned general formula (I).
- the following structure enclosed by the dashed line in general formula (II) is
- the structure may include the following structure.
- * indicates a linking portion.
- n is an integer of 1 or more. There is no particular upper limit, and for example, it can be an integer of 30 or less, preferably an integer of 20 or less, more preferably an integer of 15 or less, even more preferably an integer of 10 or less, and particularly preferably an integer of 3 or less. In other words, m can be an integer from 1 to 30, preferably an integer of 1 to 20, more preferably an integer of 1 to 15, and even more preferably an integer of 1 to 10.
- M represents a fluorescent moiety, a biologically active substance moiety, a prodrug moiety, or a radioisotope-containing moiety, provided that at least two of M represent fluorescent moieties.
- the phosphor part (hereinafter also referred to as phosphor part M) that can be taken as M can be used without any particular limitation as long as it is a structural part made of an organic compound that exhibits fluorescence.
- the phosphor part M may also be a structural part in which the structural part made of an organic compound that exhibits fluorescence further has a linking group.
- a linking group is not particularly limited, but may be, for example, the linking group ZZZ described below.
- a compound in which the phosphor part M is bonded to L2 or L5 by this linking group ZZZ is preferably exemplified.
- the fluorescent portion M include structural portions formed of at least one dye selected from the group consisting of xanthene dyes, rhodamine dyes, coumarin dyes, cyanine dyes, pyrene dyes, oxazine dyes, squarylium dyes, pyridyloxazole dyes, and pyrromethene dyes, and are preferred.
- xanthene dyes As the above-mentioned xanthene dyes, rhodamine dyes, coumarin dyes, cyanine dyes, pyrene dyes, oxazine dyes, squarylium dyes, pyridyloxazole dyes and pyrromethene dyes, dyes that are commonly known as these dyes can be used without any particular limitation.
- the phosphor portion M is preferably a structural portion made of a pyrromethene dye.
- pyrromethene dyes include dipyrromethene boron complexes.
- dipyrromethene boron complex a fluorescent compound represented by the general formula (1) or (4) described in WO 2019/230963 (dipyrromethene boron complex) and a compound represented by the general formula (1) described in WO 2021/100814 (dipyrromethene boron complex) can be used, and these descriptions can be incorporated by citation into this specification.
- the dye constituting the phosphor portion M is incorporated so as not to have any substituent group capable of binding to a biological substance.
- the phosphor portion M is preferably a structural portion made of a cyanine dye, and more preferably a structural portion made of a cyanine dye represented by the following general formula ( ⁇ ):
- R 1 to R 4 each represent an alkyl group or —(CH 2 —CH 2 —O) b —R 21 , where b is an integer of 1 to 50, and R 21 represents an alkyl group.
- R 11 to R 13 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylthio group, an arylthio group, an amino group or a halogen atom, and adjacent groups may be bonded to each other to form a 5- or 6-membered ring.
- R 22 to R 25 and R 32 to R 35 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, a sulfo group, a sulfamoyl group, a carboxy group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an acyloxy group, a carbamoyl group, an acylamino group, a nitro group, or a halogen atom.
- R 41 and R 42 each represent an alkyl group or -(CH 2 -CH 2 -O) b -R 21.
- R 21 and b have the same meanings as R 21 and b above.
- R 41 and R 42 may be bonded to each other to form a ring.
- a is an integer from 1 to 3.
- the compound of the present invention having a structural part consisting of a cyanine dye represented by general formula ( ⁇ ) as the phosphor part M can be used as a compound that shows excellent fluorescence intensity in fluorescent labels that use an excitation light source with any wavelength (for example, near 600 nm, 700 nm, 800 nm) in the wavelength region of approximately 500 to 800 nm corresponding to the absorption excitation wavelength of the compound.
- a cyanine dye represented by general formula ( ⁇ ) as the phosphor part M can be used as a compound that shows excellent fluorescence intensity in fluorescent labels that use an excitation light source with any wavelength (for example, near 600 nm, 700 nm, 800 nm) in the wavelength region of approximately 500 to 800 nm corresponding to the absorption excitation wavelength of the compound.
- multi-color WB multiple emission colors are detected within the range from the visible region to the near infrared region. Therefore, it is necessary to select the absorption waveforms and emission waveforms of multiple dyes so that they have an appropriate wavelength relationship so that they do not interfere with each other when the dyes are excited and emitted, causing crosstalk.
- the excitation light is adjusted so that only one dye emits light and the other dyes do not emit light. From this perspective, for example, two types of excitation light sources with wavelengths that are somewhat apart, around 700 nm and around 800 nm, are used for emission in the near infrared region of multi-color WB.
- Fluorescence detection by near-infrared light excitation can suppress the autofluorescence of the membrane, i.e., background fluorescence, compared to detection by visible light excitation, so that the signal-to-noise ratio (S/N ratio) can be easily increased and the target protein can be detected with high sensitivity. Therefore, in recent years, the need for fluorescence detection WBs that utilize emission in the near-infrared region has been increasing in the analysis and research of trace proteins. However, in the near infrared region, the fluorescence quantum yield of fluorescent dyes is generally low, making it difficult to obtain a high signal amount.
- R 1 to R 4 R 1 to R 4 each represent an alkyl group or —(CH 2 —CH 2 —O) b —R 21 .
- the alkyl group which can be taken as R 1 to R 4 has the same meaning as the alkyl group in the substituent group T described later.
- the unsubstituted alkyl group preferably has 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms, and even more preferably 1 or 2 carbon atoms.
- the number of carbon atoms in the alkyl group portion of the substituted alkyl group is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 8, still more preferably 2 to 6, and particularly preferably 2 to 5.
- the number of atoms constituting the longest chain of the substituted alkyl group is preferably 3 to 35, more preferably 3 to 25, still more preferably 3 to 15, and particularly preferably 3 to 11.
- the number of carbon atoms in the alkyl group portion of a substituted alkyl group means the number of carbon atoms excluding the substituent portion of the alkyl group.
- the "number of atoms constituting the longest chain of an alkyl group having a substituent” means the number of atoms including the substituent portion (i.e., the number of atoms obtained by subtracting the number of atoms in the molecular chain that does not constitute the longest chain from the total number of atoms).
- Examples of the substituent that the alkyl group which can be represented by R 1 to R 4 may have include an alkoxy group, a carboxy group, an alkoxycarbonyl group, an acyloxy group, a carbamoyl group, an acylamino group, a sulfo group, a phosphono group, -(CH 2 -CH 2 -O) b -R 21 , and groups consisting of combinations of these substituents.
- the alkyl group having a substituent that can be taken as R 1 to R 4 is not particularly limited as long as it is an alkyl group having the above-mentioned substituent.
- the alkyl group which can be taken as R 1 to R 4 is preferably an unsubstituted alkyl group.
- b means the average number of repetitions (also simply referred to as the number of repetitions), and is preferably 1 to 24, more preferably 1 to 12, even more preferably 1 to 10, particularly preferably 4 to 10, and most preferably 4 to 8. preferable.
- the average repeat number can be calculated from the average integral value by performing 1 H-NMR measurement on the compound.
- the average repeat number specified in the present invention is the average repeat number calculated by the above method to the first decimal place. This means the number obtained by rounding off.
- the alkyl group in R 21 may be any of the alkyl groups described above for R 1 to R 4 .
- -(CH 2 -CH 2 -O) b which may be taken as R 1 to R 4 -(CH 2 -CH 2 -O) b which may be possessed as a substituent by the alkyl group as R 21 and R 1 to R 4 As —R 21 , a —(CH 2 —CH 2 —O) b -unsubstituted alkyl group is preferable.
- At least one of R 1 to R 4 contains a structure represented by -(CH 2 -CH 2 -O) b -, and it is more preferable that at least one of R 1 and R 2 and at least one of R 3 and R 4 contain a structure represented by -(CH 2 -CH 2 -O) b -. It is further preferred that all of the phosphor moieties M in the compound of the present invention are structural moieties consisting of a cyanine dye represented by general formula ( ⁇ ), and that at least one of R 1 and R 2 and at least one of R 3 and R 4 contain a structure represented by -(CH 2 -CH 2 -O) b -.
- the structure represented by the above-mentioned --(CH 2 --CH 2 --O) b -- is preferably introduced by taking --(CH 2 --CH 2 --O) b --R 21 as R 1 to R 4 .
- the b in the above-mentioned —(CH 2 —CH 2 —O) b — has the same meaning as the b in the above-mentioned —(CH 2 —CH 2 —O) b —R 21 .
- R 11 to R 13 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylthio group, an arylthio group, an amino group, or a halogen atom. Adjacent groups are bonded to each other to form 5 or 6 It may form a membered ring.
- the alkyl group, alkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, arylthio group, amino group and halogen atom which can be taken as R 11 to R 13 are the alkyl group, alkoxy group, aryloxy group and alkylthio group in the substituent group T described later.
- the 5- or 6-membered ring formed by bonding adjacent groups to each other may be either aromatic or aliphatic, and is preferably aliphatic. Also, it is preferable to form a 6-membered ring.
- the number of the 5- or 6-membered rings in the compound is not particularly limited, but is preferably 1 or 2, and more preferably 1.
- R 11 to R 13 that do not form a ring structure are hydrogen atoms, and the ring structure has no substituent, but is not limited thereto. In the following description, the structure at the end of the wavy line is omitted.
- R 11 and R 13 carried by the carbon atom bonded to the indolenine ring are preferably a hydrogen atom.
- R 12 and other R 13 are preferably a hydrogen atom or an alkyl group.
- adjacent groups in R 12 to R 13 other than R 13 possessed by R 11 and the carbon atom bonded to the indolenine ring are preferably bonded to each other to form a 5- or 6-membered ring, more preferably a 6-membered ring.
- the above 5- or 6 - membered ring is formed at the center of the bond connecting the indoline ring and the indolenine ring.
- the ring formed at the center of the bond connecting the indoline ring and the indolenine ring means a ring containing carbon atoms having the same number of bonding atoms from the indoline ring and the indolenine ring as ring-constituting atoms.
- the phosphor moiety M becomes a monovalent structural moiety by removing one hydrogen atom from any one of R 1 to R 4 , R 11 to R 13 , R 22 to R 25 , R 32 to R 35 , R 41 or R 42 .
- a monovalent structural moiety is obtained by removing one hydrogen atom from a substituent which can be taken as R 1 to R 4 , R 11 to R 13 , R 22 to R 25 , R 32 to R 35 , R 41 or R 42
- a monovalent structural moiety is obtained by removing a hydrogen atom which can be taken as R 11 to R 13 , R 22 to R 25 or R 32 to R 35 , resulting in a monovalent structural moiety having a bond on the carbon atom to which R 11 to R 13 , R 22 to R 25 or R 32 to R 35 was bonded.
- the phosphor moiety M preferably becomes a monovalent structural moiety by removing one hydrogen atom from the ring formed by the bonding of the R 41 and R 42 , or by removing one hydrogen atom from a substituent that can be R 12 (preferably R 12 on a carbon atom having the same number of bonding atoms from the indoline ring and the indolenine ring).
- R 22 to R 25 and R 32 to R 35 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, a sulfo group, a sulfamoyl group, a carboxy group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an acyloxy group, a carbamoyl group, an acylamino group, a nitro group, or a halogen atom.
- Adjacent groups in R 22 to R 25 and R 32 to R 35 may be bonded to each other to form a condensed ring.
- the alkyl group , alkoxy group, aryl group, sulfo group, sulfamoyl group, carboxy group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, acyloxy group, carbamoyl group, acylamino group, nitro group and halogen atom which can be taken as R 22 to R 25 and R 32 to R 35 are respectively synonymous with the alkyl group, alkoxy group, aryl group, sulfo group, sulfamoyl group, carboxy group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, acyloxy group, carbamoyl group, acylamino group, nitro group and halogen atom in the substituent group T described later.
- the fused ring formed by adjacent groups among R 22 to R 25 and R 32 to R 35 bonding to each other is not particularly limited, and examples thereof include a naphthalene ring (a naphthalene ring formed together with the benzene ring to which R 22 to R 25 are bonded or the benzene ring to which R 32 to R 35 are bonded, by adjacent groups bonding to each other to form a benzene ring). From the viewpoint of suppressing association, it is preferable that adjacent groups among R 22 to R 25 and R 32 to R 35 are not bonded to each other and do not form a fused ring.
- At least one of R 22 to R 25 and at least one of R 32 to R 35 have a hydrophilic group, and it is more preferable that at least one hydrophilic group is present for each of the rings to which R 22 to R 25 are bonded and the rings to which R 32 to R 35 are bonded.
- the number of rings to which R 22 to R 25 are bonded is two, and the number of rings to which R 32 to R 35 are bonded is two, which means that it is more preferable that at least two of R 22 to R 25 and at least two of R 32 to R 35 have a hydrophilic group.
- the upper limit is not particularly limited as far as possible in terms of the structure, and can be appropriately adjusted according to the number of hydrophilic groups in the entire compound described later.
- the hydrophilic group is not particularly limited, but examples thereof include an alkoxy group, a carboxy group, a sulfo group, and a phosphono group each having a substituent, with a sulfo group being preferred.
- R 22 to R 25 and R 32 to R 35 are preferably a hydrogen atom, an alkyl group, a sulfo group, a nitro group or a halogen atom, more preferably a hydrogen atom, an alkyl group, a sulfo group or a halogen atom, and further preferably a hydrogen atom, an alkyl group or a sulfo group.
- R 41 and R 42 each represent an alkyl group or -(CH 2 -CH 2 -O) b -R 21.
- R 21 and b have the same meanings as R 21 and b above.
- substituents that the alkyl group in R 41 and R 42 may have include an alkoxy group, a carboxy group, an alkoxycarbonyl group, an acyloxy group, a carbamoyl group, an acylamino group, a sulfo group, and a phosphono group, as well as groups consisting of a combination of these substituents.
- the alkyl group which can be represented by R 41 and R 42 has the same meaning as the alkyl group in the substituent group T described below.
- the unsubstituted alkyl group preferably has 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms, and even more preferably 1 to 3 carbon atoms.
- the number of carbon atoms in the alkyl group portion of the substituted alkyl group is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 8, still more preferably 1 to 7, still more preferably 1 to 6, and still more preferably 1 to 5.
- the number of atoms constituting the longest chain of the substituted alkyl group is preferably 3 to 14, more preferably 3 to 12, and still more preferably 3 to 10.
- an alkyl group having a substituent that can be taken as R 41 and R 42 from the viewpoint of further improving water solubility, an alkyl group having at least one of an alkoxy group, a carboxy group, a sulfo group, and a phosphono group as a substituent is preferable, and an alkyl group having at least one of a carboxy group and a sulfo group as a substituent is more preferable.
- it may be an alkyl group having a substituent consisting of a combination of the above-mentioned preferred substituents (alkoxy group, carboxy group, sulfo group, and phosphono group) and a group other than these substituents.
- the above R 1 to R 4 may take the form of an alkyl group having a substituent.
- R 41 and R 42 For —(CH 2 —CH 2 —O) b —R 21 which can be adopted as R 41 and R 42 , the description of —(CH 2 —CH 2 —O) b —R 21 in R 1 to R 4 above can be preferably applied.
- R 41 and R 42 may be bonded to each other to form a ring.
- preferred examples of the structure in which R 41 and R 42 are bonded to each other to form a ring include cyanine dyes represented by the following general formula ( ⁇ ).
- L x and Ly each represent an alkylene group or —(CH 2 —CH 2 —O) b -alkylene-*.
- * represents the bonding position with U.
- the linking group U represents a divalent linking group having 1 to 100 atoms.
- R 1 to R 4 , R 11 to R 13 , R 22 to R 25 , R 32 to R 35 , b and a have the same meanings as R 1 to R 4 , R 11 to R 13 , R 22 to R 25 , R 32 to R 35 , b and a in general formula ( ⁇ ) above, and unless otherwise specified, the preferred ranges are also the same.
- At least one of R 1 to R 4 , L x , Ly and U contains a structure represented by -(CH 2 -CH 2 -O) b -, where b has the same meaning as b above. However, the cyanine dye represented by formula ( ⁇ ) is neutral.
- the alkylene group which can be taken as Lx and Ly corresponds to an alkylene group obtained by removing one hydrogen atom or one substituent from the alkyl group having a substituent which can be taken as R41 and R42 .
- the number of carbon atoms in the alkylene group moiety of the alkylene group which can be represented by Lx and Ly can be preferably the same as the number of carbon atoms in the alkyl group moiety of the alkyl group having a substituent in R41 and R42 .
- b is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 8, and the number of carbon atoms in the alkylene group portion can be preferably the same as the number of carbon atoms in the alkyl group portion of the alkyl group having a substituent in R 41 and R 42 .
- both L x and Ly contain a structure represented by —(CH 2 —CH 2 —O) b —.
- the total number of atoms constituting the linking group U is 1-100, preferably 10-90, more preferably 20-90, and even more preferably 30-80.
- the linking group U is preferably a divalent linking group formed by bonding together three or more groups selected from an alkylene group, -O-, -NR 50 -, -COO-, -CONR 50 - and -SO 2 NR 50 -, where R 50 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
- the alkylene moiety of the alkylene group which can be used as the linking group U preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, further preferably 1 to 7 carbon atoms, particularly preferably 1 to 6 carbon atoms, and most preferably 1 to 5 carbon atoms.
- the "number of carbon atoms in the alkylene moiety of the alkylene group” means the number of carbon atoms excluding any substituent moiety that the alkylene group has.
- R 50 is preferably a hydrogen atom.
- the number of the above alkylene groups, —O—, —NR 50 —, —COO—, —CONR 50 — and —SO 2 NR 50 — constituting the linking group U is preferably 3 to 11, more preferably 3 to 7, further preferably 3 to 5, and particularly preferably 3.
- the linking group U is preferably such that the linking portion between L x and L y is -O-, -NR 50 -, -COO-, -CONR 50 - or -SO 2 NR 50 -.
- the linking group U is preferably bonded to the alkylene groups of L x and L y via -O-, -NR 50 -, -COO-, -CONR 50 - or -SO 2 NR 50 - constituting the linking group U.
- the linking group U is more preferably such that the linking portion between L x and L y is -O-, -NR 50 -, -COO-, -CONR 50 - or -SO 2 NR 50 -, and the linking portions are each linked to a divalent linking group by an alkylene group.
- the linking group U preferably becomes a monovalent structural moiety, i.e., a phosphor moiety M, by removing one hydrogen atom.
- the site where one hydrogen atom is removed can be an alkylene group or an alkyl group as R50 , and an alkylene group is preferable.
- the linking group U when one hydrogen atom is removed from the alkylene group or the alkyl group represented by R50 , one hydrogen atom may be removed directly from the alkylene group or the alkyl group represented by R50 , or a linking group ZZZ may be bonded to the alkylene group or the alkyl group represented by R50 , and this linking group ZZZ may serve as a bond.
- R 60 and R 70 are a hydrogen atom or an alkyl group, preferably a hydrogen atom.
- R 60 or R 70 the description of the alkyl group in R 50 above can be preferably applied.
- p represents the number of repetitions, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 8, and even more preferably 1 to 4.
- (v) a a is an integer of 1 to 3, and preferably an integer of 2 or 3.
- At least one of R 1 to R 4 , R 41 and R 42 preferably contains a structure represented by -(CH 2 -CH 2 -O) b -, where b has the same meaning as b above.
- the cyanine dye represented by the above general formula ( ⁇ ) preferably has two or more hydrophilic groups per molecule, more preferably from 2 to 8, even more preferably from 2 to 6, and particularly preferably from 3 to 6.
- the hydrophilic group the above descriptions of the hydrophilic groups which can be taken by R 22 to R 25 and R 32 to R 35 can be applied.
- the position of the hydrophilic group is not particularly limited unless otherwise specified, and preferred examples of the group having the hydrophilic group include R 11 to R 13 , R 22 to R 25 , R 32 to R 35 , R 41 or R 42 .
- one hydrogen atom may be removed from any of the substituents to form a monovalent structural portion (phosphor portion M).
- one hydrogen atom is removed from the linking group U to form a monovalent structural portion, or that one hydrogen atom is removed from a substituent that can be R 12 (preferably R 12 on a carbon atom having the same number of bonding atoms from the indoline ring and the indolenine ring) to form a monovalent structural portion.
- R 12 preferably R 12 on a carbon atom having the same number of bonding atoms from the indoline ring and the indolenine ring
- the description of the substituents in the general formulae ( ⁇ ) and ( ⁇ ) refers to the substituents that apply only to the general formulae ( ⁇ ) and ( ⁇ ).
- a structural portion made of a commercially available fluorescent dye can be used without any particular restrictions.
- commercially available fluorescent dyes include Alexa Fluor 350, Alexa Fluor 405, Alexa Fluor 430, Alexa Fluor 488, Alexa Fluor 514, Alexa Fluor 532, all of which are product names manufactured by Thermo Fisher Scientific.
- activated fluorescent dyes such as
- the physiologically active substance portion that can be used as M can be any structural portion consisting of a physiologically active substance, without any particular limitation.
- physiologically active substances include vitamins, coenzymes, hormones, antibiotics, neurotransmitters, cytokines, and the like.
- the physiologically active substances described in paragraph [0095] of JP-A-2021-020956 include calicheamicin, doxorubicin, daunorubicin, mitomycin C, bleomycin, cyclocytidine, vincristine, vinblastine, methotrexate, cisplatin or a derivative thereof, auristatin or a derivative thereof, maytansine or a derivative thereof, taxol or a derivative thereof, camptothecin or a derivative thereof, and the descriptions in paragraphs [0095] to [0099] of JP-A-2021-020956 can be applied.
- the prodrug moiety that can be used as M can be any structural part consisting of a compound that is metabolized in vivo and converted into a physiologically active substance.
- the description in paragraph [0003] of JP 2020-105187 A prodrug form of 2-pyrrolinodoxorubicin
- the radioisotope-containing moiety that can be used as M can be any structural part containing a radioisotope that can be used in the medical field, without particular limitation. Examples of radioisotopes include, but are not limited to, iodine-131, indium-111, yttrium-90, lutetium-177, and copper-64.
- JP 2021-11483 A can be applied.
- structural parts containing radioisotopes include structural parts in which the radioisotope is bound or coordinated to an amino group or a nitrogen atom of a tertiary amine, a sulfanyl group, an aryl group, or a heteroaryl group.
- An example of a structural portion in which a nitrogen atom of a tertiary amine is coordinated to the radioisotope is a structural portion in which DOTA (1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid) or the like is coordinated to the radioisotope to form a complex
- an example of a structural portion in which a sulfanyl group is coordinated to the radioisotope is a structural portion made of a complex such as diacetylbis(N(4)-methylthiosemicarbazonane)copper(II).
- the compound represented by the above general formula (II) is preferably represented by the following general formula (III):
- X 4 to X 9 represent —O—, —S—, >NR 101 or >CR 102 R 103 .
- at least one of X 4 to X 6 is >N-L 10 -M or >C(R 102 )-L 10 -M
- at least one of X 7 to X 9 is >N-L 11 -M or >C(R 102 )-L 11 -M.
- R 101 to R 103 that are not -L 10 -M or -L 11 -M each represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an acyl group, -NR 8 R 9 , -OR 10 , an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(O-L) g R E or -(L-O) g R E.
- L 10 and L 11 each represent a single bond or a divalent linking group.
- n1 is an integer of 2 or more
- q is an integer of 0 or 1.
- R 4 to R 11 , X 1 to X 3 , M, L, R E , g and m have the same meanings as R 4 to R 11 , X 1 to X 3 , M, L, R E , g and m in the above-mentioned formula (II).
- X 1 to X 3 in the above general formula (I) can be applied to X 4 to X 6 , except that at least one of X 4 to X 6 is >N-L 10 -M or >C(R 102 )-L 10 -M.
- X 7 to X 9 the descriptions of X 1 to X 3 in the above general formula (I) can be applied, unless otherwise specified, except that at least one of X 7 to X 9 is >N-L 11 -M or >C(R 102 )-L 11 -M.
- R 101 is preferably an alkyl group
- R 102 and R 103 are preferably hydrogen atoms.
- at least one is >CR 102 R 103
- more preferably at least one is >CR 102 R 103 and the remaining one is -O-, -S- or >CR 102 R 103
- further preferably both are >CR 102 R 103 .
- At least one is >CR 102 R 103 , more preferably at least one is >CR 102 R 103 and the remaining one is -O-, -S- or >CR 102 R 103 , and further preferably both are >CR 102 R 103 .
- X 4 to X 6 as >N-L 10 -M or >C(R 102 )-L 10 -M, >C(R 102 )-L 10 -M is preferable, and >CH-L 10 -M is more preferable.
- X 7 to X 9 as >N-L 11 -M or >C(R 102 )-L 11 -M, >C(R 102 )-L 11 -M is preferable, and >CH-L 11 -M is more preferable.
- the group having -L 10 -M is not particularly limited, but is preferably X 5 .
- X 7 to X 9 the group having -L 11 -M is not particularly limited, but is preferably X 8 .
- the alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, arylene group, heteroarylene group, and >NR A which can constitute L10 and L11 can be the same as the alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, arylene group, heteroarylene group, and >NR A which can constitute L2 and L5 described above.
- L x1 is a single bond or a group consisting of one or a combination of two or more of an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, an arylene group and a heteroarylene group
- the shortest number of atoms in the linking chain (each of the linking chains including L10 and L11 ) linking M to any of X4 to X9 may be, for example, 1 to 60, and preferably 1 to 40.
- the shortest number of atoms means the number of atoms constituting the shortest chain among the linking chains linking the conjugated structure portion for exhibiting fluorescence in the phosphor moiety M to any of X4 to X9 .
- the conjugated structure portion of M--any part of the linking chain represented by "-linking group ZZZ-L 10 -" in the structure represented by the above linking group ZZZ-L 10 -, and the conjugated structure portion of M--any part of the linking chain represented by "-linking group ZZZ-L 11 -" in the structure represented by the above linking group ZZZ-L 11 -, have the structure represented by the above-mentioned -(CH 2 -CH 2 -O) b - (b is also as defined above).
- n1 is an integer of 2 or more.
- the linker main chain connecting the two phosphor moieties is rigid and dye association can be more suppressed than in the compound in which L1 and L2 , and L4 and L5 in the above general formula (II) are not bonded to each other to form a specific 5-membered ring, so that the lower limit of n1 is preferably an integer of 3 or more, more preferably an integer of 6 or more, still more preferably an integer of 9 or more, and particularly preferably an integer of 12 or more. This is true whether the number of the phosphor moieties is 2 or 2 or more.
- n1 is, for example, preferably an integer of 36 or less, more preferably an integer of 24 or less, and still more preferably an integer of 18 or less. That is, n1 is preferably an integer of 2 to 36, more preferably an integer of 3 to 36, still more preferably an integer of 6 to 24, particularly preferably an integer of 9 to 24, and among these, an integer of 12 to 18 is preferable.
- q is an integer of 0 or 1, with 0 being preferred.
- R 6A and R 7A represent a hydrogen atom, a hydroxy group, a sulfanyl group, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkoxy group, a heteroaryl group, an amino group, an acyl group, or Q, provided that at least one of R 6A and R 7A represents a carboxy group, a substituent capable of binding to a biological material, or a substituent capable of binding to a solid support.
- L 12 and L 13 each represent a single bond or a linking group.
- Each of na and nb is an integer of 0 or more
- each of r and v is an integer of 0 or 1.
- R 4 , R 5 , R 11 , L 10 , L 11 , X 1 to X 9 , M, Q, q, n1 and m are synonymous with R 4 , R 5 , R 11 , L 10 , L 11 , X 1 to X 9 , M, Q, q, n1 and m in the above general formula (III).
- R 6A or R 7A and L 12 or L 13 are determined so that R 6A or R 7A is an unsubstituted group and L 12 or L 13 is the longest group, respectively, provided that when the group represented by -L 13 R 6A or -L 12 R 7A has Q, the Q located at the most terminal side (the R 6A side in -L 13 R 6A , the R 7A side in -L 12 R 7A ) is determined so that R 6A or R 7A .
- R 6A and R 7A each represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a sulfanyl group, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkoxy group, a heteroaryl group, an amino group, an acyl group, or Q, provided that at least one of R 6A and R 7A represents a carboxyl group, a substituent capable of binding to a biological material, or a substituent capable of binding to a solid support.
- the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, alkoxy group, heteroaryl group, amino group and acyl group which can be taken as R 6A and R 7A have the same meaning as the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, alkoxy group, heteroaryl group, amino group and acyl group in the substituent group T described later, and the preferred ranges are also the same, however, all are unsubstituted groups.
- Q which can be adopted as R 6A and R 7A has the same meaning as Q described above, and the preferred range is also the same.
- R 6A is preferably an alkyl group, a sulfanyl group, an aryl group, a heteroaryl group or Q, more preferably an alkyl group or Q, and even more preferably an alkyl group, a carboxy group, a substituent capable of binding to a biological substance or a substituent capable of binding to a solid support.
- R 7A is preferably an alkyl group, a sulfanyl group, an aryl group, a heteroaryl group or Q, more preferably an alkyl group or Q, and even more preferably an alkyl group, a carboxy group, a substituent capable of binding to a biological substance or a substituent capable of binding to a solid support.
- L 12 and L 13 each represent a single bond or a linking group.
- R A represents a hydrogen atom or a substituent.
- alkylene group alkenylene group, alkynylene group, arylene group, heteroarylene group, and >NR A which can constitute L 12 and L 13
- the descriptions of the alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, arylene group, heteroarylene group, and >NR A which can constitute L 1 to L 7 described above can be preferably applied.
- the substituents which may be possessed by the alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, arylene group and heteroarylene group which may constitute L 12 and L 13 are not particularly limited and are preferably selected from the substituent group T described below, more preferably a halogen atom, an aryl group or an alkyl group.
- the substituents which may be possessed by the alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, arylene group and heteroarylene group which may constitute L 12 and L 13 may be further substituted with a substituent selected from the substituent group T described below, and for example, a carboxy group, a sulfo group, a phosphono group, a cationic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(O-L) g R E or -(L-O) g R E is preferable.
- the number of substituents that may be possessed by the alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, arylene group, and heteroarylene group that may constitute L12 and L13 is not particularly limited as long as it can be adopted as a structure, and may be at least 1 or more.
- the upper limit is not particularly limited, and for example, all hydrogen atoms in the alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, arylene group, and heteroarylene group may be substituted with substituents.
- n a is an integer of 0 or more (preferably an integer of 1 or more) and R 6A is a carboxy group, a substituent capable of binding to a biological substance, or a substituent capable of binding to a solid support, and/or (B) the sum of n b and v is an integer of 0 or more (preferably an integer of 1 or more) and R 7A is a carboxy group, a substituent capable of binding to a biological substance, or a substituent capable of binding to a solid support.
- the number of atoms linked by the shortest distance in L 13 is 7 or less
- the number of atoms linked by the shortest distance in L 12 is 7 or less.
- the "shortest number of linked atoms of L13" means, when na is an integer of 1 or more, the number of atoms constituting the shortest chain connecting N directly bonded to L13 and R6A among Ns shown in the structure grouped by ( ) na , and when na is 0, means the number of atoms constituting the shortest chain connecting N directly bonded to L13 and R6A among Ns shown in the structure grouped by ( ) m .
- the "shortest number of linked atoms of L12” means the number of atoms constituting the shortest chain connecting R7A and the atom to which L12 is bonded that is located to the left of L12 on the paper, similar to the "shortest number of linked atoms of L13 " above.
- L 12 is --NHC 2 H 4 -- and R 7A is --COOH, so that the shortest number of connecting atoms in L 12 is 3.
- R 6A and R 7A is a carboxy group, a substituent capable of binding to a biological substance, or a substituent capable of binding to a solid support.
- the shortest number of linked atoms in L 12 and the shortest number of linked atoms in L 13 are preferably 1-5, and more preferably 1-4.
- L 12 or L 13 is a group containing -(L-O) g -, and it is more preferable that L 12 is a group containing -(L-O) g -.
- na and nb are an integer of 0 or more.
- r and v is an integer of 0 or 1.
- R 6A is a carboxy group, a substituent capable of binding to a biological substance, or a substituent capable of binding to a solid support
- na is preferably an integer of 0 to 40, more preferably an integer of 0 to 20, and even more preferably an integer of 0 to 15.
- R 7A is a carboxy group, a substituent capable of binding to a biological substance, or a substituent capable of binding to a solid support
- the sum of nb and v is preferably an integer of 0 to 40, more preferably an integer of 0 to 20, and even more preferably an integer of 0 to 15.
- na is preferably an integer of 0 to 20, more preferably an integer of 0 to 10, and even more preferably an integer of 0 to 5.
- R 7A is not a carboxy group, a substituent capable of binding to a biological substance, or a substituent capable of binding to a solid support, the sum of nb and v is preferably an integer of 0 to 20, more preferably an integer of 0 to 10, and even more preferably an integer of 0 to 5.
- r is preferably 0 and v is preferably 0.
- the right side of the page is usually the C-terminal structure
- the left side of the page is usually the N-terminal structure.
- the compound of the present invention preferably contains at least one of the substituents represented by Q, which is a carboxy group, a substituent capable of binding to a biological substance, or a substituent capable of binding to a solid support.
- Q which is a carboxy group, a substituent capable of binding to a biological substance, or a substituent capable of binding to a solid support.
- the compound of the present invention can be bound to a biological substance via the carboxy group or a substituent capable of binding to a biological substance described below, to obtain a target labeled biological substance.
- the carboxy group can be easily induced to a substituent capable of binding to a biological substance by a conventional method.
- the compound of the present invention can be bound to a solid support such as a microparticle by a carboxy group or a substituent capable of binding to a solid support described below, to obtain the desired labeled microparticles.
- the microparticles are not particularly limited, but include small particles useful for binding to the compound of the present invention, including non-polymer beads such as glass beads and magnetic beads, and polymer beads.
- the microparticles include polystyrene beads.
- the small particles are not particularly limited as long as they are of a size commonly used in fluorescent labeling, but typically have an average particle size of 10 nm to 10 ⁇ m.
- the carboxy group can be easily induced to a substituent capable of binding to a solid support by a conventional method.
- the substituents capable of binding to a biological material and the substituents capable of binding to a solid support do not include carboxy groups
- the "substituents capable of binding to a biological material” include substituents derived from carboxy groups capable of binding to a biological material
- the "substituents capable of binding to a solid support” include substituents derived from carboxy groups capable of binding to a solid support.
- the carboxy group is located in a structure other than the structure represented by general formula (I) and the fluorescent body portion, and in the compound represented by general formula (II), it is preferable that the carboxy group is located in at least one of R6 and R7 .
- the number of the above-mentioned carboxy groups, substituents capable of binding to a biological substance, or substituents capable of binding to a solid support in the compound of the present invention may be at least one in total, and from the viewpoint of quantification of the substance to be detected, the number is preferably 1 to 3, more preferably 1 or 2, and even more preferably 1.
- the compound of the present invention has an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(O-L) g R E or -(L-O) g R E , which will be described later, at a position other than the phosphor moiety.
- the compound has one or more of these, more preferably 1 to 8 of these, and even more preferably 1 to 6 of these.
- the position of the anionic group, betaine residue, polyol residue, sugar residue, polyamino acid residue, -(O-L) g R E or -(L-O) g R E is not particularly limited unless otherwise specified, and preferred examples of the group having the anionic group, betaine residue, polyol residue, sugar residue, polyamino acid residue, -(O-L) g R E or -(L-O) g R E include X 1 to X 3 and R 11 in the compound represented by general formula (III).
- the sulfo group may have a salt structure due to dissociation of a hydrogen ion.
- examples of the monovalent cation and polyvalent cation that can be taken as X + include the above-mentioned alkali metal cations, alkaline earth metal cations, organic ammonium cations, and organic phosphonium cations.
- Dye represents a phosphor moiety.
- the compounds of the present invention can be bound to biological substances such as proteins (including peptides), amino acids, nucleic acids, nucleotides, sugar chains, and lipids via at least one substituent capable of binding to a biological substance possessed by the compounds, and can be used as labeled biological substances.
- the substituent capable of binding to a biological material can be used without any particular limitation as long as it is a group that acts (including attachment) or binds to a biological material, and examples thereof include the substituents described in WO 2002/026891, etc.
- electrophilic groups and nucleophilic groups described in Table 2 of WO 2002/026891, and the reactive groups Rx described in WO 2002/026891, page 18, line 16 to page 19, line 13 can be applied to the present invention.
- reactive groups Rx described in WO 2002/026891, page 18, line 16 to page 19, line 13 can be applied to the present invention.
- Specific examples of the "substituent capable of binding to a biological substance” include the following structures.
- X represents a halogen atom such as an iodine atom or a bromine atom.
- * represents a bond.
- peptide structures polyamino acid structures
- long-chain alkyl groups, etc. can also be used as the "substituent capable of binding to a biological substance".
- preferred examples include an NHS ester structure (N-hydroxysuccinimide ester structure), a succinimide structure, a maleimide structure, an azide group, an acetylene group, a peptide structure (a polyamino acid structure), a long-chain alkyl group (preferably having 12 to 30 carbon atoms), and a quaternary ammonium group.
- the present invention is not limited to these compounds.
- groups that have a dissociable hydrogen atom such as a carboxy group and a sulfo group
- the hydrogen atom may dissociate to form a salt structure.
- the compound of the present invention can be bound to a solid support such as the above-mentioned microparticles via at least one substituent of the compound capable of binding to a solid support, and can be used as a solid support reagent.
- the substituent capable of binding to a solid support can be used without any particular limitation as long as it is a group that acts (including attachment) or binds to a solid support, and preferred examples thereof include the substituents exemplified above as the substituent capable of binding to a biological substance, etc.
- preferred examples include an NHS ester structure (N-hydroxysuccinimide ester), a succinimide structure, and a maleimide structure.
- the present invention is not limited to these compounds.
- groups that have a dissociable hydrogen atom such as a carboxy group and a sulfo group
- the hydrogen atom may dissociate to form a salt structure.
- the compound of the present invention can be synthesized by a conventional method. For example, it can be synthesized based on peptide synthesis such as solid-phase peptide synthesis, and a method using an automatic peptide synthesizer described in International Publication No. 2018/174078 can also be preferably applied.
- the fluorescent body part, the physiologically active substance part, the prodrug part, and the radioisotope-containing part can also be synthesized based on a conventional method and introduced into the compound of the present invention.
- Compounds having a substituent capable of binding to a biological substance can also be synthesized by a conventional method, for example, Bioconjugate Techniques (Third Edition, by Greg T. Hermanson).
- the labeled biological material of the present invention is a material in which the compound of the present invention is bound to a biological material.
- the compound of the present invention has fluorescence due to the fluorescent part and shows an excellent aggregation suppression effect in a solution state, so it can be preferably used as a labeled biological material.
- the bond between the compound of the present invention and the biological material may be in the form of a direct bond between the compound of the present invention and the biological material, or may be in the form of a bond between the compound of the present invention and the biological material via a linking group.
- Preferred examples of the biological material include proteins (including peptides), amino acids, nucleic acids, nucleotides, sugar chains, and lipids.
- Preferred examples of the protein include antibodies, and preferred examples of the lipid include phospholipids, fatty acids, and sterols, with phospholipids being more preferred.
- the clinically pathologically useful materials are not particularly limited, but include, for example, immunoglobulins such as Ig (Immunoglobulin) G, IgM, IgE, IgA, and IgD, complement, C-reactive protein (CRP), ferritin, plasma proteins such as ⁇ 1 microglobulin and ⁇ 2 microglobulin and antibodies thereto, ⁇ -fetoprotein, carcinoembryonic antigen (CEA), prostatic acid phosphatase (PAP), CA (carbohydrate tumor markers such as CA-19-9, CA-125, and antibodies thereof; hormones such as luteinizing hormone (LH), follicle-stimulating hormone (FSH), human chorionic gonadotropin (hCG), estrogen, insulin, and antibodies thereof; substances related to viral infections such as hepatitis B virus (HBV)-related antigens (HBs, HBe, HBc), human immunodeficiency virus (HIV), adult T-cell leukemia
- bacteria such as Corynebacterium diphtheriae, Clostridium botulinum, Mycoplasma, Treponema pallidum, and antibodies thereof; protozoa such as Toxoplasma, Trichomonas, Leishmania, Trypanosoma, Plasmodium, and antibodies thereof; ES cells (embryonic stem cells) such as ELM3, HM1, KH2, v6.5, v17.2, v26.2 (derived from mice 129, 129/SV, C57BL/6, BALB/c) and antibodies thereof; antiepileptic drugs such as phenytoin, phenobarbital, and the like; cardiovascular drugs such as quinidine, digoxin, and the like; antiasthmatic drugs such as theophylline, and antibiotics such as chloramphenicol, gentamicin, and the like; other enzymes; and exotoxins (such as styrelidin O) and antibodies thereof.
- antibody fragments such as Fab'2, Fab
- binding can be performed in the form described in, for example, Lucas C. D. de Rezende and Flavio da Silva Emery,. A Review of the Synthetic Strategies for the Development of BODIPY Dyes for Conjugation with Proteins, Orbital: The Electronic Journal of Chemistry, 2013, Vol 5, No. 1, pp. 62-83.
- the method described in the same document can be appropriately referred to.
- the labeled biological substance of the present invention obtained from a compound having a substituent capable of binding to a biological substance and a biological substance that binds to the compound through interaction includes compounds and products in which the parts other than the substituent capable of binding to a biological substance are replaced with the compounds of the present invention in the description of the compound examples and products in paragraph 0038 of JP2019-172826A.
- the present invention is not limited to these labeled biological substances, etc.
- the labeled biological material of the present invention may be in the form of a solution dissolved in an aqueous medium such as physiological saline or phosphate buffer, or in the form of a solid such as a fine particle powder or a freeze-dried powder, without any particular limitation, and the form may be appropriately selected depending on the purpose of use, etc.
- an aqueous medium such as physiological saline or phosphate buffer
- a solid such as a fine particle powder or a freeze-dried powder
- the labeled biological material of the present invention obtained from the compound of the present invention can exhibit excellent fluorescence intensity due to the excellent aggregation suppression effect of the compound of the present invention in a solution state, and it is considered that the fluorescence emitted from the labeled biological material excited by light irradiation can be stably detected. Therefore, the labeled biological material of the present invention can be applied to various techniques using fluorescent labels, and can be suitably used, for example, as a fluorescent labeling reagent in multicolor WB or dot blotting or a biological fluorescent imaging reagent.
- Fluorescence detection using the labeled biological material of the present invention generally comprises the following steps (i) to (iii) or (iv) to (vii): Fluorescence detection comprising steps (i) to (iii) corresponds to a direct method using a primary antibody fluorescently labeled with the compound of the present invention, and fluorescence detection comprising steps (iv) to (vii) corresponds to an indirect method using a secondary antibody fluorescently labeled with the compound of the present invention.
- a sample containing a target biological material hereinafter also referred to as a "target biological material”
- a labeled biological material of the present invention in which a biological material capable of binding to the target biological material in (a) (hereinafter also referred to as a "primary biological material”) is bound to a compound of the present invention (hereinafter also referred to as a "labeled biological material A of the present invention”).
- conjugate b preparing a conjugate in which the target biological material in (c) is bound to the primary biological material in (d) above;
- conjugate B2 preparing a conjugate in which the primary biological material in the conjugate b is bound to the secondary biological material in the labeled biological material B of the present invention; and
- the above-mentioned biological substances capable of binding to the target biological substance (primary biological substances) and the biological substances capable of binding to the primary biological substances (secondary biological substances) include the biological substances in the labeled biological substances of the present invention. They can be appropriately selected according to the target biological substance (biological substance in the specimen) or the primary biological substance, and a biological substance capable of specifically binding to the biological substance in the specimen or the primary biological substance can be selected.
- proteins include so-called disease markers.
- Disease markers are not particularly limited, but include, for example, ⁇ -fetoprotein (AFP), PIVKA-II (protein induced by vitamin K absorption or antagonist II), BCA (breast carcinoma-associated antigen) 225, basic fetoprotein (BFP), CA (carbohydrate antigen) 15-3, CA19-9, CA72-4, CA125, CA130, CA602, CA54/61 (CA546), carcinoembryonic antigen (CEA), DUPAN-2, elastase 1, immunosuppressive acidic protein (IAP), NCC-ST-439, gamma-seminoprotein (gamma-Sm), prostate-specific antigen (PSA), prostatic acid phosphatase (PAP), neuron-specific enolase (NSE), Iba1, amyloid beta, tau, flotillin, squamous cell carcinoma-associated antigen (SCC antigen), sialyl LeX-
- AFP
- the target biological material may be bacteria, including, but not limited to, bacteria that are the subject of cellular microbiological testing, such as E. coli, Salmonella, Legionella, and bacteria that cause public health problems.
- the target biological material may be a viral antigen
- viral antigens include, but are not limited to, hepatitis virus antigens such as hepatitis C and B virus antigens, p24 protein antigens of HIV virus, pp65 protein antigens of CMV (cytomegalovirus), and E6 and E7 protein antigens of HPV (human papillomavirus).
- the sample containing the target biological material is not particularly limited and can be prepared according to a conventional method.
- the labeled biological substance of the present invention is also not particularly limited and can be prepared by binding a biological substance capable of binding to a target biological substance to the compound of the present invention in a conventional manner. The form of binding and the reaction for forming the bond are as explained for the labeled biological substance of the present invention.
- the target biological material and the primary biological material may be directly bonded to each other, or may be bonded to each other via another biological material different from the target biological material and the primary biological material.
- the primary biological material in the conjugate b and the secondary biological material in the labeled biological material B of the present invention may be directly bonded to each other, or may be bonded to each other via another biological material different from the primary biological material and the secondary biological material.
- the labeled biological material of the present invention can be used as a fluorescently labeled antibody in either the direct method or the indirect method, but is preferably used as a fluorescently labeled antibody in the indirect method.
- the binding between the labeled biological substance of the present invention and the target biological substance is not particularly limited and can be carried out according to a conventional method.
- the wavelength for exciting the labeled biological material of the present invention is not particularly limited as long as it is light of a wavelength capable of exciting the labeled biological material of the present invention. In general, 300 to 1000 nm is preferred, and 400 to 800 nm is more preferred.
- the fluorescence excitation light source used in the present invention is not particularly limited as long as it emits light of a wavelength capable of exciting the labeled biological material of the present invention, and for example, various laser light sources can be used.
- various optical filters can be used to obtain a preferred excitation wavelength or to detect only the fluorescence.
- a blot membrane is prepared by a method commonly used for the target biological material (protein separation by electrophoresis, blotting to a membrane, blocking of the membrane), and the labeled biological material of the present invention is used as a labeled antibody (preferably a secondary antibody), allowing the target biological material to be detected with excellent fluorescence intensity.
- a blot nitrocellulose membrane or a blot PVDF (polyvinylidene fluoride) membrane is prepared by a method commonly used for the target biological material, and the labeled biological material of the present invention is used as a labeled antibody (preferably a secondary antibody), allowing the target biological material to be detected with excellent fluorescence intensity.
- a labeled antibody preferably a secondary antibody
- substituent group T-- preferred examples of the substituent include those selected from the following substituent group T.
- substituent group T when a substituent is merely described, the description of the corresponding substituent in the substituent group T can be referred to and applied.
- substituent group T when only an "alkyl group” is described, the description of the "alkyl group” in the substituent group T can be referred to and applied. This also applies to other substituents other than the "alkyl group”.
- substituents selected from the following substituent group T examples of the substituent that a certain substituent such as an "alkyl group” may have include substituents selected from the following substituent group T.
- the alkyl group is described in distinction from the cyclic (cyclo) alkyl group, the alkyl group is used to include linear alkyl groups and branched alkyl groups.
- the alkyl group is used to include linear alkyl groups, branched alkyl groups, and cycloalkyl groups.
- groups alkoxy groups, alkylthio groups, alkenyloxy groups, etc.
- groups that can have a cyclic structure alkyl groups, alkenyl groups, alkynyl groups, etc.
- compounds that contain groups that can have a cyclic structure.
- the lower limit of the number of atoms of the group that forms the cyclic skeleton is 3 or more, and preferably 5 or more, regardless of the lower limit of the number of atoms specifically described below for groups that can have this structure.
- substituent group T a group having a linear or branched structure and a group having a cyclic structure are sometimes described separately, for example, an alkyl group and a cycloalkyl group, in order to clarify the difference.
- the groups contained in the substituent group T include the following groups.
- An alkyl group preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably having 1 to 20 carbon atoms, even more preferably having 1 to 12 carbon atoms, even more preferably having 1 to 8 carbon atoms, even more preferably having 1 to 6 carbon atoms, and particularly preferably having 1 to 3 carbon atoms
- an alkenyl group preferably having 2 to 30 carbon atoms, more preferably having 2 to 20 carbon atoms, even more preferably having 2 to 12 carbon atoms, even more preferably having 2 to 6 carbon atoms, and even more preferably having 2 to 4 carbon atoms
- an alkynyl group preferably having 2 to 30 carbon atoms, more preferably having 2 to 20 carbon atoms, and even more preferably having 1 to 3 carbon atoms.
- the aryl group has 6 to 40 carbon atoms, more preferably 6 to 30 carbon atoms, even more preferably 6 to 26 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 10 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably 3 to 20 carbon atoms), a cycloalkenyl group (preferably 5 to 20 carbon atoms), an aryl group (which may be a monocyclic group or a condensed ring group (preferably a condensed ring group of 2 to 6 rings). If the condensed ring group, it is composed of a 5- to 7-membered ring, etc.
- the aryl group preferably has 6 to 40 carbon atoms, more preferably 6 to 30 carbon atoms, even more preferably 6 to 26 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 10 carbon atoms), a heterocyclic group (a It has at least one nitrogen atom, oxygen atom, sulfur atom, phosphorus atom, silicon atom or selenium atom as a constituent atom, and may be a monocyclic group or a condensed ring group (preferably a condensed ring group of 2 to 6 rings). In the case of a monocyclic group, the number of ring members is preferably 5 to 7, more preferably 5 or 6. The number of carbon atoms in the heterocyclic group is preferably 2 to 40, more preferably 2 to 20.
- Heterocyclic groups include aromatic heterocyclic groups (heteroaryl groups) and aliphatic heterocyclic groups (aliphatic heterocyclic groups). ), alkoxy group (preferably having 1 to 20 carbon atoms, more preferably having 1 to 12 carbon atoms), alkenyloxy group (preferably having 2 to 20 carbon atoms, more preferably having 2 to 12 carbon atoms), alkynyloxy group (preferably having 2 to 20 carbon atoms, more preferably having 2 to 12 carbon atoms), cycloalkyloxy group (preferably having 3 to 20 carbon atoms), aryloxy group (preferably having 6 to 40 carbon atoms, more preferably having 6 to 26 carbon atoms, even more preferably having 6 to 14 carbon atoms), heterocyclic oxy group (preferably having 2 to 20 carbon atoms), polyalkyleneoxy group,
- Alkoxycarbonyl group (preferably having 2 to 20 carbon atoms), cycloalkoxycarbonyl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms), aryloxycarbonyl group (preferably having 6 to 20 carbon atoms), amino group (preferably having 0 to 20 carbon atoms, unsubstituted amino group (-NH 2 ), (mono- or di-) alkylamino group, (mono- or di-) alkenylamino group, (mono- or di-) alkynylamino group, (mono- or di-) cycloalkylamino group, (mono- or di-) cycloalkenylamino group, (mono- or di-) arylamino group, (mono- or di-) heterocyclic amino group.
- Acylamino group (preferably 1 to 20 carbon atoms), sulfonamido group (preferably 0 to 20 carbon atoms, preferably an alkyl, cycloalkyl or aryl sulfonamido group), alkylthio group (preferably 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms), cycloalkylthio group (preferably 3 to 20 carbon atoms), arylthio group (preferably 6 to 40 carbon atoms, more preferably 6 to 26 carbon atoms, even more preferably 6 to 14 carbon atoms), heterocyclic thio group (preferably 2 to 20 carbon atoms), alkyl, cycloalkyl or arylsulfonyl group (preferably 1 to 20 carbon atoms),
- Silyl group (preferably a silyl group having 1 to 30 carbon atoms, more preferably a silyl group having 1 to 20 carbon atoms and substituted with an alkyl, aryl, alkoxy or aryloxy), silyloxy group (preferably a silyloxy group having 1 to 20 carbon atoms and substituted with an alkyl, aryl, alkoxy or aryloxy), hydroxy group, cyano group, nitro group, halogen atom (e.g., fluorine atom, chlorine atom, bromine atom or iodine atom), oxygen atom (specifically, >CH 2 constituting the ring is replaced with >C ⁇ O), carboxy group (—CO 2 H), phosphono group [—PO(OH) 2 ], phosphonooxy group [—O—PO(OH) 2 ], sulfo group (—SO 3 H), boronic acid group [—B(OH) 2 ], aniono group (also called a cationic group,
- the anionic group may be any group having an anion.
- examples of such anionic group include a carboxy group, a phosphono group (phosphonic acid group, -PO(OH) 2 ), a phosphonooxy group (phosphate group, -OPO(OH) 2 ), and a sulfo group, with the phosphono group, phosphonooxy group, and sulfo group being preferred, and the phosphonooxy group and sulfo group being more preferred.
- the anionic group may have an ionic structure in which a hydrogen ion is dissociated, or may have a salt structure.
- the monovalent or polyvalent cation may be the same as that described above for the salt structure.
- the cationic group may be a group having a cation. Examples of such cationic groups include a group having a quaternary ammonium ion (ammonio group) and a group having a quaternary phosphonium ion (phosphonio group), and the like, and the group having a quaternary ammonium ion is preferred.
- the substituent of N + in the group having a quaternary ammonium ion and the substituent of P + in the group having a quaternary phosphonium ion are preferably alkyl groups and aryl groups, and it is more preferred that all the substituents of N + and P + are alkyl groups.
- the cationic group may have a salt structure in addition to an ionic structure.
- examples of the monovalent or polyvalent anion include halide ions such as F ⁇ and Cl ⁇ , and monovalent or polyvalent organic anions such as BF 4 ⁇ , PF 6 ⁇ , and bis(trifluoromethylsulfonyl)imide ion.
- the betaine residue means a group obtained by removing one hydrogen atom from a compound having a betaine structure.
- the compound having a betaine structure may be any compound containing an anionic group and a cationic group in the same molecule, and is preferably a compound containing at least one anionic group selected from a carboxy group, a phosphono group, a phosphonooxy group, and a sulfo group, and at least one cationic group selected from an ammonio group and a phosphonio group in the same molecule.
- a group obtained by removing one hydrogen atom from a compound that does not contain an anionic group and a cationic group in the same molecule does not correspond to a betaine residue, and is classified as the above-mentioned anionic group having a salt structure or cationic group having a salt structure.
- the polyol residue means a group obtained by removing one hydrogen atom from a polyol compound having two or more hydroxyl groups in the molecule, and does not correspond to either a sugar residue or a polyalkyleneoxy group described below.
- the polyol residue may be a chain-like group or a group having a cyclic structure, and an example of the polyol residue is a cyclodextrin residue.
- the sugar residue means a group obtained by removing one hydrogen atom from a sugar compound.
- the sugar compound may be any of monosaccharides, polysaccharides in which two or more sugars are bound, sugar alcohols, and chemically modified sugars in which epichlorohydrin or the like is copolymerized with a sugar.
- polyol residues that correspond to sugar residues are classified as sugar residues.
- sugar residues include glucose, sucrose, maltose, lactose, trehalose, ribitol, sorbitol, mannitol, maltitol, lactitol, xylitol, fructose, 1-kestose, nystose trihydrate, fucose, dulcitol, galactooligosaccharide, 4'-galactosyllactose, isomaltooligosaccharide, lactulose, palatinite, palatinose monohydrate, raffinose pentahydrate, arabinose, dihydroxyacetone dimer, galactose, glyceraldehyde dimer, mannose, ribose, xylose, lactose,
- sugar compounds include those obtained by removing one hydrogen atom from a sugar compound such as rufructoside, erythritol, dulcoside A, isosteviol, rebaudioside
- the polyamino acid residue means a group obtained by removing one hydrogen atom from an amino acid compound or a polyamino acid compound formed by binding two or more amino acids.
- the polyamino acid residue is a group that is adjusted and used so as to be neutral (the sum of the charges is 0) when the compound of the present invention and the labeled biological substance are used.
- the polyalkyleneoxy group may be a group represented by -(OL) g R E or -(LO) g R E.
- those which correspond to a polyalkyleneoxy group are classified as a polyalkyleneoxy group.
- the above L represents an alkylene group obtained by removing one hydrogen atom from the alkyl group in the above substituent group T, and the number of carbon atoms is preferably 2 to 4, more preferably 2 or 3, and still more preferably 2, and the number of carbon atoms contained in the shortest chain connecting two carbon atoms which are bonds of the alkylene group is preferably 0 to 2, more preferably 0 or 1, and still more preferably 0. That is, L is most preferably an ethylene group.
- the above g means the average number of repetitions (also simply referred to as the number of repetitions), and is preferably from 2 to 50, more preferably from 12 to 50, and even more preferably from 24 to 50.
- R E has the same meaning as R 8 to R 10 described above, and represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an acyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an anionic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, or a polyamino acid residue, and is preferably a hydrogen atom or an alkyl group.
- the alkyl group that can be taken as R E can be preferably the same as described for the alkyl group in the above substituent group T, and among them, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is preferable.
- the alkyl group that can be taken as R E may have a substituent.
- the substituent group "anionic group, betaine residue, polyol residue, sugar residue, polyamino acid residue, -(O-L) gR E , -(L-O) gR E " is described as all or a part of options for a specific substituent, unless otherwise specified, the substituent group "anionic group, betaine residue, polyol residue, sugar residue, polyamino acid residue, -(O-L)gR E , - (L-O) gR E " in the options for the specific substituent is preferably replaced with the substituent group "anionic group, polyol residue, sugar residue, polyamino acid residue, -(O-L) gR E , -(L-O) gR E ", and the substituent group "phosphono group, phosphonooxy group, sulfo group, polyol residue, sugar residue, polyamino acid residue, -(O-L) gR E , -(L-O)
- Examples of groups formed by combining a plurality of substituents selected from the substituent group T include the above- mentioned alkyl groups, alkenyl groups, alkynyl groups, cycloalkyl groups, cycloalkenyl groups, aryl groups, heterocyclic groups, alkoxy groups, alkenyloxy groups, alkynyloxy groups , cycloalkyloxy groups, aryloxy groups, heterocyclic oxy groups, alkoxycarbonyl groups, cycloalkoxycarbonyl groups, aryloxycarbonyl groups , amino groups, sulfamoyl groups, acyl groups, acyloxy groups, carbamoyl groups, acylamino groups, sulfonamide groups, alkylthio groups, cycloalkylthio groups, arylthio groups, heterocyclic thio groups, alkyl, cycloalkyl or arylsulfonyl groups having -(O-L) g R
- the substituent selected from the substituent group T is more preferably an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a heterocyclic group, an alkoxy group, a cycloalkoxy group, an aryloxy group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, a cycloalkoxycarbonyl group, an amino group, an acylamino group, a carbamoyl group, a cyano group, a halogen atom, an anionic group, a cationic group, a betaine residue, a polyol residue, a sugar residue, a polyamino acid residue, -(O-L) g R E or -(L-O) g R E , and particularly preferably an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a heterocyclic group, an alkoxy group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, an amino
- the substituents selected from the substituent group T include, in addition to groups formed by combining multiple substituents selected from the above-mentioned substituent group T, groups formed by combining multiple of the above groups, unless otherwise specified.
- groups formed by combining multiple of the above groups unless otherwise specified.
- the compound or the substituent contains an alkyl group, an alkenyl group, etc., these may be substituted or unsubstituted.
- an aryl group, a heterocyclic group, etc. are contained, they may be monocyclic or condensed, and may be substituted or unsubstituted.
- room temperature means 25°C.
- the sulfo group may contain a salt structure (for example, potassium salt, sodium salt, TEA (triethylammonium) salt, or DIPEA (N,N-diisopropylethylammonium) salt).
- a salt structure for example, potassium salt, sodium salt, TEA (triethylammonium) salt, or DIPEA (N,N-diisopropylethylammonium) salt.
- the structure used in calculating the molecular flexibility of the linking group linking adjacent phosphor moieties in each compound is shown below as the “calculated structure (Molecular Flexibility)" and the structure used in calculating cLogP is shown below as the “calculated structure (cLogP)”.
- the fluorescent intensities of the phosphor portions in the compounds (1) and (2) and the comparative compound (1) (comparative compound (3)) alone are comparable to those of the comparative compound (2). It is considered that the differences in the structures of the phosphor portions do not significantly contribute to the evaluation results of the fluorescent intensities of the compounds described below.
- Comparative compound (2) is compound (4) described in the examples of JP-A-2022-131357.
- Comparative compound (3) is compound (M2-13) in the synthesis example of compound (M2-1) described below.
- %v/v means percent by volume
- %w/v means percent by mass
- the carrier used in reverse phase column chromatography was SNAP Ultra C18 (trade name, manufactured by Biotage) or Sfar C18 (trade name, manufactured by Biotage), and the carrier used in normal phase column chromatography was Hi-Flash Column (trade name, manufactured by Yamazen).
- the mixing ratio of the eluent used in reverse phase column chromatography or normal phase column chromatography is a volume ratio.
- MS spectra were measured using an ACQUITY SQD LC/MS System (trade name, manufactured by Waters, ionization method: ESI (ElectroSpray Ionization)) or an LCMS-2010EV (trade name, manufactured by Shimadzu Corporation, ionization method: simultaneous ESI and APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization)).
- ACQUITY SQD LC/MS System trade name, manufactured by Waters, ionization method: ESI (ElectroSpray Ionization)
- LCMS-2010EV trade name, manufactured by Shimadzu Corporation, ionization method: simultaneous ESI and APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization)
- the synthesis apparatus was set with Rink Amide-ChemMatrix (registered trademark, manufactured by Biotage), an N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) solution of Fmoc amino acid (0.5 mol/L), an NMP solution of cyano-hydroxyimino-acetic acid ethyl ester (1.0 mol/L) and diisopropylethylamine (0.1 mol/L), an NMP solution of diisopropylcarbodiimide (1.0 mol/L), an NMP solution of piperidine (20% v/v), and an NMP solution of acetic anhydride (20% v/v), and synthesis was performed according to the manual.
- One cycle consisted of Fmoc deprotection (20 minutes), washing with NMP, condensation of Fmoc amino acid (1 hour), and washing with NMP.
- the peptide chain was extended by repeating this cycle.
- N-(9-fluorenylmethoxycarbonyl)-L-proline (Fmoc-Pro-OH)
- (2S,4S)-(tert-butoxycarbonyl)-4-amino-1-((9H-fluoren-9-ylmethoxy)carbonyl)-pyrrolidine-2-carboxylic acid (Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S)) were elongated, and elongation using N-(9-fluorenylmethoxycarbonyl)-L-proline (Fmoc-Pro-OH) was repeated three cycles.
- N-(9-fluorenylmethoxycarbonyl)-L-proline (Fmoc-Pro-OH)
- (2S,4S)-(tert-butoxycarbonyl)-4-amino-1-((9H-fluoren-9-ylmethoxy)carbonyl)-pyrrolidine-2-carboxylic acid (Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S)) were elongated, and elongation using N-(9-fluorenylmethoxycarbonyl)-L-proline (Fmoc-Pro-OH) was repeated three cycles.
- Example 1 A solution of each of the dyes prepared above in PBS(-) (trade name, manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was prepared so that the absorbance at a wavelength showing ⁇ max (maximum molar extinction coefficient) around 785 nm, as measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer (trade name: UV-2550, manufactured by Shimadzu Corporation), was in the range of 0.1 to 1.5.
- the absorbance of each dye solution prepared was measured in the wavelength range of 250 to 900 nm using an ultraviolet-visible spectrophotometer (product name: UV-2550, manufactured by Shimadzu Corporation).
- the normalized absorbance at 716 nm was calculated when the absorbance at the wavelength showing ⁇ max near 785 nm was normalized to 1.
- the normalized absorbance at 716 nm of the comparative compound (3) was set as the reference value (1.0), and the ratio to this reference value (normalized absorbance at 716 nm of the dye/normalized absorbance at 716 nm of the comparative compound (3) as the reference) was calculated and evaluated based on the following evaluation criteria.
- Table 1 the "normalized absorbance at 716 nm” is referred to as "716 nm normalized absorbance”.
- the comparative compound (3) which is a dye monomer, has a wavelength showing ⁇ max at about 785 nm, and has a weak absorption due to dye association as a shoulder peak around 716 nm.
- the degree of self-association can be evaluated by comparing the ratio of normalized absorbance at 716 nm between each multimeric dye when the absorbance at the wavelength showing ⁇ max around 785 nm is normalized to 1. The smaller the ratio of normalized absorbance to the reference value, the less self-association occurs.
- - Evaluation criteria for normalized absorbance at 716 nm - A The ratio of normalized absorbance to the reference value is 1.00 to less than 1.03.
- B The ratio of normalized absorbance to the reference value is 1.03 to less than 1.06.
- C The ratio of normalized absorbance to the reference value is 1.06 to less than 1.09.
- D The ratio of normalized absorbance to the reference value is 1.09 to less than 1.12.
- E The ratio of normalized absorbance to the reference value is 1.12 to less than 1.15.
- F The ratio of normalized absorbance to the reference value is 1.15 to less than 1.18.
- Comparative compound (1) is not a compound as defined in the present invention in that the molecular flexibility of the linking group linking two phosphor moieties made of a cyanine dye (comparative compound (3)) is 0.529 and the linking group is not linked by the linking group as defined in the present invention.
- the normalized absorbance at 716 nm of the solution of this comparative compound (1) is 1.06 times or more and less than 1.09 times the normalized absorbance at 716 nm of the solution of comparative compound (3), which is a dye monomer, and self-association due to dye multimerization has occurred.
- comparative compound (2) is not a compound as defined in the present invention in that the cLogP of the linking group linking two phosphor moieties made of a cyanine dye (cyanine dye having the same conjugated structure as comparative compound (3)) is 6.3 and the linking group is not linked by the linking group as defined in the present invention.
- the normalized absorbance at 716 nm of the solution of comparative compound (2) was 1.15 to less than 1.18 times the normalized absorbance at 716 nm of the solution of comparative compound (3), which is a dye monomer, indicating that self-association occurred due to dye multimerization.
- compounds (1) and (2) are compounds defined in the present invention, in which each linking group linking three phosphor moieties made of a cyanine dye (comparative compound (3)) has a molecular flexibility of 0.510 or less and a cLogP of 6.0 or less.
- the normalized absorbance at 716 nm of solutions of these compounds (1) and (2) was 1.00 times or more and less than 1.03 times the normalized absorbance at 716 nm of a solution of comparative compound (3), which is a dye monomer.
- the degree of self-association of a dye multimer increases as the number of dye structures (phosphor moieties) in the compound increases, but although the compounds (1) and (2) of the present invention have three phosphor moieties in the compound, the ratio of normalized absorbance at 716 nm is smaller than that of the comparative compound (1) having two phosphor moieties in the compound, and it is found that an excellent self-association suppression effect is obtained and a decrease in absorbance at a wavelength showing ⁇ max in the vicinity of 785 nm (association quenching) is effectively suppressed.
- the cLogP of the compounds (1) and (2) of the present invention and the comparative compound (1) are between -4.13 and 0.70, and in the comparison of molecular flexibility, the comparison is made in a state where the hydrophilicity is sufficiently close to that of the comparative compound (1), so that the difference in hydrophilicity does not have an effect.
- the compound of the present invention has two or more phosphor moieties, and adjacent phosphor moieties are linked by a linking group having a molecular flexibility of 0.510 or less and a cLogP of 6.0 or less, so that the self-association and association quenching of the compound of the present invention in a solution state can be effectively suppressed.
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Abstract
蛍光体部を2つ以上有する化合物であって、互いに隣り合う各蛍光体部が、Molecular Flexibilityが0.510以下であり、かつcLogPが6.0以下である連結基により連結された化合物、これを用いた標識生体物質。
Description
本発明は、化合物及びこれを用いた標識生体物質に関する。
様々な刺激(病気、環境変化など)に対する生体内の変化を観察するために、目的の検出対象物質に対して結合性の生体分子(抗体等)を蛍光性化合物(蛍光色素)で標識した蛍光標識生体物質が多用されている。
例えば、タンパク質混合物から特定のタンパク質を検出するウエスタンブロッティング(以下、WBとも略す。)でも、上記特定のタンパク質の有無ないし存在量を、このタンパク質に対して結合性の蛍光標識抗体を用いて検出する蛍光法が利用されている。
また、生体中の生体分子、細胞及び組織等の動態及び機能等を解析するバイオイメージング技術においては、蛍光標識により可視化した生体の特定の部位を観察する生体蛍光イメージングが、生体観察の技術の一つとして利用されている。
例えば、タンパク質混合物から特定のタンパク質を検出するウエスタンブロッティング(以下、WBとも略す。)でも、上記特定のタンパク質の有無ないし存在量を、このタンパク質に対して結合性の蛍光標識抗体を用いて検出する蛍光法が利用されている。
また、生体中の生体分子、細胞及び組織等の動態及び機能等を解析するバイオイメージング技術においては、蛍光標識により可視化した生体の特定の部位を観察する生体蛍光イメージングが、生体観察の技術の一つとして利用されている。
上記蛍光標識では、一般的には有機蛍光色素分子が用いられ、通常、複数の蛍光色素分子を結合させた蛍光標識生体物質を用いることにより、輝度(蛍光強度)を高めている。しかし、シアニン色素、ローダミン色素等の蛍光性を示す有機色素の大部分は、高い平面性を有する芳香族発色団を有するため、色素間での相互作用を生じやすく、その結果、標識後の色素間における自己会合等の相互作用による蛍光強度の低下が生じやすい。また、生体分子1分子あたりの蛍光色素の分子数(蛍光標識率:DOL)が増加するにつれて、自己会合等によって蛍光強度がより低下する傾向にある。
一方、蛍光標識とは異なる分野では、FRET(Fluorescence Resonance Energy Transfer)現象を利用する色素化合物が知られている。このようなFRET現象を利用する色素化合物としては、例えば、非特許文献1及び特許文献1~3に記載されるように、励起光で励起される蛍光体部I(エネルギー供与体)と、蛍光体部Iからエネルギーを受け取り発光又は消光する他の蛍光体部II(エネルギー受容体)とを、ポリプロリン等のペプチドを含む基により連結した化合物が記載されている。また、特許文献4に記載されるように、励起光で励起される蛍光体部I(エネルギー供与体)と、蛍光体部Iからエネルギーを受け取り発光又は消光する他の蛍光体部II(エネルギー受容体)とを、フルオレンリンカーにより連結した化合物が記載されている。
一方、蛍光標識とは異なる分野では、FRET(Fluorescence Resonance Energy Transfer)現象を利用する色素化合物が知られている。このようなFRET現象を利用する色素化合物としては、例えば、非特許文献1及び特許文献1~3に記載されるように、励起光で励起される蛍光体部I(エネルギー供与体)と、蛍光体部Iからエネルギーを受け取り発光又は消光する他の蛍光体部II(エネルギー受容体)とを、ポリプロリン等のペプチドを含む基により連結した化合物が記載されている。また、特許文献4に記載されるように、励起光で励起される蛍光体部I(エネルギー供与体)と、蛍光体部Iからエネルギーを受け取り発光又は消光する他の蛍光体部II(エネルギー受容体)とを、フルオレンリンカーにより連結した化合物が記載されている。
Nisha Geng, "Synthesis of Polyproline Spacers between NIR Dye Pairs for FRET to Enhance Photoacoustic Imaging", Theses, RIT Scholar Works, July 2017
蛍光標識に用いられる色素としては、複数の蛍光色素を1分子中に有する色素多量体が知られている。色素多量体においても、分子内及び分子間での蛍光色素の会合が生じやすく、蛍光強度の低下が生じやすく、色素多量体1分子中に存在する蛍光色素の個数が増加するにつれて、蛍光色素の会合がより生じやすく、蛍光強度がより低下する傾向にある。本発明者らの検討の結果、上記の非特許文献1及び特許文献1~4に具体的に記載される蛍光体部Iと蛍光体部IIとを連結する連結基では、蛍光体部の会合抑制効果が十分ではないことが分かってきた。
本発明は、溶液状態における会合抑制に優れた化合物を提供することを課題とする。また本発明は、この化合物と生体物質とを結合してなる標識生体物質を提供することを課題とする。
本発明は、溶液状態における会合抑制に優れた化合物を提供することを課題とする。また本発明は、この化合物と生体物質とを結合してなる標識生体物質を提供することを課題とする。
すなわち、本発明の上記課題は、下記の手段によって解決された。
〔1〕
蛍光体部を2つ以上有する化合物であって、互いに隣り合う各蛍光体部が、Molecular Flexibilityが0.510以下であり、かつcLogPが6.0以下である連結基により連結された化合物。
〔2〕
上記連結基が、アルキニル基、脂肪族炭化水素環、ヘテロ環及びカルボニル基のうち少なくとも1種を含む基である、〔1〕に記載の化合物。
〔3〕
上記連結基が、下記一般式(I)で表される構造を含む基である、〔1〕又は〔2〕に記載の化合物。
式中、X1~X3は、-O-、-S-、>NR1又は>CR2R3を示す。
R1~R3及びR11は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アシル基、-NR8R9、-OR10、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREを示す。
R8~R10は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基、ヘテロアリール基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREを示す。
Lはアルキレン基を示し、REは上記のR8~R10と同義であり、gは2~50である。ただし、REが-(O-L)gRE又は-(L-O)gREであることはない。
nは2以上の整数である。
*は結合手を示す。
〔4〕
上記nが3以上の整数である、〔3〕に記載の化合物。
〔5〕
下記一般式(II)で表される、〔3〕又は〔4〕に記載の化合物。
式中、R4及びR5は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、スルファニル基、アリール基又はヘテロアリール基を示す。
R6及びR7は、水素原子、ヒドロキシ基、スルファニル基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アシル基、ヘテロアリール基又はQを示す。
Qは、アニオン性基、カチオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE、-(L-O)gRE、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基を示す。
L1~L7は、単結合又は2価の連結基を示す。
Mは蛍光体部、生理活性物質部、プロドラッグ部又は放射性同位体含有部を示す。
Yは上記一般式(I)で表される構造を示す。
mは1以上の整数である。
L、RE及びgは上記のL、RE及びgと同義である。
ただし、Mの少なくとも2つは上記の蛍光体部を示す。
〔6〕
下記一般式(III)で表される、〔5〕に記載の化合物。
式中、X4~X9は、-O-、-S-、>NR101又は>CR102R103を示す。
ただし、X4~X6のうちの少なくとも1つは>N-L10-M又は>C(R102)-L10-Mであり、X7~X9のうちの少なくとも1つは>N-L11-M又は>C(R102)-L11-Mである。
-L10-M及び-L11-MのいずれでもないR101~R103は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アシル基、-NR8R9、-OR10、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREを示す。
L10及びL11は、単結合又は2価の連結基を示す。
n1は2以上の整数であり、qは0又は1の整数である。
R4~R11、X1~X3、M、L、RE、g及びmは上記のR4~R11、X1~X3、M、L、RE、g及びmと同義である。
〔7〕
下記一般式(IV)で表される、〔6〕に記載の化合物。
式中、R6A及びR7Aは、水素原子、ヒドロキシ基、スルファニル基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、ヘテロアリール基、アミノ基、アシル基又はQを示す。ただし、R6A及びR7Aの少なくとも1つはカルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基を示す。
L12及びL13は、単結合又は連結基を示す。
na及びnbは0以上の整数であり、r及びvは0又は1の整数である。
R4、R5、R11、L10、L11、X1~X9、M、Q、q、n1及びmは上記のR4、R5、R11、L10、L11、X1~X9、M、Q、q、n1及びmと同義である。
〔8〕
(A)上記naが1以上の整数であって、かつ上記R6Aがカルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基であり、及び/又は、(B)上記のnbとvの合計が1以上の整数であって、かつ上記R7Aがカルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基である、〔7〕に記載の化合物。
ただし、上記(A)である場合、上記L13の最短連結原子数は7以下であり、上記(B)である場合、上記L12の最短連結原子数は7以下である。
〔9〕
上記一般式(I)で表される構造が、X1~X3が>CR2R3である構造を含む、〔3〕~〔8〕のいずれか1つに記載の化合物。
〔10〕
上記の一般式(I)で表される構造が含む、X1~X3が>CR2R3である構造における少なくとも1つのR2が、-NR8R9、-OR10、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREである、〔9〕に記載の化合物。
〔11〕
上記蛍光体部のうちの少なくとも2つが、光吸収特性が互いに等価な蛍光体部である、〔1〕~〔10〕のいずれか1つに記載の化合物。
〔12〕
上記蛍光体部のうちの少なくとも2つが、光吸収特性が互いに非等価な蛍光体部である、〔1〕~〔10〕のいずれか1つに記載の化合物。
〔13〕
上記一般式(III)におけるmが3以下の整数である、〔6〕~〔8〕のいずれか1つに記載の化合物。
〔14〕
〔1〕~〔13〕のいずれか1つに記載の化合物と生体物質とが結合してなる標識生体物質。
〔15〕
上記生体物質がタンパク質、アミノ酸、核酸、ヌクレオチド、糖鎖及びリン脂質のいずれかである〔14〕に記載の標識生体物質。
〔1〕
蛍光体部を2つ以上有する化合物であって、互いに隣り合う各蛍光体部が、Molecular Flexibilityが0.510以下であり、かつcLogPが6.0以下である連結基により連結された化合物。
〔2〕
上記連結基が、アルキニル基、脂肪族炭化水素環、ヘテロ環及びカルボニル基のうち少なくとも1種を含む基である、〔1〕に記載の化合物。
〔3〕
上記連結基が、下記一般式(I)で表される構造を含む基である、〔1〕又は〔2〕に記載の化合物。
R1~R3及びR11は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アシル基、-NR8R9、-OR10、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREを示す。
R8~R10は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基、ヘテロアリール基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREを示す。
Lはアルキレン基を示し、REは上記のR8~R10と同義であり、gは2~50である。ただし、REが-(O-L)gRE又は-(L-O)gREであることはない。
nは2以上の整数である。
*は結合手を示す。
〔4〕
上記nが3以上の整数である、〔3〕に記載の化合物。
〔5〕
下記一般式(II)で表される、〔3〕又は〔4〕に記載の化合物。
R6及びR7は、水素原子、ヒドロキシ基、スルファニル基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アシル基、ヘテロアリール基又はQを示す。
Qは、アニオン性基、カチオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE、-(L-O)gRE、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基を示す。
L1~L7は、単結合又は2価の連結基を示す。
Mは蛍光体部、生理活性物質部、プロドラッグ部又は放射性同位体含有部を示す。
Yは上記一般式(I)で表される構造を示す。
mは1以上の整数である。
L、RE及びgは上記のL、RE及びgと同義である。
ただし、Mの少なくとも2つは上記の蛍光体部を示す。
〔6〕
下記一般式(III)で表される、〔5〕に記載の化合物。
ただし、X4~X6のうちの少なくとも1つは>N-L10-M又は>C(R102)-L10-Mであり、X7~X9のうちの少なくとも1つは>N-L11-M又は>C(R102)-L11-Mである。
-L10-M及び-L11-MのいずれでもないR101~R103は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アシル基、-NR8R9、-OR10、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREを示す。
L10及びL11は、単結合又は2価の連結基を示す。
n1は2以上の整数であり、qは0又は1の整数である。
R4~R11、X1~X3、M、L、RE、g及びmは上記のR4~R11、X1~X3、M、L、RE、g及びmと同義である。
〔7〕
下記一般式(IV)で表される、〔6〕に記載の化合物。
L12及びL13は、単結合又は連結基を示す。
na及びnbは0以上の整数であり、r及びvは0又は1の整数である。
R4、R5、R11、L10、L11、X1~X9、M、Q、q、n1及びmは上記のR4、R5、R11、L10、L11、X1~X9、M、Q、q、n1及びmと同義である。
〔8〕
(A)上記naが1以上の整数であって、かつ上記R6Aがカルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基であり、及び/又は、(B)上記のnbとvの合計が1以上の整数であって、かつ上記R7Aがカルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基である、〔7〕に記載の化合物。
ただし、上記(A)である場合、上記L13の最短連結原子数は7以下であり、上記(B)である場合、上記L12の最短連結原子数は7以下である。
〔9〕
上記一般式(I)で表される構造が、X1~X3が>CR2R3である構造を含む、〔3〕~〔8〕のいずれか1つに記載の化合物。
〔10〕
上記の一般式(I)で表される構造が含む、X1~X3が>CR2R3である構造における少なくとも1つのR2が、-NR8R9、-OR10、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREである、〔9〕に記載の化合物。
〔11〕
上記蛍光体部のうちの少なくとも2つが、光吸収特性が互いに等価な蛍光体部である、〔1〕~〔10〕のいずれか1つに記載の化合物。
〔12〕
上記蛍光体部のうちの少なくとも2つが、光吸収特性が互いに非等価な蛍光体部である、〔1〕~〔10〕のいずれか1つに記載の化合物。
〔13〕
上記一般式(III)におけるmが3以下の整数である、〔6〕~〔8〕のいずれか1つに記載の化合物。
〔14〕
〔1〕~〔13〕のいずれか1つに記載の化合物と生体物質とが結合してなる標識生体物質。
〔15〕
上記生体物質がタンパク質、アミノ酸、核酸、ヌクレオチド、糖鎖及びリン脂質のいずれかである〔14〕に記載の標識生体物質。
本発明の化合物は、溶液状態における会合抑制に優れている。また、本発明の標識生体物質は、溶液状態における会合抑制に優れた化合物から得られる。
本発明において、特定の符号又は式で表示された置換基、連結基もしくは構造単位等(以下、置換基等という)が複数あるとき、又は、複数の置換基等を同時に規定するときには、特段の断りがない限り、それぞれの置換基等は互いに同一でも異なっていてもよい。このことは、置換基等の数の規定についても同様である。また、複数の置換基等が近接するとき(特に、隣接するとき)には、特段の断りがない限り、それらが互いに連結して環を形成していてもよい。また、特段の断りがない限り、環、例えば脂環、芳香族環及びヘテロ環は、さらに縮環して縮合環を形成していてもよい。
例えば、本発明において、後記一般式(I)で表される構造は、下記一般式(i)で表される構造がn個(nは2以上の整数)連なっていることを意味する。この場合、n個の一般式(i)で表される構造は、互いに同一でも異なっていてもよい。なお、下記一般式(i)中におけるX1~X3及びR11は、後記一般式(I)におけるX1~X3及びR11と同義である。このことは、( )mで括られる構造、( )n1で括られる構造、( )naで括られる構造、及び、( )nbで括られる構造についても同様であり、m個存在する構造は互いに同一でも異なっていてもよく、n1個存在する構造は互いに同一でも異なっていてもよく、na個存在する構造は互いに同一でも異なっていてもよく、nb個存在する構造は互いに同一でも異なっていてもよい。
例えば、本発明において、後記一般式(I)で表される構造は、下記一般式(i)で表される構造がn個(nは2以上の整数)連なっていることを意味する。この場合、n個の一般式(i)で表される構造は、互いに同一でも異なっていてもよい。なお、下記一般式(i)中におけるX1~X3及びR11は、後記一般式(I)におけるX1~X3及びR11と同義である。このことは、( )mで括られる構造、( )n1で括られる構造、( )naで括られる構造、及び、( )nbで括られる構造についても同様であり、m個存在する構造は互いに同一でも異なっていてもよく、n1個存在する構造は互いに同一でも異なっていてもよく、na個存在する構造は互いに同一でも異なっていてもよく、nb個存在する構造は互いに同一でも異なっていてもよい。
本発明において、特段の断りがない限り、二重結合については、分子内にE型及びZ型が存在する場合、そのいずれであっても、またこれらの混合物であってもよい。また、特段の断りがない限り、化合物中に不斉炭素原子又は不斉中心が存在する場合、立体配置はR,S表記におけるR及びSのいずれであってもよく、また、それらの混合物であってもよい。
本発明において、化合物及び置換基の表示については、化合物そのもの及び置換基そのもののほか、その塩、そのイオンを含む意味に用いる。例えば、カルボキシ基、スルホ基及びホスホノ基(-P(=O)(OH)2)等の解離性アニオン性基は、水素イオンが解離してイオン構造を取っていてもよく、塩構造を取っていてもよい。すなわち、本発明において、「カルボキシ基」はカルボン酸イオン又はその塩の基を、「スルホ基」はスルホン酸イオン又はその塩の基を、「ホスホノ基」はホスホン酸イオン又はその塩の基を、それぞれ含む意味で使用する。上記塩構造を構成する際の1価若しくは多価のカチオンとしては、特に制限されず、無機カチオン、有機カチオン等が挙げられ、具体的には、Na+、Li+及びK+等のアルカリ金属のカチオン、Mg2+、Ca2+及びBa2+等のアルカリ土類金属のカチオン、並びに、トリアルキルアンモニウムカチオン、テトラアルキルアンモニウムカチオン等の有機アンモニウムカチオン、第四級ホスホニウムイオン等の有機ホスホニウムカチオンが挙げられる。
塩構造の場合、その塩の種類は1種類でもよく、2種類以上混在していてもよく、化合物中で塩型と遊離酸構造の基が混在していてもよく、また、塩構造の化合物と遊離酸構造化合物が混在していてもよい。
本発明の化合物は、いずれも中性の化合物である。本発明において、化合物が中性であるとは、電気的に中性であることを意味する。具体的には、化合物内の電荷を有する基又は対イオンによって、化合物全体として電荷が0となるように調整されている。例えば、蛍光体部を構成する色素の一例として挙げる一般式(α)で表されるシアニン色素は、R42が結合する窒素原子の形式電荷は+1であり、この形式電荷と対となるようにして、シアニン色素中又は本発明の化合物におけるその他の構造中のスルホ基等の解離性基がスルホン酸イオン等のイオン構造を有することによって、本発明の化合物は、化合物全体として電荷0の化合物となる。
本発明で規定するシアニン色素に係る各一般式においては、化合物が有する正電荷を、特定の窒素原子が有する構造として便宜上特定して示している。ただし、本発明で規定するシアニン色素は共役系を有するため、実際には、上記窒素原子以外の他の原子が正電荷を採りうることもあり、化学構造の1つとして各一般式で表される構造を取りうるシアニン色素であれば、各一般式で表されるシアニン色素に包含される。このことは負電荷についても同様である。
また、本発明の効果を損なわない範囲で、構造の一部を変化させたものを含む意味である。更に、置換又は無置換を明記していない化合物については、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の置換基を有していてもよい意味である。このことは、置換基(例えば、「アルキル基」、「メチル基」、「メチル」などのように表現される基)及び連結基(例えば、「アルキレン基」、「メチレン基」、「メチレン」などのように表現される基)についても同様である。このような任意の置換基のうち、本発明において好ましい置換基は、後述の置換基群Tから選択される置換基である。
本発明において、ある基の炭素数を規定する場合、この炭素数は、本発明ないし本明細書において特段の断りのない限りは、基全体の炭素数を意味する。つまり、この基がさらに置換基を有する形態である場合、この置換基を含めた全体の炭素数を意味する。
塩構造の場合、その塩の種類は1種類でもよく、2種類以上混在していてもよく、化合物中で塩型と遊離酸構造の基が混在していてもよく、また、塩構造の化合物と遊離酸構造化合物が混在していてもよい。
本発明の化合物は、いずれも中性の化合物である。本発明において、化合物が中性であるとは、電気的に中性であることを意味する。具体的には、化合物内の電荷を有する基又は対イオンによって、化合物全体として電荷が0となるように調整されている。例えば、蛍光体部を構成する色素の一例として挙げる一般式(α)で表されるシアニン色素は、R42が結合する窒素原子の形式電荷は+1であり、この形式電荷と対となるようにして、シアニン色素中又は本発明の化合物におけるその他の構造中のスルホ基等の解離性基がスルホン酸イオン等のイオン構造を有することによって、本発明の化合物は、化合物全体として電荷0の化合物となる。
本発明で規定するシアニン色素に係る各一般式においては、化合物が有する正電荷を、特定の窒素原子が有する構造として便宜上特定して示している。ただし、本発明で規定するシアニン色素は共役系を有するため、実際には、上記窒素原子以外の他の原子が正電荷を採りうることもあり、化学構造の1つとして各一般式で表される構造を取りうるシアニン色素であれば、各一般式で表されるシアニン色素に包含される。このことは負電荷についても同様である。
また、本発明の効果を損なわない範囲で、構造の一部を変化させたものを含む意味である。更に、置換又は無置換を明記していない化合物については、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の置換基を有していてもよい意味である。このことは、置換基(例えば、「アルキル基」、「メチル基」、「メチル」などのように表現される基)及び連結基(例えば、「アルキレン基」、「メチレン基」、「メチレン」などのように表現される基)についても同様である。このような任意の置換基のうち、本発明において好ましい置換基は、後述の置換基群Tから選択される置換基である。
本発明において、ある基の炭素数を規定する場合、この炭素数は、本発明ないし本明細書において特段の断りのない限りは、基全体の炭素数を意味する。つまり、この基がさらに置換基を有する形態である場合、この置換基を含めた全体の炭素数を意味する。
また、本発明において「~」を用いて表される数値範囲は、「~」前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本発明の化合物は、蛍光体部を2つ以上有する化合物であって、互いに隣り合う各蛍光体部が、Molecular Flexibilityが0.510以下であり、かつcLogPが6.0以下である連結基により連結された化合物である。本発明の化合物が、溶液状態における会合抑制に優れる理由の詳細については定かではないが、次のように考えられる。
本発明の化合物は、蛍光体部を2つ以上有する化合物であって、互いに隣り合う各蛍光体部が、剛直性パラメータであるMolecular Flexibilityが0.510以下である剛直性と、親水性パラメータであるcLogPが6.0以下である親水性とを兼ね備えた連結基により連結された構造を有する。このように、互いに隣り合う各蛍光体部が、Molecular Flexibilityが0.510以下である剛直な連結基によって連結されることによって、連結基の運動性が低下し、分子内の色素会合を抑制することができ、かつ、この連結基が、cLogPが6.0以下である親水的な連結基であることによって、溶液中における分子間相互作用の低下により、分子間の色素会合を抑制することができる。これらの結果、化合物の溶液状態(水系媒体に化合物を溶解した溶液状態)における分子間ないし分子内での蛍光体部の会合を効果的に抑制することができる。このため、本発明の化合物は、会合による消光を十分に抑制することができ、本発明の化合物を用いて得られる標識生体物質は、優れた蛍光強度を示すものと考えられる。
本発明の化合物は、蛍光体部を2つ以上有する化合物であって、互いに隣り合う各蛍光体部が、剛直性パラメータであるMolecular Flexibilityが0.510以下である剛直性と、親水性パラメータであるcLogPが6.0以下である親水性とを兼ね備えた連結基により連結された構造を有する。このように、互いに隣り合う各蛍光体部が、Molecular Flexibilityが0.510以下である剛直な連結基によって連結されることによって、連結基の運動性が低下し、分子内の色素会合を抑制することができ、かつ、この連結基が、cLogPが6.0以下である親水的な連結基であることによって、溶液中における分子間相互作用の低下により、分子間の色素会合を抑制することができる。これらの結果、化合物の溶液状態(水系媒体に化合物を溶解した溶液状態)における分子間ないし分子内での蛍光体部の会合を効果的に抑制することができる。このため、本発明の化合物は、会合による消光を十分に抑制することができ、本発明の化合物を用いて得られる標識生体物質は、優れた蛍光強度を示すものと考えられる。
上記の非特許文献1及び特許文献1~4に記載の蛍光体部Iと蛍光体部IIとを連結する連結基について考察すると、Molecular Flexibility(本段落において、MFと略す。)が最も小さい連結基としては以下のものが記載されている。非特許文献1の化合物30におけるMFが0.555でcLogPが-3.14の連結基、特許文献1のFig.10の化合物25におけるMFが0.551でcLogPが-1.82の連結基、特許文献2の表5の2段目記載の化合物におけるMFが0.620でcLogPが-2.13の連結基、特許文献3の46頁に記載の化合物10におけるMFが0.512でcLogPが-3.09の連結基、特許文献4のExample1の化合物におけるMFが0.268でcLogPが21.65の連結基。
しかし、これらの非特許文献1及び特許文献1~3に記載の連結基はいずれもMFが0.510を越えており、特許文献4に記載の連結基はcLogPが6.0を越えている。後述の実施例において示すように、MFが0.510越えの連結基又はcLogPが6.0越えの連結基によって互いに隣り合う各蛍光体部を連結した場合には、分子間ないし分子内での蛍光体部の会合抑制に劣っている。
なお、特表2004-508838号公報のFig.4にも、励起光で励起される蛍光体部I(エネルギー供与体)と、蛍光体部Iからエネルギーを受け取り発光又は消光する他の蛍光体部II(エネルギー受容体)とを、プロリンリンカーにより連結した化合物が記載されている。しかし、プロリンリンカーを構成するプロリン単位の繰り返し数m、nに係る具体的な数値は明細書中に記載がなく、明細書の段落[0148]において、FamとTam、およびTamとCy5の間のプロリンスペーサーの数を変化させることによって、固有の蛍光信号を有するCFET-dUTPのライブラリを開発することができることが記載されているに過ぎない。このように、本発明で規定する、Molecular Flexibilityが0.510以下であり、かつcLogPが6.0以下である連結基によって互いに隣り合う各蛍光体部を連結する技術的意義について、特表2004-508838号公報には記載も示唆もされていない。
しかし、これらの非特許文献1及び特許文献1~3に記載の連結基はいずれもMFが0.510を越えており、特許文献4に記載の連結基はcLogPが6.0を越えている。後述の実施例において示すように、MFが0.510越えの連結基又はcLogPが6.0越えの連結基によって互いに隣り合う各蛍光体部を連結した場合には、分子間ないし分子内での蛍光体部の会合抑制に劣っている。
なお、特表2004-508838号公報のFig.4にも、励起光で励起される蛍光体部I(エネルギー供与体)と、蛍光体部Iからエネルギーを受け取り発光又は消光する他の蛍光体部II(エネルギー受容体)とを、プロリンリンカーにより連結した化合物が記載されている。しかし、プロリンリンカーを構成するプロリン単位の繰り返し数m、nに係る具体的な数値は明細書中に記載がなく、明細書の段落[0148]において、FamとTam、およびTamとCy5の間のプロリンスペーサーの数を変化させることによって、固有の蛍光信号を有するCFET-dUTPのライブラリを開発することができることが記載されているに過ぎない。このように、本発明で規定する、Molecular Flexibilityが0.510以下であり、かつcLogPが6.0以下である連結基によって互いに隣り合う各蛍光体部を連結する技術的意義について、特表2004-508838号公報には記載も示唆もされていない。
以下、本発明の化合物について詳述する。
<本発明の化合物>
本発明の化合物は、蛍光体部を2つ以上有する化合物であって、互いに隣り合う各蛍光体部が、Molecular Flexibilityが0.510以下であり、かつcLogPが6.0以下である連結基により連結された化合物である。
本発明の化合物は、蛍光体部を2つ以上有する化合物であって、互いに隣り合う各蛍光体部が、Molecular Flexibilityが0.510以下であり、かつcLogPが6.0以下である連結基により連結された化合物である。
本発明の化合物は、ポリマー又はオリゴマーに分類される化合物であってもよい。
また、「互いに隣り合う各蛍光体部が、Molecular Flexibilityが0.510以下であり、かつcLogPが6.0以下である連結基により連結された化合物」としては、Molecular Flexibilityが0.510以下であり、かつcLogPが6.0以下である連結基の、主鎖に蛍光体部が結合する形態と、側鎖に蛍光体部が結合する形態とが含まれ、Molecular Flexibilityが0.510以下であり、かつcLogPが6.0以下である連結基の側鎖に蛍光体部が結合してなる化合物であることが好ましい。
本発明の化合物において、上記蛍光体部の数は2個以上である。上限値に特に制限はなく、例えば、30個以下とすることができ、20個以下が好ましく、15個以下がより好ましく、10個以下がさらに好ましく、4個以下が特に好ましい。
また、「互いに隣り合う各蛍光体部が、Molecular Flexibilityが0.510以下であり、かつcLogPが6.0以下である連結基により連結された化合物」としては、Molecular Flexibilityが0.510以下であり、かつcLogPが6.0以下である連結基の、主鎖に蛍光体部が結合する形態と、側鎖に蛍光体部が結合する形態とが含まれ、Molecular Flexibilityが0.510以下であり、かつcLogPが6.0以下である連結基の側鎖に蛍光体部が結合してなる化合物であることが好ましい。
本発明の化合物において、上記蛍光体部の数は2個以上である。上限値に特に制限はなく、例えば、30個以下とすることができ、20個以下が好ましく、15個以下がより好ましく、10個以下がさらに好ましく、4個以下が特に好ましい。
本発明において、上記Molecular Flexibilityは、0.505以下であることが好ましい。好ましい範囲としては、0.100~0.510が好ましく、0.100以上0.505以下がより好ましく、0.100~0.502が更に好ましい。
本発明において、上記cLogPは、3.0以下であることが好ましく、1.5以下であることがより好ましい。好ましい範囲としては、-50.0~6.0が好ましく、-40.0~3.0がより好ましく、-30.0~1.5が更に好ましい。
剛直性パラメータである上記「Molecular Flexibility」、及び、親水性パラメータである上記「cLogP」は、いずれも、DataWarrior(https://openmolecules.org/datawarrior/から入手可能)V5.5.0を用いて計算される値である。上記「Molecular Flexibility」については、計算値の小数点第四位を四捨五入した値とし、上記「cLogP」については、計算値の小数点第二位を四捨五入した値とする。
なお、計算に使用する連結基の構造は、それぞれ下記のようにして決定される構造とする。
本発明において、上記cLogPは、3.0以下であることが好ましく、1.5以下であることがより好ましい。好ましい範囲としては、-50.0~6.0が好ましく、-40.0~3.0がより好ましく、-30.0~1.5が更に好ましい。
剛直性パラメータである上記「Molecular Flexibility」、及び、親水性パラメータである上記「cLogP」は、いずれも、DataWarrior(https://openmolecules.org/datawarrior/から入手可能)V5.5.0を用いて計算される値である。上記「Molecular Flexibility」については、計算値の小数点第四位を四捨五入した値とし、上記「cLogP」については、計算値の小数点第二位を四捨五入した値とする。
なお、計算に使用する連結基の構造は、それぞれ下記のようにして決定される構造とする。
1)化合物の主鎖の決定
各蛍光体部が化合物の側鎖に位置するように、化合物の主鎖を決定する。環の環構成原子の少なくとも1つが化合物の主鎖に含まれる場合、この環は、化合物の主鎖を構成する構造とする。例えば、ピロリジン環の環構成原子の少なくとも1つが化合物の主鎖に含まれる場合、このピロリジン環は化合物の主鎖を構成する構造となる。
ただし、=O、=Sは側鎖にはカウントせず、主鎖を構成する原子としてカウントする。
なお、化合物の末端に蛍光体部が位置し、その他に側鎖が存在しない場合には、蛍光体部が主鎖末端に結合(すなわち主鎖に結合)しているものとする。
2)連結基を構成する主鎖の決定
上記で決定した化合物の主鎖のうち、互いに隣り合う2つの蛍光体部の連結鎖と重複する鎖部分を、「連結基を構成する主鎖1」とする。なお、互いに隣り合う2つの蛍光体部の連結鎖に環の環構成原子の少なくとも1つが含まれる場合、この環は、互いに隣り合う2つの蛍光体部の連結鎖を構成する構造とする。
(i)蛍光体部が化合物の側鎖に位置する場合
「連結基を構成する主鎖1」の末端から蛍光体部側へ、互いに隣り合う2つの蛍光体部の連結鎖を辿った場合に、1番最初に現れる、下記の[置換基群1が反応して形成される結合]までを含めて、「連結基を構成する主鎖」とする。
なお、上記の「連結基を構成する主鎖1」の末端から辿る際に、「連結基を構成する主鎖1」の末端側に下記の置換基群1から選択される置換基が結合しており、これが蛍光体部側に存在する置換基と反応することによって、下記の[置換基群1が反応して形成される結合]を形成するものとする。
(ii)蛍光体部が化合物の主鎖末端に位置する場合
蛍光体部(蛍光を示す有機化合物からなる構造部)について、蛍光に寄与する色素母核構造(共役構造部分)から、「連結基を構成する主鎖1」を辿った場合に、1番最初に現れる、下記の[置換基群1と反応して形成される結合]の手前までを蛍光体部側の側鎖とし、これ以降の「連結基を構成する主鎖1」を、「連結基を構成する主鎖」とする。
なお、上記の蛍光に寄与する色素母核構造(共役構造部分)から辿る際に、連結基を構成する主鎖1の末端側に下記の置換基群1から選択される置換基が結合しており、これが蛍光に寄与する色素母核構造(共役構造部分)側に存在する置換基と反応することによって、下記の[置換基群1が反応して形成される結合]を形成するものとする。
上記(i)及び(ii)に基づき、互いに隣り合う2つの蛍光体部の連結鎖のうち、「連結基を構成する主鎖」に該当する部分を決定する。
3)計算に使用する連結基の構造の決定
(Molecular Flexibilityの計算に使用する連結基の構造)
上記のようにして決定した「連結基を構成する主鎖」について、下記の[置換基群1が反応して形成される結合]に記載するように、Dyeをメチル基に置き換え、この置き換え後の「連結基を構成する主鎖」に対する側鎖(但し、=O、=Sは側鎖にはカウントしない。)を水素原子に置き換えた構造を、Molecular Flexibilityの計算に使用する連結基の構造とする。なお、(i)蛍光体部が化合物の側鎖に位置する場合については、さらに、「連結基を構成する主鎖1」の末端原子が有する、蛍光体部の連結鎖とは異なる鎖については、メチル基に置き換えた構造とする。
(cLogPの計算に使用する連結基の構造)
上記Molecular Flexibilityの計算に使用する連結基の構造の決定において、「連結基を構成する主鎖」に対する側鎖(但し、=O、=Sは側鎖にはカウントしない。)を水素原子に置き換えることを行わない以外は、上記Molecular Flexibilityの計算に使用する連結基の構造の決定と同様にして、cLogPの計算に使用する連結基の構造を決定する。
各蛍光体部が化合物の側鎖に位置するように、化合物の主鎖を決定する。環の環構成原子の少なくとも1つが化合物の主鎖に含まれる場合、この環は、化合物の主鎖を構成する構造とする。例えば、ピロリジン環の環構成原子の少なくとも1つが化合物の主鎖に含まれる場合、このピロリジン環は化合物の主鎖を構成する構造となる。
ただし、=O、=Sは側鎖にはカウントせず、主鎖を構成する原子としてカウントする。
なお、化合物の末端に蛍光体部が位置し、その他に側鎖が存在しない場合には、蛍光体部が主鎖末端に結合(すなわち主鎖に結合)しているものとする。
2)連結基を構成する主鎖の決定
上記で決定した化合物の主鎖のうち、互いに隣り合う2つの蛍光体部の連結鎖と重複する鎖部分を、「連結基を構成する主鎖1」とする。なお、互いに隣り合う2つの蛍光体部の連結鎖に環の環構成原子の少なくとも1つが含まれる場合、この環は、互いに隣り合う2つの蛍光体部の連結鎖を構成する構造とする。
(i)蛍光体部が化合物の側鎖に位置する場合
「連結基を構成する主鎖1」の末端から蛍光体部側へ、互いに隣り合う2つの蛍光体部の連結鎖を辿った場合に、1番最初に現れる、下記の[置換基群1が反応して形成される結合]までを含めて、「連結基を構成する主鎖」とする。
なお、上記の「連結基を構成する主鎖1」の末端から辿る際に、「連結基を構成する主鎖1」の末端側に下記の置換基群1から選択される置換基が結合しており、これが蛍光体部側に存在する置換基と反応することによって、下記の[置換基群1が反応して形成される結合]を形成するものとする。
(ii)蛍光体部が化合物の主鎖末端に位置する場合
蛍光体部(蛍光を示す有機化合物からなる構造部)について、蛍光に寄与する色素母核構造(共役構造部分)から、「連結基を構成する主鎖1」を辿った場合に、1番最初に現れる、下記の[置換基群1と反応して形成される結合]の手前までを蛍光体部側の側鎖とし、これ以降の「連結基を構成する主鎖1」を、「連結基を構成する主鎖」とする。
なお、上記の蛍光に寄与する色素母核構造(共役構造部分)から辿る際に、連結基を構成する主鎖1の末端側に下記の置換基群1から選択される置換基が結合しており、これが蛍光に寄与する色素母核構造(共役構造部分)側に存在する置換基と反応することによって、下記の[置換基群1が反応して形成される結合]を形成するものとする。
上記(i)及び(ii)に基づき、互いに隣り合う2つの蛍光体部の連結鎖のうち、「連結基を構成する主鎖」に該当する部分を決定する。
3)計算に使用する連結基の構造の決定
(Molecular Flexibilityの計算に使用する連結基の構造)
上記のようにして決定した「連結基を構成する主鎖」について、下記の[置換基群1が反応して形成される結合]に記載するように、Dyeをメチル基に置き換え、この置き換え後の「連結基を構成する主鎖」に対する側鎖(但し、=O、=Sは側鎖にはカウントしない。)を水素原子に置き換えた構造を、Molecular Flexibilityの計算に使用する連結基の構造とする。なお、(i)蛍光体部が化合物の側鎖に位置する場合については、さらに、「連結基を構成する主鎖1」の末端原子が有する、蛍光体部の連結鎖とは異なる鎖については、メチル基に置き換えた構造とする。
(cLogPの計算に使用する連結基の構造)
上記Molecular Flexibilityの計算に使用する連結基の構造の決定において、「連結基を構成する主鎖」に対する側鎖(但し、=O、=Sは側鎖にはカウントしない。)を水素原子に置き換えることを行わない以外は、上記Molecular Flexibilityの計算に使用する連結基の構造の決定と同様にして、cLogPの計算に使用する連結基の構造を決定する。
上記置換基中、Rは水素原子であるか、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基及びXから選ばれる基、又は、これらの基、窒素原子、酸素原子、硫黄原子及びカルボニル基から選ばれる基を2つ以上組み合わせてなる基を示す。Rは*で示す連結基を構成する主鎖1の末端側の一部と結合して環を形成していてもよい。Xはハロゲン原子を示す。*は連結基を構成する主鎖1の末端側との結合部位を示す。
なお、Rは、置換基群1で挙げる基が反応性の基として結合を形成し得る限り特に限定されない。置換基群1で挙げる基の具体例としては、後述の生体物質に結合可能な置換基の記載も挙げることができる。
Rが*で示す連結基を構成する主鎖1の末端側の一部と結合して形成している環としては、例えば、シクロオクチン環が挙げられる。
なお、Rは、置換基群1で挙げる基が反応性の基として結合を形成し得る限り特に限定されない。置換基群1で挙げる基の具体例としては、後述の生体物質に結合可能な置換基の記載も挙げることができる。
Rが*で示す連結基を構成する主鎖1の末端側の一部と結合して形成している環としては、例えば、シクロオクチン環が挙げられる。
上記置換基中、Dyeは蛍光体部を含む構造を示す。上記計算においては、破線で結合しているDyeをメチル基に置き変えた構造について、計算する。Rは上記[置換基群1]におけるRと同義である。*は連結基を構成する主鎖1の末端側との結合部位を示す。
上記の互いに隣り合う各蛍光体部を連結する連結基は、アルキニル基、脂肪族炭化水素環、ヘテロ環及びカルボニル基(>C=O)のうち少なくとも1種を含む基であることが好ましい。
上記アルキニル基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。
上記脂肪族炭化水素環は、シクロアルカン及びシクロアルケンが挙げられ、単環であってもよく、縮環であってもよい。上記脂肪族炭化水素環としては、例えば、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン及びシクロヘプタンが挙げられ、シクロヘキサンが好ましい。
上記ヘテロ環としては、後述の置換基群Tのヘテロ環基におけるヘテロ環に係る記載を適用することができる。上記ヘテロ環は、芳香族ヘテロ環であってもよく、脂肪族ヘテロ環であってもよく、脂肪族ヘテロ環であることが好ましく、5員環の脂肪族ヘテロ環がより好ましい。上記ヘテロ環としては、例えば、オキセタン、チエタン、アゼチジン、ピロリジン、ピラゾリジン、イミダゾリジン、テトラヒドロチオフェン、テトラヒドロフラン、ピペラジン、テトラヒドロピラン、モルフォリン、γ-ラクタム及びβ-ラクタムが挙げられ、ピロリジンが好ましい。
上記のアルキニル基、脂肪族炭化水素環及びヘテロ環は、上記の互いに隣り合う各蛍光体部を連結する連結基において、この連結基の主鎖を構成する2価の基として含まれていてもよく、この連結基の側鎖を構成する1価又は2価の基として含まれていてもよい。
なかでも、上記のアルキニル基、脂肪族炭化水素環及びヘテロ環は、上記の互いに隣り合う各蛍光体部を連結する連結基中に、この連結基の主鎖を構成する2価の基として少なくとも含まれていることが好ましい。この場合、上記Molecular Flexibilityが0.510以下となるように上記の互いに隣り合う各蛍光体部を連結する連結基を構造設計する際に、主鎖が剛直になる(Molecular Flexibilityを小さくする)方向に調節することができる。
上記のカルボニル基は、上記の互いに隣り合う各蛍光体部を連結する連結基において、この連結基の主鎖を構成する2価の基として含まれていてもよく、この連結基の側鎖を構成する2価の基として含まれていてもよい。
また、上記のヘテロ環及びカルボニル基は、上記の互いに隣り合う各蛍光体部を連結する連結基中に含まれている場合には、上記cLogPが6.0以下となるように上記の互いに隣り合う各蛍光体部を連結する連結基を構造設計する際に、連結基が親水的になる(cLogPを小さくする)方向に調節することができる。
上記アルキニル基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。
上記脂肪族炭化水素環は、シクロアルカン及びシクロアルケンが挙げられ、単環であってもよく、縮環であってもよい。上記脂肪族炭化水素環としては、例えば、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン及びシクロヘプタンが挙げられ、シクロヘキサンが好ましい。
上記ヘテロ環としては、後述の置換基群Tのヘテロ環基におけるヘテロ環に係る記載を適用することができる。上記ヘテロ環は、芳香族ヘテロ環であってもよく、脂肪族ヘテロ環であってもよく、脂肪族ヘテロ環であることが好ましく、5員環の脂肪族ヘテロ環がより好ましい。上記ヘテロ環としては、例えば、オキセタン、チエタン、アゼチジン、ピロリジン、ピラゾリジン、イミダゾリジン、テトラヒドロチオフェン、テトラヒドロフラン、ピペラジン、テトラヒドロピラン、モルフォリン、γ-ラクタム及びβ-ラクタムが挙げられ、ピロリジンが好ましい。
上記のアルキニル基、脂肪族炭化水素環及びヘテロ環は、上記の互いに隣り合う各蛍光体部を連結する連結基において、この連結基の主鎖を構成する2価の基として含まれていてもよく、この連結基の側鎖を構成する1価又は2価の基として含まれていてもよい。
なかでも、上記のアルキニル基、脂肪族炭化水素環及びヘテロ環は、上記の互いに隣り合う各蛍光体部を連結する連結基中に、この連結基の主鎖を構成する2価の基として少なくとも含まれていることが好ましい。この場合、上記Molecular Flexibilityが0.510以下となるように上記の互いに隣り合う各蛍光体部を連結する連結基を構造設計する際に、主鎖が剛直になる(Molecular Flexibilityを小さくする)方向に調節することができる。
上記のカルボニル基は、上記の互いに隣り合う各蛍光体部を連結する連結基において、この連結基の主鎖を構成する2価の基として含まれていてもよく、この連結基の側鎖を構成する2価の基として含まれていてもよい。
また、上記のヘテロ環及びカルボニル基は、上記の互いに隣り合う各蛍光体部を連結する連結基中に含まれている場合には、上記cLogPが6.0以下となるように上記の互いに隣り合う各蛍光体部を連結する連結基を構造設計する際に、連結基が親水的になる(cLogPを小さくする)方向に調節することができる。
本発明において、化合物中に存在する2つ以上の蛍光体部の光吸収特性の関係については特に限定されず、蛍光体部のうちの少なくとも2つが、光吸収特性が互いに等価な蛍光体部である化合物であることが好ましい。
「光吸収特性が互いに等価な蛍光体部」とは、各蛍光体部の吸収スペクトルにおける最大吸収波長の差が15nm以内の関係を満たすものを意味する。
蛍光体部のうちの少なくとも2つが、光吸収特性が互いに等価な蛍光体部である化合物である場合、化合物が有する全ての蛍光体部が、各蛍光体部の吸収スペクトルにおける最大吸収波長のうち、最も低波長側の最大吸収波長と最も高波長側の最大吸収波長との差が15nm以内の関係を満たす化合物であることが好ましい。
化合物中に2つの蛍光体部を有する化合物としては、上述の通り、FRET現象を生じる化合物が知られている。この化合物中における、励起光で励起される蛍光体部I(エネルギー供与体)と、蛍光体部Iからエネルギーを受け取り発光又は消光する他の蛍光体部II(エネルギー受容体)の各吸収スペクトルにおける最大吸収波長の差は、通常15nmを越える。このような化合物では、蛍光体部Iから蛍光が発せられる代わりに蛍光体部IIにエネルギーが受け渡されるため、化合物としての蛍光強度は低くなってしまう。
このため、化合物が有する全ての蛍光体部が、各蛍光体部の吸収スペクトルにおける最大吸収波長のうち、最も低波長側の最大吸収波長と最も高波長側の最大吸収波長との差が15nm以内の関係を満たす場合には、蛍光体部の数に比例した蛍光強度を示すことができる。
上記の光吸収特性が互いに等価な蛍光体部の化学構造としては、上記の最大吸収波長の差を満たす限り特に制限はなく、好ましくは、蛍光体部の主骨格の構造が同じである。ただし、置換基の立体配置及び鎖長等は異なっていてもよく、また、アニオン性基又はカチオン性基を有する場合は、カウンターイオンが異なっていてもよい。上記最大吸収波長の差は、好ましくは10nm以内であり、5nm以内がより好ましい。
また、本発明において、蛍光体部のうちの少なくとも2つが、光吸収特性が互いに非等価な蛍光体部である化合物であることも好ましい。
「光吸収特性が互いに非等価な蛍光体部」とは、各蛍光体部の吸収スペクトルにおける最大吸収波長の差が15nm越えの関係を満たすものを意味する。
蛍光体部のうちの少なくとも2つが、光吸収特性が互いに非等価な蛍光体部である化合物である場合、化合物が有する全ての蛍光体部が、各蛍光体部の吸収スペクトルにおける最大吸収波長のうち、最も低波長側の最大吸収波長と最も高波長側の最大吸収波長との差が15nm越えの関係を満たす化合物であることが好ましい。
上記の光吸収特性が互いに非等価な蛍光体部の化学構造としては、上記の最大吸収波長の差を満たす限り特に制限はなく、好ましくは、蛍光体部の主骨格の構造が異なる、いわゆる異なる種類の蛍光体部である。上記最大吸収波長の差は、好ましくは30nm越えであり、50nm越えがより好ましい。
なお、上記の蛍光体部の吸収スペクトルとは、PBS緩衝液(Phosphate-buffered saline)で希釈した蛍光体部を構成する蛍光体単体を分光光度計を用いて測定されるスペクトルである。
「光吸収特性が互いに等価な蛍光体部」とは、各蛍光体部の吸収スペクトルにおける最大吸収波長の差が15nm以内の関係を満たすものを意味する。
蛍光体部のうちの少なくとも2つが、光吸収特性が互いに等価な蛍光体部である化合物である場合、化合物が有する全ての蛍光体部が、各蛍光体部の吸収スペクトルにおける最大吸収波長のうち、最も低波長側の最大吸収波長と最も高波長側の最大吸収波長との差が15nm以内の関係を満たす化合物であることが好ましい。
化合物中に2つの蛍光体部を有する化合物としては、上述の通り、FRET現象を生じる化合物が知られている。この化合物中における、励起光で励起される蛍光体部I(エネルギー供与体)と、蛍光体部Iからエネルギーを受け取り発光又は消光する他の蛍光体部II(エネルギー受容体)の各吸収スペクトルにおける最大吸収波長の差は、通常15nmを越える。このような化合物では、蛍光体部Iから蛍光が発せられる代わりに蛍光体部IIにエネルギーが受け渡されるため、化合物としての蛍光強度は低くなってしまう。
このため、化合物が有する全ての蛍光体部が、各蛍光体部の吸収スペクトルにおける最大吸収波長のうち、最も低波長側の最大吸収波長と最も高波長側の最大吸収波長との差が15nm以内の関係を満たす場合には、蛍光体部の数に比例した蛍光強度を示すことができる。
上記の光吸収特性が互いに等価な蛍光体部の化学構造としては、上記の最大吸収波長の差を満たす限り特に制限はなく、好ましくは、蛍光体部の主骨格の構造が同じである。ただし、置換基の立体配置及び鎖長等は異なっていてもよく、また、アニオン性基又はカチオン性基を有する場合は、カウンターイオンが異なっていてもよい。上記最大吸収波長の差は、好ましくは10nm以内であり、5nm以内がより好ましい。
また、本発明において、蛍光体部のうちの少なくとも2つが、光吸収特性が互いに非等価な蛍光体部である化合物であることも好ましい。
「光吸収特性が互いに非等価な蛍光体部」とは、各蛍光体部の吸収スペクトルにおける最大吸収波長の差が15nm越えの関係を満たすものを意味する。
蛍光体部のうちの少なくとも2つが、光吸収特性が互いに非等価な蛍光体部である化合物である場合、化合物が有する全ての蛍光体部が、各蛍光体部の吸収スペクトルにおける最大吸収波長のうち、最も低波長側の最大吸収波長と最も高波長側の最大吸収波長との差が15nm越えの関係を満たす化合物であることが好ましい。
上記の光吸収特性が互いに非等価な蛍光体部の化学構造としては、上記の最大吸収波長の差を満たす限り特に制限はなく、好ましくは、蛍光体部の主骨格の構造が異なる、いわゆる異なる種類の蛍光体部である。上記最大吸収波長の差は、好ましくは30nm越えであり、50nm越えがより好ましい。
なお、上記の蛍光体部の吸収スペクトルとは、PBS緩衝液(Phosphate-buffered saline)で希釈した蛍光体部を構成する蛍光体単体を分光光度計を用いて測定されるスペクトルである。
本発明の化合物が有する蛍光体部については、上記の他、後述の一般式(II)における蛍光体部の記載及び具体例等を適用することができる。
上記の互いに隣り合う各蛍光体部を連結する連結基は、下記一般式(I)で表される構造を含む基であることがより好ましい。
なお、「互いに隣り合う各蛍光体部が、下記一般式(I)で表される構造を含む基により連結された化合物」とは、蛍光体部を置換基として有する2つの構造が、下記一般式(I)で表される構造を含む基を介して連結された化合物であることが好ましい。
なお、互いに隣り合う各蛍光体部が、下記一般式(I)で表される構造を含む基を介して連結されている限り、上記の蛍光体部を置換基として有する構造は特に制限されない。例えば、後述の一般式(II)において詳述するように、L1とL2の組み合わせ、L1とL3の組み合わせ、L4とL5の組み合わせ、又は、L4とL6の組み合わせによって、下記一般式(I)で表される構造に記載する、炭素原子、窒素原子及びX1~X3を環構成原子とする5員環を形成し、この5員環が蛍光体部を含む基を置換基として有していてもよい。すなわち、蛍光体部を置換基として有する構造としては、互いに隣り合う各蛍光体部が、下記一般式(I)で表される構造を含む基を介して連結されている限り、下記一般式(I)で表される構造に記載の、炭素原子、窒素原子及びX1~X3を環構成原子とする5員環が、蛍光体部を含む基を置換基として有する構造であってもよい。このような化合物としては、例えば、後述の一般式(III)又は(IV)で表される化合物が挙げられる。
なお、「互いに隣り合う各蛍光体部が、下記一般式(I)で表される構造を含む基により連結された化合物」とは、蛍光体部を置換基として有する2つの構造が、下記一般式(I)で表される構造を含む基を介して連結された化合物であることが好ましい。
なお、互いに隣り合う各蛍光体部が、下記一般式(I)で表される構造を含む基を介して連結されている限り、上記の蛍光体部を置換基として有する構造は特に制限されない。例えば、後述の一般式(II)において詳述するように、L1とL2の組み合わせ、L1とL3の組み合わせ、L4とL5の組み合わせ、又は、L4とL6の組み合わせによって、下記一般式(I)で表される構造に記載する、炭素原子、窒素原子及びX1~X3を環構成原子とする5員環を形成し、この5員環が蛍光体部を含む基を置換基として有していてもよい。すなわち、蛍光体部を置換基として有する構造としては、互いに隣り合う各蛍光体部が、下記一般式(I)で表される構造を含む基を介して連結されている限り、下記一般式(I)で表される構造に記載の、炭素原子、窒素原子及びX1~X3を環構成原子とする5員環が、蛍光体部を含む基を置換基として有する構造であってもよい。このような化合物としては、例えば、後述の一般式(III)又は(IV)で表される化合物が挙げられる。
式中、X1~X3は、-O-、-S-、>NR1又は>CR2R3を示す。
R1~R3及びR11は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アシル基、-NR8R9、-OR10、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREを示す。
R8~R10は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基、ヘテロアリール基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREを示す。
Lはアルキレン基を示し、REは上記のR8~R10と同義であり、gは2~50である。ただし、REが-(O-L)gRE又は-(L-O)gREであることはない。
nは2以上の整数である。
*は結合手を示す。
R1~R3及びR11は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アシル基、-NR8R9、-OR10、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREを示す。
R8~R10は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基、ヘテロアリール基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREを示す。
Lはアルキレン基を示し、REは上記のR8~R10と同義であり、gは2~50である。ただし、REが-(O-L)gRE又は-(L-O)gREであることはない。
nは2以上の整数である。
*は結合手を示す。
本発明において、上記一般式(I)で表される構造は、立体異性体を考慮すると、下記一般式(IA)又は(IB)のいずれかで表される構造であることが好ましい。なお、下記一般式中におけるX1~X3、R11及びnは上記一般式(I)におけるX1~X3、R11及びnと同義である。
X1~X3は、-O-、-S-、>NR1又は>CR2R3を示し、R1~R3及びR11は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基、ヘテロアリール基、-NR8R9、-OR10、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREを示す。
R1~R3及びR11として採りうるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基、ヘテロアリール基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREは、後述する置換基群Tにおけるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基、ヘテロアリール基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREと同義であり、好ましい範囲も同じである。
R1~R3及びR11として採りうるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基及びヘテロアリール基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。
R1~R3及びR11におけるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基及びヘテロアリール基が有していてもよい置換基としては、後述する置換基群Tにおける置換基が挙げられ、例えば、ハロゲン原子、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREが好ましい。
R1~R3及びR11として採りうるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基、ヘテロアリール基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREは、後述する置換基群Tにおけるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基、ヘテロアリール基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREと同義であり、好ましい範囲も同じである。
R1~R3及びR11として採りうるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基及びヘテロアリール基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。
R1~R3及びR11におけるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基及びヘテロアリール基が有していてもよい置換基としては、後述する置換基群Tにおける置換基が挙げられ、例えば、ハロゲン原子、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREが好ましい。
R1~R3及びR11として採り得る-NR8R9及び-OR10において、R8~R10は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基、ヘテロアリール基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREを示す。
R8~R10として採りうるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基、ヘテロアリール基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREは、後述する置換基群Tにおけるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基、ヘテロアリール基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREと同義であり、好ましい範囲も同じである。
R8~R10として採りうるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基及びヘテロアリール基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。
R8~R10におけるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基及びヘテロアリール基が有していてもよい置換基としては、後述する置換基群Tにおける置換基が挙げられ、例えば、ハロゲン原子、カルバモイル基、アシルアミノ基、アルコキシ基(好ましくはアニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREを有するアルコキシ基)、ヘテロアリール基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREが好ましく、カルバモイル基、アシルアミノ基、アルコキシ基(好ましくはアニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREを有するアルコキシ基)、ヘテロアリール基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREがより好ましい。
R8~R10として採りうるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基、ヘテロアリール基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREは、後述する置換基群Tにおけるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基、ヘテロアリール基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREと同義であり、好ましい範囲も同じである。
R8~R10として採りうるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基及びヘテロアリール基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。
R8~R10におけるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基及びヘテロアリール基が有していてもよい置換基としては、後述する置換基群Tにおける置換基が挙げられ、例えば、ハロゲン原子、カルバモイル基、アシルアミノ基、アルコキシ基(好ましくはアニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREを有するアルコキシ基)、ヘテロアリール基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREが好ましく、カルバモイル基、アシルアミノ基、アルコキシ基(好ましくはアニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREを有するアルコキシ基)、ヘテロアリール基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREがより好ましい。
R1としては、水素原子、アルキル基、-NR8R9、-OR10、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREが好ましい。
R2及びR3としては、水素原子、-NR8R9、-OR10、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREが好ましく、R2が水素原子、-NR8R9、-OR10、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREであって、R3が水素原子であることがより好ましい。
R11としては、水素原子、アルキル基、-NR8R9、-OR10又はアニオン性基が好ましく、水素原子であることがより好ましい。
R8~R10としては、水素原子、アルキル基又はアシル基が好ましい。アルキル基はアニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を有するアルキル基であってもよく、アシル基はアニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を含むアシル基であってもよい。
上記のアニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を含むアシル基としては、好ましくは、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を有するアシル基、もしくは、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を有する、アルコキシ基又はヘテロアリール基で置換されたアシル基であってもよい。上記のアルキル基及びアシル基は、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gRE以外の置換基を有していてもよく、後述する置換基群Tにおける置換基が挙げられ、例えば、カルバモイル基又はアシルアミノ基が好ましい。
なお、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREは、REとして採り得る水素原子又は置換基から水素原子を1つ除いて得られる2価の基として含まれ、さらに、アニオン性基、スルホ基、ホスホノ基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基又はポリアミノ酸残基が結合していてもよい。-(O-L)gRE又は-(L-O)gREから、REとして採り得る水素原子又は置換基から水素原子が1つ除いて得られる2価の基としては、例えば、-(O-L)g-、-(O-L)g-NHCO-、-(O-L)g-CONH-、-(O-L)g-CONHアルキレン-、-(O-L)g-NHCOアルキレン-、-(L-O)g-、-(L-O)g-NHCO-、-(L-O)g-CONH-、-(L-O)g-CONHアルキレン-、-(L-O)g-NHCOアルキレン-が挙げられる。
上記X1~X3としては、少なくともいずれか1つは>CR2R3であることが好ましく、少なくとも2つが>CR2R3であって、残りの1つが-O-、-S-又は>CR2R3であることがより好ましい。
R2及びR3としては、水素原子、-NR8R9、-OR10、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREが好ましく、R2が水素原子、-NR8R9、-OR10、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREであって、R3が水素原子であることがより好ましい。
R11としては、水素原子、アルキル基、-NR8R9、-OR10又はアニオン性基が好ましく、水素原子であることがより好ましい。
R8~R10としては、水素原子、アルキル基又はアシル基が好ましい。アルキル基はアニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を有するアルキル基であってもよく、アシル基はアニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を含むアシル基であってもよい。
上記のアニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を含むアシル基としては、好ましくは、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を有するアシル基、もしくは、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を有する、アルコキシ基又はヘテロアリール基で置換されたアシル基であってもよい。上記のアルキル基及びアシル基は、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gRE以外の置換基を有していてもよく、後述する置換基群Tにおける置換基が挙げられ、例えば、カルバモイル基又はアシルアミノ基が好ましい。
なお、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREは、REとして採り得る水素原子又は置換基から水素原子を1つ除いて得られる2価の基として含まれ、さらに、アニオン性基、スルホ基、ホスホノ基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基又はポリアミノ酸残基が結合していてもよい。-(O-L)gRE又は-(L-O)gREから、REとして採り得る水素原子又は置換基から水素原子が1つ除いて得られる2価の基としては、例えば、-(O-L)g-、-(O-L)g-NHCO-、-(O-L)g-CONH-、-(O-L)g-CONHアルキレン-、-(O-L)g-NHCOアルキレン-、-(L-O)g-、-(L-O)g-NHCO-、-(L-O)g-CONH-、-(L-O)g-CONHアルキレン-、-(L-O)g-NHCOアルキレン-が挙げられる。
上記X1~X3としては、少なくともいずれか1つは>CR2R3であることが好ましく、少なくとも2つが>CR2R3であって、残りの1つが-O-、-S-又は>CR2R3であることがより好ましい。
本発明においては、一般式(I)で表される構造をより剛直な構造とする観点から、上記一般式(I)で表される構造は、X1~X3が>CR2R3である構造を含むことが好ましい。「一般式(I)で表される構造が、X1~X3が>CR2R3である構造を含む」とは、すなわち、n個連なっている前述の一般式(i)で表される構造のうち、少なくとも1つの一般式(i)で表される構造におけるX1~X3がいずれも>CR2R3であることを意味する。
一般式(I)で表される構造のうち、上記のX1~X3が>CR2R3である構造の個数の割合は、30%以上が好ましく、60%以上がより好ましく、80%以上がさらに好ましい。上限値に特に制限はなく、100%以下とすることができる。なお、一般式(I)で表される構造の全てが、上記のX1~X3が>CR2R3である構造であることも好ましい。
上記のX1~X3が>CR2R3である構造における少なくとも1つのR2は、分子間、更には複数存在する場合には分子内での一般式(I)で表される構造間の相互作用を抑制する観点から、-NR8R9、-OR10、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREであることが好ましく、-NR8R9、-OR10、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREであって、かつ、R8~R10の少なくとも1つがアシル基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を含む基であることがより好ましい。
なお、上記の「X1~X3が>CR2R3である構造における少なくとも1つのR2が、-NR8R9、-OR10、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREであって、かつ、R8~R10の少なくとも1つがアシル基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を含む基である」とは、すなわち、R2が-NR8R9である場合には、R8及びR9の少なくとも1つがアシル基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を含む基であり、R2が-OR10である場合には、R10がアニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を含む基であることを意味する。
また、R10がアニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を含む基であるとは、R10が、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREであるか、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を置換基として有する基であることを意味する。このことは、R8及びR9の少なくとも1つがアニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を含む基であることにおいても同様である。
なお、上記の「アシル基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を含む基」としては、例えば、上述の「アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を有するアルキル基、並びに、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を含むアシル基」が好ましく挙げられる。また、アシル基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREそのものも好ましく挙げられ、アシル基が好ましい。
一般式(I)で表される構造のうち、上記のX1~X3が>CR2R3である構造の個数の割合は、30%以上が好ましく、60%以上がより好ましく、80%以上がさらに好ましい。上限値に特に制限はなく、100%以下とすることができる。なお、一般式(I)で表される構造の全てが、上記のX1~X3が>CR2R3である構造であることも好ましい。
上記のX1~X3が>CR2R3である構造における少なくとも1つのR2は、分子間、更には複数存在する場合には分子内での一般式(I)で表される構造間の相互作用を抑制する観点から、-NR8R9、-OR10、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREであることが好ましく、-NR8R9、-OR10、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREであって、かつ、R8~R10の少なくとも1つがアシル基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を含む基であることがより好ましい。
なお、上記の「X1~X3が>CR2R3である構造における少なくとも1つのR2が、-NR8R9、-OR10、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREであって、かつ、R8~R10の少なくとも1つがアシル基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を含む基である」とは、すなわち、R2が-NR8R9である場合には、R8及びR9の少なくとも1つがアシル基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を含む基であり、R2が-OR10である場合には、R10がアニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を含む基であることを意味する。
また、R10がアニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を含む基であるとは、R10が、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREであるか、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を置換基として有する基であることを意味する。このことは、R8及びR9の少なくとも1つがアニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を含む基であることにおいても同様である。
なお、上記の「アシル基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を含む基」としては、例えば、上述の「アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を有するアルキル基、並びに、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREのうちの少なくとも1種を含むアシル基」が好ましく挙げられる。また、アシル基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREそのものも好ましく挙げられ、アシル基が好ましい。
nは2以上の整数である。本発明の化合物は、nが2以上の整数であることにより、色素(蛍光体部)の会合抑制に有効な剛直性を一般式(I)で表される構造に付与することができ、蛍光強度の低下を抑制することができる。
本発明において、上記蛍光体部の数が2である場合、nの下限値は、色素の会合をより抑制する観点からは、3以上の整数が好ましく、6以上の整数がより好ましく、9以上の整数がさらに好ましく、12以上の整数が特に好ましい。上限値に特に制限はなく、例えば、72以下の整数とすることができ、36以下の整数が好ましく、24以下の整数がより好ましく、18以下の整数がさらに好ましい。すなわち、nは3~72の整数が好ましく、6~36の整数がより好ましく、9~24の整数が更に好ましく、12~18の整数が特に好ましい。
一方で、上記蛍光体部の数が3以上である場合には、蛍光体部の数が2である場合と比べると1分子あたりの蛍光体部数(色素数)が多いため、一定の色素会合を許容でき、3以上の整数であれば、蛍光強度をより向上させることができるため好ましい。なかでも、nが6の整数である場合には、一定の会合抑制効果があるものの不十分であるため、nは、7以上の整数であることがより好ましい。上記蛍光体部の数が3以上である場合には、nの上限値は例えば、72以下の整数が好ましく、36以下の整数がより好ましく、24以下の整数がさらに好ましい。すなわち、蛍光体部の数が3以上である場合には、nは3~72の整数が好ましく、7~36の整数がより好ましく、7~24の整数が更に好ましい。
本発明において、上記蛍光体部の数が2である場合、nの下限値は、色素の会合をより抑制する観点からは、3以上の整数が好ましく、6以上の整数がより好ましく、9以上の整数がさらに好ましく、12以上の整数が特に好ましい。上限値に特に制限はなく、例えば、72以下の整数とすることができ、36以下の整数が好ましく、24以下の整数がより好ましく、18以下の整数がさらに好ましい。すなわち、nは3~72の整数が好ましく、6~36の整数がより好ましく、9~24の整数が更に好ましく、12~18の整数が特に好ましい。
一方で、上記蛍光体部の数が3以上である場合には、蛍光体部の数が2である場合と比べると1分子あたりの蛍光体部数(色素数)が多いため、一定の色素会合を許容でき、3以上の整数であれば、蛍光強度をより向上させることができるため好ましい。なかでも、nが6の整数である場合には、一定の会合抑制効果があるものの不十分であるため、nは、7以上の整数であることがより好ましい。上記蛍光体部の数が3以上である場合には、nの上限値は例えば、72以下の整数が好ましく、36以下の整数がより好ましく、24以下の整数がさらに好ましい。すなわち、蛍光体部の数が3以上である場合には、nは3~72の整数が好ましく、7~36の整数がより好ましく、7~24の整数が更に好ましい。
<一般式(II)で表される化合物>
本発明の化合物のうち、互いに隣り合う各蛍光体部を連結する連結基が上記一般式(I)で表される構造を含む基である化合物は、下記一般式(II)で表されることが好ましい。
本発明の化合物のうち、互いに隣り合う各蛍光体部を連結する連結基が上記一般式(I)で表される構造を含む基である化合物は、下記一般式(II)で表されることが好ましい。
式中、R4及びR5は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、スルファニル基、アリール基又はヘテロアリール基を示す。
R6及びR7は、水素原子、ヒドロキシ基、スルファニル基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アシル基、ヘテロアリール基又はQを示す。
Qは、アニオン性基、カチオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE、-(L-O)gRE、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基を示す。
L1~L7は、単結合又は2価の連結基を示す。
Mは蛍光体部、生理活性物質部、プロドラッグ部又は放射性同位体含有部を示す。
Yは上述の一般式(I)で表される構造を示す。
mは1以上の整数である。
L、RE及びgは上記のL、RE及びgと同義である。
ただし、Mの少なくとも2つは上記の蛍光体部を示す。
R6及びR7は、水素原子、ヒドロキシ基、スルファニル基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アシル基、ヘテロアリール基又はQを示す。
Qは、アニオン性基、カチオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE、-(L-O)gRE、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基を示す。
L1~L7は、単結合又は2価の連結基を示す。
Mは蛍光体部、生理活性物質部、プロドラッグ部又は放射性同位体含有部を示す。
Yは上述の一般式(I)で表される構造を示す。
mは1以上の整数である。
L、RE及びgは上記のL、RE及びgと同義である。
ただし、Mの少なくとも2つは上記の蛍光体部を示す。
R4及びR5は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、スルファニル基、アリール基又はヘテロアリール基を示す。
R4又はR5として採りうるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アミノ基、アルコキシ基、アリール基及びヘテロアリール基は、後述する置換基群Tにおけるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アミノ基、アルコキシ基、アリール基及びヘテロアリール基と同義であり、好ましい範囲も同じである。
R4又はR5として採りうるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アミノ基、アルコキシ基、アリール基及びヘテロアリール基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよく、有していてもよい置換基としては、後述する置換基群Tにおける置換基が挙げられ、例えば、ハロゲン原子が好ましい。
R4及びR5としては、合成の簡便さの観点からは、水素原子が好ましい。アミノ酸を原料として用いた場合にはR4及びR5は水素原子になることが多いものの、本発明の化合物が溶液状態における優れた会合抑制効果を示すことに対してR4及びR5における置換基は大きく寄与しないため、R4及びR5は水素原子以外のその他の置換基(アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、スルファニル基、アリール基又はヘテロアリール基)であってもよい。
R4又はR5として採りうるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アミノ基、アルコキシ基、アリール基及びヘテロアリール基は、後述する置換基群Tにおけるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アミノ基、アルコキシ基、アリール基及びヘテロアリール基と同義であり、好ましい範囲も同じである。
R4又はR5として採りうるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アミノ基、アルコキシ基、アリール基及びヘテロアリール基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよく、有していてもよい置換基としては、後述する置換基群Tにおける置換基が挙げられ、例えば、ハロゲン原子が好ましい。
R4及びR5としては、合成の簡便さの観点からは、水素原子が好ましい。アミノ酸を原料として用いた場合にはR4及びR5は水素原子になることが多いものの、本発明の化合物が溶液状態における優れた会合抑制効果を示すことに対してR4及びR5における置換基は大きく寄与しないため、R4及びR5は水素原子以外のその他の置換基(アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、スルファニル基、アリール基又はヘテロアリール基)であってもよい。
R6及びR7は、水素原子、ヒドロキシ基、スルファニル基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アシル基、ヘテロアリール基又はQを示す。
R6又はR7として採りうるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アシル基及びヘテロアリール基は、後述する置換基群Tにおけるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アシル基及びヘテロアリール基と同義であり、好ましい範囲も同じである。
R6又はR7として採りうるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アシル基及びヘテロアリール基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。
R6又はR7におけるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アシル基及びヘテロアリール基が有していてもよい置換基としては、後述する置換基群Tにおける置換基が挙げられ、アルキル基、アシル基、アルコキシ基、アミノ基もしくはQ、又はこれらを2種以上組み合わせた置換基が好ましく、アルキル基、アシル基、アルコキシ基、アミノ基、-(O-L)gRE、-(L-O)gRE、カルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基もしくは固体支持体に結合可能な置換基、又は、これらの置換基を2種以上組み合わせた置換基がより好ましい。
R6又はR7として採りうるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アシル基及びヘテロアリール基は、後述する置換基群Tにおけるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アシル基及びヘテロアリール基と同義であり、好ましい範囲も同じである。
R6又はR7として採りうるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アシル基及びヘテロアリール基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。
R6又はR7におけるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アシル基及びヘテロアリール基が有していてもよい置換基としては、後述する置換基群Tにおける置換基が挙げられ、アルキル基、アシル基、アルコキシ基、アミノ基もしくはQ、又はこれらを2種以上組み合わせた置換基が好ましく、アルキル基、アシル基、アルコキシ基、アミノ基、-(O-L)gRE、-(L-O)gRE、カルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基もしくは固体支持体に結合可能な置換基、又は、これらの置換基を2種以上組み合わせた置換基がより好ましい。
R6又はR7として採り得るQは、アニオン性基、カチオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE、-(L-O)gRE、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基を示す。
アニオン性基、カチオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREは、後述する置換基群Tにおけるアニオン性基、カチオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREと同義であり、好ましい範囲も同じである。
生体物質に結合可能な置換基としては後述の生体物質に結合可能な置換基の記載を適用することができ、固体支持体に結合可能な置換基としては後述の固体支持体に結合可能な置換基の記載を適用することができる。
Qとしては、カルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基が好ましく、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基がより好ましい。
アニオン性基、カチオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREは、後述する置換基群Tにおけるアニオン性基、カチオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE及び-(L-O)gREと同義であり、好ましい範囲も同じである。
生体物質に結合可能な置換基としては後述の生体物質に結合可能な置換基の記載を適用することができ、固体支持体に結合可能な置換基としては後述の固体支持体に結合可能な置換基の記載を適用することができる。
Qとしては、カルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基が好ましく、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基がより好ましい。
R6としては、後述の-L13R6Aで表される置換基の記載が、R7としては、後述の-L12R7Aで表される置換基の記載が好ましく挙げられる。具体的には、-L13R6Aで表される置換基の記載とは、L13として採り得る基とR6Aとして採り得る基の組み合わせによって得られる置換基を意味する。このことは、-L12R7Aについても同様である。
L2~L5及びL7は、単結合又は2価の連結基を示し、単結合、又は、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及び>P(=O)ORBのうちの1種又は2種以上を組み合わせた連結基であることが好ましい。RA及びRBは後述のRA及びRBと同義であり、水素原子又は置換基を示す。
L1及びL6は、単結合又は2価の連結基を示し、単結合、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2又は>P(=O)ORBであることが好ましい。RA及びRBは後述のRA及びRBと同義であり、水素原子又は置換基を示す。
L1~L7を構成しうるアルキレン基は、後述する置換基群Tから選択されるアルキル基から更に水素原子を1つ除去した基と同義であり、好ましいものも同じである。
L1~L7を構成しうるアルケニレン基は、後述する置換基群Tから選択されるアルケニル基から更に水素原子を1つ除去した基と同義であり、好ましいものも同じである。
L1~L7を構成しうるアルキニレン基は、後述する置換基群Tから選択されるアルキニル基から更に水素原子を1つ除去した基と同義であり、好ましいものも同じである。
L1~L7を構成しうるアリーレン基は、後述する置換基群Tから選択されるアリール基から更に水素原子を1つ除去した基と同義であり、好ましいものも同じである。
L1~L7を構成しうるヘテロアリーレン基は、後述する置換基群Tから選択されるヘテロアリール基から更に水素原子を1つ除去した基と同義であり、好ましいものも同じである。
L1~L7を構成しうるアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基は、無置換の基であってもよく、置換基を有する基であってもよい。
L1~L7を構成しうる上記アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基が有していてもよい置換基としては、特に限定されず、好ましくは、後述する置換基群Tから選択され、より好ましくは、ハロゲン原子、アルキル基、アシルアミノ基又はカルバモイル基が挙げられる。また、L1~L7を構成しうる上記アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基が有していてもよい置換基は、さらに後述する置換基群Tから選択される置換基で置換されていてもよく、例えば、アミノ基が好ましい。
また、L1~L7を構成しうる上記アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基が有していてもよい置換基の数は、構造として採り得る限り特に制限されず、少なくとも1個以上とすることができ、上限値としては、特に制限されず、例えば、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基における全ての水素原子が置換基で置換されていてもよい。
L1及びL6は、単結合又は2価の連結基を示し、単結合、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2又は>P(=O)ORBであることが好ましい。RA及びRBは後述のRA及びRBと同義であり、水素原子又は置換基を示す。
L1~L7を構成しうるアルキレン基は、後述する置換基群Tから選択されるアルキル基から更に水素原子を1つ除去した基と同義であり、好ましいものも同じである。
L1~L7を構成しうるアルケニレン基は、後述する置換基群Tから選択されるアルケニル基から更に水素原子を1つ除去した基と同義であり、好ましいものも同じである。
L1~L7を構成しうるアルキニレン基は、後述する置換基群Tから選択されるアルキニル基から更に水素原子を1つ除去した基と同義であり、好ましいものも同じである。
L1~L7を構成しうるアリーレン基は、後述する置換基群Tから選択されるアリール基から更に水素原子を1つ除去した基と同義であり、好ましいものも同じである。
L1~L7を構成しうるヘテロアリーレン基は、後述する置換基群Tから選択されるヘテロアリール基から更に水素原子を1つ除去した基と同義であり、好ましいものも同じである。
L1~L7を構成しうるアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基は、無置換の基であってもよく、置換基を有する基であってもよい。
L1~L7を構成しうる上記アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基が有していてもよい置換基としては、特に限定されず、好ましくは、後述する置換基群Tから選択され、より好ましくは、ハロゲン原子、アルキル基、アシルアミノ基又はカルバモイル基が挙げられる。また、L1~L7を構成しうる上記アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基が有していてもよい置換基は、さらに後述する置換基群Tから選択される置換基で置換されていてもよく、例えば、アミノ基が好ましい。
また、L1~L7を構成しうる上記アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基が有していてもよい置換基の数は、構造として採り得る限り特に制限されず、少なくとも1個以上とすることができ、上限値としては、特に制限されず、例えば、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基における全ての水素原子が置換基で置換されていてもよい。
L1~L7を構成しうる>NRAにおけるRA及び>P(=O)ORBにおけるRBとして採りうる置換基としては、特に限定されず、好ましくは、後述する置換基群Tから選択される。RAとしては、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基又はアニオン性基が好ましく、水素原子又はアルキル基がより好ましく、水素原子がさらに好ましい。RBとしては、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基又はヘテロアリール基が好ましく、水素原子又はアルキル基がより好ましく、水素原子がさらに好ましい。
なお、RA及びRBとして採り得る上記アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基及びヘテロアリール基は、いずれも、無置換の基であってもよく、置換基を有する基であってもよい。
なお、RA及びRBとして採り得る上記アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基及びヘテロアリール基は、いずれも、無置換の基であってもよく、置換基を有する基であってもよい。
L2~L5及びL7を構成しうる、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及び>P(=O)ORBのうちの2種以上を組み合わせた連結基において、組み合わせる基の種類は、妥当な化学構造となる限り特に制限されないが、例えば、2~6種が好ましく、2~4種がより好ましい。なお、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及び>P(=O)ORBをそれぞれ1種と数え、最大で12種類である。
なお、L2~L5及びL7を構成しうる、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及び>P(=O)ORBのうちの2種以上を組み合わせた連結基において、組み合わせる基の数は、特に制限されないが、例えば、2~10個が好ましく挙げられ、2~6個がより好ましく、2~4個がさらに好ましい。
なお、L2~L5及びL7を構成しうる、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、-O-、-S-、>C=O、>NRA、>S=O、>S(=O)2及び>P(=O)ORBのうちの2種以上を組み合わせた連結基において、組み合わせる基の数は、特に制限されないが、例えば、2~10個が好ましく挙げられ、2~6個がより好ましく、2~4個がさらに好ましい。
(i)L1、L6
L1及びL6は、単結合、>C=O、>NRA、アリーレン基、アルキレン基、-O-又は-S-がより好ましく、単結合、>C=O、>NRA、アリーレン基又はアルキレン基がさらに好ましく、単結合、>C=O又は>NRAが特に好ましい。
(ii)L3、L4、L7
L3、L4及びL7は、単結合、>C=O、>NRA、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基又はヘテロアリーレン基であるか、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基の少なくとも1種と、>C=O及び>NRAとの組み合わせがより好ましく、単結合、>C=O、>NRA、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基又はヘテロアリーレン基であるか、-C(=O)NRA-と>C=Oとの間、又は、-NRAC(=O)-と>NRAとの間を、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基の少なくとも1種により連結する基がさらに好ましい。
(iii)L2、L5
L2及びL5は、単結合、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、-O-、-S-、>C=O及び>NRAのうちの1種もしくは2種以上を組み合わせた基であることがより好ましく、*-Lx-Ly-**で表される基であることがさらに好ましい。
Lxは、単結合、又は、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基のうちの1種もしくは2種以上を組み合わせた基であって、Lyは、単結合、-O-、-S-、>C=O又は>NRAである。*はL1及びL3が結合する炭素原子、又は、L4及びL6が結合する炭素原子への結合手を示し、**はMとの結合手を示す。ただし、Lyが単結合である場合、Lxは、ヘテロアリーレン基であるか、又は、*側に位置するアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基及びアリーレン基のうちの1種もしくは2種以上を組み合わせた基と、**側に位置するヘテロアリーレン基とからなる基である。
L2及びL5は、上記の*-Lx-Ly-**で表される基のなかでも、Lyが単結合、-S-、>C=O又は>NRAである基が好ましく、Lyが>C=O又は>NRAである基がより好ましく、Lxがアルキレン基であって、Lyが>C=O又は>NRAである基がさらに好ましい。
なお、上記一般式(II)で表される化合物においては、Mと、L1及びL3が結合する炭素原子、又は、L4及びL6が結合する炭素原子とを結ぶ連結鎖(L2を含む連結鎖及びL5を含む連結鎖の各連結鎖)における最短原子数は、例えば、1~60であればよく、1~40が好ましい。Mが蛍光体部である場合には、上記最短原子数は、蛍光体部Mのうち、蛍光を示すための共役構造部分と、L1及びL3が結合する炭素原子、又は、L4及びL6が結合する炭素原子とを結ぶ連結鎖のうち最短鎖を構成する原子数を意味する。
なお、上記一般式(II)で表される化合物においては、Mの共役構造部分-後述の連結基ZZZ-L2-で表される構造のうち「-後述の連結基ZZZ-L2-」で表される連結鎖のいずれかの部分、及び、Mの共役構造部分-後述の連結基ZZZ-L5-で表される構造のうち「-後述の連結基ZZZ-L5-」で表される連結鎖のいずれかの部分に後述の-(CH2-CH2-O)b-で表される構造(bも、後述の通りである。)を有することも好ましい。
L1及びL6は、単結合、>C=O、>NRA、アリーレン基、アルキレン基、-O-又は-S-がより好ましく、単結合、>C=O、>NRA、アリーレン基又はアルキレン基がさらに好ましく、単結合、>C=O又は>NRAが特に好ましい。
(ii)L3、L4、L7
L3、L4及びL7は、単結合、>C=O、>NRA、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基又はヘテロアリーレン基であるか、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基の少なくとも1種と、>C=O及び>NRAとの組み合わせがより好ましく、単結合、>C=O、>NRA、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基又はヘテロアリーレン基であるか、-C(=O)NRA-と>C=Oとの間、又は、-NRAC(=O)-と>NRAとの間を、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基の少なくとも1種により連結する基がさらに好ましい。
(iii)L2、L5
L2及びL5は、単結合、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、-O-、-S-、>C=O及び>NRAのうちの1種もしくは2種以上を組み合わせた基であることがより好ましく、*-Lx-Ly-**で表される基であることがさらに好ましい。
Lxは、単結合、又は、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基のうちの1種もしくは2種以上を組み合わせた基であって、Lyは、単結合、-O-、-S-、>C=O又は>NRAである。*はL1及びL3が結合する炭素原子、又は、L4及びL6が結合する炭素原子への結合手を示し、**はMとの結合手を示す。ただし、Lyが単結合である場合、Lxは、ヘテロアリーレン基であるか、又は、*側に位置するアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基及びアリーレン基のうちの1種もしくは2種以上を組み合わせた基と、**側に位置するヘテロアリーレン基とからなる基である。
L2及びL5は、上記の*-Lx-Ly-**で表される基のなかでも、Lyが単結合、-S-、>C=O又は>NRAである基が好ましく、Lyが>C=O又は>NRAである基がより好ましく、Lxがアルキレン基であって、Lyが>C=O又は>NRAである基がさらに好ましい。
なお、上記一般式(II)で表される化合物においては、Mと、L1及びL3が結合する炭素原子、又は、L4及びL6が結合する炭素原子とを結ぶ連結鎖(L2を含む連結鎖及びL5を含む連結鎖の各連結鎖)における最短原子数は、例えば、1~60であればよく、1~40が好ましい。Mが蛍光体部である場合には、上記最短原子数は、蛍光体部Mのうち、蛍光を示すための共役構造部分と、L1及びL3が結合する炭素原子、又は、L4及びL6が結合する炭素原子とを結ぶ連結鎖のうち最短鎖を構成する原子数を意味する。
なお、上記一般式(II)で表される化合物においては、Mの共役構造部分-後述の連結基ZZZ-L2-で表される構造のうち「-後述の連結基ZZZ-L2-」で表される連結鎖のいずれかの部分、及び、Mの共役構造部分-後述の連結基ZZZ-L5-で表される構造のうち「-後述の連結基ZZZ-L5-」で表される連結鎖のいずれかの部分に後述の-(CH2-CH2-O)b-で表される構造(bも、後述の通りである。)を有することも好ましい。
一般式(II)で表される化合物において、隣接する基同士が互いに結合して環を形成していてもよい。互いに結合して環を形成していてもよい隣接する基の組み合わせとしては、例えば、L1とL2の組み合わせ、L1とL3の組み合わせ、L2とR4の組み合わせ、L4とL5の組み合わせ、L4とL6の組み合わせ、又は、L5とR5の組み合わせが挙げられる。
上記の隣接する基同士が互いに結合して形成していてもよい環は、芳香族環及び脂肪族環のいずれでもよく、炭化水素環及びヘテロ環のいずれでもよく、5又は6員環であることが好ましい。
上記脂肪族環としては、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、又は、上述の一般式(I)で表される構造に記載する、炭素原子、窒素原子及びX1~X3を環構成原子とする5員環が好ましく挙げられ、上述の一般式(I)で表される構造に記載する、炭素原子、窒素原子及びX1~X3を環構成原子とする5員環がより好ましい。
上記芳香族環としては、ベンゼン環、又は、含窒素芳香族複素環が好ましく、ベンゼン環、又は、環構成原子が炭素原子及び窒素原子から構成される含窒素芳香族複素環がより好ましく、ベンゼン環又はピリジン環がさらに好ましい。
これらの環は置換基を有していてもよく、有していてもよい置換基としては、特に制限することなく、置換基群Tから選択される。
上記の隣接する基同士が互いに結合して形成していてもよい環は、芳香族環及び脂肪族環のいずれでもよく、炭化水素環及びヘテロ環のいずれでもよく、5又は6員環であることが好ましい。
上記脂肪族環としては、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、又は、上述の一般式(I)で表される構造に記載する、炭素原子、窒素原子及びX1~X3を環構成原子とする5員環が好ましく挙げられ、上述の一般式(I)で表される構造に記載する、炭素原子、窒素原子及びX1~X3を環構成原子とする5員環がより好ましい。
上記芳香族環としては、ベンゼン環、又は、含窒素芳香族複素環が好ましく、ベンゼン環、又は、環構成原子が炭素原子及び窒素原子から構成される含窒素芳香族複素環がより好ましく、ベンゼン環又はピリジン環がさらに好ましい。
これらの環は置換基を有していてもよく、有していてもよい置換基としては、特に制限することなく、置換基群Tから選択される。
L2とR4との組み合わせ、又は、L5とR5との組み合わせにより形成される環としては、上記の脂肪族環及び芳香族環のいずれでもよく、上記の脂肪族環が好ましい。
L1とL2の組み合わせ、L1とL3の組み合わせ、L4とL5の組み合わせ、又は、L4とL6の組み合わせにより形成される環としては、上記の脂肪族環及び芳香族環のいずれでもよく、上述の一般式(I)で表される構造に記載する、炭素原子、窒素原子及びX1~X3を環構成原子とする5員環、又は、ベンゼン環が好ましい。
例えば、一般式(II)の破線で囲んだ下記構造は、
L1とL2の組み合わせ、L1とL3の組み合わせ、L4とL5の組み合わせ、又は、L4とL6の組み合わせにより形成される環としては、上記の脂肪族環及び芳香族環のいずれでもよく、上述の一般式(I)で表される構造に記載する、炭素原子、窒素原子及びX1~X3を環構成原子とする5員環、又は、ベンゼン環が好ましい。
例えば、一般式(II)の破線で囲んだ下記構造は、
以下の構造を含む構造とすることができる。以下の構造において、*は連結部を示す。
mは1以上の整数である。上限値に特に制限はなく、例えば、30以下の整数とすることができ、20以下の整数が好ましく、15以下の整数がより好ましく、10以下の整数がさらに好ましく、3以下の整数が特に好ましい。すなわち、mは1~30の整数とすることができ、1~20の整数が好ましく、1~15の整数がより好ましく、1~10の整数が更に好ましい。
Mは蛍光体部、生理活性物質部、プロドラッグ部又は放射性同位体含有部を示す。ただし、Mの少なくとも2つは蛍光体部を示す。
Mとして採り得る蛍光体部(以下、蛍光体部Mとも称す。)としては、蛍光を示す有機化合物からなる構造部である限り、特に制限することなく用いることができる。また、蛍光体部Mは、蛍光を示す有機化合物からなる構造部がさらに連結基を有する構造部であってもよい。このような連結基としては、特に制限されないが、例えば後述の連結基ZZZを挙げることができる。例えば、一般式(II)で表される化合物においては、蛍光体部Mはこの連結基ZZZによってL2又はL5と結合している化合物が好ましく挙げられる。
蛍光体部Mとしては、例えば、キサンテン色素、ローダミン色素、クマリン色素、シアニン色素、ピレン色素、オキサジン色素、スクアリリウム色素、ピリジルオキサゾール色素及びピロメテン色素のうちの少なくとも1種の色素からなる構造部が挙げられ、好ましい。
上記のキサンテン色素、ローダミン色素、クマリン色素、シアニン色素、ピレン色素、オキサジン色素、スクアリリウム色素、ピリジルオキサゾール色素及びピロメテン色素としては、これらの色素として通常知られている色素を特に制限することなく用いることができる。
Mとして採り得る蛍光体部(以下、蛍光体部Mとも称す。)としては、蛍光を示す有機化合物からなる構造部である限り、特に制限することなく用いることができる。また、蛍光体部Mは、蛍光を示す有機化合物からなる構造部がさらに連結基を有する構造部であってもよい。このような連結基としては、特に制限されないが、例えば後述の連結基ZZZを挙げることができる。例えば、一般式(II)で表される化合物においては、蛍光体部Mはこの連結基ZZZによってL2又はL5と結合している化合物が好ましく挙げられる。
蛍光体部Mとしては、例えば、キサンテン色素、ローダミン色素、クマリン色素、シアニン色素、ピレン色素、オキサジン色素、スクアリリウム色素、ピリジルオキサゾール色素及びピロメテン色素のうちの少なくとも1種の色素からなる構造部が挙げられ、好ましい。
上記のキサンテン色素、ローダミン色素、クマリン色素、シアニン色素、ピレン色素、オキサジン色素、スクアリリウム色素、ピリジルオキサゾール色素及びピロメテン色素としては、これらの色素として通常知られている色素を特に制限することなく用いることができる。
上記蛍光体部Mは、一態様としては、ピロメテン色素からなる構造部であることが好ましい。ピロメテン色素としては、ジピロメテンホウ素錯体をあげることができる。ジピロメテンホウ素錯体としては、国際公開第2019/230963号に記載の一般式(1)又は(4)で表される蛍光性化合物(ジピロメテンホウ素錯体)、国際公開第2021/100814号に記載の一般式(1)で表される化合物(ジピロメテンホウ素錯体)を使用でき、これらの記載を本明細書に引用して取り込むことができる。
なお、上記蛍光体部Mを構成する色素については、生体物質に結合可能な置換基を有しないようにして取り込む。
なお、上記蛍光体部Mを構成する色素については、生体物質に結合可能な置換基を有しないようにして取り込む。
上記蛍光体部Mは、別の態様としては、シアニン色素からなる構造部であることが好ましく、下記一般式(α)で表されるシアニン色素からなる構造部であることがより好ましい。
式中、R1~R4は、アルキル基又は-(CH2-CH2-O)b-R21を示す。bは1~50であり、R21はアルキル基を示す。
R11~R13は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基又はハロゲン原子を示し、隣接する基同士が互いに結合して5又は6員環を形成していてもよい。
R22~R25及びR32~R35は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、スルホ基、スルファモイル基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、カルバモイル基、アシルアミノ基、ニトロ基又はハロゲン原子を示す。
R41及びR42は、アルキル基又は-(CH2-CH2-O)b-R21を示す。R21及びbは、上記のR21及びbと同義である。R41及びR42は互いに結合して環を形成していてもよい。
aは、1~3の整数である。
上記のR1~R4、R11~R13、R22~R25、R32~R35、R41又はR42のうちのいずれかから水素原子が1つ除かれることにより、1価の構造部となる。
ただし、式(α)で表されるシアニン色素は、中性である。
R11~R13は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基又はハロゲン原子を示し、隣接する基同士が互いに結合して5又は6員環を形成していてもよい。
R22~R25及びR32~R35は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、スルホ基、スルファモイル基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、カルバモイル基、アシルアミノ基、ニトロ基又はハロゲン原子を示す。
R41及びR42は、アルキル基又は-(CH2-CH2-O)b-R21を示す。R21及びbは、上記のR21及びbと同義である。R41及びR42は互いに結合して環を形成していてもよい。
aは、1~3の整数である。
上記のR1~R4、R11~R13、R22~R25、R32~R35、R41又はR42のうちのいずれかから水素原子が1つ除かれることにより、1価の構造部となる。
ただし、式(α)で表されるシアニン色素は、中性である。
上記一般式(α)で表されるシアニン色素は、共役二重結合によって結ばれた繰り返し数2a+3のメチン鎖の長さに依存して、a=1の場合に520~600nmの波長領域(585nm付近)に、a=2の場合に620~700nmの波長領域(685nm付近)に、a=3の場合に740~830nmの波長領域(785nm付近)に、それぞれ励起吸収波長を有する。そのため、一般式(α)で表されるシアニン色素からなる構造部を蛍光体部Mとして有する本発明の化合物は、それぞれ、励起光源として化合物の吸収励起波長に対応したおよそ500~800nmの波長領域の任意の波長(例えば、600nm、700nm、800nm付近)のものを使用する蛍光標識において、優れた蛍光強度を示す化合物として使用できる。
多色WBでは、可視領域から近赤外領域までの範囲内において、複数の発光色を検出する。そのため、色素を励起発光させた際に互いに干渉してクロストークが起こらないように、複数の色素の吸収波形及び発光波形が適切な波長関係となるように選択する必要がある。ある励起光では1つの色素だけが光り、他の色素が光らないように調整されるのが理想的である。この観点で、例えば、多色WBの近赤外領域の発光には、700nm付近と800nm付近という、ある程度波長の離れた2種類の励起光源が用いられている。
近赤外光励起による蛍光検出は、可視光励起による検出に比べてメンブレンの自家蛍光、すなわちバックグラウンド蛍光を抑制できるため、シグナルノイズ比(S/N比)を高めやすく、目的のタンパク質を高感度に検出することが可能となる。そのため、近年、微量タンパク質の解析研究において、近赤外領域の発光を利用した蛍光検出WBの必要性が増してきている。
しかし、近赤外領域では、一般的に蛍光色素の蛍光量子収率が低く、高いシグナル量を得ることが難しい。一般式(α)で表されるシアニン色素からなる構造部を蛍光体部Mとして有する本発明の化合物のうちa=2又は3である化合物は、上記の700nm付近と800nm付近の2種類のものを有する多色WBにおいても、優れた蛍光強度を示す化合物として使用でき、特に、タンパク質をより高感度に観察、検出するという要望に対しても、従来のシアニン色素を用いた蛍光標識と比較して、優れた蛍光強度を示すことができる。
近赤外光励起による蛍光検出は、可視光励起による検出に比べてメンブレンの自家蛍光、すなわちバックグラウンド蛍光を抑制できるため、シグナルノイズ比(S/N比)を高めやすく、目的のタンパク質を高感度に検出することが可能となる。そのため、近年、微量タンパク質の解析研究において、近赤外領域の発光を利用した蛍光検出WBの必要性が増してきている。
しかし、近赤外領域では、一般的に蛍光色素の蛍光量子収率が低く、高いシグナル量を得ることが難しい。一般式(α)で表されるシアニン色素からなる構造部を蛍光体部Mとして有する本発明の化合物のうちa=2又は3である化合物は、上記の700nm付近と800nm付近の2種類のものを有する多色WBにおいても、優れた蛍光強度を示す化合物として使用でき、特に、タンパク質をより高感度に観察、検出するという要望に対しても、従来のシアニン色素を用いた蛍光標識と比較して、優れた蛍光強度を示すことができる。
(i)R1~R4
R1~R4は、アルキル基又は-(CH2-CH2-O)b-R21を示す。
R1~R4は、アルキル基又は-(CH2-CH2-O)b-R21を示す。
R1~R4として採りうるアルキル基は、後述する置換基群Tにおけるアルキル基と同義である。
無置換のアルキル基の炭素数は、1~6が好ましく、1~4がより好ましく、1~2がさらに好ましい。
アルキル基が置換基を有する場合、置換基を有するアルキル基のアルキル基部分の炭素数としては、1~10が好ましく、1~8がより好ましく、2~6がさらに好ましく、2~5が特に好ましい。また、置換基を有するアルキル基の最長鎖を構成する原子数としては、3~35が好ましく、3~25がより好ましく、3~15がさらに好ましく、3~11が特に好ましい。
本発明において、「置換基を有するアルキル基のアルキル基部分の炭素数」とは、アルキル基が有する置換基部分を除く炭素数を意味する。
本発明において、「置換基を有するアルキル基の最長鎖を構成する原子数」とは、置換基部分を含む原子数(すなわち、全原子数から、最長鎖を構成しない分子鎖の原子数を引いた原子数)を意味する。なお、スルホ基、カルボキシ基等の解離性の水素原子を有する置換基が最長鎖を構成する場合、解離の有無にかかわらず、水素原子を含めて計算する。また、後述する生体物質に結合可能な置換基部分における原子数は含めない。
無置換のアルキル基の炭素数は、1~6が好ましく、1~4がより好ましく、1~2がさらに好ましい。
アルキル基が置換基を有する場合、置換基を有するアルキル基のアルキル基部分の炭素数としては、1~10が好ましく、1~8がより好ましく、2~6がさらに好ましく、2~5が特に好ましい。また、置換基を有するアルキル基の最長鎖を構成する原子数としては、3~35が好ましく、3~25がより好ましく、3~15がさらに好ましく、3~11が特に好ましい。
本発明において、「置換基を有するアルキル基のアルキル基部分の炭素数」とは、アルキル基が有する置換基部分を除く炭素数を意味する。
本発明において、「置換基を有するアルキル基の最長鎖を構成する原子数」とは、置換基部分を含む原子数(すなわち、全原子数から、最長鎖を構成しない分子鎖の原子数を引いた原子数)を意味する。なお、スルホ基、カルボキシ基等の解離性の水素原子を有する置換基が最長鎖を構成する場合、解離の有無にかかわらず、水素原子を含めて計算する。また、後述する生体物質に結合可能な置換基部分における原子数は含めない。
R1~R4として採りうるアルキル基が有していてもよい置換基としては、アルコキシ基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、カルバモイル基、アシルアミノ基、スルホ基、ホスホノ基及び-(CH2-CH2-O)b-R21、並びにこれらの置換基の組み合わせからなる基が挙げられる。
R1~R4として採りうる置換基を有するアルキル基としては、上記置換基を有するアルキル基であれば特に制限はない。
R1~R4として採りうるアルキル基としては、無置換のアルキル基が好ましい。
R1~R4として採りうる置換基を有するアルキル基としては、上記置換基を有するアルキル基であれば特に制限はない。
R1~R4として採りうるアルキル基としては、無置換のアルキル基が好ましい。
(-(CH2-CH2-O)b-R21)
R1~R4として採りうる-(CH2-CH2-O)b-R21において、bは1~50であり、R21はアルキル基を示す。
bは平均繰り返し数(単に、繰り返し数とも称す。)を意味し、1~24が好ましく、1~12がより好ましく、1~10がさらに好ましく、4~10が特に好ましく、4~8が最も好ましい。
上記平均繰り返し数は、化合物について1H-NMR測定を行い、平均積分値より算出することができる。本発明において規定する平均繰り返し数は、上記方法により算出される平均繰り返し数の小数第一位を四捨五入して得られる数を意味する。
R21におけるアルキル基は、上記R1~R4として採りうるアルキル基の記載を適用することができる。
R1~R4として採りうる-(CH2-CH2-O)b-R21及びR1~R4としてのアルキル基が置換基として有しうる-(CH2-CH2-O)b-R21としては、-(CH2-CH2-O)b-無置換のアルキル基が好ましい。
R1~R4として採りうる-(CH2-CH2-O)b-R21において、bは1~50であり、R21はアルキル基を示す。
bは平均繰り返し数(単に、繰り返し数とも称す。)を意味し、1~24が好ましく、1~12がより好ましく、1~10がさらに好ましく、4~10が特に好ましく、4~8が最も好ましい。
上記平均繰り返し数は、化合物について1H-NMR測定を行い、平均積分値より算出することができる。本発明において規定する平均繰り返し数は、上記方法により算出される平均繰り返し数の小数第一位を四捨五入して得られる数を意味する。
R21におけるアルキル基は、上記R1~R4として採りうるアルキル基の記載を適用することができる。
R1~R4として採りうる-(CH2-CH2-O)b-R21及びR1~R4としてのアルキル基が置換基として有しうる-(CH2-CH2-O)b-R21としては、-(CH2-CH2-O)b-無置換のアルキル基が好ましい。
蛍光色素そのものの蛍光強度を向上させる観点からは、R1~R4の少なくとも1つが、-(CH2-CH2-O)b-で表される構造を含むことが好ましく、R1及びR2の少なくとも1つとR3及びR4の少なくとも1つとが、-(CH2-CH2-O)b-で表される構造を含むことがより好ましい。
本発明の化合物中における全ての蛍光体部Mが一般式(α)で表されるシアニン色素からなる構造部であって、R1及びR2の少なくとも1つとR3及びR4の少なくとも1つとが、-(CH2-CH2-O)b-で表される構造を含むことがさらに好ましい。
上記-(CH2-CH2-O)b-で表される構造は、R1~R4として-(CH2-CH2-O)b-R21を採ることにより導入されていることが好ましい。
上記-(CH2-CH2-O)b-におけるbは、上記-(CH2-CH2-O)b-R21におけるbと同義である。
R1~R4の置換基はシアニン色素骨格(平面)に対し垂直方向へ張り出すため、この置換基として-(CH2-CH2-O)b-で表される構造を含むことにより、縮環部分がπ-π相互作用しにくくなり(会合抑制効果が強まり)、会合による蛍光強度の低下を抑制できると推定している。
本発明の化合物中における全ての蛍光体部Mが一般式(α)で表されるシアニン色素からなる構造部であって、R1及びR2の少なくとも1つとR3及びR4の少なくとも1つとが、-(CH2-CH2-O)b-で表される構造を含むことがさらに好ましい。
上記-(CH2-CH2-O)b-で表される構造は、R1~R4として-(CH2-CH2-O)b-R21を採ることにより導入されていることが好ましい。
上記-(CH2-CH2-O)b-におけるbは、上記-(CH2-CH2-O)b-R21におけるbと同義である。
R1~R4の置換基はシアニン色素骨格(平面)に対し垂直方向へ張り出すため、この置換基として-(CH2-CH2-O)b-で表される構造を含むことにより、縮環部分がπ-π相互作用しにくくなり(会合抑制効果が強まり)、会合による蛍光強度の低下を抑制できると推定している。
(ii)R11~R13
R11~R13は、各々独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基又はハロゲン原子を示す。隣接する基同士が互いに結合して5又は6員環を形成していてもよい。
R11~R13として採りうるアルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基及びハロゲン原子は、後述する置換基群Tにおけるアルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基及びハロゲン原子と同義であり、好ましい範囲も同じである。
R11~R13におけるアルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基及びアミノ基が有していてもよい置換基としては、後述する置換基群Tにおける置換基が挙げられる。
R11~R13は、各々独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基又はハロゲン原子を示す。隣接する基同士が互いに結合して5又は6員環を形成していてもよい。
R11~R13として採りうるアルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基及びハロゲン原子は、後述する置換基群Tにおけるアルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基及びハロゲン原子と同義であり、好ましい範囲も同じである。
R11~R13におけるアルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基及びアミノ基が有していてもよい置換基としては、後述する置換基群Tにおける置換基が挙げられる。
R11~R13のうち、隣接する基同士が互いに結合して形成される5又は6員環は、芳香族性又は脂肪族性のいずれであってもよく、脂肪族性であることが好ましい。また、6員環を形成することが好ましい。化合物中における上記の5又は6員環の数は特に制限されないが、1又は2個が好ましく、1個がより好ましい。
例えば、a=3の場合を例にすると、R11~R13のうち隣接する基同士が結合して形成される環を有する構造としては、下記構造が好ましく挙げられる。なお、下記例においては、環構造を形成していないR11~R13は水素原子であり、環構造は置換基を有しない構造を記載しているが、これらに限定されるものではない。また、下記において、波線の先の構造は省略して記載する。
例えば、a=3の場合を例にすると、R11~R13のうち隣接する基同士が結合して形成される環を有する構造としては、下記構造が好ましく挙げられる。なお、下記例においては、環構造を形成していないR11~R13は水素原子であり、環構造は置換基を有しない構造を記載しているが、これらに限定されるものではない。また、下記において、波線の先の構造は省略して記載する。
R11及びインドレニン環に結合する炭素原子が有するR13は、水素原子が好ましい。
R12及び上記以外のR13は、水素原子又はアルキル基が好ましい。
R11~R13のうち、R11及びインドレニン環に結合する炭素原子が有するR13以外のR12~R13における隣接する基同士(すなわち、インドレニン環に結合する炭素原子が有するR13以外のR13とR12のうちの隣接する基同士)が、互いに結合して5又は6員環を形成していることが好ましく、6員環を形成していることがより好ましい。また、インドリン環及びインドレニン環を結ぶ結合の中心部分に上記5又は6員環を形成していることが好ましい。インドリン環及びインドレニン環を結ぶ結合の中心部分に形成される環とは、インドリン環及びインドレニン環からの結合原子数が等しくなる炭素原子を環構成原子として含む環を意味する。
R12及び上記以外のR13は、水素原子又はアルキル基が好ましい。
R11~R13のうち、R11及びインドレニン環に結合する炭素原子が有するR13以外のR12~R13における隣接する基同士(すなわち、インドレニン環に結合する炭素原子が有するR13以外のR13とR12のうちの隣接する基同士)が、互いに結合して5又は6員環を形成していることが好ましく、6員環を形成していることがより好ましい。また、インドリン環及びインドレニン環を結ぶ結合の中心部分に上記5又は6員環を形成していることが好ましい。インドリン環及びインドレニン環を結ぶ結合の中心部分に形成される環とは、インドリン環及びインドレニン環からの結合原子数が等しくなる炭素原子を環構成原子として含む環を意味する。
上記蛍光体部Mは、上記のR1~R4、R11~R13、R22~R25、R32~R35、R41又はR42のうちのいずれかから水素原子が1つ除かれることにより、1価の構造部となる。
具体的には、R1~R4、R11~R13、R22~R25、R32~R35、R41又はR42として採り得る置換基から水素原子が1つ除かれることにより1価の構造部となるか、R11~R13、R22~R25又はR32~R35として採り得る水素原子が除かれ、R11~R13、R22~R25又はR32~R35が結合していた炭素原子上に結合手を有する1価の構造部となる。
なかでも、上記蛍光体部Mは、上記R41及びR42が結合して形成した環上から水素原子が1つ除かれることにより1価の構造部となるか、又は、R12(好ましくはインドリン環及びインドレニン環からの結合原子数が等しくなる炭素原子上のR12)として採り得る置換基から水素原子が1つ除かれることにより1価の構造部となることが好ましい。
具体的には、R1~R4、R11~R13、R22~R25、R32~R35、R41又はR42として採り得る置換基から水素原子が1つ除かれることにより1価の構造部となるか、R11~R13、R22~R25又はR32~R35として採り得る水素原子が除かれ、R11~R13、R22~R25又はR32~R35が結合していた炭素原子上に結合手を有する1価の構造部となる。
なかでも、上記蛍光体部Mは、上記R41及びR42が結合して形成した環上から水素原子が1つ除かれることにより1価の構造部となるか、又は、R12(好ましくはインドリン環及びインドレニン環からの結合原子数が等しくなる炭素原子上のR12)として採り得る置換基から水素原子が1つ除かれることにより1価の構造部となることが好ましい。
(iii)R22~R25及びR32~R35
R22~R25及びR32~R35は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、スルホ基、スルファモイル基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、カルバモイル基、アシルアミノ基、ニトロ基又はハロゲン原子を示す。これらR22~R25及びR32~R35は、隣接する基同士が互いに結合して縮合環を形成していてもよい。
R22~R25及びR32~R35として採りうるアルキル基、アルコキシ基、アリール基、スルホ基、スルファモイル基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、カルバモイル基、アシルアミノ基、ニトロ基及びハロゲン原子は、それぞれ、後述する置換基群Tにおけるアルキル基、アルコキシ基、アリール基、スルホ基、スルファモイル基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、カルバモイル基、アシルアミノ基、ニトロ基及びハロゲン原子と同義である。
R22~R25及びR32~R35のうち隣接する基同士が互いに結合して形成される縮合環としては、特に制限はないが、例えば、ナフタレン環(隣接する基同士が互いに結合してベンゼン環を形成することによって、R22~R25が結合するベンゼン環又はR32~R35が結合するベンゼン環と共に形成されるナフタレン環)が挙げられる。なお、会合抑制の観点から、R22~R25及びR32~R35のうち隣接する基同士が互いに結合しておらず、縮合環を形成していないことが好ましい。
R22~R25及びR32~R35は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、スルホ基、スルファモイル基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、カルバモイル基、アシルアミノ基、ニトロ基又はハロゲン原子を示す。これらR22~R25及びR32~R35は、隣接する基同士が互いに結合して縮合環を形成していてもよい。
R22~R25及びR32~R35として採りうるアルキル基、アルコキシ基、アリール基、スルホ基、スルファモイル基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、カルバモイル基、アシルアミノ基、ニトロ基及びハロゲン原子は、それぞれ、後述する置換基群Tにおけるアルキル基、アルコキシ基、アリール基、スルホ基、スルファモイル基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、カルバモイル基、アシルアミノ基、ニトロ基及びハロゲン原子と同義である。
R22~R25及びR32~R35のうち隣接する基同士が互いに結合して形成される縮合環としては、特に制限はないが、例えば、ナフタレン環(隣接する基同士が互いに結合してベンゼン環を形成することによって、R22~R25が結合するベンゼン環又はR32~R35が結合するベンゼン環と共に形成されるナフタレン環)が挙げられる。なお、会合抑制の観点から、R22~R25及びR32~R35のうち隣接する基同士が互いに結合しておらず、縮合環を形成していないことが好ましい。
水溶性の向上および会合抑制の観点から、R22~R25の少なくとも1つとR32~R35の少なくとも1つとが親水性基を有することが好ましく、R22~R25が結合する環及びR32~R35が結合する環の数1つに付き少なくとも1つの親水性基を有することがより好ましい。例えば、R22~R25及びR32~R35うち隣接する基同士が互いに結合して縮合環としてナフタレン環をそれぞれ形成している場合、R22~R25が結合する環の数は2つ、R32~R35が結合する環の数は2つとなり、R22~R25の少なくとも2つ及びR32~R35の少なくとも2つが親水性基を有することがより好ましいことを意味する。上限値は、構造として可能な限り特に制限されず、後述する化合物全体としての親水性基の数にあわせて、適宜調整することができる。
親水性基としては、特に制限されないが、例えば、置換基を有するアルコキシ基、カルボキシ基、スルホ基及びホスホノ基が挙げられ、スルホ基が好ましい。
親水性基としては、特に制限されないが、例えば、置換基を有するアルコキシ基、カルボキシ基、スルホ基及びホスホノ基が挙げられ、スルホ基が好ましい。
R22~R25及びR32~R35は、水素原子、アルキル基、スルホ基、ニトロ基又はハロゲン原子が好ましく、水素原子、アルキル基、スルホ基又はハロゲン原子がより好ましく、水素原子、アルキル基又はスルホ基がさらに好ましい。
(iv)R41及びR42
R41及びR42は、アルキル基又は-(CH2-CH2-O)b-R21を示す。R21及びbは、上記のR21及びbと同義である。
R41及びR42におけるアルキル基が有していてもよい置換基としては、アルコキシ基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、カルバモイル基、アシルアミノ基、スルホ基及びホスホノ基並びにこれらの置換基の組み合わせからなる基が挙げられる。
R41及びR42は、アルキル基又は-(CH2-CH2-O)b-R21を示す。R21及びbは、上記のR21及びbと同義である。
R41及びR42におけるアルキル基が有していてもよい置換基としては、アルコキシ基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、カルバモイル基、アシルアミノ基、スルホ基及びホスホノ基並びにこれらの置換基の組み合わせからなる基が挙げられる。
R41及びR42として採りうるアルキル基は、後述する置換基群Tにおけるアルキル基と同義である。
無置換のアルキル基の炭素数は、1~6が好ましく、1~4がより好ましく、1~3がさらに好ましい。
置換基を有するアルキル基のアルキル基部分の炭素数は、1~10が好ましく、1~8がより好ましく、1~7がさらに好ましく、1~6がさらに好ましく、1~5がさらに好ましい。また、置換基を有するアルキル基の最長鎖を構成する原子数は、3~14が好ましく、3~12がより好ましく、3~10がさらに好ましい。
無置換のアルキル基の炭素数は、1~6が好ましく、1~4がより好ましく、1~3がさらに好ましい。
置換基を有するアルキル基のアルキル基部分の炭素数は、1~10が好ましく、1~8がより好ましく、1~7がさらに好ましく、1~6がさらに好ましく、1~5がさらに好ましい。また、置換基を有するアルキル基の最長鎖を構成する原子数は、3~14が好ましく、3~12がより好ましく、3~10がさらに好ましい。
R41及びR42として採り得る置換基を有するアルキル基としては、水溶性をより向上させる観点からは、アルコキシ基、カルボキシ基、スルホ基及びホスホノ基の少なくとも1つを置換基として有するアルキル基が好ましく、カルボキシ基及びスルホ基の少なくとも1つを置換基として有するアルキル基がより好ましい。なお、上記の好ましい置換基(アルコキシ基、カルボキシ基、スルホ基及びホスホノ基)と、これらの置換基以外の基との組合わせからなる置換基を有するアルキル基であってもよい。
また、上記R1~R4が採り得る、置換基を有するアルキル基の形態も好ましく適用できる。
また、上記R1~R4が採り得る、置換基を有するアルキル基の形態も好ましく適用できる。
R41及びR42として採りうる-(CH2-CH2-O)b-R21は、上記R1~R4における-(CH2-CH2-O)b-R21の記載を好ましく適用することができる。
R41及びR42は互いに結合して環を形成していてもよい。
上記一般式(α)で表されるシアニン色素のうち、R41及びR42が互いに結合して環を形成した構造としては、下記一般式(β)で表されるシアニン色素が好ましく挙げられる。
R41及びR42は互いに結合して環を形成していてもよい。
上記一般式(α)で表されるシアニン色素のうち、R41及びR42が互いに結合して環を形成した構造としては、下記一般式(β)で表されるシアニン色素が好ましく挙げられる。
式中、Lx及びLyはアルキレン基又は-(CH2-CH2-O)b-アルキレン-*を示す。*はUとの結合位置を示す。
連結基Uは原子数1~100の2価の連結基を示す。
R1~R4、R11~R13、R22~R25、R32~R35、b及びaは上記一般式(α)におけるR1~R4、R11~R13、R22~R25、R32~R35、b及びaと同義であり、特段の断りのない限り、好ましい範囲も同じである。
R1~R4、Lx、Ly及びUの少なくとも1つは-(CH2-CH2-O)b-で表される構造を含む。bは、上記bと同義である。
ただし、式(β)で表されるシアニン色素は、中性である。
連結基Uは原子数1~100の2価の連結基を示す。
R1~R4、R11~R13、R22~R25、R32~R35、b及びaは上記一般式(α)におけるR1~R4、R11~R13、R22~R25、R32~R35、b及びaと同義であり、特段の断りのない限り、好ましい範囲も同じである。
R1~R4、Lx、Ly及びUの少なくとも1つは-(CH2-CH2-O)b-で表される構造を含む。bは、上記bと同義である。
ただし、式(β)で表されるシアニン色素は、中性である。
Lx及びLyとして採りうるアルキレン基は、R41及びR42として採りうる置換基を有するアルキル基から水素原子又は置換基を1つ除いて得られるアルキレン基に相当する。
Lx及びLyとして採りうるアルキレン基のアルキレン基部分の炭素数は、R41及びR42における置換基を有するアルキル基のアルキル基部分の炭素数の記載を好ましく適用することができる。
Lx及びLyとして採りうるアルキレン基のアルキレン基部分の炭素数は、R41及びR42における置換基を有するアルキル基のアルキル基部分の炭素数の記載を好ましく適用することができる。
Lx及びLyとして採りうる-(CH2-CH2-O)b-アルキレン-*は、R41及びR42として採りうる-(CH2-CH2-O)b-R21(R21は置換基を有するアルキル基を示す。)のうち、R21としてのアルキル基から水素原子又は置換基を1つ除いて得られる-(CH2-CH2-O)b-アルキレン-に相当する。
Lx及びLyとして採りうる-(CH2-CH2-O)b-アルキレン-*において、bは1~10が好ましく、1~8がより好ましく、アルキレン基部分の炭素数は、R41及びR42における置換基を有するアルキル基のアルキル基部分の炭素数の記載を好ましく適用することができる。
Lx及びLyとして採りうる-(CH2-CH2-O)b-アルキレン-*において、bは1~10が好ましく、1~8がより好ましく、アルキレン基部分の炭素数は、R41及びR42における置換基を有するアルキル基のアルキル基部分の炭素数の記載を好ましく適用することができる。
蛍光強度をより向上させる観点から、Lx及びLyはいずれも、-(CH2-CH2-O)b-で表される構造を含むことが好ましい。
連結基Uを構成する総原子数は、1~100であり、10~90が好ましく、20~90がより好ましく、30~80がさらに好ましい。
連結基Uは、アルキレン基、-O-、-NR50-、-COO-、-CONR50-及び-SO2NR50-から選ばれる3つ以上が結合して形成される2価の連結基であることが好ましい。R50は、水素原子又はアルキル基を示す。
連結基Uとして採り得るアルキレン基のアルキレン部分の炭素数は、1~10が好ましく、1~8がより好ましく、1~7がさらに好ましく、1~6が特に好ましく、1~5が最も好ましい。
本発明において、「アルキレン基のアルキレン部分の炭素数」とは、アルキレン基が有する置換基部分を除く炭素数を意味する。
R50として採り得るアルキル基は、上記R1~R4におけるアルキル基の記載を好ましく適用することができる。
R50としては水素原子が好ましい。
連結基Uを構成する上記のアルキレン基、-O-、-NR50-、-COO-、-CONR50-及び-SO2NR50-の数は、3~11が好ましく、3~7がより好ましく、3~5がさらに好ましく、3が特に好ましい。
連結基Uは、Lx及びLyとの連結部が-O-、-NR50-、-COO-、-CONR50-又は-SO2NR50-であることが好ましい。すなわち、連結基Uは、連結基Uを構成する、-O-、-NR50-、-COO-、-CONR50-又は-SO2NR50-を介して、Lx及びLyのアルキレン基に対して結合していることが好ましい。連結基Uは、Lx及びLyとの連結部が-O-、-NR50-、-COO-、-CONR50-又は-SO2NR50-であって、上記の連結部同士がアルキレン基で結ばれた2価の連結基であることがより好ましい。
連結基Uは、水素原子が1つ除かれることにより1価の構造部、すなわち、蛍光体部Mとなることが好ましい。連結基Uにおいて、水素原子が1つ除かれる箇所としては、アルキレン基又はR50としてのアルキル基が挙げられ、アルキレン基が好ましい。
連結基Uにおいて、アルキレン基又はR50としてのアルキル基における水素原子が1つ除かれる際には、アルキレン基又はR50としてのアルキル基から直接水素原子が1つ除かれてもよく、アルキレン基又はR50としてのアルキル基に対して連結基ZZZが結合し、この連結基ZZZが結合手となっていてもよい。
上記連結基ZZZとしては、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、-O-、-S-、>C=O、>NR60、>S=O、>S(=O)2、>P(=O)OR70、-COO-、-CONR60-及び-(CH2-CH2-O)p-、並びにこれらの置換基の組み合わせからなる基が挙げられる。組み合わせる数は、特に制限はないが、例えば、2~20とすることができ、2~7が好ましく、2~5がより好ましい。
R60及びR70は水素原子又はアルキル基であり、水素原子が好ましい。R60又はR70として採り得るアルキル基としては、上記R50におけるアルキル基の記載を好ましく適用することができる。
pは繰り返し数を表し、1~10が好ましく、1~8がより好ましく、1~4がさらに好ましい。
連結基Uは、アルキレン基、-O-、-NR50-、-COO-、-CONR50-及び-SO2NR50-から選ばれる3つ以上が結合して形成される2価の連結基であることが好ましい。R50は、水素原子又はアルキル基を示す。
連結基Uとして採り得るアルキレン基のアルキレン部分の炭素数は、1~10が好ましく、1~8がより好ましく、1~7がさらに好ましく、1~6が特に好ましく、1~5が最も好ましい。
本発明において、「アルキレン基のアルキレン部分の炭素数」とは、アルキレン基が有する置換基部分を除く炭素数を意味する。
R50として採り得るアルキル基は、上記R1~R4におけるアルキル基の記載を好ましく適用することができる。
R50としては水素原子が好ましい。
連結基Uを構成する上記のアルキレン基、-O-、-NR50-、-COO-、-CONR50-及び-SO2NR50-の数は、3~11が好ましく、3~7がより好ましく、3~5がさらに好ましく、3が特に好ましい。
連結基Uは、Lx及びLyとの連結部が-O-、-NR50-、-COO-、-CONR50-又は-SO2NR50-であることが好ましい。すなわち、連結基Uは、連結基Uを構成する、-O-、-NR50-、-COO-、-CONR50-又は-SO2NR50-を介して、Lx及びLyのアルキレン基に対して結合していることが好ましい。連結基Uは、Lx及びLyとの連結部が-O-、-NR50-、-COO-、-CONR50-又は-SO2NR50-であって、上記の連結部同士がアルキレン基で結ばれた2価の連結基であることがより好ましい。
連結基Uは、水素原子が1つ除かれることにより1価の構造部、すなわち、蛍光体部Mとなることが好ましい。連結基Uにおいて、水素原子が1つ除かれる箇所としては、アルキレン基又はR50としてのアルキル基が挙げられ、アルキレン基が好ましい。
連結基Uにおいて、アルキレン基又はR50としてのアルキル基における水素原子が1つ除かれる際には、アルキレン基又はR50としてのアルキル基から直接水素原子が1つ除かれてもよく、アルキレン基又はR50としてのアルキル基に対して連結基ZZZが結合し、この連結基ZZZが結合手となっていてもよい。
上記連結基ZZZとしては、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、-O-、-S-、>C=O、>NR60、>S=O、>S(=O)2、>P(=O)OR70、-COO-、-CONR60-及び-(CH2-CH2-O)p-、並びにこれらの置換基の組み合わせからなる基が挙げられる。組み合わせる数は、特に制限はないが、例えば、2~20とすることができ、2~7が好ましく、2~5がより好ましい。
R60及びR70は水素原子又はアルキル基であり、水素原子が好ましい。R60又はR70として採り得るアルキル基としては、上記R50におけるアルキル基の記載を好ましく適用することができる。
pは繰り返し数を表し、1~10が好ましく、1~8がより好ましく、1~4がさらに好ましい。
(v)a
aは、1~3の整数であって、2又は3の整数が好ましい。
aは、1~3の整数であって、2又は3の整数が好ましい。
上記一般式(α)で表されるシアニン色素において、R1~R4、R41及びR42の少なくとも1つは、-(CH2-CH2-O)b-で表される構造を含むことが好ましい。bは上記bと同義である。これにより、一般式(α)で表されるシアニン色素からなる構造部を有する本発明の化合物は適度な親水性と、適度な排除体積効果を有することができ、得られる標識生体物質は優れた蛍光強度を示すことができると考えられる。
また、上記一般式(α)で表されるシアニン色素は、本発明の化合物として十分な親水性を付与する観点から、一般式(α)で表されるシアニン色素1分子あたりの親水性基の数は、2個以上であることが好ましく、2~8個であることがより好ましく、2~6個であることがさらに好ましく、3~6個であることが特に好ましい。
親水性基としては、前述のR22~R25及びR32~R35が採りうる親水性基の記載を適用することができる。
親水性基の位置は、特段の断りがない限り特に制限されず、上記親水性基を有する基としては、例えば、R11~R13、R22~R25、R32~R35、R41又はR42が好ましく挙げられる。
なお、上記一般式(α)又は(β)で表される構造中において、いずれの置換基から水素原子が1つ除かれて1価の構造部(蛍光体部M)となってもよいが、例えば、連結基Uから水素原子が1つ除かれて1価の構造部となるか、又は、R12(好ましくはインドリン環及びインドレニン環からの結合原子数が等しくなる炭素原子上のR12)として採り得る置換基から水素原子が1つ除かれることにより1価の構造部となることが好ましい。
なお、特段の断りのない限り、一般式(α)及び(β)における置換基の記載は、一般式(α)及び(β)においてのみ適用する置換基の記載とする。
親水性基としては、前述のR22~R25及びR32~R35が採りうる親水性基の記載を適用することができる。
親水性基の位置は、特段の断りがない限り特に制限されず、上記親水性基を有する基としては、例えば、R11~R13、R22~R25、R32~R35、R41又はR42が好ましく挙げられる。
なお、上記一般式(α)又は(β)で表される構造中において、いずれの置換基から水素原子が1つ除かれて1価の構造部(蛍光体部M)となってもよいが、例えば、連結基Uから水素原子が1つ除かれて1価の構造部となるか、又は、R12(好ましくはインドリン環及びインドレニン環からの結合原子数が等しくなる炭素原子上のR12)として採り得る置換基から水素原子が1つ除かれることにより1価の構造部となることが好ましい。
なお、特段の断りのない限り、一般式(α)及び(β)における置換基の記載は、一般式(α)及び(β)においてのみ適用する置換基の記載とする。
また、蛍光体部Mとしては、市販の蛍光色素からなる構造部についても、特に制限することなく用いることができる。このような市販の蛍光色素としては、例えば、いずれもThermo Fisher Scientific社製の商品名で、Alexa Fluor 350、Alexa Fluor 405、Alexa Fluor 430、Alexa Fluor 488、Alexa Fluor 514、Alexa Fluor 532、Alexa Fluor 546、Alexa Fluor 555、Alexa Fluor 568、Alexa Fluor 594、Alexa Fluor 633、Alexa Fluor 635、Alexa Fluor 647、Alexa Fluor 660、Alexa Fluor 680、Alexa Fluor 700、Alexa Fluor 750、Alexa Fluor 790、DyLight 350、DyLight 405、DyLight 425Q、DyLight 488、DyLight 510-LS、DyLight 515-LS、DyLight 550、DyLight 594、DyLight 633、DyLight 650、DyLight 680、DyLight 730-B1、DyLight 747-B4、DyLight 800、DyLight 650-4xPEG、DyLight 800-4xPEG等、いずれもATTO-TEC社製の商品名で、ATTO 390、ATTO 425、ATTO 465、ATTO 488、ATTO 495、ATTO 514、ATTO 520、ATTO 532、ATTO RHO6G、ATTO 540Q、ATTO 550、ATTO 565、ATTO RHO11、ATTO 580Q、ATTO 590、ATTO 594、ATTO 610、ATTO 612Q、ATTO 620、ATTO 633、ATTO RHO14、ATTO 647、ATTO 647N、ATTO 655、ATTO 665、ATTO 680、ATTO 700、ATTO 725、ATTO 740等、いずれもグローバルライフサイエンステクノロジーズジャパン社製の商品名で、Cy3、Cy3B、Cy5、Cy5.5、Cy7等、いずれもBiotium社製の商品名で、CF 350、CF 405S、CF 405M、CF 405L、CF 430、CF 440、CF 450、CF 488A、CF 503R、CF 514、CF 532、CF 535ST、CF 543,CF 550R、CF 555,CF 568、CF 570、CF 583、CF 583R、CF 594、CF 594ST、CF 597R、CF 620R、CF 633,CF 640R、CF 647、CF 660C、CF 660R、CF 680,CF 680R、CF 700、CF 750、CF 770、CF 790、CF 800、CF 820、CF 850、CF 870等が挙げられる。また、これらの市販の蛍光色素を、本発明の化合物における蛍光体部Mとして導入可能(化学反応による結合形成可能)なように、NHSエステル化等の活性化した蛍光色素についても、好ましく用いることができる。
Mとして採りうる生理活性物質部としては、生理活性物質からなる構造部である限り、特に制限することなく用いることができる。生理活性物質としては、例えば、ビタミン、補酵素、ホルモン、抗生物質、神経伝達物質、サイトカイン等が挙げられ、より具体的には、特開2021-020956の段落[0095]に記載の、カリチアマイシン、ドキソルビシン、ダウノルビシン、マイトマイシンC、ブレオマイシン、シクロシチジン、ビンクリスチン、ビンブラスチン、メトトレキセート、シスプラチンもしくはその誘導体、オーリスタチンもしくはその誘導体、メイタンシンもしくはその誘導体、タキソールもしくはその誘導体、カンプトテシンもしくはその誘導体などであり、特開2021―020956の段落[0095]~[0099]の記載を適用することができる。
Mとして採りうるプロドラッグ部としては、生体内で代謝されて生理活性物質に変化する化合物からなる構造部である限り、特に制限することなく用いることができる。プロドラッグとしては、例えば、特開2020-105187の段落[0003]の記載(2-ピロリノドキソルビシンのプロドラッグ形態)を適用することができる。
Mとして採りうる放射性同位体含有部としては、医療分野で利用可能な放射性同位体を含む構造部である限り、特に制限することなく用いることができる。放射性同位体としては、例えば、ヨウ素131、インジウム111、イットリウム90、およびルテチウム177、銅64が挙げられるが、これらに制限されない。特開2021-11483の段落[0225]の記載を適用することができる。放射性同位体を含む構造部としては、上記放射性同位体がアミノ基もしくは第三級アミンの窒素原子、スルファニル基、アリール基又はヘテロアリール基等に結合又は配位した構造部が挙げられる。上記放射性同位体に第三級アミンの窒素原子が配位した構造部としては、上記放射性同位体にDOTA(1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7,10-テトラ酢酸)などが配位し錯体を形成した構造部が挙げられ、上記放射性同位体にスルファニル基が配位した構造部としては、ジアセチルビス(N(4)-メチルチオセミカルバゾナン)銅(II)などの錯体からなる構造部が挙げられる。
Mとして採りうるプロドラッグ部としては、生体内で代謝されて生理活性物質に変化する化合物からなる構造部である限り、特に制限することなく用いることができる。プロドラッグとしては、例えば、特開2020-105187の段落[0003]の記載(2-ピロリノドキソルビシンのプロドラッグ形態)を適用することができる。
Mとして採りうる放射性同位体含有部としては、医療分野で利用可能な放射性同位体を含む構造部である限り、特に制限することなく用いることができる。放射性同位体としては、例えば、ヨウ素131、インジウム111、イットリウム90、およびルテチウム177、銅64が挙げられるが、これらに制限されない。特開2021-11483の段落[0225]の記載を適用することができる。放射性同位体を含む構造部としては、上記放射性同位体がアミノ基もしくは第三級アミンの窒素原子、スルファニル基、アリール基又はヘテロアリール基等に結合又は配位した構造部が挙げられる。上記放射性同位体に第三級アミンの窒素原子が配位した構造部としては、上記放射性同位体にDOTA(1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7,10-テトラ酢酸)などが配位し錯体を形成した構造部が挙げられ、上記放射性同位体にスルファニル基が配位した構造部としては、ジアセチルビス(N(4)-メチルチオセミカルバゾナン)銅(II)などの錯体からなる構造部が挙げられる。
<一般式(III)で表される化合物>
上記一般式(II)で表される化合物は、下記一般式(III)で表されることが好ましい。下記一般式(III)で表される化合物は、上記一般式(II)で表される化合物において、L1及びL4が>NHであって、L3が>C=Oであり、L6が単結合又は>C=Oであり、L7が単結合であり、L1とL2、並びに、L4とL5が、それぞれ互いに結合して特定の5員環を形成している化合物に相当する。
上記一般式(II)で表される化合物は、下記一般式(III)で表されることが好ましい。下記一般式(III)で表される化合物は、上記一般式(II)で表される化合物において、L1及びL4が>NHであって、L3が>C=Oであり、L6が単結合又は>C=Oであり、L7が単結合であり、L1とL2、並びに、L4とL5が、それぞれ互いに結合して特定の5員環を形成している化合物に相当する。
式中、X4~X9は、-O-、-S-、>NR101又は>CR102R103を示す。
ただし、X4~X6のうちの少なくとも1つは>N-L10-M又は>C(R102)-L10-Mであり、X7~X9のうちの少なくとも1つは>N-L11-M又は>C(R102)-L11-Mである。
-L10-M及び-L11-MのいずれでもないR101~R103は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アシル基、-NR8R9、-OR10、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREを示す。
L10及びL11は、単結合又は2価の連結基を示す。
n1は2以上の整数であり、qは0又は1の整数である。
R4~R11、X1~X3、M、L、RE、g及びmは前述の一般式(II)におけるR4~R11、X1~X3、M、L、RE、g及びmと同義である。
ただし、X4~X6のうちの少なくとも1つは>N-L10-M又は>C(R102)-L10-Mであり、X7~X9のうちの少なくとも1つは>N-L11-M又は>C(R102)-L11-Mである。
-L10-M及び-L11-MのいずれでもないR101~R103は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アシル基、-NR8R9、-OR10、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREを示す。
L10及びL11は、単結合又は2価の連結基を示す。
n1は2以上の整数であり、qは0又は1の整数である。
R4~R11、X1~X3、M、L、RE、g及びmは前述の一般式(II)におけるR4~R11、X1~X3、M、L、RE、g及びmと同義である。
X4~X6としては、X4~X6のうちの少なくとも1つが>N-L10-M又は>C(R102)-L10-Mであること以外は、特段の断りのない限り、前述の一般式(I)におけるX1~X3の記載を適用することができる。
また、X7~X9としては、X7~X9のうちの少なくとも1つは>N-L11-M又は>C(R102)-L11-Mであること以外は、特段の断りのない限り、前述の一般式(I)におけるX1~X3の記載を適用することができる。
すなわち、X4及びX7としては前述のX1の記載を、X5及びX8としては前述のX2の記載を、X6及びX9としては前述のX3の記載をそれぞれ適用することができ、-L10-M及び-L11-MのいずれでもないR101、R102及びR103としては、前述の一般式(I)におけるR1、R2及びR3の記載をそれぞれ適用することができる。
また、X7~X9としては、X7~X9のうちの少なくとも1つは>N-L11-M又は>C(R102)-L11-Mであること以外は、特段の断りのない限り、前述の一般式(I)におけるX1~X3の記載を適用することができる。
すなわち、X4及びX7としては前述のX1の記載を、X5及びX8としては前述のX2の記載を、X6及びX9としては前述のX3の記載をそれぞれ適用することができ、-L10-M及び-L11-MのいずれでもないR101、R102及びR103としては、前述の一般式(I)におけるR1、R2及びR3の記載をそれぞれ適用することができる。
X4~X9のうち、-L10-M及び-L11-Mのいずれも有しない>NR101及び>CR102R103において、R101はアルキル基が好ましく、R102及びR103は水素原子であることが好ましい。
X4~X6のうち、上記の-L10-Mを有しない2つの基としては、少なくとも1つが>CR102R103であることが好ましく、少なくとも1つが>CR102R103であって、残りの1つが-O-、-S-又は>CR102R103であることがより好ましく、2つとも>CR102R103であることがさらに好ましい。
X7~X9のうち、上記の-L11-Mを有しない2つの基としては、少なくとも1つが>CR102R103であることが好ましく、少なくとも1つが>CR102R103であって、残りの1つが-O-、-S-又は>CR102R103であることがより好ましく、2つとも>CR102R103であることがさらに好ましい。
X4~X6のうち、上記の-L10-Mを有しない2つの基としては、少なくとも1つが>CR102R103であることが好ましく、少なくとも1つが>CR102R103であって、残りの1つが-O-、-S-又は>CR102R103であることがより好ましく、2つとも>CR102R103であることがさらに好ましい。
X7~X9のうち、上記の-L11-Mを有しない2つの基としては、少なくとも1つが>CR102R103であることが好ましく、少なくとも1つが>CR102R103であって、残りの1つが-O-、-S-又は>CR102R103であることがより好ましく、2つとも>CR102R103であることがさらに好ましい。
X4~X6のうち、>N-L10-M又は>C(R102)-L10-Mとしては、>C(R102)-L10-Mが好ましく、>CH-L10-Mがより好ましい。
X7~X9のうち、>N-L11-M又は>C(R102)-L11-Mとしては、>C(R102)-L11-Mが好ましく、>CH-L11-Mがより好ましい。
X4~X6のうち、-L10-Mを有する基は特に制限されないが、X5であることが好ましい。
X7~X9のうち、-L11-Mを有する基は特に制限されないが、X8であることが好ましい。
X7~X9のうち、>N-L11-M又は>C(R102)-L11-Mとしては、>C(R102)-L11-Mが好ましく、>CH-L11-Mがより好ましい。
X4~X6のうち、-L10-Mを有する基は特に制限されないが、X5であることが好ましい。
X7~X9のうち、-L11-Mを有する基は特に制限されないが、X8であることが好ましい。
L10及びL11は、単結合、又は、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、-O-、-S-、>C=O及び>NRAのうちの1種もしくは2種以上を組み合わせた基であることが好ましく、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、-O-、-S-、>C=O及び>NRAのうちの1種もしくは2種以上を組み合わせた基であることがより好ましく、*-Lx1-Ly1-**で表される基であることがさらに好ましい。
L10及びL11を構成し得るアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基及び>NRAについては、特段の断りのない限り、前述のL2及びL5を構成し得るアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基及び>NRAの記載を適用することができる。
Lx1は、単結合、又は、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基のうちの1種もしくは2種以上を組み合わせた基であって、Ly1は、単結合、-O-、-S-、>C=O又は>NRAである。なお、*-Lx1-Ly1-**において、*はX4~X9への結合手を示し、**はMとの結合手を示す。
L10及びL11は、上記の*-Lx1-Ly1-**で表される基のなかでも、Ly1が単結合、-S-、>C=O又は>NRAである基が好ましく、Ly1が>C=O又は>NRAである基がより好ましく、Lx1が単結合であって、Ly1が>C=O又は>NRAである基がさらに好ましい。
本発明においては、互いに隣り合う各蛍光体部を連結する連結基の主鎖をより剛直にする(Molecular Flexibilityをより小さくする)観点から、L10及びL11を構成する基のうち、X4~X9を構成する炭素原子又は窒素原子に直接結合する基は、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、-O-、-S-、>C=O又は>NRAが好ましく、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、>C=O又は>NRAがより好ましい。
なお、上記一般式(III)で表される化合物においては、Mと、X4~X9のいずれかとを結ぶ連結鎖(L10を含む連結鎖及びL11を含む連結鎖の各連結鎖)における最短原子数は、例えば、1~60であればよく、1~40が好ましい。Mが蛍光体部である場合には、上記最短原子数は、蛍光体部Mのうち、蛍光を示すための共役構造部分と、X4~X9のいずれかとを結ぶ連結鎖のうち最短鎖を構成する原子数を意味する。
なお、上記一般式(III)で表される化合物においては、Mの共役構造部分-前述の連結基ZZZ-L10-で表される構造のうち「-連結基ZZZ-L10-」で表される連結鎖のいずれかの部分、及び、Mの共役構造部分-前述の連結基ZZZ-L11-で表される構造のうち「-連結基ZZZ-L11-」で表される連結鎖のいずれかの部分に前述の-(CH2-CH2-O)b-で表される構造(bも、前述の通りである。)を有することも好ましい。
L10及びL11を構成し得るアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基及び>NRAについては、特段の断りのない限り、前述のL2及びL5を構成し得るアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基及び>NRAの記載を適用することができる。
Lx1は、単結合、又は、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基のうちの1種もしくは2種以上を組み合わせた基であって、Ly1は、単結合、-O-、-S-、>C=O又は>NRAである。なお、*-Lx1-Ly1-**において、*はX4~X9への結合手を示し、**はMとの結合手を示す。
L10及びL11は、上記の*-Lx1-Ly1-**で表される基のなかでも、Ly1が単結合、-S-、>C=O又は>NRAである基が好ましく、Ly1が>C=O又は>NRAである基がより好ましく、Lx1が単結合であって、Ly1が>C=O又は>NRAである基がさらに好ましい。
本発明においては、互いに隣り合う各蛍光体部を連結する連結基の主鎖をより剛直にする(Molecular Flexibilityをより小さくする)観点から、L10及びL11を構成する基のうち、X4~X9を構成する炭素原子又は窒素原子に直接結合する基は、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、-O-、-S-、>C=O又は>NRAが好ましく、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、>C=O又は>NRAがより好ましい。
なお、上記一般式(III)で表される化合物においては、Mと、X4~X9のいずれかとを結ぶ連結鎖(L10を含む連結鎖及びL11を含む連結鎖の各連結鎖)における最短原子数は、例えば、1~60であればよく、1~40が好ましい。Mが蛍光体部である場合には、上記最短原子数は、蛍光体部Mのうち、蛍光を示すための共役構造部分と、X4~X9のいずれかとを結ぶ連結鎖のうち最短鎖を構成する原子数を意味する。
なお、上記一般式(III)で表される化合物においては、Mの共役構造部分-前述の連結基ZZZ-L10-で表される構造のうち「-連結基ZZZ-L10-」で表される連結鎖のいずれかの部分、及び、Mの共役構造部分-前述の連結基ZZZ-L11-で表される構造のうち「-連結基ZZZ-L11-」で表される連結鎖のいずれかの部分に前述の-(CH2-CH2-O)b-で表される構造(bも、前述の通りである。)を有することも好ましい。
n1は2以上の整数である。
上記一般式(III)で表される化合物は、前述の一般式(II)におけるL1とL2、並びに、L4とL5が、それぞれ互いに結合して特定の5員環を形成していない化合物に比べて、2つの蛍光体部間を結ぶリンカー主鎖が剛直であり、色素会合をより抑制できるため、n1の下限値としては、3以上の整数が好ましく、6以上の整数がより好ましく、9以上の整数が更に好ましく、12以上の整数が特に好ましい。このことは、上記蛍光体部の数が2である場合であっても、2以上である場合であっても同様である。
n1の上限値は例えば、36以下の整数が好ましく、24以下の整数がより好ましく、18以下の整数がさらに好ましい。すなわち、n1は2~36の整数が好ましく、3~36の整数がより好ましく、6~24の整数が更に好ましく、9~24の整数が特に好ましく、なかでも12~18の整数が好ましい。
qは0又は1の整数であり、0が好ましい。
上記一般式(III)で表される化合物は、前述の一般式(II)におけるL1とL2、並びに、L4とL5が、それぞれ互いに結合して特定の5員環を形成していない化合物に比べて、2つの蛍光体部間を結ぶリンカー主鎖が剛直であり、色素会合をより抑制できるため、n1の下限値としては、3以上の整数が好ましく、6以上の整数がより好ましく、9以上の整数が更に好ましく、12以上の整数が特に好ましい。このことは、上記蛍光体部の数が2である場合であっても、2以上である場合であっても同様である。
n1の上限値は例えば、36以下の整数が好ましく、24以下の整数がより好ましく、18以下の整数がさらに好ましい。すなわち、n1は2~36の整数が好ましく、3~36の整数がより好ましく、6~24の整数が更に好ましく、9~24の整数が特に好ましく、なかでも12~18の整数が好ましい。
qは0又は1の整数であり、0が好ましい。
<一般式(IV)で表される化合物>
上記一般式(III)で表される化合物は、下記一般式(IV)で表されることが好ましい。
上記一般式(III)で表される化合物は、下記一般式(IV)で表されることが好ましい。
式中、R6A及びR7Aは、水素原子、ヒドロキシ基、スルファニル基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、ヘテロアリール基、アミノ基、アシル基又はQを示す。ただし、R6A及びR7Aの少なくとも1つはカルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基を示す。
L12及びL13は、単結合又は連結基を示す。
na及びnbは0以上の整数であり、r及びvは0又は1の整数である。
R4、R5、R11、L10、L11、X1~X9、M、Q、q、n1及びmは前述の一般式(III)におけるR4、R5、R11、L10、L11、X1~X9、M、Q、q、n1及びmと同義である。
L12及びL13は、単結合又は連結基を示す。
na及びnbは0以上の整数であり、r及びvは0又は1の整数である。
R4、R5、R11、L10、L11、X1~X9、M、Q、q、n1及びmは前述の一般式(III)におけるR4、R5、R11、L10、L11、X1~X9、M、Q、q、n1及びmと同義である。
R6A又はR7A及びL12又はL13は、それぞれ、R6A又はR7Aが無置換の基であって、L12又はL13が最長の基となるようにして決定する。ただし、-L13R6A又は-L12R7Aで表される基が、Qを有する場合には、最も末端側(-L13R6AにおけるR6A側、-L12R7AにおけるR7A側)に位置するQがR6A又はR7Aとなるようにして決定する。
R6A及びR7Aは、水素原子、ヒドロキシ基、スルファニル基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、ヘテロアリール基、アミノ基、アシル基又はQを示す。ただし、R6A及びR7Aの少なくとも1つはカルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基を示す。
R6A及びR7Aとして採りうるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、ヘテロアリール基、アミノ基及びアシル基は、後述する置換基群Tにおけるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、ヘテロアリール基、アミノ基及びアシル基と同義であり、好ましい範囲も同じである。ただし、いずれも無置換の基である。
R6A及びR7Aとして採り得るQは、前述のQと同義であり、好ましい範囲も同じである。
R6A及びR7Aとして採りうるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、ヘテロアリール基、アミノ基及びアシル基は、後述する置換基群Tにおけるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、ヘテロアリール基、アミノ基及びアシル基と同義であり、好ましい範囲も同じである。ただし、いずれも無置換の基である。
R6A及びR7Aとして採り得るQは、前述のQと同義であり、好ましい範囲も同じである。
R6Aは、アルキル基、スルファニル基、アリール基、ヘテロアリール基又はQが好ましく、アルキル基又はQがより好ましく、アルキル基、カルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基がさらに好ましい。
R7Aは、アルキル基、スルファニル基、アリール基、ヘテロアリール基又はQが好ましく、アルキル基又はQがより好ましく、アルキル基、カルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基がさらに好ましい。
R7Aは、アルキル基、スルファニル基、アリール基、ヘテロアリール基又はQが好ましく、アルキル基又はQがより好ましく、アルキル基、カルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基がさらに好ましい。
L12及びL13は、単結合又は連結基を示す。
L12及びL13として採り得る連結基としては、例えば、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、-O-、>C=O及び>NRAのうちの1種又は2種以上を組み合わせた連結基であることが好ましい。RAは水素原子又は置換基を示す。
L12及びL13を構成し得るアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基及び>NRAとしては、前述のL1~L7を構成しうるアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基及び>NRAの記載を好ましく適用することができる。
L12及びL13を構成しうる上記アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基が有していてもよい置換基としては、特に限定されず、好ましくは、後述する置換基群Tから選択され、より好ましくは、ハロゲン原子、アリール基又はアルキル基が挙げられる。また、L12及びL13を構成しうる上記アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基が有していてもよい置換基は、さらに後述する置換基群Tから選択される置換基で置換されていてもよく、例えば、カルボキシ基、スルホ基、ホスホノ基、カチオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREが好ましい。
また、L12及びL13を構成しうる上記アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基が有していてもよい置換基の数は、構造として採り得る限り特に制限されず、少なくとも1個以上とすることができ、上限値としては、特に制限されず、例えば、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基における全ての水素原子が置換基で置換されていてもよい。
L12及びL13として採り得る連結基としては、例えば、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、-O-、>C=O及び>NRAのうちの1種又は2種以上を組み合わせた連結基であることが好ましい。RAは水素原子又は置換基を示す。
L12及びL13を構成し得るアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基及び>NRAとしては、前述のL1~L7を構成しうるアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基及び>NRAの記載を好ましく適用することができる。
L12及びL13を構成しうる上記アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基が有していてもよい置換基としては、特に限定されず、好ましくは、後述する置換基群Tから選択され、より好ましくは、ハロゲン原子、アリール基又はアルキル基が挙げられる。また、L12及びL13を構成しうる上記アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基が有していてもよい置換基は、さらに後述する置換基群Tから選択される置換基で置換されていてもよく、例えば、カルボキシ基、スルホ基、ホスホノ基、カチオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREが好ましい。
また、L12及びL13を構成しうる上記アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基が有していてもよい置換基の数は、構造として採り得る限り特に制限されず、少なくとも1個以上とすることができ、上限値としては、特に制限されず、例えば、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基における全ての水素原子が置換基で置換されていてもよい。
上記一般式(IV)で表される化合物は、(A)naが0以上の整数(好ましくは1以上の整数)であって、かつR6Aがカルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基であり、及び/又は、(B)nbとvの合計が0以上の整数(好ましくは1以上の整数)であって、かつR7Aがカルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基であることが好ましい。
ただし、上記(A)である場合、L13の最短連結原子数は7以下であり、上記(B)である場合、L12の最短連結原子数は7以下である。
上記の2価の連結基L13について、「L13の最短連結原子数」とは、naが1以上の整数である場合は、( )naで括られる構造に示されたNのうちL13に直接結合しているNとR6Aとを結ぶ最短鎖を構成する原子数を意味し、naが0である場合は、( )mで括られる構造に示されたNのうちL13に直接結合しているNとR6Aとを結ぶ最短鎖を構成する原子数を意味する。
また、上記の2価の連結基L12について、「L12の最短連結原子数」とは、上記の「L13の最短連結原子数」と同様に、R7Aと紙面上L12に対して左側に位置するL12が結合する原子とを結ぶ最短鎖を構成する原子数を意味する。
例えば、後述の実施例で使用する化合物(1)においては、L12が-NHC2H4-であり、R7Aが-COOHであるため、L12の最短連結原子数は3である。
上記一般式(IV)で表される化合物は、R6A及びR7Aの少なくとも1つがカルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基である。特に、上記の(A)及び/又は(B)を満たすことにより、リンカー主鎖の運動性が低下することで、色素会合をより抑制できると考えられる。
上記のL12の最短連結原子数及びL13の最短連結原子数は、1~5が好ましく、1~4がより好ましい。
ただし、上記(A)である場合、L13の最短連結原子数は7以下であり、上記(B)である場合、L12の最短連結原子数は7以下である。
上記の2価の連結基L13について、「L13の最短連結原子数」とは、naが1以上の整数である場合は、( )naで括られる構造に示されたNのうちL13に直接結合しているNとR6Aとを結ぶ最短鎖を構成する原子数を意味し、naが0である場合は、( )mで括られる構造に示されたNのうちL13に直接結合しているNとR6Aとを結ぶ最短鎖を構成する原子数を意味する。
また、上記の2価の連結基L12について、「L12の最短連結原子数」とは、上記の「L13の最短連結原子数」と同様に、R7Aと紙面上L12に対して左側に位置するL12が結合する原子とを結ぶ最短鎖を構成する原子数を意味する。
例えば、後述の実施例で使用する化合物(1)においては、L12が-NHC2H4-であり、R7Aが-COOHであるため、L12の最短連結原子数は3である。
上記一般式(IV)で表される化合物は、R6A及びR7Aの少なくとも1つがカルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基である。特に、上記の(A)及び/又は(B)を満たすことにより、リンカー主鎖の運動性が低下することで、色素会合をより抑制できると考えられる。
上記のL12の最短連結原子数及びL13の最短連結原子数は、1~5が好ましく、1~4がより好ましい。
本発明においては、合成の簡便さの観点から、L12及びL13のいずれか一方は、-(L-O)g-を含む基であることも好ましく、L12が-(L-O)g-を含む基であることもより好ましい。
L12は、単結合、又は、アルキレン基、-O-、>C=O及び>NRAのうちの1種もしくは2種以上を組み合わせた連結基であることがより好ましく、単結合、-NRA-アルキレン基又は-NRA-(L-O)g-アルキレン基がより好ましく、単結合又は-NRA-アルキレン基がさらに好ましい。
L13は、単結合、又は、アルキレン基、-O-、>C=O及び>NRAのうちの1種もしくは2種以上を組み合わせた連結基であることがより好ましく、単結合、>NRA又は>C=Oがより好ましい。
L13は、単結合、又は、アルキレン基、-O-、>C=O及び>NRAのうちの1種もしくは2種以上を組み合わせた連結基であることがより好ましく、単結合、>NRA又は>C=Oがより好ましい。
na及びnbは0以上の整数である。r及びvは0又は1の整数である。
R6Aがカルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基の場合、naは0~40の整数が好ましく、0~20の整数がより好ましく、0~15の整数がさらに好ましい。
R7Aがカルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基の場合、nbとvの合計は0~40の整数が好ましく、0~20の整数がより好ましく、0~15の整数がさらに好ましい。
R6Aがカルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基でない場合、naは0~20の整数が好ましく、0~10の整数がより好ましく、0~5の整数であることがさらに好ましい。
R7Aがカルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基でない場合、nbとvの合計は0~20の整数が好ましく、0~10の整数がより好ましく、0~5の整数であることがさらに好ましい。
rは0が好ましく、vは0が好ましい。
R6Aがカルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基の場合、naは0~40の整数が好ましく、0~20の整数がより好ましく、0~15の整数がさらに好ましい。
R7Aがカルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基の場合、nbとvの合計は0~40の整数が好ましく、0~20の整数がより好ましく、0~15の整数がさらに好ましい。
R6Aがカルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基でない場合、naは0~20の整数が好ましく、0~10の整数がより好ましく、0~5の整数であることがさらに好ましい。
R7Aがカルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基でない場合、nbとvの合計は0~20の整数が好ましく、0~10の整数がより好ましく、0~5の整数であることがさらに好ましい。
rは0が好ましく、vは0が好ましい。
本発明の化合物のうち、一般式(II)~(IV)のいずれかで表される化合物をペプチド合成法を利用して得る場合、通常、紙面上右側がC末端構造、紙面上左側がN末端構造となる。
本発明の化合物は、上記Qで表される置換基における、カルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基を少なくとも1つ含むことが好ましい。
本発明の化合物は、カルボキシ基又は後述の生体物質に結合可能な置換基により、生体物質と結合し、目的とする標識生体物質を得ることができる。なお、カルボキシ基は、生体物質に結合可能な置換基を常法により容易に誘導することができる。
また、本発明の化合物は、カルボキシ基又は後述の固体支持体に結合可能な置換基により、マイクロ粒子等の固体支持体と結合し、目的とする標識マイクロ粒子などを得ることができる。マイクロ粒子とは、特に限定されないが、ガラス製ビーズ、磁気ビーズ等の非ポリマー製ビーズ、ポリマー製ビーズなどを含めた、本発明の化合物への結合に有用な小型粒子を挙げることができる。ある種の実施形態では、マイクロ粒子はポリスチレン製ビーズを含む。小型粒子とは、蛍光標識において常用されるサイズであれば特に制限されないが、通常、平均粒子径は10nm~10μmである。なお、カルボキシ基は、固体支持体に結合可能な置換基を常法により容易に誘導することができる。
本発明において、便宜上、生体物質に結合可能な置換基及び固体支持体に結合可能な置換基にはカルボキシ基は含まれず、「生体物質に結合可能な置換基」は、カルボキシ基から誘導される生体物質に結合可能な置換基を含み、「固体支持体に結合可能な置換基」は、カルボキシ基から誘導される固体支持体に結合可能な置換基を含む。ただし、上述の通り、カルボキシ基によって生体物質又は固体支持体に結合することも可能である。
本発明の化合物において、上記カルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基を有する位置に特に制限はないが、一般式(I)で表される構造及び蛍光体部以外の構造中に有することが好ましく、一般式(II)で表される化合物においては、R6及びR7の少なくとも一方に有することが好ましい。
本発明の化合物中における上記カルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基の数は、合計で、少なくとも1つ以上であればよく、検出対象物質の定量の観点から、1~3つが好ましく、1つ又は2つがより好ましく、1つがさらに好ましい。
本発明の化合物は、カルボキシ基又は後述の生体物質に結合可能な置換基により、生体物質と結合し、目的とする標識生体物質を得ることができる。なお、カルボキシ基は、生体物質に結合可能な置換基を常法により容易に誘導することができる。
また、本発明の化合物は、カルボキシ基又は後述の固体支持体に結合可能な置換基により、マイクロ粒子等の固体支持体と結合し、目的とする標識マイクロ粒子などを得ることができる。マイクロ粒子とは、特に限定されないが、ガラス製ビーズ、磁気ビーズ等の非ポリマー製ビーズ、ポリマー製ビーズなどを含めた、本発明の化合物への結合に有用な小型粒子を挙げることができる。ある種の実施形態では、マイクロ粒子はポリスチレン製ビーズを含む。小型粒子とは、蛍光標識において常用されるサイズであれば特に制限されないが、通常、平均粒子径は10nm~10μmである。なお、カルボキシ基は、固体支持体に結合可能な置換基を常法により容易に誘導することができる。
本発明において、便宜上、生体物質に結合可能な置換基及び固体支持体に結合可能な置換基にはカルボキシ基は含まれず、「生体物質に結合可能な置換基」は、カルボキシ基から誘導される生体物質に結合可能な置換基を含み、「固体支持体に結合可能な置換基」は、カルボキシ基から誘導される固体支持体に結合可能な置換基を含む。ただし、上述の通り、カルボキシ基によって生体物質又は固体支持体に結合することも可能である。
本発明の化合物において、上記カルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基を有する位置に特に制限はないが、一般式(I)で表される構造及び蛍光体部以外の構造中に有することが好ましく、一般式(II)で表される化合物においては、R6及びR7の少なくとも一方に有することが好ましい。
本発明の化合物中における上記カルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基の数は、合計で、少なくとも1つ以上であればよく、検出対象物質の定量の観点から、1~3つが好ましく、1つ又は2つがより好ましく、1つがさらに好ましい。
また、本発明の化合物は、化合物として十分な親水性を付与する観点から、蛍光体部以外の位置に、後述のアニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREを有することも好ましく、例えば、1個以上有することが好ましく、1~8個有することがより好ましく、1~6個有することがさらに好ましい。
アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREの位置は、特段の断りがない限り特に制限されず、上記のアニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREを有する基としては、例えば、一般式(III)で表される化合物においてはX1~X3又はR11が好ましく挙げられる。
アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREの位置は、特段の断りがない限り特に制限されず、上記のアニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREを有する基としては、例えば、一般式(III)で表される化合物においてはX1~X3又はR11が好ましく挙げられる。
以下に、本発明の化合物の具体例を示すが、本発明はこれらの化合物に限定されない。下記具体例において、スルホ基は、水素イオンが解離して塩構造を採っていてもよい。塩構造を有する場合、X+として採り得る1価のカチオン及び多価のカチオンとしては、上述のアルカリ金属のカチオン、アルカリ土類金属のカチオン、有機アンモニウムカチオン、有機ホスホニウムカチオン等を挙げることができる。
下記具体例において、Dyeは蛍光体部を示す。
下記具体例において、Dyeは蛍光体部を示す。
なお、上記の通り例示した本発明の化合物における、互いに隣り合う各蛍光体部を連結する連結基の、Molecular Flexibilityの計算に用いた構造を「計算構造(Molecular Flexibility)」、cLogPの計算に用いた構造を「計算構造(cLogP)」として、それぞれ下記に示す。Molecular FlexibilityとcLogPの計算に用いた構造が同じである場合には、単に「計算構造」としてまとめて示す。
本発明の化合物は、化合物が有する少なくとも1つの生体物質に結合可能な置換基によって、タンパク質(ペプチドを含む)、アミノ酸、核酸、ヌクレオチド、糖鎖及び脂質などの生体物質に結合させることができ、標識生体物質として用いることができる。
生体物質に結合可能な置換基としては、生体物質に作用(付着を含む)もしくは結合するための基であれば、特に制限することなく用いることができ、例えば、国際公開第2002/026891号等に記載の置換基を挙げることができる。具体的には、国際公開第2002/026891号のTable2に記載の求電子性基及び求核性基、並びに国際公開第2002/026891号18頁16行目~19頁13行目に記載の反応性基Rxの記載を本発明に適用することができる。
「生体物質に結合可能な置換基」としては、具体的には、下記の構造を挙げることができる。
生体物質に結合可能な置換基としては、生体物質に作用(付着を含む)もしくは結合するための基であれば、特に制限することなく用いることができ、例えば、国際公開第2002/026891号等に記載の置換基を挙げることができる。具体的には、国際公開第2002/026891号のTable2に記載の求電子性基及び求核性基、並びに国際公開第2002/026891号18頁16行目~19頁13行目に記載の反応性基Rxの記載を本発明に適用することができる。
「生体物質に結合可能な置換基」としては、具体的には、下記の構造を挙げることができる。
Xは、ヨウ素原子、臭素原子などのハロゲン原子を意味する。*は結合手を示す。
上記の他にも、「生体物質に結合可能な置換基」として、ペプチド構造(ポリアミノ酸構造)、長鎖アルキル基等を用いることができる。
なかでも、NHSエステル構造(N-ヒドロキシスクシンイミドエステル構造)、スクシンイミド構造、マレイミド構造、アジド基、アセチレン基、ペプチド構造(ポリアミノ酸構造)、長鎖アルキル基(好ましくは、炭素数12~30)、4級アンモニウム基が好ましく挙げられる。
上記の他にも、「生体物質に結合可能な置換基」として、ペプチド構造(ポリアミノ酸構造)、長鎖アルキル基等を用いることができる。
なかでも、NHSエステル構造(N-ヒドロキシスクシンイミドエステル構造)、スクシンイミド構造、マレイミド構造、アジド基、アセチレン基、ペプチド構造(ポリアミノ酸構造)、長鎖アルキル基(好ましくは、炭素数12~30)、4級アンモニウム基が好ましく挙げられる。
本発明の化合物のうち、生体物質に結合可能な置換基を少なくとも1つ有する化合物の具体例としては、例えば、上述の本発明の例示化合物において、カルボキシ基を上記の生体物質に結合可能な置換基に適宜置き換えた形態も、具体例として挙げられる。なお、本発明はこれらの化合物に限定されない。例えば、これらの具体例において、カルボキシ基及びスルホ基等の解離性の水素原子を有する基については、水素原子が解離して塩構造を採っていてもよい。
本発明の化合物は、化合物が有する少なくとも1つの固体支持体に結合可能な置換基によって、上述のマイクロ粒子などの固体支持体に結合させることができ、固体支持体試薬として用いることができる。
固体支持体に結合可能な置換基としては、固体支持体に作用(付着を含む)もしくは結合するための基であれば、特に制限することなく用いることができ、上述の生体物質に結合可能な置換基として挙げた置換基等を好ましく挙げることができる。なかでも、NHSエステル構造(N-ヒドロキシスクシンイミドエステル)、スクシンイミド構造又はマレイミド構造が好ましく挙げられる。
固体支持体に結合可能な置換基としては、固体支持体に作用(付着を含む)もしくは結合するための基であれば、特に制限することなく用いることができ、上述の生体物質に結合可能な置換基として挙げた置換基等を好ましく挙げることができる。なかでも、NHSエステル構造(N-ヒドロキシスクシンイミドエステル)、スクシンイミド構造又はマレイミド構造が好ましく挙げられる。
本発明の化合物のうち、固体支持体に結合可能な置換基を少なくとも1つ有する化合物の具体例としては、例えば、上述の本発明の化合物の例示化合物において、カルボキシ基を上記の固体支持体に結合可能な置換基に適宜置き換えた形態も、具体例として挙げられる。なお、本発明はこれらの化合物に限定されない。例えば、これらの具体例において、カルボキシ基及びスルホ基等の解離性の水素原子を有する基については、水素原子が解離して塩構造を採っていてもよい。
本発明の化合物は、常法により合成できる。例えば、ペプチド固相合成等のペプチド合成に基づき合成することができ、国際公開第2018/174078号に記載のペプチド自動合成装置を用いた方法も好ましく適用することができる。蛍光体部、生理活性物質部、プロドラッグ部及び放射性同位体含有部についても、常法に基づき合成し、本発明の化合物中に導入することができる。
生体物質に結合可能な置換基を有する化合物についても、常法により合成できる。例えば、Bioconjugate Techniques(Third Edition、Greg T. Hermanson著)を参照することができる。
生体物質に結合可能な置換基を有する化合物についても、常法により合成できる。例えば、Bioconjugate Techniques(Third Edition、Greg T. Hermanson著)を参照することができる。
<<標識生体物質>>
本発明の標識生体物質は、本発明の化合物と生体物質とが結合した物質である。本発明の化合物は蛍光体部に起因した蛍光性を有し、溶液状態における優れた会合抑制効果を示すため、標識生体物質に好ましく用いることができる。本発明の化合物と生体物質との結合は、本発明の化合物と生体物質とが直接結合した形態でもよいし、連結基を介して連結した形態でもよい。
本発明の標識生体物質は、本発明の化合物と生体物質とが結合した物質である。本発明の化合物は蛍光体部に起因した蛍光性を有し、溶液状態における優れた会合抑制効果を示すため、標識生体物質に好ましく用いることができる。本発明の化合物と生体物質との結合は、本発明の化合物と生体物質とが直接結合した形態でもよいし、連結基を介して連結した形態でもよい。
上記生体物質としては、タンパク質(ペプチドを含む)、アミノ酸、核酸、ヌクレオチド、糖鎖及び脂質が好ましく挙げられる。タンパク質としては抗体が好ましく挙げられ、脂質としてはリン脂質、脂肪酸及びステロールが好ましく挙げられ、リン脂質がより好ましい。
上記生体物質のうち、臨床病理的に有用な物質としては、特に制限されるものではないが、例えば、Ig(Immunoglobulin)G、IgM、IgE、IgA、IgD等の免疫グロブリン、補体、C反応性蛋白(CRP)、フェリチン、α1マイクログロブリン、β2マイクログロブリン等の血漿タンパク及びそれらの抗体、α-フェトプロテイン、癌胎児性抗原(CEA)、前立腺酸性フォスファターゼ(PAP)、CA(carbohydrate antigen)19-9、CA‐125等の腫瘍マーカー及びそれらの抗体、黄体化ホルモン(LH)、卵胞刺激ホルモン(FSH)、ヒト繊毛性ゴナドトロピン(hCG)、エストロゲン、インスリン等のホルモン類及びそれらの抗体、B型肝炎ウイルス(HBV)関連抗原(HBs、HBe、HBc)、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、成人T細胞白血病(ATL)等のウイルス感染関連物質及びそれらの抗体、等が挙げられる。
さらに、ジフテリア菌、ボツリヌス菌、マイコプラズマ、梅毒トレポネーマ等のバクテリア及びそれらの抗体、トキソプラズマ、トリコモナス、リーシュマニア、トリパノソーマ、マラリア原虫等の原虫類及びそれらの抗体、ELM3、HM1、KH2、v6.5、v17.2、v26.2(由来マウス129、129/SV、C57BL/6、BALB/c)等のES細胞(Embryonic Stem Cell)及びそれらの抗体、フェニトイン、フェノバルビタール等の抗てんかん薬、キニジン、ジゴキシン等の心血管薬、テオフィリン等の抗喘息薬、クロラムフェニコール、ゲンタマイシン等の抗生物質等の薬物類及びそれらの抗体、その他の酵素、菌体外毒素(スチレリジンO等)及びそれらの抗体等も挙げられる。また、Fab’2、Fab、Fv等の抗体断片も用いる事ができる。
上記生体物質のうち、臨床病理的に有用な物質としては、特に制限されるものではないが、例えば、Ig(Immunoglobulin)G、IgM、IgE、IgA、IgD等の免疫グロブリン、補体、C反応性蛋白(CRP)、フェリチン、α1マイクログロブリン、β2マイクログロブリン等の血漿タンパク及びそれらの抗体、α-フェトプロテイン、癌胎児性抗原(CEA)、前立腺酸性フォスファターゼ(PAP)、CA(carbohydrate antigen)19-9、CA‐125等の腫瘍マーカー及びそれらの抗体、黄体化ホルモン(LH)、卵胞刺激ホルモン(FSH)、ヒト繊毛性ゴナドトロピン(hCG)、エストロゲン、インスリン等のホルモン類及びそれらの抗体、B型肝炎ウイルス(HBV)関連抗原(HBs、HBe、HBc)、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、成人T細胞白血病(ATL)等のウイルス感染関連物質及びそれらの抗体、等が挙げられる。
さらに、ジフテリア菌、ボツリヌス菌、マイコプラズマ、梅毒トレポネーマ等のバクテリア及びそれらの抗体、トキソプラズマ、トリコモナス、リーシュマニア、トリパノソーマ、マラリア原虫等の原虫類及びそれらの抗体、ELM3、HM1、KH2、v6.5、v17.2、v26.2(由来マウス129、129/SV、C57BL/6、BALB/c)等のES細胞(Embryonic Stem Cell)及びそれらの抗体、フェニトイン、フェノバルビタール等の抗てんかん薬、キニジン、ジゴキシン等の心血管薬、テオフィリン等の抗喘息薬、クロラムフェニコール、ゲンタマイシン等の抗生物質等の薬物類及びそれらの抗体、その他の酵素、菌体外毒素(スチレリジンO等)及びそれらの抗体等も挙げられる。また、Fab’2、Fab、Fv等の抗体断片も用いる事ができる。
本発明の化合物と生体物質が相互作用して結合した具体的な形態としては、例えば、下記に記載する形態が挙げられる。
i)本発明の化合物中のペプチドと生体物質中のペプチドとの非共有結合(例えば、水素結合、キレート形成を含むイオン結合)又は共有結合、
ii)本発明の化合物中の長鎖アルキル基と生体物質中の脂質二重膜及び脂質などとのファンデルワールス力、
iii)本発明の化合物中のNHSエステル(N-ヒドロキシスクシンイミドエステル)と生体物質中のアミノ基との反応によるアミド結合、
iv)本発明の化合物中のマレイミド基と生体物質中のスルファニル基(-SH)との反応によるチオエーテル結合、
v)本発明の化合物中のアジド基と生体物質中のアセチレン基とのClick反応又は本発明の化合物中のアセチレン基と生体物質中のアジド基とのClick反応によるトリアゾール環の形成、
が挙げられる。
ただし、上記i)の形態において、本発明の化合物中におけるペプチドは、生体物質中のペプチドと非共有結合又は共有結合を形成可能なペプチドであれば特に制限されず、このようなペプチドを有する位置としては、例えば、一般式(II)におけるR6又はR7が好ましく挙げられる。
上記i)~v)の形態以外にも、例えば、Lucas C. D. de Rezende and Flavio da Silva Emery,. A Review of the Synthetic Strategies for the Development of BODIPY Dyes for Conjugation with Proteins, Orbital: The Electronic Journal of Chemistry, 2013, Vol 5, No. 1, p.62-83に記載の形態により結合することができる。また、本発明の標識生体物質の作製においても、同文献に記載の方法等を適宜参照することができる。
i)本発明の化合物中のペプチドと生体物質中のペプチドとの非共有結合(例えば、水素結合、キレート形成を含むイオン結合)又は共有結合、
ii)本発明の化合物中の長鎖アルキル基と生体物質中の脂質二重膜及び脂質などとのファンデルワールス力、
iii)本発明の化合物中のNHSエステル(N-ヒドロキシスクシンイミドエステル)と生体物質中のアミノ基との反応によるアミド結合、
iv)本発明の化合物中のマレイミド基と生体物質中のスルファニル基(-SH)との反応によるチオエーテル結合、
v)本発明の化合物中のアジド基と生体物質中のアセチレン基とのClick反応又は本発明の化合物中のアセチレン基と生体物質中のアジド基とのClick反応によるトリアゾール環の形成、
が挙げられる。
ただし、上記i)の形態において、本発明の化合物中におけるペプチドは、生体物質中のペプチドと非共有結合又は共有結合を形成可能なペプチドであれば特に制限されず、このようなペプチドを有する位置としては、例えば、一般式(II)におけるR6又はR7が好ましく挙げられる。
上記i)~v)の形態以外にも、例えば、Lucas C. D. de Rezende and Flavio da Silva Emery,. A Review of the Synthetic Strategies for the Development of BODIPY Dyes for Conjugation with Proteins, Orbital: The Electronic Journal of Chemistry, 2013, Vol 5, No. 1, p.62-83に記載の形態により結合することができる。また、本発明の標識生体物質の作製においても、同文献に記載の方法等を適宜参照することができる。
本発明の化合物のうち、生体物質に結合可能な置換基を有する化合物と、これと相互作用により結合する生体物質とから得られる本発明の標識生体物質については、特開2019-172826号公報の段落0038の化合物例及び生成物の記載において、生体物質に結合可能な置換基以外の部分を本発明の化合物に置き換えた化合物ならびにその生成物が挙げられる。ただし、本発明はこれらの標識生体物質等に限定されない。
<標識生体物質を含む試薬>
本発明の標識生体物質を含む試薬において、本発明の標識生体物質は、例えば、生理食塩水及びリン酸緩衝液等の水系媒体に溶解した溶液形態、並びに、微粒子状粉末及び凍結乾燥粉末等の固形形態等、特に制限されることなく、使用目的等に応じてその形態を適宜選択することができる。
例えば、蛍光標識試薬として本発明の標識生体物質を用いる場合に、上記いずれかの形態の標識生体物質を含む試薬として使用することもできる。
本発明の標識生体物質を含む試薬において、本発明の標識生体物質は、例えば、生理食塩水及びリン酸緩衝液等の水系媒体に溶解した溶液形態、並びに、微粒子状粉末及び凍結乾燥粉末等の固形形態等、特に制限されることなく、使用目的等に応じてその形態を適宜選択することができる。
例えば、蛍光標識試薬として本発明の標識生体物質を用いる場合に、上記いずれかの形態の標識生体物質を含む試薬として使用することもできる。
<標識生体物質の用途>
本発明の化合物から得られる本発明の標識生体物質は、本発明の化合物が溶液状態における優れた会合抑制効果を示すことに起因して、優れた蛍光強度を示すことができ、光照射により励起された標識生体物質から放出される蛍光を安定的に検出することができると考えられる。このため、本発明の標識生体物質は、蛍光標識を用いた種々の技術に適用することができ、例えば、多色WB若しくはドットブロッティングにおける蛍光標識試薬又は生体蛍光イメージング試薬として好適に用いることができる。
本発明の化合物から得られる本発明の標識生体物質は、本発明の化合物が溶液状態における優れた会合抑制効果を示すことに起因して、優れた蛍光強度を示すことができ、光照射により励起された標識生体物質から放出される蛍光を安定的に検出することができると考えられる。このため、本発明の標識生体物質は、蛍光標識を用いた種々の技術に適用することができ、例えば、多色WB若しくはドットブロッティングにおける蛍光標識試薬又は生体蛍光イメージング試薬として好適に用いることができる。
本発明の標識生体物質を用いて行う蛍光検出は、通常、以下(i)~(iii)または(iv)~(vii)の工程を含む。(i)~(iii)の工程を含む蛍光検出は、本発明の化合物で蛍光標識した一次抗体を用いる直接法に該当し、(iv)~(vii)の工程を含む蛍光検出は、本発明の化合物で蛍光標識した二次抗体を用いる間接法に該当する。
(i)下記(a)及び(b)をそれぞれ用意する工程
(a)標的とする生体物質(以下、「標的生体物質」とも称す。)を含む試料
(b)上記(a)における標的生体物質と結合可能な生体物質(以下、「一次生体物質」とも称す。)と、本発明の化合物と、が結合した本発明の標識生体物質(以下、「本発明の標識生体物質A」とも称す。)
(ii)上記(a)における標的生体物質と、上記(b)の本発明の標識生体物質Aにおける一次生体物質と、が結合した結合体(以下、「蛍光標識された結合体A」とも称す。)を用意する工程
(iii)上記の蛍光標識された結合体Aに、本発明の標識生体物質Aが吸収する波長域の光を照射し、本発明の標識生体物質Aが発する蛍光を検出する工程
(iv)下記(c)~(e)をそれぞれ用意する工程
(c)標的生体物質を含む試料
(d)上記(c)における標的生体物質と結合可能な生体物質(以下、「一次生体物質」とも称す。)
(e)上記(d)の一次生体物質と結合可能な生体物質(以下、「二次生体物質」とも称す。)と、本発明の化合物と、が結合した本発明の標識生体物質(以下、「本発明の標識生体物質B」とも称す。)
(v)上記(c)における標的生体物質と、上記(d)の一次生体物質と、が結合した結合体(以下、「結合体b」とも称す。)を用意する工程
(vi)上記結合体bにおける一次生体物質と、本発明の標識生体物質Bにおける二次生体物質と、が結合した結合体(以下、「蛍光標識された結合体B2」とも称す。)を用意する工程
(vii)上記の蛍光標識された結合体B2に、本発明の標識生体物質Bが吸収する波長域の光を照射し、本発明の標識生体物質Bが発する蛍光を検出する工程
(i)下記(a)及び(b)をそれぞれ用意する工程
(a)標的とする生体物質(以下、「標的生体物質」とも称す。)を含む試料
(b)上記(a)における標的生体物質と結合可能な生体物質(以下、「一次生体物質」とも称す。)と、本発明の化合物と、が結合した本発明の標識生体物質(以下、「本発明の標識生体物質A」とも称す。)
(ii)上記(a)における標的生体物質と、上記(b)の本発明の標識生体物質Aにおける一次生体物質と、が結合した結合体(以下、「蛍光標識された結合体A」とも称す。)を用意する工程
(iii)上記の蛍光標識された結合体Aに、本発明の標識生体物質Aが吸収する波長域の光を照射し、本発明の標識生体物質Aが発する蛍光を検出する工程
(iv)下記(c)~(e)をそれぞれ用意する工程
(c)標的生体物質を含む試料
(d)上記(c)における標的生体物質と結合可能な生体物質(以下、「一次生体物質」とも称す。)
(e)上記(d)の一次生体物質と結合可能な生体物質(以下、「二次生体物質」とも称す。)と、本発明の化合物と、が結合した本発明の標識生体物質(以下、「本発明の標識生体物質B」とも称す。)
(v)上記(c)における標的生体物質と、上記(d)の一次生体物質と、が結合した結合体(以下、「結合体b」とも称す。)を用意する工程
(vi)上記結合体bにおける一次生体物質と、本発明の標識生体物質Bにおける二次生体物質と、が結合した結合体(以下、「蛍光標識された結合体B2」とも称す。)を用意する工程
(vii)上記の蛍光標識された結合体B2に、本発明の標識生体物質Bが吸収する波長域の光を照射し、本発明の標識生体物質Bが発する蛍光を検出する工程
上記の標的生体物質と結合可能な生体物質(一次生体物質)、及び、一次生体物質と結合可能な生体物質(二次生体物質)としては、上記本発明の標識生体物質における生体物質が挙げられる。標的生体物質(被検体中の生体物質)又は一次生体物質にあわせて適宜選択することができ、被検体中の生体物質又は一次生体物質に対して特異的に結合可能な生体物質を選択することができる。
上記標的生体物質のうち、タンパク質としては、いわゆる疾患マーカーが挙げられる。疾患マーカーとしては、特に制限はされるものではないが、例えば、α-フェトプロテイン(AFP)、PIVKA-II(protein induced by vitamin K absence or antagonist II)、BCA(breast carcinoma-associated antigen)225、塩基性フェトプロテイン(BFP)、CA(carbohydrate antigen)15-3、CA19-9、CA72-4、CA125、CA130、CA602、CA54/61(CA546)、癌胎児性抗原(CEA)、DUPAN-2、エラスターゼ1、免疫抑制酸性タンパク(IAP)、NCC-ST-439、γ-セミノプロテイン(γ-Sm)、前立腺特異抗原(PSA)、前立腺酸性フォスファターゼ(PAP)、神経特異エノラーゼ(NSE)、Iba1、アミロイドβ、タウ、フロチリン、扁平上皮癌関連抗原(SCC抗原)、シアリルLeX-i抗原(SLX)、SPan-1、組織ポリペプタイド抗原(TPA)、シアリルTn抗原(STN)、シフラ(cytokeratin:CYFRA)ペプシノゲン(PG)、C-反応性タンパク(CRP)、血清アミロイドAタンパク(SAA)、ミオグロビン、クレアチンキナーゼ(CK)、トロポニンT、心室筋ミオシン軽鎖I等が挙げられる。
上記標的生体物質は細菌でもよく、この細菌としては、細胞微生物学的検査の対象とされる細菌が挙げられ、特に制限されるものではないが、例えば、大腸菌、サルモネラ菌、レジオネラ菌、公衆衛生上の問題を生じる菌等が挙げられる。
上記標的生体物質はウイルス抗原でもよく、このウイルス抗原としては、特に制限されるものではないが、例えば、C型、B型肝炎ウイルスの抗原等の肝炎ウイルス抗原、HIVウイルスのp24タンパク抗原、CMV(サイトメガロウイルス)のpp65タンパク抗原、HPV(ヒトパピローマウイルス)のE6及びE7タンパク抗原等が挙げられる。
上記(i)または(iv)において、標的生体物質を含む試料は、特に制限されることなく、常法に従って調製することができる。
また、本発明の標識生体物質も、特に制限されることなく、標的生体物質と結合可能な生体物質と本発明の化合物とを常法に従って結合させて調製することができる。結合の形態及び結合を形成する反応は、上記本発明の標識生体物質で説明した通りである。
また、本発明の標識生体物質も、特に制限されることなく、標的生体物質と結合可能な生体物質と本発明の化合物とを常法に従って結合させて調製することができる。結合の形態及び結合を形成する反応は、上記本発明の標識生体物質で説明した通りである。
上記(v)において、標的生体物質と一次生体物質とは、直接結合させても、標的生体物質及び一次生体物質とは異なるその他の生体物質を介して結合させてもよい。また、上記(vi)において、結合体bにおける一次生体物質と、本発明の標識生体物質Bにおける二次生体物質とは、直接結合させても、一次生体物質及び二次生体物質とは異なるその他の生体物質を介して結合させてもよい。
本発明の標識生体物質は、直接法及び間接法のいずれにおける蛍光標識抗体としても用いることができるが、間接法における蛍光標識抗体として用いることが好ましい。
上記(ii)または(v)及び(vi)において、本発明の標識生体物質等と標的生体物質との結合は、特に制限されることなく、常法に従って行うことができる。
本発明の標識生体物質は、直接法及び間接法のいずれにおける蛍光標識抗体としても用いることができるが、間接法における蛍光標識抗体として用いることが好ましい。
上記(ii)または(v)及び(vi)において、本発明の標識生体物質等と標的生体物質との結合は、特に制限されることなく、常法に従って行うことができる。
上記(iii)または(vii)において、本発明の標識生体物質を励起するための波長は、本発明の標識生体物質を励起可能な波長の光であれば特に限定されない。通常、300~1000nmが好ましく、400~800nmがより好ましい。
本発明に用いられる蛍光励起光源としては、本発明の標識生体物質を励起可能な波長の光を発光するものであれば特に限定されず、例えば、各種レーザー光源を用いることができる。また、各種光学フィルターを用いて、好ましい励起波長を得たり、蛍光のみを検出したりする事ができる。
上記(i)~(vii)におけるその他の事項については、特に制限されることなく、蛍光標識を用いる蛍光検出において通常用いられる手法、試薬、装置等の条件を適宜選択することができる。
また、上記(i)~(vii)以外の工程についても、蛍光標識を用いる種々の手法にあわせて、通常用いられる手法、試薬、装置等の条件を適宜選択することができる。
また、上記(i)~(vii)以外の工程についても、蛍光標識を用いる種々の手法にあわせて、通常用いられる手法、試薬、装置等の条件を適宜選択することができる。
例えば、本発明の標識生体物質を用いた多色WBは、標的生体物質として通常用いられる手法(電気泳動によるタンパク質の分離、メンブレンへのブロッティング、メンブレンのブロッキング)によりブロットメンブレンを作製し、本発明の標識生体物質を標識抗体(好ましくは、二次抗体)として用いることにより、優れた蛍光強度で標的生体物質を検出することができる。本発明の標識生体物質を用いたドットブロッティングについても、多色WBと同様、標的生体物質として通常用いられる手法によりブロットニトロセルロース膜又はブロットPVDF(ポリフッ化ビニリデン)膜等を作製し、本発明の標識生体物質を標識抗体(好ましくは、二次抗体)として用いることにより、優れた蛍光強度で標的生体物質を検出することができる。
- 置換基群T -
本発明において、好ましい置換基としては、下記置換基群Tから選ばれる置換基が挙げられる。
また、本発明において、単に置換基としてしか記載されていない場合は、この置換基群Tにおける対応する置換基の記載を参照し、適用することができる。例えば、「アルキル基」が記載されているのみの場合は、この置換基群Tにおける「アルキル基」の記載を参照し、適用することができる。このことは、「アルキル基」以外のその他の置換基についても同様である。
また、本発明において、「アルキル基」等のある置換基が有していてもよい置換基については、下記置換基群Tから選ばれる置換基が挙げられる。また、「アルキル基」等のある置換基が置換基を有しており、さらに置換基を有している場合には、ある置換基が有する置換基としては、下記置換基群Tから選ばれる置換基を2つ以上組み合わせてなる置換基が挙げられる。
さらに、本発明において、アルキル基を環状(シクロ)アルキル基と区別して記載している場合、アルキル基は、直鎖アルキル基及び分岐アルキル基を包含する意味で用いる。一方、アルキル基を環状アルキル基と区別して記載していない場合、及び、特段の断りがない場合、アルキル基は、直鎖アルキル基、分岐アルキル基及びシクロアルキル基を包含する意味で用いる。このことは、環状構造を採りうる基(アルキル基、アルケニル基、アルキニル基等)を含む基(アルコキシ基、アルキルチオ基、アルケニルオキシ基等)、環状構造を採りうる基を含む化合物についても同様である。基が環状骨格を形成しうる場合、環状骨格を形成する基の原子数の下限は、この構造を採りうる基について下記に具体的に記載した原子数の下限にかかわらず、3以上であり、5以上が好ましい。
下記置換基群Tの説明においては、例えば、アルキル基とシクロアルキル基のように、直鎖又は分岐構造の基と環状構造の基とを明確にするため、これらを分けて記載していることもある。
本発明において、好ましい置換基としては、下記置換基群Tから選ばれる置換基が挙げられる。
また、本発明において、単に置換基としてしか記載されていない場合は、この置換基群Tにおける対応する置換基の記載を参照し、適用することができる。例えば、「アルキル基」が記載されているのみの場合は、この置換基群Tにおける「アルキル基」の記載を参照し、適用することができる。このことは、「アルキル基」以外のその他の置換基についても同様である。
また、本発明において、「アルキル基」等のある置換基が有していてもよい置換基については、下記置換基群Tから選ばれる置換基が挙げられる。また、「アルキル基」等のある置換基が置換基を有しており、さらに置換基を有している場合には、ある置換基が有する置換基としては、下記置換基群Tから選ばれる置換基を2つ以上組み合わせてなる置換基が挙げられる。
さらに、本発明において、アルキル基を環状(シクロ)アルキル基と区別して記載している場合、アルキル基は、直鎖アルキル基及び分岐アルキル基を包含する意味で用いる。一方、アルキル基を環状アルキル基と区別して記載していない場合、及び、特段の断りがない場合、アルキル基は、直鎖アルキル基、分岐アルキル基及びシクロアルキル基を包含する意味で用いる。このことは、環状構造を採りうる基(アルキル基、アルケニル基、アルキニル基等)を含む基(アルコキシ基、アルキルチオ基、アルケニルオキシ基等)、環状構造を採りうる基を含む化合物についても同様である。基が環状骨格を形成しうる場合、環状骨格を形成する基の原子数の下限は、この構造を採りうる基について下記に具体的に記載した原子数の下限にかかわらず、3以上であり、5以上が好ましい。
下記置換基群Tの説明においては、例えば、アルキル基とシクロアルキル基のように、直鎖又は分岐構造の基と環状構造の基とを明確にするため、これらを分けて記載していることもある。
置換基群Tに含まれる基としては、下記の基を含む。
アルキル基(好ましくは炭素数1~30、より好ましくは炭素数1~20、さらに好ましくは炭素数1~12、さらに好ましくは炭素数1~8、さらに好ましくは炭素数1~6、特に好ましくは炭素数1~3)、アルケニル基(好ましくは炭素数2~30、より好ましくは炭素数2~20、さらに好ましくは炭素数2~12、さらに好ましくは炭素数2~6、さらに好ましくは炭素数2~4)、アルキニル基(好ましくは炭素数2~30、より好ましくは炭素数2~20、さらに好ましくは炭素数2~12、さらに好ましくは炭素数2~6、さらに好ましくは炭素数2~4)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3~20)、シクロアルケニル基(好ましくは炭素数5~20)、アリール基(単環の基であってもよく、縮環の基(好ましくは2~6環の縮環の基)であってもよい。縮環の基である場合、5~7員環等からなる。アリール基は好ましくは炭素数6~40、より好ましくは炭素数6~30、さらに好ましくは炭素数6~26、特に好ましくは炭素数6~10)、ヘテロ環基(環構成原子として少なくとも1つの窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子、ケイ素原子又はセレン原子を有し、単環の基であってもよく、縮環の基(好ましくは2~6環の縮環の基)であってもよい。単環の基である場合、その環員数は5~7員が好ましく、5員又は6員がより好ましい。ヘテロ環基の炭素数は好ましくは2~40、より好ましくは2~20である。ヘテロ環基は芳香族ヘテロ環基(ヘテロアリール基)及び脂肪族ヘテロ環基(脂肪族複素環基)が包含される。)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1~20、より好ましくは炭素数1~12)、アルケニルオキシ基(好ましくは炭素数2~20、より好ましくは炭素数2~12)、アルキニルオキシ基(好ましくは炭素数2~20、より好ましくは炭素数2~12)、シクロアルキルオキシ基(好ましくは炭素数3~20)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6~40、より好ましくは炭素数6~26、さらに好ましくは炭素数6~14)、ヘテロ環オキシ基(好ましくは炭素数2~20)、ポリアルキレンオキシ基、
アルキル基(好ましくは炭素数1~30、より好ましくは炭素数1~20、さらに好ましくは炭素数1~12、さらに好ましくは炭素数1~8、さらに好ましくは炭素数1~6、特に好ましくは炭素数1~3)、アルケニル基(好ましくは炭素数2~30、より好ましくは炭素数2~20、さらに好ましくは炭素数2~12、さらに好ましくは炭素数2~6、さらに好ましくは炭素数2~4)、アルキニル基(好ましくは炭素数2~30、より好ましくは炭素数2~20、さらに好ましくは炭素数2~12、さらに好ましくは炭素数2~6、さらに好ましくは炭素数2~4)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3~20)、シクロアルケニル基(好ましくは炭素数5~20)、アリール基(単環の基であってもよく、縮環の基(好ましくは2~6環の縮環の基)であってもよい。縮環の基である場合、5~7員環等からなる。アリール基は好ましくは炭素数6~40、より好ましくは炭素数6~30、さらに好ましくは炭素数6~26、特に好ましくは炭素数6~10)、ヘテロ環基(環構成原子として少なくとも1つの窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子、ケイ素原子又はセレン原子を有し、単環の基であってもよく、縮環の基(好ましくは2~6環の縮環の基)であってもよい。単環の基である場合、その環員数は5~7員が好ましく、5員又は6員がより好ましい。ヘテロ環基の炭素数は好ましくは2~40、より好ましくは2~20である。ヘテロ環基は芳香族ヘテロ環基(ヘテロアリール基)及び脂肪族ヘテロ環基(脂肪族複素環基)が包含される。)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1~20、より好ましくは炭素数1~12)、アルケニルオキシ基(好ましくは炭素数2~20、より好ましくは炭素数2~12)、アルキニルオキシ基(好ましくは炭素数2~20、より好ましくは炭素数2~12)、シクロアルキルオキシ基(好ましくは炭素数3~20)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6~40、より好ましくは炭素数6~26、さらに好ましくは炭素数6~14)、ヘテロ環オキシ基(好ましくは炭素数2~20)、ポリアルキレンオキシ基、
アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2~20)、シクロアルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数4~20)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは炭素数6~20)、アミノ基(好ましくは炭素数0~20で、無置換アミノ基(-NH2)、(モノ-又はジ-)アルキルアミノ基、(モノ-又はジ-)アルケニルアミノ基、(モノ-又はジ-)アルキニルアミノ基、(モノ-又はジ-)シクロアルキルアミノ基、(モノ-又はジ-)シクロアルケニルアミノ基、(モノ-又はジ-)アリールアミノ基、(モノ-又はジ-)ヘテロ環アミノ基を含む。無置換アミノ基を置換する上記各基は置換基群Tの対応する基と同義である。)、スルファモイル基(好ましくは炭素数0~20で、アルキル、シクロアルキルもしくはアリールのスルファモイル基が好ましい。)、アシル基(好ましくは炭素数1~20、より好ましくは炭素数2~15で、-C(=O)H、アルキルカルボニル基、シクロアルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、ヘテロ環カルボニル基を含む。)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数1~20)、カルバモイル基(好ましくは炭素数1~20で、アルキル、シクロアルキルもしくはアリールのカルバモイル基が好ましい。)、
アシルアミノ基(好ましくは炭素数1~20)、スルホンアミド基(好ましくは炭素数0~20で、アルキル、シクロアルキルもしくはアリールのスルホンアミド基が好ましい。)、アルキルチオ基(好ましくは炭素数1~20、より好ましくは炭素数1~12)、シクロアルキルチオ基(好ましくは炭素数3~20)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6~40、より好ましくは炭素数6~26、さらに好ましくは炭素数6~14)、ヘテロ環チオ基(好ましくは炭素数2~20)、アルキル、シクロアルキルもしくはアリールスルホニル基(好ましくは炭素数1~20)、
シリル基(好ましくは炭素数1~30、より好ましくは炭素数1~20で、アルキル、アリール、アルコキシもしくはアリールオキシが置換したシリル基が好ましい。)、シリルオキシ基(好ましくは炭素数1~20で、アルキル、アリール、アルコキシもしくはアリールオキシが置換したシリルオキシ基が好ましい。)、ヒドロキシ基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子)、酸素原子(具体的には、環を構成する>CH2を>C=Oに置き換える)、カルボキシ基(-CO2H)、ホスホノ基〔-PO(OH)2〕、ホスホノオキシ基〔-O-PO(OH)2〕、スルホ基(-SO3H)、ホウ酸基〔-B(OH)2〕、オニオ基(カチオン性基とも称す。環状アンモニオ基を含むアンモニオ基、スルホニオ基、ホスホニオ基を含み、好ましくは炭素数0~30、より好ましくは1~20)、スルファニル基(-SH)、グアニジノ基(-NHC(=NH)NH2)、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、又は、ポリアミノ酸残基が挙げられる。
(アニオン性基)
本発明において、アニオン性基とは、アニオンを有する基であればよい。このようなアニオン性基としては、カルボキシ基、ホスホノ基(ホスホン酸基、-PO(OH)2)、ホスホノオキシ基(リン酸基、-OPO(OH)2)及びスルホ基などが挙げられ、ホスホノ基、ホスホノオキシ基又はスルホ基が好ましく、ホスホノオキシ基又はスルホ基がより好ましい。
アニオン性基は、水素イオンが解離してイオン構造を取っていてもよく、塩構造を取っていてもよい。アニオン性基が塩構造を有する際の1価又は多価のカチオンとしては、前述の塩構造の記載における1価又は多価のカチオンの記載を好ましく適用することができる。
(カチオン性基)
本発明において、カチオン性基とは、カチオンを有する基であればよい。このようなカチオン性基としては、第四級アンモニウムイオンを有する基(アンモニオ基)及び第四級ホスホニウムイオンを有する基(ホスホニオ基)などが挙げられ、第四級アンモニウムイオンを有する基が好ましい。なお、第四級アンモニウムイオンを有する基におけるN+が有する置換基及び第四級ホスホニウムイオンを有する基におけるP+が有する置換基としては、アルキル基及びアリール基が好ましく挙げられ、N+及びP+が有する全ての置換基がアルキル基であることがより好ましい。
カチオン性基はイオン構造の他に、塩構造を取っていてもよい。カチオン性基が塩構造を有する際の1価又は多価のアニオンとしては、例えば、F-、Cl-等のハロゲン化物イオン、BF4 -、PF6 -、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドイオン等の1価又は多価の有機アニオンが挙げられる。
(ベタイン残基)
本発明において、ベタイン残基とは、ベタイン構造を有する化合物から水素原子を1つ除去した基を意味する。ベタイン構造を有する化合物とは、アニオン性基とカチオン性基とを同一分子中に含む化合物であればよく、カルボキシ基、ホスホノ基、ホスホノオキシ基及びスルホ基のうちの少なくとも1種のアニオン性基とアンモニオ基及びホスホニオ基のうちの少なくとも1種のカチオン性基とを同一分子中に含む化合物が好ましい。
なお、アニオン性基とカチオン性基とを同一分子中に含まない化合物から水素原子を1つ除去して得られる基はベタイン残基には該当せず、上述の塩構造を有するアニオン性基又は塩構造を有するカチオン性基に分類される。
本発明において、アニオン性基とは、アニオンを有する基であればよい。このようなアニオン性基としては、カルボキシ基、ホスホノ基(ホスホン酸基、-PO(OH)2)、ホスホノオキシ基(リン酸基、-OPO(OH)2)及びスルホ基などが挙げられ、ホスホノ基、ホスホノオキシ基又はスルホ基が好ましく、ホスホノオキシ基又はスルホ基がより好ましい。
アニオン性基は、水素イオンが解離してイオン構造を取っていてもよく、塩構造を取っていてもよい。アニオン性基が塩構造を有する際の1価又は多価のカチオンとしては、前述の塩構造の記載における1価又は多価のカチオンの記載を好ましく適用することができる。
(カチオン性基)
本発明において、カチオン性基とは、カチオンを有する基であればよい。このようなカチオン性基としては、第四級アンモニウムイオンを有する基(アンモニオ基)及び第四級ホスホニウムイオンを有する基(ホスホニオ基)などが挙げられ、第四級アンモニウムイオンを有する基が好ましい。なお、第四級アンモニウムイオンを有する基におけるN+が有する置換基及び第四級ホスホニウムイオンを有する基におけるP+が有する置換基としては、アルキル基及びアリール基が好ましく挙げられ、N+及びP+が有する全ての置換基がアルキル基であることがより好ましい。
カチオン性基はイオン構造の他に、塩構造を取っていてもよい。カチオン性基が塩構造を有する際の1価又は多価のアニオンとしては、例えば、F-、Cl-等のハロゲン化物イオン、BF4 -、PF6 -、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドイオン等の1価又は多価の有機アニオンが挙げられる。
(ベタイン残基)
本発明において、ベタイン残基とは、ベタイン構造を有する化合物から水素原子を1つ除去した基を意味する。ベタイン構造を有する化合物とは、アニオン性基とカチオン性基とを同一分子中に含む化合物であればよく、カルボキシ基、ホスホノ基、ホスホノオキシ基及びスルホ基のうちの少なくとも1種のアニオン性基とアンモニオ基及びホスホニオ基のうちの少なくとも1種のカチオン性基とを同一分子中に含む化合物が好ましい。
なお、アニオン性基とカチオン性基とを同一分子中に含まない化合物から水素原子を1つ除去して得られる基はベタイン残基には該当せず、上述の塩構造を有するアニオン性基又は塩構造を有するカチオン性基に分類される。
(ポリオール残基)
本発明において、ポリオール残基とは、分子中に2つ以上のヒドロキシ基を有するポリオール化合物から水素原子を1つ除去した基のうち、後述の糖残基及びポリアルキレンオキシ基のいずれにも該当しない基を意味する。ポリオール残基は、鎖状の基であっても、環状構造を有する基であってもよく、例えば、シクロデキストリン残基が挙げられる。
(糖残基)
本発明において、糖残基とは、糖化合物から水素原子を1つ除去した基を意味する。糖化合物としては、単糖類及び2つ以上の糖が結合した多糖類、糖アルコール、糖にエピクロロヒドリン等を共重合させた化学修飾糖等のいずれであってもよい。
なお、ポリオール残基のうち糖残基に該当するものは、糖残基に分類するものとする。
糖残基としては、例えば、グルコース、スクロース、マルトース、ラクトース、トレハロース、リビトール、ソルビトール、マンニトール、マルチトール、ラクチトール、キシリトール、果糖(フルクトース)、1-ケストース、ニストース三水和物、フコース、ズルシトール、ガラクトオリゴ糖、4’-ガラクトシルラクトース、イソマルトオリゴ糖、ラクツロース、パラチニット、パラチノース一水和物、ラフィノース五水和物、アラビノース、ジヒドロキシアセトン二量体、ガラクトース、グリセルアルデヒド二量体、マンノース、リボース、キシロース、ラクトシルフルクトシド、エリトリトール、ズルコシドA、イソステビオール、レバウジオシドA、レバウジオシドB、レバウジオシドC、レバウジオシドD、レバウジオシドF、ルブソシド、ステビオシド、1-デオキシノジリマイシン、フコイダン、ラムノース、トレオース、アラビノース、リキソース、アロース、アルトロース、グロース、イドース、タロース、1,3-ジヒドロキシアセトン、エリトロース、キシルロース、リブロース、プシコース、ソルボース、タガトース、ポリスクロース、フルクトオリゴ糖等の糖化合物から水素原子を1つ除去した基が挙げられる。
(ポリアミノ酸残基)
本発明において、ポリアミノ酸残基とは、アミノ酸化合物、又は、アミノ酸が2つ以上結合してなるポリアミノ酸化合物から、水素原子を1つ除去した基を意味する。本発明において、ポリアミノ酸残基は、本発明の化合物及び標識生体物質の使用形態において中性(電荷の総和が0)となるように調整され使用される基である。
(ポリアルキレンオキシ基)
本発明において、上記ポリアルキレンオキシ基とは、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREで表される基であればよい。
なお、ポリオール残基のうちポリアルキレンオキシ基に該当するものは、ポリアルキレンオキシ基に分類するものとする。
上記Lは上記置換基群Tにおけるアルキル基から水素原子を1つ除いて得られるアルキレン基を示し、炭素数は2~4が好ましく、2又は3がより好ましく、2が更に好ましく、アルキレン基の結合手である2つの炭素原子を連結する最短鎖中に含まれる炭素原子数は、0~2が好ましく、0又は1がより好ましく、0が更に好ましい。すなわち、Lはエチレン基であることが最も好ましい。
上記gは平均繰り返し数(単に、繰り返し数とも称す。)を意味し、2~50が好ましく、12~50がより好ましく、24~50がさらに好ましい。gが2のように繰り返し数が小さい場合にも、適度な親水性と、適度な排除体積効果を示すことができる。
上記REは、前述のR8~R10と同義であり、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基、ヘテロアリール基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基又はポリアミノ酸残基を示し、水素原子又はアルキル基であることが好ましい。REとして採り得るアルキル基は、上記置換基群Tにおけるアルキル基の記載を好ましく適用することができ、なかでも炭素数1~3のアルキル基が好ましい。REとして採り得るアルキル基は置換基を有していてもよい。
本発明において、ポリオール残基とは、分子中に2つ以上のヒドロキシ基を有するポリオール化合物から水素原子を1つ除去した基のうち、後述の糖残基及びポリアルキレンオキシ基のいずれにも該当しない基を意味する。ポリオール残基は、鎖状の基であっても、環状構造を有する基であってもよく、例えば、シクロデキストリン残基が挙げられる。
(糖残基)
本発明において、糖残基とは、糖化合物から水素原子を1つ除去した基を意味する。糖化合物としては、単糖類及び2つ以上の糖が結合した多糖類、糖アルコール、糖にエピクロロヒドリン等を共重合させた化学修飾糖等のいずれであってもよい。
なお、ポリオール残基のうち糖残基に該当するものは、糖残基に分類するものとする。
糖残基としては、例えば、グルコース、スクロース、マルトース、ラクトース、トレハロース、リビトール、ソルビトール、マンニトール、マルチトール、ラクチトール、キシリトール、果糖(フルクトース)、1-ケストース、ニストース三水和物、フコース、ズルシトール、ガラクトオリゴ糖、4’-ガラクトシルラクトース、イソマルトオリゴ糖、ラクツロース、パラチニット、パラチノース一水和物、ラフィノース五水和物、アラビノース、ジヒドロキシアセトン二量体、ガラクトース、グリセルアルデヒド二量体、マンノース、リボース、キシロース、ラクトシルフルクトシド、エリトリトール、ズルコシドA、イソステビオール、レバウジオシドA、レバウジオシドB、レバウジオシドC、レバウジオシドD、レバウジオシドF、ルブソシド、ステビオシド、1-デオキシノジリマイシン、フコイダン、ラムノース、トレオース、アラビノース、リキソース、アロース、アルトロース、グロース、イドース、タロース、1,3-ジヒドロキシアセトン、エリトロース、キシルロース、リブロース、プシコース、ソルボース、タガトース、ポリスクロース、フルクトオリゴ糖等の糖化合物から水素原子を1つ除去した基が挙げられる。
(ポリアミノ酸残基)
本発明において、ポリアミノ酸残基とは、アミノ酸化合物、又は、アミノ酸が2つ以上結合してなるポリアミノ酸化合物から、水素原子を1つ除去した基を意味する。本発明において、ポリアミノ酸残基は、本発明の化合物及び標識生体物質の使用形態において中性(電荷の総和が0)となるように調整され使用される基である。
(ポリアルキレンオキシ基)
本発明において、上記ポリアルキレンオキシ基とは、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREで表される基であればよい。
なお、ポリオール残基のうちポリアルキレンオキシ基に該当するものは、ポリアルキレンオキシ基に分類するものとする。
上記Lは上記置換基群Tにおけるアルキル基から水素原子を1つ除いて得られるアルキレン基を示し、炭素数は2~4が好ましく、2又は3がより好ましく、2が更に好ましく、アルキレン基の結合手である2つの炭素原子を連結する最短鎖中に含まれる炭素原子数は、0~2が好ましく、0又は1がより好ましく、0が更に好ましい。すなわち、Lはエチレン基であることが最も好ましい。
上記gは平均繰り返し数(単に、繰り返し数とも称す。)を意味し、2~50が好ましく、12~50がより好ましく、24~50がさらに好ましい。gが2のように繰り返し数が小さい場合にも、適度な親水性と、適度な排除体積効果を示すことができる。
上記REは、前述のR8~R10と同義であり、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基、ヘテロアリール基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基又はポリアミノ酸残基を示し、水素原子又はアルキル基であることが好ましい。REとして採り得るアルキル基は、上記置換基群Tにおけるアルキル基の記載を好ましく適用することができ、なかでも炭素数1~3のアルキル基が好ましい。REとして採り得るアルキル基は置換基を有していてもよい。
なお、本発明において、特定の置換基の選択肢の全部又は一部として置換基群:「アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE、-(L-O)gRE」を記載する場合、特段の断りのない限り、特定の置換基の選択肢における置換基群:「アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE、-(L-O)gRE」は、置換基群:「アニオン性基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE、-(L-O)gRE」に置き換えることが好ましく、置換基群:「ホスホノ基、ホスホノオキシ基、スルホ基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE、-(L-O)gRE」に置き換えることがより好ましい。
このことは、置換基の好ましい範囲の全部又は一部として置換基群:「アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE、-(L-O)gRE」を記載する場合についても同様である。
このことは、置換基の好ましい範囲の全部又は一部として置換基群:「アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE、-(L-O)gRE」を記載する場合についても同様である。
また、置換基群Tから選ばれる置換基を複数組み合わせてなる基としては、例えば、アニオン性基(カルボキシ基、ホスホノ基、スルホ基)、カチオン性基(オニオ基)、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREを置換基として有する、上記のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、シクロアルキルオキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アルコキシカルボニル基、シクロアルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アミノ基、スルファモイル基、アシル基、アシルオキシ基、カルバモイル基、アシルアミノ基、スルホンアミド基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、アルキル、シクロアルキル又はアリールスルホニル基が挙げられる。
置換基群Tから選ばれる置換基は、より好ましくは、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、シクロアルコキシカルボニル基、アミノ基、アシルアミノ基、カルバモイル基、シアノ基、ハロゲン原子、アニオン性基、カチオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREであり、特に好ましくは、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アミノ基、アシルアミノ基、カルバモイル基、シアノ基、アニオン性基、カチオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREである。
置換基群Tから選ばれる置換基は、上述の置換基群Tから選ばれる置換基を複数組み合わせてなる基以外にも、特段の断りがない限り、上記の基を複数組み合わせてなる基をも含む。例えば、化合物又は置換基等がアルキル基、アルケニル基等を含むとき、これらは置換されていても置換されていなくてもよい。また、アリール基、ヘテロ環基等を含むとき、それらは単環でも縮環でもよく、置換されていても置換されていなくてもよい。
以下に実施例に基づき、本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されない。なお、室温とは25℃を意味する。
本発明の化合物(1)~(2)、比較化合物(1)~(3)を、以下に示す。
なお、各化合物において、特に記載しない場合にも、スルホ基は塩構造(例えば、カリウム塩、ナトリウム塩、TEA(トリエチルアンモニウム)塩あるいはDIPEA(N,N-ジイソプロピルエチルアンモニウム)塩)を含んでいてもよい。
なお、各化合物における、互いに隣り合う各蛍光体部を連結する連結基の、Molecular Flexibilityの計算に用いた構造を「計算構造(Molecular Flexibility)」、cLogPの計算に用いた構造を「計算構造(cLogP)」として、それぞれ下記に示す。Molecular FlexibilityとcLogPの計算に用いた構造が同じである場合には、単に「計算構造」としてまとめて示す。
また、化合物(1)~(2)及び比較化合物(1)における蛍光体部(比較化合物(3))と、比較化合物(2)とは単独での蛍光強度は同程度であり、後述の各化合物に係る蛍光強度の評価結果に対して、蛍光体部の構造の違いは大きく寄与していないと考えられる。
なお、各化合物において、特に記載しない場合にも、スルホ基は塩構造(例えば、カリウム塩、ナトリウム塩、TEA(トリエチルアンモニウム)塩あるいはDIPEA(N,N-ジイソプロピルエチルアンモニウム)塩)を含んでいてもよい。
なお、各化合物における、互いに隣り合う各蛍光体部を連結する連結基の、Molecular Flexibilityの計算に用いた構造を「計算構造(Molecular Flexibility)」、cLogPの計算に用いた構造を「計算構造(cLogP)」として、それぞれ下記に示す。Molecular FlexibilityとcLogPの計算に用いた構造が同じである場合には、単に「計算構造」としてまとめて示す。
また、化合物(1)~(2)及び比較化合物(1)における蛍光体部(比較化合物(3))と、比較化合物(2)とは単独での蛍光強度は同程度であり、後述の各化合物に係る蛍光強度の評価結果に対して、蛍光体部の構造の違いは大きく寄与していないと考えられる。
比較化合物(2)は、特開2022-131357号公報の実施例に記載の化合物(4)である。
比較化合物(3)は、後述の化合物(M2-1)の合成例における化合物(M2-13)である。
比較化合物(3)は、後述の化合物(M2-1)の合成例における化合物(M2-13)である。
以下に、各化合物の合成方法を詳しく説明するが、出発物質、色素中間体及び合成ルートはこれらに限定されるものではない。
なお、以下に示す各化合物の合成に用いた略語は下記の通りである。
DBU:1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン
PyAOP:(7-アザベンゾトリアゾール-1-イルオキシ)トリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロりん酸塩
DMT-MM:4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウムクロリド
DIC:ジイソプロピルカルボジイミド
NHS:N-ヒドロキシこはく酸イミド
EDCI:1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩
HOBt:1-ヒドロキシベンゾトリアゾール
NMP:N-メチル-2-ピロリドン
DMF:ジメチルホルムアミド
DMAP:4-ジメチルアミノピリジン
DIPEA:N-ジイソプロピルエチルアミン
TFA:トリフルオロ酢酸
TFE:2,2,2-トリフルオロエタノール
THF:テトラヒドロフラン
Me:メチル基
Ms:メシル基
Et:エチル基
tBu:tert-ブチル基
Ac:アセチル基
Trt:トリチル基(トリフェニルメチル基)
Fmoc:9-フルオレニルメチルオキシカルボニル基
Boc:tert-ブトキシカルボニル基
Ala:アラニン
Lys:リシン
Pro:プロリン
Resin:樹脂
PEGm又はPEGm:平均繰り返し数mのポリ(エチレンオキシ)基
DBU:1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン
PyAOP:(7-アザベンゾトリアゾール-1-イルオキシ)トリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロりん酸塩
DMT-MM:4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウムクロリド
DIC:ジイソプロピルカルボジイミド
NHS:N-ヒドロキシこはく酸イミド
EDCI:1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩
HOBt:1-ヒドロキシベンゾトリアゾール
NMP:N-メチル-2-ピロリドン
DMF:ジメチルホルムアミド
DMAP:4-ジメチルアミノピリジン
DIPEA:N-ジイソプロピルエチルアミン
TFA:トリフルオロ酢酸
TFE:2,2,2-トリフルオロエタノール
THF:テトラヒドロフラン
Me:メチル基
Ms:メシル基
Et:エチル基
tBu:tert-ブチル基
Ac:アセチル基
Trt:トリチル基(トリフェニルメチル基)
Fmoc:9-フルオレニルメチルオキシカルボニル基
Boc:tert-ブトキシカルボニル基
Ala:アラニン
Lys:リシン
Pro:プロリン
Resin:樹脂
PEGm又はPEGm:平均繰り返し数mのポリ(エチレンオキシ)基
また、%v/vは容量パーセントを意味し、%w/vは質量容量パーセントを意味する。
特に記載のない場合、逆相カラムクロマトグラフィーにおける担体は、SNAP Ultra C18(商品名、Biotage社製)またはSfar C18(商品名、Biotage社製)を使用し、順相カラムクロマトグラフィーにおける担体は、Hi-Flash Column(商品名、山善社製)を使用した。
逆相カラムクロマトグラフィー又は順相カラムクロマトグラフィーにおいて使用する溶離液における混合比は、容量比である。例えば、「アセトニトリル:水=0:100から20:80」は、「アセトニトリル:水=0:100」の溶離液を「アセトニトリル:水=20:80」の溶離液へ変化させたことを意味する。
分取HPLC(High Performance Liquid Chromatography)は、2767(商品名、waters社製)を使用した。
逆相カラムクロマトグラフィー又は順相カラムクロマトグラフィーにおいて使用する溶離液における混合比は、容量比である。例えば、「アセトニトリル:水=0:100から20:80」は、「アセトニトリル:水=0:100」の溶離液を「アセトニトリル:水=20:80」の溶離液へ変化させたことを意味する。
分取HPLC(High Performance Liquid Chromatography)は、2767(商品名、waters社製)を使用した。
MSスペクトルは、ACQUITY SQD LC/MS System〔商品名、Waters社製、イオン化法:ESI(ElectroSpray Ionization、エレクトロスプレーイオン化)〕又はLCMS-2010EV〔商品名、島津製作所社製、イオン化法:ESI及びAPCI(Atmospheric Pressure ChemicalIonization、大気圧化学イオン化)を同時に行うイオン化法〕を用いて測定した。
なお、各化合物の合成にあたり、ペプチド鎖の合成は、国際公開第2018/174078号に記載のペプチド固相法の一般法に準じて行った。
[ペプチド自動合成装置によるペプチド固相合成の一般法]
ペプチド自動合成装置(biotage社製、商品名:SyroI)を用いてペプチド固相合成を行なった。合成装置にRink Amide-ChemMatrix(登録商標、バイオタージ社製)、Fmocアミノ酸(0.5mol/L)のN-メチル-2-ピロリドン(NMP)溶液、シアノ-ヒドロキシイミノ-酢酸エチルエステル(1.0mol/L)およびジイソプロピルエチルアミン(0.1mol/L)のNMP溶液、ジイソプロピルカルボジイミド(1.0mol/L)のNMP溶液、ピペリジン(20%v/v)のNMP溶液、および無水酢酸(20%v/v)のNMP溶液をセットし、マニュアルに従い合成を行った。Fmoc脱保護(20分)、NMPによる洗浄、Fmocアミノ酸の縮合(1時間)、NMPによる洗浄を1サイクルとし、このサイクルを繰り返すことで、ペプチド鎖を伸長させた。
[ペプチド自動合成装置によるペプチド固相合成の一般法]
ペプチド自動合成装置(biotage社製、商品名:SyroI)を用いてペプチド固相合成を行なった。合成装置にRink Amide-ChemMatrix(登録商標、バイオタージ社製)、Fmocアミノ酸(0.5mol/L)のN-メチル-2-ピロリドン(NMP)溶液、シアノ-ヒドロキシイミノ-酢酸エチルエステル(1.0mol/L)およびジイソプロピルエチルアミン(0.1mol/L)のNMP溶液、ジイソプロピルカルボジイミド(1.0mol/L)のNMP溶液、ピペリジン(20%v/v)のNMP溶液、および無水酢酸(20%v/v)のNMP溶液をセットし、マニュアルに従い合成を行った。Fmoc脱保護(20分)、NMPによる洗浄、Fmocアミノ酸の縮合(1時間)、NMPによる洗浄を1サイクルとし、このサイクルを繰り返すことで、ペプチド鎖を伸長させた。
[化合物(M2-1)の合成]
下記のスキームに基づき、化合物(M2-1)を合成した。化合物(M2-13)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=1384、(M-H+)-=1382
下記のスキームに基づき、化合物(M2-1)を合成した。化合物(M2-13)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=1384、(M-H+)-=1382
<化合物(1)の合成>
1)化合物(1-8)の合成
下記スキームに従い化合物(1-8)を合成した。
1)化合物(1-8)の合成
下記スキームに従い化合物(1-8)を合成した。
(i)化合物(1-1)の合成
H-Pro-Trt(2-Cl)-Resin(渡辺化学工業社製、0.93mmol/g、53.8mg)を出発原料として用いて、ペプチド固相合成を行った。N-(9-フルオレニルメトキシカルボニル)-L-プロリン(Fmoc-Pro-OH)、(2S,4S)-(tert-ブトキシカルボニル)-4-アミノ-1-((9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル)-ピロリジン-2-カルボン酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S))を伸長し、N-(9-フルオレニルメトキシカルボニル)-L-プロリン(Fmoc-Pro-OH)を用いた伸長を3サイクル繰り返した。(2S,4S)-(tert-ブトキシカルボニル)-4-アミノ-1-((9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル)-ピロリジン-2-カルボン酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S))を伸長し、N-(9-フルオレニルメトキシカルボニル)-L-プロリン(Fmoc-Pro-OH)を用いた伸長を3サイクル繰り返した。(2S,4S)-(tert-ブトキシカルボニル)-4-アミノ-1-((9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル)-ピロリジン-2-カルボン酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S))、N-(9-フルオレニルメトキシカルボニル)-L-プロリン(Fmoc-Pro-OH)を伸長した。伸長終了後、レジンをジクロロメタンで洗浄したのち、減圧下溶媒を留去した。TFA:トリイソプロピルシラン:水=95:2.5:2.5の混合液2.0mLを加えて、ペプチドの切り出しと脱保護を行った。2時間後、レジンをろ別し、ろ液にメチル-t-ブチルエーテル(12mL)を加えて、固体を生じさせた。遠心分離を行い固体を沈殿させた後、上澄みを除去した。メチル-t-ブチルエーテルで固体を洗浄後、減圧下溶媒を留去し、白色固体の化合物(1-1)を51.2mg得た。
H-Pro-Trt(2-Cl)-Resin(渡辺化学工業社製、0.93mmol/g、53.8mg)を出発原料として用いて、ペプチド固相合成を行った。N-(9-フルオレニルメトキシカルボニル)-L-プロリン(Fmoc-Pro-OH)、(2S,4S)-(tert-ブトキシカルボニル)-4-アミノ-1-((9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル)-ピロリジン-2-カルボン酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S))を伸長し、N-(9-フルオレニルメトキシカルボニル)-L-プロリン(Fmoc-Pro-OH)を用いた伸長を3サイクル繰り返した。(2S,4S)-(tert-ブトキシカルボニル)-4-アミノ-1-((9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル)-ピロリジン-2-カルボン酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S))を伸長し、N-(9-フルオレニルメトキシカルボニル)-L-プロリン(Fmoc-Pro-OH)を用いた伸長を3サイクル繰り返した。(2S,4S)-(tert-ブトキシカルボニル)-4-アミノ-1-((9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル)-ピロリジン-2-カルボン酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S))、N-(9-フルオレニルメトキシカルボニル)-L-プロリン(Fmoc-Pro-OH)を伸長した。伸長終了後、レジンをジクロロメタンで洗浄したのち、減圧下溶媒を留去した。TFA:トリイソプロピルシラン:水=95:2.5:2.5の混合液2.0mLを加えて、ペプチドの切り出しと脱保護を行った。2時間後、レジンをろ別し、ろ液にメチル-t-ブチルエーテル(12mL)を加えて、固体を生じさせた。遠心分離を行い固体を沈殿させた後、上澄みを除去した。メチル-t-ブチルエーテルで固体を洗浄後、減圧下溶媒を留去し、白色固体の化合物(1-1)を51.2mg得た。
(ii)化合物(1-2)の合成
50mL容のナスフラスコに化合物(1-1)352mg、クロロホルム(CHCl3)3.5mL、N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)423μL、無水酢酸(Ac2O)115μLを入れ、室温にて1時間撹拌した。その後、反応液を濃縮して分取HPLCにて精製し、凍結乾燥を施して、化合物(1-2)314mgを得た。
(iii)化合物(1-3)の合成
50mL容のナスフラスコに、化合物(S-1)として国際公開第2020/175473号に記載の化合物(4-1)を500mg、テトラヒドロフラン(THF)5mL、N-[(9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル]-β-アラニン(Fmoc-βAla-OH)254mg、ジイソプロピルカルボジイミド128μL、4-ジメチルアミノピリジン13.3mg入れ、室温にて2時間撹拌した。アセトニトリル(50mL)を添加することで析出した固体をろ過、減圧乾燥させることで化合物(1-3)を593mg得た。
(iv)化合物(1-4)の合成
50mL容のナスフラスコに化合物(1-3)108mg、クロロホルム(CHCl3)2.2mL、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン(DBU)26.8μLを入れ、35℃にて1時間撹拌した。メタンスルホン酸(MsOH)11.7μL、N、N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)93.3μL、化合物(1-2)169mg、(7-アザベンゾトリアゾール-1-イルオキシ)トリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロりん酸塩(PyAOP)141mgを入れ、35℃にて3時間撹拌した。アセトニトリル(10mL)を添加することで析出した固体をろ過、減圧乾燥させることで化合物(1-4)を219mg得た。
(v)化合物(1-5)の合成
上記の化合物(1-4)の合成において、化合物(1-2)に代えて(2S,4S)-(tert-ブトキシカルボニル)-4-アミノ-1-((9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル)-ピロリジン-2-カルボン酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S))を用い、化合物(1-3)に代えて化合物(1-4)を用いた以外は同様にして、化合物(1-4)219mgから上述の化合物(1-5)233mgを合成した。
(vi)化合物(1-6)の合成
上記の化合物(1-4)および化合物(1-5)の合成と同様の操作を2度繰り返し、化合物(1-5)100mgから化合物(1-6)190mgを合成した。
(vii)化合物(1-7)の合成
10mL容のナスフラスコに化合物(1-6)97.5mg、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)975μL、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン(DBU)8.9μLを入れ、35℃にて1時間撹拌した。無水酢酸(Ac2O)3.7μL、を入れ、35℃にて1時間撹拌した。アセトニトリル(50mL)を添加することで析出した固体をろ過、減圧乾燥させることで化合物(1-7)を74.1mg得た。
(viii)化合物(1-8)の合成
10mL容のナスフラスコに化合物(1-7)30.1mg、TFAを1.0mL加えて室温にて1時間撹拌した。メタノール(MeOH)10mLを反応液に加えて固体を生じさせ後、ろ過で固体を除去した。ろ液を濃縮して分取HPLCにて精製し、凍結乾燥を施して、化合物(1-8)10.6mgを得た。
50mL容のナスフラスコに化合物(1-1)352mg、クロロホルム(CHCl3)3.5mL、N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)423μL、無水酢酸(Ac2O)115μLを入れ、室温にて1時間撹拌した。その後、反応液を濃縮して分取HPLCにて精製し、凍結乾燥を施して、化合物(1-2)314mgを得た。
(iii)化合物(1-3)の合成
50mL容のナスフラスコに、化合物(S-1)として国際公開第2020/175473号に記載の化合物(4-1)を500mg、テトラヒドロフラン(THF)5mL、N-[(9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル]-β-アラニン(Fmoc-βAla-OH)254mg、ジイソプロピルカルボジイミド128μL、4-ジメチルアミノピリジン13.3mg入れ、室温にて2時間撹拌した。アセトニトリル(50mL)を添加することで析出した固体をろ過、減圧乾燥させることで化合物(1-3)を593mg得た。
(iv)化合物(1-4)の合成
50mL容のナスフラスコに化合物(1-3)108mg、クロロホルム(CHCl3)2.2mL、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン(DBU)26.8μLを入れ、35℃にて1時間撹拌した。メタンスルホン酸(MsOH)11.7μL、N、N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)93.3μL、化合物(1-2)169mg、(7-アザベンゾトリアゾール-1-イルオキシ)トリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロりん酸塩(PyAOP)141mgを入れ、35℃にて3時間撹拌した。アセトニトリル(10mL)を添加することで析出した固体をろ過、減圧乾燥させることで化合物(1-4)を219mg得た。
(v)化合物(1-5)の合成
上記の化合物(1-4)の合成において、化合物(1-2)に代えて(2S,4S)-(tert-ブトキシカルボニル)-4-アミノ-1-((9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル)-ピロリジン-2-カルボン酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S))を用い、化合物(1-3)に代えて化合物(1-4)を用いた以外は同様にして、化合物(1-4)219mgから上述の化合物(1-5)233mgを合成した。
(vi)化合物(1-6)の合成
上記の化合物(1-4)および化合物(1-5)の合成と同様の操作を2度繰り返し、化合物(1-5)100mgから化合物(1-6)190mgを合成した。
(vii)化合物(1-7)の合成
10mL容のナスフラスコに化合物(1-6)97.5mg、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)975μL、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン(DBU)8.9μLを入れ、35℃にて1時間撹拌した。無水酢酸(Ac2O)3.7μL、を入れ、35℃にて1時間撹拌した。アセトニトリル(50mL)を添加することで析出した固体をろ過、減圧乾燥させることで化合物(1-7)を74.1mg得た。
(viii)化合物(1-8)の合成
10mL容のナスフラスコに化合物(1-7)30.1mg、TFAを1.0mL加えて室温にて1時間撹拌した。メタノール(MeOH)10mLを反応液に加えて固体を生じさせ後、ろ過で固体を除去した。ろ液を濃縮して分取HPLCにて精製し、凍結乾燥を施して、化合物(1-8)10.6mgを得た。
2)化合物(1)の合成
下記のスキームに基づき、化合物(1)を合成した。
下記のスキームに基づき、化合物(1)を合成した。
10mL容のナスフラスコに化合物(1-8)1.5mg、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)150μL、トリエチルアミン(Et3N)1μL、化合物(M2-1)3.75mgを入れ、室温にて1時間撹拌した。その後、反応液を濃縮して分取HPLCにて精製し、凍結乾燥を施して、化合物(1)0.85mgを合成した。化合物(1)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=8571、(M-H+)-=8569
MS(ESI m/z):(M+H+)+=8571、(M-H+)-=8569
<化合物(2)の合成>
1)化合物(2-11)の合成
下記スキームに従い化合物(2-11)を合成した。
1)化合物(2-11)の合成
下記スキームに従い化合物(2-11)を合成した。
(i)化合物(2-1)の合成
H-Pro-Trt(2-Cl)-Resin(渡辺化学工業社製、0.93mmol/g、53.8mg)を出発原料として用いて、ペプチド固相合成を行った。N-(9-フルオレニルメトキシカルボニル)-L-プロリン(Fmoc-Pro-OH)、(2S,4S)-(tert-ブトキシカルボニル)-4-アミノ-1-((9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル)-ピロリジン-2-カルボン酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S))を伸長し、N-(9-フルオレニルメトキシカルボニル)-L-プロリン(Fmoc-Pro-OH)を用いた伸長を3サイクル繰り返した。(2S,4S)-(tert-ブトキシカルボニル)-4-アミノ-1-((9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル)-ピロリジン-2-カルボン酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S))を伸長し、N-(9-フルオレニルメトキシカルボニル)-L-プロリン(Fmoc-Pro-OH)を用いた伸長を3サイクル繰り返した。(2S,4S)-(tert-ブトキシカルボニル)-4-アミノ-1-((9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル)-ピロリジン-2-カルボン酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S))、N-(9-フルオレニルメトキシカルボニル)-L-プロリン(Fmoc-Pro-OH)を伸長した。伸長終了後、レジンをジクロロメタンで洗浄したのち、減圧下溶媒を留去した。TFA:トリイソプロピルシラン:水=95:2.5:2.5の混合液2.0mLを加えて、ペプチドの切り出しと脱保護を行った。2時間後、レジンをろ別し、ろ液にメチル-t-ブチルエーテル(12mL)を加えて、固体を生じさせた。遠心分離を行い固体を沈殿させた後、上澄みを除去した。メチル-t-ブチルエーテルで固体を洗浄後、減圧下溶媒を留去し、白色固体の化合物(2-1)を51.2mg得た。
H-Pro-Trt(2-Cl)-Resin(渡辺化学工業社製、0.93mmol/g、53.8mg)を出発原料として用いて、ペプチド固相合成を行った。N-(9-フルオレニルメトキシカルボニル)-L-プロリン(Fmoc-Pro-OH)、(2S,4S)-(tert-ブトキシカルボニル)-4-アミノ-1-((9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル)-ピロリジン-2-カルボン酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S))を伸長し、N-(9-フルオレニルメトキシカルボニル)-L-プロリン(Fmoc-Pro-OH)を用いた伸長を3サイクル繰り返した。(2S,4S)-(tert-ブトキシカルボニル)-4-アミノ-1-((9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル)-ピロリジン-2-カルボン酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S))を伸長し、N-(9-フルオレニルメトキシカルボニル)-L-プロリン(Fmoc-Pro-OH)を用いた伸長を3サイクル繰り返した。(2S,4S)-(tert-ブトキシカルボニル)-4-アミノ-1-((9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル)-ピロリジン-2-カルボン酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S))、N-(9-フルオレニルメトキシカルボニル)-L-プロリン(Fmoc-Pro-OH)を伸長した。伸長終了後、レジンをジクロロメタンで洗浄したのち、減圧下溶媒を留去した。TFA:トリイソプロピルシラン:水=95:2.5:2.5の混合液2.0mLを加えて、ペプチドの切り出しと脱保護を行った。2時間後、レジンをろ別し、ろ液にメチル-t-ブチルエーテル(12mL)を加えて、固体を生じさせた。遠心分離を行い固体を沈殿させた後、上澄みを除去した。メチル-t-ブチルエーテルで固体を洗浄後、減圧下溶媒を留去し、白色固体の化合物(2-1)を51.2mg得た。
(ii)化合物(2-2)の合成
50mL容のナスフラスコに化合物(2-1)352mg、クロロホルム(CHCl3)3.5mL、N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)423μL、無水酢酸(Ac2O)115μLを入れ、室温にて1時間撹拌した。その後、反応液を濃縮して逆相カラムクロマトグラフィーにて精製し、凍結乾燥を施して、化合物(2-2)314mgを得た。
(iii)化合物(2-3)の合成
50mL容のナスフラスコに化合物(2-1)372mg、クロロホルム(CHCl3)5.5mL、N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)403μL、メチル-PEG4-NHSエステル346mgを入れ、室温にて1時間撹拌した。反応液を濃縮して逆相カラムクロマトグラフィーにて精製し、凍結乾燥を施して、化合物(2-3)499mgを得た。
(iv)化合物(2-4)の合成
50mL容のナスフラスコに、化合物(S-1)として国際公開第2020/175473号記載の化合物(4-1)を500mg、テトラヒドロフラン(THF)3mL、N-[(9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル]-β-アラニン(Fmoc-βAla-OH)254mg、ジイソプロピルカルボジイミド128μL、4-ジメチルアミノピリジン13.3mg入れ、室温にて2時間撹拌した。アセトニトリル(50mL)を添加することで析出した固体をろ過、減圧乾燥させることで化合物(2-4)を593mg得た。
(v)化合物(2-5)の合成
50mL容のナスフラスコに化合物(2-4)108mg、クロロホルム(CHCl3)2.2mL、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン(DBU)26.8μLを入れ、35℃にて1時間撹拌した。メタンスルホン酸(MsOH)11.7μL、N、N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)93.3μL、化合物(2-2)169mg、(7-アザベンゾトリアゾール-1-イルオキシ)トリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロりん酸塩(PyAOP)141mgを入れ、35℃にて3時間撹拌した。アセトニトリル(10mL)を添加することで析出した固体をろ過、減圧乾燥させることで化合物(2-5)を219mg得た。
50mL容のナスフラスコに化合物(2-1)352mg、クロロホルム(CHCl3)3.5mL、N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)423μL、無水酢酸(Ac2O)115μLを入れ、室温にて1時間撹拌した。その後、反応液を濃縮して逆相カラムクロマトグラフィーにて精製し、凍結乾燥を施して、化合物(2-2)314mgを得た。
(iii)化合物(2-3)の合成
50mL容のナスフラスコに化合物(2-1)372mg、クロロホルム(CHCl3)5.5mL、N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)403μL、メチル-PEG4-NHSエステル346mgを入れ、室温にて1時間撹拌した。反応液を濃縮して逆相カラムクロマトグラフィーにて精製し、凍結乾燥を施して、化合物(2-3)499mgを得た。
(iv)化合物(2-4)の合成
50mL容のナスフラスコに、化合物(S-1)として国際公開第2020/175473号記載の化合物(4-1)を500mg、テトラヒドロフラン(THF)3mL、N-[(9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル]-β-アラニン(Fmoc-βAla-OH)254mg、ジイソプロピルカルボジイミド128μL、4-ジメチルアミノピリジン13.3mg入れ、室温にて2時間撹拌した。アセトニトリル(50mL)を添加することで析出した固体をろ過、減圧乾燥させることで化合物(2-4)を593mg得た。
(v)化合物(2-5)の合成
50mL容のナスフラスコに化合物(2-4)108mg、クロロホルム(CHCl3)2.2mL、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン(DBU)26.8μLを入れ、35℃にて1時間撹拌した。メタンスルホン酸(MsOH)11.7μL、N、N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)93.3μL、化合物(2-2)169mg、(7-アザベンゾトリアゾール-1-イルオキシ)トリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロりん酸塩(PyAOP)141mgを入れ、35℃にて3時間撹拌した。アセトニトリル(10mL)を添加することで析出した固体をろ過、減圧乾燥させることで化合物(2-5)を219mg得た。
(vi)化合物(2-6)の合成
上記の化合物(2-5)の合成において、化合物(2-2)に代えて(2S,4S)-(tert-ブトキシカルボニル)-4-アミノ-1-((9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル)-ピロリジン-2-カルボン酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S))を用い、化合物(2-4)に代えて化合物(2-5)を用いた以外は同様にして、化合物(2-5)219mgから上述の化合物(2-6)233mgを合成した。
(vii)化合物(2-7)の合成
上記の化合物(2-5)の合成において、化合物(2-2)に代えて化合物(2-3)を用い、化合物(2-4)に代えて化合物(2-6)を用いた以外は同様にして、化合物(2-6)38.0mgから上述の化合物(2-7)69.5mgを合成した。
(viii)化合物(2-8)の合成
上記の化合物(2-5)の合成において、化合物(2-2)に代えて(2S,4S)-(tert-ブトキシカルボニル)-4-アミノ-1-((9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル)-ピロリジン-2-カルボン酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S))を用い、化合物(2-4)に代えて化合物(2-7)を用いた以外は同様にして、化合物(2-7)69.5mgから上述の化合物(2-8)48.9mgを合成した。
(ix)化合物(2-9)の合成
上記の化合物(2-7)および化合物(2-8)の合成と同様の操作を1度繰り返し、化合物(2-8)48.9mgから化合物(2-9)60.5mgを合成した。
(x)化合物(2-10)の合成
上記の化合物(1-7)の合成において、化合物(1-6)に代えて化合物(2-9)を用いた以外は同様にして、化合物(2-9)60.5mgから上述の化合物(2-10)40.1mgを合成した。
(xi)化合物(2-11)の合成
10mL容のナスフラスコに化合物(2-10)40.1mg、TFA:トリイソプロピルシラン:水=95:2.5:2.5の混合液1.0mLを加えて室温にて1時間撹拌した。メタノール(MeOH)10mL反応液を加えて固体を生じさせ後、ろ過で固体を除去した。ろ液を濃縮して分取HPLCにて精製し、凍結乾燥を施して、化合物(2-11)16.8mgを得た。
上記の化合物(2-5)の合成において、化合物(2-2)に代えて(2S,4S)-(tert-ブトキシカルボニル)-4-アミノ-1-((9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル)-ピロリジン-2-カルボン酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S))を用い、化合物(2-4)に代えて化合物(2-5)を用いた以外は同様にして、化合物(2-5)219mgから上述の化合物(2-6)233mgを合成した。
(vii)化合物(2-7)の合成
上記の化合物(2-5)の合成において、化合物(2-2)に代えて化合物(2-3)を用い、化合物(2-4)に代えて化合物(2-6)を用いた以外は同様にして、化合物(2-6)38.0mgから上述の化合物(2-7)69.5mgを合成した。
(viii)化合物(2-8)の合成
上記の化合物(2-5)の合成において、化合物(2-2)に代えて(2S,4S)-(tert-ブトキシカルボニル)-4-アミノ-1-((9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル)-ピロリジン-2-カルボン酸(Fmoc-L-Pro(4-NHBoc)-OH(2S,4S))を用い、化合物(2-4)に代えて化合物(2-7)を用いた以外は同様にして、化合物(2-7)69.5mgから上述の化合物(2-8)48.9mgを合成した。
(ix)化合物(2-9)の合成
上記の化合物(2-7)および化合物(2-8)の合成と同様の操作を1度繰り返し、化合物(2-8)48.9mgから化合物(2-9)60.5mgを合成した。
(x)化合物(2-10)の合成
上記の化合物(1-7)の合成において、化合物(1-6)に代えて化合物(2-9)を用いた以外は同様にして、化合物(2-9)60.5mgから上述の化合物(2-10)40.1mgを合成した。
(xi)化合物(2-11)の合成
10mL容のナスフラスコに化合物(2-10)40.1mg、TFA:トリイソプロピルシラン:水=95:2.5:2.5の混合液1.0mLを加えて室温にて1時間撹拌した。メタノール(MeOH)10mL反応液を加えて固体を生じさせ後、ろ過で固体を除去した。ろ液を濃縮して分取HPLCにて精製し、凍結乾燥を施して、化合物(2-11)16.8mgを得た。
2)化合物(2)の合成
上記の化合物(1)の合成において、化合物(1-8)に代えて化合物(2-11)を用いた以外は同様にして、化合物(2-11)2.0mgから上述の化合物(2)0.75mgを合成した。化合物(2)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=9633、(M-H+)-=9631
上記の化合物(1)の合成において、化合物(1-8)に代えて化合物(2-11)を用いた以外は同様にして、化合物(2-11)2.0mgから上述の化合物(2)0.75mgを合成した。化合物(2)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=9633、(M-H+)-=9631
<比較化合物(1)の合成>
1)化合物(c1-7)の合成
下記スキームに従い化合物(c1-7)を合成した。
1)化合物(c1-7)の合成
下記スキームに従い化合物(c1-7)を合成した。
(i)化合物(c1-2)の合成
50mL容のナスフラスコに、化合物(S-1)として国際公開第2020/175473号記載の化合物(4-1)を300mg、テトラヒドロフラン(THF)3mL、Nε-(tert-ブトキシカルボニル)-Nα-[(9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル]-L-リジン(Fmoc-Lys(Boc)-OH)229.8mg、ジイソプロピルカルボジイミド76.8μL、4-ジメチルアミノピリジン8.0mg入れ、室温にて2時間撹拌した。アセトニトリル(30mL)を添加することで析出した固体をろ過、減圧乾燥させることで化合物(c1-2)を350mg得た。
50mL容のナスフラスコに、化合物(S-1)として国際公開第2020/175473号記載の化合物(4-1)を300mg、テトラヒドロフラン(THF)3mL、Nε-(tert-ブトキシカルボニル)-Nα-[(9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル]-L-リジン(Fmoc-Lys(Boc)-OH)229.8mg、ジイソプロピルカルボジイミド76.8μL、4-ジメチルアミノピリジン8.0mg入れ、室温にて2時間撹拌した。アセトニトリル(30mL)を添加することで析出した固体をろ過、減圧乾燥させることで化合物(c1-2)を350mg得た。
(ii)化合物(c1-3)の合成
H-Pro-Trt(2-Cl)-Resin(渡辺化学工業社製、0.94mmol/g、53.2mg)を出発原料として用いて、ペプチド固相合成を行った。N-(9-フルオレニルメトキシカルボニル)-L-プロリン(Fmoc-Pro-OH)を用いた伸長を11サイクル繰り返し、Nε-(tert-ブトキシカルボニル)-Nα-[(9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル]-L-リジン(Fmoc-Lys(Boc)-OH)を伸長した。続いて、ピペリジン(20%v/v)のNMP溶液を加えて、20分反応させることで、Fmoc基の脱保護を行い、無水酢酸(20%v/v)のNMP溶液を加えて10分反応させることで、N末端のアミノ基をアセチル化した。伸長終了後、レジンをジクロロメタンで洗浄したのち、減圧下溶媒を留去した。ヘキサフルオロ-2-プロパノール(HFIP):ジクロロメタン(CH2Cl2)=1:4の混合液を2.0mL加えて、ペプチドの切り出しを行った。30分後、レジンをろ別してろ液を濃縮し、逆相カラムクロマトグラフィーにて精製して白色固体の化合物(c1-3)を59.3mg得た。
H-Pro-Trt(2-Cl)-Resin(渡辺化学工業社製、0.94mmol/g、53.2mg)を出発原料として用いて、ペプチド固相合成を行った。N-(9-フルオレニルメトキシカルボニル)-L-プロリン(Fmoc-Pro-OH)を用いた伸長を11サイクル繰り返し、Nε-(tert-ブトキシカルボニル)-Nα-[(9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル]-L-リジン(Fmoc-Lys(Boc)-OH)を伸長した。続いて、ピペリジン(20%v/v)のNMP溶液を加えて、20分反応させることで、Fmoc基の脱保護を行い、無水酢酸(20%v/v)のNMP溶液を加えて10分反応させることで、N末端のアミノ基をアセチル化した。伸長終了後、レジンをジクロロメタンで洗浄したのち、減圧下溶媒を留去した。ヘキサフルオロ-2-プロパノール(HFIP):ジクロロメタン(CH2Cl2)=1:4の混合液を2.0mL加えて、ペプチドの切り出しを行った。30分後、レジンをろ別してろ液を濃縮し、逆相カラムクロマトグラフィーにて精製して白色固体の化合物(c1-3)を59.3mg得た。
(iii)化合物(c1-4)の合成
10mL容のナスフラスコに化合物(c1-2)20mg、クロロホルム(CHCl3)400μL、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン(DBU)4.4μLを入れ、35℃にて1時間撹拌した。メタンスルホン酸(MsOH)1.9μL、N、N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)15.3μL、化合物(c1-3)25.5mg、(7-アザベンゾトリアゾールー1-イルオキシ)トリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロりん酸塩(PyAOP)23.1mgを入れ、35℃にて1時間撹拌した。アセトニトリル(4mL)を添加することで析出した固体をろ過、減圧乾燥させることで化合物(c1-4)を34.0mg得た。
10mL容のナスフラスコに化合物(c1-2)20mg、クロロホルム(CHCl3)400μL、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン(DBU)4.4μLを入れ、35℃にて1時間撹拌した。メタンスルホン酸(MsOH)1.9μL、N、N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)15.3μL、化合物(c1-3)25.5mg、(7-アザベンゾトリアゾールー1-イルオキシ)トリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロりん酸塩(PyAOP)23.1mgを入れ、35℃にて1時間撹拌した。アセトニトリル(4mL)を添加することで析出した固体をろ過、減圧乾燥させることで化合物(c1-4)を34.0mg得た。
(iv)化合物(c1-5)の合成
10mL容のナスフラスコに化合物(c1-4)30.0mg、クロロホルム(CHCl3)600μL、2,2,2-トリフルオロエタノール(TFE)60μL、トリフルオロ酢酸(TFA)6μLを入れ、室温にて4時間撹拌した。その後、反応液をろ過し、ろ液にメタノール(MeOH)6mLを加えることで生じた沈殿物を遠心分離した。回収した化合物を分取HPLCにて精製し、凍結乾燥を施して、化合物(c1-5)16.5mgを得た。
10mL容のナスフラスコに化合物(c1-4)30.0mg、クロロホルム(CHCl3)600μL、2,2,2-トリフルオロエタノール(TFE)60μL、トリフルオロ酢酸(TFA)6μLを入れ、室温にて4時間撹拌した。その後、反応液をろ過し、ろ液にメタノール(MeOH)6mLを加えることで生じた沈殿物を遠心分離した。回収した化合物を分取HPLCにて精製し、凍結乾燥を施して、化合物(c1-5)16.5mgを得た。
(v)化合物(c1-6)の合成
10mL容のナスフラスコに化合物(c1-5)10mg、水200μL、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)200μL、アミノ-PEG8-酸 tert-ブチル3.9mg、4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウムクロリド(DMT-MM)6.7mgを入れ、室温にて2時間撹拌した。その後、反応液を濃縮して分取HPLCにて精製し、凍結乾燥を施して、化合物(c1-6)8.9mgを得た。
10mL容のナスフラスコに化合物(c1-5)10mg、水200μL、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)200μL、アミノ-PEG8-酸 tert-ブチル3.9mg、4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウムクロリド(DMT-MM)6.7mgを入れ、室温にて2時間撹拌した。その後、反応液を濃縮して分取HPLCにて精製し、凍結乾燥を施して、化合物(c1-6)8.9mgを得た。
(vi)化合物(c1-7)の合成
10mL容のナスフラスコに化合物(c1-6)7.0mg、トリフルオロ酢酸(TFA)200μLを入れ、室温にて1時間撹拌した。その後、反応液を濃縮して分取HPLCにて精製し、凍結乾燥を施して、化合物(c1-7)3.5mgを得た。
10mL容のナスフラスコに化合物(c1-6)7.0mg、トリフルオロ酢酸(TFA)200μLを入れ、室温にて1時間撹拌した。その後、反応液を濃縮して分取HPLCにて精製し、凍結乾燥を施して、化合物(c1-7)3.5mgを得た。
2)比較化合物(1)の合成
上記の化合物(1)の合成において、化合物(1-1)に代えて化合物(c1-7)を用いた以外は同様にして、化合物(c1-7)2.0mgから上述の比較化合物(1)0.96mgを合成した。比較化合物(1)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=4636、(M-H+)-=4634
上記の化合物(1)の合成において、化合物(1-1)に代えて化合物(c1-7)を用いた以外は同様にして、化合物(c1-7)2.0mgから上述の比較化合物(1)0.96mgを合成した。比較化合物(1)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=4636、(M-H+)-=4634
<実施例1>
上記で作製した各色素のPBS(-)(商品名、富士フイルム和光純薬社製)を溶媒とする溶液を、紫外可視分光光度計(商品名:UV-2550、島津製作所社製)を用いて測定される、785nm付近のεmax(最大モル吸光係数)を示す波長における吸光度が0.1~1.5の範囲になるようにして調製した。
調製した各色素の溶液について、紫外可視分光光度計(商品名:UV-2550、島津製作所社製)を用いて、波長250~900nmの範囲における吸光度を測定した。上記の785nm付近のεmaxを示す波長における吸光度を1に規格化した際の、716nmにおける規格化吸光度を算出した。比較化合物(3)の716nmにおける規格化吸光度を基準値(1.0)とし、この基準値に対する比(色素の716nmにおける規格化吸光度/基準とする比較化合物(3)の716nmにおける規格化吸光度)を算出し、以下の評価基準に基づき評価した。表1に結果をまとめて示す。なお、表中において、「716nmにおける規格化吸光度」を「716nm規格化吸光度」と記載する。
なお、色素単量体である比較化合物(3)は、εmaxを示す波長をおよそ785nmに有し、716nm付近には、色素の会合に起因した弱い吸収をショルダーピークとして有する。比較化合物(3)の構造を複数有する色素多量体など、色素の会合が進むにつれて、785nm付近のεmaxを示すピーク強度が小さくなる一方、およそ716nmにおけるピーク強度が大きくなる。そのため、785nm付近のεmaxを示す波長における吸光度を1に規格化した際の、716nmにおける規格化吸光度の比を各多量体色素間で比較することにより、自己会合の程度を評価することができる。基準値に対する規格化吸光度の比が小さい程、自己会合が生じていないことを示す。
- 716nmにおける規格化吸光度の評価基準 -
A:基準値に対する規格化吸光度の比が1.00倍以上1.03倍未満
B:基準値に対する規格化吸光度の比が1.03倍以上1.06倍未満
C:基準値に対する規格化吸光度の比が1.06倍以上1.09倍未満
D:基準値に対する規格化吸光度の比が1.09倍以上1.12倍未満
E:基準値に対する規格化吸光度の比が1.12倍以上1.15倍未満
F:基準値に対する規格化吸光度の比が1.15倍以上1.18倍未満
上記で作製した各色素のPBS(-)(商品名、富士フイルム和光純薬社製)を溶媒とする溶液を、紫外可視分光光度計(商品名:UV-2550、島津製作所社製)を用いて測定される、785nm付近のεmax(最大モル吸光係数)を示す波長における吸光度が0.1~1.5の範囲になるようにして調製した。
調製した各色素の溶液について、紫外可視分光光度計(商品名:UV-2550、島津製作所社製)を用いて、波長250~900nmの範囲における吸光度を測定した。上記の785nm付近のεmaxを示す波長における吸光度を1に規格化した際の、716nmにおける規格化吸光度を算出した。比較化合物(3)の716nmにおける規格化吸光度を基準値(1.0)とし、この基準値に対する比(色素の716nmにおける規格化吸光度/基準とする比較化合物(3)の716nmにおける規格化吸光度)を算出し、以下の評価基準に基づき評価した。表1に結果をまとめて示す。なお、表中において、「716nmにおける規格化吸光度」を「716nm規格化吸光度」と記載する。
なお、色素単量体である比較化合物(3)は、εmaxを示す波長をおよそ785nmに有し、716nm付近には、色素の会合に起因した弱い吸収をショルダーピークとして有する。比較化合物(3)の構造を複数有する色素多量体など、色素の会合が進むにつれて、785nm付近のεmaxを示すピーク強度が小さくなる一方、およそ716nmにおけるピーク強度が大きくなる。そのため、785nm付近のεmaxを示す波長における吸光度を1に規格化した際の、716nmにおける規格化吸光度の比を各多量体色素間で比較することにより、自己会合の程度を評価することができる。基準値に対する規格化吸光度の比が小さい程、自己会合が生じていないことを示す。
- 716nmにおける規格化吸光度の評価基準 -
A:基準値に対する規格化吸光度の比が1.00倍以上1.03倍未満
B:基準値に対する規格化吸光度の比が1.03倍以上1.06倍未満
C:基準値に対する規格化吸光度の比が1.06倍以上1.09倍未満
D:基準値に対する規格化吸光度の比が1.09倍以上1.12倍未満
E:基準値に対する規格化吸光度の比が1.12倍以上1.15倍未満
F:基準値に対する規格化吸光度の比が1.15倍以上1.18倍未満
上記表1の結果から、以下のことがわかる。
比較化合物(1)は、シアニン色素(比較化合物(3))からなる2つの蛍光体部を連結する連結基のMolecular Flexibilityが0.529であり、本発明で規定する連結基により連結されていない点で、本発明で規定する化合物ではない。No.c11に示すように、この比較化合物(1)の溶液の716nmにおける規格化吸光度は、色素単量体である比較化合物(3)の溶液の716nmにおける規格化吸光度に対して1.06倍以上1.09倍未満であり、色素多量体とすることによる自己会合が生じていた。また、比較化合物(2)は、シアニン色素(比較化合物(3)と同様の共役構造を有するシアニン色素)からなる2つの蛍光体部を連結する連結基のcLogPが6.3であり、本発明で規定する連結基により連結されていない点で、本発明で規定する化合物ではない。No.c12に示すように、この比較化合物(2)の溶液の716nmにおける規格化吸光度は、色素単量体である比較化合物(3)の溶液の716nmにおける規格化吸光度に対して1.15倍以上1.18倍未満であり、色素多量体とすることによる自己会合が生じていた。
これに対して、化合物(1)~(2)は、シアニン色素(比較化合物(3))からなる3つの蛍光体部を連結する各連結基が、Molecular Flexibilityが0.510以下であって、cLogPが6.0以下である連結基であり、本発明で規定する化合物である。No.101~102に示すように、これらの化合物(1)~(2)の溶液の716nmにおける規格化吸光度は、色素単量体である比較化合物(3)の溶液の716nmにおける規格化吸光度に対して1.00倍以上1.03倍未満であった。
通常、色素多量体は、化合物中の色素構造(蛍光体部)の数が増えるにつれて自己会合の程度が大きくなるところ、本発明の化合物(1)~(2)は化合物中に3つの蛍光体部を有するにも関わらず、化合物中に2つの蛍光体部を有する比較化合物(1)に比べて、716nmにおける規格化吸光度の比は小さく、優れた自己会合抑制効果が得られ、785nm付近のεmaxを示す波長における吸光度の低下(会合消光)が効果的に抑制されていることがわかる。なお、本発明の化合物(1)~(2)と比較化合物(1)とは、cLogPが-4.13~0.70の間にあり、Molecular Flexibilityの比較においては、親水性の違いが影響しない程度に十分に親水性の近い状態での比較となっている。
比較化合物(1)は、シアニン色素(比較化合物(3))からなる2つの蛍光体部を連結する連結基のMolecular Flexibilityが0.529であり、本発明で規定する連結基により連結されていない点で、本発明で規定する化合物ではない。No.c11に示すように、この比較化合物(1)の溶液の716nmにおける規格化吸光度は、色素単量体である比較化合物(3)の溶液の716nmにおける規格化吸光度に対して1.06倍以上1.09倍未満であり、色素多量体とすることによる自己会合が生じていた。また、比較化合物(2)は、シアニン色素(比較化合物(3)と同様の共役構造を有するシアニン色素)からなる2つの蛍光体部を連結する連結基のcLogPが6.3であり、本発明で規定する連結基により連結されていない点で、本発明で規定する化合物ではない。No.c12に示すように、この比較化合物(2)の溶液の716nmにおける規格化吸光度は、色素単量体である比較化合物(3)の溶液の716nmにおける規格化吸光度に対して1.15倍以上1.18倍未満であり、色素多量体とすることによる自己会合が生じていた。
これに対して、化合物(1)~(2)は、シアニン色素(比較化合物(3))からなる3つの蛍光体部を連結する各連結基が、Molecular Flexibilityが0.510以下であって、cLogPが6.0以下である連結基であり、本発明で規定する化合物である。No.101~102に示すように、これらの化合物(1)~(2)の溶液の716nmにおける規格化吸光度は、色素単量体である比較化合物(3)の溶液の716nmにおける規格化吸光度に対して1.00倍以上1.03倍未満であった。
通常、色素多量体は、化合物中の色素構造(蛍光体部)の数が増えるにつれて自己会合の程度が大きくなるところ、本発明の化合物(1)~(2)は化合物中に3つの蛍光体部を有するにも関わらず、化合物中に2つの蛍光体部を有する比較化合物(1)に比べて、716nmにおける規格化吸光度の比は小さく、優れた自己会合抑制効果が得られ、785nm付近のεmaxを示す波長における吸光度の低下(会合消光)が効果的に抑制されていることがわかる。なお、本発明の化合物(1)~(2)と比較化合物(1)とは、cLogPが-4.13~0.70の間にあり、Molecular Flexibilityの比較においては、親水性の違いが影響しない程度に十分に親水性の近い状態での比較となっている。
このように、本発明の化合物は、蛍光体部を2つ以上有し、かつ、互いに隣り合う各蛍光体部が、Molecular Flexibilityが0.510以下であり、かつcLogPが6.0以下である連結基により連結された化合物であることにより、本発明の化合物の溶液状態での自己会合及び会合消光を効果的に抑制することができる。
本発明をその実施態様とともに説明したが、我々は特に指定しない限り我々の発明を説明のどの細部においても限定しようとするものではなく、添付の請求の範囲に示した発明の精神と範囲に反することなく幅広く解釈されるべきであると考える。
本願は、2023年2月27日に日本国で特許出願された特願2023-028797に基づく優先権を主張するものであり、これはここに参照してその内容を本明細書の記載の一部として取り込む。
Claims (15)
- 蛍光体部を2つ以上有する化合物であって、互いに隣り合う各蛍光体部が、Molecular Flexibilityが0.510以下であり、かつcLogPが6.0以下である連結基により連結された化合物。
- 前記連結基が、アルキニル基、脂肪族炭化水素環、ヘテロ環及びカルボニル基のうち少なくとも1種を含む基である、請求項1に記載の化合物。
- 前記連結基が、下記一般式(I)で表される構造を含む基である、請求項1に記載の化合物。
R1~R3及びR11は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アシル基、-NR8R9、-OR10、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREを示す。
R8~R10は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基、ヘテロアリール基、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREを示す。
Lはアルキレン基を示し、REは前記のR8~R10と同義であり、gは2~50である。ただし、REが-(O-L)gRE又は-(L-O)gREであることはない。
nは2以上の整数である。
*は結合手を示す。 - 前記nが3以上の整数である、請求項3に記載の化合物。
- 下記一般式(II)で表される、請求項3に記載の化合物。
R6及びR7は、水素原子、ヒドロキシ基、スルファニル基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アシル基、ヘテロアリール基又はQを示す。
Qは、アニオン性基、カチオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE、-(L-O)gRE、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基を示す。
L1~L7は、単結合又は2価の連結基を示す。
Mは蛍光体部、生理活性物質部、プロドラッグ部又は放射性同位体含有部を示す。
Yは前記一般式(I)で表される構造を示す。
mは1以上の整数である。
L、RE及びgは前記のL、RE及びgと同義である。
ただし、Mの少なくとも2つは前記の蛍光体部を示す。 - 下記一般式(III)で表される、請求項5に記載の化合物。
ただし、X4~X6のうちの少なくとも1つは>N-L10-M又は>C(R102)-L10-Mであり、X7~X9のうちの少なくとも1つは>N-L11-M又は>C(R102)-L11-Mである。
-L10-M及び-L11-MのいずれでもないR101~R103は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アシル基、-NR8R9、-OR10、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREを示す。
L10及びL11は、単結合又は2価の連結基を示す。
n1は2以上の整数であり、qは0又は1の整数である。
R4~R11、X1~X3、M、L、RE、g及びmは前記のR4~R11、X1~X3、M、L、RE、g及びmと同義である。 - 下記一般式(IV)で表される、請求項6に記載の化合物。
L12及びL13は、単結合又は連結基を示す。
na及びnbは0以上の整数であり、r及びvは0又は1の整数である。
R4、R5、R11、L10、L11、X1~X9、M、Q、q、n1及びmは前記のR4、R5、R11、L10、L11、X1~X9、M、Q、q、n1及びmと同義である。 - (A)前記naが1以上の整数であって、かつ前記R6Aがカルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基であり、及び/又は、(B)前記のnbとvの合計が1以上の整数であって、かつ前記R7Aがカルボキシ基、生体物質に結合可能な置換基又は固体支持体に結合可能な置換基である、請求項7に記載の化合物。
ただし、上記(A)である場合、前記L13の最短連結原子数は7以下であり、上記(B)である場合、前記L12の最短連結原子数は7以下である。 - 前記一般式(I)で表される構造が、X1~X3が>CR2R3である構造を含む、請求項3に記載の化合物。
- 前記の一般式(I)で表される構造が含む、X1~X3が>CR2R3である構造における少なくとも1つのR2が、-NR8R9、-OR10、アニオン性基、ベタイン残基、ポリオール残基、糖残基、ポリアミノ酸残基、-(O-L)gRE又は-(L-O)gREである、請求項9に記載の化合物。
- 前記蛍光体部のうちの少なくとも2つが、光吸収特性が互いに等価な蛍光体部である、請求項1に記載の化合物。
- 前記蛍光体部のうちの少なくとも2つが、光吸収特性が互いに非等価な蛍光体部である、請求項1に記載の化合物。
- 前記一般式(III)におけるmが3以下の整数である、請求項6に記載の化合物。
- 請求項1~13のいずれか1項に記載の化合物と生体物質とが結合してなる標識生体物質。
- 前記生体物質がタンパク質、アミノ酸、核酸、ヌクレオチド、糖鎖及びリン脂質のいずれかである請求項14に記載の標識生体物質。
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H WENNEMERS, NAGEL YVONNE A, MICHAEL KUEMIN, HELMA WENNEMERS: "Functionalizable Oligoprolines as Molecular Scaffolds", CHIMIA, 1 January 2011 (2011-01-01), pages 264 - 267, XP055382008, Retrieved from the Internet <URL:http://docserver.ingentaconnect.com/deliver/connect/scs/00094293/v65n4/s16.pdf?expires=1497533110&id=90883592&titleid=10984&accname=European+Patent+Office&checksum=EF1FE84BD4AFD830CD15DEAA3F2E74BB> [retrieved on 20170615], DOI: 10.2533/chimia.2011.264 * |
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