JP2008511624A - 電気触媒性インターカレーターを用いる核酸の決定 - Google Patents
電気触媒性インターカレーターを用いる核酸の決定 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008511624A JP2008511624A JP2007529783A JP2007529783A JP2008511624A JP 2008511624 A JP2008511624 A JP 2008511624A JP 2007529783 A JP2007529783 A JP 2007529783A JP 2007529783 A JP2007529783 A JP 2007529783A JP 2008511624 A JP2008511624 A JP 2008511624A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrocatalytic
- intercalator
- group
- bipyridyl
- nucleic acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 title claims abstract description 93
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 title claims abstract description 88
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 title claims abstract description 88
- 239000000138 intercalating agent Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 65
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 69
- UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N guanine Chemical group O=C1NC(N)=NC2=C1N=CN2 UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- -1 1,10-phenanthrolinyl Chemical group 0.000 claims description 27
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical group N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N Bipyridyl Chemical group N1=CC=CC=C1C1=CC=CC=N1 ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 25
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 23
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 claims description 22
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 claims description 22
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 21
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 18
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims description 18
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 17
- 125000004178 (C1-C4) alkyl group Chemical group 0.000 claims description 15
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 14
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 14
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 150000001450 anions Chemical group 0.000 claims description 12
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims description 12
- HQNOODJDSFSURF-UHFFFAOYSA-N 3-(1h-imidazol-2-yl)propan-1-amine Chemical group NCCCC1=NC=CN1 HQNOODJDSFSURF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 claims description 11
- YTVNOVQHSGMMOV-UHFFFAOYSA-N naphthalenetetracarboxylic dianhydride Chemical compound C1=CC(C(=O)OC2=O)=C3C2=CC=C2C(=O)OC(=O)C1=C32 YTVNOVQHSGMMOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 150000003623 transition metal compounds Chemical class 0.000 claims description 11
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 claims description 10
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 8
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 8
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 7
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 7
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 7
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 7
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 7
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 7
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 6
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 6
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 6
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000002372 labelling Methods 0.000 claims description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims 5
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 5
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims 5
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims 5
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 11
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 11
- 238000000835 electrochemical detection Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 32
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 31
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 27
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 20
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 15
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 14
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- HPJFXFRNEJHDFR-UHFFFAOYSA-N 22291-04-9 Chemical group C1=CC(C(N(CCN(C)C)C2=O)=O)=C3C2=CC=C2C(=O)N(CCN(C)C)C(=O)C1=C32 HPJFXFRNEJHDFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 102100025064 Cellular tumor antigen p53 Human genes 0.000 description 12
- 101000721661 Homo sapiens Cellular tumor antigen p53 Proteins 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 12
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 10
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 10
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 9
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 description 9
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 9
- OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N cytosine Chemical compound NC=1C=CNC(=O)N=1 OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 7
- 108091032973 (ribonucleotides)n+m Proteins 0.000 description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- RWQNBRDOKXIBIV-UHFFFAOYSA-N thymine Chemical compound CC1=CNC(=O)NC1=O RWQNBRDOKXIBIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 108020005187 Oligonucleotide Probes Proteins 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 5
- 239000002751 oligonucleotide probe Substances 0.000 description 5
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 5
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 5
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 4
- ISAKRJDGNUQOIC-UHFFFAOYSA-N Uracil Chemical compound O=C1C=CNC(=O)N1 ISAKRJDGNUQOIC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 239000002299 complementary DNA Substances 0.000 description 4
- 229940104302 cytosine Drugs 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 4
- XFNJVJPLKCPIBV-UHFFFAOYSA-N trimethylenediamine Chemical compound NCCCN XFNJVJPLKCPIBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001075 voltammogram Methods 0.000 description 4
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229930024421 Adenine Natural products 0.000 description 3
- GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N Adenine Chemical compound NC1=NC=NC2=C1N=CN2 GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229930010555 Inosine Natural products 0.000 description 3
- UGQMRVRMYYASKQ-KQYNXXCUSA-N Inosine Chemical compound O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1N1C2=NC=NC(O)=C2N=C1 UGQMRVRMYYASKQ-KQYNXXCUSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108091093037 Peptide nucleic acid Proteins 0.000 description 3
- 229960000643 adenine Drugs 0.000 description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 3
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 3
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 3
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 3
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 3
- WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N dodecane-1-thiol Chemical compound CCCCCCCCCCCCS WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 229960003786 inosine Drugs 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 3
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 3
- 239000002777 nucleoside Substances 0.000 description 3
- 150000003833 nucleoside derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 150000002972 pentoses Chemical class 0.000 description 3
- 125000004625 phenanthrolinyl group Chemical group N1=C(C=CC2=CC=C3C=CC=NC3=C12)* 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- KIDHWZJUCRJVML-UHFFFAOYSA-N putrescine Chemical compound NCCCCN KIDHWZJUCRJVML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003380 quartz crystal microbalance Methods 0.000 description 3
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 3
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 3
- 229940113082 thymine Drugs 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 238000000870 ultraviolet spectroscopy Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 description 2
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- SXUXMRMBWZCMEN-UHFFFAOYSA-N 2'-O-methyl uridine Natural products COC1C(O)C(CO)OC1N1C(=O)NC(=O)C=C1 SXUXMRMBWZCMEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ASJSAQIRZKANQN-CRCLSJGQSA-N 2-deoxy-D-ribose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)CC=O ASJSAQIRZKANQN-CRCLSJGQSA-N 0.000 description 2
- GJTBSTBJLVYKAU-XVFCMESISA-N 2-thiouridine Chemical compound O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1N1C(=S)NC(=O)C=C1 GJTBSTBJLVYKAU-XVFCMESISA-N 0.000 description 2
- LOSIULRWFAEMFL-UHFFFAOYSA-N 7-deazaguanine Chemical compound O=C1NC(N)=NC2=C1CC=N2 LOSIULRWFAEMFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRFVTYWOQMYALW-UHFFFAOYSA-N 9H-xanthine Chemical compound O=C1NC(=O)NC2=C1NC=N2 LRFVTYWOQMYALW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000972773 Aulopiformes Species 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HMFHBZSHGGEWLO-SOOFDHNKSA-N D-ribofuranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H]1O HMFHBZSHGGEWLO-SOOFDHNKSA-N 0.000 description 2
- 108091060211 Expressed sequence tag Proteins 0.000 description 2
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 108700019961 Neoplasm Genes Proteins 0.000 description 2
- 102000048850 Neoplasm Genes Human genes 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- KYQCOXFCLRTKLS-UHFFFAOYSA-N Pyrazine Chemical compound C1=CN=CC=N1 KYQCOXFCLRTKLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PYMYPHUHKUWMLA-LMVFSUKVSA-N Ribose Natural products OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-LMVFSUKVSA-N 0.000 description 2
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101150080074 TP53 gene Proteins 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DRTQHJPVMGBUCF-XVFCMESISA-N Uridine Chemical compound O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1N1C(=O)NC(=O)C=C1 DRTQHJPVMGBUCF-XVFCMESISA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- HMFHBZSHGGEWLO-UHFFFAOYSA-N alpha-D-Furanose-Ribose Natural products OCC1OC(O)C(O)C1O HMFHBZSHGGEWLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000002330 electrospray ionisation mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- FDGQSTZJBFJUBT-UHFFFAOYSA-N hypoxanthine Chemical compound O=C1NC=NC2=C1NC=N2 FDGQSTZJBFJUBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000010369 molecular cloning Methods 0.000 description 2
- 108700025694 p53 Genes Proteins 0.000 description 2
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 2
- 108091033319 polynucleotide Proteins 0.000 description 2
- 102000040430 polynucleotide Human genes 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 150000005839 radical cations Chemical class 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 235000019515 salmon Nutrition 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 2
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 2
- WYWHKKSPHMUBEB-UHFFFAOYSA-N tioguanine Chemical compound N1C(N)=NC(=S)C2=C1N=CN2 WYWHKKSPHMUBEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000954 titration curve Methods 0.000 description 2
- 229940035893 uracil Drugs 0.000 description 2
- 238000004832 voltammetry Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- PEDOATWRBUGMHU-KQSSXJRRSA-N (2s,3r)-2-[[[9-[(2r,3r,4s,5r)-3,4-dihydroxy-5-(hydroxymethyl)oxolan-2-yl]purin-6-yl]-methylcarbamoyl]amino]-3-hydroxybutanoic acid Chemical compound C1=NC=2C(N(C)C(=O)N[C@@H]([C@H](O)C)C(O)=O)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H]1O PEDOATWRBUGMHU-KQSSXJRRSA-N 0.000 description 1
- JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-triazine Chemical compound C1=CN=NN=C1 JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GFYLSDSUCHVORB-IOSLPCCCSA-N 1-methyladenosine Chemical compound C1=NC=2C(=N)N(C)C=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H]1O GFYLSDSUCHVORB-IOSLPCCCSA-N 0.000 description 1
- UTAIYTHAJQNQDW-KQYNXXCUSA-N 1-methylguanosine Chemical compound C1=NC=2C(=O)N(C)C(N)=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H]1O UTAIYTHAJQNQDW-KQYNXXCUSA-N 0.000 description 1
- WJNGQIYEQLPJMN-IOSLPCCCSA-N 1-methylinosine Chemical compound C1=NC=2C(=O)N(C)C=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H]1O WJNGQIYEQLPJMN-IOSLPCCCSA-N 0.000 description 1
- UVBYMVOUBXYSFV-XUTVFYLZSA-N 1-methylpseudouridine Chemical compound O=C1NC(=O)N(C)C=C1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 UVBYMVOUBXYSFV-XUTVFYLZSA-N 0.000 description 1
- UVBYMVOUBXYSFV-UHFFFAOYSA-N 1-methylpseudouridine Natural products O=C1NC(=O)N(C)C=C1C1C(O)C(O)C(CO)O1 UVBYMVOUBXYSFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 1H-benzimidazole Chemical compound C1=CC=C2NC=NC2=C1 HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RFCQJGFZUQFYRF-UHFFFAOYSA-N 2'-O-Methylcytidine Natural products COC1C(O)C(CO)OC1N1C(=O)N=C(N)C=C1 RFCQJGFZUQFYRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OVYNGSFVYRPRCG-UHFFFAOYSA-N 2'-O-Methylguanosine Natural products COC1C(O)C(CO)OC1N1C(NC(N)=NC2=O)=C2N=C1 OVYNGSFVYRPRCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YHRRPHCORALGKQ-FDDDBJFASA-N 2'-O-methyl-5-methyluridine Chemical compound CO[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1N1C(=O)NC(=O)C(C)=C1 YHRRPHCORALGKQ-FDDDBJFASA-N 0.000 description 1
- RFCQJGFZUQFYRF-ZOQUXTDFSA-N 2'-O-methylcytidine Chemical compound CO[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1N1C(=O)N=C(N)C=C1 RFCQJGFZUQFYRF-ZOQUXTDFSA-N 0.000 description 1
- OVYNGSFVYRPRCG-KQYNXXCUSA-N 2'-O-methylguanosine Chemical compound CO[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1N1C(N=C(N)NC2=O)=C2N=C1 OVYNGSFVYRPRCG-KQYNXXCUSA-N 0.000 description 1
- WGNUTGFETAXDTJ-OOJXKGFFSA-N 2'-O-methylpseudouridine Chemical compound CO[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1C1=CNC(=O)NC1=O WGNUTGFETAXDTJ-OOJXKGFFSA-N 0.000 description 1
- SXUXMRMBWZCMEN-ZOQUXTDFSA-N 2'-O-methyluridine Chemical compound CO[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1N1C(=O)NC(=O)C=C1 SXUXMRMBWZCMEN-ZOQUXTDFSA-N 0.000 description 1
- IQZWKGWOBPJWMX-UHFFFAOYSA-N 2-Methyladenosine Natural products C12=NC(C)=NC(N)=C2N=CN1C1OC(CO)C(O)C1O IQZWKGWOBPJWMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IQZWKGWOBPJWMX-IOSLPCCCSA-N 2-methyladenosine Chemical compound C12=NC(C)=NC(N)=C2N=CN1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H]1O IQZWKGWOBPJWMX-IOSLPCCCSA-N 0.000 description 1
- VZQXUWKZDSEQRR-SDBHATRESA-N 2-methylthio-N(6)-(Delta(2)-isopentenyl)adenosine Chemical compound C12=NC(SC)=NC(NCC=C(C)C)=C2N=CN1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H]1O VZQXUWKZDSEQRR-SDBHATRESA-N 0.000 description 1
- RHFUOMFWUGWKKO-XVFCMESISA-N 2-thiocytidine Chemical compound S=C1N=C(N)C=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 RHFUOMFWUGWKKO-XVFCMESISA-N 0.000 description 1
- YXNIEZJFCGTDKV-JANFQQFMSA-N 3-(3-amino-3-carboxypropyl)uridine Chemical compound O=C1N(CCC(N)C(O)=O)C(=O)C=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 YXNIEZJFCGTDKV-JANFQQFMSA-N 0.000 description 1
- RDPUKVRQKWBSPK-UHFFFAOYSA-N 3-Methylcytidine Natural products O=C1N(C)C(=N)C=CN1C1C(O)C(O)C(CO)O1 RDPUKVRQKWBSPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RDPUKVRQKWBSPK-ZOQUXTDFSA-N 3-methylcytidine Chemical compound O=C1N(C)C(=N)C=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 RDPUKVRQKWBSPK-ZOQUXTDFSA-N 0.000 description 1
- BCZUPRDAAVVBSO-MJXNYTJMSA-N 4-acetylcytidine Chemical compound C1=CC(C(=O)C)(N)NC(=O)N1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 BCZUPRDAAVVBSO-MJXNYTJMSA-N 0.000 description 1
- VSCNRXVDHRNJOA-PNHWDRBUSA-N 5-(carboxymethylaminomethyl)uridine Chemical compound O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1N1C(=O)NC(=O)C(CNCC(O)=O)=C1 VSCNRXVDHRNJOA-PNHWDRBUSA-N 0.000 description 1
- ZAYHVCMSTBRABG-UHFFFAOYSA-N 5-Methylcytidine Natural products O=C1N=C(N)C(C)=CN1C1C(O)C(O)C(CO)O1 ZAYHVCMSTBRABG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RJUNHHFZFRMZQQ-FDDDBJFASA-N 5-methoxyaminomethyl-2-thiouridine Chemical compound S=C1NC(=O)C(CNOC)=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 RJUNHHFZFRMZQQ-FDDDBJFASA-N 0.000 description 1
- YIZYCHKPHCPKHZ-PNHWDRBUSA-N 5-methoxycarbonylmethyluridine Chemical compound O=C1NC(=O)C(CC(=O)OC)=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 YIZYCHKPHCPKHZ-PNHWDRBUSA-N 0.000 description 1
- ZXIATBNUWJBBGT-JXOAFFINSA-N 5-methoxyuridine Chemical compound O=C1NC(=O)C(OC)=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 ZXIATBNUWJBBGT-JXOAFFINSA-N 0.000 description 1
- SNNBPMAXGYBMHM-JXOAFFINSA-N 5-methyl-2-thiouridine Chemical compound S=C1NC(=O)C(C)=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 SNNBPMAXGYBMHM-JXOAFFINSA-N 0.000 description 1
- ZXQHKBUIXRFZBV-FDDDBJFASA-N 5-methylaminomethyluridine Chemical compound O=C1NC(=O)C(CNC)=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 ZXQHKBUIXRFZBV-FDDDBJFASA-N 0.000 description 1
- ZAYHVCMSTBRABG-JXOAFFINSA-N 5-methylcytidine Chemical compound O=C1N=C(N)C(C)=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 ZAYHVCMSTBRABG-JXOAFFINSA-N 0.000 description 1
- USVMJSALORZVDV-UHFFFAOYSA-N 6-(gamma,gamma-dimethylallylamino)purine riboside Natural products C1=NC=2C(NCC=C(C)C)=NC=NC=2N1C1OC(CO)C(O)C1O USVMJSALORZVDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UBKVUFQGVWHZIR-UHFFFAOYSA-N 8-oxoguanine Chemical compound O=C1NC(N)=NC2=NC(=O)N=C21 UBKVUFQGVWHZIR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical group C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000024827 Alzheimer disease Diseases 0.000 description 1
- 108010060159 Apolipoprotein E4 Proteins 0.000 description 1
- 108090001008 Avidin Proteins 0.000 description 1
- 102000036365 BRCA1 Human genes 0.000 description 1
- 108700020463 BRCA1 Proteins 0.000 description 1
- 101150072950 BRCA1 gene Proteins 0.000 description 1
- 208000035143 Bacterial infection Diseases 0.000 description 1
- DWRXFEITVBNRMK-UHFFFAOYSA-N Beta-D-1-Arabinofuranosylthymine Natural products O=C1NC(=O)C(C)=CN1C1C(O)C(O)C(CO)O1 DWRXFEITVBNRMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010006187 Breast cancer Diseases 0.000 description 1
- 208000026310 Breast neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 241000589876 Campylobacter Species 0.000 description 1
- 206010009944 Colon cancer Diseases 0.000 description 1
- 244000301850 Cupressus sempervirens Species 0.000 description 1
- 201000003883 Cystic fibrosis Diseases 0.000 description 1
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 240000006829 Ficus sundaica Species 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 1
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 206010020460 Human T-cell lymphotropic virus type I infection Diseases 0.000 description 1
- 241000714260 Human T-lymphotropic virus 1 Species 0.000 description 1
- 241000714259 Human T-lymphotropic virus 2 Species 0.000 description 1
- UGQMRVRMYYASKQ-UHFFFAOYSA-N Hypoxanthine nucleoside Natural products OC1C(O)C(CO)OC1N1C(NC=NC2=O)=C2N=C1 UGQMRVRMYYASKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AYFVYJQAPQTCCC-GBXIJSLDSA-N L-threonine Chemical compound C[C@@H](O)[C@H](N)C(O)=O AYFVYJQAPQTCCC-GBXIJSLDSA-N 0.000 description 1
- 241000589248 Legionella Species 0.000 description 1
- 208000007764 Legionnaires' Disease Diseases 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- WXJXBKBJAKPJRN-UHFFFAOYSA-N Methanephosphonothioic acid Chemical compound CP(O)(O)=S WXJXBKBJAKPJRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RSPURTUNRHNVGF-IOSLPCCCSA-N N(2),N(2)-dimethylguanosine Chemical compound C1=NC=2C(=O)NC(N(C)C)=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H]1O RSPURTUNRHNVGF-IOSLPCCCSA-N 0.000 description 1
- SLEHROROQDYRAW-KQYNXXCUSA-N N(2)-methylguanosine Chemical compound C1=NC=2C(=O)NC(NC)=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H]1O SLEHROROQDYRAW-KQYNXXCUSA-N 0.000 description 1
- USVMJSALORZVDV-SDBHATRESA-N N(6)-(Delta(2)-isopentenyl)adenosine Chemical compound C1=NC=2C(NCC=C(C)C)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H]1O USVMJSALORZVDV-SDBHATRESA-N 0.000 description 1
- VQAYFKKCNSOZKM-IOSLPCCCSA-N N(6)-methyladenosine Chemical compound C1=NC=2C(NC)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H]1O VQAYFKKCNSOZKM-IOSLPCCCSA-N 0.000 description 1
- MMNYGKPAZBIRKN-DWVDDHQFSA-N N-[(9-beta-D-ribofuranosyl-2-methylthiopurin-6-yl)carbamoyl]threonine Chemical compound C12=NC(SC)=NC(NC(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(O)=O)=C2N=CN1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H]1O MMNYGKPAZBIRKN-DWVDDHQFSA-N 0.000 description 1
- VQAYFKKCNSOZKM-UHFFFAOYSA-N NSC 29409 Natural products C1=NC=2C(NC)=NC=NC=2N1C1OC(CO)C(O)C1O VQAYFKKCNSOZKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VZQXUWKZDSEQRR-UHFFFAOYSA-N Nucleosid Natural products C12=NC(SC)=NC(NCC=C(C)C)=C2N=CN1C1OC(CO)C(O)C1O VZQXUWKZDSEQRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCNDJXKNXGMECE-UHFFFAOYSA-N Phenazine Natural products C1=CC=CC2=NC3=CC=CC=C3N=C21 PCNDJXKNXGMECE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930185560 Pseudouridine Natural products 0.000 description 1
- PTJWIQPHWPFNBW-UHFFFAOYSA-N Pseudouridine C Natural products OC1C(O)C(CO)OC1C1=CNC(=O)NC1=O PTJWIQPHWPFNBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WTKZEGDFNFYCGP-UHFFFAOYSA-N Pyrazole Chemical compound C=1C=NNC=1 WTKZEGDFNFYCGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CZPWVGJYEJSRLH-UHFFFAOYSA-N Pyrimidine Chemical compound C1=CN=CN=C1 CZPWVGJYEJSRLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108091028664 Ribonucleotide Proteins 0.000 description 1
- 241000607142 Salmonella Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AYFVYJQAPQTCCC-UHFFFAOYSA-N Threonine Natural products CC(O)C(N)C(O)=O AYFVYJQAPQTCCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004473 Threonine Substances 0.000 description 1
- 239000007984 Tris EDTA buffer Substances 0.000 description 1
- 241000607626 Vibrio cholerae Species 0.000 description 1
- YXNIEZJFCGTDKV-UHFFFAOYSA-N X-Nucleosid Natural products O=C1N(CCC(N)C(O)=O)C(=O)C=CN1C1C(O)C(O)C(CO)O1 YXNIEZJFCGTDKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GTDPSWPPOUPBNX-UHFFFAOYSA-N ac1mqpva Chemical compound CC12C(=O)OC(=O)C1(C)C1(C)C2(C)C(=O)OC1=O GTDPSWPPOUPBNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 1
- 125000005577 anthracene group Chemical group 0.000 description 1
- 230000000840 anti-viral effect Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000022362 bacterial infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 1
- QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N benzotriazole Chemical compound C1=CC=C2N[N][N]C2=C1 QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012964 benzotriazole Substances 0.000 description 1
- DRTQHJPVMGBUCF-PSQAKQOGSA-N beta-L-uridine Natural products O[C@H]1[C@@H](O)[C@H](CO)O[C@@H]1N1C(=O)NC(=O)C=C1 DRTQHJPVMGBUCF-PSQAKQOGSA-N 0.000 description 1
- WGDUUQDYDIIBKT-UHFFFAOYSA-N beta-Pseudouridine Natural products OC1OC(CN2C=CC(=O)NC2=O)C(O)C1O WGDUUQDYDIIBKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 description 1
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011616 biotin Substances 0.000 description 1
- 125000002529 biphenylenyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3C12)* 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 125000003917 carbamoyl group Chemical group [H]N([H])C(*)=O 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000000970 chrono-amperometry Methods 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 208000029742 colonic neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000005547 deoxyribonucleotide Substances 0.000 description 1
- 125000002637 deoxyribonucleotide group Chemical group 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- ZPTBLXKRQACLCR-XVFCMESISA-N dihydrouridine Chemical compound O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1N1C(=O)NC(=O)CC1 ZPTBLXKRQACLCR-XVFCMESISA-N 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 239000010411 electrocatalyst Substances 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 238000000132 electrospray ionisation Methods 0.000 description 1
- 238000000119 electrospray ionisation mass spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000009881 electrostatic interaction Effects 0.000 description 1
- 231100000249 enterotoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002242 enterotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 125000003983 fluorenyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3CC12)* 0.000 description 1
- 238000002795 fluorescence method Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003205 genotyping method Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 150000002460 imidazoles Chemical class 0.000 description 1
- 125000002883 imidazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 208000032839 leukemia Diseases 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- WZRYXYRWFAPPBJ-PNHWDRBUSA-N methyl uridin-5-yloxyacetate Chemical compound O=C1NC(=O)C(OCC(=O)OC)=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 WZRYXYRWFAPPBJ-PNHWDRBUSA-N 0.000 description 1
- YACKEPLHDIMKIO-UHFFFAOYSA-N methylphosphonic acid Chemical compound CP(O)(O)=O YACKEPLHDIMKIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002493 microarray Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 1
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001807 normal pulse voltammetry Methods 0.000 description 1
- 238000003499 nucleic acid array Methods 0.000 description 1
- 238000007826 nucleic acid assay Methods 0.000 description 1
- 238000007899 nucleic acid hybridization Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 125000001792 phenanthrenyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3C=CC12)* 0.000 description 1
- PTMHPRAIXMAOOB-UHFFFAOYSA-L phosphoramidate Chemical compound NP([O-])([O-])=O PTMHPRAIXMAOOB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002157 polynucleotide Substances 0.000 description 1
- 208000015768 polyposis Diseases 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- PTJWIQPHWPFNBW-GBNDHIKLSA-N pseudouridine Chemical compound O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1C1=CNC(=O)NC1=O PTJWIQPHWPFNBW-GBNDHIKLSA-N 0.000 description 1
- 125000005581 pyrene group Chemical group 0.000 description 1
- PBMFSQRYOILNGV-UHFFFAOYSA-N pyridazine Chemical compound C1=CC=NN=C1 PBMFSQRYOILNGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 108091008146 restriction endonucleases Proteins 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000002336 ribonucleotide Substances 0.000 description 1
- 125000002652 ribonucleotide group Chemical group 0.000 description 1
- DWRXFEITVBNRMK-JXOAFFINSA-N ribothymidine Chemical compound O=C1NC(=O)C(C)=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 DWRXFEITVBNRMK-JXOAFFINSA-N 0.000 description 1
- RHFUOMFWUGWKKO-UHFFFAOYSA-N s2C Natural products S=C1N=C(N)C=CN1C1C(O)C(O)C(CO)O1 RHFUOMFWUGWKKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Inorganic materials [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000004365 square wave voltammetry Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000012258 stirred mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003115 supporting electrolyte Substances 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000003852 triazoles Chemical class 0.000 description 1
- 201000008827 tuberculosis Diseases 0.000 description 1
- 238000002371 ultraviolet--visible spectrum Methods 0.000 description 1
- DRTQHJPVMGBUCF-UHFFFAOYSA-N uracil arabinoside Natural products OC1C(O)C(CO)OC1N1C(=O)NC(=O)C=C1 DRTQHJPVMGBUCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVCNQQGZJWVLIP-VPCXQMTMSA-N uridin-5-yloxyacetic acid Chemical compound O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1N1C(=O)NC(=O)C(OCC(O)=O)=C1 RVCNQQGZJWVLIP-VPCXQMTMSA-N 0.000 description 1
- 229940045145 uridine Drugs 0.000 description 1
- YIZYCHKPHCPKHZ-UHFFFAOYSA-N uridine-5-acetic acid methyl ester Natural products COC(=O)Cc1cn(C2OC(CO)C(O)C2O)c(=O)[nH]c1=O YIZYCHKPHCPKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940118696 vibrio cholerae Drugs 0.000 description 1
- QAOHCFGKCWTBGC-QHOAOGIMSA-N wybutosine Chemical compound C1=NC=2C(=O)N3C(CC[C@H](NC(=O)OC)C(=O)OC)=C(C)N=C3N(C)C=2N1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H]1O QAOHCFGKCWTBGC-QHOAOGIMSA-N 0.000 description 1
- QAOHCFGKCWTBGC-UHFFFAOYSA-N wybutosine Natural products C1=NC=2C(=O)N3C(CCC(NC(=O)OC)C(=O)OC)=C(C)N=C3N(C)C=2N1C1OC(CO)C(O)C1O QAOHCFGKCWTBGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940075420 xanthine Drugs 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F17/00—Metallocenes
- C07F17/02—Metallocenes of metals of Groups 8, 9 or 10 of the Periodic System
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D471/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00
- C07D471/02—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00 in which the condensed system contains two hetero rings
- C07D471/06—Peri-condensed systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F15/00—Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic Table
- C07F15/0006—Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic Table compounds of the platinum group
- C07F15/0046—Ruthenium compounds
- C07F15/0053—Ruthenium compounds without a metal-carbon linkage
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F17/00—Metallocenes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6813—Hybridisation assays
- C12Q1/6816—Hybridisation assays characterised by the detection means
- C12Q1/6825—Nucleic acid detection involving sensors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Immunology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
Abstract
核酸の電気化学的検出のための組成物および方法が開示される。組成物は、2本鎖の核酸に結合して核酸を酸化する電気触媒性インターカレーターを備える。試料中の核酸の検出方法は、電気触媒性インターカレーターによって結合する2本鎖の核酸を形成する工程を含み、インターカレーターは電極表面で核酸の酸化を触媒する。
Description
本出願は概して、電気触媒性インターカレーターを用いて核酸を検出するためのバイオセンサーに関する。
核酸系バイオセンサーは、遺伝子型決定から分子診断にわたり潜在的適用を有する。蛍光法は、特異的核酸配列および遺伝子発現を分析するための高密度核酸アレイを与える。これらのアレイは広く採用されてはいるが、標的核酸試料の標識を必要とする。したがって、電気化学的伝達法が核酸ハイブリダイゼーション事象の超高感度検出のために提案されている。蛍光の代わりに電気化学法を使用することで、より単純でより小さい検出器が可能になりうる。核酸を選択的かつ高感度で直接検出できることが、電気化学的研究の主な目標である。
したがって、本発明者らは、試料中の核酸を検出するためのバイオセンサーに新しいアプローチを案出することに成功した。このアプローチは、超高感度核酸検出に使用するために新規な核酸インターカレーターを合成および分析応用することに基づく。
種々の実施形態において、本発明は下記式Iのコア化合物を提供する。
L1−D−L2
(I)
式中、Dは2価の環状基である。L1およびL2はそれぞれ独立して、約3から約20個の非水素原子、脂肪族アミノ基、および窒素部分を有する有機アミンを備える連結基である。
L1−D−L2
(I)
式中、Dは2価の環状基である。L1およびL2はそれぞれ独立して、約3から約20個の非水素原子、脂肪族アミノ基、および窒素部分を有する有機アミンを備える連結基である。
さらなる実施形態において、本発明は、式IIの遷移金属化合物に結合した式Iのコア化合物を備える電気触媒性インターカレーターも提供する。
種々のさらなる実施形態において、本発明は、前記電気触媒性インターカレーターの調製方法も提供する。この方法は、式Iのコア化合物に式IIの遷移金属化合物を接触させることにより、コア化合物と遷移金属化合物との間に金属から窒素への配位結合を形成する工程を備える。
本発明は、前記電気触媒性インターカレーターを利用した核酸の電気触媒的検出方法をさらに提供する。種々の実施形態において、電気触媒性インターカレーターが複合体に挿入されるように、電気触媒性インターカレーターに標的核酸を含む複合体が接触する。
さらなる実施形態において、本発明は電気触媒性インターカレーターを備えるキット、および当該電気触媒性インターカレーターを核酸の電気触媒的検出に利用するバイオセンサーにも関する。
本発明により、核酸の塩基対の間に挿入され、電気化学的増強後にヌクレオチドの酸化を触媒する新規な電気触媒性インターカレーターを本出願者らは発見した。本発明のインターカレーターは、このインターカレーターの電気触媒的性質に寄与する様々な部分を備える。本出願者らは、2本鎖の核酸への本発明の電気触媒性インターカレーターの選択的組込み、および効率的な電気触媒が、標的核酸を高感度で無標識決定または検出するための一般的なプラットフォームをもたらすことを発見した。
例えば、複数の縫込み型インターカレーターは、2本鎖の核酸と可逆的に相互作用する重要な化合物の群である。縫込み型インターカレーターは、例えば2本鎖のDNAの塩基対間に挿入されて結合する平面多環芳香族系の存在などの構造上の共通な特徴を有している。特定の理論に縛られるわけではないが、2本鎖の核酸への本願の電気触媒性インターカレーターの挿入後に、電気触媒性インターカレーターがヌクレオチドを酸化し、電子がヌクレオチドからバイオセンサー/電極に移動する電子流が電極で検出される。本発明の有用性、機能、または組成物を限定することなしに、電気触媒性インターカレーターは、電気化学的増強後にヌクレオチドを酸化する。触媒サイクルでは、インターカレーターは電極によって酸化され、酸化したインターカレーターはヌクレオチドから電子を除去してラジカルカチオンを形成することができ、ラジカルカチオンは脱プロトンしてさらなる反応を受ける。このように、本反応は触媒的であり、核酸から直接電子を除去する一連の反応によって核酸の消費を導き、電極に電子が移動する結果として検出可能な電流が生じる。
位置実施形態において、本発明は、式(I)に対応する構造を有するコア化合物を提供する。
L1−D−L2
(I)
式(I)において、Dは1つまたは複数の置換基を有することができる2価の環状基を表す。好ましくは、この2価の環状基は平面環状基を備える。2価の環状基の非限定的な例としては、2つの窒素原子に2つの結合部位を有するナフタレンジイミド基、2−および6−位または1−および5−位(好ましくは2−および6−位)に2つの結合部位を有するアントラセン基、アントラセン基と同様に2つの結合部位を有するアントラキノン基、2−および6−位に2つの結合部位を有するフルオレン基、2−および6−位に2つの結合部位を有するビフェニレン基、2−および7−位に2つの結合部位を有するフェナントレン基、ならびに2−および7−位に2つの結合部位を有するピレン基が挙げられる。好ましい環状基は、窒素原子に2つの結合を有するナフタレンジイミド基である。2価の環状基の置換基の非限定的な例は、ハロゲン原子(例えば、塩素(Cl)または臭素(Br))、またはメチル、エチル、もしくはn−プロピルなどの1〜6個の炭素原子を有するアルキル基である。
L1−D−L2
(I)
式(I)において、Dは1つまたは複数の置換基を有することができる2価の環状基を表す。好ましくは、この2価の環状基は平面環状基を備える。2価の環状基の非限定的な例としては、2つの窒素原子に2つの結合部位を有するナフタレンジイミド基、2−および6−位または1−および5−位(好ましくは2−および6−位)に2つの結合部位を有するアントラセン基、アントラセン基と同様に2つの結合部位を有するアントラキノン基、2−および6−位に2つの結合部位を有するフルオレン基、2−および6−位に2つの結合部位を有するビフェニレン基、2−および7−位に2つの結合部位を有するフェナントレン基、ならびに2−および7−位に2つの結合部位を有するピレン基が挙げられる。好ましい環状基は、窒素原子に2つの結合を有するナフタレンジイミド基である。2価の環状基の置換基の非限定的な例は、ハロゲン原子(例えば、塩素(Cl)または臭素(Br))、またはメチル、エチル、もしくはn−プロピルなどの1〜6個の炭素原子を有するアルキル基である。
好ましい実施形態において、Dは核酸インターカレーターである。インターカレーターは、例えば、DNA/DNAハイブリッドまたはDNA/RNAハイブリッドなどの2本鎖の核酸の塩基対間に滑込むことができる分子である。好ましくは、インターカレーターはナフタレンジイミド基を備える。好ましい実施形態において、インターカレーターは1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物を備える。
上記式(I)において、L1およびL2はそれぞれ独立して、約3から約20個の非水素原子、脂肪族アミノ基を有する有機アミンを備える連結基であり、該連結基は、金属から窒素への配位結合をもたらすことができる窒素部分をさらに備えている。好ましい実施形態において、窒素部分は、少なくとも1つの窒素原子を含む複素環である。適切な窒素部分の非限定的な例としては、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、ピロール、ピラゾール、トリアゾール、ベンゾトリアゾール、ピリジン、ピリダジン、ピラジン、ピリミジン、およびトリアジンが挙げられる。複素環の窒素の1つは、金属と配位結合を形成することができる。好ましい窒素部分はイミダゾールである。窒素部分が複素環であるとき、脂肪族アミノ基は、環に結合したアルキル基上に好ましくは保持される。アルキル基は直鎖でも分岐でもよく、一般に約1から約20個の炭素、好ましくは約2から約12個、さらに好ましくは約3個から約6個の炭素原子を含む。好ましい連結基は3−アミノプロピルイミダゾールである。
別の実施形態において、上記式(I)に対応する構造を有する化合物は電気触媒性インターカレーターの一部である。好ましい実施形態において、電気触媒性インターカレーターは、式(II)の遷移金属化合物に結合した式(I)の化合物を備えている。
式IIにおいて、Mとしての使用に適切な金属元素としては、例えば、ルテニウム(Ru)、オスミウム(Os)、亜鉛(Zn)、鉄(Fe)、ロジウム(Rh)、レニウム(Re)、白金(Pt)、スカンジウム(Sc)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、カドミウム(Cd)、マグネシウム(Mg)、銅(Cu)、コバルト(Co)、パラジウム(Pd)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、ニッケル(Ni)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、イリジウム(Ir)、およびその混合物が挙げられる。好ましい実施形態において、金属元素Mは遷移金属ルテニウム(Ru)である。
式IIのRおよびR’は同一または異なることがあり、それらの窒素原子で金属元素に配位している。R、R’、またはその両方は、例えば2,2’−ビピリジル;C1〜C4アルキル、フェニル、および1つまたは複数のC1〜C4アルキル基で置換されたフェニルからなる群から選択される1つまたは複数の置換基で置換された2,2’−ビピリジル;1,10−フェナントロリニル;ならびにC1〜C4アルキル、フェニル、および1つまたは複数のC1〜C4アルキル基で置換されたフェニルからなる群から選択される1つまたは複数の置換基で置換された1,10−フェナントロリニルでもよい。好ましくは、RおよびR’の少なくとも1つは2,2’−ビピリジルである。
別の実施形態において、RおよびR’の少なくとも1つおよび好ましくは両方が、2,2’−ビピリジルまたは1,10−フェナントロリニルであり、それらのいずれも任意で置換されてもよい。ビピリジルまたはフェナントロリニルが置換されているとき、置換基は、C1〜C4アルキル、フェニル、およびC1〜C4アルキルでさらに置換されたフェニルからなる群から好ましくは選択され、さらに好ましくはC1〜C2アルキル基である。置換されたビピリジルおよびフェナントロリニル配位基は、一置換でもよいし、二置換以上でもよい。種々の実施形態において、例えば4,4’−二置換−2,2’−ビピリジル、5,5’−二置換−2,2’−ビピリジル、1,10−フェナントロリニル、4,7−二置換−1,10−フェナントロリニル、および5,6−二置換−1,10−フェナントロリニルを含む二置換配位基を使用することができる。
RおよびR’の一方だけがビピリジルまたはフェナントロリニルであるか、上述した任意で置換された基の1つであるとき、好ましくは、他方は、金属Mと配位結合を形成することができる2つの窒素原子を含む脂肪族配位子から選択される。非限定的な例としては、1,3−プロパンジアミン、1,4−ブタンジアミン、およびそのいずれかの誘導体が挙げられ、誘導体は、窒素から金属Mへの配位結合も、その複合体の電気化学的活性も妨害しないアルキル、アリール、または他の基で任意に置換された1,3−プロパンジアミンまたは1,4−ブタンジアミン骨格に基づく。
式IIにおいて、Zはハロゲン原子である。好ましい実施形態において、Zは塩素または臭素であり、さらに好ましくは塩素である。上付文字mは、Mの酸化状態に応じて+1、+2、+3、+4、+5、または+6である。好ましい実施形態において、例えばMが酸化状態+4のルテニウムであるとき、Zは塩素であり、mは+3である。Xはカチオンの形式電荷mとバランスを保つアニオンまたは複数のアニオンの組合せである。例えば、Xは、非限定的に塩素、臭素、ヨウ素、フッ素、テトラフルオロボレート、過塩素酸、硝酸、硫酸、炭酸、または亜硫酸でもよい。
好ましい実施形態において、本発明の電気触媒性インターカレーターは、式(II)の化合物に結合した式(I)の化合物を備えており、式中、Dは1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物であり、L1およびL2はそれぞれ3−アミノプロピルイミダゾールであり、Mはルテニウムであり、RおよびR’はそれぞれ2,2’−ビピリジルであり、Zは塩素である。さらに好ましくは、本発明の電気触媒性インターカレーターは、下記式を備える。
本発明の電気触媒性インターカレーターを、試料中の標的核酸を検出するために使用することができる。非限定的な例では、核酸およびその電気触媒性インターカレーターを備える複合体が電極などの固体支持体の表面に形成され、電子移動が検出される。本発明によると、電気触媒性インターカレーターは、相補性プローブ分子にハイブリダイズした標的核酸を含む2本鎖の核酸の塩基対の間に挿入される。本発明のメカニズム、機能、または有用性を限定することなしに、当該方法はヌクレオチドの電気化学的酸化を利用している。電気触媒性インターカレーターは、2本鎖の核酸への挿入の際に、および適切な電気化学的増強の際に、ヌクレオチド、好ましくはグアニンを酸化することができる。特定の理論に縛られるわけではないが、触媒サイクルでは、インターカレーターは電極によって酸化され、酸化したインターカレーターはヌクレオチドから電子を除去してラジカルカチオンを形成することができ、ラジカルカチオンは脱プロトン化してさらなる反応を受ける。この反応は触媒的であり、核酸から直接電子を除去する一連の反応によって核酸の消費を導いて電極に電子が移動する結果として、検出可能な電流が生じる。
一実施形態において、標的核酸および電気触媒性インターカレーターを備える複合体は、電極表面に固定されているか電極表面に結合可能なプローブとの標的核酸のハイブリダイゼーションによって電極の表面に形成されている。適切なプローブは、標的核酸の特異的配列に相補性の1本鎖領域を含む核酸を備えることができる。検出される標的核酸は核酸を含むことができ、該核酸は特定された1本鎖もしくは2本鎖であるか、または2本鎖および1本鎖配列の両方の部分を含むことができる。標的核酸が2本鎖の核酸のみを含むとき、相補性プローブへの標的核酸のハイブリダイゼーション前に変性が必要であることが認識されている。
標的核酸はDNA(ゲノムDNAまたはcDNAのいずれか)、RNA、またはハイブリッドでもよく、核酸は、デオキシリボヌクレオチドおよびリボヌクレオチドの任意の組合せ、ならびに例えばウラシル、アデニン、チミン、シトシン、グアニン、イノシン、キサンチン、ヒポキサンチンなどを含む塩基の任意の組合せを含む。例えばハイブリダイゼーションにより標的核酸がプローブに結合することができる。
一般に、プローブは、例えばDNA、mRNA、rRNA、tRNA、ペプチド核酸(PNA)、または発現配列タグ(EST)を含むオリゴヌクレオチドを含むことができる。プローブをDNAまたはその断片から得ることができ、生体からの抽出、制限酵素による開裂、電気泳動による分離、および熱処理またはアルカリ処理による変性によってプローブを得てもよい。プローブを化学合成することもできる。プローブ鎖中のグアニンの代用であろう(すなわち、グアニンのように、核酸2本鎖中の他の塩基よりもシトシンに対してより大きな結合親和性を有する塩基である)が、適用可能な反応条件下で電気触媒性インターカレーターによって酸化しないであろう代替塩基を使用してプローブを合成することも可能である。当該代替塩基の例としては、イノシンおよび7−デアザ−グアニンが挙げられる。
プローブの調製に適した塩基を、天然の、非天然の、または「合成」のヌクレオチド塩基から選択することができる。天然のヌクレオチド塩基は、例えばアデニン、シトシン、グアニン、ウラシル、およびチミンでもよい。プローブは、7−デアザ−グアニン、8−オキソ−グアニン、6−メルカプトグアニン、4−アセチルシチジン、5−(カルボキシヒドロキシエチル)ウリジン、2’−O−メチルシチジン、5−カルボキシメチルアミノ−メチル−2−チオリジン、5−カルボキシメチルアミノメチルウリジン、ジヒドロウリジン、2’−O−メチルプソイドウリジン、β−D−ガラクトシルキュェオシン、2’−O−メチルグアノシン、イノシン、N6−イソペンテニルアデノシン、1−メチルアデノシン、1−メチルプソイドウリジン、1−メチルグアノシン、1−メチルイノシン、2,2−ジメチルグアノシン、2−メチルアデノシン、2−メチルグアノシン、3−メチルシチジン、5−メチルシチジン、N6−メチルアデノシン、7−メチルグアノシン、5−メチルアミノメチルウリジン、5−メトキシアミノメチル−2−チオウリジン、β−D−マンノシルキュェオシン、5−メトキシカルボニルメチルウリジン、5−メトキシウリジン、2−メチルチオ−N6−イソペンテニルアデノシン、N−((9−β−D−リボフラノシル−2−メチルチオプリン−6−イル)カルバモイル)トレオニン、N−((9−β−D−リボフラノシルプリン−6−イル)N−メチルカルバモイル)トレオニン、ウリジン−5−オキシ酢酸メチルエステル、ウリジン−5−オキシ酢酸、ワイブトキソシン、プソイドウリジン、キュェオシン、2−チオシチジン、5−メチル−2−チオウリジン、2−チオウリジン、2−チオウリジン、5−メチルウリジン、N−((9−β−D−リボフラノシルプリン−6−イル)カルバモイル)トレオニン、2’−O−メチル−5−メチルウリジン、2’−O−メチルウリジン、ワイブトシン、および3−(3−アミノ−3−カルボキシプロピル)ウリジンなどの非天然の、または「合成」のヌクレオチド塩基から調製されてもよい。DNA、RNA、炭素環などの修飾糖、ならびにフルオロおよびメトキシなどの2’置換を含む糖を含む任意のオリゴヌクレオチド主鎖が採用されてもよい。オリゴヌクレオチドは、ヌクレオチド間の架橋リン酸残基の少なくとも1つまたは全てが、メチルホスホネート、メチルホスホノチオエート、ホスホロモルホリデート、ホスホロピペラジデート、およびホスホルアミデートなどの修飾されたリン酸であるオリゴヌクレオチドでもよい(例えば1つおきのヌクレオチド間架橋リン酸残基が、記載されたように修飾されてもよい)。オリゴヌクレオチドは、参照によって本願に援用されるP.ニールセン(P.Nielsen)ら、Science 254、1497〜1500(1991)に記載されているような「ペプチド核酸」でもよい。唯一必要なのは、少なくとも一部がDNA試料の配列の公知の部分に結合可能な配列をオリゴヌクレオチドプローブが有すべきであるということである。標的核酸試料に、異なる塩基配列を有するいくつかのオリゴヌクレオチドプローブを接触させることが一部の適用では理想的なことがある(例えば、試料中に2つ以上の標的核酸が存在する場合、または「サンドイッチ」アッセイにおいて単一標的核酸が2つ以上のプローブにハイブリダイズしている場合)。
プローブ分子は電極に固定化されてもよい。好ましい実施形態において、プローブは金属電極に結合する。しかし、当業者は、当業界で公知のいくつかの技法によってプローブを電極に固定化することができることを理解するだろう。文献の手順を採用して、本発明に係る使用のために、電極の表面上にプローブを固定化するための様々な技法を利用することができ、それらの技法は当業者に公知である。
非限定的な例において、オリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチドなどのプローブ分子の5’−または3’−末端(5’−末端が好ましい)にチオール基が結合することができ、結合したチオールは電極の金原子に配位する。DNAにチオール基を組み込むための方法は、参照によって本願明細書に援用されるM.マエダ(M.Maeda)ら、Chem.Lett.、1805〜1806(1994)およびA.コノリー(A.Connolly)、Nucleic Acids Res.、13、4484(1985)に記載されている。この固定方法では、チオール末端を有するプローブ分子が金電極上に滴下されて低温で2、3時間放置された後、所望のプローブ分子が電極上に固定される。
ガラス状炭素電極の使用などの別の非限定的な例において、電極は過マンガン酸カリウムによって酸化され、電極の表面上にカルボキシル基が生成される。アミド結合が形成されてガラス状炭素電極の表面上にプローブ分子が固定されるように、カルボキシル基を有する表面上に、チオール末端を有するプローブ分子が滴下される。この方法の詳細は、参照によって本願に援用されるK.M.ミラン(K.M.Millan)ら、Analytical Chemistry、65、2317〜2323(1993)に記載されている。
認識対がプローブの電極への結合に使用されてもよい。これについて、プローブが修飾されて該プローブが認識対の第1メンバーを備え、電極表面が第2メンバーで被覆されてもよい。したがって、プローブ/標的核酸ハイブリッドを備える2本鎖の核酸が、認識対の第1および第2メンバーの相互作用を介して電極の表面に形成されてもよい。認識対および様々な分子へのそれらの結合は、当技術分野において公知である。非限定的な例では、認識対はビオチンおよびアビジンからなる。
インターカレーターの添加前に、またはインターカレーターの存在下でプローブへの標的核酸のハイブリダイゼーションが行われてもよい。好ましくは、インターカレーターは数nMから数mMの濃度で使用される。当業者に公知の任意の適切な方法で標的核酸試料にプローブが接触してもよい。例えば、標的試料を溶液に溶解し、ハイブリダイゼーションを可能にする条件下で、標的試料を有する溶液にプローブを溶解することによって、標的試料をプローブに接触させることができる。適切な条件は当業者に十分に公知であり、その条件として様々な塩濃度条件が挙げられる。あるいは、固体支持体上に固定化されたプローブを有する溶液に標的試料を溶解してもよく、標的試料を含有する溶液に、オリゴヌクレオチドプローブが固定化された固体支持体を浸漬することによって、標的試料にプローブが接触してもよい。プローブ分子と標的核酸とのハイブリダイゼーションは、電極への電位の適用および電流の検出の際に決定される。
プローブ分子に部分的に相補性である標的核酸断片試料を検出するためにもまた、本発明の電気触媒性インターカレーターを採用可能である。当該断片試料は「ミスマッチ断片」と一般に称される。ミスマッチしている可能性のある標的核酸断片の検出で得られたピーク電流強度を、完全な相補性を有する標的核酸断片(すなわち完全マッチ断片)の検出で得られた対応するピーク電流強度と比較することによって、ミスマッチ断片を検出することができる。
当業者に公知の任意の適切な手段により、酸化および還元を伴う触媒サイクルが検出されてもよい。酸化還元反応に関連する電気信号の検出により、ハイブリダイズしたプローブ/標的核酸の存在または不在の決定が可能になる。任意の適切な手段により、反応速度を測定する工程が行われてもよい。例えば、走査速度、プローブ濃度、標的濃度、メディエータ、緩衝液、温度、および/または電気化学的方法の関数として電流を比較することによって、相対反応速度が決定されてもよい。
当業者に公知の適切な手段により、酸化還元反応速度が測定されてもよい。典型的には、酸化還元反応の発生に関連する電気信号を測定することによって、酸化還元反応速度は測定される。例えば、検出電極と電気的に接続された適切な装置が提供されることによって、酸化還元反応に関連する電気信号が測定されてもよい。適切な装置は、ハイブリダイズしたプローブ/標的核酸と電気触媒性インターカレーターとの反応の酸化還元反応速度を測定するために発生した電気信号を測定することができるであろう。この電気信号は、サイクリックボルタンメトリー、ノーマルパルスボルタンメトリー、クロノアンペロメトリー、および矩形波ボルタンメトリーを含む任意の電気化学的方法の特性を有してもよく、サイクリックボルタンメトリーが現在好ましい形式である。
好ましい実施形態において、本方法は遺伝子診断に使用される。例えば、p53に対する遺伝子などの標的分析物の配列を決定するためにオリゴヌクレオチドプローブを使用することができ、遺伝子は様々な癌に関連する遺伝子である。他の非限定的な例としては、非ポリポーシス性結腸癌の遺伝子、BRCA1乳癌遺伝子、患者の容易な発症前スクリーニングを可能にする、アルツハイマー病のより大きなリスクを示すApo E4遺伝子、嚢胞性線維症遺伝子の突然変異、または当技術分野で十分に公知のその他の任意のものが挙げられる。
その他の種々の実施形態において、本発明の電気触媒性インターカレーターを用いて、ウイルスおよび細菌の検出が可能である。この実施形態において、プローブは、様々な細菌およびウイルスから標的配列を検出するように設計される。本願に開示された方法は、臨床試料を直接スクリーニングして例えばHIV核酸配列を検出可能にする。さらに、これは、抗ウイルス療法の有効性を評価する改良法として、患者内で循環するウイルスの直接モニタリングを可能にする。同様に、白血病に関連するウイルス、HTLV−I、およびHTLV−IIが、このように検出されてもよい。結核などの細菌感染が検出されてもよい。
他の実施形態において、例えば水試料および食品試料のスクリーニングでの有毒細菌用のプローブが使用されてもよい。例えば、試料が処理されて細菌が溶解し、その細菌の核酸が放出され、次にサルモネラ(Salmonella)、カンピロバクター(Campylobacter)、コレラ菌(Vibrio cholerae)、大腸菌(E.coli)腸毒性株およびレジオネラ症細菌などの病原株を非限定的に含む細菌株を認識するプローブが設計されてもよい。同様に、本発明の組成物を使用してバイオレメディエーション戦略が評価されてもよい。
他の実施形態において、プローブは法医学のために使用可能であり、このとき、DNAフィンガープリントを使用して、DNAなどの犯罪現場の標的核酸を、被害者および容疑者から採取した試料と照合することができる。
標的核酸の供給源として、例えばヒト、動物、植物、または環境を挙げることができる。
他の実施形態において、本発明は、電気触媒性インターカレーターを備えるキットにも関する。キットは、検出される標的核酸を認識して結合することができる、本願に記載されたものなどのプローブをさらに備えることができる。
他の実施形態において、本発明は、電気触媒性インターカレーターを備えるキットにも関する。キットは、検出される標的核酸を認識して結合することができる、本願に記載されたものなどのプローブをさらに備えることができる。
種々の他の実施形態において、本発明はさらに、本願に記載された電気触媒性インターカレーターを利用するバイオセンサーに関する。バイオセンサーは、装置を備えてもよいし、1つもしくは複数の電気触媒性インターカレーターによって発生する信号を検出および測定するのに必要な構成要素を備えるシステム中で使用されてもよい。装置は、電源および検出器に結合したバイオセンサーアレイを含む集積回路を備えることができる。このような集積回路は当業者に公知である。バイオセンサーアレイを備えるシステムは、作用電極に電位が印加された後の電気化学信号を測定するための手段を追加的に含んでもよい。
本願に記載された方法および装置は、当業者に十分に公知の検査法を利用し、サンブルック(Sambrook),J.ら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual、第3版、Cold Spring Harbor Laboratory Press、ニューヨーク州コールドスプリングハーバー、2001;スペクター(Spector),D.L.ら、Cells:A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor Laboratory Press、ニューヨーク州コールドスプリングハーバー、1998;およびハーロー(Harlow),E.、Using Antibodies:A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor Laboratory Press、ニューヨーク州コールドスプリングハーバー、1999などの検査マニュアルに見出され得る。
本願に記載された方法および装置は、当業者に十分に公知の検査法を利用し、サンブルック(Sambrook),J.ら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual、第3版、Cold Spring Harbor Laboratory Press、ニューヨーク州コールドスプリングハーバー、2001;スペクター(Spector),D.L.ら、Cells:A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor Laboratory Press、ニューヨーク州コールドスプリングハーバー、1998;およびハーロー(Harlow),E.、Using Antibodies:A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor Laboratory Press、ニューヨーク州コールドスプリングハーバー、1999などの検査マニュアルに見出され得る。
本願に使用された([背景技術]および[発明の開示]などの)項目名は、本発明の開示内の表題の一般的な編制だけを意図しており、本発明の開示もその任意の態様も限定することを意図しない。特に、[背景技術]に開示された主題は、本発明の範囲内の技法の態様を含むことがあり、従来技術の詳述を構成しないことがある。[発明の開示]に開示された主題は、本発明の範囲全体またはその任意の実施形態の網羅的または完全な開示ではない。
本願における参照の引用は、これらの参照が従来技術であるという承認を与えず、本願に開示された本発明の特許性に何ら関連しない。本願に引用された全ての参照は、参照によってその全体が本願に援用される。
本説明および具体的な実施例は本発明の実施形態を示しているが、例示目的のみを意図しており、本発明の範囲を制限することを意図しない。さらに、述べられた特徴を有する多数の実施形態の詳述は、追加の特徴を有する他の実施形態および述べられた特徴の異なる組合せを組み込んでいる他の実施形態を除外することを意図しない。具体的な実施例は、本発明の組成物および方法をどのように製造、使用、および実行するかの例示的な目的で提供され、別に明確に述べない限り、本発明の与えられた実施形態が製造または試験されたか、またはされなかったという表現であることを意図しない。
本願で使用されるように、単語「好ましい」および「好ましくは」は、ある状況である利益を与える本発明の実施形態を指す。しかし、同じ状況または他の状況で他の実施形態もまた好ましいことがある。さらに、1つまたは複数の好ましい実施形態の詳述は、他の実施形態が有用ではないことを意味せず、本発明の範囲から他の実施形態を除外することを意図しない。
本発明で使用されるように、単語「含む」およびその変形は、非限定的であることを意図するためであり、リストにある項目の詳述は、本発明の材料、組成物、デバイス、および方法に同様に有用でありうる他の類似の項目を除外することではない。
以下の説明において、用語「決定」または「検出」は、試料中の核酸の定性的および定量決的な定または検出の両方を意味するために使用される。例えば、下記に定義される方法およびシステムは、媒質中の核酸を決定または検出するために使用され、これはその媒質中の核酸の存在と、任意で濃度とを決定することを意味することを意図する。したがって、成句「存在または不在を決定すること」は、検出された事象(例えば、DNAハイブリダイゼーション、RNAハイブリダイゼーション、標的核酸を検出することなど)の存在または不在を定性的に決定すること、および定量的に決定することの両方を含むことを意図する。
本願で使用されるように、用語「インターカレーター」は、核酸の塩基対の間に挿入および/またはスタッキングすることができる平面芳香族部分または平面複素芳香族部分を意味することを意図する。
本願で使用されるように、用語「縫込み型インターカレーター」は、置換基または側鎖を有するインターカレーターを意味することを意図する。
本願で使用されるように、用語「電気触媒性インターカレーター」は、電極によって酸化可能であるとともに電気化学的増強後にヌクレオチドを酸化可能なインターカレーターを意味することを意図する。
本願で使用されるように、用語「電気触媒性インターカレーター」は、電極によって酸化可能であるとともに電気化学的増強後にヌクレオチドを酸化可能なインターカレーターを意味することを意図する。
本願で使用されるように、用語「核酸」は、DNAおよびRNAの両方を含む任意の核酸を指す。本発明の核酸は、典型的にはポリ核酸、すなわち3’,5’−ホスホジエステル結合によって共有結合した、個別のヌクレオチドのポリマーである。本発明の方法および装置を本願においてDNAに関して説明することがあるが、これは明確さのためのものであり、本発明の方法および/または装置をRNAなどの他の核酸に適用することができるものとする。
本願で使用されるように、用語「相補性核酸」は、別の核酸に特異的に結合してハイブリダイズした核酸を形成する、オリゴヌクレオチドプローブを含む任意の核酸を指す。
本願で使用されるように、用語「ハイブリダイズした」または「ハイブリダイゼーション」は、完全に塩基対を形成していることもあるし、また形成していないこともある、相互に会合した少なくとも2本の核酸鎖を意味することを意図する。
本願で使用されるように、用語「ハイブリダイズした」または「ハイブリダイゼーション」は、完全に塩基対を形成していることもあるし、また形成していないこともある、相互に会合した少なくとも2本の核酸鎖を意味することを意図する。
本願で使用されるように、用語「変性すること」または「変性」は、オリゴヌクレオチド2本鎖の鎖がもはや水素結合によって塩基対を形成しておらず、1本鎖分子に分離される方法を意味することを意図する。
本願で使用されるように、用語「電極」は、導電媒質へ入出する電流を伝導する導電体を意味することを意図する。2つの電極、すなわち陽極および陰極は電子をそれぞれ受け取り、放出する。電極は、一般に導体を記載するために使用される。本発明において、電極は、別々にアドレス可能な多数の電極からなるマイクロアレイまたは超マイクロ電極のこともある。
本願で使用されるように、用語「ヌクレオシド」は、リボース、デオキシリボースまたはその誘導体もしくはアナログのいずれかであるペントースに結合した含窒素複素環塩基を意味することを意図する。用語「ヌクレオチド」は、含窒素複素環塩基、ペントース、および1つまたは複数のリン酸基または他の主鎖形成基を含むヌクレオシドのリン酸エステルに関する。ヌクレオチドはオリゴヌクレオチドのモノマーユニットである。ヌクレオチドユニットは、グアニン(G)、アデニン(A)、シトシン(C)、チミン(T)、またはその誘導体などの共通塩基を含んでもよい。ペントースは、デオキシリボース、リボース、またはそれを代替する基でもよい。
本願で使用されるように、用語「ヌクレオチドアナログ」、「修飾塩基」、「塩基アナログ」、または「修飾ヌクレオシド」は、天然の対応物に類似して機能するが構造的に修飾された部分を意味することを意図する。
本願で使用されるように、用語「オリゴヌクレオチド」または「ヌクレオチド配列」は、ホスホロジエステルまたは他の主鎖形成基によって結合した天然の複素環塩基およびペントフラノシル同等基から特異的配列に形成された、複数の結合したヌクレオチドユニットを意味することを意図する。
本願で使用されるように、用語「オリゴヌクレオチドアナログ」または「修飾オリゴヌクレオチド」は、天然のオリゴヌクレオチドと類似して機能するが、非天然部分を有する組成物を意味することを意図する。オリゴヌクレオチドアナログまたは修飾オリゴヌクレオチドは、当技術分野における使用について公知である改変された糖部分、改変された塩基、改変された糖および塩基の両方、または改変された糖間結合を有してもよい。
本願で使用されるように、用語「バイオセンサー」は、酸化または還元反応で生成された電子の運動によって発生した信号を検出または測定するために必要な構成要素を備える装置またはシステムを意味することを意図する。用語「バイオセンサー」は、生物系が直接利用されない場合でさえも、物質の濃度および生物学的関心対象である他のパラメータを決定するための装置を含む。
以下の実施例は例示を意図し、本発明の範囲を限定することを意図しない。
実施例1
本実施例は、電気触媒性インターカレーター(Ru(bpy)2Cl2でグラフトされたN,N’−ビス[1(3−プロピル)イミダゾール]−1,4,5,8−ナフタレンジイミド(PIND)(「PIND−Ru」))の合成を例示する。
実施例1
本実施例は、電気触媒性インターカレーター(Ru(bpy)2Cl2でグラフトされたN,N’−ビス[1(3−プロピル)イミダゾール]−1,4,5,8−ナフタレンジイミド(PIND)(「PIND−Ru」))の合成を例示する。
PIND−Ruの合成を以下のように概略する。
1段階配位子交換反応でPIND−Ruを合成する。Ru(bpy)2Cl2(0.52mmol)の新鮮な蒸留エチレングリコール溶液8.0mlに、10分間にわたり少量ずつPIND(0.25mmol)を添加し、結果として生じた混合物を30〜40分間還流する。サイクリックボルタンメトリーにより配位子交換反応の完了を監視する。次に、得られた紫色の反応混合物を、高速撹拌したKCl飽和エタノール100mlにゆっくりと注ぎ入れる。得られた沈殿を、目の細かい焼結ガラス漏斗を通した吸引ろ過によって収集する。粗生成物をPBSで洗浄し、エタノール3.0〜5.0mlに溶解し、KCl飽和エタノールでもう一度沈殿させる。得られた沈殿をエタノールで結晶化させることによってさらに精製し、純生成物を収率78%で得る。得られた生成物は、PBS中でE1/20.63Vを有して金電極で1対の可逆酸化還元波を示す。PINDの2つのイミダゾール末端での完全な二重配位子交換を確実にするために、わずかに過剰のRu(bpy)2(10〜15%)が必要である。
Finnigan/MAT LCQ質量分析計(サーモフィニガン(ThermoFinnigan)[カリフォルニア州サンホゼ(San Jose)所在])を用いて質量分析実験を行う。別に言及しない限り全てのスペクトルを室温で記録する。
プロトン核磁気共鳴(1H NMR)分光法(300MHz CDCl3)δ8.76(4H)、7.54(2H)、7.26(2H)、4.27(4H)、4.12(4H)、2.31(4H)、および1.839(2H)(図1)。
エレクトロスプレーイオン化質量分析(ESI−MS)を用いたPINDに関する質量分析試験は、PIND+H+、および(PIND+2H+)/2に対応するm/z483.3および242.3に主ピークを示し(図2)、これは所望の化合物の分子量とよく一致している。一方がグラフトされたPINDはESI−MSスペクトルで観察されないことから、PINDの任意の不完全なグラフト形成を除外することができる。
実施例2
本実施例は、サイクリックボルタンメトリーを用いた電気活性PIND−Ruインターカレーターの形成および電気化学的性質を例示する。
本実施例は、サイクリックボルタンメトリーを用いた電気活性PIND−Ruインターカレーターの形成および電気化学的性質を例示する。
エチレングリコール中での還流中、5分毎にサイクリックボルタンメトリー試験を行う。図3に、最初の30分間に得られた2つの典型的なボルタモグラムを示す。図3のトレース1から分かるように、Ru(bpy)2Cl2へのPINDの添加前に、0.40Vを中心とする1対の可逆なボルタンメトリーピークが得られ、これはRu(bpy)2Cl2の十分に公知の酸化還元過程に対応する。PINDの添加の際に、新たな対のボルタンメトリーピークが0.63Vに出現し、これはPIND−Ruの形成を示す(図3、トレース2)。両方の電子移動過程は明らかに分解され、反応媒質のより大きなiR降下を主な原因としてわずかにピーク間の電位分離が大きいことを除き、可逆過程の特徴の全てを有する。0.63Vでのボルタンメトリーピークの強度は反応時間と共に徐々に増加する。同時に、0.40Vでの強度は徐々に減少する。両方の酸化還元対は還流30〜40分後に定常状態に達する。0.40Vでのボルタンメトリーの微細ピークは、過剰量のRu(bpy)2Cl2を示す。分離および精製後に、このように精製されたPIND−Ruのボルタンメトリー試験は、精製工程が非常に効果的であることを意味する1対だけのボルタンメトリーピークを示す(図3、トレース3)。
図3のトレース3に例示するように、PIND−Ruは溶液中で高度に可逆な酸化還元カップルについて正に予想通りのことを示す。0.0から+0.90Vの間の多数の繰返し電位サイクル後にほとんど変化が観察されず、これは溶液中でPIND−Ruの安定性が良好であることを明らかにしている。<500mV/sの低スキャン速度で、理想的なネルンスト挙動を示す一電子交換系について予想されるような、拡散に制御される典型的ボルタモグラムが記録され、ピーク電流は電位スキャン速度の平方根に比例し、ピーク間の電位分離は理論値59mVに非常に近く、電位スキャン速度は独立している(図4)。これらの結果は、ルテニウム酸化還元中心の全てが電極表面に到達し、可逆性の不均一な電子移動が進むことを確認している。
実施例3
本実施例は、PIND−RuのUV−vis分光光度法によって決定された、PIND−Ruとds−DNAとの相互作用を例示する。
本実施例は、PIND−RuのUV−vis分光光度法によって決定された、PIND−Ruとds−DNAとの相互作用を例示する。
漸増する量のサケ***DNAの存在下でUV−vis分光光度法によって決定されたPIND−Ruとds−DNAとの相互作用の様式を検討した(図5A)。UV−可視スペクトルをAgilent8453 UV−可視分光光度計で記録する。UV−vis分光光度法では、縫込み型インターカレーターの融合した平面芳香環系がds−DNAの塩基対の間に挿入される、インターカレートした結合のシグネチャは淡色効果および赤方偏移である。図5Aに示すように、DNA塩基対/PIND−Ru比4.0でのPIND−RuへのDNAの添加は、366および387nmでND吸光バンドの40%減少および2nm赤方偏移を生じる。類似の現象が、脂肪族第三アミン側鎖を有するナフタレンジイミド(ND)で以前に観察された。ND吸光バンドの淡色効果はDNA塩基対/PIND−Ru比>4.0でプラトーに達し、一定の淡色効果が観察される。これは、ds−DNAに対するPIND−Ruの結合がNDの選択的インターカレーションによって起こることを示している。
ボジャー(Boger)によって提案されたのと類似した、短鎖ヘアピンオリゴヌクレオチドを用いた競合実験により、インターカレーションの安定性を推定する。PIND−Ruの当量に対する蛍光変化のプロットは滴定曲線をもたらし、それから1:1の化学量論比が決定される(図5B)。競合実験によって決定された安定性定数は3.0×107であることが見出され、これはNDに対して約75倍の増強に対応する。安定性定数の増強についての妥当と思われる説明は、ND基がds−DNAに挿入された後、PIND−Ru中の2つのカチオン性Ru(bpy)2Cl基が、リン酸基を有するイオン対をds−DNAの各側に形成し、NDをds−DNAの塩基対の間でより堅固に固定させることであろう。
実施例4
本実施例は、DNAバイオセンサーへのPIND−Ruの適用を例示する。
金電極の調製および前処理は、シェ(Xie)ら、Anal.Chem.76:1611〜1617(2004);シェ(Xie)ら、Nucelic Acids Res.32、e15(2004);シェ(Xie)ら、Anal Chem.76:4023〜4029(2004);およびガオ(Gao)ら、Synth.Met.75:5〜10(1995)に以前に記載されたとおりであり、これらの全ては参照によって本願に援用される。簡潔には、捕獲プローブ(CP)の吸着前に、金電極を酸素プラズマに5〜10分間曝露し、次に、直ちに無水エタノール中に20分間浸漬して酸化物層を還元する。100μg/mlのCPのPBS溶液に16〜24時間金電極を浸漬することによってCP単層を吸着させる。吸着後、電極をPBSで何度もすすぎ、PBS中に20分間浸し、もう一度すすぎ、気流をあてて乾燥させる。スチール(Steel)によって提案された手順に従って、カチオン性酸化還元プローブの使用によって電気化学的に評価されたCPの表面密度は、1.13〜1.30×10−11mol/cm2の範囲であることが見出されている。DNAに関係しないPIND−Ruの取込みを最小にし、CP単層の質および安定性を改善するために、CPを被覆した金電極を2.0mg/mlの1−メルカプトドデカン(MD)のメタノール溶液に4〜6時間浸漬する。未反応のMD分子をすすいで除き、撹拌したエタノールに10分間浸漬し、続いてエタノールおよび水で完全にすすぐことによって電極を洗浄する。得られた電極は、風乾後にいつでも使用可能な状態である。
本実施例は、DNAバイオセンサーへのPIND−Ruの適用を例示する。
金電極の調製および前処理は、シェ(Xie)ら、Anal.Chem.76:1611〜1617(2004);シェ(Xie)ら、Nucelic Acids Res.32、e15(2004);シェ(Xie)ら、Anal Chem.76:4023〜4029(2004);およびガオ(Gao)ら、Synth.Met.75:5〜10(1995)に以前に記載されたとおりであり、これらの全ては参照によって本願に援用される。簡潔には、捕獲プローブ(CP)の吸着前に、金電極を酸素プラズマに5〜10分間曝露し、次に、直ちに無水エタノール中に20分間浸漬して酸化物層を還元する。100μg/mlのCPのPBS溶液に16〜24時間金電極を浸漬することによってCP単層を吸着させる。吸着後、電極をPBSで何度もすすぎ、PBS中に20分間浸し、もう一度すすぎ、気流をあてて乾燥させる。スチール(Steel)によって提案された手順に従って、カチオン性酸化還元プローブの使用によって電気化学的に評価されたCPの表面密度は、1.13〜1.30×10−11mol/cm2の範囲であることが見出されている。DNAに関係しないPIND−Ruの取込みを最小にし、CP単層の質および安定性を改善するために、CPを被覆した金電極を2.0mg/mlの1−メルカプトドデカン(MD)のメタノール溶液に4〜6時間浸漬する。未反応のMD分子をすすいで除き、撹拌したエタノールに10分間浸漬し、続いてエタノールおよび水で完全にすすぐことによって電極を洗浄する。得られた電極は、風乾後にいつでも使用可能な状態である。
標的DNAのハイブリダイゼーションおよびその電気化学的検出を3工程で行う。まず、標的DNAを含有するハイブリダイゼーション溶液2.5μlを電極上に均一に広げ、電極を、60℃(塩分調整融解温度より27℃下の低ストリンジェンシー)に維持した水分飽和環境チャンバーに30分間置く。次に、電極をブランクハイブリダイゼーション溶液を用いて60℃で完全にすすぎ、ハイブリダイゼーション溶液中の100μg/ml PIND−Ru5.0μlとともに35℃で10分間インキュベートする。縫込み型インターカレーションによって、ハイブリダイズした標的DNAにPIND−Ruを結合させる。電極を空冷して室温に10分間保持した後で、10%エタノールを含有するNaCl飽和リン酸緩衝液(pH7.4)を用いて完全な洗浄を行う。ボルタンメトリーによって電気触媒性酸化電流を測定する。低DNA濃度では各測定後に平滑化を適用しており、ランダムノイズおよび電磁干渉を除去する。
低電流モジュールに結合したCHインストルメント(CH Instruments)モデル660A電気化学ワークステーション(CHインストルメント(CH Instruments)[テキサス州オースティン(Austin)所在])を用いて電気化学実験を行う。3電極系は、直径3.0mmの金作用電極、ノンリーク小形Ag/AgCl参照電極(サイプレス・システムズ(Cypress Systems)[カンザス州ローレンス(Lawrence)所在]および白金線対電極を備えている。直径3.0mmの作用域を超えて試料滴が広がることを避けるために、CPの固定化後にパターン化した疎水性フィルムを金電極に適用する。本研究で報告された全ての電位はAg/AgCl電極を参照としている。
最初のハイブリダイゼーション検査では、200nMのポリ(AT)20、ポリ(AG)20、およびポリ(G)40のTE溶液5.0μLを、対応する相補性CP被覆電極とそれぞれハイブリダイズする。比較のために、同セットの電極を200nMのポリ(T)405.0μLで処理する。ハイブリダイゼーションの際に、オリゴヌクレオチドはそれらの相補性CPに選択的に結合し、電極表面に固定される。ハイブリダイゼーション緩衝液を用いた完全なすすぎで、ハイブリダイゼーションに関係しないオリゴヌクレオチドを全て洗い流す。ハイブリダイゼーション溶液中の100μg/ml PIND−Ru5.0μlとともにその後インキュベートする間、PIND−Ruは電極表面に設けられる。10%エタノールを含有するNaCl飽和10mMリン酸緩衝液を用いた徹底的な洗浄は、DNAに関係しないPIND−Ruの取込みの大部分を除去する。
ハイブリダイゼーション後の電極についてのサイクリックボルタモグラムを図6Aに示す。非相補性ポリ(T)40について、ボルタンメトリーで1対の微細ピークが、ハイブリダイゼーション後にPIND−Ruの酸化還元電位(0.63V)で観察される(図6Aトレース1)。これは、電極表面でのPIND−RuとCPとの純粋な静電相互作用を大きな原因としている。相補性ポリ(AT)20、ポリ(AG)20、およびポリ(G)40について、酸化還元電位のわずかな正のシフトが観察され、ピーク電流は100倍だけ増加する(図6Aトレース2、3および4)。したがって、200nMのポリ(AT)20とハイブリダイゼーション後に観察された電流0.30μAは、活性であるとともに挿入されたPIND−Ru1.3pmolに起因する。この数字は、アッセイ液滴中に含まれるPIND−Ruの<0.50%に相当する。表面CP被覆率として1.2×10−11mol/cm2(推定値の範囲中央)を採用し、最大PIND−Ru/塩基比を1/4と仮定すると、標的DNAの0.13pmolがハイブリダイズする。このように、標的DNA13%および表面に結合したCPの15%が実際にハイブリダイズし、この値は文献にみられる値に匹敵する。興味深いことに、ポリ(AG)20およびポリ(G)40が対応する相補性CP被覆電極とハイブリダイズするとき、陽極電流の顕著な増加および陰極電流のわずかな減少が観察され(図6Aトレース3および4)、グアニン含量が増加するに伴い、陽極電流の増分はほぼ直線的に増加する。このことは、オリゴヌクレオチド中のグアニンが、挿入されたPIND−Ruによって0.63Vで触媒酸化することを示している。これらの結果は、PIND−Ruがds−DNAと選択的に相互作用し、PIND−Ru−ds−DNA付加物が非常に低速の解離速度および高度に効率的なグアニン酸化電気触媒を有することを実証している。そのことは超高感度DNAバイオセンサーを開発するための道を開いている。
次に、mRNA中の完全長腫瘍タンパク質p53(TP53)遺伝子を標的遺伝子として採用して、mRNA中の癌感受性遺伝子を直接検出するための電気活性指示物質として挿入されたPIND−Ruを評価する。ハイブリダイゼーション前に、mRNA混合物を70℃で10分間変性させる。TP53遺伝子に相補性の配列を有するオリゴヌクレオチドを電極表面に固定化し、CPとして利用する。53℃で30分間のハイブリダイゼーションの際に、混合物からのTP53 mRNAは電極表面に選択的に結合する。ハイブリダイゼーション緩衝液を用いた完全なすすぎで、ハイブリダイゼーションに関係しないmRNAを全て洗い流す。
PIND−Ruを適用後の電極の典型的なサイクリックボルタモグラムである図6Bに示すように、かなり高ピークの電流が陽極過程について観察され、これは、最も確からしくは捕獲された長鎖TP53 mRNA分子が原因となって、大量の電子が酸化過程で生じることを示し、mRNA分子は大量のグアニンを電極表面にもたらす。逐次電位サイクルの間にピーク電流は顕著に降下し、定常状態ボルタモグラムが0および0.90Vの間で5サイクル後に達成される(図5Bトレース2)。低スキャン速度≦10mV/sでの酸化または還元電流ピークの積分によって、電気活性Ru2+/Ru3+部位に関して3.8pmolの表面被覆率が得られる。PIND−Ruの合計量1.9×10−11mole/cm2は、ハイブリダイズして完全に挿入されているCPの32%に等しい。ハイブリダイゼーション効率およびPIND−Ruの負荷レベルをさらに理解するために、ハイブリダイゼーション後およびPIND−Ruの挿入後に、一連の水晶微量天秤(QCM)の測定をTP53に関して行う。結果を表1にまとめる。
TP53のmRNAから転写し、使用前にTE緩衝液で種々の濃度に希釈した精製cDNAを用いて、TP53遺伝子定量のダイナミックレンジを確立する。対照実験について、電極の調製に非相補性CPを使用する。電流は2.5から350pMのcDNA濃度で直線的に増加し、検出限界は0.60ng/mlに対応する1.5pMであることが見出される。試料体積を考慮すると、提案された方法を用いて7.5アトモルという少量のTP53 cDNAがうまく検出される。直接核酸酸化アッセイの以前の結果と比較して、本発明の触媒性縫込み型インターカレーター・スキームを採用することによって、ゲノム核酸アッセイの感受性は大きく改善する。核酸を直接検出するための非標識電気化学法の魅力は、酸化還元活性ユニット(グアニンおよび挿入されたPIND−Ru)の多くを含む現実世界の試料由来の遺伝子が高感度を示すことである。本願に記載されたPIND−Ru触媒系の長所は、グアニンおよびPIND−Ruの両方が0.63Vという低い電位で酸化され、バックグラウンド電流がほとんど存在しないことである。さらに、グアニンをより多く有する遺伝子は、より高感度の信号を与える。これらの2つの組合せは、ピコモル濃度の検出限界および最大350pMのダイナミックレンジを可能にする。本発明の教示の範囲から逸脱せずに、上記方法および組成物に様々な変更を加えることができることから、上記説明に含まれる全ての事柄は例示であり限定的な意味ではないと解釈されることが意図される。行われた(すなわち、過去形を使用して)活動を挙げるために明示的に述べない限り、例示および実施例は、本教示の与えられた実施形態が行われたか、または行われなかったという表現であることを意図しない。
本願に引用された全ての参照は、その全体が参照によって本願に援用される。本願における参照の論考は、それらの著者によってなされた主張を要約することだけを意図し、任意の参照が特許性に関連する従来技術を構成するという承認は行われない。本出願者は、引用された参照の正確さおよび適切性に異議を申し立てる権利を留保する。
当業者は、下記の図面が例示のためだけであることを了解しているであろう。これらの図面は、本教示の範囲をいかなる方法で制限することも意図しない。
Claims (49)
- 下式の化合物。
L1−D−L2
(式中、
Dは2価の環状基であり、
L1およびL2はそれぞれ独立して、約3から約20個の非水素原子、脂肪族アミノ基、および窒素部分を有する有機アミンを備える連結基である) - 前記2価の環状基が2本鎖の核酸に挿入可能な部分を備える、請求項1に記載の化合物。
- 前記部分が1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物を備える、請求項2に記載の化合物。
- 前記窒素部分が金属から窒素への配位結合を備える、請求項1に記載の化合物。
- 前記有機アミンが3−アミノプロピルイミダゾールである、請求項1に記載の化合物。
- 下式の遷移金属化合物
Mは、窒素への配位結合を形成することができる金属元素であり、
RおよびR’は、それらの窒素原子でMに配位した窒素含有有機部分であり、ここで、RおよびR’は、2,2’−ビピリジル;C1〜C4アルキル、フェニル、および1つまたは複数のC1〜C4アルキル基で置換されたフェニルからなる群から選択される1つまたは複数の置換基で置換された2,2’−ビピリジル;1,10−フェナントロリニル;ならびにC1〜C4アルキル、フェニル、および1つまたは複数のC1〜C4アルキル基で置換されたフェニルからなる群から選択される1つまたは複数の置換基で置換された1,10−フェナントロリニルからなる群から独立して選択され、
Zはハロゲン原子であり、
mは、+1、+2、+3、+4、+5、または+6であり、
Xは、mとバランスを保つアニオンまたは複数のアニオンの組合せである)
に結合した下式のコア化合物を備える電気触媒性インターカレーター。
L1−D−L2
(式中、
Dは2価の環状基であり、
L1およびL2はそれぞれ独立して、約3から約20個の非水素原子、脂肪族アミノ基、および窒素部分を有する有機アミンを備える連結基である) - 前記コア化合物が、金属から窒素への配位結合を有する遷移金属化合物に結合している、請求項7に記載の電気触媒性インターカレーター。
- Mが、ルテニウム、オスミウム、亜鉛、鉄、ロジウム、レニウム、白金、スカンジウム、チタン、バナジウム、カドミウム、マグネシウム、銅、コバルト、パラジウム、クロム、マンガン、ニッケル、モリブデン、タングステン、およびイリジウム、またはその混合物からなる群から選択される、請求項8に記載の電気触媒性インターカレーター。
- Mがルテニウムである、請求項8に記載の電気触媒性インターカレーター。
- 前記有機アミンが3−アミノプロピルイミダゾールを備える、請求項7に記載の電気触媒性インターカレーター。
- Zが塩素または臭素である、請求項8に記載の電気触媒性インターカレーター。
- 前記2価の環状基が2本鎖の核酸に挿入可能な部分を備える、請求項8に記載の電気触媒性インターカレーター。
- 前記部分が1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物を備える、請求項13に記載の電気触媒性インターカレーター。
- RおよびR’が、2,2’−ビピリジル、4,4’−メチル−2,2’−ビピリジル、4,4’−エチル−2,2’−ビピリジル、4,4’−フェニル−2,2’−ビピリジル、5,5’−メチル−2,2’−ビピリジル、5,5’−エチル−2,2’−ビピリジル、および5,5’−フェニル−2,2’−ビピリジルからなる群から独立して選択される、請求項8に記載の電気触媒性インターカレーター。
- Mが、ルテニウム、オスミウム、亜鉛、鉄、ロジウム、レニウム、白金、スカンジウム、チタン、バナジウム、カドミウム、マグネシウム、銅、コバルト、パラジウム、クロム、マンガン、ニッケル、モリブデン、タングステン、およびイリジウム、またはその混合物からなる群から選択される、請求項15に記載の電気触媒性インターカレーター。
- Mがルテニウムである、請求項16に記載の電気触媒性インターカレーター。
- 前記有機アミンが3−アミノプロピルイミダゾールを備える、請求項15に記載の電気触媒性インターカレーター。
- Zが塩素または臭素である、請求項15に記載の電気触媒性インターカレーター。
- 前記2価の環状基が2本鎖の核酸に挿入可能な部分を備える、請求項15に記載の電気触媒性インターカレーター。
- 前記部分が1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物を備える、請求項20に記載の電気触媒性インターカレーター。
- Iが1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物であり、前記有機アミンが3−アミノプロピルイミダゾールであり、RおよびR’の少なくとも一方が2,2’−ビピリジルであり、Mがルテニウムであり、Zが塩素である、請求項7に記載の電気触媒性インターカレーター。
- 下式のコア化合物に、
L1−D−L2
(式中、
Dは2価の環状基であり、
L1およびL2はそれぞれ独立して、約3から約20個の非水素原子、脂肪族アミノ基、および窒素部分を有する有機アミンを備える連結基である)
下式
Mは、窒素への配位結合を形成することができる金属元素であり、
RおよびR’は、それらの窒素原子でMに配位した窒素含有有機部分であり、ここで、RおよびR’は、2,2’−ビピリジル;C1〜C4アルキル、フェニル、および1つまたは複数のC1〜C4アルキル基で置換されたフェニルからなる群から選択される1つまたは複数の置換基で置換された2,2’−ビピリジル;1,10−フェナントロリニル;ならびにC1〜C4アルキル、フェニル、および1つまたは複数のC1〜C4アルキル基で置換されたフェニルからなる群から選択される1つまたは複数の置換基で置換された1,10−フェナントロリニルからなる群から独立して選択され、
Zはハロゲン原子であり、
mは、+1、+2、+3、+4、+5、または+6であり、
Xは、mとバランスを保つアニオンまたは複数のアニオンの組合せである)
の遷移金属化合物を接触させることにより、該コア化合物と該遷移金属化合物との間に金属から窒素への配位結合を形成させる工程を備える、電気触媒性インターカレーターの調製方法。 - Mが、ルテニウム、オスミウム、亜鉛、鉄、ロジウム、レニウム、白金、スカンジウム、チタン、バナジウム、カドミウム、マグネシウム、銅、コバルト、パラジウム、クロム、マンガン、ニッケル、モリブデン、タングステン、およびイリジウム、またはその混合物からなる群から選択される、請求項24に記載の方法。
- Mがルテニウムである、請求項25に記載の方法。
- 前記有機アミンが3−アミノプロピルイミダゾールを備える、請求項24に記載の方法。
- Zが塩素または臭素である、請求項24に記載の方法。
- 前記2価の環状基が2本鎖の核酸に挿入可能な部分を備える、請求項24に記載の方法。
- 前記部分が1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物を備える、請求項29に記載の方法。
- RおよびR’が、2,2’−ビピリジル、4,4’−メチル−2,2’−ビピリジル、4,4’−エチル−2,2’−ビピリジル、4,4’−フェニル−2,2’−ビピリジル、5,5’−メチル−2,2’−ビピリジル、5,5’−エチル−2,2’−ビピリジル、および5,5’−フェニル−2,2’−ビピリジルからなる群から独立して選択される、請求項24に記載の方法。
- Mが、ルテニウム、オスミウム、亜鉛、鉄、ロジウム、レニウム、白金、スカンジウム、チタン、バナジウム、カドミウム、マグネシウム、銅、コバルト、パラジウム、クロム、マンガン、ニッケル、モリブデン、タングステン、およびイリジウム、またはその混合物からなる群から選択される、請求項31に記載の方法。
- Mがルテニウムである、請求項32に記載の方法。
- 前記有機アミンが3−アミノプロピルイミダゾールを備える、請求項31に記載の方法。
- Zが塩素または臭素である、請求項31に記載の方法。
- 前記2価の環状基が2本鎖の核酸に挿入可能な部分を備える、請求項31に記載の方法。
- 前記部分が1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物を備える、請求項36に記載の方法。
- Iが1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物であり、前記有機アミンが3−アミノプロピルイミダゾールであり、RおよびR’の少なくとも一方が2,2−ビピリジルであり、Mがルテニウムであり、Zが塩素である、請求項24に記載の方法。
- 水性媒質中で、下式の遷移金属化合物
Mは、窒素への配位結合を形成することができる金属元素であり、
RおよびR’は、それらの窒素原子でMに配位した窒素含有有機部分であり、ここで、RおよびR’は、2,2’−ビピリジル;C1〜C4アルキル、フェニル、および1つまたは複数のC1〜C4アルキル基で置換されたフェニルからなる群から選択される1つまたは複数の置換基で置換された2,2’−ビピリジル;1,10−フェナントロリニル;ならびにC1〜C4アルキル、フェニル、および1つまたは複数のC1〜C4アルキル基で置換されたフェニルからなる群から選択される1つまたは複数の置換基で置換された1,10−フェナントロリニルからなる群から独立して選択され、
Zはハロゲン原子であり、
mは+1、+2、+3、+4、+5、または+6であり、
Xは、mとバランスを保つアニオンまたはアニオンの組合せである)
に結合した下式のコア化合物を備える電気触媒性インターカレーター
L1−D−L2
(式中、
Dは2価の環状基であり、
L1およびL2はそれぞれ独立して、約3から約20個の非水素原子、脂肪族アミノ基、および窒素部分を有する有機アミンからなる連結基である)
に核酸を備える複合体を接触させることにより、該複合体に該電気触媒性インターカレーターを挿入する工程と、
該電気触媒性インターカレーターがヌクレオチドを酸化するときの電流を検出する工程とを備える、核酸の検出方法。 - 前記ヌクレオチドがグアニンである、請求項39に記載の方法。
- Mが、ルテニウム、オスミウム、亜鉛、鉄、ロジウム、レニウム、白金、スカンジウム、チタン、バナジウム、カドミウム、マグネシウム、銅、コバルト、パラジウム、クロム、マンガン、ニッケル、モリブデン、タングステン、およびイリジウム、またはその混合物からなる群から選択される、請求項39に記載の方法。
- Mがルテニウムである、請求項41に記載の方法。
- 前記有機アミンが3−アミノプロピルイミダゾールを備える、請求項39に記載の方法。
- Zが塩素または臭素である、請求項39に記載の方法。
- 前記2価の環状基が2本鎖の核酸に挿入可能な部分を備える、請求項39に記載の方法。
- 前記部分が1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物を備える、請求項45に記載の方法。
- 電極にプローブを固定化する工程と、
前記核酸を溶液中で該電極と接触させる工程であって、該プローブおよび核酸が相互にハイブリダイズする工程とをさらに備える、請求項39に記載の方法。 - 認識対の第1メンバーを電極に固定化する工程と、
プローブを認識対の第2メンバーで標識する工程と、
標識された該プローブを溶液中で該電極と接触させて組み合わせる工程であって、該プローブおよび前記核酸がハイブリダイズして該電極の表面に結合した複合体を形成する工程とをさらに備える、請求項39に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10/933,023 US7462720B2 (en) | 2004-09-02 | 2004-09-02 | Determination of nucleic acid using electrocatalytic intercalators |
PCT/SG2005/000242 WO2006025796A1 (en) | 2004-09-02 | 2005-07-19 | Determination of nucleic acid using electrocatalytic intercalators |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008511624A true JP2008511624A (ja) | 2008-04-17 |
JP2008511624A5 JP2008511624A5 (ja) | 2008-07-17 |
Family
ID=35943736
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007529783A Withdrawn JP2008511624A (ja) | 2004-09-02 | 2005-07-19 | 電気触媒性インターカレーターを用いる核酸の決定 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7462720B2 (ja) |
EP (1) | EP1784405A4 (ja) |
JP (1) | JP2008511624A (ja) |
KR (1) | KR20070062987A (ja) |
CN (1) | CN101068813A (ja) |
CA (1) | CA2578391A1 (ja) |
TW (1) | TW200613725A (ja) |
WO (1) | WO2006025796A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7511142B2 (en) * | 2004-07-28 | 2009-03-31 | Agency For Science, Technology And Research | Mediator-modified redox biomolecules for use in electrochemical determination of analyte |
JP2008545136A (ja) * | 2005-07-05 | 2008-12-11 | エージェンシー フォー サイエンス, テクノロジー アンド リサーチ | 光電気化学的増幅を用いた核酸バイオセンサー |
CN101384733A (zh) | 2006-02-13 | 2009-03-11 | 奥尔加·奥尔纳茨基 | 通过元素分析实施的基因表达检测 |
US8283624B2 (en) | 2006-08-15 | 2012-10-09 | Dvs Sciences Inc. | Apparatus and method for elemental analysis of particles by mass spectrometry |
EP2079750A1 (en) * | 2006-11-10 | 2009-07-22 | Agency for Science, Technology and Research | Dna complexing agents |
CN105259236B (zh) * | 2015-11-22 | 2016-06-22 | 济南大学 | 一种基于原位生成硫化镉检测***光电化学传感器的制备方法 |
CN106045998B (zh) * | 2016-05-19 | 2018-01-30 | 南京工业大学 | 一种高稳定性的n型半导体材料萘二酰亚胺衍生物化合物、制备方法和应用 |
CN114703496B (zh) * | 2022-04-12 | 2023-07-11 | 中国科学院生态环境研究中心 | 空气电极及其制备方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0507824B1 (de) * | 1989-12-28 | 1994-10-19 | Hoechst Aktiengesellschaft | Biskationische säureamid- und -imidderivate und verfahren zu ihrer herstellung |
DE4040468A1 (de) * | 1989-12-28 | 1991-07-04 | Hoechst Ag | Biskationische saeureamid- und -imidderivate als ladungssteuermittel |
US6649350B2 (en) * | 1997-04-09 | 2003-11-18 | California Institute Of Technology | Electrochemical sensor using intercalative, redox-active moieties |
DE60033909T2 (de) * | 1999-12-08 | 2007-12-06 | Fujifilm Corp. | Interkalator mit Redox-Aktivität |
US6506567B2 (en) * | 2000-01-31 | 2003-01-14 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Water-soluble flourescent intercalator compound |
US20010053522A1 (en) * | 2000-04-28 | 2001-12-20 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | DNA chip and reactive electrode |
WO2002040479A1 (fr) * | 2000-11-14 | 2002-05-23 | Shionogi & Co., Ltd. | Agents de traitement des infections a helicobacter |
-
2004
- 2004-09-02 US US10/933,023 patent/US7462720B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2005
- 2005-07-19 WO PCT/SG2005/000242 patent/WO2006025796A1/en active Application Filing
- 2005-07-19 EP EP05766739A patent/EP1784405A4/en not_active Withdrawn
- 2005-07-19 JP JP2007529783A patent/JP2008511624A/ja not_active Withdrawn
- 2005-07-19 KR KR1020077007372A patent/KR20070062987A/ko not_active Application Discontinuation
- 2005-07-19 CA CA002578391A patent/CA2578391A1/en not_active Abandoned
- 2005-07-19 CN CNA2005800335682A patent/CN101068813A/zh active Pending
- 2005-08-23 TW TW094128672A patent/TW200613725A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101068813A (zh) | 2007-11-07 |
WO2006025796A1 (en) | 2006-03-09 |
WO2006025796A8 (en) | 2006-05-04 |
US7462720B2 (en) | 2008-12-09 |
EP1784405A1 (en) | 2007-05-16 |
EP1784405A4 (en) | 2009-09-02 |
CA2578391A1 (en) | 2006-03-09 |
US20060046254A1 (en) | 2006-03-02 |
TW200613725A (en) | 2006-05-01 |
KR20070062987A (ko) | 2007-06-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Cao et al. | A multiple aptasensor for ultrasensitive detection of miRNAs by using covalent-organic framework nanowire as platform and shell-encoded gold nanoparticles as signal labels | |
US7892816B2 (en) | Electrochemical detection of substrates | |
Welch et al. | Distribution of metal complexes bound to DNA determined by normal pulse voltammetry | |
JP2008511624A (ja) | 電気触媒性インターカレーターを用いる核酸の決定 | |
KR20070054643A (ko) | 분석 대상물의 전기화학적 측정에 사용하기 위한 매개체개질된 산화환원 생체분자 | |
JP2008502715A (ja) | 新規なdna縫い込み型インターカレータ | |
Li et al. | Recent development of interaction of transition metal complexes with DNA based on biosensor and its applications | |
García-Mendiola et al. | Influence of carbon nanodots on DNA-Thionine interaction. Application to breast cancer diagnosis | |
Lee et al. | DNA biosensor based on the electrochemiluminescence of Ru (bpy) 32+ with DNA-binding intercalators | |
EA003929B1 (ru) | Модифицированный олигомер нуклеиновой кислоты, способ его получения, модифицированная проводящая поверхность, способ ее получения и способ электрохимического определения событий гибридизации олигомеров нуклеиновой кислоты | |
Lu et al. | Development of a luminescent G-quadruplex-selective iridium (III) complex for the label-free detection of adenosine | |
Olmon et al. | Using metal complex reduced states to monitor the oxidation of DNA | |
Zha et al. | A high performance dual-mode biosensor based on Nd-MOF nanosheets functionalized with ionic liquid and gold nanoparticles for sensing of ctDNA | |
Ding et al. | Highly sensitive and selective DNA biosensor using a dumbbell-shaped bis-groove binder of bi-acetylferrocene ethylenediamine complex as electrochemical indicator | |
Taft et al. | Engineering DNA-electrode connectivities: manipulation of linker length and structure | |
Zhang et al. | Hybridization biosensor using diaquabis [N-(2-pyridinylmethyl) benzamide-κ2N, O]-cadmium (II) dinitrate as a new electroactive indicator for detection of human hepatitis B virus DNA | |
Li et al. | Electrochemical biosensor based on the interaction between copper (II) complex with 4, 5-diazafluorene-9-one and bromine ligands and deoxyribonucleic acid | |
US7576205B2 (en) | Detectable threading intercalator | |
JP2006337351A (ja) | 遺伝子の電気化学的検出方法 | |
Zhong et al. | Electrochemical biosensor for detection of BCR/ABL fusion gene based on isorhamnetin as hybridization indicator | |
Hu et al. | A signal-on electrochemical DNA biosensor based on potential-assisted Cu (I)-catalyzed azide-alkyne cycloaddition mediated labeling of hairpin-like oligonucleotide with electroactive probe | |
Kowalczyk et al. | New anthraquinone derivatives as electrochemical redox indicators for the visualization of the DNA hybridization process | |
Gao et al. | A DNA biosensor based on the electrocatalytic oxidation of amine by a threading intercalator | |
Liu et al. | Electrochemical DNA biosensor for the detection of interaction between di [azino-di (5, 6-azafluorene)-κ2-NN′] dichlormanganous and DNA | |
Caliskan et al. | Electrochemical investigation of interactions between potential DNA targeted compounds, 2, 4-di-and 2, 3, 4-trisubstituted benzimidazo [1, 2-a] pyrimidines and nucleic acid |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080523 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080523 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20110609 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20110609 |