WO2023032994A1 - 化合物及びこれを用いた標識生体物質 - Google Patents
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- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
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- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/531—Production of immunochemical test materials
- G01N33/532—Production of labelled immunochemicals
- G01N33/533—Production of labelled immunochemicals with fluorescent label
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- G01N33/58—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances
- G01N33/582—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances with fluorescent label
Definitions
- the present invention relates to compounds and labeled biological substances using the same.
- a fluorescent compound fluorochrome
- WB Western blotting
- the presence or absence or abundance of the specific protein is detected using a fluorescence-labeled antibody that binds to this protein.
- a fluorescence method is used.
- in vivo fluorescence imaging that observes specific parts of the organism visualized by fluorescent labeling is one of the techniques for in vivo observation. used as one.
- fluorescent labeling organic fluorescent dye molecules are generally used, and the brightness (fluorescence intensity) is generally increased by using a fluorescently labeled biological substance in which multiple fluorescent dye molecules are bound.
- fluorescent organic dyes such as cyanine dyes and rhodamine dyes, have aromatic chromophores with high planarity, so they tend to interact with each other. Fluorescence intensity is likely to decrease due to interaction such as self-association between them.
- DOL fluorescence labeling rate
- Non-Patent Document 1 discloses binding a near-infrared fluorescent dye (NIRF dye) and a near-infrared quencher dye (NIRQ dye) with a polyproline linker. According to the technique described in Non-Patent Document 1, by adjusting the distance between the NIRF dye and the NIRQ dye with the linker, fluorescence is quenched by fluorescence resonance energy transfer (FRET) and detected by photoacoustic imaging.
- NIRF dye near-infrared fluorescent dye
- NIRQ dye near-infrared quencher dye
- Patent Document 1 discloses an amphipathic nanometer having a specific targeting ability for biomarkers (substances in the body that serve as physiological indicators such as changes in disease conditions) used for diagnosis and/or treatment.
- Amphiphilic particles comprising block copolymers containing hydrophilic and hydrophobic macromolecules (A) and block copolymers containing peptides and hydrophobic macromolecules (B) that are degraded by proteolytic enzymes Disclosed are nanoparticles.
- Patent Document 1 discloses that proline can be used as a constituent of the hydrophobic polymer, and that the nanoparticles may contain a fluorescent substance.
- WO 2005/010000 discloses compounds for diagnostic and/or therapeutic applications, which contain peptides capable of binding to fibrin and which have proline-derived structures in the peptide chain. According to the technique described in Patent Document 2, this compound may contain a fluorescent dye.
- a 1 represents a structure represented by the following general formula (a1)
- a 2 represents a structure represented by the following general formula (a2)
- B is a structure represented by the following general formula (b). indicates
- X 1 to X 6 represent -O-, -S-, >NR 1 or >CR 2 R 3 .
- R 1 to R 3 represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an acyl group, an aryl group, a heteroaryl group, —NR 9 R 10 , —OR 11 or an anionic group.
- R 9 to R 11 represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an acyl group, an aryl group or a heteroaryl group.
- Y1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group or a heteroaryl group.
- L 1 represents a divalent linking group.
- R4 and R5 represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group or a heteroaryl group.
- R6 and R7 are hydrogen atom, hydroxy group, sulfanyl group, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, acyl group, heteroaryl group, anionic group, cationic group or Q indicates Q represents a carboxy group, a substituent capable of binding to a biological substance, or a substituent capable of binding to a solid support.
- L 2 to L 7 each represent a single bond or a divalent linking group.
- M represents a fluorescent moiety, a physiologically active substance moiety, a prodrug moiety, or a radioisotope-containing moiety.
- q is an integer of 1 or more.
- a 1 , A 2 , B and p have the same meanings as A 1 , A 2 , B and p above. However, at least one of M represents a phosphor portion.
- M represents a phosphor portion.
- [3] The compound according to [1] or [2], wherein at least one of l and n is an integer of 3 or more.
- [5] The compound according to any one of [1] to [4], wherein L 1 is a linking group containing a ring structure.
- the compound of the present invention When used as a label for a biological substance, etc., it can exhibit excellent fluorescence intensity in both application to a solution and application to a membrane.
- the labeled biological material of the present invention exhibits excellent fluorescence intensity in both application to a solution and application to a membrane.
- substituents when there are multiple substituents, linking groups, structural units, etc. (hereinafter referred to as substituents, etc.) represented by specific symbols or formulas, or when multiple substituents, etc. are defined at the same time, special Unless otherwise specified, each substituent may be the same or different. This also applies to the number of substituents and the like. In addition, when a plurality of substituents and the like are close to each other (especially when they are adjacent), they may be linked together to form a ring unless otherwise specified. In addition, unless otherwise specified, rings such as alicyclic rings, aromatic rings and heterocyclic rings may be further condensed to form condensed rings.
- the structure represented by general formula (a1) below means that l (l is an integer of 1 (one) or more) of structures represented by general formula (i) below are connected. do.
- l structures represented by general formula (i) may be the same or different.
- X 1 to X 3 in general formula (i) below have the same meanings as X 1 to X 3 in general formula (a1) below. This is the same for structures enclosed in ( ) m, structures enclosed in ( ) n, structures enclosed in ( ) p, and structures enclosed in [ ] q, and there are m structures may be the same or different, n structures may be the same or different, p structures may be the same or different, and q structures may be the same or different.
- the plurality of A 1 may be the same or different
- the plurality of A 2 may be the same or different
- the plurality of A 2 may be the same or different
- B in may be the same or different.
- the double bond may be either E-type or Z-type in the molecule, or a mixture thereof.
- the configuration may be any of R and S in R, S notation, and a mixture thereof There may be.
- the term "compound” and “substituent” includes not only the compound itself and the substituent itself, but also its salts and ions.
- the "carboxy group” is a carboxylate ion or a salt thereof group
- the "sulfo group” is a sulfonate ion or a salt thereof group
- the "phosphono group” is a phosphonate ion or a salt thereof group.
- the monovalent or polyvalent cation for forming the above salt structure is not particularly limited, and includes inorganic cations, organic cations, etc.
- alkali metals such as Na + , Li + and K + cations, alkaline earth metal cations such as Mg 2+ , Ca 2+ and Ba 2+ , and organic ammonium cations such as trialkylammonium cations and tetraalkylammonium cations.
- the type of the salt may be one type, or two or more types may be mixed, and the salt type and free acid structure groups may be mixed in the compound. and a free acid structure compound may be mixed. All of the compounds of the present invention are neutral compounds. In the present invention, that a compound is neutral means that it is electrically neutral.
- the charge of the compound as a whole is adjusted to 0 by the charged group or counterion in the compound.
- the cyanine dye represented by the general formula ( ⁇ ) which is an example of the dye constituting the phosphor portion
- the formal charge of the nitrogen atom to which R 42 is bonded is +1, and the formal charge is paired with the Therefore
- the dissociative group such as sulfo group in the cyanine dye or other structure in the compound of the present invention has an ionic structure such as sulfonate ion, so that the compound of the present invention is a compound with no charge as a whole.
- ⁇ the formal charge of the nitrogen atom to which R 42 is bonded
- each general formula relating to the cyanine dye defined in the present invention the positive charge possessed by the compound is specifically indicated as a structure possessed by a specific nitrogen atom for convenience.
- the cyanine dye defined in the present invention has a conjugated system, in fact, other atoms other than the nitrogen atom may take a positive charge, and one of the chemical structures is represented by each general formula Any cyanine dye that can have a structure is included in the cyanine dye represented by each general formula. This also applies to negative charges. Moreover, it is a meaning including the thing which changed a part of structure in the range which does not impair the effect of this invention.
- substituents e.g., groups expressed as “alkyl group”, “methyl group”, “methyl”, etc.
- linking groups e.g., "alkylene group”, “methylene group”, “methylene”
- alkylene group e.g., "alkylene group"
- methylene group e.g., "methylene”
- preferred substituents in the present invention are substituents selected from the group T of substituents described below.
- this number of carbon atoms means the number of carbon atoms in the entire group unless otherwise specified in the present invention or this specification.
- this group is in the form of further having a substituent, it means the total number of carbon atoms including this substituent.
- the numerical range represented using “ ⁇ ” means a range including the numerical values described before and after " ⁇ " as lower and upper limits.
- the compound of the present invention is a compound having a phosphor moiety and a structure represented by general formula (I) described below. Although the details of why the compound of the present invention can obtain a labeled biological substance exhibiting excellent fluorescence intensity in any of the states of solution, membrane, and dot blot are not clear, it is considered as follows.
- the structure represented by the general formula (I), which will be described later, contained in the compound of the present invention is a structure composed of a repeating unit (repeating number of 1 or more) containing a nitrogen-containing saturated five-membered ring such as a ring structure derived from proline .
- the compound of the present invention has an intermolecular or intramolecular fluorescence when it has two or more phosphor moieties due to the structure having a relatively rigid structure represented by the general formula (I) and a phosphor moiety. It is thought that quenching due to body association can be effectively suppressed. Therefore, the labeled biological material obtained using the compound of the present invention can exhibit excellent fluorescence intensity in any of the usage forms of solution, membrane, and dot blot.
- the compound of the present invention has a phosphor moiety and a structure represented by the following general formula (I).
- a 1 represents a structure represented by the following general formula (a1)
- a 2 represents a structure represented by the following general formula (a2)
- B represents a structure represented by the following general formula (b). indicate.
- X 1 to X 6 represent -O-, -S-, >NR 1 or >CR 2 R 3 .
- R 1 to R 3 represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an acyl group, an aryl group, a heteroaryl group, —NR 9 R 10 , —OR 11 or an anionic group.
- R 9 to R 11 represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an acyl group, an aryl group or a heteroaryl group.
- Y1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group or a heteroaryl group.
- L 1 represents a divalent linking group.
- l, m, n and p are integers of 1 or more. * indicates a bond.
- the structure represented by general formula (b) is a structure different from the structure represented by general formula (a1) and the structure represented by general formula (a2). That is, L 1 and Y 1 in general formula (b) may combine to form a ring, and the ring to be formed includes the nitrogen atom, X 1 to X 3 and It is not a 5-membered ring having carbon atoms as ring-constituting atoms, nor is it a 5-membered ring having a nitrogen atom, X 4 to X 6 and carbon atoms as ring-constituting atoms in general formula (a2).
- the phosphor moiety may be contained in the compound of the present invention in a covalently bonded state, and in the structure represented by the general formula (I), any substituent may be bonded as a group possessed It may be bonded directly or via a linking group to the bond * in general formula (I) as a structure separate from the structure represented by general formula (I).
- Examples of the form in which the phosphor moiety is bonded to the bond * in general formula (I) directly or via a linking group include compounds represented by general formula (II) described below.
- At least one phosphor part should be contained in the compound of the present invention. It is preferable that two or more phosphor parts are included.
- the description and specific examples of the phosphor portion in the compound represented by formula (II) described later can be applied.
- the structure represented by general formula (a1) is preferably a structure represented by either general formula (IA) or (IB) below, considering stereoisomers.
- X 1 to X 3 and l in the general formula below have the same meanings as X 1 to X 3 and l in the general formula (a1).
- the structure represented by general formula (a2) is preferably a structure represented by either general formula (IA) or (IB) below in consideration of stereoisomers.
- X 1 to X 3 and l in general formulas (IA) and (IB) are synonymous with X 4 to X 6 and n in general formula (a2) above.
- X 1 to X 6 represent -O-, -S-, >NR 1 or >CR 2 R 3 .
- R 1 to R 3 represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an acyl group, an aryl group, a heteroaryl group, —NR 9 R 10 , —OR 11 or an anionic group.
- the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, acyl group, aryl group, heteroaryl group and anionic group that can be taken as R 1 to R 3 are the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group and acyl group in the substituent group T described later.
- alkyl groups, alkenyl groups, alkynyl groups, acyl groups, aryl groups and heteroaryl groups that can be used as R 1 to R 3 may be unsubstituted or substituted.
- substituents that the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, acyl group, aryl group and heteroaryl group in R 1 to R 3 may have include substituents in the substituent group T described later. , halogen atoms are preferred.
- R 9 to R 11 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an acyl group, an aryl group or a heteroaryl group.
- Alkyl groups, alkenyl groups, alkynyl groups, acyl groups, aryl groups and heteroaryl groups that can be taken as R 9 to R 11 are alkyl groups, alkenyl groups, alkynyl groups, acyl groups, aryl groups and It has the same definition as heteroaryl group, and the preferred range is also the same.
- Alkyl groups, alkenyl groups, alkynyl groups, acyl groups, aryl groups and heteroaryl groups that can be used as R 9 to R 11 may be unsubstituted or substituted.
- substituents that the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, acyl group, aryl group and heteroaryl group in R 9 to R 11 may have include substituents in the substituent group T described later. , halogen atoms are preferred.
- a hydrogen atom or an alkyl group is preferable for R 9 to R 11 .
- R 1 to R 3 are preferably a hydrogen atom, an alkyl group, —NR 8 R 9 , —OR 10 or an anionic group, more preferably a hydrogen atom, an alkyl group, —NR 8 R 9 or —OR 10 , and hydrogen Atoms are more preferred.
- At least one of X 1 to X 3 is preferably >CR 2 R 3 , more preferably at least two are >CR 2 R 3 , and all are >CR 2 R 3 is preferred.
- At least one of X 4 to X 6 is preferably >CR 2 R 3 , more preferably at least two are >CR 2 R 3 , and all are >CR 2 R 3 is preferred. Note that X 1 to X 6 may or may not have a phosphor portion.
- the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group and heteroaryl group that can be taken as Y 1 are synonymous with the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group and heteroaryl group in the substituent group T described later, and are preferred. The range is also the same. Examples of substituents that the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group and heteroaryl group in Y 1 may have include substituents in the substituent group T described later, and for example, a halogen atom is preferable. Y 1 is preferably a hydrogen atom.
- R a1 and R a2 each represent a hydrogen atom or a monovalent substituent.
- the alkylene group that can constitute L 1 is synonymous with a group obtained by removing one hydrogen atom from an alkyl group selected from the substituent group T described later, and the preferred ones are also the same.
- the number of carbon atoms in the alkylene portion (that is, the portion excluding the substituent portion of the alkylene group) is preferably 1-30, more preferably 1-20, and even more preferably 1-15.
- the alkenylene group that can constitute L 1 has the same definition as a group obtained by removing one hydrogen atom from an alkenyl group selected from the substituent group T described later, and the preferred ones are also the same.
- the number of carbon atoms in the alkenylene portion (that is, the portion of the alkenylene group excluding the substituent portion) is preferably 2-30, more preferably 2-20, even more preferably 2-15.
- the alkynylene group that can constitute L 1 has the same definition as a group obtained by removing one hydrogen atom from an alkynyl group selected from the substituent group T described later, and the preferred ones are also the same.
- the number of carbon atoms in the alkynylene portion (that is, the portion other than the substituent portion of the alkynylene group) is preferably 2-30, more preferably 2-20, even more preferably 2-15.
- the alkylene group, alkenylene group and alkynylene group that can constitute L 1 may each be linear or branched.
- a divalent ring group that can constitute L 1 is a group obtained by removing one hydrogen atom from a ring group (i.e., a cycloalkyl group, a cycloalkenyl group, an aryl group or a heterocyclic group) in the substituent group T described later. is synonymous with cycloalkylene group, cycloalkenylene group, arylene group, heteroarylene group or divalent aliphatic heterocyclic group, and preferred ones are also the same.
- the arylene group that can constitute L 1 the arylene portion (that is, the portion excluding the substituent portion of the arylene group) preferably has 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18 carbon atoms, More preferably 6-14.
- the arylene group is preferably a phenylene group or a group obtained by removing two hydrogen atoms from phenanthrene.
- the heteroarylene portion (that is, the portion excluding the substituent portion of the heteroarylene group) preferably has 2 to 16 carbon atoms, preferably 2 to 12 carbon atoms. More preferably, 2 to 8 is even more preferable.
- the heteroarylene group is preferably a 5- or 6-membered heteroarylene group having >NH as a ring-constituting atom, more preferably a divalent group obtained by removing two hydrogen atoms from a pyrrole ring, an imidazole ring or a triazole ring. .
- the divalent ring group that can constitute L 1 is preferably an arylene group or a heteroarylene group.
- Preferred monovalent substituents that can be used as R a1 and R a2 are alkyl groups, alkenyl groups, alkynyl groups, aryl groups and heteroaryl groups.
- the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group and heteroaryl group that can be taken as R a1 and R a2 are synonymous with the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group and heteroaryl group in Substituent Group T described later. Yes, and the preferred range is also the same.
- These substituents may be further substituted with a group selected from the substituent group T.
- R a1 and R a2 are preferably a hydrogen atom or an alkyl group, more preferably a hydrogen atom.
- L 1 may have, examples of groups in which two or more of the above are combined include an aryl group, a heteroaryl group, a hydroxy group, a carbamoyl group, an acylamino group, an anionic group, an anionic group, or Groups in which two or more kinds of polyalkyleneoxy groups are combined are preferable, and an anionic group, an aryl group substituted with a cationic group or a hydroxy group, a heteroaryl group substituted with an anionic group, a cationic group or a hydroxy group, A carbamoyl group having a polyalkyleneoxy group as a substituent or an acylamino group having a polyalkyleneoxy group as a substituent is more preferable.
- the polyalkyleneoxy group may be directly bonded to the carbamoyl group, a linking group obtained by removing one hydrogen atom from the carbamoyl group or acylamino group, etc. may be bonded to the carbamoyl group via Similarly, in the acylamino group having a polyalkyleneoxy group as a substituent, the polyalkyleneoxy group may be directly bonded to the acylamino group, and a linking group obtained by removing one hydrogen atom from the carbamoyl group or acylamino group. or the like to the acylamino group.
- the types of groups to be combined are not particularly limited as long as they have an appropriate chemical structure.
- the type of is not particularly limited, but for example, 1 to 6 types are preferable, 1 to 4 types are more preferable, and 1 to 2 types are more preferable.
- an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, a cycloalkylene group, a cycloalkenylene group, an arylene group, a heteroarylene group, a divalent aliphatic heterocyclic group, -O-, >NR a1 , >C O, >S
- the divalent linking group L 1 is preferably an alkylene group, an arylene group or a heteroarylene group, or a combination of two or more of these groups, such as an alkylene group, an arylene group, a heteroarylene group, an alkylene-arylene-alkylene, or , alkylene-heteroarylene-alkylene is more preferable, an alkylene group, an arylene group or a heteroarylene group is more preferable, and an alkylene group is particularly preferable.
- the divalent linking group L 1 is preferably a linking group having 1 to 8 atoms at the shortest linking >NY 1 and >C ⁇ O in the general formula (b), and is a linking group having 1 to 6 atoms. is more preferred, and 1 to 4 linking groups are even more preferred. From the viewpoint of suppressing association of phosphor portions, the minimum number of atoms in L1 is preferably 1 or 2, more preferably 1.
- L 1 is preferably a linking group containing a ring structure.
- L 1 is a linking group containing a ring structure.
- Examples of the ring structure in the above form (i) include divalent ring groups that can constitute L 1 described above.
- the form (ii) above corresponds to a form in which L 1 has a ring structure as a substituent, and specifically includes an example in which R 8 in general formula (c) described later has a ring structure.
- the structure represented by general formula (b) can take two or more structures depending on m and p (m, p and q in general formula (II) described later).
- the ratio of the number of structures in which the above L 1 is a group containing a ring structure is preferably 20% or more, more preferably 40% or more. .
- all L 1 in the structure represented by the general formula (b) is a group containing a ring structure.
- the ring structure is preferably a group having a polyalkyleneoxy group as a substituent, and the polyalkyleneoxy group may be directly bonded to the ring structure or via a linking group.
- the linking group include groups obtained by removing a hydrogen atom from a group selected from the substituents that L 1 may have, and an alkylene group is preferable.
- B above preferably has a structure represented by the following general formula (c).
- R8 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
- Y 1 and m are synonymous with Y 1 and m in the general formula (b). * indicates a bond.
- the alkyl group that R 8 can take has the same definition as the alkyl group in the substituent group T described later, and the preferred range is also the same.
- the alkyl group that R 8 can take may be unsubstituted or may have a substituent.
- Examples of the substituent that the alkyl group in R 8 may have include the substituents in the substituent group T described later, and the preferred description of the substituent that L 1 may have above is applied. can be done.
- substituents that the alkyl group in R 8 may have include an aryl group (preferably a phenyl group), a heteroaryl group (preferably an imidazol-yl group or an indol-yl group), a hydroxy group, and an amino group.
- the alkyl group in R 8 may have, the group in which two or more of the above may be combined is the above two or more of the substituents that L 1 may have. can be preferably applied.
- R 8 is preferably an alkyl group having one of an anionic group, a cationic group and a polyalkyleneoxy group as a substituent, and the anionic group, cationic group or polyalkyleneoxy group is directly attached to the alkyl group. It may be bound or may be bound via a linking group. Examples of the linking group include groups in which a hydrogen atom is further removed from the group selected from the substituents that the alkyl group in R 8 described above may have, and a carbamoyl group, an acylamino group, or a group in which these are combined. is preferred.
- R 8 preferably has a specific substituent from the viewpoint of adjusting the ClogP value of the structure represented by the general formula (c) to the preferred range described later, and specific The group has the same definition as the specific substituent that L 1 preferably has.
- R 8 is preferably an alkyl group having an anionic group as a substituent, and application to a solution and application to a membrane (dry state)
- R8 is preferably an alkyl group having a polyalkyleneoxy group as a substituent.
- the ClogP value of the structure represented by general formula (b) is preferably 1.0 or less, more preferably 0.0 or less, and even more preferably ⁇ 1.0 or less.
- the "ClogP value” shall be calculated using ChemDraw (registered trademark) Professional (ver.16.0.1.4) manufactured by PerkinElmer Informatics. Specifically, the structure represented by the general formula (b) is drawn with ChemDraw, and the ClogP value calculated when the structure in the range enclosed in parentheses (the structure constituting the constituent repeating unit) is selected, the decimal point The value obtained by rounding off to the second place is taken as the ClogP value of the structure represented by general formula (b).
- the structure represented by general formula (b) can take two or more structures depending on m and p (m, p and q in general formula (II) described later).
- the ratio of the number of structures satisfying the ClogP value is preferably 20% or more, more preferably 40% or more. There is no particular upper limit, and it can be 100% or less.
- the preferred range of the ClogP value of the structure represented by the general formula (b) above and the description of the ratio of the structures satisfying the ClogP value refer to the preferred range of the ClogP value of the structure represented by the above general formula (c) and The same applies to the proportion of structures that satisfy the ClogP value.
- l, m, n and p are integers of 1 or more.
- the numbers in the preferred ranges of l, m, n and p described below are all "integers".
- l is preferably 2 or more, more preferably 5 or more.
- the upper limit of l is not particularly limited, it is preferably 30 or less, more preferably 25 or less, even more preferably 20 or less, particularly preferably 15 or less, and particularly preferably 10 or less.
- m is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2, even more preferably 1. 2 or more are preferable and, as for n, 5 or more are more preferable.
- n is not particularly limited, but is preferably 30 or less, more preferably 25 or less, even more preferably 20 or less, particularly preferably 15 or less, and particularly preferably 10 or less.
- p is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2, and more preferably 1 from the viewpoint of enhancing the activity of the resulting labeled biological substance.
- p is read as the maximum number that can be read in the compound. From the viewpoint of suppressing intramolecular and/or intermolecular association of the phosphor portion and further improving fluorescence intensity, at least one of l and n is preferably an integer of 3 or more, and both l and n is more preferably an integer of 3 or more.
- the ratio of the number of A 1 in which l is an integer of 3 or more among the A 1 in the compound of the present invention is not particularly limited as long as the above effect can be obtained. , is preferably 40% or more, more preferably 60% or more, and even more preferably 80% or more. There is no particular upper limit, and it can be 100% or less. In addition, it is also preferable that all of A 1 in the compound of the present invention are A 1 in which l is an integer of 3 or more. The same applies to the case where two or more A 2 are present in the compound, and in the description of the case where two or more A 1 are present in the compound, A 1 is read as A 2 and l is read as n. apply.
- the compound of the present invention is preferably a compound represented by the following general formula (II).
- R4 and R5 represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group or a heteroaryl group.
- the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group and heteroaryl group that can be taken as R 4 and R 5 are synonymous with the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group and heteroaryl group in Substituent Group T described later. Yes, and the preferred range is also the same.
- the substituents that can be taken as R 4 and R 5 may have a substituent, and examples of such substituents include substituents in the group of substituents T described later. For example, halogen atoms are preferred.
- R 4 and R 5 are preferably hydrogen atoms. Although R 4 and R 5 are often hydrogen atoms when amino acids are used as raw materials, the substituents at R 4 and R 5 greatly contribute to the excellent fluorescence intensity of the compounds of the present invention. Therefore, R 4 and R 5 may be other substituents (alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group or heteroaryl group) other than hydrogen atoms.
- R 6 and R 7 are hydrogen atom, hydroxy group, sulfanyl group, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, acyl group, heteroaryl group, anionic group, cationic group, - (LO) t R E or Q.
- Alkyl groups, alkenyl groups, alkynyl groups, aryl groups, alkoxy groups, amino groups, acyl groups, heteroaryl groups, anionic groups, cationic groups and —(L—O) t R E that can be taken as R 6 or R 7 is an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkoxy group, an amino group, an acyl group, a heteroaryl group, an anionic group, a cationic group and -(L-O) t R in the substituent group T described later. It has the same meaning as E , and the preferred range is also the same.
- Alkyl groups, alkenyl groups, alkynyl groups, aryl groups, alkoxy groups, amino groups, acyl groups and heteroaryl groups that can be taken as R 6 or R 7 may be unsubstituted or substituted. good. Substituents that the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, acyl group and heteroaryl group in R 6 or R 7 may have include those in the substituent group T described later.
- Groups in which one or more groups are combined include alkyl groups, acyl groups, alkoxy groups, amino groups, carbamoyl groups, acylamino groups, halogen atoms, —(L—O) t R E , anionic groups, A cationic group or Q, or a combination of two or more of these substituents is preferred, such as an acyl group, an amino group, a carbamoyl group, an acylamino group, a halogen atom, —(L—O) t R E , and a phosphono group. , a phosphonooxy group, Q, or a combination of two or more of these substituents is more preferred.
- Q that can be used as R 6 or R 7 represents a carboxy group, a substituent capable of binding to a biological substance, or a substituent capable of binding to a solid support.
- substituent capable of binding to the biological substance the description of the substituent capable of binding to the biological substance described below can be applied, and as the substituent capable of binding to the solid support, the substituent capable of binding to the solid support described below can be applied.
- the description of the groups can be applied.
- R6 can be a group in which an alkyl group is combined with a phosphono group and/or a phosphonooxy group.
- -(LL-O) h - has the same meaning as -(LL-O) h - described later, except that the side that binds to L 7 is specified.
- R 8 is preferably a hydrogen atom.
- the linking group is not particularly limited. Groups in which the above groups are combined are exemplified, and -NR b1 -alkylene is preferably exemplified.
- a group having a structure represented by *-NH-(LL-O) h- When R 7 is a substituent with Q at the terminal, a form in which *—NH—(LL-O) h — and Q are linked by a linking group is also preferred. In this case, the linking group is not particularly limited. Groups in which the above groups are combined are exemplified, and alkylene groups are preferably exemplified.
- Such R 7 may be, for example, *-NH-(LL-O) h -C 2 H 4 -Q.
- At least one of R 6 and R 7 preferably has Q.
- Forms in which R 6 has Q include cases in which R 6 is Q and forms in which a linking group and Q are bonded (forms in which Q is attached via a linking group), and forms in which R 7 has Q include R Including the case where 7 is Q and the form in which the linking group and Q are bonded (the form having Q via the linking group).
- R6 with Q and R7 with Q preferably have a peptide structure, more preferably a combination of a peptide structure and an NHS ester structure.
- R 6 having Q and R 7 having Q can also be in the form of -(LL-O) h - described below, and -(LL-O ) h — and NHS ester structures. A more specific structure is as described above.
- R b1 and R b2 each represent a hydrogen atom or a monovalent substituent.
- the alkylene group that can constitute L 2 to L 7 has the same definition as a group obtained by removing one hydrogen atom from an alkyl group selected from the group of substituents T described below, and the preferred ones are also the same.
- the alkenylene group that can constitute L 2 to L 7 has the same definition as a group obtained by removing one hydrogen atom from an alkenyl group selected from the substituent group T described later, and the preferred ones are also the same.
- the alkynylene group that can constitute L 2 to L 7 has the same definition as a group obtained by removing one hydrogen atom from an alkynyl group selected from the substituent group T described later, and the preferred ones are also the same.
- the arylene group that can constitute L 2 to L 7 has the same definition as a group obtained by removing one hydrogen atom from an aryl group selected from the group of substituents T described below, and the preferred ones are also the same.
- the heteroarylene group that can constitute L 2 to L 7 has the same definition as a group obtained by removing one hydrogen atom from a heteroaryl group selected from the group of substituents T described below, and the preferred ones are also the same.
- the alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, arylene group and heteroarylene group that can constitute L 2 to L 7 may be unsubstituted groups or groups having substituents.
- the substituents that the alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, arylene group and heteroarylene group that may constitute L 2 to L 7 may have are not particularly limited, and are selected from the group of substituents T described later.
- Alkyl groups, alkenyl groups, alkynyl groups, aryl groups, alkoxy groups, heteroaryl groups, anionic groups, cationic groups, amino groups, acyl groups, carbamoyl groups, acylamino groups, -(L- O) tR E or halogen atoms are preferred.
- the number of substituents that the alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, arylene group and heteroarylene group that can constitute L 2 to L 7 may have is not particularly limited as long as it can be taken as a structure, It can be at least one, and the upper limit is not particularly limited. For example, all hydrogen atoms in an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, an arylene group and a heteroarylene group are substituted with good too.
- R b1 and R b2 are preferably a hydrogen atom or an alkyl group, more preferably a hydrogen atom.
- the number of groups to be combined is not particularly limited, but for example, the following numbers of groups to be combined are preferable.
- the number of groups to be combined in L 2 is not particularly limited, but is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 7, even more preferably 1 to 3. In addition, it is also preferable that the number is one.
- the number of groups to be combined in L 3 and L 6 is not particularly limited, but is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 7, even more preferably 1 to 5.
- the number of groups to be combined in L 4 is not particularly limited, but is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 7, even more preferably 1 to 5.
- the number of groups to be combined in L 5 is not particularly limited, but preferably 1 to 10, more preferably 1 to 7, and even more preferably 1 to 5.
- the number of groups to be combined in L 7 is not particularly limited, but is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 18, and even more preferably 1 to 10. In addition, it is also preferable that the number is one.
- L 4 is two >C ⁇ O, one >NR a1 (R a1 is a hydrogen atom), one alkylene group (—C 2 H 4- ), and the number of “types of groups to be combined” is three, and the “number of groups to be combined” is four.
- L 2 is more preferably one in which the number of combinations is 1, >NR b1 , >C ⁇ O, an arylene group, an alkylene group, ⁇ O— or —S— is more preferred, >NR b1 , >C ⁇ O, an arylene group or an alkyl group is particularly preferred, and >NH or >C ⁇ O is particularly preferred.
- L 7 is more preferably one in which the number of combinations is 1, more preferably >C ⁇ O, >NR b1 or an arylene group, and > C ⁇ O or >NR b1 are particularly preferred.
- L x is a single bond or a group in which one or more of an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, an arylene group and a heteroarylene group are combined
- L x is a heteroarylene group, or one or more of an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group and an arylene group located on the * side. It is a group consisting of a combined group and a heteroarylene group located on the ** side.
- L y is >C ⁇ O or >NR b1
- the group where L x is an alkylene group and L y is >C ⁇ O or >NR b1 is even more preferred.
- L4 , L5 L 4 is a single bond, >C ⁇ O, >NR b1 , an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, an arylene group, or a heteroarylene group, or an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, an arylene group, and a heteroarylene group with at least one of >NR b1 and >C ⁇ O is more preferable, and —C( ⁇ O)—NR b1 — and >C ⁇ O are combined with an alkylene group, an alkenylene group and an alkynylene group.
- L 5 is a single bond, >C ⁇ O, >NR b1 , an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, an arylene group, or a heteroarylene group, or an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, an arylene group, and a heteroarylene group with at least one of >NR b1 and >C ⁇ O is more preferable, and —NR b1 —C( ⁇ O)— and >NR b1 are an alkylene group, an alkenylene group and an alkynylene group.
- a group that connects at least one species, or >NR b1 is more preferable, and a group that connects —NR b1 —C( ⁇ O)— and >NR b1 with an alkylene group, or >NR b1 is particularly preferable, However, >NR b1 is preferred.
- the shortest atom in the linking chain connecting M and the carbon atom to which L 2 and L 4 are bonded or the carbon atom to which L 5 and L 7 are bonded The number may be, for example, 1-60, preferably 1-40.
- M is a phosphor moiety
- the minimum number of atoms is the carbon atom where L 2 and L 4 are bonded to the conjugate structure portion for exhibiting fluorescence in the phosphor moiety M, or L 5 and It means the shortest number of atoms in the linking chain linking the carbon atom to which L7 is attached.
- Adjacent groups in the compound represented by formula (II) may be bonded to each other to form a ring.
- Examples of combinations of adjacent groups that may combine to form a ring include a combination of L2 and L3 , a combination of L2 and L4 , a combination of L3 and R4 , and L5 and L. 6 , a combination of L 5 and L 7 , or a combination of L 6 and R 5 .
- the ring that may be formed by bonding the adjacent groups to each other may be either an aromatic ring or an aliphatic ring, or may be either a hydrocarbon ring or a heterocyclic ring, and is a 5- or 6-membered ring. is preferred.
- the aliphatic ring includes a cyclopentane ring, a cyclohexane ring, or 5 having a carbon atom, a nitrogen atom and X 1 to X 3 as the ring-constituting atoms described in the structure represented by the general formula (a1) above.
- a membered ring is preferred, and a 5-membered ring having a carbon atom, a nitrogen atom and X 1 to X 3 as the ring-constituting atoms described in the structure represented by the general formula (a1) above is more preferred.
- the aromatic ring is preferably a benzene ring or a nitrogen-containing aromatic heterocyclic ring, more preferably a benzene ring or a nitrogen-containing aromatic heterocyclic ring in which the ring-constituting atoms are composed of carbon atoms and nitrogen atoms, and benzene A ring or pyridine ring is more preferred.
- These rings may have a substituent, and the substituent which may have is selected from the substituent group T without any particular limitation.
- the ring formed by the combination of L 3 and R 4 or the combination of L 6 and R 5 may be either the above-described aliphatic ring or aromatic ring, and the above-described aliphatic ring is preferred.
- the following structure surrounded by a dashed line in general formula (II) is
- * indicates a connecting part.
- q is an integer of 1 or more.
- the upper limit is not particularly limited, and may be, for example, an integer of 30 or less, preferably an integer of 20 or less, more preferably an integer of 10 or less, and even more preferably an integer of 8 or less.
- a 1 , A 2 , B and p have the same meanings as A 1 , A 2 , B and p in general formula (I) above.
- M represents a fluorescent moiety, a physiologically active substance moiety, a prodrug moiety, or a radioisotope-containing moiety. However, at least one of M represents a phosphor portion. When there are a plurality of M's, at least two of M's are preferably phosphor portions having mutually equivalent light absorption characteristics. In the compound of the present invention, the upper limit of the number of phosphor portions M is not particularly limited, and may be, for example, 20 or less, preferably 18 or less, more preferably 16 or less.
- the phosphor portion (hereinafter also referred to as phosphor portion M) that can be used as M is not particularly limited as long as it is a structural portion made of an organic compound that exhibits fluorescence.
- the phosphor part M may be a structural part made of an organic compound exhibiting fluorescence and further having a linking group. Examples of such a linking group include, but are not particularly limited to, the linking group ZZZ described later.
- a compound in which the phosphor moiety M is bonded to L3 or L6 via this linking group ZZZ is preferably mentioned.
- Examples of the phosphor portion M include a structural portion composed of at least one dye selected from xanthene dyes, rhodamine dyes, coumarin dyes, cyanine dyes, pyrene dyes, oxazine dyes, squalium dyes, pyridyloxazole dyes, and pyrromethene dyes. preferred.
- xanthene dyes, rhodamine dyes, coumarin dyes, cyanine dyes, pyrene dyes, oxazine dyes, squalium dyes, pyridyloxazole dyes, and pyrromethene dyes those commonly known dyes may be used without particular limitation. can be done.
- the phosphor moieties have mutually equivalent light absorption characteristics from the viewpoint of a structure in which FRET does not occur.
- the above-mentioned "phosphor portions having mutually equivalent light absorption characteristics" means that the difference in the maximum absorption wavelength in the absorption spectrum of each phosphor portion satisfies the relationship of 15 nm or less.
- all the phosphor parts of the compound have a 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 part. Compounds that satisfy the relationship within 15 nm are more preferable.
- a compound that causes the FRET phenomenon is known as described above.
- the phosphor portion I (energy donor) that is excited by the excitation light and the other phosphor portion II (energy acceptor) that receives energy from the phosphor portion I are separated by the distance between the phosphor portions
- the difference between the maximum absorption wavelengths in each absorption spectrum is typically designed to exceed 15 nm.
- energy is transferred to the phosphor portion II instead of emitting fluorescence from the phosphor portion I, resulting in a low fluorescence intensity as a compound.
- the chemical structures of the phosphor portions having the same light absorption characteristics are not particularly limited as long as the difference in the maximum absorption wavelength is satisfied.
- the phosphor portions have the same main skeleton structure.
- the steric configuration, chain length, etc. of the substituents may be different, and in the case of having an anionic group or cationic group, the counter ions may be different.
- the difference in maximum absorption wavelength is preferably within 10 nm, more preferably within 5 nm.
- the absorption spectrum of the phosphor part is a spectrum obtained by measuring, with a spectrophotometer, the single phosphor constituting the phosphor part diluted with a PBS buffer.
- the phosphor portion that can be used as M is preferably a structural portion composed of a pyrromethene dye.
- pyrromethene dyes include dipyrromethene boron complexes.
- dipyrromethene boron complex a fluorescent compound represented by general formula (1) or (4) described in International Publication No. 2019/230963 (a dipyrromethene boron complex), and a general formula described in International Publication No. 2021/100814 Compounds represented by (1) (dipyrromethene boron complexes) can be used and their descriptions are incorporated herein by reference.
- the dye constituting the phosphor part M is incorporated so as not to have a substituent capable of binding to the biological substance.
- the phosphor moiety that can be used as M is preferably a structural moiety composed of a cyanine dye, and more preferably a structural moiety composed of a cyanine dye represented by the following general formula ( ⁇ ). .
- R 1 to R 4 represent an alkyl group or —(CH 2 —CH 2 —O) b —R 21 .
- b is 1 to 50
- 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 are bonded to each other to form a 5- or 6-membered ring;
- R 41 and R 42 represent an alkyl group or --(CH 2 --CH 2 --O) b --R 21 .
- R 21 and b have the same definitions as R 21 and b above.
- R 41 and R 42 may combine with each other to form a ring.
- a is an integer of 1 to 3;
- the cyanine dye represented by formula ( ⁇ ) is neutral.
- a multicolor WB detects a plurality of emission colors in the range from the visible region to the near-infrared region. Therefore, it is necessary to select the absorption and emission waveforms of a plurality of dyes so that they have an appropriate wavelength relationship so that crosstalk does not occur due to mutual interference when the dyes are excited to emit light. Ideally, the excitation light should be arranged so that only one dye glows and the others do not. From this point of view, for example, two types of excitation light sources, near 700 nm and near 800 nm, which are separated by a certain wavelength, are used for light emission in the near-infrared region of multicolor WB.
- Fluorescence detection by near-infrared light excitation can suppress the autofluorescence of the membrane, that is, background fluorescence, compared to detection by visible light excitation, so it is easy to increase the signal-to-noise ratio (S/N ratio) and target proteins with high sensitivity. detection becomes possible. Therefore, in recent years, the need for fluorescence detection WB using light emission in the near-infrared region has increased in analysis 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 amount of signal.
- the compounds of the present invention having a structural portion composed of a cyanine dye represented by the general formula ( ⁇ ) as a phosphor portion M
- R 1 to R 4 represent an alkyl group or —(CH 2 —CH 2 —O) b —R 21 .
- the alkyl groups that can be used as R 1 to R 4 are synonymous with the alkyl groups 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 still more preferably 1 to 2 carbon atoms.
- the number of carbon atoms in the alkyl group portion of the alkyl group having a substituent is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 8, still more preferably 2 to 6, particularly 2 to 5. preferable.
- the number of atoms constituting the longest chain of the substituted alkyl group is preferably 3 to 35, more preferably 3 to 25, even more preferably 3 to 15, and particularly preferably 3 to 11.
- the number of carbon atoms in the alkyl group portion of an alkyl group having a substituent means the number of carbon atoms in the alkyl group excluding the substituent portion.
- the number of atoms constituting the longest chain of an alkyl group having a substituent means the number of atoms including the substituent portion (that is, the total number of atoms minus the number of atoms of the molecular chain that does not constitute the longest chain. atomic number).
- a substituent having a dissociable hydrogen atom such as a sulfo group or a carboxy group, constitutes the longest chain, the hydrogen atom is included in the calculation regardless of dissociation.
- the number of atoms in the substituent moiety capable of binding to the biological substance described later is not included.
- Substituents that the alkyl group that can be taken as 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 and —(CH 2 -CH 2 -O) b -R 21 , as well as groups consisting of combinations of these substituents.
- Alkyl groups having substituents that can be used as R 1 to R 4 are not particularly limited as long as they are alkyl groups having the above substituents.
- An unsubstituted alkyl group is preferable as the alkyl group that can be used as R 1 to R 4 .
- b means the average number of repetitions (also referred to simply as the number of repetitions), 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 above average number of repetitions can be calculated from the average integrated value of 1 H-NMR measurement of the compound.
- the average number of repetitions defined in the present invention means the number obtained by rounding off the average number of repetitions calculated by the above method to the first decimal place.
- alkyl group for R 21 the description of the alkyl group that can be used as R 1 to R 4 above can be applied.
- At least one of R 1 to R 4 preferably contains a structure represented by —(CH 2 —CH 2 —O) b —, and R 1 and R More preferably, at least one of 2 and at least one of R 3 and R 4 comprise the structure represented by -(CH 2 -CH 2 -O) b -.
- All phosphor moieties M in the compound of the present invention are structural moieties composed of cyanine dyes represented by general formula ( ⁇ ), and at least one of R 1 and R 2 and at least one of R 3 and R 4 more preferably contains the structure represented by -(CH 2 -CH 2 -O) b -.
- the structure represented by —(CH 2 —CH 2 —O) b — is introduced by adopting —(CH 2 —CH 2 —O) b —R 21 as R 1 to R 4 .
- b in —(CH 2 —CH 2 —O) b — has the same meaning as b in —(CH 2 —CH 2 —O) b —R 21 above.
- R 1 to R 4 extend in the direction perpendicular to the cyanine dye skeleton (plane), by including the structure represented by —(CH 2 —CH 2 —O) b — as this substituent, It is presumed that the condensed ring portion becomes difficult to interact with ⁇ - ⁇ (the effect of suppressing association is strengthened), and the decrease in fluorescence intensity due to association can be suppressed.
- 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 may combine with each other to form a 5- or 6-membered ring.
- the alkyl group, alkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, arylthio group, amino group and halogen atom that 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.
- alkyl group, alkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, arylthio group and amino group in R 11 to R 13 may have include substituents 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, preferably aliphatic. . Moreover, it is preferable to form a 6-membered ring.
- the number of 5- or 6-membered rings in the compound is not particularly limited, but is preferably 1 or 2, more preferably 1.
- the structure having a ring formed by bonding adjacent groups among R 11 to R 13 preferably includes the following structures.
- R 11 to R 13 that do not form a ring structure are hydrogen atoms, and the ring structure has no substituents, but is not limited to these. Also, in the following description, the structure beyond the dashed line is omitted.
- R 11 and R 13 of the carbon atoms bonded to the indolenine ring are preferably hydrogen atoms.
- R 12 and R 13 other than the above are preferably a hydrogen atom or an alkyl group.
- adjacent groups in R 12 to R 13 other than R 11 and R 13 possessed by the carbon atom bonded to the indolenine ring i.e., R 13 possessed by the carbon atom bonded to the indolenine ring
- Adjacent groups of R 13 and R 12 other than R 13 and R 12 preferably combine with each other to form a 5- or 6-membered ring, more preferably a 6-membered ring.
- the ring formed at the central portion of the bond connecting the indoline ring and the indolenine ring means a ring containing, as ring-constituting atoms, carbon atoms such that the number of bond atoms from the indoline ring and the indolenine ring is equal.
- the phosphor portion M has one hydrogen atom removed 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 . It becomes a univalent structural part by dividing.
- one hydrogen atom is removed from a substituent that 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 to give 1 or a hydrogen atom that can be taken as R 11 to R 13 , R 22 to R 25 or R 32 to R 35 is removed, and R 11 to R 13 , R 22 to R 25 or R 32 to R It becomes a monovalent structural moiety having a bond on the carbon atom to which 35 was bonded. Above all, it is preferable that the phosphor part M becomes a monovalent structural part by removing one hydrogen atom from the ring formed by combining the R 41 and R 42 .
- R 22 -R 25 and R 32 -R 35 R 22 to R 25 and R 32 to R 35 are hydrogen atom, alkyl group, alkoxy group, aryl group, sulfo group, sulfamoyl group, carboxy group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, acyloxy group, carbamoyl group, acylamino represents a radical, a nitro group or a halogen atom. Adjacent groups of R 22 to R 25 and R 32 to R 35 may be bonded to each other to form a condensed ring.
- a nitro group and a halogen atom are respectively 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, and an acylamino group in the substituent group T described later.
- the condensed ring formed by bonding adjacent groups of R 22 to R 25 and R 32 to R 35 to each other is not particularly limited, and examples thereof include naphthalene rings. 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 to form a condensed ring.
- At least one of R 22 to R 25 and at least one of R 32 to R 35 preferably have a hydrophilic group . More preferably, each ring to which 32 to R 35 are bonded has at least one hydrophilic group.
- the number of rings to which R 22 to R 25 are bonded is two.
- the number of rings to which R 32 to R 35 are bonded is two, and at least two of R 22 to R 25 and at least two of R 32 to R 35 preferably have a hydrophilic group.
- the upper limit is not particularly limited as long as the structure is possible, and can be adjusted as appropriate according to the number of hydrophilic groups in the compound as a whole, which will be described later.
- hydrophilic groups include, but are not limited to, substituted alkoxy groups, carboxy groups, sulfo groups and phosphono groups, with sulfo groups being preferred.
- R 22 to R 25 and R 32 to R 35 are preferably hydrogen atom, alkyl group, sulfo group, nitro group or halogen atom, more preferably hydrogen atom, alkyl group, sulfo group or halogen atom, hydrogen atom or alkyl group or a sulfo group is more preferred.
- R41 and R42 represent an alkyl group or --(CH 2 --CH 2 --O) b --R 21 .
- R 21 and b have the same definitions as R 21 and b above.
- substituents that the alkyl groups in R 41 and R 42 may have include alkoxy groups, carboxy groups, alkoxycarbonyl groups, acyloxy groups, carbamoyl groups, acylamino groups, sulfo groups, phosphono groups, and substituents of these groups. Groups consisting of combinations are included.
- the alkyl group that can be used as R 41 and R 42 is synonymous with 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 still more preferably 1 to 3 carbon atoms.
- the number of carbon atoms in the alkyl group portion of the alkyl group having a substituent is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 8, still more preferably 1 to 7, still more preferably 1 to 6, and even more preferably 1 to 5.
- the number of atoms constituting the longest chain of the alkyl group having a substituent is preferably 3-14, more preferably 3-12, and even more preferably 3-10.
- an alkyl group having a substituent that can be used 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.
- An alkyl group having at least one of a carboxy group and a sulfo group as a substituent is more preferred.
- an alkyl group having a substituent consisting of a combination of the above preferred substituents (alkoxy group, carboxyl group, sulfo group and phosphono group) and a group other than these substituents may be used.
- the form of an alkyl group having a substituent which can be taken by the above R 1 to R 4 , can also be preferably applied.
- R 41 and R 42 preferably applies the description of —(CH 2 —CH 2 —O) b —R 21 in R 1 to R 4 above. can do.
- R 41 and R 42 may combine with each other to form a ring.
- the structure in which R 41 and R 42 are bonded to each other to form a ring is preferably a cyanine dye represented by the following general formula ( ⁇ ).
- L x and L y represent an alkylene group or -(CH 2 -CH 2 -O) b -alkylene-*. * indicates 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 are R 1 to R 4 , R 11 to R 13 and R 22 to have the same meanings as R 25 , R 32 to R 35 , b and a, and the preferred ranges are also the same unless otherwise specified.
- At least one of R 1 to R 4 , L x , L y and U includes a structure represented by —(CH 2 —CH 2 —O) b —.
- b is synonymous with the above b.
- the cyanine dye represented by formula ( ⁇ ) is neutral.
- the alkylene group that can be used as Lx and Ly corresponds to an alkylene group obtained by removing one hydrogen atom or one substituent from an alkyl group that has a substituent that can be used as R41 and R42 .
- the number of carbon atoms in the alkylene group portion of the alkylene group that can be used as Lx and Ly the description of the number of carbon atoms in the alkyl group portion of the substituted alkyl group for R 41 and R 42 can be preferably applied.
- b is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 8, and the number of carbon atoms in the alkylene group portion is R
- the description of the number of carbon atoms in the alkyl group portion of the substituted alkyl group in 41 and R 42 can be preferably applied.
- both L x and L y preferably contain a structure represented by —(CH 2 —CH 2 —O) b —.
- the total number of atoms constituting the linking group U is 1 to 100, preferably 10 to 90, more preferably 20 to 90, even more preferably 30 to 80.
- the linking group U is a divalent linking group formed by combining three or more selected from an alkylene group, -O-, -NR 50 -, -COO-, -CONR 50 - and -SO 2 NR 50 -. is preferably R50 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
- the number of carbon atoms in the alkylene portion of the alkylene group that can be used as the linking group U is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 8, still more preferably 1 to 7, particularly preferably 1 to 6, and most preferably 1 to 5.
- the number of carbon atoms in the alkylene portion of the alkylene group means the number of carbon atoms in the alkylene group excluding the substituent portion.
- the alkyl group that can be used as R 50 the description of the alkyl group for R 1 to R 4 above can be preferably applied.
- a hydrogen atom is preferred as R50 .
- the number of the 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. 3 to 5 are more preferred, and 3 is particularly preferred.
- the linking group U preferably has -O-, -NR 50 -, -COO-, -CONR 50 - or -SO 2 NR 50 - at the linking portion with L x and L y . That is, the linking group U is an alkylene group of L x and L y via —O—, —NR 50 —, —COO—, —CONR 50 — or —SO 2 NR 50 — constituting the linking group U. is preferably bound to.
- 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 alkylene More preferably, it is a divalent linking group linked by a group. It is preferable that one hydrogen atom is removed from the linking group U to form a monovalent structural portion, that is, the phosphor portion M.
- the location from which one hydrogen atom is removed includes an alkylene group or an alkyl group as R 50 , and an alkylene group is preferred.
- linking group U when one hydrogen atom is removed from the alkylene group or the alkyl group as R50 , one hydrogen atom may be removed directly from the alkylene group or the alkyl group as R50, Alternatively, a linking group ZZZ may be bonded to the alkyl group as R50 , and this linking group ZZZ may serve as a bond.
- the number of combinations is not particularly limited, but can be, for example, 2 to 20, preferably 2 to 7, and more preferably 2 to 5.
- R 60 and R 70 are hydrogen atoms or alkyl groups, preferably hydrogen atoms.
- R 60 or R 70 the description of the alkyl group for R 50 above can be preferably applied.
- p represents the number of repetitions, preferably from 1 to 10, more preferably from 1 to 8, even more preferably from 1 to 4.
- (v)a a is an integer of 1 to 3, preferably an integer of 2 or 3.
- the compound of the present invention having a structural moiety composed of a cyanine dye represented by the general formula ( ⁇ ) can have moderate hydrophilicity and moderate excluded volume effect, and the resulting labeled biological substance is excellent. It is thought that fluorescence intensity can be indicated.
- the cyanine dye represented by the general formula ( ⁇ ) has a hydrophilic group per molecule of the cyanine dye represented by the general formula ( ⁇ ) from the viewpoint of imparting sufficient hydrophilicity as the compound of the present invention.
- the number is preferably 2 or more, more preferably 2 to 8, even more preferably 2 to 6, and particularly preferably 3 to 6.
- the hydrophilic group the description of the hydrophilic group that 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 22 to R 25 , R 32 to R 35 , R 41 and R 42 . be done.
- one hydrogen atom may be removed from any substituent to form a monovalent structural portion (phosphor portion M).
- phosphor portion M For example, it is preferable that one hydrogen atom is removed from the connecting group U to form a monovalent structure.
- physiologically active substance moiety that can be used as M can be used without particular limitation as long as it is a structural moiety composed of a physiologically active substance.
- physiologically active substances include vitamins, coenzymes, hormones, antibiotics, neurotransmitters, cytokines and the like. mycin, doxorubicin, daunorubicin, mitomycin C, bleomycin, cyclocytidine, vincristine, vinblastine, methotrexate, cisplatin or its derivatives, auristatin or its derivatives, maytansine or its derivatives, taxol or its derivatives, camptothecin or its derivatives, etc.
- the descriptions in paragraphs [0095] to [0099] of JP-A-2021-020956 can be applied.
- the prodrug moiety that can be used as M is not particularly limited as long as it is a structural moiety composed of a compound that is metabolized in vivo and changed into a physiologically active substance.
- the prodrug for example, the description of paragraph [0003] of JP-A-2020-105187 (prodrug form of 2-pyrrolinodoxorubicin) can be applied.
- the radioisotope-containing moiety that can be used as M is not particularly limited as long as it is a structural moiety containing a radioisotope that can be used in the medical field.
- Radioisotopes include, but are not limited to, for example, iodine-131, indium-111, yttrium-90, and lutetium-177, copper-64.
- structural moieties containing radioisotopes include structural moieties in which the radioisotope is bound or coordinated to an amino group, a nitrogen atom of a tertiary amine, a sulfanyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or the like.
- DOTA diacetylbis(N(4)-methylthiosemicarbazonato)copper(II ) and other complexes.
- the C-terminal structure is usually on the right side of the paper and the N-terminal structure is on the left side of the paper.
- the compound of the present invention preferably contains at least one substituent represented by Q, that is, a carboxy group, a substituent capable of binding to a biological substance, or a substituent capable of binding to a solid support.
- Q substituent represented by Q
- the compound of the present invention can bind to a biological substance via a carboxy group or a substituent capable of binding to a biological substance, which will be described later, to obtain a desired labeled biological substance.
- a carboxyl group can be easily derived into a substituent capable of binding to a biological substance by a conventional method.
- microparticles can include, but are not limited to, small particles useful for binding compounds of the invention, including glass beads, non-polymeric beads such as magnetic beads, polymeric beads, and the like.
- microparticles comprise polystyrene beads.
- the small particles are not particularly limited as long as they have a size commonly used in fluorescent labeling, but usually have an average particle size of 10 nm to 10 ⁇ m.
- the carboxy group can be easily derivatized as a substituent capable of binding to the solid support by a conventional method.
- the substituent capable of binding to a biological substance and the substituent capable of binding to a solid support do not include a carboxy group, and the "substituent capable of binding to a biological substance" is derived from a carboxy group. It includes a substituent capable of binding to a biological substance, and the term "substituent capable of binding to a solid support" includes a substituent capable of binding to a solid support derived from a carboxy group.
- the position of the substituent represented by Q is not particularly limited, but it is preferably present in the structure other than the structure represented by general formula (I) and the phosphor moiety, and the general formula In the compound represented by (II), it is preferable to have at least one of R 6 and R 7 .
- the total number of substituents represented by Q in the compound of the present invention may be at least 1 or more, and from the viewpoint of quantification of the substance to be detected, 1 to 3 are preferable, and 1 or 2 More preferred, one is even more preferred.
- the compound of the present invention preferably has an anionic group described later at a position other than the phosphor portion. It is more preferable to have to 8, more preferably 1 to 6.
- the position of the anionic group is not particularly limited unless otherwise specified, and examples of the group having the anionic group preferably include L 1 in general formula (b).
- the sulfo group may have a salt structure by dissociating hydrogen ions.
- Dye indicates a phosphor part.
- the following exemplified compound is an embodiment having an NHS ester structure (N-hydroxysuccinimide ester) as a substituent capable of binding to a biological substance at the end.
- Preferred embodiments of the present invention include compounds satisfying the following form I among the compounds represented by the above general formula (II).
- a 1 structure represented by general formula (a1): at least one of X 1 to X 3 is >CR 2 R 3 and l is an integer of 2 to 30; (R 2 and R 3 are preferably hydrogen atoms, alkyl groups, —NR 8 R 9 , —OR 10 or anionic groups.
- a 2 structure represented by general formula (a2)): at least one of X 4 to X 6 is >CR 2 R 3 and n is an integer of 2 to 30; (R 2 and R 3 are preferably hydrogen atoms, alkyl groups, —NR 8 R 9 , —OR 10 or anionic groups.
- R 4 and R 5 hydrogen atoms
- a group having a structure represented by *-NH-alkylene-C( O)-, or a group having a structure represented by *-NH(LL-O) h- (* is a bond with L 7 means part)
- L 4 and L 5 single bond, >C ⁇ O, >NR b1 , alkyl group
- a 1 , A 2 , B, R 4 to R 7 , L 2 to L 7 , M, p and q in general formula (II) are the above-mentioned A 1 , A 2 , B, R 4 to R 7 , Preferred statements for L 2 to L 7 , M, p and q can be applied.
- 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 by at least one substituent capable of binding to biological substances possessed by the compounds, It can be used as a labeled biological substance.
- Substituents that can bind to biological substances are not particularly limited as long as they act (including attachment) or bind to biological substances, and are described in International Publication No. 2002/026891. Substituents of can be mentioned. Specific examples of the "substituent capable of binding to a biological substance" include the following structures.
- X means a halogen atom such as an iodine atom and a bromine atom. * indicates a bond.
- a peptide structure polyamino acid structure
- a long-chain alkyl group, or the like can be used as the “substituent capable of binding to a biological substance”.
- NHS ester structure N-hydroxysuccinimide ester structure
- succinimide structure succinimide structure
- maleimide structure azide group
- acetylene group peptide structure (polyamino acid structure), long-chain alkyl group (preferably having 12 to 30 carbon atoms), Quaternary ammonium groups are preferred.
- specific examples of compounds having at least one substituent capable of binding to a biological substance include, for example, the above-described exemplary compounds of the present invention (compounds having an NHS ester structure), NHS esters Specific examples also include forms in which the structure is appropriately replaced with other substituents capable of binding to the above-described biological substance.
- the present invention is not limited to these compounds.
- a group having a dissociable hydrogen atom such as a carboxy group and a sulfo group may take a salt structure by dissociating the hydrogen atom.
- the compound of the present invention can be bound to a solid support such as the microparticles described above and used as a solid support reagent by virtue of at least one solid support-binding substituent group possessed by the compound.
- Substituents that can bind to the solid support are not particularly limited as long as they act (including attachment) or bind to the solid support. ester structure), succinimide structure, maleimide structure, azide group, acetylene group, peptide structure (polyamino acid structure), long-chain alkyl group (preferably having 12 to 30 carbon atoms), quaternary ammonium group, and the like.
- an NHS ester structure N-hydroxysuccinimide ester structure
- a succinimide structure N-hydroxysuccinimide ester structure
- a maleimide structure N-hydroxysuccinimide ester structure
- an NHS ester structure N-hydroxysuccinimide ester structure
- a succinimide structure N-hydroxysuccinimide ester structure
- a maleimide structure maleimide structure
- specific examples of compounds having at least one substituent capable of binding to a solid support include, for example, in addition to the above-described exemplary compounds of the present invention (compounds having an NHS ester structure), NHS Specific examples also include a form in which the ester structure is appropriately replaced with a substituent capable of binding to the solid support.
- the present invention is not limited to these compounds.
- a group having a dissociable hydrogen atom such as a carboxy group and a sulfo group may take a salt structure by dissociating the hydrogen atom.
- the compounds of the present invention can be synthesized by conventional methods.
- the structure represented by general formula (I) can be synthesized, for example, by a conventional peptide synthesis method, or by solid-phase peptide synthesis.
- a method using an automatic peptide synthesizer described in WO 2018/174078 can also be preferably applied to the solid-phase peptide synthesis method.
- the fluorescent moiety, physiologically active substance moiety, prodrug moiety and radioisotope-containing moiety can also be synthesized according to conventional methods and introduced into the compound of the present invention.
- a compound having a substituent capable of binding to a biological substance can also be synthesized by a conventional method. See, for example, Bioconjugate Techniques (Third Edition, by Greg T. Hermanson).
- the labeled biological substance of the present invention is a substance in which the compound of the present invention and a biological substance are bound. Since the compound of the present invention has fluorescence and exhibits excellent fluorescence intensity, it can be preferably used as a labeled biological substance.
- the binding between the compound of the present invention and the biological substance may be in the form of direct binding between the compound of the present invention and the biological substance, or may be in the form of connection via a linking group.
- Proteins including peptides
- amino acids amino acids
- nucleic acids amino acids
- nucleotides amino acids
- sugar chains and lipids
- Antibodies are preferred as proteins
- phospholipids, fatty acids and sterols are preferred as lipids
- phospholipids are more preferred.
- clinically pathologically useful substances are not particularly limited.
- ⁇ - fetoprotein carcinoembryonic antigen (CEA), prostate acid phosphatase (PAP), CA (carbohydrate antigen ) 19-9, CA-125 and other tumor markers and their antibodies, luteinizing hormone (LH), follicle stimulating hormone (FSH), human chorionic gonadotrobin (hCG), estrogen, insulin and other hormones and their antibodies , hepatitis B virus (HBV)-related antigens (HBs, HBe, HBc), human immunodeficiency virus (HIV), viral infection-related substances such as adult T-cell leukemia (ATL), and antibodies thereof.
- CEA carcinoembryonic antigen
- PAP prostate acid phosphatase
- CA carbohydrate antigen 19-9
- CA-125 and other tumor markers and their antibodies CA-125 and other tumor markers and their antibodies
- LH luteinizing hormone
- FSH follicle stimulating hormone
- hCG human chorionic gonadotrobin
- HCG
- bacteria such as Diphtheria, Clostridium botulinum, Mycoplasma, and Treponema pallidum and their antibodies, Toxoplasma, Trichomonas, Leishmania, Trivanosoma, Plasmodium and other protozoa and their antibodies, ELM3, HM1, KH2, v6.5, ES cells (Embryonic Stem Cell) such as v17.2, v26.2 (derived mouse 129, 129/SV, C57BL/6, BALB/c) and their antibodies, phenytoin, antiepileptic drugs such as phenobarbital, quinidine, Cardiovascular drugs such as digoquinisin, anti-asthma drugs such as theophylline, drugs such as antibiotics such as chloramphenicol and gentamicin, their antibodies, other enzymes, exotoxins (such as styrelidine O) and their antibodies etc. are also mentioned.
- Antibody fragments such as Fab'2, Fab and Fv can also be
- compound (A) a non-covalent (e.g., hydrogen bond, ionic bond including chelation) or covalent bond between a peptide in compound (A) and a peptide in a biological material, ii) Van der Waals forces between long-chain alkyl groups in compound (A) and lipid bilayer membranes and lipids in biomaterials, iii) an amide bond due to reaction between NHS ester (N-hydroxysuccinimide ester) in compound (A) and an amino group in the biomaterial; iv) a thioether bond by reaction between a maleimide group in compound (A) and a sulfanyl group (—SH) in the biomaterial; v) Formation of a triazole ring by a Click reaction between an azide group in compound (A) and an ace
- the peptide in the compound of the present invention is not particularly limited as long as it is a peptide capable of forming a non-covalent bond or a covalent bond with a peptide in a biological substance.
- Preferred examples include R 6 or R 7 in general formula (II).
- the compound having a substituent capable of binding to a biological substance and the labeled biological substance of the present invention obtained from a biological substance that binds to it by interaction are described in JP-A-2019-172826.
- Examples of compounds and descriptions of products in paragraph 0038 include compounds in which moieties other than the substituent capable of binding to a biological substance are replaced with the compounds of the present invention, and products thereof.
- the present invention is not limited to these labeled biological substances.
- the labeled biological material of the present invention can be, for example, in the form of a solution dissolved in an aqueous medium such as physiological saline or phosphate buffer, or in the form of particulate powder, freeze-dried powder, or the like.
- the form, such as a solid form is not particularly limited, and the form can be appropriately selected according to the purpose of use.
- the labeled biological substance of the present invention when used as a fluorescent labeling reagent, it can also be used as a reagent containing any of the above forms of labeled biological substance.
- the labeled biological substance of the present invention obtained from the compound of the present invention can exhibit excellent fluorescence intensity, and fluorescence emitted from the labeled biological substance 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 labeling, and can be suitably used, for example, as a fluorescent labeling reagent in multicolor WB or dot blotting, or as a biological fluorescence imaging reagent. .
- Fluorescence detection using the labeled biological material of the present invention usually includes the following steps (i) to (iii) or (iv) to (vii). Fluorescence detection including 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 including steps (iv) to (vii) is performed according to the present invention.
- step (iv) step of preparing each of the following (c) to (e) (c) a sample containing a target biological substance (d) a biological substance capable of binding to the target biological substance in (c) above (Also referred to as "substance”.)
- (e) The labeled biological material of the present invention (hereinafter referred to as Also referred to as “labeled biological material B of the present invention”).
- conjugate b step of preparing a conjugate in which the target biological material in (c) above and the primary biological material in (d) are bound together
- conjugate step (vii) of preparing a conjugate in which the primary biological material in b and the secondary biological material in the labeled biological material B of the present invention are bound hereinafter also referred to as "fluorescently labeled conjugate B2"
- fluorescently labeled conjugate B2 irradiating the fluorescently labeled conjugate B2 with light in the wavelength range absorbed by the labeled biological material B of the present invention, and detecting the fluorescence emitted by the labeled biological material B of the present invention.
- Examples of the biological material (primary biological material) capable of binding to the target biological material and the biological material (secondary biological material) capable of binding to the primary biological material include the biological material in the labeled biological material of the present invention. . Selecting a biological material that can be appropriately selected according to the target biological material (biological material in the subject) or the primary biological material and that can specifically bind to the biological material in the subject or the primary biological material can be done.
- proteins include so-called disease markers.
- disease markers include, but are not limited to, ⁇ -fetoprotein (AFP), PIVKA-II (protein induced by vitamin absorption or antagonist II), BCA (breast carcinoma-associated antigen) 225, base 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 acid protein (IAP), NCC-ST-439, ⁇ -seminoprotein ( ⁇ -Sm), prostate specific antigen (PSA), prostatic acid phosphatase (PAP), neurospecific enolase (NSE), Iba1, amyloid ⁇ , tau, flotillin, squamous cell carcinoma-associated antigen (SCC antigen), sialyl LeX-i antigen (SLX),
- the target biological substance may be a bacterium, and examples of the bacterium include bacteria that are subject to cell microbiological examination, but are not particularly limited. bacteria that cause the problem of
- the target biological substance may be a virus, and the virus is not particularly limited. pp65 protein antigen of megalovirus), E6 and E7 proteins of HPV (human papillomavirus), and the like.
- the sample containing the target biological substance 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 the target biological substance and the compound of the present invention according to a conventional method.
- the form of the bond and the reaction forming the bond are as described above for the labeled biological material of the present invention.
- the target biological material and the primary biological material may be directly bound, or may be bound 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 are different from the primary biological material and the secondary biological material even if they are directly bound. may be bound via the biological material of
- the labeled biological material of the present invention can be used as a fluorescence-labeled antibody in both direct and indirect methods, but is preferably used as a fluorescence-labeled antibody in the indirect method.
- the binding of the labeled biological substance or the like of the present invention to 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 substance of the present invention is not particularly limited as long as it is an emission wavelength (wavelength light) that can excite the labeled biological substance of the present invention.
- an emission wavelength wavelength light
- 300-1000 nm is preferable, and 400-800 nm is more preferable.
- the fluorescence excitation light source used in the present invention is not particularly limited as long as it emits light having an emission wavelength (wavelength light) that can excite the labeled biological substance of the present invention.
- various laser light sources can be used.
- various optical filters can be used to obtain a preferable excitation wavelength or to detect only fluorescence.
- the multicolor WB using the labeled biological material of the present invention can be obtained by preparing a blot membrane by a technique commonly used as a target biological material (separation of proteins by electrophoresis, blotting onto a membrane, blocking the membrane). is used as a labeled antibody (preferably a secondary antibody), the target biological substance can be detected with excellent fluorescence intensity.
- a blot nitrocellulose membrane or a blot PVDF (polyvinylidene fluoride) membrane or the like is prepared by a technique commonly used as a target biological material, similar to multicolor WB.
- a labeled biological substance as a labeled antibody (preferably a secondary antibody)
- the target biological substance can be detected with excellent fluorescence intensity.
- substituents include substituents selected from the following substituent group T.
- this substituent group T when only a substituent is described, this substituent group T is referred to, and when each group, for example, an alkyl group, is only described, this Corresponding groups of the substituent group T are preferably applied.
- an alkyl group when an alkyl group is described separately from a cyclic (cyclo)alkyl group, the alkyl group is used in the sense of including a straight-chain alkyl group and a branched alkyl group.
- the alkyl group is not described separately from the cyclic alkyl group, and unless otherwise specified, the alkyl group is used in the sense of including a linear alkyl group, a branched alkyl group and a cycloalkyl group.
- groups alkoxy groups, alkylthio groups, alkenyloxy groups, etc.
- groups that can have a cyclic structure (alkyl groups, alkenyl groups, alkynyl groups, etc.), and compounds that contain groups that can have a cyclic structure. be.
- the lower limit of the number of atoms of the group forming the cyclic skeleton is 3 or more, regardless of the lower limit of the number of atoms specifically described below for the group that can adopt this structure, 5 or more is preferable.
- substituent group T for example, in order to clarify a group with a linear or branched structure and a group with a cyclic structure, such as an alkyl group and a cycloalkyl group, these are described separately.
- Groups included in the substituent group T include the following groups. Alkyl group (preferably 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, still more preferably 1 to 8 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, particularly preferably 1 to 3 carbon atoms), an alkenyl group (preferably 2 to 30 carbon atoms, more preferably 2 to 20 carbon atoms, still more preferably 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 6 carbon atoms, still more preferably 2 to 6 carbon atoms 2 to 4), an alkynyl group (preferably having 2 to 30 carbon atoms, more preferably 2 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 12 carbon atoms, still more preferably 2 to 6 carbon atoms, still more preferably 2 to 6 carbon atoms) 4), a cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms), a cycloalkenyl group (preferably having 5 to 20 carbon atom
- the aryl group preferably has 6 to 40 carbon atoms, more preferably 6 to 6 carbon atoms. 30, more preferably 6 to 26 carbon atoms, particularly preferably 6 to 10 carbon atoms), a heterocyclic group (having at least one nitrogen atom, oxygen atom, sulfur atom, phosphorus atom, silicon atom or selenium atom as a ring-constituting atom) may be a monocyclic group or a condensed ring group (preferably a condensed ring group with 2 to 6 rings).
- the number of ring members is 5 to It is preferably 7-membered, more preferably 5- or 6-membered
- the heterocyclic group preferably has 2 to 40 carbon atoms, more preferably 2 to 20.
- the heterocyclic group is an aromatic heterocyclic group (heteroaryl group). and aliphatic heterocyclic groups (aliphatic heterocyclic groups).), alkoxy groups (preferably 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms), alkenyloxy groups (preferably 2 carbon atoms to 20, more preferably 2 to 12 carbon atoms), alkynyloxy groups (preferably 2 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 12 carbon atoms), cycloalkyloxy groups (preferably 3 to 20 carbon atoms), aryl an oxy group (preferably having 6 to 40 carbon atoms, more preferably 6 to 26 carbon atoms, more preferably 6 to 14 carbon atoms), a heterocyclic oxy group (preferably having 2 to 20 carbon atoms), a polyalkyleneoxy group,
- An alkoxycarbonyl group (preferably having 2 to 20 carbon atoms), a cycloalkoxycarbonyl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms), an aryloxycarbonyl group (preferably having 6 to 20 carbon atoms), an amino group (preferably having 0 to 20, an 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.
- An acylamino group (preferably having 1 to 20 carbon atoms), a sulfonamide group (preferably having 0 to 20 carbon atoms, and an alkyl, cycloalkyl or aryl sulfonamide group is preferable.), an alkylthio group (preferably having 1 to 20 carbon atoms) , more preferably 1 to 12 carbon atoms), cycloalkylthio groups (preferably 3 to 20 carbon atoms), arylthio groups (preferably 6 to 40 carbon atoms, more preferably 6 to 26 carbon atoms, still more preferably 6 carbon atoms to 14), a heterocyclic thio group (preferably having 2 to 20 carbon atoms), an alkyl, cycloalkyl or arylsulfonyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms),
- a silyl group (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, and is preferably a silyl group substituted with alkyl, aryl, alkoxy or aryloxy.), a silyloxy group (preferably having 1 to 20 carbon atoms, , alkyl, aryl, alkoxy or aryloxy-substituted silyloxy groups are preferred.), hydroxy group, cyano group, nitro group, halogen atom (e.g.
- the anionic group may be any group having an anion.
- anionic groups include a carboxy group, a phosphono group (phosphonic acid group, —PO(OH) 2 ), a phosphonooxy group (phosphoric acid group, —OPO(OH) 2 ) and a sulfo group.
- a group, a phosphonoxy group or a sulfo group is preferred, and a phosphonoxy group or a sulfo group is more preferred.
- the anionic group may have an ionic structure by dissociation of hydrogen ions, or may have a salt structure.
- the description of the monovalent or polyvalent cation in the above description of the salt structure can be preferably applied.
- the cationic group may be any group having a cation. Examples of such cationic groups include groups having quaternary ammonium ions and groups having quaternary phosphonium ions, and groups having quaternary ammonium ions are preferred.
- the cationic group may have a salt structure as well as an ionic structure.
- Examples of monovalent or polyvalent anions when the cationic group has a salt structure include halide ions such as F ⁇ and Cl ⁇ , BF 4 ⁇ , PF 6 ⁇ , bis(trifluoromethylsulfonyl)imide ions, and the like. and monovalent or polyvalent organic anions.
- the polyalkyleneoxy group includes a monovalent group represented by -(L-O) t R E and a divalent group represented by -(LL-O) h- .
- L and LL represent an alkylene group obtained by removing one hydrogen atom from the alkyl group in the substituent group T, and the number of carbon atoms is preferably 2 to 4, more preferably 2 or 3, still more preferably 2, alkylene
- the number of carbon atoms contained in the shortest chain connecting two carbon atoms that are the bonds of the group is preferably 0 to 2, more preferably 0 or 1, and still more preferably 0. That is, L and LL are most preferably ethylene groups.
- the above t and h mean the average number of repetitions (simply referred to as the number of repetitions), and are preferably 1 to 24, more preferably 1 to 12, and even more preferably 4 to 12.
- R E represents a hydrogen atom or an alkyl group.
- the alkyl group that can be used as RE the description of the alkyl group in the above substituent group T can be preferably applied, and among them, the methyl group is preferable.
- R E is preferably a methyl group.
- Examples of the group formed by combining a plurality of substituents selected from the substituent group T include anionic groups (carboxy group, phosphono group, sulfo group), cationic groups (onio group), amino acid residues, polyamino acids
- anionic groups carboxy group, phosphono group, sulfo group
- cationic groups onio group
- amino acid residues polyamino acids
- alkyl group alkenyl group, alkynyl group, cycloalkyl group, cycloalkenyl group, aryl group, heterocyclic group, alkoxy group, alkenyloxy group, alkynyloxy group, having a residue or a polyalkyleneoxy group as a substituent, cycloalkyloxy group, aryloxy group, heterocyclic oxy group, alkoxycarbonyl group, cycloalkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, amino group, sulfamoyl
- a 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, cycloalkoxycarbonyl group, amino group, acylamino group, carbamoyl group, cyano group, halogen atom, anionic group, cationic group or polyalkyleneoxy group, particularly preferably alkyl group, alkenyl group, aryl group, heterocycle alkoxy group, acyl group, alkoxycarbonyl group, amino group, acylamino group, carbamoyl group, cyano group, anionic group, cationic group or polyalkyleneoxy group.
- Substituents selected from the substituent group T include, in addition to groups formed by combining a plurality of substituents selected from the above-described substituent group T, groups formed by combining a plurality of the above groups unless otherwise specified. include. For example, when compounds or substituents and the like contain alkyl groups, alkenyl groups and the like, these may be substituted or unsubstituted. In addition, when containing an aryl group, a heterocyclic group, etc., they may be monocyclic or condensed, and may be substituted or unsubstituted.
- room temperature means 25 degreeC.
- the carrier for reversed-phase column chromatography is SNAP Ultra C18 (trade name, manufactured by Biotage) or Sfar C18 (trade name, manufactured by Biotage), and the carrier for normal-phase column chromatography is A Hi-Flash Column (trade name, manufactured by Yamazen Co., Ltd.) was used.
- the mixing ratio in the eluent used in reversed-phase column chromatography or normal-phase column chromatography is a volume ratio.
- Preparative HPLC High Performance Liquid Chromatography
- the MS spectrum was obtained by ACQUITY SQD LC/MS System [trade name, manufactured by Waters, ionization method: ESI (ElectroSpray Ionization)] or LCMS-2010EV [trade name, manufactured by Shimadzu Corporation, ionization methods: ESI and APCI. (Atmospheric Pressure Chemical Ionization, Atmospheric Pressure Chemical Ionization) simultaneous ionization method].
- NMP N-methyl-2-pyrrolidone
- Fmoc amino acid 0.5 mol/L
- cyano-hydroxyimino-acetic acid ethyl ester 1 .0 mol/L
- diisopropylethylamine 0.1 mol/L
- diisopropylcarbodiimide 1.0 mol/L
- piperidine 20% v/v
- acetic anhydride A 20% v/v) NMP solution was set, and synthesis was performed according to the manual.
- Fmoc deprotection (20 minutes), washing with NMP, condensation of Fmoc amino acids (1 hour), and washing with NMP were set as one cycle, and this cycle was repeated to elongate the peptide chain.
- Solid-phase peptide synthesis was performed using H-Gly-Trt(2-Cl)-Resin (manufactured by Watanabe Chemical Industry Co., Ltd., 0.93 mmol/g, 53.8 mg) as a starting material. Elongation with N-[(9H-fluoren-9-ylmethoxy)carbonyl]glycine (Fmoc-Gly-OH) was repeated for 4 cycles.
- N-[(9H-fluoren-9-ylmethoxy)carbonyl]glycine Fmoc-Gly-OH
- N-(9-fluorenylmethoxycarbonyl)-L-proline Fmoc-Pro-OH
- N-[(9H-fluoren-9-ylmethoxy)carbonyl]- ⁇ -alanine Fmoc- ⁇ -Ala-OH was extended.
- the compounds (2) to (7) and the reference compound (2) synthesized below are the NHS ester structures of the above compounds (2)-NHS to (7)-NHS and the reference compound (2)-NHS, respectively. It is a compound that replaces the group. That is, the carboxy groups in compounds (2) to (7) and reference compound (2) are converted to the corresponding NHS ester structures by performing the same chemical reaction as in the synthesis of compound (1)-NHS.
- N ⁇ -(1-(4,4-dimethyl-2,6-dioxocyclohex-1-ylidene)-3-methylbutyl)-N ⁇ -[(9H-fluoren-9-ylmethoxy)carbonyl)-L-lysine (Fmoc-Lys(ivDde)-OH) was extended, followed by 6 cycles of extension with N-(9-fluorenylmethoxycarbonyl)-L-proline (Fmoc-Pro-OH), followed by N ⁇ - (tert-Butoxycarbonyl)-N ⁇ -[(9H-fluoren-9-ylmethoxy)carbonyl)-L-lysine (Fmoc-Lys(Boc)-OH) was extended.
- Methanesulfonic acid 16.5 ⁇ L, N,N-diisopropylethylamine (DIPEA) 133 ⁇ L, compound (8-3) 300 mg, (7-azabenzotriazol-1-yloxy) tripyrrolidinophosphonium hexafluorophosphate ( PyAOP) (201 mg) was added, and the mixture was stirred at 35°C for 1 hour. By adding acetonitrile (15 mL), the precipitated solid was filtered and dried under reduced pressure to obtain 322 mg of compound (8-4).
- DIPEA N,N-diisopropylethylamine
- PyAOP 7-azabenzotriazol-1-yloxy
- PyAOP tripyrrolidinophosphonium hexafluorophosphate
- Comparative compound (1)-NHS was synthesized from comparative compound (1) in the same manner as in the synthesis of compound (1)-NHS, except that comparative compound (1) was used. bottom.
- the fluorescence labeling rate, solution fluorescence intensity, on-membrane fluorescence intensity, and dot blot fluorescence intensity are used as indicators of suitability for application to solution and application to membrane after being labeled substances. evaluated.
- Labeled antibodies of each compound, comparative compound and reference compound were obtained in the same manner.
- the notations of compound (Z)-IgG, comparative compound (Z)-IgG, and reference compound (Z)-IgG are, respectively, IgG-labeled antibody of compound (Z)-NHS, comparative compound (Z)-NHS It means an IgG-labeled antibody or an IgG-labeled antibody of reference compound (Z)-NHS.
- the fluorescence labeling rate (DOL) of the obtained labeled antibody was calculated by the method shown below. Table A summarizes the results.
- Fluorescent labeling rate Concentration of fluorescent dye/Concentration of protein
- concentration of fluorescent dye means the total molar concentration [M] of the labeled fluorescent dye
- concentration of protein is the molar concentration of the fluorescently labeled protein [ M], each of which is calculated by the following formula.
- Concentration of fluorescent dye Dye max / ⁇ dye
- Concentration of protein (IgG 280 - (Dye max x CF))/ ⁇ protein
- Dye max Absorption at maximum absorption wavelength of fluorescent dye [-] ⁇ dye ; Molar extinction coefficient of fluorescent dye [M -1 cm -1 ] IgG 280 ; absorption of fluorescently labeled protein at 280 nm [-] Dye 280 ; absorption of fluorescent dye at 280 nm [-] ⁇ protein ; molar extinction coefficient of protein [M -1 cm -1 ] CF (Correction Factor); Dye 280 /Dye max [-]
- Comparative compound (1) -Integrated value of fluorescence intensity in the range of fluorescence wavelength 810 to 840 nm of DOL4.6 of IgG as a reference value, ratio to this reference value (fluorescence intensity in the range of fluorescence wavelength 810 to 840 nm of the labeled antibody) (integrated value/reference value) was calculated and evaluated based on the following evaluation criteria. Table 1 summarizes the results.
- Comparative compound (1) -Integrated value of fluorescence intensity in the range of fluorescence wavelength 810 to 840 nm of DOL4.6 of IgG as a reference value, ratio to this reference value (fluorescence intensity in the range of fluorescence wavelength 810 to 840 nm of the labeled antibody) (integrated value/reference value) was calculated and evaluated based on the following evaluation criteria. Table 1 summarizes the results.
- Comparative compound (1)-NHS does not have A 1 and A 2 of the structure (-A 1 -B-A 2 -) represented by general formula (I), and reference compound (2)-NHS is not a compound defined in the present invention in that it does not have B in the structure (-A 1 -B-A 2 -) represented by general formula (I).
- Comparative compound (1)-NHS could only yield a labeled antibody with low fluorescence intensity in solution, fluorescence intensity on membrane, and fluorescence intensity in dot blot (No. c101).
- the reference compound (2)-NHS having a similar structure to the compound (2)-NHS except that B in the structure (-A 1 -B-A 2 -) represented by the general formula (I) is omitted , the fluorescence intensity in the dot blot state is less than 1.1 times for the reference compound (2)-NHS, while the compound (2)-NHS is 1.3 times or more. It was found that due to having the structure of B in formula (I), excellent fluorescence intensity was exhibited in the state of dot blot (No. 102 against No. r102).
- the compounds (compound (2)-NHS to compound (8)-NHS) having lysine-derived structures on both sides of the structure represented by general formula (I) will be focused on and discussed below.
- Compound (3)-NHS to Compound (8)-NHS in which l or n in general formula (I) is 6 can produce a labeled antibody that exhibits 1.3 times or more fluorescence intensity in the state of membrane and dot blot. (No. 103 to 108 against No. 102).
- -NHS-Compound (8)-NHS was able to produce labeled antibodies exhibiting fluorescence intensity 1.3 times or more in any state of solution, membrane and dot blot (No. 104 to 108 relative to No. 103). .
- Compound (5)-NHS having an anionic group was able to produce a labeled antibody exhibiting fluorescence intensity 1.5 times or more in solution (No. 105 compared to No. 104).
- Compound (6)-NHS, in which p is 2 in general formula (I) produced a labeled antibody exhibiting fluorescence intensity 1.5 times or more in the solution and membrane state (No. 106 to No. 104).
- the compound (7)-NHS having a polyalkyleneoxy group was able to produce a labeled antibody exhibiting fluorescence intensity 1.5 times or more in any of solution, membrane and dot blot (No. 107 compared to No. 104).
- Compound (8)-NHS which has a polyalkyleneoxy group and four phosphor moieties, has twice as many phosphor moieties as compound (7)-NHS, which has two phosphor moieties.
- the compound (8)-NHS was able to produce a labeled antibody exhibiting about 1.5 times the strength of the compound (7)-NHS.
- association becomes more likely to occur, making it difficult to obtain fluorescence intensity proportional to the number of phosphor moieties. It has been found that even when the number of is increased, association of the phosphor portions is effectively suppressed similarly to when the number of phosphor portions is small, and excellent fluorescence intensity is exhibited.
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Abstract
Description
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、非特許文献1は、近赤外蛍光色素(NIRF色素)と近赤外クエンチャー色素(NIRQ色素)とをポリプロリンリンカーで結合することを開示している。非特許文献1記載の技術によれば、NIRF色素とNIRQ色素との距離を上記リンカーにより調整することで、蛍光共鳴エネルギー移動(Fluorescence Resonance Energy Transfer、FRET)によって蛍光消光し、光音響イメージングによる検出感度の向上が可能となるとされる。
また、特許文献1は、診断及び/又は治療用に用いる、バイオマーカー(生体内の物質で、病状の変化等の生理学的指標となるもの)に特異的な標的指向能を有する両親媒性ナノ粒子であって、親水性及び疎水性の高分子含有ブロック共重合体(A)と、タンパク質分解酵素によって分解されるペプチド及び疎水性高分子含有ブロック共重合体(B)とを含む両親媒性ナノ粒子を開示している。特許文献1は、疎水性高分子を構成する成分としてプロリンを使用できること、ナノ粒子は蛍光物質を含んでもよいことを開示している。
特許文献2は、診断及び/又は治療的適用のための化合物であって、フィブリンに結合しうるペプチドを含有し、このペプチド鎖中にプロリン由来の構造を有する化合物を開示している。特許文献2記載の技術によれば、この化合物は蛍光色素を含んでいてもよいとされている。
〔1〕
蛍光体部と、下記一般式(I)で表される構造とを有する化合物。
R1~R3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、-NR9R10、-OR11又はアニオン性基を示す。
R9~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、アリール基又はヘテロアリール基を示す。
Y1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を示す。
L1は2価の連結基を示す。
l、m、n及びpは、1以上の整数である。
*は結合手を示す。
〔2〕
下記一般式(II)で表される、〔1〕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、アニオン性基、カチオン性基又はQを示す。Q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。
L2~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。
qは1以上の整数である。
A1、A2、B及びpは上記のA1、A2、B及びpと同義である。
ただし、Mの少なくとも1つは蛍光体部を示す。
〔3〕
上記のl及びnの少なくとも一方が3以上の整数である、〔1〕又は〔2〕に記載の化合物。
〔4〕
上記L1が、上記一般式(b)における>NY1と>C=Oとを結ぶ最短原子数が1~4の連結基である、〔1〕~〔3〕のいずれか1つに記載の化合物。
〔5〕
上記L1が、環構造を含む連結基である、〔1〕~〔4〕のいずれか1つに記載の化合物。
〔6〕
前記環構造が、置換基としてポリアルキレンオキシ基を有する基である、〔5〕に記載の化合物。
〔7〕
上記一般式(b)で表される構造のClogP値が1.0以下である、〔1〕~〔6〕のいずれか1つに記載の化合物。
〔8〕
上記Bが下記一般式(c)で表される構造である、〔1〕~〔7〕のいずれか1つに記載の化合物。
*は結合手を示す。
〔9〕
上記R8が、アニオン性基、カチオン性基及びポリアルキレンオキシ基のいずれかを置換基として有するアルキル基である、〔8〕に記載の化合物。
〔10〕
上記pが1の整数である、〔1〕~〔9〕のいずれか1つに記載の化合物。
〔11〕
上記R8が置換基としてポリアルキレンオキシ基を有するアルキル基である、〔9〕に記載の化合物。
〔12〕
〔1〕~〔11〕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。
〔13〕
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〔12〕に記載の標識生体物質。
例えば、本発明において、後記一般式(a1)で表される構造は、下記一般式(i)で表される構造がl個(lは1(いち)以上の整数)連なっていることを意味する。この場合、l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は、後記一般式(a1)におけるX1~X3と同義である。このことは、( )mで括られる構造、( )nで括られる構造、及び、( )pで括られる構造、並びに、[ ]q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、n個存在する構造は互いに同一でも異なっていてもよく、p個存在する構造は互いに同一でも異なっていてもよく、q個存在する構造は互いに同一でも異なっていてもよい。また、化合物中に、一般式(I)で表される構造を複数有する場合、複数のA1は互いに同一でも異なっていてもよく、複数のA2は互いに同一でも異なっていてもよく、複数のBは互いに同一でも異なっていてもよい。
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。
本発明の化合物が含む後述する一般式(I)で表される構造は、プロリン由来の環構造等の含窒素飽和5員環を含む繰り返し単位(繰り返し数1以上)からなる構造であるA1及びA2を有し、これらのA1及びA2、さらにはA1が複数存在する場合には各A1間を、A1及びA2とは異なる繰り返し単位(繰り返し数1以上)からなる構造であるBにより連結された比較的剛直な構造である。本発明の化合物は、この一般式(I)で表される比較的剛直な構造と蛍光体部とを有する構造により、分子間ないし2以上の蛍光体部を有する場合には分子内での蛍光体部の会合による消光を効果的に抑制することができると考えられる。このため、本発明の化合物を用いて得られる標識生体物質は、溶液、メンブレン及びドットブロットのいずれの使用形態においても優れた蛍光強度を示すことができる。なかでも、本発明の化合物を用いた標識生体物質においては、Bの構造を有することにより、A1及びA2の疎水性相互作用による凝集を抑制できることから、上記一般式(I)で表される構造における構造Bを有しない化合物を用いた場合に比べて、ドットブロットの状態において、より優れた蛍光強度を示すことができると考えられる。
本発明の化合物は、蛍光体部と、下記一般式(I)で表される構造とを有する。
R1~R3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、-NR9R10、-OR11又はアニオン性基を示す。
R9~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、アリール基又はヘテロアリール基を示す。
Y1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を示す。
L1は2価の連結基を示す。
l、m、n及びpは、1以上の整数である。
*は結合手を示す。
蛍光体部は、本発明の化合物中に少なくとも1つ含まれていればよい。蛍光体部は2つ以上含まれていることが好ましい。
蛍光体部については、後述の一般式(II)で表される化合物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。
R1~R3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、ヘテロアリール基及びアニオン性基は、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、アリール基、ヘテロアリール基及びアニオン性基と同義であり、好ましい範囲も同じである。
R1~R3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、ハロゲン原子が好ましい。
R9~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、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。
R9~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。
R9~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、ハロゲン原子が好ましい。
R9~R11としては、水素原子又はアルキル基が好ましい。
上記X4~X6としては、少なくともいずれか1つが>CR2R3であることが好ましく、少なくとも2つが>CR2R3であることがより好ましく、すべてが>CR2R3であることが好ましい。
なお、上記X1~X6は蛍光体部を有しても有しなくてもよい。
Y1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、ハロゲン原子が好ましい。
Y1は水素原子であることが好ましい。
L1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。アルケニレン部分の炭素数(すなわち、アルケニレン基が有する置換基部分を除く部分)は2~30であることが好ましく、2~20であることがより好ましく、2~15であることがさらに好ましい。
L1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。アルキニレン部分(すなわち、アルキニレン基が有する置換基部分を除く部分)の炭素数が2~30であることが好ましく、2~20であることがより好ましく、2~15であることがさらに好ましい。
L1を構成しうるアルキレン基、アルケニレン基及びアルキニレン基は、それぞれ、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。
L1を構成しうるアリーレン基としては、アリーレン部分(すなわち、アリーレン基が有する置換基部分を除く部分)の炭素数が6~22であることが好ましく、6~18であることがより好ましく、6~14であることがさらに好ましい。アリーレン基はフェニレン基、又は、フェナントレンから水素原子を2つ除去した基が好ましい。
L1を構成しうるヘテロアリーレン基としては、ヘテロアリーレン部分(すなわち、ヘテロアリーレン基が有する置換基部分を除く部分)の炭素数が2~16であることが好ましく、2~12であることがより好ましく、2~8であることがさらに好ましい。ヘテロアリーレン基は、環構成原子として>NHを有する5又は6員のヘテロアリーレン基が好ましく、ピロール環、イミダゾール環又はトリアゾール環から水素原子を2つ除いた2価の基であることがより好ましい。
L1を構成しうる2価の環基は、アリーレン基又はヘテロアリーレン基が好ましい。
Ra1及びRa2としては、水素原子又はアルキル基が好ましく、水素原子がより好ましい。
L1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、-NRc1Rc2(Rc1及びRc2は、水素原子又はアルキル基を示し、水素原子が好ましい。)、アリール基(好ましくは、フェニル基)、ヘテロアリール基(環構成原子として>NHを含む5又は6員のヘテロアリール基が好ましく、イミダゾール-イル基又はインドール-イル基がより好ましい。)、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、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、グアニジノ基(好ましくは、-NHC(=NH)NH2)、アルキルチオ基、フェノール基、スルファニル基、アニオン性基、カチオン性基もしくはポリアルキレンオキシ基、又は、これらの置換基を2種以上組み合わせた基が好ましい。
L1が有していてもよい置換基のうち、上記の2種以上を組み合わせた基としては、アリール基、ヘテロアリール基、ヒドロキシ基、カルバモイル基、アシルアミノ基、アニオン性基、アニオン性基又はポリアルキレンオキシ基を2種以上組み合わせ基が好ましく挙げられ、アニオン性基、カチオン性基もしくはヒドロキシ基で置換されたアリール基、アニオン性基、カチオン性基もしくはヒドロキシ基で置換されたヘテロアリール基、ポリアルキレンオキシ基を置換基として有するカルバモイル基、又は、ポリアルキレンオキシ基を置換基として有するアシルアミノ基がより好ましい。
なお、ポリアルキレンオキシ基を置換基として有するカルバモイル基において、ポリアルキレンオキシ基はカルバモイル基に直接結合していてもよく、カルバモイル基又はアシルアミノ基から水素原子を1つ除去して得られる連結基等を介してカルバモイル基に結合していてもよい。同様に、ポリアルキレンオキシ基を置換基として有するアシルアミノ基において、ポリアルキレンオキシ基はアシルアミノ基に直接結合していてもよく、カルバモイル基又はアシルアミノ基から水素原子を1つ除去して得られる連結基等を介してアシルアミノ基に結合していてもよい。
L1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、2価の環基(シクロアルキレン基、シクロアルケニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基又は2価の脂肪族ヘテロ環基)、-O-、>NRa1、>C=O、>S=O、-S(=O)2-及び>P(=O)ORa2のうちの1種又は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、特に制限されないが、例えば、1~6種が好ましく、1~4種がより好ましく、1~2種がさらに好ましい。なお、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、シクロアルキレン基、シクロアルケニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、2価の脂肪族ヘテロ環基、-O-、>NRa1、>C=O、>S=O、-S(=O)2-及び>P(=O)ORa2の各基をそれぞれ1種と数え、最大で14種類である。
L1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、2価の環基、-O-、>NRa1、>C=O、>S=O、-S(=O)2-及び>P(=O)ORa2のうちの2種以上を組み合わせた連結基としては、アルキレン-アリーレン-アルキレン、アルキレン-ヘテロアリーレン-アルキレン、アルキレン-O-P(=O)ORa2-アルキレン、アルキレン-O-の繰り返し(後述の-(LL-O)h-)、又は、ヘテロアリーレン-C(=O)-NH-アルキレン-C(=O)-NH-ヘテロアリーレン-C(=O)-NH-アルキレン-NH-がより好ましい。
なお、L1は、一般式(b)で表される構造のClogP値を後述する好ましい範囲へと調整する観点から特定の置換基を有していることも好ましく、具体的には、-NH2、環構成原子として>NHを含む5又は6員のヘテロアリール基、ヒドロキシ基、-C(=O)NH2、-NHC(=NH)NH2、アニオン性基、カチオン性基又はポリアルキレンオキシ基を有することが好ましく、アニオン性基、カチオン性基又はポリアルキレンオキシ基を有することがより好ましい。
上記の2価の連結基L1について、「一般式(b)における>NY1と>C=Oとを結ぶ最短原子数」とは、>NY1と>C=Oとを結ぶ最短鎖を構成する原子数を意味する。例えば、下記一般式(c)で表される構造においては、>NY1と>C=Oとを結ぶ最短鎖を構成する原子数は「1」となる。一般式(c)の詳細については、追って詳述する。
なかでも、上記(i)の形態であることが好ましい。
一般式(b)で表される構造は、m及びp(後述の一般式(II)においてはm、p及びq)に応じて2以上の構造を採りうる。本発明の化合物中における一般式(b)で表される構造のうち、上記のL1が環構造を含む基である構造の個数の割合は、20%以上が好ましく、40%以上がより好ましい。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(b)で表される構造における全てのL1が環構造を含む基であることも好ましい。
環構造は、置換基としてポリアルキレンオキシ基を有する基であることが好ましく、ポリアルキレンオキシ基は環構造に直接結合していてもよく、連結基を介して結合していてもよい。連結基としては上述のL1が有していてもよい置換基から選択される基からさらに水素原子を除去した基が挙げられ、アルキレン基が好ましい。
*は結合手を示す。
R8が採りうるアルキル基は、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、後述する置換基群Tにおける置換基が挙げられ、前述のL1が有していてもよい置換基の好ましい記載を適用することができる。
R8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、アリール基(好ましくは、フェニル基)、ヘテロアリール基(好ましくは、イミダゾール-イル基又はインドール-イル基)、ヒドロキシ基、アミノ基(好ましくは-NH2)、カルバモイル基、アシルアミノ基、グアニジノ基(好ましくは-NHC(=NH)NH2)、アルキルチオ基、フェノール基、スルファニル基、アニオン性基(好ましくは、スルホ基、ホスホノ基又はホスホノオキシ基)、カチオン性基もしくはポリアルキレンオキシ基、又は、これらを2種以上組み合わせた基が好ましい。
R8におけるアルキル基が有していてもよい置換基のうち、上記の2種以上を組み合わせた基としては、前述のL1が有していてもよい置換基のうち、上記の2種以上を組み合わせた基に係る記載を好ましく適用することができる。
R8は、アニオン性基、カチオン性基及びポリアルキレンオキシ基のいずれかを置換基として有するアルキル基であることが好ましく、アニオン性基、カチオン性基又はポリアルキレンオキシ基は、アルキル基に直接結合していてもよく、連結基を介して結合していてもよい。連結基としては上述のR8におけるアルキル基が有していてもよい置換基から選択される基からさらに水素原子を除去した基が挙げられ、カルバモイル基もしくはアシルアミノ基、又は、これらを組み合わせた基が好ましい。
なかでも、溶液状態での蛍光強度を高める観点からは、R8は、置換基としてアニオン性基を有するアルキル基であることが好ましく、溶液への適用およびメンブレンへの適用(乾燥状態)での蛍光強度を高める観点からは、R8は、置換基としてポリアルキレンオキシ基を有するアルキル基であることが好ましい。
一般式(b)で表される構造のClogP値は、1.0以下であることが好ましく、0.0以下であることがより好ましく、-1.0以下であることがさらに好ましい。
ここで、「ClogP値」は、PerkinElmer Informatics社製のChemDraw(登録商標)Professional(ver.16.0.1.4)を使用して計算するものとする。具体的には、一般式(b)で表される構造をChemDrawで描き、カッコで囲まれた範囲の構造(構成繰り返し単位を構成する構造)を選択した際に計算されるClogP値において、小数点第二位を四捨五入して得られた値を、一般式(b)で表される構造のClogP値とする。
一般式(b)で表される構造は、m及びp(後述の一般式(II)においてはm、p及びq)に応じて2以上の構造を採りうる。本発明の化合物中における一般式(b)で表される構造のうち、上記ClogP値を満たす構造の個数の割合は、20%以上が好ましく、40%以上がより好ましい。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(b)で表される構造の全てが上記ClogP値を満たす構造であることも好ましい。
上記の一般式(b)で表される構造のClogP値の好ましい範囲及びClogP値を満たす構造の割合に係る記載は、前述の一般式(c)で表される構造のClogP値の好ましい範囲及びClogP値を満たす構造の割合においても、同様に適用することができる。
下記具体例において、*は結合手を示す。
lは、2以上が好ましく、5以上がより好ましい。lの上限は、特に限定されないが、30以下が好ましく、25以下がより好ましく、20以下がさらに好ましく、15以下が特に好ましく、なかでも10以下が好ましい。
mは、1~4が好ましく、1~2がより好ましく、1がさらに好ましい。
nは、2以上が好ましく、5以上がより好ましい。nの上限は、特に限定されないが、30以下が好ましく、25以下がより好ましく、20以下がさらに好ましく、15以下が特に好ましく、なかでも10以下が好ましい。
pは、1~4が好ましく、1~2がより好ましく、得られる標識生体物質の活性を高める観点からは、1がさらに好ましい。なお、pは、化合物中において読み得る最大数として読む。
蛍光体部の分子内及び/又は分子間での会合を抑制し、蛍光強度をより向上させる観点からは、l及びnの少なくとも一方が3以上の整数であることが好ましく、l及びnの両方が3以上の整数であることがより好ましい。
化合物中にA1が2以上存在する場合において、本発明の化合物中におけるA1のうち、lが3以上の整数であるA1の個数の割合は、上記効果が得られる限り特に限定されないが、40%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、本発明の化合物中におけるA1の全てが、lが3以上の整数であるA1であることも好ましい。
このことは、化合物中にA2が2以上存在する場合においても同様であり、上記化合物中にA1が2以上存在する場合における記載について、A1をA2に、lをnにそれぞれ読み替えて適用する。
本発明の化合物において、mが2以上であっても、一般式(I)におけるA1及びA2の構造により一般式(I)の構造全体の剛直性が保たれる場合(特に限定されないが、例えば、Bの構造がα-アミノ酸である場合、芳香族環を含む場合などが好ましい)には蛍光体部の会合が抑制され、高い蛍光性能を示すと考えられる。
R4及び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及びR5として採りうる置換基は、置換基を有していてもよく、このような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は、水素原子であることが好ましい。
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、本発明の化合物が優れた蛍光強度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、アリール基又はヘテロアリール基)であってもよい。
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、ヘテロアリール基、アニオン性基、カチオン性基及び-(L-O)tRE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、ヘテロアリール基、アニオン性基、カチオン性基及び-(L-O)tRE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における置換基を1種又は2種以上組み合わせた基が挙げられ、アルキル基、アシル基、アルコキシ基、アミノ基、カルバモイル基、アシルアミノ基、ハロゲン原子、-(L-O)tRE、アニオン性基、カチオン性基もしくはQ、又は、これらの置換基を2種以上組み合わせた置換基が好ましく、アシル基、アミノ基、カルバモイル基、アシルアミノ基、ハロゲン原子、-(L-O)tRE、ホスホノ基、ホスホノオキシ基、もしくはQ、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。
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。
R7としては、*-NH-アルキレン-C(=O)-で表される構造を有する基、又は、*-NH-(LL-O)h-で表される構造を有する基であることが好ましい。*はL7との結合部位を意味する。-(LL-O)h-はL7と結合する側を特定している以外は後述の-(LL-O)h-と同義である。
(*-NH-アルキレン-C(=O)-で表される構造を有する基)
*-NH-アルキレン-C(=O)-で表される構造におけるアルキレン基としては、上述の一般式(c)における>CHR8であることが好ましい。ただし、R8は、水素原子であることが好ましい。また、-NH-アルキレン-C(=O)-で表される構造は繰り返されていてもよく、繰り返し数(以降において、繰り返し数をwとも表記する。)としては、1~15が好ましく、1~10がより好ましく、1~5がさらに好ましい。
R7は、*-[NHCH2C(=O)]w-**(wは1~5である)で表される構造であって、**で示される側の末端がヒドロキシ基である形態が好ましい。
R7は、**で示される側の末端がQである場合には、*-[NHCH2C(=O)]w-**とQとが連結基によって連結された形態も好ましい。この場合、連結基は特に制限されないが、例えば、>C=O、>NRb1(Rb1は後述の通りであり、水素原子又はアルキル基が好ましい。)もしくはアルキレン基、又は、これらを2種以上組合わせた基が挙げられ、-NRb1-アルキレンが好ましく挙げられる。このようなR7としては、例えば、*-[NHCH2C(=O)]w-NHCH2-**(wは1~5である)で表される構造であって、**で示される側の末端がQである形態としてもよい。
(*-NH-(LL-O)h-で表される構造を有する基)
R7は、末端がQである置換基である場合には、*-NH-(LL-O)h-とQとが連結基によって連結された形態も好ましい。この場合、連結基は特に制限されないが、例えば、>C=O、>NRb1(Rb1は後述の通りであり、水素原子又はアルキル基が好ましい。)もしくはアルキレン基、又は、これらを2種以上組合わせた基が挙げられ、アルキレン基が好ましく挙げられる。このようなR7としては、例えば、*-NH-(LL-O)h-C2H4-Qである形態としてもよい。
R6及びR7の少なくとも一方がQを有する場合、Qを有するR6及びQを有するR7はペプチド構造を有することが好ましく、ペプチド構造とNHSエステル構造の組合せであることがより好ましい。R6及びR7の少なくとも一方がQを有する場合、Qを有するR6及びQを有するR7は後述の-(LL-O)h-を有する形態とすることもでき、-(LL-O)h-とNHSエステル構造の組合せとすることもできる。より具体的な構造については上述の通りである。
L2~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。
L2~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。
L2~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。
L2~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。
L2~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。
L2~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。
L2~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、後述する置換基群Tから選択される基が挙げられ、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、アニオン性基、カチオン性基、アミノ基、アシル基、カルバモイル基、アシルアミノ基、-(L-O)tRE又はハロゲン原子が好ましい。
また、L2~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、構造として採りう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。
Rb1及びRb2としては、水素原子又はアルキル基が好ましく、水素原子がより好ましい。
L3~L6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-、>NRb1、>C=O、>S=O、-S(=O)2-及び>P(=O)ORb2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、以下の組み合わせる基の数が好ましい。
L2において、組み合わせる基の数は、特に制限されないが、1~10個が好ましく挙げられ、1~7個がより好ましく、1~3個がさらに好ましい。なお、1個であることも好ましい。
L3及びL6において、組み合わせる基の数は、特に制限されないが、1~10個が好ましく挙げられ、1~7個がより好ましく、1~5個がさらに好ましい。
L4において、組み合わせる基の数は、特に制限されないが、1~10個が好ましく挙げられ、1~7個がより好ましく、1~5個がさらに好ましい。
L5において、組み合わせる基の数は、特に制限されないが、1~10個が好ましく挙げられ、1~7個がより好ましく、1~5個がさらに好ましい。
L7において、組み合わせる基の数は、特に制限されないが、1~20個が好ましく挙げられ、1~18個がより好ましく、1~10個がさらに好ましい。なお、1個であることも好ましい。
例えば、実施例1の化合物(1)-NHSでは、L4は、2個の>C=O、1個の>NRa1(Ra1は水素原子)、1個のアルキレン基(-C2H4-)を組み合わせた基であり、「組み合わせる基の種類」は3種類、「組み合わせる基の数」は4個である。
L2は、上述のL2~L7を構成し得る2価の連結基のうち、組み合わせ数が1であるものがより好ましく、>NRb1、>C=O、アリーレン基、アルキレン基、-O-又は-S-がさらに好ましく、>NRb1、>C=O、アリーレン基又はアルキル基が特に好ましく、なかでも>NH又は>C=Oが好ましい。
L7は、上述のL2~L7を構成し得る2価の連結基のうち、組み合わせ数が1であるものがより好ましく、>C=O、>NRb1又はアリーレン基がさらに好ましく、>C=O又は>NRb1が特に好ましい。
(ii)L3、L6
L3及びL6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>NRb1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>NRb1である。*はL2及びL4が結合する炭素原子、又は、L5及びL7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。
L3及びL6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>NRb1である基が好ましく、Lyが>C=O又は>NRb1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>NRb1である基がさらに好ましい。
(iii)L4、L5
L4は、単結合、>C=O、>NRb1、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うちの少なくとも1種と、>NRb1及び>C=Oとの組合せがより好ましく、-C(=O)-NRb1-と>C=Oとを、アルキレン基、アルケニレン基及びアルキニレン基のうちの少なくとも1種で連結する基、又は、>C=Oがさらに好ましく、-C(=O)-NRb1-と>C=Oとをアルキレン基で連結する基、又は、>C=Oが特に好ましく、なかでも>C=Oが好ましい。
L5は、単結合、>C=O、>NRb1、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うちの少なくとも1種と、>NRb1及び>C=Oとの組合せがより好ましく、-NRb1-C(=O)-と>NRb1とをアルキレン基、アルケニレン基及びアルキニレン基のうちの少なくとも1種で連結する基、又は、>NRb1がさらに好ましく、-NRb1-C(=O)-と>NRb1とをアルキレン基で連結する基、又は、>NRb1が特に好ましく、なかでも>NRb1が好ましい。
なお、上記のL4に係る記載における「-C(=O)-NRb1-」及び上記のL5に係る記載における「-NRb1-C(=O)-」における左右については、一般式(II)における紙面上の左右と同じとする。
なお、上記一般式(II)で表される化合物においては、Mと、L2及びL4が結合する炭素原子、又は、L5及びL7が結合する炭素原子とを結ぶ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、L2及びL4が結合する炭素原子、又は、L5及びL7が結合する炭素原子とを結ぶ連結鎖における最短原子数を意味する。
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-L3-で表される構造のうち「-連結基ZZZ-L3-」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-L6-で表される構造のうち「-連結基ZZZ-L6-」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。
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(a1)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(a1)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L3の組み合わせ、L2とL4の組み合わせ、L5とL6の組み合わせ、又は、L5とL7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(a1)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を、
ただし、Mの少なくとも1つは蛍光体部を示す。Mが複数ある場合、Mの少なくとも2つは光吸収特性が互いに等価な蛍光体部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Mの数の上限値に特に制限はなく、例えば、20個以下とすることができ、18個以下が好ましく、16個以下がより好ましい。
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。
本発明においては、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より好ましい。
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る他の蛍光体部II(エネルギー受容体)とは、蛍光体部間の距離等の特定の要件を満たすことに加え、各吸収スペクトルにおける最大吸収波長の差は、通常15nmを越えるように設計される。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。
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。
なお、蛍光体部の吸収スペクトルとは、PBS緩衝液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で測定されるスペクトルである。
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。
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。
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。
R1~R4は、アルキル基又は-(CH2-CH2-O)b-R21を示す。
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-(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。
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。
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。
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。
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。
具体的には、R1~R4、R11~R13、R22~R25、R32~R35、R41又はR42として採りう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として採りう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。
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。
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。
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。
また、上記R1~R4が採りうる、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。
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として採り得うる-(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。
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として採りう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として採りうるアルキル基は、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として採りう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。
aは、1~3の整数であって、2又は3の整数が好ましい。
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、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価の構造部となることが好ましい。
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ト)銅(II)などの錯体からなる構造部が挙げられる。
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等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Qで表される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Qで表される置換基の数は、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。
アニオン性基の位置は、特段の断りがない限り特に制限されず、上記アニオン性基を有する基としては、例えば、一般式(b)におけるL1が好ましく挙げられる。
(形態I)
A1(一般式(a1)で表される構造):X1~X3の少なくともいずれか1つが>CR2R3であり、lが2~30の整数である。(R2及びR3は、水素原子、アルキル基、-NR8R9、-OR10又はアニオン性基が好ましい。)
A2(一般式(a2)で表される構造):X4~X6の少なくともいずれか1つが>CR2R3であり、nが2~30の整数である。(R2及びR3は、水素原子、アルキル基、-NR8R9、-OR10又はアニオン性基が好ましい。)
B(一般式(b)で表される構造):Y1が水素原子であり、L1が>NY1と>C=Oとを結ぶ最短原子数が1~4の連結基であり、mが1~4の整数である。
R4及びR5:水素原子
R6:アシル基又は-C(=O)(L-O)tREであるか、アルキル基と、ホスホノ基及び/又はホスホノオキシ基とを組み合わせた基
R7:*-NH-アルキレン-C(=O)-で表される構造を有する基、又は、*-NH(LL-O)h-で表される構造を有する基(*はL7との結合部位を意味する)
L2:>NRb1、>C=O、アリーレン基、アルキレン基、-O-又は-S-
L3及びL6: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>NRb1のうちの1種もしくは2種以上を組み合わせた基
L4及びL5:単結合、>C=O、>NRb1、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うちの少なくとも1種と、>NRb1及び>C=Oとの組合せ
L7:>C=O、>NRb1又はアリーレン基
Mにおける蛍光体部: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
p:1~4の整数
q:1~20の整数
これらの形態において、一般式(II)におけるA1、A2、B、R4~R7、L2~L7、M、p及びqについては、前述のA1、A2、B、R4~R7、L2~L7、M、p及びqに係る好ましい記載を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、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、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。
「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。
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。
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、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級アンモニウム基等が好ましく挙げられる。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、マレイミド構造が好ましく挙げられる。「固体支持体に結合可能な置換基」の具体的な構造としては、上述の「生体物質に結合可能な置換基」について挙げた具体的な構造を用いることができる。
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、常法で合成できる。例えば、Bioconjugate Techniques(Third Edition、Greg T. Hermanson著)を参照することができる。
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性を有し、優れた蛍光強度を示すため、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、癌胎児抗原(CEA)、前立線性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ビン(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、トリバノゾーマ、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、ジゴキニシン等の心血管薬、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。
i)化合物(A)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)化合物(A)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)化合物(A)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)化合物(A)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)化合物(A)中のアジド基と生体物質中のアセチレン基とのClick反応又は化合物(A)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。
本発明の化合物から得られる本発明の標識生体物質は、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。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。
(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
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。
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。
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。
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を参照するものであり、各々の基、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の対応する基が好ましく適用される。
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。
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、
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及び第四級ホスホニウムイオンを有する基などが挙げられ、第四級アンモニウムイオンを有する基が好ましい。
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。
(ポリアルキレンオキシ基)
本発明において、ポリアルキレンオキシ基とは、-(L-O)tREで表される1価の基及び-(LL-O)h-で表される2価の基が挙げられる。
上記L及びLL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、上記L及びLLは、エチレン基であることが最も好ましい。
上記t及びh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、4~12がさらに好ましい。t及びhが1のように繰り返し数が小さい場合にも、ClogP値の調製による所望の効果を奏することができる。
上記REは水素原子又はアルキル基を示す。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、なかでもメチル基が好ましい。REとしては、メチル基が好ましい。
なお、各化合物におけるDyeは、後記構造式で表される構造を示し、*は結合部位を示す。また、各化合物において、特に記載しない場合にも、スルホ基、ホスホノオキシ基は塩構造(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。mPEG4は、-(CH2CH2O)4CH3を意味する。
以下、スキーム中の化合物Zとの表記は、化合物(Z)を意味する。
以下の合成ルートにおいて、室温とは25℃を意味する。
なお、各合成に用いた溶媒、化合物、置換基等の略語は、その他の部分の記載においても、溶媒、化合物、置換基等として同じものを意味する。Resinは2-クロロトリチル樹脂を意味する。また、%v/vは容量パーセントを意味する。
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→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。
ペプチド鎖の合成は、国際公開第2018/174078号公報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)およびジイロ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。
下記のスキームに基づき、化合物(M1-1)を合成した。化合物(5)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=1723、(M-H+)-=1721
以下の通り、化合物(1)を合成した。
10mL容のナスフラスコに化合物(1-1)を1.2mg、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)を150μL、トリエチルアミン(Et3N)を1μL、化合物(M1-1)を3.5mg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)を2.2mg得た。
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+)+=5373、(M-H+)-=5271
化合物(1)2.2mgに、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)220μL、N,N,N’,N’-テトラメチル-O-(N-スクシンイミジル)ウロニウムヘキサフルオロホスファート1mg、及びトリエチルアミン(Et3N)1.3μLを加えて1時間攪拌させた。その後、溶媒を減圧留去し、酢酸エチルを加えて上澄みを除去、真空乾燥を施すことで化合物(1)-NHSを得た。
ペプチド固相合成の原料としてN-[(9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル]グリシン(Fmoc-Gly-OH)、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)、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)、N-[(9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル]-L-バリン(Fmoc-L-Val-OH)を用い、上記化合物(2)-NHSに記載のペプチド鎖の構造となるようにペプチド鎖の伸長を行ったこと以外は化合物(1)の合成と同様にして化合物(2)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+)+=5273、(M-H+)-=5271
化合物(2)を用いたこと以外は化合物(1)-NHSの合成と同様にして、化合物(2)から上記化合物(2)-NHSを合成した。
ペプチド固相合成の原料としてN-[(9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル]グリシン(Fmoc-Gly-OH)、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)、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)、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-β-Ala-OH)を用い、上記化合物(3)-NHSに記載のペプチド鎖の構造となるようにペプチド鎖の伸長を行ったこと以外は化合物(1)の合成と同様にして化合物(3)を合成した。
化合物(3)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=5245、(M-H+)-=5243
化合物(3)を用いたこと以外は化合物(1)-NHSの合成と同様にして、化合物(3)から化合物(3)-NHSを合成した。
ペプチド固相合成の原料としてN-[(9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル]グリシン(Fmoc-Gly-OH)、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)、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、上記化合物(4)-NHSに記載のペプチド鎖の構造となるようにペプチド鎖の伸長を行ったこと以外は化合物(1)の合成と同様にして化合物(4)を合成した。
化合物(4)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=5231、(M-H+)-=5229
化合物(4)を用いたこと以外は化合物(1)-NHSの合成と同様にして、化合物(4)から化合物(4)-NHSを合成した。
ペプチド固相合成の原料としてN-[(9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル]グリシン(Fmoc-Gly-OH)、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)、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)、N-[(9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル]-L-システイン酸を用い、上記化合物(5)-NHSに記載のペプチド鎖の構造となるようにペプチド鎖の伸長を行ったこと以外は化合物(1)の合成と同様にして化合物(5)を合成した。
化合物(5)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=5325、(M-H+)-=5323
化合物(5)を用いたこと以外は化合物(1)-NHSの合成と同様にして、化合物(5)から化合物(5)-NHSを合成した。
ペプチド固相合成の原料としてN-[(9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル]グリシン(Fmoc-Gly-OH)、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)、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、上記化合物(6)-NHSに記載のペプチド鎖の構造となるようにペプチド鎖の伸長を行ったこと以外は化合物(1)の合成と同様にして化合物(6)を合成した。
化合物(6)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=5870、(M-H+)-=5868
化合物(6)を用いたこと以外は化合物(1)-NHSの合成と同様にして、化合物(6)から化合物(6)-NHSを合成した。
H-Gly-Trt(2-Cl)-Resin(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-[(9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル]グリシン(Fmoc-Gly-OH)を用いた伸長を4サイクル繰り返した。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)に続いて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6サイクル繰り返した。さらにNε-(1-(4,4-ジメチル-2,6-ジオキソシクロヘキサ-1-イリデン)-3-メチルブチル)-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(ivDde)-OH)を伸長した後、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6サイクル繰り返した後、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。その後、ピペリジン(20%v/v)のNMP溶液を加え、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、ヒドラジン一水和物(5%v/v)のNMP溶液を加え、1時間反応させることでivDde基の脱保護を行い、4、7、10、13-テトラオキサテトラデカンサンN-スクシンイミジル(2%v/v)のNMP溶液を加え反応させることでLys側鎖にPEG基を導入した。反応終了後、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、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、固体を生じさせた。遠心分離によって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(7-1)を69.5mg得た。その後、化合物(1-1)の代わりに化合物(7-1)を用いた以外は化合物(1)の合成と同様にして化合物(7)を合成した。
化合物(7)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=5329、(M-H+)-=5327
化合物(7)を用いたこと以外は化合物(1)-NHSの合成と同様にして、化合物(7)から化合物(7)-NHSを合成した。
下記スキームに従い化合物(8)を合成した。
50mL容のナスフラスコに化合物(8-1)(国際公開公報第2020/175473号に記載の化合物(4-1))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(8-2)を350mg得た。
H-Pro-Trt(2-Cl)-Resin(0.94mmol/g、53.2mg)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5サイクル繰り返し、Nε-(1-(4,4-ジメチル-2,6-ジオキソシクロヘキサ-1-イリデン)-3-メチルブチル)-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(ivDde)-OH)を伸長した後、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)用いた伸長を6サイクル行った後、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。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。ヘキサフルオロー2-プロパノール(HFIP):ジクロロメタン(CH2Cl2)=1:4の混合液2.0mLを加え、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(8-3)を45.2mg得た。
10mL容のナスフラスコに化合物(8-2)175mg、クロロホルム(CHCl3)1.5mL、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン(DBU)38.2μLを入れ、35℃にて1時間撹拌した。メタンスルホン酸(MsOH)16.5μL、N、N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)133μL、化合物(8-3)300mg、(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)201mgを入れ、35℃にて1時間撹拌した。アセトニトリル(15mL)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(8-4)を322mg得た。
原料の化合物(8-2)を化合物(8-4)に変えたこと以外は化合物(8-4)の合成と同様にして化合物(8-5)を合成した。
原料の化合物(8-2)を化合物(8-5)に変えたこと以外は化合物(8-4)の合成と同様にして化合物(8-6)を合成した。
10mL容のナスフラスコに化合物(8-6)542mg、クロロホルム(CHCl3)2.7mL、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン(DBU)25.1μLを入れ、35℃にて1時間撹拌した。メタンスルホン酸(MsOH)10.9μL、N、N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)117μL、無水酢酸(Ac2O)47.7μLを入れ、35℃にて1時間撹拌した。アセトニトリル(15mL)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(8-7)を322mg得た。
10mL容のナスフラスコに化合物(8-7)48.5mg、クロロホルム(CHCl3)500μL、2,2,2-トリフルオロエタノール(TFE)50μL、トリフルオロ酢酸(TFA)5μLを入れ、35℃にて4時間撹拌した。その後、反応液をろ過し、ろ液にメチル-tert-ブチルエーテル(MTBE)6mLを加え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(8-8)を29.1mg得た。
10mL容のナスフラスコに化合物(8-8)23mg、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)1.2mL、1-アミノ-3、6、9、12-テトラオキサペンタデカン-15-酸tert-ブチル(Amino-PEG4-OtBu)2.1mg、(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)6.4mg、N、N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)4.3μLを入れ、35℃にて2時間撹拌した。その後、ヒドラジン一水和物を24.2μL添加し、室温にて3時間攪拌した。反応終了後、反応液を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(8-9)を15.4mg得た。
10mL容のナスフラスコに化合物(8-9)34mg、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)670μL、4,7,10,13-テトラオキサテトラデカン酸N-スクシンイミジル(mPEG4-OSu)11mg、N、N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)9.1μLを入れ、35℃にて2時間撹拌した。反応終了後、減圧蒸留により溶媒を除去した後にトリフルオロ酢酸(TFA)670μLを加え、室温にて2時間攪拌した。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(8-10)を13.3mg得た。
化合物(1-1)の代わりに化合物(8-10)を用いた以外は、化合物(1)の合成と同様にして化合物(8)を合成した。
化合物(8)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=11610、(M-H+)-=11608
さらに、化合物(8)を用いたこと以外は化合物(1)-NHSの合成と同様にして、化合物(8)から化合物(8)-NHSを合成した。
下記スキームに従い比較化合物(1)を合成した。t-Buは、t-ブチルを意味する。
50mL容のナスフラスコにNε-(1-(4,4-ジメチル-2,6-ジオキソシクロヘキサ-1-イリデン)-3-メチルブチル)-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(ivDde)-OH)(化合物(9-1))750mg、テトラヒドロフラン(THF)15mL、1-アミノ-3、6、9、12-テトラオキサペンタデカン-15-酸tert-ブチル461mg、1-[ビス(ジメチルアミノ)メチレン]-1H-1,2,3-トリアゾロ[4,5-b]ピリジニウム3-オキシドヘキサフルオロホスファート(HATU)595mg、N、N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)273μLを入れ、室温にて4時間撹拌した。その後、酢酸エチル、飽和食塩水で分液後、有機層を減圧留去し、化合物(9-2)を粗体で得た。
50mL容のナスフラスコに化合物(9-2)1.18g、テトラヒドロフラン(THF)7.5mL、ピペリジン258μLを入れ、室温にて12時間撹拌した。その後、酢酸エチル、飽和食塩水で分液後、有機層を減圧留去し、順相カラムクロマトグラフィーにて精製して化合物(9-3)を855mg得た。
50mL容のナスフラスコに化合物(9-3)855mg、ジクロロメタン(CH2Cl2)7.7mL、無水酢酸(Ac2O)83.2μL、トリエチルアミン(TEA)139μLを入れ、室温にて1時間撹拌した。その後、クロロホルム(CHCl3)、飽和食塩水で分液後、有機層を減圧留去し粗体を得た。
50mL容のナスフラスコに得られた粗体とトリフルオロ酢酸(TFA)3.5mLを入れ、室温にて30分撹拌した。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(9-4)を287mg得た。
50mL容のナスフラスコに化合物(9-4)287mg、テトラヒドロフラン(THF)5.7mL、1-アミノ-3、6、9、12-テトラオキサペンタデカン-15-酸tert-ブチル172mg、1-[ビス(ジメチルアミノ)メチレン]-1H-1,2,3-トリアゾロ[4,5-b]ピリジニウム3-オキシドヘキサフルオロホスファート(HATU)255mg、N、N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)117μLを入れ、室温にて4時間撹拌した。その後、酢酸エチル、飽和食塩水で分液後、有機層を減圧留去し粗体を得た。
50mL容のナスフラスコに得られた粗体とトリフルオロ酢酸(TFA)2.5mLを入れ、室温にて30分撹拌した。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(9-5)281mgを得た。
50mL容のナスフラスコに化合物(9-5)140mg、テトラヒドロフラン(THF)2.8mL、化合物(9-3)103mg、1-[ビス(ジメチルアミノ)メチレン]-1H-1,2,3-トリアゾロ[4,5-b]ピリジニウム3-オキシドヘキサフルオロホスファート(HATU)71.9mg、N、N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)33.0μLを入れ、室温にて4時間撹拌した。その後、酢酸エチル、飽和食塩水で分液後、有機層を減圧留去し粗体を得た。
50mL容のナスフラスコに得られた粗体とテトラヒドロフラン(THF)2.8mL、ヒドラジン一水和物30.6μLを入れ、室温にて12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(9-6)152mgを得た。
50mL容のナスフラスコに化合物(9-6)108mg、トリフルオロ酢酸(TFA)3mLを入れ、室温にて1.5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(9-7)100mgを得た。
化合物(1-1)の代わりに化合物(9-7)を用いた以外は、化合物(1)の合成と同様にして比較化合物(1)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+)+=4466、(M-H+)-=4464
比較化合物(1)を用いたこと以外は化合物(1)-NHSの合成と同様にして、比較化合物(1)から比較化合物(1)-NHSを合成した。
1)参考化合物(2)の合成
ペプチド固相合成の原料としてN-[(9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル]グリシン(Fmoc-Gly-OH)、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)、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、上記参考化合物(2)-NHSに記載のペプチド鎖の構造となるようにペプチド鎖の伸長を行ったこと以外は化合物(1)の合成と同様にして参考化合物(2)を合成した。
参考化合物(2)のMS測定の結果は以下の通りであった。
MS(ESI m/z):(M+H+)+=4592、(M-H+)-=4590
2)参考化合物(2)-NHSの合成
参考化合物(2)を用いたこと以外は化合物(1)-NHSの合成と同様にして、参考化合物(2)から参考化合物(2)-NHSを合成した。
上記の各化合物について、標識物質とした上での溶液への適用及びメンブレンへの適用の使用形態における適性の指標として、蛍光標識率、溶液蛍光強度、メンブレン上蛍光強度、及びドットブロット蛍光強度を評価した。
マイクロチューブに、抗ウサギIgG抗体(2.3mg/ml)217μL及び炭酸塩バッファー21.7μLを入れ、振とう撹拌を施した後、化合物(1)-NHSのジメチルスルホキシド溶液を、抗体1当量に対して15当量になるように加え、さらに振とう撹拌を行った。4℃にて24時間静置させ、反応液を遠心限外ろ過フィルター(商品名:アミコンウルトラUFC510096、Merck社製)とPBS溶液(リン酸緩衝食塩水)を用いて精製を施し、化合物(1)-NHSのIgG標識抗体を得た。同様にして、各化合物、比較化合物及び参考化合物の標識抗体を得た。以下、化合物(Z)-IgG、比較化合物(Z)-IgG、参考化合物(Z)-IgGとの表記は、それぞれ、化合物(Z)-NHSのIgG標識抗体、比較化合物(Z)-NHSのIgG標識抗体又は参考化合物(Z)-NHSのIgG標識抗体を意味する。
得られた標識抗体について、下記に示す方法により蛍光標識率(DOL)を算出した。表Aに結果をまとめて示す。
蛍光標識率=蛍光色素の濃度/タンパク質の濃度
蛍光色素の濃度とは、標識されている蛍光色素の総モル濃度[M]を意味し、タンパク質の濃度とは、蛍光標識したタンパク質のモル濃度[M]を意味し、それぞれ、下記式により算出される。
蛍光色素の濃度=Dyemax/εdye
タンパク質の濃度=(IgG280-(Dyemax×CF))/εprotein
上記式中の各符号は、下記の通りである。
Dyemax;蛍光色素の最大吸収波長における吸収[-]
εdye;蛍光色素のモル吸光係数[M-1cm-1]
IgG280;蛍光標識タンパク質の280nmにおける吸収[-]
Dye280;蛍光色素の280nmにおける吸収[-]
εprotein;タンパク質のモル吸光係数[M-1cm-1]
CF(Correction Factor);Dye280/Dyemax[-]
上記[0]で調製した標識抗体の溶液を、タンパク質濃度0.005mg/mLに調製し、分光蛍光強度計(商品名:RF-5300、島津製作所社製)を用いて、785nmの励起光で、露光条件を統一して、蛍光波長810~840nmの範囲の蛍光強度の積分値を算出した。比較化合物(1)-IgGのDOL4.6の蛍光波長810~840nmの範囲の蛍光強度の積分値を基準値とし、この基準値に対する比(標識抗体の蛍光波長810~840nmの範囲の蛍光強度の積分値/基準値)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。
A:基準値に対する蛍光強度の比が2.0倍以上
B:基準値に対する蛍光強度の比が1.5倍以上2.0倍未満
C:基準値に対する蛍光強度の比が1.3倍以上1.5倍未満
D:基準値に対する蛍光強度の比が1.1倍以上1.3倍未満
E:基準値に対する蛍光強度の比が1.1倍未満
ウサギIgG溶液をタンパク質濃度5.0ng/mLに調製し、2μLをニトロセルロースメンブレン上に慎重にスポットした。メンブレンを乾燥後、次いでTBS-T(Tris Buffered Saline with Tween 20)中、Fish Gelatinブロッキング緩衝液でブロックした。膜を室温で1時間攪拌しながらインキュベートした。ブロッキング溶液を取り除き、標識抗体のPBS溶液(上記[0]で調製した標識抗体の溶液、希釈前の濃度1mg/mL)をTBS(Tris Buffered Saline)で20000倍希釈した。メンブレンを希釈した溶液に浸し、1時間攪拌しながらインキュベートした。メンブレンをTBS-Tで10分間、3回洗浄し、最後にTBSで10分洗浄した。得られたメンブレンを40℃のホットプレートで1時間乾燥させ、Amersham Typhoon scanner(GEHC社製)を用いて画像化し、785nmの励起光で、露光条件を統一して、蛍光波長810~840nmの範囲の蛍光強度を算出した。比較化合物(1)-IgGのDOL4.6の蛍光波長810~840nmの範囲の蛍光強度の積分値を基準値とし、この基準値に対する比(標識抗体の蛍光波長810~840nmの範囲の蛍光強度の積分値/基準値)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。
A:基準値に対する蛍光強度の比が2.0倍以上
B:基準値に対する蛍光強度の比が1.5倍以上2.0倍未満
C:基準値に対する蛍光強度の比が1.3倍以上1.5倍未満
D:基準値に対する蛍光強度の比が1.1倍以上1.3倍未満
E:基準値に対する蛍光強度の比が1.1倍未満
トランスフェリン(20mg/mL)をTBS-T(Phosphate Buffered Saline with Tween 20)で50ng/mLに調製し、2μLをニトロセルロースメンブレン上に慎重にスポットした。メンブレンを乾燥後、次いでTBS-T中、Fish Gelatinブロッキング緩衝液でブロックした。続いて、PBS-T30mLにウサギ抗ヒトトランスフェリンのポリクローナル抗体6μLを加え、メンブレンを浸して1時間振とうした。その後、メンブレンを取り出し、TBS-Tで4回洗浄した。その後、TBS-Tを30mLに上記[0]で調製した標識抗体(抗ウサギIgG)の溶液をタンパク質濃度0.1mg/mLに調整したもの15μLを加え、そこにメンブレンを浸し、室温で1時間攪拌しながらインキュベートした。メンブレンをTBS-Tで10分間/回、3回洗浄し、最後にTBSで10分洗浄した。得られたメンブレンを40℃のホットプレートで1時間乾燥させ、Amersham Typhoon scanner(GEHC社製)を用いて画像化し、785nmの励起光で、露光条件を統一して、蛍光波長810~840nmの範囲の蛍光強度を算出した。比較化合物(1)-IgGのDOL4.6の蛍光波長810~840nmの範囲の蛍光強度の積分値を基準値とし、この基準値に対する比(標識抗体の蛍光波長810~840nmの範囲の蛍光強度の積分値/基準値)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。
A:基準値に対する蛍光強度の比が2.0倍以上
B:基準値に対する蛍光強度の比が1.5倍以上2.0倍未満
C:基準値に対する蛍光強度の比が1.3倍以上1.5倍未満
D:基準値に対する蛍光強度の比が1.1倍以上1.3倍未満
E:基準値に対する蛍光強度の比が1.1倍未満
比較化合物(1)-NHSは、一般式(I)で表される構造(-A1-B-A2-)のA1及びA2を有さない点で、参考化合物(2)-NHSは、一般式(I)で表される構造(-A1-B-A2-)のBを有さない点で、本発明で規定する化合物ではない。比較化合物(1)-NHSは、溶液での蛍光強度、メンブレン上における蛍光強度、ドットブロットでの蛍光強度がいずれも低い標識抗体しか得ることができなかった(No.c101)。参考化合物(2)-NHSは、ドットブロットの状態での蛍光強度が比較化合物(1)-NHSの標識抗体の蛍光強度に対して1.1倍未満の標識抗体しか得ることができなかった(No.r102)。
これらに対して、本発明で規定する化合物(1)-NHS~(8)-NHSは、いずれも、上記比較化合物(1)-NHSの標識抗体の蛍光強度に対して、溶液、メンブレン又はドットブロットのいずれの状態でも1.1倍以上の蛍光強度を有し、優れた蛍光強度を示す標識抗体を作製できた(No.c101に対するNo.101~108)。特に、化合物(2)-NHSと、一般式(I)で表される構造(-A1-B-A2-)のBをさない点以外は近しい構造を有する参考化合物(2)-NHSとを比較すると、ドットブロットの状態での蛍光強度は、参考化合物(2)-NHSが1.1倍未満であるのに対し、化合物(2)-NHSは1.3倍以上であり、一般式(I)におけるBの構造を有することにより、ドットブロットの状態において優れた蛍光強度を示すことがわかった(No.r102に対するNo.102)。
以下、一般式(I)で表される構造の両側にリシン由来の構造を有する化合物(化合物(2)-NHS~化合物(8)-NHS)に着目し、考察を行う。
一般式(I)におけるl又はnが6である化合物(3)-NHS~化合物(8)-NHSは、メンブレン及びドットブロットの状態において1.3倍以上の蛍光強度を示す標識抗体を作製できた(No.102に対するNo.103~108)。
一般式(I)におけるl又はnが6であり、一般式(b)におけるL1が、>NY1と>C=Oとを結ぶ最短原子数が1の連結基である、化合物(4)-NHS~化合物(8)-NHSは、溶液、メンブレン及びドットブロットのいずれの状態においても1.3倍以上の蛍光強度を示す標識抗体を作製できた(No.103に対するNo.104~108)。
アニオン性基を有する化合物(5)-NHSは、溶液の状態で1.5倍以上の蛍光強度を示す標識抗体を作製できた(No.104に対するNo.105)。
一般式(I)においてpが2である化合物(6)-NHSは溶液及びメンブレン状態において1.5倍以上の蛍光強度を示す標識抗体を作製できた(No.104に対するNo.106)。
ポリアルキレンオキシ基を有する化合物(7)-NHSは、溶液、メンブレン及びドットブロットのいずれにおいても1.5倍以上の蛍光強度を示す標識抗体を作製できた(No.104に対するNo.107)。
ポリアルキレンオキシ基を有し、かつ蛍光体部を4つ有する化合物(8)-NHSは、蛍光体部を2つ有する化合物(7)-NHSに対して2倍の蛍光体部を有する。化合物(8)-NHSは、化合物(7)-NHSに対して、約1.5倍の強度を示す標識抗体を作製できている。一般的に、蛍光体部の数(濃度)が増えるに従って会合が生じやすくなり、蛍光体部の数に比例した蛍光強度が得にくくなるところ、本発明の化合物においては、化合物中における蛍光体部の数を増やした場合にも、蛍光体部の数が少ない場合と同様に蛍光体部の会合が効果的に抑制されており、優れた蛍光強度を示すことがわかった。
Claims (13)
- 蛍光体部と、下記一般式(I)で表される構造とを有する化合物。
R1~R3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、-NR9R10、-OR11又はアニオン性基を示す。
R9~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、アリール基又はヘテロアリール基を示す。
Y1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を示す。
L1は2価の連結基を示す。
l、m、n及びpは、1以上の整数である。
*は結合手を示す。 - 下記一般式(II)で表される、請求項1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、アニオン性基、カチオン性基、-(L-O)tRE又はQを示す。Lはアルキレン基を示し、REは水素原子又はアルキル基を示し、tは1~24である。Q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。
L2~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。
qは1以上の整数である。
A1、A2、B及びpは前記のA1、A2、B及びpと同義である。
ただし、Mの少なくとも1つは蛍光体部を示す。 - 前記のl及びnの少なくとも一方が3以上の整数である、請求項1又は2に記載の化合物。
- 前記L1が、前記一般式(b)における>NY1と>C=Oとを結ぶ最短原子数が1~4の連結基である、請求項1~3のいずれか1項に記載の化合物。
- 前記L1が、環構造を含む連結基である、請求項1~4のいずれか1項に記載の化合物。
- 前記環構造が、置換基としてポリアルキレンオキシ基を有する基である、請求項5に記載の化合物。
- 前記一般式(b)で表される構造のClogP値が1.0以下である、請求項1~6のいずれか1項に記載の化合物。
- 前記R8が、アニオン性基、カチオン性基及びポリアルキレンオキシ基のいずれかを置換基として有するアルキル基である、請求項8に記載の化合物。
- 前記pが1の整数である、請求項1~9のいずれか1項に記載の化合物。
- 前記R8が、置換基としてポリアルキレンオキシ基を有するアルキル基である、請求項9に記載の化合物。
- 請求項1~11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12に記載の標識生体物質。
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