JP2019523787A - 蛍光または有色レポーター基を含むイオン性ポリマー - Google Patents

Abstract

ポリマー骨格上に第１および第２の蛍光または有色部分を、ならびに上記第１および第２の有色または蛍光部分の間のポリマー骨格上に２個もしくはこれより多くの荷電部分を含むポリマーが、提供される。上記ポリマーは、蛍光または有色染料として有用である。このようなポリマーの調製および使用と関連する方法も提供される。別の実施形態において、サンプルを染色するための方法が提供され、上記方法は、上記サンプルに、本明細書で開示されるとおりのポリマーを、上記サンプルが適切な波長で照射される場合に光学的応答を生成するために十分な量で添加する工程を包含する。

Description

（背景）
（分野）
本発明は一般に、荷電スペーシング基を含むダイマーおよびポリマーの蛍光または有色染料、ならびにそれらの調製法および種々の分析法における使用に関する。

（関連技術の説明）
蛍光および／または有色染料は、高感度検出試薬が望ましい用途に特に適していることが公知である。サンプル中の特定の成分または構成要素を優先的に標識し得る染料は、研究者がその特定の成分または構成要素の存在、量および／または位置を決定することを可能にする。さらに、多様な環境での空間的および時間的分布に関して、特定の系がモニターされ得る。

蛍光および比色法は、化学および生物学において極めて広く行き渡っている。これらの方法は、生体分子の存在、構造、距離、配向、錯体形成（ｃｏｍｐｌｅｘａｔｉｏｎ）および／または位置に関する有用な情報を与える。さらに、時間分解法は、ダイナミクスおよびキネティクスの測定においてますます使用されている。結果として、生体分子（例えば、核酸およびタンパク質）の蛍光または色による標識に関する多くのストラテジーが開発されてきた。生体分子の分析は、代表的には、水性環境において起こるので、焦点は、水溶性の染料の開発および使用に当てられている。

高度な蛍光または有色染料は、このような染料の使用がシグナル対ノイズ比を増大させかつ他の関連する利益を提供するので望ましい。よって、既知の蛍光および／または有色部分からのシグナルを増大させる試みがなされてきた。例えば、２もしくはこれより多くの蛍光および／または有色部分を含むダイマーおよびポリマーの化合物は、このような化合物がより明るい染料を生じることを期待して調製されてきた。しかし、分子内蛍光クエンチングの結果として、公知のダイマーおよびポリマーの染料は、明度の望ましい増大を達成していなかった。

従って、増大したモルあたりの明度を有する水溶性染料が当該分野で必要である。理想的には、このような染料および生体マーカーは、強く有色であるかまたは蛍光性であるべきであり、種々の色および蛍光波長において利用可能であるべきである。本発明は、この必要性を満たしかつさらなる関連の利点を提供する。

（簡単な要旨）
簡潔には、本発明の実施形態は一般に、分析物分子（例えば、生体分子）の視覚的検出を可能にする水溶性の、蛍光および／または有色の染料および／またはプローブとして有用な化合物、ならびにそれらの調製のための試薬に関する。上記染料を使用して分析物分子を視覚的に検出するための方法もまた、記載される。

本開示の染料の実施形態は、リンカーによって共有結合的に連結される２もしくはこれより多くの蛍光および／または有色部分を含む。ダイマーおよび／またはポリマーの染料の以前の報告とは対照的に、本発明の染料は、その対応するモノマー染料化合物より有意に明るい。理論によって拘束されることは望まないが、このリンカー部分が、分子内蛍光クエンチングが低減および／または排除されるために十分な空間的距離を、上記蛍光および／または有色部分の間に提供すると考えられる。

本発明の実施形態の水溶性の蛍光または有色染料は、強く有色および／または蛍光性であり、目視または他の手段によって容易に観察され得る。いくつかの実施形態において、上記化合物は、事前の照射または化学的もしくは酵素的活性化なしに観察され得る。本明細書で記載されるように、上記染料の適切な選択によって、種々の色の視覚的に検出可能な分析物分子が、得られ得る。

いくつかの実施形態において、蛍光および／または有色部分の間で必要とされる分離は、２個またはこれより多くの荷電部分を、上記蛍光および／または有色部分を連結するリンカー内に含むかまたはこのリンカーに対するペンダントとして含むことによって、維持される。理論によって拘束されることは望まないが、その荷電部分の反発が、ポリマーのより直線状のまたは「伸びた」コンホメーションを生じるので、分子内クエンチングを防止または低減するために、上記蛍光および／または有色部分の間で十分な空間的距離を維持すると考えられる。

よって、一実施形態において、ポリマーが提供され、上記ポリマーは、
ｉ）骨格；
ｉｉ）上記骨格上の２個またはこれより多くの荷電部分；および
ｉｉｉ）上記骨格上の第１および第２の有色または蛍光部分、
を含み、ここで上記２個またはこれより多くの荷電部分は、上記第１および第２の有色または蛍光部分の間の上記ポリマー骨格上の位置にあり、ただし上記荷電部分のうちの少なくとも１個は、ホスフェートではない。開示されるポリマーは、多くの用途（種々の分析法における蛍光および／または有色染料としての使用が挙げられる）における有用性が見出される。

別の実施形態において、サンプルを染色するための方法が提供され、上記方法は、上記サンプルに、本明細書で開示されるとおりのポリマーを、上記サンプルが適切な波長で照射される場合に光学的応答を生成するために十分な量で添加する工程を包含する。

さらに他の実施形態において、本開示は、分析物分子を視覚的に検出するための方法を提供し、上記方法は、
（ａ）本明細書で開示されるとおりのポリマーを提供する工程；および
（ｂ）上記ポリマーをその視覚的特性によって検出する工程
を包含する。

他の開示される方法は、生体分子を視覚的に検出するための方法を包含し、上記方法は、
（ａ）本明細書で開示されるとおりのポリマーと１もしくはこれより多くの生体分子とを混合する工程；および
（ｂ）上記ポリマーをその視覚的特性によって検出する工程
を包含する。

他の実施形態は、分析物を視覚的に検出するための方法を提供し、上記方法は、
（ａ）Ｒ^２またはＲ^３は上記分析物に対して特異性を有する標的化部分への共有結合を含むリンカーを含む本明細書で開示されるとおり（例えば、構造（Ｉ））の化合物を提供する工程；
（ｂ）上記化合物および上記分析物を混合し、それによって、上記標的化部分および上記分析物を結合させる工程；ならびに
（ｃ）上記化合物を、その視覚的特性によって検出する工程、
を包含する。

他の実施形態は、本明細書で開示されるポリマー（例えば、構造（Ｉ）の化合物）および１もしくはこれより多くの分析物分子（例えば、生体分子）を含む組成物に関する。上記１もしくはこれより多くの生体分子の検出のための分析法におけるこのような組成物の使用もまた、提供される。

いくつかの他の実施形態は、本明細書で開示されるポリマー（例えば、構造（Ｉ）の化合物）およびシクロデキストリンを含む組成物を包含する。

他の実施形態は、本明細書で開示されるとおりのポリマーおよび１またはこれより多くの生体分子を含む組成物に関する。上記１またはこれより多くの生体分子を検出するための分析法におけるこのような組成物の使用もまた、提供される。

本発明のこれらおよび他の局面は、以下の詳細な説明を参照すれば明らかになる。

（詳細な説明）
以下の説明において、ある種の具体的詳細が、本発明の種々の実施形態の完全な理解を提供するために示される。しかし、当業者は、これら詳細なしに本発明が実施され得ることを理解する。

状況が別段要求しなければ、本明細書および特許請求の範囲全体を通じて、文言「含む、包含する（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」ならびにそのバリエーション（例えば、「含む、包含する（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および「含む、包含する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」）は、開放系の包括的な意味で、すなわち、「が挙げられるが、これらに限定されない」として解釈されるべきである。

本明細書全体を通じて「一実施形態（ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」または「ある実施形態（ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」への言及は、上記実施形態と関連して記載される特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書全体を通じて種々の箇所での語句「一実施形態において」または「ある実施形態において」の存在は、必ずしも全てが、同じ実施形態に言及しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造、または特性は、１もしくはこれより多くの実施形態において任意の適切な様式で組み合わせられ得る。

「アミノ」とは、−ＮＨ_２基をいう。

「カルボキシ」とは、−ＣＯ_２Ｈ基をいう。

「シアノ」とは、−ＣＮ基をいう。

「ホルミル」とは、−Ｃ（＝Ｏ）Ｈ基をいう。

「ヒドロキシ」または「ヒドロキシル」とは、−ＯＨ基をいう。

「イミノ」とは、＝ＮＨ基をいう。

「ニトロ」とは、−ＮＯ_２基をいう。

「オキソ」とは、＝Ｏ置換基をいう。

「スルフェート」とは、−ＯＳ（＝Ｏ）_２Ｏ⁻基をいう。

「スルフヒドリル」とは、−ＳＨ基をいう。

「チオキソ」とは、＝Ｓ基をいう。

「アルキル」とは、炭素原子および水素原子のみからなり、不飽和を含まず、１〜１２個の炭素原子（Ｃ_１−Ｃ_１２アルキル）、１〜８個の炭素原子（Ｃ_１−Ｃ_８アルキル）または１〜６個の炭素原子（Ｃ_１−Ｃ_６アルキル）を有し、そして単結合によって分子の残部に結合される直鎖状または分枝状の炭化水素鎖の基（例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、１−メチルエチル（イソ−プロピル）、ｎ−ブチル、ｎ−ペンチル、１，１−ジメチルエチル（ｔ−ブチル）、３−メチルヘキシル、２−メチルヘキシルなど）をいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アルキル基は、必要に応じて置換される。

「アルキレン」または「アルキレン鎖」とは、分子の残部をラジカル基に連結し、炭素および水素のみからなり、不飽和を含まず、そして１〜１２個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の二価の炭化水素鎖（例えば、メチレン、エチレン、プロピレン、ｎ−ブチレン、エテニレン、プロペニレン、ｎ−ブテニレン、プロピニレン、ｎ−ブチニレンなど）をいう。上記アルキレン鎖は、単結合を介して分子の残部に結合され、単結合を介してラジカル基に結合される。分子の残部へのまたはラジカル基への上記アルキレン鎖の結合点は、上記鎖の中の１個の炭素または任意の２個の炭素を介し得る。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アルキレンは、必要に応じて置換される。

「アルケニレン」または「アルケニレン鎖」とは、分子の残部をラジカル基に連結し、炭素および水素のみからなり、少なくとも１個の炭素−炭素二重結合を含み、そして２〜１２個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の二価の炭化水素鎖（例えば、エテニレン、プロペニレン、ｎ−ブテニレンなど）をいう。アルケニレン鎖は、単結合を介して分子の残部に結合され、二重結合または単結合を介してラジカル基に結合される。分子の残部へのおよびラジカル基へのアルケニレン鎖の結合点は、その鎖中の１個の炭素または任意の２個の炭素を介し得る。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アルケニレンは、必要に応じて置換される。

「アルキニレン」または「アルキニレン鎖」とは、分子の残部をラジカル基に連結し、炭素および水素のみからなり、少なくとも１個の炭素−炭素三重結合を含み、そして２〜１２個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の二価の炭化水素鎖（例えば、エテニレン、プロペニレン、ｎ−ブテニレンなど）をいう。アルキニレン鎖は、単結合を介して分子の残部に結合され、二重結合または単結合を介してラジカル基に結合される。分子の残部へのおよびラジカル基へのアルキニレン鎖の結合点は、その鎖中の１個の炭素または任意の２個の炭素を介し得る。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アルキニレンは、必要に応じて置換される。

「アルキルエーテル」とは、上記で定義されるとおりの任意のアルキル基であって、ここで少なくとも１個の炭素−炭素結合が炭素−酸素結合で置き換わっているものをいう。この炭素−酸素結合は、末端部分に（アルコキシ基の中にあるように）あってもよいし、炭素酸素結合は、内部に（すなわち、Ｃ−Ｏ−Ｃ）あってもよい。アルキルエーテルは、少なくとも１個の炭素酸素結合を含むが、１個より多く含んでいてもよい。例えば、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）は、アルキルエーテルの意味の中に含まれる。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アルキルエーテル基は、必要に応じて置換される。例えば、いくつかの実施形態において、アルキルエーテルは、アルコールまたは−ＯＰ（＝Ｒ_ａ）（Ｒ_ｂ）Ｒ_ｃで置換され、ここでＲ_ａ、Ｒ_ｂおよびＲ_ｃの各々は、構造（Ｉ）の化合物について定義される通りである。

「アルコキシ」とは、式−ＯＲ_ａであって、ここでＲ_ａは、１〜１２個の炭素原子を含む上記で定義されるとおりのアルキル基である基をいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アルコキシ基は、必要に応じて置換される。

「アルコキシアルキルエーテル」とは、式−ＯＲ_ａＲ_ｂの基であって、ここでＲ_ａは、１〜１２個の炭素原子を含む上記で定義されるとおりのアルキレン基であり、Ｒｂは、本明細書で定義されるとおりのアルキルエーテル基であるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アルコキシアルキルエーテル基は、必要に応じて置換され、例えば、アルコールまたは−ＯＰ（＝Ｒ_ａ）（Ｒ_ｂ）Ｒ_ｃで置換され、ここでＲ_ａ、Ｒ_ｂおよびＲ_ｃの各々は、構造（Ｉ）の化合物に関して定義されるとおりである。

「ヘテロアルコキシ」とは、式−ＯＲ_ａの基であって、ここでＲ_ａは、１〜１２個の炭素原子を含む上記で定義されるとおりのヘテロアルキル基であるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ヘテロアルコキシ基は、必要に応じて置換される。

「ヘテロアルキル」とは、アルキル鎖内にまたはアルキル鎖の末端に、少なくとも１個のヘテロ原子（例えば、Ｎ、Ｏ、ＰまたはＳ）を含むアルキル基（上記で定義されるとおり）をいう。いくつかの実施形態において、ヘテロ原子は、アルキル鎖内にある（すなわち、ヘテロアルキルは、少なくとも１個の炭素−ヘテロ原子−炭素結合を含む）。他の実施形態において、ヘテロ原子は、アルキル基の末端にある。ヘテロ原子置換は、ホスフェートおよびアミン基（プロトン化および四級を含む）を含む。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ヘテロアルキル基は、必要に応じて置換される。

「ヘテロアルキレン」とは、少なくとも１個のヘテロ原子（例えば、Ｎ、Ｏ、ＰまたはＳ）を、アルキレン鎖内またはアルキレン鎖の末端に含む、上で定義されたようなアルキレン基をいう。いくつかの実施形態において、上記ヘテロ原子は、アルキレン鎖の中にある（すなわち、上記ヘテロアルキレンは、少なくとも１個の炭素−［ヘテロ原子］_ｘ−炭素結合（ここで、ｘは、１，２、または３である）を含む）。他の実施形態において、上記ヘテロ原子は、アルキレンの末端にあり、従って、上記アルキレンを分子の残部に結合するように働く（例えば、Ｍ１−Ｈ−Ａ−Ｍ２、ここでＭ１およびＭ２は、分子の一部であり、Ｈは、ヘテロ原子であり、Ａは、アルキレンである）。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ヘテロアルキレン基は、必要に応じて置換される。例示的なヘテロアルキレン連結基は、エチレンオキシド（例えば、ＰＥＧ）リンカーおよび以下で図示されるリンカー：

を含む。

上記Ｃ−リンカーのマルチマーは、ヘテロアルキレンリンカーの種々の実施形態に含まれる。

「ヘテロアルケニレン」は、少なくとも１個の炭素−炭素二重結合を含むヘテロアルキレン（上記で定義されるとおり）である。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ヘテロアルケニレン基は、必要に応じて置換される。

「ヘテロアルキニレン」とは、少なくとも１個の炭素−炭素三重結合を含むヘテロアルキレンである。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ヘテロアルキニレン基は、必要に応じて置換される。

「ヘテロ原子リンカー」に関して「ヘテロ原子（の）」とは、１個もしくはこれより多くのヘテロ原子からなるリンカー基をいう。例示的なヘテロ原子リンカーは、Ｏ、Ｎ、ＰおよびＳからなる群より選択される１個の原子、および複数のヘテロ原子を含む（例えば、式−Ｐ（Ｏ⁻）（＝Ｏ）Ｏ−または−ＯＰ（Ｏ⁻）（＝Ｏ）Ｏ−ならびにそのマルチマーおよび組み合わせを有するリンカー）。

「ホスフェート」とは、−ＯＰ（＝Ｏ）（Ｒ_ａ）Ｒ_ｂ基であって、ここでＲ_ａは、ＯＨ、Ｏ⁻またはＯＲ_ｃであり；そしてＲ_ｂは、ＯＨ、Ｏ⁻、ＯＲ_ｃ、チオホスフェート基またはさらなるホスフェート基であり、ここでＲ_ｃは、対イオン（例えば、Ｎａ^＋など）であるものをいう。

「ホスホアルキル」とは、−ＯＰ（＝Ｏ）（Ｒ_ａ）Ｒ_ｂ基であって、ここでＲ_ａは、ＯＨ、Ｏ⁻またはＯＲ_ｃであり；そしてＲ_ｂは、−Ｏアルキルであり、ここでＲ_ｃは、対イオン（例えば、Ｎａ^＋など）であるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ホスホアルキル基は、必要に応じて置換される。例えば、ある種の実施形態において、ホスホアルキル基の中の上記−Ｏアルキル部分は、ヒドロキシル、アミノ、スルフヒドリル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテル、チオホスホアルキルエーテル、または−ＯＰ（＝Ｒ_ａ）（Ｒ_ｂ）Ｒ_ｃのうちの１個もしくはこれより多くで必要に応じて置換され、ここでＲ_ａ、Ｒ_ｂおよびＲ_ｃの各々は、構造（Ｉ）の化合物について定義される通りである。

「ホスホアルキルエーテル」とは、−ＯＰ（＝Ｏ）（Ｒ_ａ）Ｒ_ｂ基であって、ここでＲ_ａは、ＯＨ、Ｏ⁻またはＯＲ_ｃであり；そしてＲ_ｂは、−Ｏアルキルエーテルであり、ここでＲ_ｃは、対イオン（例えば、Ｎａ^＋など）であるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ホスホアルキルエーテル基は、必要に応じて置換される。例えば、ある種の実施形態において、ホスホアルキルエーテル基の中の−Ｏアルキルエーテル部分は、ヒドロキシル、アミノ、スルフヒドリル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテル、チオホスホアルキルエーテル、または−ＯＰ（＝Ｒ_ａ）（Ｒ_ｂ）Ｒ_ｃのうちの１個もしくはこれより多くで必要に応じて置換され、ここでＲ_ａ、Ｒ_ｂおよびＲ_ｃの各々は、構造（Ｉ）の化合物について定義される通りである。

「チオホスフェート」とは、−ＯＰ（＝Ｒ_ａ）（Ｒ_ｂ）Ｒ_ｃ基であって、ここでＲ_ａは、ＯまたはＳであり；Ｒ_ｂは、ＯＨ、Ｏ⁻、Ｓ⁻、ＯＲ_ｄまたはＳＲ_ｄであり；そしてＲ_ｃは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ⁻、Ｓ⁻、ＯＲ_ｄ、ＳＲ_ｄ、ホスフェート基またはさらなるチオホスフェート基であり、ここでＲ_ｄは、対イオン（例えば、Ｎａ^＋など）であり、そしてただし：ｉ）Ｒ_ａは、Ｓであり；ｉｉ）Ｒ_ｂは、Ｓ⁻またはＳＲ_ｄであり；ｉｉｉ）Ｒ_ｃは、ＳＨ、Ｓ⁻またはＳＲ_ｄであるか；あるいはｉｖ） ｉ）、ｉｉ）および／またはｉｉｉ）の組み合わせであるものをいう。

「チオホスホアルキル」とは、−ＯＰ（＝Ｒ_ａ）（Ｒ_ｂ）Ｒ_ｃ基であって、ここでＲ_ａは、ＯまたはＳであり；Ｒ_ｂは、ＯＨ、Ｏ⁻、Ｓ⁻、ＯＲ_ｄまたはＳＲ_ｄであり；そしてＲ_ｃは、−Ｏアルキルであり、ここでＲ_ｄは、対イオン（例えば、Ｎａ^＋など）であり、そしてただし：ｉ）Ｒ_ａは、Ｓであるか、ｉｉ）Ｒ_ｂは、Ｓ⁻もしくはＳＲ_ｄであるか；またはｉｉｉ）Ｒ_ａは、Ｓであり、そしてＲ_ｂは、Ｓ⁻もしくはＳＲ_ｄであるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、チオホスホアルキル基は、必要に応じて置換される。例えば、ある種の実施形態において、チオホスホアルキル基の中の−Ｏアルキル部分は、ヒドロキシル、アミノ、スルフヒドリル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテル、チオホスホアルキルエーテル、または−ＯＰ（＝Ｒ_ａ）（Ｒ_ｂ）Ｒ_ｃのうちの１個もしくはこれより多くで必要に応じて置換され、ここでＲ_ａ、Ｒ_ｂおよびＲ_ｃの各々は、構造（Ｉ）の化合物について定義される通りである。

「チオホスホアルキルエーテル」とは、−ＯＰ（＝Ｒ_ａ）（Ｒ_ｂ）Ｒ_ｃ基であって、ここでＲ_ａは、ＯまたはＳであり、Ｒ_ｂは、ＯＨ、Ｏ⁻、Ｓ⁻、ＯＲ_ｄまたはＳＲ_ｄであり；そしてＲ_ｃは、−Ｏアルキルエーテルであり、ここでＲ_ｄは、対イオン（例えば、Ｎａ^＋など）であり、そしてただし：ｉ）Ｒ_ａは、Ｓであるか、ｉｉ）Ｒ_ｂは、Ｓ⁻もしくはＳＲ_ｄであるか；またはｉｉｉ）Ｒ_ａは、Ｓであり、そしてＲ_ｂは、Ｓ⁻もしくはＳＲ_ｄであるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、チオホスホアルキルエーテル基は、必要に応じて置換される。例えば、ある種の実施形態において、チオホスホアルキル基の中の−Ｏアルキルエーテル部分は、ヒドロキシル、アミノ、スルフヒドリル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテル、チオホスホアルキルエーテルまたは−ＯＰ（＝Ｒ_ａ）（Ｒ_ｂ）Ｒ_ｃのうちの１個もしくはこれより多くで必要に応じて置換され、ここでＲ_ａ、Ｒ_ｂおよびＲ_ｃの各々は、構造（Ｉ）の化合物について定義される通りである。

「炭素環式」とは、３〜１８個の炭素原子を含む安定な３〜１８員の芳香族または非芳香族の環をいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、炭素環式環は、縮合環系もしくは架橋環系を含み得、部分的にまたは完全に不飽和であり得る単環式、二環式、三環式または四環式の環系であり得る。非芳香族カルボシクリルラジカルとしては、シクロアルキルが挙げられる一方で、芳香族カルボシクリルラジカルは、アリールが挙げられる。本明細書で別段具体的に述べられなければ、炭素環式基は、必要に応じて置換される。

「シクロアルキル」とは、縮合環系もしくは架橋環系を含み得、３〜１５個の炭素原子を有し、好ましくは、３〜１０個の炭素原子を有し、そして飽和または不飽和であり、単結合によって分子の残部に結合される安定な非芳香族の単環式または多環式の炭素環式環をいう。単環式シクロアルキル（ｃｙｃｌｏｃａｌｋｙｌ）としては、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、およびシクロオクチルが挙げられる。多環式シクロアルキルとしては、例えば、アダマンチル、ノルボルニル、デカリニル、７，７−ジメチル−ビシクロ−［２．２．１］ヘプタニルなどが挙げられる。本明細書で別段具体的に述べられなければ、シクロアルキル基は、必要に応じて置換される。

「アリール」とは、少なくとも１個の炭素環式芳香環を含む環系をいう。いくつかの実施形態において、アリールは、６〜１８個の炭素原子を含む。このアリール環は、縮合環系もしくは架橋環系を含み得る単環式、二環式、三環式または四環式の環系であり得る。アリールとしては、以下が挙げられるが、これらに限定されない：アセアントリレン、アセナフチレン、アセフェナントリレン、アントラセン、アズレン、ベンゼン、クリセン、フルオランテン、フルオレン、ａｓ−インダセン、ｓ−インダセン、インダン、インデン、ナフタレン、フェナレン、フェナントレン、プレイアデン、ピレン、およびトリフェニレンに由来するアリール。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アリール基は、必要に応じて置換される。

「複素環式」とは、１〜１２個の炭素原子ならびに窒素、酸素および硫黄からなる群より選択される１〜６個のヘテロ原子を含む安定な３〜１８員の芳香族または非芳香族の環をいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、上記複素環式環は、縮合環系もしくは架橋環系を含み得、上記複素環式環の中の窒素、炭素または硫黄原子は、必要に応じて酸化され得；窒素原子は、必要に応じて四級化され得；そして上記複素環式環は、部分的にまたは完全に不飽和であり得る単環式、二環式、三環式または四環式の環系であり得る。芳香族複素環式環の例は、ヘテロアリールの定義の中で以下に列挙される（すなわち、ヘテロアリールは、複素環式の部分セットである）。非芳香族複素環式環の例としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない：ジオキソラニル、チエニル［１，３］ジチアニル、デカヒドロイソキノリル、イミダゾリニル、イミダゾリジニル、イソチアゾリジニル、イソオキサゾリジニル、モルホリニル、オクタヒドロインドリル、オクタヒドロイソインドリル、２−オキソピペラジニル、２−オキソピペリジニル、２−オキソピロリジニル、オキサゾリジニル、ピペリジニル、ピペラジニル、４−ピペリドニル、ピロリジニル、ピラゾリジニル、ピラゾロピリミジニル、キヌクリジニル、チアゾリジニル、テトラヒドロフリル、トリオキサニル、トリチアニル、トリアジナニル（ｔｒｉａｚｉｎａｎｙｌ）、テトラヒドロピラニル、チオモルホリニル、チアモルホリニル、１−オキソ−チオモルホリニル、および１，１−ジオキソ−チオモルホリニル。本明細書で別段具体的に述べられなければ、複素環式基は、必要に応じて置換される。

「ヘテロアリール」とは、１〜１３個の炭素原子、窒素、酸素および硫黄からなる群より選択される１〜６個のヘテロ原子、ならびに少なくとも１個の芳香環を含む５〜１４員の環系をいう。本発明のある種の実施形態の目的に関して、ヘテロアリールラジカルは、縮合環系もしくは架橋環系を含み得；上記ヘテロアリールラジカルの中の窒素、炭素または硫黄原子は、必要に応じて酸化され得；上記窒素原子は、必要に応じて四級化され得る単環式、二環式、三環式または四環式の環系であり得る。例としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない：アゼピニル、アクリジニル、ベンゾイミダゾリル、ベンズチアゾリル、ベンゾインドリル、ベンゾジオキソリル、ベンゾフラニル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾチアジアゾリル、ベンゾ［ｂ］［１，４］ジオキセピニル、１，４−ベンゾジオキサニル、ベンゾナフトフラニル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾジオキソリル、ベンゾジオキシニル、ベンゾピラニル、ベンゾピラノニル、ベンゾフラニル、ベンゾフラノニル、ベンゾチエニル（ベンゾチオフェニル）、ベンゾトリアゾリル、ベンゾ［４，６］イミダゾ［１，２−ａ］ピリジニル、ベンゾオキサゾリノニル、ベンゾイミダゾールチオニル、カルバゾリル、シンノリニル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチオフェニル、フラニル、フラノニル、イソチアゾリル、イミダゾリル、インダゾリル、インドリル、インダゾリル、イソインドリル、インドリニル、イソインドリニル、イソキノリル、インドリジニル、イソオキサゾリル、ナフチリジニル、オキサジアゾリル、２−オキソアゼピニル、オキサゾリル、オキシラニル、１−オキシドピリジニル、１−オキシドピリミジニル、１−オキシドピラジニル、１−オキシドピリダジニル、１−フェニル−１Ｈ−ピロリル、フェナジニル、フェノチアジニル、フェノキサジニル、フタラジニル、プテリジニル、プテリジノニル、プリニル、ピロリル、ピラゾリル、ピリジニル、ピリジノニル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリミジノニル（ｐｒｙｒｉｍｉｄｉｎｏｎｙｌ）、ピリダジニル、ピロリル、ピリド［２，３−ｄ］ピリミジノニル、キナゾリニル、キナゾリノニル、キノキサリニル、キノキサリノニル、キノリニル、イソキノリニル、テトラヒドロキノリニル、チアゾリル、チアジアゾリル、チエノ［３，２−ｄ］ピリミジン−４−オニル、チエノ［２，３−ｄ］ピリミジン−４−オニル、トリアゾリル、テトラゾリル、トリアジニル、およびチオフェニル（すなわち、チエニル）。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ヘテロアリール基は、必要に応じて置換される。

「縮合された」とは、少なくとも２個の環を含み、ここでこの２個の環が少なくとも１個の共通環原子、例えば、２個の共通環原子を共有する環系をいう。縮合環がヘテロシクリル環またはヘテロアリール環である場合、その共通環原子は、炭素または窒素であり得る。縮合環は、二環式、三環式、四環式などを含む。

本明細書で使用される用語「置換された」とは、上記基のうちのいずれか（例えば、アルキル、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレン、アルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、ヘテロアルキル、ヘテロアルコキシ、ホスホアルキル、ホスホアルキルエーテル、チオホスホアルキル、チオホスホアルキルエーテル、炭素環式、シクロアルキル、アリール、複素環式および／またはヘテロアリール）であって、ここで少なくとも１個の水素原子（例えば、１個、２個、３個または全ての水素原子）が、非水素原子（例えば、以下が挙げられるが、これらに限定されない：Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、およびＩのようなハロゲン原子；ヒドロキシル基、アルコキシ基、およびエステル基のような基の中の酸素原子；チオール基、チオアルキル基、スルホン基、スルホニル基、およびスルホキシド基のような基の中の硫黄原子；アミン、アミド、アルキルアミン、ジアルキルアミン、アリールアミン、アルキルアリールアミン、ジアリールアミン、Ｎ−オキシド、イミド、およびエナミンのような基の中の窒素原子；トリアルキルシリル基、ジアルキルアリールシリル基、アルキルジアリールシリル基、およびトリアリールシリル基のような基の中のケイ素原子；ならびに種々の他の基の中の他のヘテロ原子）への結合によって置き換えられることを意味する。「置換された」とはまた、１個もしくはこれより多くの水素原子が、ヘテロ原子（例えば、オキソ、カルボニル、カルボキシル、およびエステル基の中の酸素；ならびにイミン、オキシム、ヒドラゾンおよびニトリルのような基の中の窒素）へのより高次の結合（例えば、二重結合または三重結合）によって置き換えられる上記の基のうちのいずれかを意味する。例えば、「置換された」は、１個もしくはこれより多くの水素原子が−ＮＲ_ｇＲ_ｈ、−ＮＲ_ｇＣ（＝Ｏ）Ｒ_ｈ、−ＮＲ_ｇＣ（＝Ｏ）ＮＲ_ｇＲ_ｈ、−ＮＲ_ｇＣ（＝Ｏ）ＯＲ_ｈ、−ＮＲ_ｇＳＯ_２Ｒ_ｈ、−ＯＣ（＝Ｏ）ＮＲ_ｇＲ_ｈ、−ＯＲ_ｇ、−ＳＲ_ｇ、−ＳＯＲ_ｇ、−ＳＯ_２Ｒ_ｇ、−ＯＳＯ_２Ｒ_ｇ、−ＳＯ_２ＯＲ_ｇ、＝ＮＳＯ_２Ｒ_ｇ、および−ＳＯ_２ＮＲ_ｇＲ_ｈで置き換えられる上記の基のうちのいずれかを含む。「置換された」はまた、１個もしくはこれより多くの水素原子が−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ_ｇ、−Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ_ｇ、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ_ｇＲ_ｈ、−ＣＨ_２ＳＯ_２Ｒ_ｇ、−ＣＨ_２ＳＯ_２ＮＲ_ｇＲ_ｈで置き換えられる上記基のうちのいずれかを意味する。前述において、Ｒ_ｇおよびＲ_ｈは、同じであるかまたは異なっており、そして独立して、水素、アルキル、アルコキシ、アルキルアミノ、チオアルキル、アリール、アラルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、ハロアルキル、ヘテロシクリル、Ｎ−ヘテロシクリル、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロアリール、Ｎ−ヘテロアリールおよび／またはヘテロアリールアルキルである。「置換された」とは、１個もしくはこれより多くの水素原子がアミノ、シアノ、ヒドロキシル、イミノ、ニトロ、オキソ、チオキソ、ハロ、アルキル、アルコキシ、アルキルアミノ、チオアルキル、アリール、アラルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、ハロアルキル、ヘテロシクリル、Ｎ−ヘテロシクリル、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロアリール、Ｎ−ヘテロアリールおよび／またはヘテロアリールアルキル基への結合によって置き換えられる上記の基のうちのいずれかをさらに意味する。いくつかの実施形態において、上記選択肢的な置換基は、−ＯＰ（＝Ｒ_ａ）（Ｒ_ｂ）Ｒ_ｃであり、ここでＲ_ａ、Ｒ_ｂおよびＲ_ｃの各々は、構造（Ｉ）の化合物について定義される通りである。さらに、前述の置換基の各々はまた、上記の置換基のうちの１個もしくはこれより多くで必要に応じて置換され得る。

「共役」とは、１つのｐ軌道と別のｐ軌道とが、間に挟まるσ結合を横断して重なり合っていることをいう。共役は、環式または非環式の化合物で起こり得る。「共役度」とは、少なくとも１つのｐ軌道と別のｐ軌道とが間に挟まっているシグマ結合を横断して重なり合っていることをいう。例えば、１，３−ブタジエンは、１の共役度を有する一方で、ベンゼンおよび他の芳香族化合物は、代表的には、多重の共役度を有する。蛍光および有色化合物は、代表的には、少なくとも１の共役度を含む。

「蛍光（性）（ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ）」とは、特定の周波数の光を吸収し、異なる周波数の光を発することができる分子をいう。蛍光（ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）は、当業者に周知である。

「有色（の）（ｃｏｌｏｒｅｄ）」とは、有色のスペクトル内の光（すなわち、赤、黄、青など）を吸収する分子をいう。

「リンカー」とは、分子の一部をその同じ分子の別の部分にまたは異なる分子、部分もしくは固体支持体（例えば、微粒子）に接続する、少なくとも１個の原子（例えば、炭素、酸素、窒素、硫黄、リンおよびこれらの組み合わせ）の連続する鎖に言及する。リンカーは、共有結合または他の手段（例えば、イオン結合または水素結合相互作用）を介して上記分子を接続し得る。

用語「生体分子」とは、種々の生物学的物質のうちのいずれか（核酸、炭水化物、アミノ酸、ポリペプチド、糖タンパク質、ホルモン、アプタマーおよびこれらの混合物が挙げられる）をいう。より具体的には、この用語は、ＲＮＡ、ＤＮＡ、オリゴヌクレオチド、改変または誘導体化されたヌクレオチド、酵素、レセプター、プリオン、レセプターリガンド（ホルモンを含む）、抗体、抗原、および毒素、ならびに細菌、ウイルス、血球、および組織細胞が挙げられるが、これらに限定されないことが意図される。本発明の視覚的に検出可能な生体分子（例えば、生体分子が連結されているポリマー）は、本明細書でさらに記載されるように、生体分子と化合物（これは、上記生体分子上のアミノ、ヒドロキシ、カルボキシル、またはスルフヒドリル基のような任意の利用可能な原子または官能基を介して上記化合物への生体分子の結合を可能にする反応性基を有する）とを接触させることによって調製される。

「反応性基」とは、第２の反応性基（例えば、「相補的反応性基」）と反応して、１個もしくはこれより多くの共有結合を、例えば、置換、酸化、還元、付加または環化付加反応により形成し得る部分である。例示的な反応性基は、表１に提供され、例えば、求核性基、求電子性基、ジエン、ジエノフィル、アルデヒド、オキシム、ヒドラゾン、アルキン、アミン、アジド、アシルアジド、アシルハライド、ニトリル、ニトロン、スルフヒドリル、ジスルフィド、スルホニルハライド、イソチオシアネート、イミドエステル、活性化エステル、ケトン、α，β−不飽和カルボニル、アルケン、マレイミド、α−ハロイミド、エポキシド、アジリジン、テトラジン、テトラゾール、ホスフィン、ビオチン、チイランなどが挙げられる。

用語「視覚的」および「視覚的に検出可能な」とは、事前の照射、または化学的活性化もしくは酵素的活性化なしで、目視によって観察可能である物質に言及するために、本明細書で使用される。このような視覚的に検出可能な物質は、約３００〜約９００ｎｍの範囲に及ぶスペクトルの領域にある光を吸収し、発する。好ましくは、このような物質は、強く有色であり、好ましくは、少なくとも約４０，０００、より好ましくは、少なくとも約５０，０００、さらにより好ましくは、少なくとも約６０，０００、なおさらにより好ましくは、少なくとも約７０，０００、および最も好ましくは、少なくとも約８０，０００Ｍ^−１ｃｍ^−１のモル吸光係数を有する。本発明の化合物は、裸眼で、または光学ベースの検出デバイス（吸光分光光度計、透過型光学顕微鏡（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｇｈｔ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）、デジタルカメラおよびスキャナが挙げられるが、これらに限定されない）の助けを借りて観察することによって検出され得る。視覚的に検出可能な物質は、可視スペクトルの中の光を発するおよび／または吸収するものに限定されない。紫外線（ＵＶ）領域（約１０ｎｍ〜約４００ｎｍ）、赤外線（ＩＲ）領域（約７００ｎｍ〜約１ｍｍ）の中の光を発するおよび／または吸収する物質、ならびに電磁スペクトルの他の領域において発するおよび／または吸収する物質はまた、「視覚的に検出可能な」物質の範囲内に含まれる。

本発明の実施形態の目的のために、用語「光安定性視覚的染料（ｐｈｏｔｏｓｔａｂｌｅ ｖｉｓｉｂｌｅ ｄｙｅ）」とは、本明細書上記で定義されるように、視覚的に検出可能であり、そして光に曝露した際に、顕著に変化も分解もしない化学部分に言及する。好ましくは、上記光安定性視覚的染料は、少なくとも１時間光に曝された後に、顕著な漂白も分解も示さない。より好ましくは、上記視覚的染料は、少なくとも１２時間、さらにより好ましくは、少なくとも２４時間、さらになおより好ましくは、少なくとも１週間、および最も好ましくは、少なくとも１ヶ月間光に曝した後に安定である。本発明の化合物および方法における使用に適した光安定性視覚的染料の非限定的例としては、アゾ染料、チオインディゴ染料、キナクリドン顔料、ジオキサジン、フタロシアニン、ペリノン、ジケトピロロピロール、キノフタロン、およびトルアリーカルボニウム（ｔｒｕａｒｙｃａｒｂｏｎｉｕｍ）が挙げられる。

本明細書で使用される場合、用語「ペリレン誘導体」とは、視覚的に検出可能である任意の置換されたペリレンを含むことが意図される。しかし、この用語は、ペリレン自体を含むことは意図されない。用語「アントラセン誘導体」、「ナフタレン誘導体」、および「ピレン誘導体」が、同様に使用される。いくつかの好ましい実施形態において、誘導体（例えば、ペリレン、ピレン、アントラセンまたはナフタレンの誘導体）は、ペリレン、アントラセン、ナフタレン、またはピレンのイミド、ビスイミドまたはヒドラザムイミド（ｈｙｄｒａｚａｍｉｍｉｄｅ）誘導体である。

本発明の種々の実施形態の視覚的に検出可能な分子は、特定の分析物（例えば、生体分子）の存在、位置、または量を決定する必要がある広く種々の分析用途（例えば、生化学的および生物医学的用途）に有用である。従って、別の局面において、本発明は、生体分子を視覚的に検出するための方法を提供し、上記方法は、（ａ）生物学的系に、生体分子に連結された本明細書に開示されたポリマーを含む視覚的に検出可能な生体分子を提供する工程；および（ｂ）上記生体分子をその視覚的特性によって検出する工程を包含する。本発明の実施形態の目的のために、語句「生体分子をその視覚的特性によって検出する」とは、生体分子が、照射または化学的もしくは酵素的活性化なしに、裸眼で、または光学ベースの検出デバイス（吸光分光光度計、透過型光学顕微鏡、デジタルカメラおよびスキャナが挙げられるが、これらに限定されない）の助けを借りて観察されることを意味する。デンシトメーターは、存在する視覚的に検出可能な生体分子の量を定量するために使用され得る。例えば、２つのサンプル中の上記生体分子の相対的量は、相対的光学密度を測定することによって決定され得る。１生体分子あたりの染料分子の化学量論が既知でありかつ上記染料分子の吸光係数が既知である場合、上記生体分子の絶対濃度もまた、光学密度の測定から決定され得る。本明細書で使用される場合、用語「生物学的系」は、視覚的に検出可能な生体分子に加えて、１もしくはこれより多くの生体分子を含む任意の溶液または混合物をいうために使用される。このような生物学的系の非限定的例としては、細胞、細胞抽出物、組織サンプル、電気泳動ゲル、アッセイ混合物、およびハイブリダイゼーション反応混合物が挙げられる。

「固体支持体」とは、分子の固相支持のための当該分野で公知の任意の固体基材をいい、例えば、「微粒子」とは、本発明の化合物への結合に有用な多くの小さな粒子のうちのいずれか（ガラスビーズ、磁性ビーズ、ポリマービーズ、非ポリマービーズなどが挙げられるが、これらに限定されない）をいう。ある種の実施形態において、微粒子は、ポリスチレンビーズを含む。

「固体支持体残基」とは、分子が固体支持体から切断される場合に、その分子に結合されたままである官能基をいう。固体支持体残基は、当該分野で公知であり、固体支持体の構造および固体支持体にその分子を連結する基に基づいて容易に導かれ得る。

「塩基対合部分」とは、相補的な複素環式部分と水素結合（例えば、ワトソン−クリック塩基対合）を介してハイブリダイズし得る複素環式部分をいう。塩基対合部分は、天然および非天然の塩基を含む。塩基対合部分の非限定的例は、ＲＮＡ塩基およびＤＮＡ塩基（例えば、アデノシン、グアノシン、チミジン、シトシンおよびウリジンならびにこれらのアナログ）である。

本明細書で開示される本発明の実施形態はまた、１個もしくはこれより多くの原子が異なる原子質量または質量数を有する原子によって置き換わることによって、同位体標識されている開示されたポリマーの全てを包含することが意味される。開示される化合物に組み込まれ得る同位体の例としては、水素、炭素、窒素、酸素、リン、フッ素、塩素、およびヨウ素の同位体（例えば、それぞれ、^２Ｈ、^３Ｈ、^１１Ｃ、^１３Ｃ、^１４Ｃ、^１３Ｎ、^１５Ｎ、^１５Ｏ、^１７Ｏ、^１８Ｏ、^３１Ｐ、^３２Ｐ、^３５Ｓ、^１８Ｆ、^３６Ｃｌ、^１２３Ｉ、および^１２５Ｉ）が挙げられる。

同位体標識されたポリマーは一般に、当業者に公知の従来技術によって、または以下でおよび以下の実施例において記載されるものに類似のプロセスによって、以前に使用されていた標識されていない試薬の代わりに適切な同位体標識された試薬を使用して調製され得る。

「安定な化合物」および「安定な構造」とは、反応混合物から有用な純度への単離および有効な治療剤への製剤化に耐えるように十分に強い化合物を示すことが意味される。

「選択肢的な（ｏｐｔｉｏｎａｌ）」または「必要に応じて（ｏｐｔｉｏｎａｌｌｙ）」とは、その後に記載される事象または状況が起こっても起こらなくてもよいこと、ならびにその記載が上記事象または状況が起こる場合およびそれが起こらない場合を含むことを意味する。例えば、「必要に応じて置換されたアルキル」とは、そのアルキル基が置換されていてもされていなくてもよいこと、ならびにその記載が、置換されたアルキル基および置換を有しないアルキル基の両方を含むことを意味する。

「塩」とは、酸付加塩および塩基付加塩の両方を包含する。

「酸付加塩」とは、無機酸（例えば、塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸などが挙げられるが、これらに限定されない）および有機酸（例えば、酢酸、２，２−ジクロロ酢酸、アジピン酸、アルギン酸、アスコルビン酸、アスパラギン酸、ベンゼンスルホン酸、安息香酸、４−アセトアミド安息香酸、カンファー酸、カンファー−１０−スルホン酸、カプリン酸、カプロン酸、カプリル酸、炭酸、ケイ皮酸、クエン酸、シクラミン酸、ドデシル硫酸、エタン−１，２−ジスルホン酸、エタンスルホン酸、２−ヒドロキシエタンスルホン酸、ギ酸、フマル酸、ガラクタル酸、ゲンチジン酸、グルコヘプトン酸、グルコン酸、グルクロン酸、グルタミン酸、グルタル酸、２−オキソ−グルタル酸、グリセロリン酸、グリコール酸、馬尿酸、イソ酪酸、乳酸、ラクトビオン酸、ラウリン酸、マレイン酸、リンゴ酸、マロン酸、マンデル酸、メタンスルホン酸、ムチン酸、ナフタレン−１，５−ジスルホン酸、ナフタレン−２−スルホン酸、１−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、ニコチン酸、オレイン酸、オロト酸、シュウ酸、パルミチン酸、パモ酸、プロピオン酸、ピログルタミン酸、ピルビン酸、サリチル酸、４−アミノサリチル酸、セバシン酸、ステアリン酸、コハク酸、酒石酸、チオシアン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、ウンデシレン酸などが挙げられるが、これらに限定されない）と形成される塩をいう。

「塩基付加塩」とは、遊離酸に無機塩基または有機塩基を添加することから調製される塩をいう。無機塩基に由来する塩としては、ナトリウム、カリウム、リチウム、アンモニウム、カルシウム、マグネシウム、鉄、亜鉛、銅、マンガン、アルミニウムの塩などが挙げられるが、これらに限定されない。有機塩基に由来する塩としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない：一級、二級、および三級アミン、置換されたアミン（天然に存在する置換されたアミン、環式アミンおよび塩基性イオン交換樹脂（例えば、アンモニア、イソプロピルアミン、トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、ジエタノールアミン、エタノールアミン、デアノール、２−ジメチルアミノエタノール、２−ジエチルアミノエタノール、ジシクロヘキシルアミン、リジン、アルギニン、ヒスチジン、カフェイン、プロカイン、ヒドラバミン、コリン、ベタイン、ベネタミン、ベンザチン、エチレンジアミン、グルコサミン、メチルグルカミン、テオブロミン、トリエタノールアミン、トロメタミン、プリン、ピペラジン、ピペリジン、Ｎ−エチルピペリジン、ポリアミン樹脂など）が挙げられる）の塩。特に好ましい有機塩基は、イソプロピルアミン、ジエチルアミン、エタノールアミン、トリメチルアミン、ジシクロヘキシルアミン、コリンおよびカフェインである。

結晶化は、本明細書中に記載される化合物またはポリマーの溶媒和物を生じ得る。本発明の実施形態は、記載されるポリマーおよび化合物の全ての溶媒和物を包含する。本明細書で使用される場合、用語「溶媒和物」とは、１分子もしくはこれより多くの本発明の化合物と、１分子もしくはこれより多くの溶媒とを含む凝集物をいう。上記溶媒は水であり得、この場合、この溶媒和物は水和物であり得る。あるいは、上記溶媒は、有機溶媒であり得る。従って、本発明の化合物は、水和物（一水和物、二水和物、半水和物、セスキ水和物、三水和物、四水和物などが挙げられる）ならびにその対応する溶媒和形態として存在し得る。本発明のポリマーおよび化合物は、真の溶媒和物であり得る一方で、他の場合には、本発明の化合物は、偶発の水もしくは別の溶媒を保持しているに過ぎなくてもよいし、水と何らかの偶発の溶媒との混合物であってもよい。

本発明の化合物（本明細書ではポリマーともいう）の実施形態、またはそれらの塩、互変異性体もしくは溶媒和物は、１もしくはこれより多くの不斉中心を含み得、従って、エナンチオマー、ジアステレオマー、および絶対立体化学の点から、（Ｒ）−もしくは（Ｓ）−として、またはアミノ酸に関しては（Ｄ）−もしくは（Ｌ）−として定義され得る他の立体異性形態を生じ得る。本発明の実施形態は、全てのこのような考えられる異性体、ならびにそれらのラセミ形態および光学的に純粋な形態を含むことが意味される。光学的に活性な（＋）および（−）、（Ｒ）−および（Ｓ）−、または（Ｄ）−および（Ｌ）−異性体は、キラルシントンもしくはキラル試薬を使用して調製され得るか、または従来技術（例えば、クロマトグラフィーおよび分別結晶化）を使用して分離され得る。個々のエナンチオマーの調製／単離のための従来技術としては、適切な光学的に純粋な前駆体からのキラル合成、あるいは例えば、キラル高圧液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を使用するラセミ混合物（または塩もしくは誘導体のラセミ混合物）の分離が挙げられる。本明細書で記載される化合物がオレフィン性二重結合または他の幾何的非対称性の中心を含み、そして別段特定されなければ、上記化合物がＥおよびＺ両方の幾何異性体を含むことは、意図される。同様に、全ての互変異性形態がまた、含まれることが意図される。

「立体異性体」とは、同じ結合によって結合されるが、交換可能ではない異なる三次元構造を有する同じ原子から構成される化合物をいう。本発明は、種々の立体異性体およびその混合物を企図し、分子が互いに重ね合わせることができない鏡像である２つの立体異性体をいう「エナンチオマー」を含む。

「互変異性体」とは、分子の１つの原子からその同じ分子の別の原子へのプロトンシフトに言及する。本発明は、任意の上記開示されるポリマーの互変異性体を含む。上記ポリマーの種々の互変異性形態は、当業者によって容易に導き出される。

本明細書で使用される化学的命名法プロトコルおよび構造図は、ＡＣＤ／Ｎａｍｅ Ｖｅｒｓｉｏｎ ９．０７ソフトウェアプログラムおよび／またはＣｈｅｍＤｒａｗ Ｕｌｔｒａ Ｖｅｒｓｉｏｎ １１．０ソフトウェア命名プログラム（ＣａｍｂｒｉｄｇｅＳｏｆｔ）を使用するＩ．Ｕ．Ｐ．Ａ．Ｃ．命名法体系の改変形態である。当業者が精通する一般名もまた、使用される。

上記のように、本発明の一実施形態において、種々の分析法において蛍光および／または有色染料として有用なポリマーが提供される。一般論として、本発明の実施形態は、蛍光および／または有色部分のダイマーおよびより高次のポリマーに関する。蛍光および／または有色部分は、１つまたはそれより多くの荷電部分（例えば、少なくとも２つの荷電部分）を含む連結部分（例えば、ポリマー骨格の一部）によって連結される。理論によって拘束されることは望まないが、上記リンカーにおける電荷の存在が、分子内クエンチングが低減または排除され、従って、より高いモル「明度」（例えば、高蛍光発光）を有する染料化合物を生じるように、蛍光および／または有色部分の間で十分な空間的距離を維持する一助となると考えられる。

よって、いくつかの実施形態において、ポリマーが提供され、上記ポリマーは、
ｉ）骨格；
ｉｉ）上記骨格上の２個またはこれより多くの荷電部分；および
ｉｉｉ）上記骨格上の第１および第２の有色または蛍光部分、
を含み、ここで上記２個またはこれより多くの荷電部分は、上記第１および第２の有色または蛍光部分の間の上記ポリマー骨格上の位置にあり、ただし上記荷電部分のうちの少なくとも１個は、ホスフェートではない。他の実施形態において、上記荷電部分のうちの少なくとも１個は、アミノ酸ではなく、例えば、いくつかの実施形態において、上記ポリマーは、ペプチド様骨格を含まない。

いくつかの実施形態において、上記荷電部分は、正に荷電している。例えば、いくつかの実施形態において、上記荷電部分は、プロトン化アミンまたは四級アミン官能基を含む。

他の実施形態において、上記荷電部分は、負に荷電している。例えば、いくつかの実施形態において、上記荷電部分は、カルボン酸またはスルフェート官能基を含む。

上記荷電部分は、種々の異なる様式でポリマー中に含まれ得る。例えば、いくつかの実施形態において、上記荷電部分は、ポリマー骨格内にある（すなわち、上記ポリマー骨格の一部である）。他の実施形態において、上記荷電部分は、選択肢的なリンカーを介して骨格に対してペンダント状になって共有結合される。

上記ポリマー骨格は、任意のタイプのモノマーから形成され得、全て同じモノマー（ホモポリマー）または異なるモノマーの混合物（コポリマー）を含む。いくつかの実施形態において、上記骨格は、ホスホロアミダイトおよびアルコール；アミンおよびエポキシド；アミンおよびアルデヒド；Ｎ−カルボキシ無水物、またはこれらの組み合わせの重合から生じる骨格を含む。

他の実施形態において、上記骨格は、ポリアミド、ポリアミン、デキストリン、デキストラン、セルロース、キトサン、ポリアクリレート、ポリスルフェートまたはポリカルボン酸を含む。

いくつかの実施形態において、上記ポリマーは、以下の構造（Ｉ）：

またはその立体異性体、塩もしくは互変異性体を有し、ここで：
Ｍは、各存在において、独立して、上記蛍光または有色部分であり；
Ｐ^１は、各存在において、独立して、上記２個の荷電部分を含む上記骨格のセクションであり；
Ｐ^２は、各存在において、独立して、上記蛍光または有色部分が結合される上記骨格のセクションであり；
Ｌ^１は、各存在において、独立して、ｉ）選択肢的なアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンもしくはヘテロ原子リンカー；またはｉｉ）２個の相補的反応性基の反応によって形成できる官能基を含むリンカー、のいずれかであり；
Ｌ^２は、各存在において、独立して、非存在、上記骨格のセクション、またはＰ^２をＲ^２にもしくはＰ^２をＲ^３に連結するリンカーであり；
Ｌ^３は、各存在において、独立して、Ｐ^１をＰ^２に連結する選択肢的なリンカーであり；
Ｒ^１は、各存在において、独立して、Ｈ、アルキルまたはアルコキシであり；
Ｒ^２およびＲ^３は、各々独立して、Ｈ、ＯＨ、ＳＨ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、ヘテロアルキル、−ＯＰ（＝Ｒ_ａ）（Ｒ_ｂ）Ｒ_ｃ、ＱまたはＬ’であり；
Ｒ_ａは、ＯまたはＳであり；
Ｒ_ｂは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ⁻、Ｓ⁻、ＯＲ_ｄまたはＳＲ_ｄであり；
Ｒ_ｃは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ⁻、Ｓ⁻、ＯＲ_ｄ、ＯＬ’、ＳＲ_ｄ、アルキル、アルコキシ、ヘテロアルキル、ヘテロアルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルまたはチオホスホアルキルエーテルであり；
Ｒ_ｄは、対イオンであり；
Ｑは、各存在において、独立して、分析物分子、標的化部分、固体支持体または相補的反応性基Ｑ’と共有結合を形成できる反応性基を含む部分、またはその保護されたアナログであり；
Ｌ’は、各存在において、独立して、Ｑへの共有結合を含むリンカー、標的化部分への共有結合を含むリンカー、分析物分子への共有結合を含むリンカー、固体支持体への共有結合を含むリンカー、固体支持体残基への共有結合を含むリンカー、ヌクレオシドへの共有結合を含むリンカーまたは構造（Ｉ）のさらなる化合物への共有結合を含むリンカーであり；そして
ｎは、１またはこれより大きな整数である。

構造（Ｉ）の他の実施形態において：
Ｍは、各存在において、独立して、上記蛍光または有色部分であり；
Ｐ^１は、各存在において、独立して、上記２個の荷電部分を含む上記骨格のセクションであり；
Ｐ^２は、各存在において、独立して、上記蛍光または有色部分が結合される上記骨格のセクションであり；
Ｌ^１は、各存在において、独立して、ｉ）選択肢的なアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンもしくはヘテロ原子リンカー；またはｉｉ）２個の相補的反応性基の反応によって形成できる官能基を含むリンカー、のいずれかであり；
Ｌ^２は、各存在において、独立して、非存在、上記骨格のセクションまたはＰ^２をＲ^２にもしくはＰ^２をＲ^３に連結するリンカーであり；
Ｌ^３は、各存在において、独立して、Ｐ^１をＰ^２に連結する選択肢的なリンカーであり；
Ｒ^１は、各存在において、独立して、Ｈ、アルキルまたはアルコキシであり；
Ｒ^２およびＲ^３は、各々独立して、ポリマー末端基、Ｈ、ＯＨ、ＳＨ、アミノ、アルキルアミニル、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、−ＯＰ（＝Ｒ_ａ）（Ｒ_ｂ）Ｒ_ｃ、Ｑ、Ｑへの共有結合を含むリンカー、分析物分子への共有結合を含むリンカー、固体支持体への共有結合を含むリンカーまたは構造（Ｉ）のさらなる化合物への共有結合を含むリンカーであり、ここで：Ｒ_ａは、ＯまたはＳであり；Ｒ_ｂは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ⁻、Ｓ⁻、ＯＲ_ｄまたはＳＲ_ｄであり；Ｒ_ｃは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ⁻、Ｓ⁻、ＯＲ_ｄ、ＳＲ_ｄ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルまたはチオホスホアルキルエーテルであり；そしてＣ_１−Ｃ_６アルキルまたは対イオンであり；
Ｑは、各存在において、独立して、分析物分子、固体支持体または相補的反応性基Ｑ’と共有結合を形成できる反応性基を含む部分であり；そして
ｎは、１またはこれより大きな整数である。

ポリマー中の種々のリンカー、置換基および骨格セクション（例えば、Ｍ、Ｑ、Ｒ、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｌ’、Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、Ｐ^１およびＰ^２）は、１もしくはこれより多くの置換基で必要に応じて置換される。例えば、いくつかの実施形態において、選択肢的な置換基は、ポリマーの水溶性または他の特性を最適化するために選択される。ある種の実施形態において、ポリマー中の各アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルおよびチオホスホアルキルエーテルは、ヘテロアルキル、ヒドロキシル、アルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、スルフヒドリル、アミノ、アルキルアミノ、カルボキシル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルおよびチオホスホアルキルエーテルからなる群より選択される１個もしくはこれより多くの置換基で必要に応じて置換される。 ある種の実施形態において、上記選択肢的な置換基は、−ＯＰ（＝Ｒ_ａ）（Ｒ_ｂ）Ｒ_ｃであり、ここでＲ_ａ、Ｒ_ｂおよびＲ_ｃは、構造（Ｉ）の化合物に関して定義されるとおりである。

いくつかの実施形態において、Ｐ^１は、以下の構造：

のうちの1つを有し、ここで：
Ｒは、ＨまたはＣ_１−Ｃ_６アルキルであり；
ｘは、０〜６の整数であり；そして
ｍは、１またはこれより大きな整数であるが、ただしｍは、Ｐ^１が少なくとも２個の荷電部分を含むように選択される。

選択肢的なリンカーＬ^１は、化合物の残部へのＭ部分の結合点として使用され得る。例えば、いくつかの実施形態において、ポリマーの合成前駆体が調製され、Ｍ部分は、当該分野で公知の任意の数の容易な方法（例えば、「クリック化学」といわれる方法）を使用して、その合成前駆体に結合される。この目的のために、迅速でありかつ実質的に不可逆性である任意の反応は、Ｍをその合成前駆体に結合して、最終ポリマーを形成するために使用され得る。例示的な反応としては、トリアゾールを形成するアジドおよびアルキンの銅触媒性の反応（ヒュスゲン１，３−双極環化付加反応）、ジエンおよびジエノフィルの反応（ディールス−アルダー）、歪み促進性アルキン−ニトロン環化付加（ｓｔｒａｉｎ−ｐｒｏｍｏｔｅｄ ａｌｋｙｎｅ−ｎｉｔｒｏｎｅ ｃｙｃｌｏａｄｄｉｔｉｏｎ）、歪みアルケンと、アジド、テトラジンまたはテトラゾールとの反応、アルケンおよびアジドの［３＋２］環化付加、アルケンおよびテトラジン逆電子要請型ディールス−アルダー、アルケンおよびテトラゾール光化学反応、ならびに種々の置換反応（例えば、求電子性原子に対する求核攻撃による脱離基の置換）が挙げられる。例示的な置換反応は、アミンと以下：活性化エステル；Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル；イソシアネート；イソチオシアネート（ｉｓｏｔｈｉｏｓｃｙａｎａｔｅ）などとの反応を含む。いくつかの実施形態において、Ｌ^１を形成する反応は、水性環境の中で行われ得る。

よって、いくつかの実施形態において、Ｌ^１は、各存在において、２個の相補的反応性基の反応によって形成し得る官能基、たとえば、前述の「クリック」反応のうちの１つの生成物である官能基、を含むリンカーである。種々の実施形態において、Ｌ^１の少なくとも１個の存在に関して、官能基は、アルデヒド、オキシム、ヒドラゾン、アルキン、アミン、アジド、アシルアジド、アシルハライド、ニトリル、ニトロン、スルフヒドリル、ジスルフィド、スルホニルハライド、イソチオシアネート、イミドエステル、活性化エステル（例えば、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル）、ケトン、α，β−不飽和カルボニル、アルケン、マレイミド、α−ハロイミド、エポキシド、アジリジン、テトラジン、テトラゾール、ホスフィン、ビオチンまたはチイラン官能基と、相補的反応性基との反応によって形成され得る。例えば、アミンとＮ−ヒドロキシスクシンイミドエステルまたはイソチオシアネートとの反応。

他の実施形態において、Ｌ^１の少なくとも１個の存在に関して、官能基は、アルキンおよびアジドの反応によって形成され得る。他の実施形態において、Ｌ^１の少なくとも１個の存在に関して、官能基は、アミン（例えば、一級アミン）とＮ−ヒドロキシスクシンイミドエステルまたはイソチオシアネートとの反応によって形成され得る。

より多くの実施形態において、Ｌ^１の少なくとも１個の存在に関して、官能基は、アルケン、エステル、アミド、チオエステル、ジスルフィド、炭素環式、複素環式またはヘテロアリール基を含む。より多くの実施形態において、Ｌ^１の少なくとも１個の存在に関して、官能基は、アルケン、エステル、アミド、チオエステル、チオウレア、ジスルフィド、炭素環式、複素環式またはヘテロアリール基を含む。他の実施形態において、官能基は、アミドまたはチオウレアを含む。いくつかのより具体的な実施形態において、Ｌ^１の少なくとも１個の存在に関して、Ｌ^１は、トリアゾリル官能基を含むリンカーである。一方で他の実施形態において、Ｌ^１の少なくとも１個の存在に関して、Ｌ^１は、アミドまたはチオウレア官能基を含むリンカーである。

さらに他の実施形態において、Ｌ^１の少なくとも１個の存在に関して、Ｌ^１−Ｍは、以下の構造：

を有し、ここでＬ^１ａおよびＬ^１ｂは、各々独立して、選択肢的なリンカーである。

異なる実施形態において、Ｌ^１の少なくとも１個の存在に関して、Ｌ^１−Ｍは、以下の構造：

を有し、ここでＬ^１ａおよびＬ^１ｂは、各々独立して、選択肢的なリンカーである。

前述のものの種々の実施形態において、Ｌ^１ａもしくはＬ^１ｂ、または両方が、非存在である。他の実施形態において、Ｌ^１ａもしくはＬ^１ｂ、または両方が存在する。

構造（Ｉ）のさらに他の異なる実施形態において、Ｌ^１は、各存在において、独立して、選択肢的なアルキレンまたはヘテロアルキレンリンカーである。

より多くの実施形態において、Ｌ^２およびＬ^３は、各存在において、独立して、Ｃ_１−Ｃ_６アルキレン、Ｃ_２−Ｃ_６アルケニレンまたはＣ_２−Ｃ_６アルキニレンである。

他の種々の実施形態において、Ｒ^２およびＲ^３は、各々独立して、ＯＨまたは−ＯＰ（＝Ｒ_ａ）（Ｒ_ｂ）Ｒ_ｃである。いくつかの異なる実施形態において、Ｒ^２またはＲ^３は、ＯＨまたは−ＯＰ（＝Ｒ_ａ）（Ｒ_ｂ）Ｒ_ｃであり、Ｒ^２またはＲ^３の他方は、ＱまたはＱへの共有結合を含むリンカーである。

構造（Ｉ）の前述の化合物のうちのいずれかのさらにより異なる実施形態において、Ｒ^２およびＲ^３は、各々独立して、−ＯＰ（＝Ｒ_ａ）（Ｒ_ｂ）Ｒ_ｃである。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、Ｒ_ｃは、ＯＬ’である。

他の実施形態において、Ｒ^２およびＲ^３は、各々独立して、−ＯＰ（＝Ｒ_ａ）（Ｒ_ｂ）ＯＬ’であり、Ｌ’は、Ｑ、標的化部分、分析物（例えば、分析物分子）、固体支持体、固体支持体残基、ヌクレオシドまたは構造（Ｉ）のさらなる化合物、へのアルキレンまたはヘテロアルキレンリンカーである。

リンカーＬ’は、Ｑ、標的化部分、分析物（例えば、分析物分子）、固体支持体、固体支持体残基、ヌクレオシドまたは構造（Ｉ）のさらなる化合物を、構造（Ｉ）の化合物に結合するために適した任意のリンカーであり得る。有利なことには、ある種の実施形態は、化合物の水溶性を増大または最適化するために選択されるＬ’部分の使用を含む。ある種の実施形態において、Ｌ’は、ヘテロアルキレン部分である。いくつかの他のある種の実施形態において、Ｌ’は、アルキレンオキシドもしくはホスホジエステル部分、またはこれらの組み合わせを含む。

ある種の実施形態において、Ｌ’は、以下の構造：

を有し、ここで：
ｍ”およびｎ”は、独立して、１〜１０の整数であり；
Ｒ^ｅは、Ｈ、電子対または対イオンであり；
Ｌ”は、Ｒ^ｅもしくは直接結合、またはＱ、標的化部分、分析物（例えば、分析物分子）、固体支持体、固体支持体残基、ヌクレオシドもしくは構造（Ｉ）のさらなる化合物、への連結である。

いくつかの実施形態において、ｍ”は、４〜１０の整数、例えば、４、６または１０である。他の実施形態において、ｎ”は、３〜６の整数、例えば、３、４、５または６である。

いくつかの他の実施形態において、Ｌ”は、アルキレンまたはヘテロアルキレン部分である。いくつかの他のある種の実施形態において、Ｌ”は、アルキレンオキシド、ホスホジエステル部分、スルフヒドリル、ジスルフィドもしくはマレイミド部分、またはこれらの組み合わせを含む。

前述の実施形態のうちのある種のものにおいて、標的化部分は、抗体または細胞表面レセプターアンタゴニストである。

構造（Ｉ）の前述の化合物のうちのいずれかの他のより具体的な実施形態において、Ｒ^２またはＲ^３は、以下の構造：

のうちの１つを有する。

構造（Ｉ）の化合物のある種の実施形態は、オリゴヌクレオチドの調製に関して当該分野で公知のものに類似である固相合成法に従って調製され得る。よって、いくつかの実施形態において、Ｌ’は、固体支持体、固体支持体残基またはヌクレオシドへの連結である。活性化デオキシチミジン（ｄＴ）基を含む固体支持体は、容易に入手可能であり、いくつかの実施形態において、構造（Ｉ）の化合物の調製のための出発物質として使用され得る。よって、いくつかの実施形態において、Ｒ^２またはＲ^３は、以下の構造：

を有する。

当業者は、上記で示されるｄＴ基が合成のしやすさおよび経済効率のみのために含まれ、必須ではないことを理解する。他の固体支持体が使用され得、そしてＬ’に存在する種々のヌクレオシドまたは固体支持体残基を生じるか、またはそのヌクレオシドまたは固体支持体残基は、合成後に除去もしくは改変され得る。

なお他の実施形態において、Ｑは、各存在において、独立して、分析物分子または固体支持体と共有結合を形成し得る反応性基を含む部分である。他の実施形態において、Ｑは、各存在において、独立して、相補的反応性基Ｑ’と共有結合を形成し得る反応性基を含む部分である。例えば、いくつかの実施形態において、Ｑ’は、さらなるポリマー上に（例えば、構造（Ｉ）のＲ^２位またはＲ^３位に）存在し、ＱおよびＱ’は、ポリマーおよびさらなるポリマーの反応がポリマーの共有結合したダイマーを生じるように、相補的反応性基を含む。マルチマーのポリマーはまた、類似の様式で調製され得、本発明の実施形態の範囲内に含まれる。

Ｑ基のタイプおよびポリマーの残りへのＱ基の接続は、Ｑが、所望の結合を形成するために適切な反応性を有することを条件として、限定されない。

ある種の実施形態において、Ｑは、水性条件下で加水分解を受けにくい部分であるが、分析物分子または固体支持体上の対応する基（例えば、アミン、アジドまたはアルキン）と結合を形成するために十分に反応性である。

ポリマーのある種の実施形態は、生体結合反応の分野において一般に使用されるＱ基を含む。例えば、いくつかの実施形態において、Ｑは、求核性反応性基、求電子性反応性基もしくは環化付加反応性基を含む。いくつかのより具体的な実施形態において、Ｑは、スルフヒドリル、ジスルフィド、活性化エステル、イソチオシアネート、アジド、アルキン、アルケン、ジエン、ジエノフィル、酸ハライド、スルホニルハライド、ホスフィン、α−ハロアミド、ビオチン、アミノもしくはマレイミド官能基を含む。いくつかの実施形態において、上記活性化エステルは、Ｎ−スクシンイミドエステル、イミドエステルまたはポリフルオロフェニルエステルである。他の実施形態において、上記アルキンは、アルキルアジドまたはアシルアジドである。

Ｑ基は、便宜的に、貯蔵安定性または他の所望の特性を増大するために保護された形態で提供され得、次いで、その保護基は、例えば、標的化部分または分析物との結合体化のために適時に除去され得る。よって、Ｑ基は、反応性基の「保護された形態」を含み、これらとしては、上記でまたは以下の表１に記載される反応性基のうちのいずれかが挙げられる。Ｑの「保護された形態」とは、Ｑに対する所定の反応条件下でより低い反応性を有するが、好ましくは、構造（Ｉ）の化合物の他の部分を分解もせず、その部分と反応もしない条件下で、Ｑに変換され得る部分をいう。当業者は、特定のＱならびに所望の最終用途および貯蔵条件に基づいて、Ｑの適切な保護された形態を導き得る。例えば、ＱがＳＨである場合、Ｑの保護された形態は、一般に公知の技術および試薬を使用してＳＨ部分を現すために還元され得るジスルフィドを含む。

他の実施形態において、そのＱ部分は、ジスルフィド部分として便宜上マスクされる（例えば、保護される）、その部分は、後に、所望の分析物分子または標的化部分に結合するために、還元されて、活性化Ｑ部分を提供し得る。例えば、そのＱ部分は、以下の構造：

を有するジスルフィドとしてマスクされ得、ここでＲは、必要に応じて置換されたアルキル基である。例えば、いくつかの実施形態において、Ｑは、以下の構造：

を有するジスルフィド部分として提供され、ここでｎは、１〜１０の整数、例えば、６である。

例示的なＱ部分は、以下の表Ｉに提供される。

ＱがＳＨであるいくつかの実施形態において、このＳＨ部分は、別のポリマー上の別のスルフヒドリル基とジスルフィド結合を形成する傾向にあることに注意するべきである。よって、いくつかの実施形態は、ジスルフィドダイマーの形態にあり、このジスルフィド結合がＳＨ Ｑ基に由来するポリマーを含む。

いくつかの他の実施形態において、Ｒ^２またはＲ^３のうちの一方は、ＯＨまたは−ＯＰ（＝Ｒ_ａ）（Ｒ_ｂ）Ｒ_ｃであり、かつＲ^２またはＲ^３のうちの他方は、分析物分子への共有結合を含むリンカーまたは固体支持体への共有結合を含むリンカーである。例えば、いくつかの実施形態において、上記分析物分子は、核酸、アミノ酸またはこれらのポリマーである。他の実施形態において、上記分析物分子は、酵素、レセプター、レセプターリガンド、抗体、糖タンパク質、アプタマーまたはプリオンである。さらに異なる実施形態において、上記固体支持体は、ポリマービーズまたは非ポリマービーズである。

蛍光強度はまた、ｎの種々の値の選択によって整調され得る。ある種の実施形態において、ｎは、１〜１００の整数である。他の実施形態において、ｎは、１〜１０の整数である。

蛍光または有色部分（「Ｍ」）は、所望の光学的特性に基づいて、例えば、所望の色および／または蛍光発光波長に基づいて選択される。いくつかの実施形態において、Ｍは、各存在において同じである；しかし、Ｍの各存在が同一のＭである必要はないことに注意することは重要であり、ある種の実施形態は、Ｍが各存在において同じでない化合物を含む。例えば、いくつかの実施形態において、各Ｍは、同じではなく、異なるＭ部分は、蛍光共鳴エネルギー移動（ＦＲＥＴ）法における使用のための吸光度および／または発光を有するように選択される。例えば、いくつかの実施形態において、その異なるＭ部分は、１つの波長における放射線の吸光度が、ＦＲＥＴ機構によって異なる波長における放射線の発光を引き起こすように選択される。例示的なＭ部分は、所望の最終用途に基づいて、当業者によって適切に選択され得る。ＦＲＥＴ法の例示的なＭ部分としては、フルオレセインおよび５−ＴＡＭＲＡ（５−カルボキシテトラメチルローダミン，スクシンイミジルエステル）染料が挙げられる。

Ｍは、Ｍ上の任意の位置（すなわち、原子）から分子の残部に結合され得る。当業者は、Ｍを分子の残部に結合する手段を認識する。例示的な方法は、本明細書中に記載される「クリック」反応を含む。

いくつかの実施形態において、Ｍは、蛍光または有色部分である。任意の蛍光および／または有色部分が使用され得、例えば、当該分野で公知でありかつ比色アッセイ、ＵＶアッセイ、および／または蛍光アッセイにおいて代表的に使用されるものが、使用され得る。本発明の種々の実施形態において有用なＭ部分の例としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない：キサンテン誘導体（例えば、フルオレセイン、ローダミン、オレゴングリーン、エオシンまたはテキサスレッド）；シアニン誘導体（例えば、シアニン、インドカルボシアニン、オキサカルボシアニン、チアカルボシアニンまたはメロシアニン）；スクアライン誘導体および環置換されたスクアライン（Ｓｅｔａ、ＳｅＴａｕ、およびＳｑｕａｒｅ染料が挙げられる）；ナフタレン誘導体（例えば、ダンシルおよびプロダン誘導体）；クマリン誘導体；オキサジアゾール誘導体（例えば、ピリジルオキサゾール、ニトロベンゾオキサジアゾールまたはベンゾオキサジアゾール）；アントラセン誘導体（例えば、アントラキノン（ＤＲＡＱ５、ＤＲＡＱ７およびＣｙＴＲＡＫオレンジが挙げられる））；ピレン誘導体（例えば、カスケードブルー）；オキサジン誘導体（例えば、ナイルレッド、ナイルブルー、クレシルバイオレット、オキサジン１７０）；アクリジン誘導体（例えば、プロフラビン、アクリジンオレンジ、アクリジンイエロー）；アリールメチン誘導体：オーラミン、クリスタルバイオレット、マラカイトグリーン；ならびにテトラピロール誘導体（例えば、ポルフィン、フタロシアニンまたはビリルビン）。他の例示的なＭ部分としては、以下が挙げられる：シアニン染料、キサンテート染料（例えば、Ｈｅｘ、Ｖｉｃ、Ｎｅｄｄ、ＪｏｅまたはＴｅｔ）；Ｙａｋｉｍａイエロー；Ｒｅｄｍｏｎｄレッド；ｔａｍｒａ；テキサスレッドおよびａｌｅｘａ ｆｌｕｏｒ（登録商標）染料。

前述のうちのいずれかのさらに他の実施形態において、Ｍは、３個もしくはこれより多くのアリールもしくはヘテロアリール環、またはこれらの組み合わせ、例えば、４個もしくはこれより多くのアリールもしくはヘテロアリール環、またはこれらの組み合わせ、あるいはさらには５個もしくはこれより多くのアリールもしくはヘテロアリール環、またはこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態において、Ｍは、６個のアリールまたはヘテロアリール環、またはこれらの組み合わせを含む。さらなる実施形態において、上記環は縮合される。例えば、いくつかの実施形態において、Ｍは、３個もしくはこれより多くの縮合環、４個もしくはこれより多くの縮合環、５個もしくはこれより多くの縮合環、またはさらには６個もしくはこれより多くの縮合環を含む。

いくつかの実施形態において、Ｍは、環式である。例えば、いくつかの実施形態において、Ｍは、炭素環式である。他の実施形態において、Ｍは、複素環式である。前述のうちのさらに他の実施形態において、Ｍは、各存在において、独立して、アリール部分を含む。これら実施形態のうちのいくつかにおいて、上記アリール部分は、多環式である。他のより具体的な実施形態において、上記アリール部分は、縮合多環式アリール部分であり、例えば、これは、少なくとも３個、少なくとも４個、またはさらには４個より多くのアリール環を含み得る。

構造（Ｉ）のポリマーなどの前述のポリマーのうちのいずれかの他の実施形態において、Ｍは、各存在において、独立して、少なくとも１個のヘテロ原子を含む。例えば、いくつかの実施形態において、上記ヘテロ原子は、窒素、酸素または硫黄である。

前述のうちのいずれかのさらにより多くの実施形態において、Ｍは、各存在において、独立して、少なくとも１個の置換基を含む。例えば、いくつかの実施形態において、上記置換基は、フルオロ、クロロ、ブロモ、ヨード、アミノ、アルキルアミノ、アリールアミノ、ヒドロキシ、スルフヒドリル、アルコキシ、アリールオキシ、フェニル、アリール、メチル、エチル、プロピル、ブチル、イソプロピル、ｔ−ブチル、カルボキシ、スルホネート、アミド、またはホルミル基である。

前述のうちのいくつかのさらにより具体的な実施形態において、Ｍは、各存在において、独立して、ジメチルアミノスチルベン、キナクリドン、フルオロフェニル−ジメチル−ＢＯＤＩＰＹ、ｈｉｓ−フルオロフェニル−ＢＯＤＩＰＹ、アクリジン、テリレン、セキシフェニル、ポルフィリン、ベンゾピレン、（フルオロフェニル−ジメチル−ジフルオロボラ−ジアザ−インダセン）フェニル、（ビス−フルオロフェニル−ジフルオロボラ−ジアザ−インダセン）フェニル、クアテルフェニル、ビ−ベンゾチアゾール、ター−ベンゾチアゾール、ビ−ナフチル、ビ−アントラシル、スクアライン、スクアリリウム、９，１０−エチニルアントラセンまたはター−ナフチル部分である。他の実施形態において、Ｍは、各存在において、独立して、ｐ−ターフェニル、ペリレン、アゾベンゼン、フェナジン、フェナントロリン、アクリジン、チオキサントレン、クリセン、ルブレン、コロネン、シアニン、ペリレンイミド、もしくはペリレンアミドまたはその誘導体である。さらにより多くの実施形態において、Ｍは、各存在において、独立して、クマリン染料、レゾルフィン染料、ジピロメテンボロンジフルオリド染料、ルテニウムビピリジル染料、エネルギー移動染料、チアゾールオレンジ染料、ポリメチンまたはＮ−アリール−１，８−ナフタルイミド染料である。

前述のうちのいずれかのさらにより多くの実施形態において、Ｍは、各存在において同じである。他の実施形態において、各Ｍは、異なる。さらにより多くの実施形態において、１個もしくはこれより多くのＭは、同じであるか、または１個もしくはこれより多くのＭは、異なる。

いくつかの実施形態において、Ｍは、ピレン、ペリレン、ペリレンモノイミドもしくは６−ＦＡＭまたはその誘導体である。いくつかの他の実施形態において、Ｍは、以下の構造：

のうちの１つを有する。

カルボン酸基を含むＭ部分は、上記のアニオン性形態（ＣＯ_２ ⁻）で示されるが、当業者は、これが、ｐＨに依存して変動し、そのプロトン化形態（ＣＯ_２Ｈ）が種々の実施形態において含まれることを理解する。

いくつかの具体的実施形態において、上記ポリマーは、表２から選択されるポリマーである：

いくつかの実施形態において、上記ポリマーは、以下のポリマー：

を含まない。

表２で使用されるように：ｘは、各存在において、独立して、１またはこれより大きな整数であるが、ただしｘは、上記化合物がｙの少なくとも１個の整数値に対して少なくとも２個の荷電部分を含むように選択され；ｙは、２またはこれより大きな整数であり；Ｒ^２、Ｒ^３およびＬ^１は、本明細書で定義されるとおりであり；そしてＦは、以下の構造：

を有する蛍光部分をいう。

本開示の染料ポリマーは、「整調可能」であり、これは、前述の化合物のうちのいずれかにおいて変数を適切に選択することによって、当業者は、所望のおよび／または所定のモル蛍光（モル明度）を有するポリマーに到達し得ることを意味する。上記ポリマーの整調可能性は、特定のアッセイにおいて、または目的の特定の分析物を同定するために使用するために、使用者が所望の蛍光および／または色を有するポリマーに容易に到達することを可能にする。全ての変数は上記ポリマーのモル蛍光に対して影響を有し得るが、Ｍ、Ｐ^１およびｎの適切な選択は、上記ポリマーのモル蛍光において重要な役割を果たすと考えられる。よって、一実施形態において、所望のモル蛍光を有するポリマーを得るための方法が提供され、上記方法は、既知の蛍光を有するＭ部分を選択する工程、このＭ部分を含むポリマーを調製する工程、およびＰ^１およびｎに関して適切な変数を選択して、所望のモル蛍光を達成する工程を包含する。

ある種の実施形態においてモル蛍光は、親発蛍光団（例えば、モノマー）の蛍光発光に対しての倍数増加または減少の点で表され得る。いくつかの実施形態において、本発明の化合物のモル蛍光は、上記親発蛍光団に対して１．１×、１．５×、２×、３×、４×、５×、６×、７×、８×、９×、１０×またはさらにはより高い。種々の実施形態は、Ｐ^１、Ｍおよびｎの適切な選択によって、親発蛍光団に対して蛍光の所望の倍数増加を有する化合物を調製することを包含する。

例証を容易にするために、リン部分（例えば、ホスフェートなど）を含む種々の化合物は、アニオン状態（例えば、−ＯＰＯ（ＯＨ）Ｏ⁻、−ＯＰＯ_３ ^２−）で示される。当業者は、その電荷がｐＨに依存し、荷電していない（例えば、プロトン化または塩（例えば、ナトリウムもしくは他のカチオン））形態がまた、本発明の実施形態の範囲に含まれることを容易に理解する。

いくつかの実施形態において、前述のポリマー（例えば、構造（Ｉ））のうちのいずれかは、１またはこれより多くのシクロデキストリンをさらに含む組成物の中に含まれる。理論によって拘束されることは望まないが、シクロデキストリンは、染料部分（例えば、蛍光および／または有色部分）の分子内クエンチングを防止または低減し、従って、高いモル「明度」（例えば、高蛍光発光）を有する染料化合物を生じる一助となると考えられる。

任意のシクロデキストリンは、このシクロデキストリンが染料部分の分子内クエンチングを低減または防止することを条件として、種々の実施形態の実施において使用され得る。代表的には、ポリマーに対して親和性を有するシクロデキストリンが選択される。いくつかの実施形態において、上記シクロデキストリンは、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリンまたはγ−シクロデキストリンである。例えば、いくつかの実施形態において、上記シクロデキストリンは、β−シクロデキストリンである。いくつかの実施形態において、このような組成物は、水を含む。

前述のポリマーのうちのいずれかおよび１もしくはこれより多くの分析物分子（例えば、生体分子）を含む組成物は、種々の他の実施形態において提供される。いくつかの実施形態において、上記１もしくはより多くの分析物分子の検出のための分析方法でのこのような組成物の使用がまた、提供される。

さらに他の実施形態において、上記ポリマーは、種々の分析法において有用である。 例えば、ある種の実施形態において、本開示は、サンプルを染色する方法を提供し、上記方法は、上記サンプルに、本明細書で開示されるとおりのポリマーを、上記サンプルが適切な波長で照射される場合に光学的応答を生じるために十分な量で添加する工程を包含する。例えば、このような方法のある種の実施形態において、上記ポリマーは、例えば、Ｒ^２またはＲ^３のうちの一方は、分析物分子（例えば、生体分子）または微粒子への共有結合を含むリンカーであり、Ｒ^２またはＲ^３のうちの他方は、Ｈ、ＯＨ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテルまたは−ＯＰ（＝Ｒ_ａ）（Ｒ_ｂ）Ｒ_ｃであり、上記サンプルが適切な波長で照射される場合に光学的応答を生じるために十分な量の、構造（Ｉ）の化合物である。

前述の方法のうちのいくつかの実施形態において、Ｒ^２は、分析物分子（例えば、生体分子）への共有結合を含むリンカーである。例えば、核酸、アミノ酸またはこれらのポリマー（例えば、ポリヌクレオチドまたはポリペプチド）。さらにより多くの実施形態において、上記生体分子は、酵素、レセプター、レセプターリガンド、抗体、糖タンパク質、アプタマーまたはプリオンである。

前述の方法のうちのさらに他の実施形態において、Ｒ^２、固体支持体（例えば、微粒子）への共有結合を含むリンカーである。例えば、いくつかの実施形態において、上記微粒子は、ポリマービーズまたは非ポリマービーズである。

さらにより多くの実施形態において、上記光学的応答は、蛍光応答である。

他の実施形態において、上記サンプルは、細胞を含み、いくつかの実施形態は、フローサイトメトリーによって上記細胞を観察する工程をさらに含む。

さらにより多くの実施形態において、上記方法は、上記蛍光応答を、検出可能に異なる光学的特性を有する第２の発蛍光団のものから区別する工程をさらに包含する。

他の実施形態において、本開示は、分析物分子（例えば、生体分子）を視覚的に検出するための方法を提供し、上記方法は、
（ａ）本明細書で開示されるとおりのポリマーを提供する工程であって、ここで上記ポリマーは、上記分析物分子への共有結合を含む工程；および
（ｂ）上記ポリマーをその視覚的特性によって検出する工程、
を包含する。

例えば、いくつかの実施形態において、本開示は、分析物分子（例えば、生体分子）を視覚的に検出するための方法を提供し、上記方法は、
（ａ）例えば、Ｒ^２またはＲ^３のうちの一方は、分析物分子への共有結合を含むリンカーであり、Ｒ^２またはＲ^３のうちの他方は、Ｈ、ＯＨ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテルまたは−ＯＰ（＝Ｒ_ａ）（Ｒ_ｂ）Ｒ_ｃである構造（Ｉ）を有するポリマーを提供する工程；および
（ｂ）上記ポリマーをその視覚的特性によって検出する工程、
を包含する。

いくつかの実施形態において、上記分析物分子は、核酸、アミノ酸またはこれらのポリマー（例えば、ポリヌクレオチドまたはポリペプチド）である。さらにより多くの実施形態において、上記分析物分子は、酵素、レセプター、レセプターリガンド、抗体、糖タンパク質、アプタマーまたはプリオンである。

他の実施形態において、分析物分子（例えば、生体分子）を視覚的に検出するための方法が提供され、上記方法は、
（ａ）前述のポリマーのうちのいずれかと１もしくはこれより多くの分析物分子とを混合する工程；および
（ｂ）上記ポリマーをその視覚的特性によって検出する工程
を包含する。

他の実施形態において、分析物分子を視覚的に検出するための方法が提供され、上記方法は、
（ａ）本明細書で開示されるＱ基を含むポリマーと、上記分析物分子とを混合する工程；
（ｂ）上記Ｑ基と上記分析物分子上の相補的基との反応によって上記ポリマーおよび上記分析物分子の結合体を形成する工程；ならびに
（ｃ）上記結合体をその視覚的特性によって検出する工程、
を包含する。

例えば、いくつかの実施形態において、分析物分子を視覚的に検出するための方法が提供され、上記方法は、
（ａ）Ｒ^２またはＲ^３はＱまたはＱへの共有結合を含むリンカーである構造（Ｉ）を有するポリマーと、上記分析物分子とを混合する工程；
（ｂ）上記Ｑ基と上記分析物分子上の相補的基との反応によって上記化合物および上記分析物分子の結合体を形成する工程；ならびに
（ｃ）上記結合体をその視覚的特性によって検出する工程、
を包含する。

他の例示的な方法は、分析物を検出するための方法を包含し、上記方法は、
（ａ）Ｒ^２またはＲ^３は上記分析物に対して特異性を有する標的化部分への共有結合を含むリンカーを含む構造（Ｉ）の化合物を提供する工程；
（ｂ）上記化合物および上記分析物を混合し、それによって、上記標的化部分および上記分析物を結合させる工程；ならびに
（ｃ）上記化合物を、例えば、その視覚的または蛍光特性によって検出する工程、
を包含する。

前述の方法のある種の実施形態において、上記分析物は、粒子（例えば、細胞）であり、上記方法は、フローサイトメトリーの使用を含む。例えば、上記化合物は、所望の細胞と選択的に結合させ、従って、任意の数の技術（例えば、視覚的または蛍光検出）によって上記細胞を検出可能にするための標的化部分（例えば、抗体）とともに提供される。適切な抗体は、所望の最終用途に依存して、当業者によって選択され得る。ある種の実施形態における使用に関して例示的な抗体としては、ＵＣＨＴ１およびＭＯＰＣ−２１が挙げられる。

本発明の化合物の実施形態は、従って、任意の数の方法において有用性が見出され、有用性としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない：細胞計数；細胞ソーティング；生体マーカー検出；アポトーシスを定量すること；細胞生存性を決定すること；細胞表面抗原を同定すること；全ＤＮＡおよび／またはＲＮＡ含有量を決定すること；特異的核酸配列を（例えば、核酸プローブとして）同定すること；ならびに疾患（例えば、血液のがん）を診断すること。

上記の方法に加えて、本明細書で開示されるポリマーの実施形態は、種々の学問分野および方法における有用性（以下が挙げられるが、これらに限定されない：がん組織および他の組織の同定のための内視鏡検査手順における画像化；単一細胞および／または単一分子分析法、例えば、増幅がほぼないかもしくは全くないポリヌクレオチドの検出；例えば、がん細胞に優先的に結合する抗体もしくは糖または他の部分への本明細書で開示されるポリマーの結合によるがんの画像化；手術手順における画像化；種々の疾患の同定のためのヒストンの結合；例えば、本明細書で開示されるポリマーにおけるＭ部分を活性薬物部分で置き換えることによる薬物送達；ならびに／あるいは例えば、種々の叢および／または生物への本明細書で開示されるポリマーの優先的結合による歯科作業および他の手順における造影剤）が見出される。

構造（Ｉ）のポリマーのうちの任意の実施形態（上で示されるとおり）ならびに構造（Ｉ）のポリマーにおいてＲ^２、Ｒ^３、Ｌ’、Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、Ｐ^１、Ｐ^２、Ｑ、Ｑ’、Ｍ、ｍおよび／またはｎの変数について本明細書で示される任意の具体的選択（上で示されるとおり）は、独立して、構造（Ｉ）のポリマーの他の実施形態および／または変数と組み合わされて、上では具体的には示されない本発明の実施形態を形成し得ることは理解される。さらに、選択肢のリストが、特定の実施形態および／または請求項における任意の特定のＲ^２、Ｒ^３、Ｌ’、Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、Ｐ^１、Ｐ^２、Ｑ、Ｑ’、Ｍ、ｍおよび／またはｎの変数に関して列挙される場合において、各個々の選択は、上記特定の実施形態および／または請求項から削除され得ること、ならびにその残りの選択の列挙は、本発明の範囲内にあると考えられることは、理解される。

本明細書において、示される式の置換基および／または変数の組み合わせは、このような寄与が安定な化合物を生じる場合にのみ許容可能であることは、理解される。

本明細書で記載されるプロセスにおいて、中間体化合物の官能基が、適切な保護基によって保護される必要があり得ることはまた、当業者によって認識される。このような官能基としては、ヒドロキシ、アミノ、メルカプトおよびカルボン酸が挙げられる。ヒドロキシの適切な保護基としては、トリアルキルシリルまたはジアリールアルキルシリル（例えば、ｔ−ブチルジメチルシリル、ｔ−ブチルジフェニルシリルまたはトリメチルシリル）、テトラヒドロピラニル、ベンジルなどが挙げられる。アミノ、アミジノおよびグアニジノの適切な保護基としては、ｔ−ブトキシカルボニル、ベンジルオキシカルボニルなどが挙げられる。メルカプトの適切な保護基としては、−Ｃ（Ｏ）−Ｒ”（ここでＲ”は、アルキル、アリールまたはアリールアルキルである）、ｐ−メトキシベンジル、トリチルなどが挙げられる。カルボン酸の適切な保護基としては、アルキル、アリールまたはアリールアルキルエステルが挙げられる。保護基は、当業者に公知でありかつ本明細書で記載されるとおりである標準的技術に従って付加または除去され得る。保護基の使用は、Ｇｒｅｅｎ， Ｔ．Ｗ． ａｎｄ Ｐ．Ｇ．Ｍ． Ｗｕｔｚ、Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｇｒｏｕｐｓ ｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ（１９９９）、３ｒｄ Ｅｄ．， Ｗｉｌｅｙに詳細に記載される。当業者が認識するように、上記保護基はまた、ポリマー樹脂（例えば、Ｗａｎｇ樹脂、Ｒｉｎｋ樹脂または２−クロロトリチル−クロリド樹脂）であり得る。

さらに、遊離塩基または酸形態で存在する全ての本発明の化合物は、当業者に公知の方法による適切な無機塩基もしくは有機塩基または無機酸もしくは有機酸での処理によって、それらの塩に変換され得る。本発明の化合物の塩は、標準的技術によってそれらの遊離塩基形態または遊離酸形態へと変換され得る。

以下の実施例は、本明細書で開示されるポリマーを作製するための例示的方法を例証する。当業者がこれらポリマーを類似の方法によってまたは当業者に公知の他の方法を組み合わせることによって作製する能力があり得ることは、理解される。当業者が以下に記載されるのと類似の様式で、適切な出発構成要素を使用し、必要な場合には、合成のパラメーターを改変することによって、以下で具体的に例証されない他のポリマーを作製し得ることもまた、理解される。一般に、出発構成要素は、Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｌａｎｃａｓｔｅｒ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ， Ｉｎｃ．、Ｍａｙｂｒｉｄｇｅ、Ｍａｔｒｉｘ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、ＴＣＩ、およびＦｌｕｏｒｏｃｈｅｍ ＵＳＡなどのような供給源から得られ得るか、または当業者に公知の出典に従って合成され得る（例えば、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ： Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ， Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ， ａｎｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ、５ｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ（Ｗｉｌｅｙ， Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２０００）を参照のこと）か、または本発明において記載されるとおり調製され得る。

一般に、本明細書で記載されるポリマーは、当該分野で公知の技術に従って、例えば、公知の技術（例えば、固相ＤＮＡまたはペプチド合成）を使用してモノマーを重合することによって、調製され得る。荷電部分は、モノマーとして上記ポリマーへと組み込まれ得るか、または上記ポリマー自体が、荷電部分を含むように、例えば、アミン含有ポリマーとアルキルハライド（例えば、臭化メチル）もしくは酸との反応によって、改変され得る。同様に、蛍光および／または有色部分は、モノマーとして、または上記ポリマーの改変によって、組み込まれ得る。例えば、反応性部分（例えば、上記ポリマー上のアミンまたはカルボン酸）は、相補的基を含む蛍光または有色部分の結合点として（例えば、アミド結合の形成によって）使用され得る。

あるいは、適切な「クリック」官能基を含むポリマーが調製され、そして相補的「クリック」官能基を含む蛍光または有色部分は、当該分野で公知のとおりの「クリック」化学を使用してポリマーに共有結合される。クリック化学とは、迅速かつ実質的に不可逆性である任意の反応に言及する。クリック官能基とは、クリック化学条件下で共有結合を形成するように反応する官能基をいう。例示的なクリック反応および官能基としては、トリアゾリルを形成するアジドおよびアルキンの銅触媒性反応（ヒュスゲン（Ｈｕｉｓｅｓ）１，３−双極子環化付加反応）、ジエンおよびジエノフィルの反応（ディールス−アルダー）、歪み促進性アルキン−ニトロン環化付加、歪みアルケンと、アジド、テトラジンまたはテトラゾールとの反応、アルケンおよびアジドの［３＋２］環化付加、アルケンおよびテトラジン逆電子要請型ディールス−アルダー、アルケンおよびテトラゾール光化学反応、ならびに種々の置換反応（例えば、求電子性原子に対する求核攻撃による脱離基の置換）が挙げられる。いくつかの実施形態において、クリック反応は、水性環境の中で行われ得る。

いくつかの実施形態において、ポリマーは、ホスホロアミダイトおよびアルコール；アミンおよびエポキシド；アミンおよびアルデヒド；またはＮ−カルボキシ無水物を重合することによって調製される。荷電および／または蛍光および／または有色部分は、プレポリマー化されるモノマーに存在するか、または上記のとおりの重合後に付加される。いくつかの実施形態において、市販のポリマー（例えば、セルロース、デキストリン、デキストラン キトサンまたはゼラチンポリマー）は、荷電および／または蛍光および／または有色部分を含むように改変される。

固相ＤＮＡ合成技術によるポリマーの調製のために、モノマーは、反応スキームＩまたはＩＩに従って調製される。

反応スキームＩは、本明細書で開示されるポリマーを調製するために有用な中間体を調製するための例示的方法を図示し、ここでＲは、独立して、保護されたアルコールであり、各Ｌは、独立して、選択肢的なリンカーであり、Ｍは、蛍光または有色部分である。反応スキーム１を参照すると、構造ａの化合物は、購入され得るかまたは当業者に周知の方法によって調製される。Ｍ−Ｘ（ここでｘは、ブロモのようなハロゲンである）との、当該分野で公知の鈴木カップリング条件下での反応は、構造ｂの化合物を生じる。次いで、構造ｂの化合物は、当該分野で公知の方法に従ってホスホロアミダイトへと変換される。

反応スキームＩＩは、ポリマーの調製に有用なモノマーの調製のための代替の方法を図示する。Ｒ^１ ＬおよびＭが反応スキームＩにおいて上記で定義されるとおりである反応スキームＩＩを参照すると、構造ｃの化合物（これは、購入され得るか、または周知の技術によって調製され得る）は、Ｍ−Ｇ’と反応して、構造ｄの化合物を得る。ここでＧおよびＧ’は、相補的反応性を有する官能基（すなわち、反応して共有結合を形成する官能基（例えば、クリック官能基））を表す。Ｇ’は、Ｍへのペンダントであり得るかまたはＭの構造的骨格の一部であり得る。Ｇは、任意の数の本明細書中に記載される官能基、例えばアルキンであり得、Ｇ’はアジドであり得る。いくつかの実施形態において、ＧおよびＧ’は、それぞれ、アルキンおよびアジド、それぞれ、アミンおよび活性化エステル、またはそれぞれ、アミンおよびイソチオシアネートなどである。化合物ｄのホスホロアミダイトは、周知の技術に従って調製される。

このようにして調製されたホスホロアミダイトは、荷電部分を有する（または有するように改変され得る）ポリマーを生じるために、公知のＤＮＡ合成技術を使用して、および所望の官能基を有するホスホロアミダイトを使用して、ポリマーの中に組み込まれる。ＤＮＡ合成法は、当該分野で周知である。簡潔には、２個のアルコール基（例えば、上記の中間体ｂまたはｄの中のＲ^２およびＲ^３）は、それぞれ、ジメトキシトリチル（ＤＭＴ）基および２−シアノエチル−Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルアミノホスホロアミダイト基で官能化される。上記ホスホロアミダイト基は、代表的には、テトラゾールのような活性化因子の存在下でアルコール基にカップリングされ、続いて、ヨウ素でリン原子の酸化が行われる。上記ジメトキシトリチル基は、酸（例えば、クロロ酢酸）で除去されて、遊離アルコールを露出させ得、これは、ホスホロアミダイト基と反応させられ得る。この２−シアノエチル基は、水性アンモニアでの処理によるオリゴマー化の後に除去され得る。

上記オリゴマー化方法において使用されるホスホロアミダイトの調製もまた、当該分野で周知である。例えば、一級アルコール（例えば、Ｒ^３）は、ＤＭＴ−Ｃｌとの反応によって、ＤＭＴ基として保護され得る。次いで、二級アルコール（例えば、Ｒ^２）は、２−シアノエチルＮ，Ｎ−ジイソプロピルクロロホスホロアミダイトのような適切な試薬との反応によってホスホロアミダイトとして官能化される。ホスホロアミダイトの調製およびそれらのオリゴマー化の方法は、当該分野で周知であり、実施例の中でより詳細に記載される。

ある種の実施形態において、ポリマーは、ペプチド骨格を含む。このようなペプチドベースのポリマーは、確立された固相ペプチド法に従って調製され得、その荷電、蛍光および／または有色部分は、モノマーとして、または骨格の調製後に、導入される。例えば、例示的なペプチドベースのポリマーは、以下の反応スキームＩＩＩに従って調製され、ここでＰＧは、適切な保護基であり、Ｘは、固体支持体への連結であり、影付きの円は、適切な固体支持体であり、Ｍは、蛍光または有色部分である。

反応スキームＩＩＩを参照すると、小さな多孔性ビーズを、官能基ユニットで最初に処理し、これを、多孔性ビーズの表面に結合する。ペプチド鎖をその官能基ユニット部位上に構築し、それらが切断されるまで、ビーズに共有結合したままにする。結合するとき、ペプチド鎖を固相に固定化し、濾過プロセスの間に保持し、ここでその合成の液体試薬および副生成物を洗い流す。

固相合成の一般的サイクルは、脱保護−洗浄−カップリング−洗浄の反復サイクルのうちの１つである。ペプチドの遊離Ｎ末端アミン（固体支持体に結合されている）は、（例えば、ＦｍｏｃまたはＢｏｃで）Ｎ−保護されたアミノ酸基にカップリングされる。新たに導入したアミノ酸ユニットを脱保護して、新たなＮ末端アミンを現し、これをさらなるアミノ酸とさらに反応させる。このプロセスを反復し、ペプチド鎖を伸長する。

そのペプチド鎖が全ての所望のアミノ酸およびモノマーユニットを組み込むと、そのペプチド鎖をビーズから切断する。切断試薬（例えば、無水フッ化水素またはトリフルオロ酢酸）を使用して、ペプチド鎖をビーズから切断し得る。次いで、そのペプチド鎖を集め、精製し、特徴付けする。

荷電部分は、アミノ酸モノマーとして、または得られたペプチドの改変によって、導入される。あるいは、ペプチドは、上記のスキームに従って調製され、次いで、上記で示されるとおりのモノマーレベルにおいてＭを付加する代わりに、Ｍを含むように改変される。

一般的方法
質量分析を、Ｗａｔｅｒｓ／Ｍｉｃｒｏｍａｓｓ ＱｕａｔｔｒｏマイクロＭＳ／ＭＳシステムで（ＭＳのみモードで）、ＭａｓｓＬｙｎｘ ４．１獲得ソフトウェアを使用して行った。ＬＣ／ＭＳに使用した移動相は、１００ｍＭ １，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール（ＨＦＩＰ）、８．６ｍＭ トリエチルアミン（ＴＥＡ）、ｐＨ８である。ホスホロアミダイトおよび前駆体分子をまた、アセトニトリル／水移動相勾配を使用して、４５℃において保持した２．１ｍｍ×５０ｍｍ Ａｃｑｕｉｔｙ ＢＥＨ−Ｃ１８カラムを備えたＷａｔｅｒｓ Ａｃｑｕｉｔｙ ＵＨＰＬＣシステムを使用して、分析する。モノマー中間体の分子量を、Ｗａｔｅｒｓ／Ｍｉｃｒｏｍａｓｓ Ｑｕａｔｔｒｏ ｍｉｃｒｏ ＭＳ／ＭＳシステム（ＭＳのみモードで）でのトロピリウムカチオン注入増強イオン化（ｔｒｏｐｙｌｉｕｍ ｃａｔｉｏｎ ｉｎｆｕｓｉｏｎ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ）を使用して得る。励起および発光プロフィール実験を、Ｃａｒｙ Ｅｃｌｉｐｓｅ分光光度計で記録する。

全ての反応を、別段述べられなければ、窒素雰囲気下でオーブン乾燥したガラス器具の中で行う。市販のＤＮＡ合成試薬を、Ｇｌｅｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ（Ｓｔｅｒｌｉｎｇ， ＶＡ）から購入する。無水ピリジン、トルエン、ジクロロメタン、ジイソプロピルエチルアミン、トリエチルアミン、酢酸、ピリジン、およびＴＨＦを、Ａｌｄｒｉｃｈから購入する。全ての他の化学物質を、ＡｌｄｒｉｃｈまたはＴＣＩから購入し、さらに精製せずにそのまま使用する。

実施例１
固相ＤＮＡ技術を介するポリマーの合成

ポリマーを、１μｍｏｌスケールで、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ ３９４ ＤＮＡ／ＲＮＡ合成器で合成し、ポリマーは、３’−ホスフェート基または３’−Ｓ_２−（ＣＨ_２）_６−ＯＨ基を有する。合成を、ＣＰＧビーズまたはポリスチレン固体支持体上に直接合成する。そのポリマーを３’から５’方向において、標準的固相ＤＮＡ法および標準的β−シアノエチルホスホロアミダイト化学条件を使用するカップリングを使用して合成する。ホスホロアミダイト、スペーサーおよびリンカーをアセトニトリルに溶解して、０．１Ｍ溶液を作製し、以下の合成サイクルを使用して連続順序で付加する：１）ジクロロメタン中のジクロロ酢酸での５’−ジメトキシトリチル保護基の除去、２）アセトニトリル中の次のホスホロアミダイトと活性化因子試薬とのカップリング、３）ヨウ素／ピリジン／水で安定なＰ（ｖ）を形成するためのＰ（ＩＩＩ）の酸化、および４）無水酢酸／１−メチルイミダゾール（１−ｍｅｔｈｙｌｉｍｉｄｉｚｏｌｅ）／アセトニトリルでの任意の未反応５’−ヒドロキシル基のキャップ形成。合成サイクルを、全長ポリマーがアセンブリされるまで反復する。鎖アセンブリの最後に、上記モノメトキシトリチル（ＭＭＴ）基またはジメトキシトリチル（ＤＭＴ）基を、ジクロロメタン中のジクロロ酢酸で除去する。

その化合物を、ラベル付きエッペンドルフチューブの中に０．２μｍｏｌスケールにおいて、孔制御ガラス（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ−ｐｏｒｅ ｇｌａｓｓ）（ＣＰＧ）支持体上に提供する。４００μＬの２０〜３０％ ＮＨ_４ＯＨを添加し、穏やかに混合する。開いたチューブを、５５℃において約５分間、または過剰なガスが遊離するまで置き、次いで、チューブをきつく閉め、２時間（±１５分）インキュベートする。チューブを、加熱ブロックから取り出し、室温に達するようにし、続いて、１３，４００ＲＰＭで３０秒間の遠心分離を行って、その上清および固体を固める。上清を注意深く除去し、ラベル付きチューブに入れ、次いで、１５０μＬ アセトニトリルを添加して、支持体を洗浄する。洗浄物をそのチューブに添加した後、それらを、乾燥するまで４０℃のＣｅｎｔｒｉＶａｐ装置の中に入れる。

荷電、蛍光、および／または有色部分を、重合反応の間に、または重合後改変によって（固体支持体から除去する前または後に）、ホスホロアミダイトとして付加する。

その生成物を、ＥＳＩ−ＭＳ、ＵＶ吸光度、および蛍光分光法によって特徴づける。

実施例２
ＤＮＡベースの骨格を有するポリマーの調製

骨格内に陽電荷を含む例示的なポリマーを、上記の合成スキームに従って調製する。カップリング工程を所望の回数、反復して、所望の長さおよび電荷の数、ならびに蛍光および／または有色部分のポリマーを生成する。

骨格内に電荷を有する他のポリマーを、上記で図示されるように調製するが、以下のスペルミンホスホロアミダイト（Ｐｏｌｙｐｌｕｓおよび／またはＧｌｅｎｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈから市販）を使用する。

上記のホスホロアミダイトにおけるトリフルオロアセチル保護基をカップリング後に除去し、その遊離アミンを、プロトン化またはペル−アルキル化して、正に荷電した窒素基を得る。

ポリマー骨格にペンダント状になっている電荷を有するポリマーを、類似の手順に従って調製するが、以下のホスホロアミダイト：

のうちの一方を用いる。

ポリマーへと組み込んだ後に、上記のホスホロアミダイトにおけるＦ−ｍｏｃ保護基を、標準的な化学条件を使用して除去する。次いで、その遊離アミンをプロトン化するか、またはペルアルキル化して、ぶら下がっている陽電荷を得る。

実施例３
ペプチドベースの骨格を有するポリマーの調製

以下の構造：

のうちの一方を有する適切に保護されたアミノ酸を、当該分野で公知であり本明細書で記載されるとおりの固相技術を使用して、ペプチドへと組み込む。上記のアミノ酸のうちの一方または両方の遊離アミンアナログも、ペプチドへと組み込み、その遊離アミンを、カルボン酸を含む適切な蛍光または有色部分でアシル化する。あるいは、上記のアミノ酸のうちの一方または両方の遊離アミンアナログをペプチドへと組み込み、次いでその遊離アミンのうちのいくつかを、プロトン化またはペルアルキル化して、正電荷を含め、その遊離アミンのうちの他のものを、適切な蛍光または有色部分でアシル化する。

ペプチド骨格および負に荷電した部分を有するポリマーを調製するために、ポリグルタミン酸をまず調製する。次いで、その遊離カルボン酸部分のうちの一部を、例えば、アミドカップリングによって、アミン含有蛍光または有色部分とカップリングして、最終ポリマーを調製する。

実施例４
原子移動ラジカル重合によるポリマーの調製

２−アミノエチルメタクリレートおよび２−（メタクリルオキシ）エチルトリメチルアンモニウムを、上記のスキームに従って共重合する。上記重合した生成物における遊離アミンのうちの１またはこれより多くを、蛍光または有色部分でアシル化して、所望のポリマーを生成する。

実施例５
化合物のスペクトル検証

乾燥したポリマーを、１５０μＬの０．１Ｍ Ｎａ_２ＣＯ_３緩衝液中で再構成して、約１ｍＭストックを作製する。その濃ストックを、０．１×ＰＢＳ中で５０倍希釈し、ＮａｎｏＤｒｏｐ ＵＶ分光計で分析して、吸光度読み取り値を得る。吸光度読み取り値を、吸光係数（各ＦＡＭユニットにつき７５，０００ Ｍ^−１ ｃｍ^−１）およびベールの法則とともに使用して、そのストックの正確な濃度を決定する。その計算したストック濃度から、約４ｍＬの５μＭ 溶液を０．１Ｍ Ｎａ_２ＣＯ_３（ｐＨ９）中で作製し、１×１ｃｍ石英キュベット中、３００ｎｍから７００ｎｍのスペクトル範囲を使用して、Ｃａｒｙ ６０ ＵＶ分光計で分析して、その基に対する吸光度全体を測定する。これらの５μＭ溶液から、第２の希釈を、５０ｎＭまたは２５ｎＭのいずれかで（同様に０．１Ｍ Ｎａ_２ＣＯ_３、ｐＨ９中で）Ｃａｒｙ Ｅｃｌｉｐｓｅ蛍光計でのスペクトル分析のために行う。励起を４９４ｎｍに設定し、発光スペクトルを４９９ｎｍから７００ｎｍまで集める。

本明細書において言及される米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願および非特許刊行物の全ては、本記載と矛盾しない程度までそれらの全体において本明細書に参考として援用される。

前述から、本発明の具体的実施形態が例証目的のために本明細書で記載されてきたものの、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、種々の改変がなされ得ることは認識される。よって、本発明は、添付の特許請求の範囲による場合を除いて限定されない。

Claims (53)

1. ポリマーであって、該ポリマーは、
   ｉ）骨格；
   ｉｉ）該骨格上の２個またはこれより多くの荷電部分；ならびに
   ｉｉｉ）該骨格上の第１および第２の有色または蛍光部分、
   を含み、ここで該２個またはこれより多くの荷電部分は、該第１および第２の有色または蛍光部分の間の該ポリマー骨格上の位置にあり、ただし該荷電部分のうちの少なくとも１個は、ホスフェートではない、ポリマー。
2. 前記荷電部分は、正に荷電している、請求項１に記載のポリマー。
3. 前記荷電部分は、プロトン化アミンまたは四級アミン官能基を含む、請求項２に記載のポリマー。
4. 前記荷電部分は、負に荷電している、請求項１に記載のポリマー。
5. 前記荷電部分は、カルボン酸またはスルフェート官能基を含む、請求項４に記載のポリマー。
6. 前記荷電部分は、前記ポリマー骨格内にある、請求項１〜５のいずれか１項に記載のポリマー。
7. 前記荷電部分は、選択肢的なリンカーを介して前記骨格に対してペンダント状になって共有結合される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のポリマー。
8. 前記骨格は、ホスホロアミダイトおよびアルコール；アミンおよびエポキシド；アミンおよびアルデヒド；またはＮ−カルボキシ無水物の重合から生じる骨格を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載のポリマー。
9. 前記骨格は、ポリアミド、ポリアミン、デキストリン、デキストラン、セルロース、キトサン、ポリアクリレート、ポリスルフェートまたはポリカルボン酸を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載のポリマー。
10. 以下の構造（Ｉ）：
    

    

    またはその立体異性体、塩もしくは互変異性体を有し、ここで：
    Ｍは、各存在において、独立して、前記蛍光または有色部分であり；
    Ｐ^１は、各存在において、独立して、前記２個の荷電部分を含む前記骨格のセクションであり；
    Ｐ^２は、各存在において、独立して、該蛍光または有色部分が結合される該骨格のセクションであり；
    Ｌ^１は、各存在において、独立して、ｉ）選択肢的なアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンもしくはヘテロ原子リンカー；またはｉｉ）２個の相補的反応性基の反応によって形成できる官能基を含むリンカー、のいずれかであり；
    Ｌ^２は、各存在において、独立して、非存在、該骨格のセクション、またはＰ^２をＲ^２にもしくはＰ^２をＲ^３に連結するリンカーであり；
    Ｌ^３は、各存在において、独立して、Ｐ^１をＰ^２に連結する選択肢的なリンカーであり；
    Ｒ^１は、各存在において、独立して、Ｈ、アルキルまたはアルコキシであり；
    Ｒ^２およびＲ^３は、各々独立して、Ｈ、ＯＨ、ＳＨ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、ヘテロアルキル、−ＯＰ（＝Ｒ_ａ）（Ｒ_ｂ）Ｒ_ｃ、ＱまたはＬ’であり；
    Ｒ_ａは、ＯまたはＳであり；
    Ｒ_ｂは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ⁻、Ｓ⁻、ＯＲ_ｄまたはＳＲ_ｄであり；
    Ｒ_ｃは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ⁻、Ｓ⁻、ＯＲ_ｄ、ＯＬ’、ＳＲ_ｄ、アルキル、アルコキシ、ヘテロアルキル、ヘテロアルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルまたはチオホスホアルキルエーテルであり；
    Ｒ_ｄは、対イオンであり；
    Ｑは、各存在において、独立して、分析物分子、標的化部分、固体支持体または相補的反応性基Ｑ’と共有結合を形成できる反応性基を含む部分、またはその保護されたアナログであり；
    Ｌ’は、各存在において、独立して、Ｑへの共有結合を含むリンカー、標的化部分への共有結合を含むリンカー、分析物分子への共有結合を含むリンカー、固体支持体への共有結合を含むリンカー、固体支持体残基への共有結合を含むリンカー、ヌクレオシドへの共有結合を含むリンカーまたは構造（Ｉ）のさらなる化合物への共有結合を含むリンカーであり；そして
    ｎは、１またはこれより大きな整数である、
    請求項１〜９のいずれか１項に記載のポリマー。
11. Ｐ^１は、以下の構造：
    

    

    

    のうちの１つを有し、ここで：
    Ｒは、ＨまたはＣ_１−Ｃ_６アルキルであり；
    ｘは、０〜６の整数であり；そして
    ｍは、１またはこれより大きな整数であるが、ただしｍは、Ｐ^１が少なくとも２個の荷電部分を含むように選択される、
    請求項１０に記載のポリマー。
12. Ｌ^１は、各存在において、２個の相補的反応性基の反応によって形成できる官能基を含むリンカーである、請求項１０〜１１のいずれか１項に記載のポリマー。
13. Ｌ^１の少なくとも１個の存在に関して、前記官能基は、アルデヒド、オキシム、ヒドラゾン、アルキン、アミン、アジド、アシルアジド、アシルハライド、ニトリル、ニトロン、スルフヒドリル、ジスルフィド、スルホニルハライド、イソチオシアネート、イミドエステル、活性化エステル、ケトン、α，β−不飽和カルボニル、アルケン、マレイミド、α−ハロイミド、エポキシド、アジリジン、テトラジン、テトラゾール、ホスフィン、ビオチンまたはチイラン官能基と、相補的反応性基との反応によって形成できる、請求項１２に記載のポリマー。
14. Ｌ^１の少なくとも１個の存在に関して、前記官能基は、アルキンおよびアジドの反応によって形成できる、請求項１２に記載のポリマー。
15. Ｌ^１の少なくとも１個の存在に関して、前記官能基は、アルケン、エステル、アミド、チオエステル、ジスルフィド、炭素環式、複素環式またはヘテロアリール基を含む、請求項１２に記載のポリマー。
16. Ｌ^１の少なくとも１個の存在に関して、Ｌ^１は、トリアゾリル官能基を含むリンカーである、請求項１２に記載のポリマー。
17. Ｌ^１の少なくとも１個の存在に関して、Ｌ^１−Ｍは、以下の構造：
    

    

    を有し、ここでＬ^１ａおよびＬ^１ｂは、各々独立して、選択肢的なリンカーである、請求項１２に記載のポリマー。
18. Ｌ^１の少なくとも１個の存在に関して、Ｌ^１−Ｍは、以下の構造：
    

    

    を有し、ここでＬ^１ａおよびＬ^１ｂは、各々独立して、選択肢的なリンカーである、請求項１２に記載のポリマー。
19. Ｌ^１は、各存在において、独立して、選択肢的なアルキレンまたはヘテロアルキレンリンカーである、請求項１０または１１のいずれか１項に記載のポリマー。
20. Ｌ^２およびＬ^３は、各存在において、独立して、Ｃ_１−Ｃ_６アルキレン、Ｃ_２−Ｃ_６アルケニレンまたはＣ_２−Ｃ_６アルキニレンである、請求項１０〜１９のいずれか１項に記載のポリマー。
21. Ｒ^２およびＲ^３は、各々独立して、ＯＨまたは−ＯＰ（＝Ｒ_ａ）（Ｒ_ｂ）Ｒ_ｃである、請求項１０〜２０のいずれか１項に記載のポリマー。
22. Ｒ^２またはＲ^３のうちの一方は、ＯＨまたは−ＯＰ（＝Ｒ_ａ）（Ｒ_ｂ）Ｒ_ｃであり、Ｒ^２またはＲ^３のうちの他方は、ＱまたはＱへの共有結合を含むリンカーである、請求項１０〜２０のいずれか１項に記載のポリマー。
23. Ｑは、求核性反応性基、求電子性反応性基または環化付加反応性基を含む、請求項１０〜２０または２２のいずれか１項に記載のポリマー。
24. Ｑは、スルフヒドリル、ジスルフィド、活性化エステル、イソチオシアネート、アジド、アルキン、アルケン、ジエン、ジエノフィル、酸ハライド、スルホニルハライド、ホスフィン、α−ハロアミド、ビオチン、アミノまたはマレイミド官能基を含む、請求項２３に記載のポリマー。
25. 前記活性化エステルは、Ｎ−スクシンイミドエステル、イミドエステルまたはポリフルオロフェニルエステルである、請求項２４に記載のポリマー。
26. 前記アジドは、アルキルアジドまたはアシルアジドである、請求項２４に記載のポリマー。
27. Ｑは、表１から選択される部分である、請求項１０〜２０または２２のいずれか１項に記載のポリマー。
28. Ｒ^２またはＲ^３のうちの一方は、ＯＨまたは−ＯＰ（＝Ｒ_ａ）（Ｒ_ｂ）Ｒ_ｃであり、Ｒ^２またはＲ^３のうちの他方は、分析物分子への共有結合を含むリンカーまたは固体支持体への共有結合を含むリンカーである、請求項１０〜２０のいずれか１項に記載のポリマー。
29. 前記分析物分子は、核酸、アミノ酸またはこれらのポリマーである、請求項２８に記載のポリマー。
30. 前記分析物分子は、酵素、レセプター、レセプターリガンド、抗体、糖タンパク質、アプタマーまたはプリオンである、請求項２８に記載のポリマー。
31. 前記固体支持体は、ポリマービーズまたは非ポリマービーズである、請求項２８に記載のポリマー。
32. ｎは、１〜１００の整数である、請求項１０〜３１のいずれか１項に記載のポリマー。
33. ｎは、１〜１０の整数である、請求項１０〜３１のいずれか１項に記載のポリマー。
34. 前記有色または蛍光部分は、各存在において、独立して、４個もしくはこれより多くのアリールもしくはヘテロアリール環、またはこれらの組み合わせを含む部分である、請求項１〜３１のいずれか１項に記載のポリマー。
35. 前記有色または蛍光部分は、各存在において、独立して、少なくとも４個の縮合環を含む縮合多環式アリール部分を含む、請求項１〜３４のいずれか１項に記載のポリマー。
36. 前記有色または蛍光部分は、各存在において、独立して、ジメチルアミノスチルベン、キナクリドン、フルオロフェニル−ジメチル−ＢＯＤＩＰＹ、ｈｉｓ−フルオロフェニル−ＢＯＤＩＰＹ、アクリジン、テリレン、セキシフェニル、ポルフィリン、ベンゾピレン、（フルオロフェニル−ジメチル−ジフルオロボラ−ジアザ−インダセン）フェニル、（ビス−フルオロフェニル−ジフルオロボラ−ジアザ−インダセン）フェニル、クアテルフェニル、ビ−ベンゾチアゾール、ター−ベンゾチアゾール、ビ−ナフチル、ビ−アントラシル、スクアライン、スクアリリウム、９，１０−エチニルアントラセンまたはター−ナフチル部分である、請求項１〜３５のいずれか１項に記載のポリマー。
37. 前記有色または蛍光部分は、各存在において、独立して、ｐ−ターフェニル、ペリレン、アゾベンゼン、フェナジン、フェナントロリン、アクリジン、チオキサントレン、クリセン、ルブレン、コロネン、シアニン、ペリレンイミド、もしくはペリレンアミドまたはその誘導体である、請求項１〜３６のいずれか１項に記載のポリマー。
38. 前記有色または蛍光部分は、各存在において、独立して、クマリン染料、レゾルフィン染料、ジピロメテンボロンジフルオリド染料、ルテニウムビピリジル染料、エネルギー移動染料、チアゾールオレンジ染料、ポリメチンまたはＮ−アリール−１，８−ナフタルイミド染料である、請求項１〜３７のいずれか１項に記載のポリマー。
39. 前記有色または蛍光部分は、各存在において、独立して、ピレン、ペリレン、ペリレンモノイミドもしくは６−ＦＡＭまたはその誘導体である、請求項１〜３８のいずれか１項に記載のポリマー。
40. 前記有色または蛍光部分は、各存在において、独立して、以下の構造：
    

    

    のうちの１つを有する、請求項１〜３９のいずれか１項に記載のポリマー。
41. 表２から選択されるポリマー。
42. サンプルを染色するための方法であって、該方法は、該サンプルに、請求項１〜４１のいずれか１項に記載のポリマーを、該サンプルが適切な波長で照射される場合に光学的応答を生じるために十分な量で添加する工程を包含する方法。
43. 前記光学的応答は、蛍光応答である、請求項４２に記載の方法。
44. 前記サンプルは、細胞を含む、請求項４２〜４３のいずれか１項に記載の方法。
45. 前記細胞をフローサイトメトリーによって観察する工程をさらに包含する、請求項４４に記載の方法。
46. 前記蛍光応答を、検出可能に異なる光学的特性を有する第２の発蛍光団の蛍光応答から区別する工程をさらに包含する、請求項４３に記載の方法。
47. 分析物分子を視覚的に検出するための方法であって、該方法は、
    （ａ）請求項１〜４１のいずれか１項に記載のポリマーを提供する工程であって、該ポリマーが、該分析物分子への共有結合を含む工程；および
    （ｂ）該ポリマーをその視覚的特性によって検出する工程、
    を包含する方法。
48. 分析物分子を視覚的に検出するための方法であって、該方法は、
    （ａ）Ｒ^２またはＲ^３は、ＱまたはＱへの共有結合を含むリンカーである請求項１０に記載のポリマーと、該分析物分子とを混合する工程；
    （ｂ）Ｑと該分析物分子上の相補的基との反応によって該化合物および該分析物分子の結合体を形成する工程；ならびに
    （ｃ）該結合体をその視覚的特性によって検出する工程、
    を包含する方法。
49. 請求項１〜４１のいずれか１項に記載のポリマーおよび１もしくはこれより多くの分析物分子を含む、組成物。
50. 前記１もしくはこれより多くの分析物分子の検出のための分析方法における請求項４９に記載の組成物の使用。
51. 請求項１〜４１のいずれか１項に記載の化合物およびシクロデキストリンを含む、組成物。
52. 前記シクロデキストリンは、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリンまたはγ−シクロデキストリンである、請求項５１に記載の組成物。
53. 前記組成物は、水を含む、請求項５１〜５２のいずれか１項に記載の組成物。