JPH05507518A - 蛍光ジゴキシン試薬用のフタロシアナトポリエチレングリコールおよびフタロシアナトサッカリド - Google Patents

蛍光ジゴキシン試薬用のフタロシアナトポリエチレングリコールおよびフタロシアナトサッカリド

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 蛍光ジゴキノン試薬用のフタロシアナトポリエチレングリコールおよびフタロシ アナトサツカリド 発明の分野 本発明はイムノアッセイ用、さらにはイン・ビボの画像形成およびイン・ビボの 腫瘍治療用の蛍光プローブに用いるマーカー成分として有用な蛍光染料に関する 。
発明の背景 本発明中で引用する出版物および他の文献が参考によりここに一体化され、以下 の明細書中で何回力弓1用し、請求の範囲の直前の添付参考文献に各々集めであ る。
少量の物質の検出は検出可能に標識されたマーカー成分を用いることにより達成 することができる。蛍光染料はこのようなマーカー成分の標識として用いること かできる。だんだん減少する濃度の物質または環境を正確に測定するには、より 高い蛍光測定感度を有する蛍光染料が必要である。蛍光検定において、その測定 感度は、通常、蛍光標識から得られるシグナルをバックグラウンドシグナルで割 った比率により限定される。したがって、高感度の蛍光標識を得るには、得られ るバックグラウンドシグナルの大きさを最小限にし、蛍光標識からのシグナルを 最大限にすることが必要である。
蛍光検定は、しばしば、生物学的物質中に現存する物質を測定するのに用いられ る。血清または細胞抽出物のような生物学的物質は、蛍光を示す種々の成分を含 有し、蛍光標識からのシグナルの測定を干渉しつるかなりのバックグラウンドま たは環境蛍光を付与するかもしれない。
バックグラウンド蛍光からの干渉を減少させる1つの方法は、蛍光標識として、 試料中でバンクグラウンド蛍光を生じさせる物質よりもより大きな発光波長を有 する染料を用いることである。生物学的物質中、バックグラウンド蛍光を構成す る大部分の物質は、約300〜約650nmの範囲で発光する。例えば、ヒト血 清中、約725nmの波長で、バックグラウンド蛍光は通常用いられる装置の検 出レベル以下にある。バックグラウンド蛍光からの干渉を減少させる発光波長を 有する蛍光染料は、シアニン、ポルフィリンおよびアザポルフィリンを包含する 。
しかし、蛍光検定にて、このような標識の使用は、溶媒感受性の問題(ジメチル ホルムアミドとの比較において水性検定溶液中の蛍光強度の有意な減少)および 生物学的物質に対する非特異的結合により制限される。
感度に影響を与える他の特性は、蛍光標識の吸光係数の大きさおよび量子収量お よびその減衰時間を包含する。発蛍光団は特有の蛍光(または“自然”)寿命、 すなわち、いずれの不活性化因子もない状態で蛍光強度がその初期値の約37% (1/e)に減少する時間を有する。減衰時間は、現実の状況下で、37%(1 /e)のレベルまでの蛍光の減少が実際に観察される時間である。減衰時間は外 部因子により影響されるかもしれない、すなわち、長期の自然寿命を有する発蛍 光団が短期の観察減衰時間を有するかもしれない。短くなった減衰時間は、発蛍 光団の励起状態の不活性化を示し、結果的に量子収量(吸光量当たりに発光され る蛍光量)を減少させ、潜在的にそこにあるよりも少ないシグナルの観察をもた らす(発蛍光団は蛍光発光によるよりもむしろ熱としてエネルギーを喪失する) 。
長期減衰時間を有する発蛍光団の使用は、遷移状態検定のような技法において特 に重要であり、発光が約10〜約20ナノ秒の時間にわたって測定される発蛍光 団についての要望がある。したがって、このような時間にわたって不活性化を受 けない発蛍光団についての要望がある。
発蛍光団の場合、自然寿命および吸光係数がアンチパティツク的に変化すること が判明した。さらには、長期蛍光寿命を有する発蛍光団はより不活性化しやすそ うである。したがって、増加した減衰時間を有する、すなわち、その自然寿命に 等しい減衰時間を有する発蛍光団が、より高い量子収量を提供し、かくして、よ り高感度を提供する。
本発明は、検出可能な標識として有用なマーカー成分に関する。これらのマーカ ー成分は、診断試薬における検出可能な標識として用いることができ、特に、蛍 光イムノアyでイおよび他のイムノアクセイのような検定において有用である。
本発明によれば、2つの可溶化ポリオキシヒドロカルビル基にカップリングした 発蛍光団からなり、水溶液中、血清成分の存在下、血清がない場合と実質的に同 じ強度の平行および垂直な成分を有する遷移状態の蛍光発光により特徴付けられ る検出可能に標識されたマーカー成分が提供される。
本発明は、2つの可溶化ポリオキ/ヒドロカルビル基にカップリングした発光性 の実質的に平面の分子構造を含む発蛍光団基からなり、その1つが該平面分子構 造のいずれかの側面に位置する、検出可能に標識されたマーカー成分に関する。
一つの態様において、本発明は、中心原子に配位結合した実質的に平面の大環状 多座配位子からなる発蛍光団基と、2つの可溶化ポリオキシヒドロカルビル基と からなり、その1つが多座配位子の平面のいずれかの側面にて中心原子に連結し た検出可能に標識されたマーカー成分に関する。
一つの好ましい態様において、本発明は、大環状配位子のいずれかの側面にて中 心原子に配位結合する2つのアクンヤル配位子との配位結合能を有する中心原子 に配位結合した、実質的に平面の多座配位大環状配位子を含む発蛍光団基からな るマーカー成分に関する。
ベーター・アレニウス(Peter Arrhenius)の一般譲渡され、継 続中の米国特許出願“蛍光マーカー成分および蛍光プローブ、出願番号第071 524゜212号は、少な(とも1つの可溶化ポリオキシヒドロカルビル基に連 結した発蛍光団基からなり、溶媒感受性を減少させ、ヒト血清アルブミン(“H 5A”)への結合を減少させたマーカー成分を開示している。ヒト血清を有する 試料で用いた場合、驚くべきことに、開示されている該マーカー成分は、有利な 特性を示すが、あるものはH5Aではない血清成分に対して非特異的結合を示し た。加えて、あるマーカー成分は、低レベルの溶媒感受性を示し、それはいくら か消光および凝集の特性があることを意味する。これらのマーカー成分のいくつ かは、ケルおよびTLC上を移動せず、分子サイジング・ゲル濾過カラムのクロ マトグラフィーに付した場合、空隙容量(分子量40.000)で溶出した。
意外にも、2つの可溶化ポリオキシヒドロカルビル基を有し、その1つが多座配 位子の平面のいずれかの側面に位置する大環状多座配位子からなる本発明のマー カー成分が、血清成分に対する検出可能な非特異的結合を示さず、検出可能な溶 媒感受性を示さないことが見いだされた。さらに、これらのマーカー成分は、そ の自然(蛍光)寿命に等しい減衰時間の増加を示す。
本発明のマーカー成分は、特に、水溶液中の分析対象を検出するための検定で用 いる検出可能な標識として適当である。これらのマーカー成分は蛍光プローブに おける取り込み用の蛍光標識として有用である。これらのマーカー成分のいくつ かは、燐光標識として有用である。また、これらの成分はイン・ビポ画像形成で 用いる薬剤用の標識として、またイン・ビボ腫瘍治療で用いる薬剤用の標識とし ても有用である。
したがって、一般に、その波長が約200ないし約1000ナノメーターの範囲 内、好ましくは、約600ないし800ナノメーターの範囲内にある光での励起 にて蛍光を効果的に発する発蛍光団が好ましい。
適当な発蛍光団は、バックグラウンド蛍光を最小にするために(試料中に存在す る蛋白質のような)他の溶液成分の励起および発光最大値から区別できる波長に て吸光しおよび/または発光するものを包含する。
これらのマーカー成分は、生物学的流体の試料を用いる検定において特に有用で あるため、その使用には、他の試料成分の雰囲気蛍光からの干渉を減少させる少 なくとも約500ナノメーターの励起および/または発光波長を有する発蛍光団 が好ましい。血清のようない(つかの試料は、500 nm未満の励起波長を用 いる場合、フラビン、フラボ蛋白質、NADHなどからのかなりの干渉バックグ ラウンド蛍光を示す。
蛍光偏光イムノアッセイのようなある種の適用では、好ましい発蛍光団はまた、 高度の蛍光偏光、好ましくは、観察される偏光についての理論的最大値の約10 %以上を示す。蛍光遷移状態検定のようなある種の適用では、好ましい発蛍光団 はまた、約1ナノ秒ないし約50ナノ秒の範囲、好ましくは、約5ないし約20 ナノ秒の範囲の測定蛍光減衰時間によって特徴付けられる。燐光標識のような他 の適用では、さらに長い減衰時間を有する発蛍光団を用いてもよい。
かくして、効果的に蛍光を生じる発蛍光団、すなわち、適当な波長での高吸光性 および高蛍光量子収量によって特徴付けられる発蛍光団が好ましい。ある種の適 用では、好ましい発蛍光団は、少なくとも2ナノ秒のオーダーの測定蛍光減衰時 間を有し、高度の蛍光偏光を示す。
好ましい可溶化ポリオキシヒドロカルビル基は、ゲルコール、シュークロース、 マリトトリオースなどの水溶性炭水化物ニゲルコン酸およびマンニトールおよび オリゴサツカリドのような水溶性炭水化物誘導体:およびポリビニルピロリドン 、ポリ(ビニルアルコール)、ポリ(エチレンイミン)、ポリアクリル酸、ポリ アクリルアミドのような水溶性ポリマー、プルロニック(P 1uronic)  (プロピレンオキシドコポリマー、BASFより入手可能)およびテトロニッ ク(Tetronic)(BASF)ポリオール界面活性剤のようなエチレンオ キシドコポリマー;および水溶性ポリオキシアルキレンポリマー、特に、ポリ( エチレングリコール)(“PEG”)およびポリ(エチレングリコール)メチル エーテル、ポリ(エチレングリコール)ケイ素由来エーテル等のようなポリ(エ チレングリコール)誘導体を含むポリエーテルを包含する。
1つの態様において、本発明は、2つアクシャル配位子との配位結合能を有する 中心原子に配位結合した実質的に平面状の多座配位大環状配位子からなる発蛍光 団基と、アクンヤル配位子として中心原子に付着する2つのポリオキシヒドロカ ルビル基とからなるマーカー成分に関する。蛍光イムノアッセイにおけるマーカ ー成分として用いる場合、適当な中心原子は2つアクシャル配位子と配位結合し うるちのであり、三重項状態に変移することにより広大な蛍光消光を引き起こす に十分高い原子番号のものではない。中心原子として好ましい因子は、ケイ素、 ゲルマニウム、リンおよび錫を包含し、ケイ素およびゲルマニウムが特に好まし い。
これらのマーカー成分は、分析対象、抗原、抗体または池の分子を標識するため の標識として用いてもよい。これらのマーカー成分は、所望により、マーカー成 分を分析対象、抗原、抗体または他の分子に連結させるリンカ−アームを含むよ うに官能化してもよい。この目的に適した種々のリンカ−アームが記載されてい る(文献1)。常法に従って、マーカー成分を分析対象、抗原、抗体または他の 分子に連結する。
蛮勇 本明細書中に用いる以下の用語は、特に断らない限り、以下の意味を有する:「 分析対象」なる語は、化合物または検定で測定すべき化合物をいい、レセプター が天然に存在し、または調製できる、七ノーまたはポリエピトープ、抗原または ハブテンであるいずれの化合物でもよ(、少な(とも1つの通常のエピトープ基 またはレセプターを占める単一または複数の化合物でもよい。
「アクシャル配位子」なる語は、大環状配位子と中心原子を一緒にして、配位錯 体を形成する置換基をいう。該アクシャル配位子は、大環状配位子によって示さ れる面に対して垂直にある。
「蛍光プローブ」なる語は、関心のある物質の存在を測定しおよび/または定量 するための蛍光イムノアッセイのような検定で用いる分析対象、抗原、ハプテン 、抗体または他の分子に結合し、または直接またはリンカ−アームを介してそれ に配位する発蛍光団基からなるマーカー成分をいう。
「溶媒感受性」なる語は、用いる溶媒系に応じた分子の蛍光挙動の変化をいい、 最も顕著には(DMFのような)有機溶媒と比較した水溶液における蛍光挙動の 差異をいう。DMFのような有機溶媒中で高蛍光強度を示す多くの発蛍光団は、 水溶液中にて実質的に減少した蛍光強度を示す。
蛍光強度は試料濃度および励起放射の強度に関係する。特定の染料の蛍光強度は 、その特徴的な光吸収率(吸光係数)および蛍光量子効率、ならびに環境因子に 関係付けることができる。
「特異的結合対」なる語は、2つの異なる分子(または組成物)をいい、該分子 のうちの1つは表面上または窪み中に、他の分子または他の分子を含めた分子複 合体の特定の空間的および極性的組織を特異的に認識し、それに結合する領域を 有する。
「結合パートナ−」なる語は、特定の分子または分子複合体を特異的に認識でき 、または特定の分子または分子複合体によって認識される分子または分子複合体 をいう。
「結合」なる語は、結合相互作用が分子とその特定の結合パートナ−の間に形成 されている状態をいう。
「ンンハティヅク」なる語は、一方が増加すると、他方も増加するが、それらは 相互に比例する割合で増加しないような関係にある2つの変数をいう。
「アンチパティツク」なる語は、一方が増加すると、他方は減少するが、それら は相互に反比例にある割合で変化しないような関係にある2つの変化をいう。
「減衰時間」なる語は、励起分子の濃度が、その初期濃度からその1/eの値ま で減少するのに経過する時間である。
図面の簡単な記載 図IA、IBおよびICは、実施例3に従って製造したマーカー成分についての 遷移状態の蛍光発光を示す。
図2Aおよび2Bは、実施例5に従って製造したマーカー成分についての遷移状 態の蛍光発光を示す。
図3Aおよび3Bは、実施例5に従って製造したマーカー成分の可視光線および 近赤外線吸光度を示す。
図4Aおよび4Bは、ジヒドロキシケイ素フタロシアニンとPEGの間の反応の 第1段階(「アーリ・ブル一段階」)の生成物の遷移状態の蛍光発光を示す。
図5Aおよび5Bは、ジヒドロキシケイ素フタロンアニンとPEGの間の反応の 後の段階(「ブルー・グリーン生成」)の生成物の状態を示す。
図6A、6Bおよび6Cは、実施例10に従って製造したスルホン化ケイ素フタ ロシアニンの遷移状態の蛍光発光を示す。
図7Aおよび7Bは、実施例10に従って製造したスルホン化ケイ素フタロシア ニンの可視光線および近赤外線吸光度を示す。
図8は、大環状環について常法に従って番号付けしたテトラベンシトリアザポル フィリン基を示す。
適当な発蛍光団基は、発光性の実質的に平面の分子構造からなる。発蛍光団基は 、その発光性の実質的に平面の分子構造が、2つのアクシャル配位子と配位結合 でき、その1つが大環状配位子のいずれかの側面にある(すなわち、トランス配 向を有する)中心原子に配位結合する実質的に平面の大環状多座配位子からなる ことが好ましい。
好ましい中心原子は、いずれかの側面上、トランスまたはアクシャル配向で、平 面状大環状配位子に垂直に、2個の配位子を含有する八面体配位錯体を形成しつ る。ある種の用途に蛍光マーカー成分として用いる場合、該中心原子は、蛍光が 三重項状態への変移により大きく喪失されるような高すぎる原子番号(約30ま たはそれ以下)とすべきでない。イン・ビポの腫瘍治療のような使用の場合、ま たは分離型検定または燐光標識では、より高い原子量の原子を用いてもよい。
好ましい多座配位子は、π−電子で理系と結合する含窒素天理を包含する。これ らの大通は、所望により置換されていてもよく、架橋炭素または窒素上での置換 を包含する。適当な大通は、ポルフィリン、アザポルフィリン、コリン、サラフ ィリン、ポルフィセン誘導体等のπ−電子環系に結合する大通を包含する。それ らが前記の特性の多くを組み込んでいる事実を考慮すると、特に好ましい一連の 大通は、ポルフィリン誘導体およびアザポルフィリン誘導体(少なくとも、1個 の架橋炭素が窒素原子によって置き換えられているポルフィリン誘導体)からな る。アザポルフィリン誘導体は、モノ−、ジーおよびトリアザポルフィリンおよ びボルフィラノンを包含する。これらの天理は、所望により、縮合芳香族環を有 していてもよい。これらのアザポルフィリン誘導体は、フタロシアニン、ベンシ トリアザポルフィリンおよびナフタロシアニンおよびそれらの誘導体を包含する 。これらの化合物の多くの製造法および蛍光特性は知られており、商業上入手可 能である(文献2.3.4.5)。
蛍光偏光検定のようなある種の適用では、高度の偏光を示すアザポルフィリン誘 導体、すなわち、強く偏光を発するものが好ましい。これらの適用では、低度の 対称性を有する、好ましくは、D4hよりも低い対称性を有する天理が好ましい 。
1つの好ましい基は、少なくとも1個の縮合芳香族環を有する天理を包含する。
か(して、好ましい天理は、対称性の減少をもたらす位置に縮合芳香族環を有す るアザポルフィリン誘導体を包含する。好ましい一連のアザポルフィリン誘導体 は、D4h対称性よりも低い対称性を有する、モノアザポルフィリン、ジアザポ ルフィリンおよびトリアザポルフィリンを包含する。
B 好ましい可溶化ポリオキシヒドロカルビル基好ましい可溶化ポリオキシヒド ロカルビル基は、グルコース、シュークロース、マルトトリオースなどの水溶性 炭水化物ニゲルコン酸およびマンニトールおよびオリゴサツカリドのような水溶 性炭水化物誘導体:ボリンンのようなポリペプチドおよび天然の蛋白質:ポリビ ニルピロリドン、ポリ(ビニルアルコール)、ポリ(エチレンイミン)、ポリア クリル酸、ポリアクリルアミドのような水溶性ポリマー、プルロニックf″(ポ リエーテル)およびテトロニック”(BASF)ポリオール界面活性剤のような エチレンオキシドコポリマー、特に、ポリ(エチレングリコール)を含めた池の ポリオキシアルキレンのようなポリエーテル、または他の水溶性混合オキシアル キレンポリマーなどを包含する。
特に好ましい一連の可溶化ポリオキシヒドロカルビル基は、ポリ(エチレングリ コール)(PEG)およびポリ(エチレングリコール)モノメチルエーテルのよ うなポリ(エチレングリコール)誘導体を包含する。池の適当なPEG誘導体は 、PEG〜由来エーテル(実施例9参@)を包含する。これらのポリマーの多( は、種々の分子量にて商業上入手可能である。他は、有利には、アミノ−PEG をハロアルキルシリルまたはシラン基にカップリングすることによるような、商 業上入手可能な物質から製造される。発蛍光団基に連結させると、これらのポリ オキシヒドロカルビル基は、測定蛍光減衰時間の改善、蛍光強度の改善と共に、 水溶液中の溶解度の特に有利な性質を与える。さらには、得られたマーカー成分 は水溶性であり、非特異結合の減少、特に、分子の水への溶解度を増大させるた めにスルホネートのような基で官能化したある種の発蛍光団、特に、ポルフィリ ンまたはフタロシアニン染料で、従前に問題となっていた血清アルブミンへの結 合を減少を示す。発蛍光団またはマーカー成分の非特異結合は、結果としてイム ノアッセイに正確性を付与する。PEGに連結した発蛍光団からなるこれらのマ ーカー成分もまた、消光の減少と共に、水溶液中の蛍光強度の改善を示す。
適当なPEGは、約200ないし約20,000またはそれ以上の分子量で変化 してもよい。特定の分子量の選択は、選択する特定の発蛍光団およびその分子量 および疎水性の程度、ならびに発蛍光団−PEG複合体を用いるべき特定の適用 に依存する。
C4好ましいマーカー成分の吸光および偏光挙動溶媒感受性およびHSAおよび 血清成分への非特異結合の欠如を、吸光スペクトルおよび遷移状態の蛍光発光に より証明した。
2つのPEG基にカンプリングした中心原子(例えば、ケイ素)を含有するこれ らのマーカー成分は、遷移状態の蛍光を測定することにより感受的に特徴付ける ことができる。このような測定において、励起パルスの偏光の方向に平行にまた は垂直に偏光させた2つの成分の強度を、マーカー成分の減衰時間の約3倍に等 しい時間にわたってモニター観察する。このような曲線は、吸光係数、量子収量 、減衰時間および偏光状態を反映し、マーカー成分の化学的および物理的条件に 対する感受的指示を供給する。
例えば、励起状態が不活性化され、または三重項状態に変わった場合、強度はす べて低下し、減衰時間は短くなる。分子の回転ブラウン運動が粘度の増加により 、または大分子に結合することにより変化すると、垂直成分に対する平行成分の 強度の割合は増加する。
本発明によれば、いくらかのマーカー成分は、約5%以内の実験エラーで、SA P (食塩水アジドホスファート、水性中性緩衝液)中と同一のDMF (有機 溶媒)中の強度、減衰時間を示す。これらの特性は、ある程度は、他のマーカー 成分調製物により分けられる。本発明のマーカー成分の特有かつ重要な特性は、 血清中の成分に対して非感受性(および該成分への結合の欠如)であり、それは 蛍光性の偏光成分の強度、減衰時間または相対的大きさに対して、血清のいずれ の測定効果もないことにより証明される。この特性は、生物学的物質を用いる検 定のような用途に有用であるマーカー成分にとっては重要である。
図3Aおよび3Bは、ヒドロキシケイ素フタロシアニンと平均分子量350のP EGモノメチルエーテルの生成物(実施例5参照)についての可視および近赤外 線領域の吸光スペクトルを示す。これらの図は、吸光最大値の位置および高さが 、有機溶媒であるDMF (図3A)と、水性緩衝溶液であるSAP (食塩水 アジドホスファート)(図3B)中でほとんど同じであることを示す。対照的に 、可溶化ポリオキシヒドロカルビルアクンヤル配位子で置換されていないケイ素 フタロンアニンはこれらの溶媒のいずれにもほとんど溶解せず、DMF中でほん のわずかな低吸光レベルを示し、SAP中で実質的に全く示さなかった。図2A および2Bは、図3Aおよび3Bで用いたと同じPEG−置換ケイ素フタロシア ニンについての遷移状態の蛍光発光を示す。これらの図は、発光が、ヒト血清( 100μl)をS A P中の試料(全容量3.1.ml)に添加することによ って、実質的に影響されなかったことを示す。PEG配位子でなく、スルホナー トでのフタロンアニン天理の誘導によって可溶化されたケイ素フタロンアニンは 、血清を加えた場合に、蛍光強度および偏光の両方にて変化を示す。これらの変 化はヒドロキシ基をPEGアクンヤル配位子で置き換えることによって排除され る。
図IA、IBおよびICは、フタロシアニン大環がスルホン化されているPEG −置換ケイ素フタロンアニンについての遷移状態の蛍光発光を示す。このPEG −ケイ素フタロンアニン誘導体は、緩衝液単独(SAP−図IA)ではそうでは ないが、HSA (5%H5A100μI−図IB)、およびH5A+血清(5 %HS A、 100μmと血清100μl−図IC)の存在下で同じ遷移状態 発光を示した。これらの図は、天理のスルホン化が、マーカー成分のHSAまた は血清成分への非特異的結合を妨げるアクシャルポリオキシヒドロカルビル可溶 化基の能力に影響を与えなかったことを証明している。
図6A、6Bおよび6Cは、実施例10に従って製造し、中心ケイ素原子に連結 したいずれの可溶化ポリオキシヒドロカルビル基も有しない、スルホン化ケイ素 フタロシアニンについての遷移状態の蛍光発光を示す。図6Aは、DMF中のス ルホン化フタロシアニンの遷移状態の蛍光を示し、励起フラッシュの偏光につい て平行または垂直のいずれかに偏光させた2つの成分を示す。図6Bは、SAP 中の図6Aと同じ物質の同一濃度での遷移状態の蛍光を示す。図6Aと6Bの比 較は、該物質が溶媒感受性であり、その蛍光がSAP中で消光した約40%であ ることを示す。図60は、ヒト血清100μlが加えられた6Bの溶液の試料3 mlの遷移状態蛍光を示す。図6Bと6Cの比較は、血清の溶液への添加が蛍光 の増加を引き起こし、平行および垂直成分が実質的に等しい強度でないようなこ の染料の発光の偏光を誘発したことを示す。このことは、スルホン化ケイ素フタ ロシアニンの血清成分への実質的な結合を示す。さらに、血清の添加後の強度の 変化は血清成分に対する結合を示唆している。
図7Aおよび7Bは、実施例10に従って製造したスルホン化ケイ素フタロシア ニンの可視および近赤外線吸光度を示す。図7Aは、DMF中のスルホン化ケイ 素フタロンアニンの吸光スペクトルを示す。最大値の波長および吸光度は、各々 、673nm (0,634)603nm (0,107)である。図7Bは、 図7Aと同じ濃度での、SAP中のスルホン化ケイ素フタロンアニンの吸光スペ クトルを示す。最大値の波長および吸光度は、各々、678nm (0,509 )および606nm (0,092)である。
IT、好ましいマーカー成分の製造 本発明の好ましいマーカー成分の−の製造方法によれば、アクンヤル配位子とし てのヒドロキシまたはハライド基を有する適当な発蛍光団を、反応形の可溶化ポ リオキシヒドロカルビル基と、一般反応式:%式% [式中、Mc+は六環配位子、CAは中心原子、Xは置き換えられる配位子およ びSMは可溶化基を意味する] に従う配位子変換反応にて反応させる。この反応はニートでまたは、所望により 、溶媒中で実施してもよい。適当な溶媒は、キノリン、THFSDMF、イミダ ゾールなどを包含する。適当な反応温度、大環状の出発物質および可溶化基の性 質に依存して変化する。該反応は、一般に、約2分ないし約24時間にて完了す る。
該反応混合物は、有利には、還流下、または砂浴のような手段により加熱するこ とができる。都合のよくは、該反応を常圧にて実施してもよい。
この反応は、アクシャル配位子として配位する1のポリオキシヒドロカルビル基 と、同時に2工程にて起こると考えられる。
図4.A、4B、5Aおよび5Cは、ポリオキシヒドロカルビル基と六環配位子 に配位した中心原子との反応が、段階的に進行することを明らかにしている。こ れらの図はPEGとジヒドロキシケイ素フタロノアニン(PcSi(OH)2) の反応の生成物を示している。図4Aおよび4Bは、最初の段階(「初期ブル一 段階」)で、発蛍光団基(SiPc)は、DMFおよびSAP (水性食塩水ア ジドホスファート緩衝液)の両方に溶解性とするが、著しく溶媒に対して感受的 であり、約85%が消光した(縦軸のスケールの違いに留意)ことを証明する。
図5Aおよび5Bは、該反応の後の段階(「ブルー・グリーン生成」)の生成物 が、対照的に、全体として、溶媒に対して非感受的であり、各溶媒中にて同一の 発光強度および減衰時間を示したことを証明する。
II! 利用性 本発明のマーカー成分は、蛍光イムノアッセイにおける、さらにはイン・ビボ画 像形成およびイン・ビポ腫瘍治療における蛍光プローブ用の蛍光標識として有用 である。
これらのマーカー成分は、有利には、蛍光偏光イムノアッセイを含めた通常の蛍 光イムノアッセイにおける蛍光標識として用いることができる。そのように使用 する場合、これらのマーカー成分は特異的結合対の1のメンバー(「標識化結合 パートナ−」)またはかかるメンバーのアナログに連結しうる。該マーカー成分 はそれに直接付着または結合し、またはリンカ−アームを介して付着または結合 しつる。
これらの標識化結合パートナ−は、分析対象または分析対象結合パートナ−につ いての競合が関与する検定のような、種々の様式を有する検定にて有用であり、 ホモジーナスまたはへテロジ−ナス検定にて用いることができる。
水溶液中の凝集からの有利な解放ならびに血清成分および他の生物学的マクロ分 子への非特異的結合の欠如と組み合わせた(検出可能な凝集を示さない)溶媒感 受性の欠如を考慮すると、これらのマーカーは、特に、血清のような生物学的流 体を含有する試料中の分析対象を検出する検定に用いるのに適している。かくし て、これらのマーカー成分は、血清成分による非特異的結合が、その正確性およ び精密性の両方に影響する検定の感度を厳格に解決する、溶液中の分析対象を検 出する蛍光プローブ用の標識として用いることができる。
別法として、これらのマーカー成分は、イン・ビポの画像形成についての薬剤と して用いることもできる。画像形成剤として用いる場合、これらのマーカー成分 を特異的結合対の1のメンバーに結合させて標識化結合パートナ−を得る。該標 識化結合パートナ−を動物に導入する。特異的結合対の他のメンノく−が存在す ると、該標識化結合パートナ−はそれに結合し、マーカー成分によって生じるシ グナルを測定し、その位置を同定することができる。
また、これらのマーカー成分を、イン・ビポの腫瘍治療に用いることができる。
例えば、光力学治療は、光増感剤としてのマーカー成分の使用を包含する。該マ ーカー成分(蛍光標識)は、腫瘍細胞の成分を特異的に認識し、それに結合しう る結合パートナ−に結合する。光による励起後における結合したマーカー成分複 合体からの局在蛍光発光は、腫瘍細胞に対して選択的な障害および/または破壊 を引き起こす。
本発明を理解するのを助力するに、一連の実験の結果を記載する以下の実施例を 挙げる。本発明に関する以下の実施例は、もちろん、本発明を制限するものと解 釈されるべきでなく、当業者の範囲内にあるであろう、公知でないあるいは後で 展開される本発明のかかる変形は、本明細書中て記載し、後に特許請求するよう に、本発明の範囲内にあるものと考えられる。
ジヒドロキシ−ケイ素フタロシアニン(Pc−5i(OH)z)の製造ジクロロ ケイ素フタロシアニン(259mg)(アルド1ハツチ・ケミカル・コーポレイ ション(Aldrich Chemical Co、) # 28. 776− 8)を、濃水酸化アンモニウムlQmlとピリジン10m1の混合物中、撹拌し ながら約14時間還流した。ラバーバルーンで還流コンデンサーの頂部をシール し、アンモニア気体の漏れを最小限とした。
反応混合物を冷却し、水で40m1に希釈して遠心分離に付した。沈殿物を水4 0m1中に再懸濁させることにより洗浄し、再度遠心分離に付した。第3の洗浄 水中の染料を沈殿させるために、少量のギ酸アンモニウムを加えて凝集を促進さ せた。洗浄した湿性残渣を真空下にて乾燥させた。
実施例2 ジヒドロキシケイ素フタロシアニンのスルホン化2回の異なる割合で合計800 μmのクロロスルホン酸をジヒドロキシケイ素フタロンアニン23mgに加えた 。温度を110−115℃に維持しながら、この混合物を一定にて3時間撹拌し た。この時点で反応混合物を冷却し、少しずつ注意して水中に加えた。得られた 染料溶液を塩化ナトリウム固体で飽和させ、塩析した染料を遠心分離により取り 出した。得られた沈殿物を真空下にて乾燥させ、スルホン化PcPc−3i(O Hh16を得た。
実施例3 スルホン化Pc Si(OH)z2mgおよびポリエチレングリコール(平均分 子量300)300μlの混合物を、約185−200℃の温度で30分間保持 した。加熱により、この反応混合物は速やかに暗緑色となり、その30分後に冷 却し、分光および溶液特性の決定用に直接用いた。
適当なレベルの蛍光強度を付与する少量の反応混合物(約1滴)をDMF中に希 釈し、この溶液5μIを蛍光キュベツト中のSAP2mlに加えた。遷移状態の 蛍光を、無発光フィルターを用い694nmの励起波長で測定した。SAPの初 期トレースの後、5%H8A100μlを加え、蛍光を再度測定した。これに、 つづいてヒト血清100μmを加え、最終の蛍光測定を行った。図IA(SAP )、IB (SAP+H3A)およびIC(SAP+ISA十血清)は、蛍光強 度、減衰時間または偏光における有意な差異が、得られた曲線で観察されなかっ たことを証明する。この結果は得られたスルホン化Pc−PEG化合物が血清成 分に対して検出可能な結合を示さないことを意味する。
少量(<1mg)のPc5i(OH)zを、12X75mmの試験管中、約30 0μlのPE0300 (アルドリッチ#20237−1)と混合した。この混 合物を手で振盪させて濁った青色懸濁液を得、ついで185℃の砂浴中に1分間 置き、ついで取り出して冷却した。該懸濁液はいくらか透明であり、なお青色で あった。
初期の試料を取り出した(アーク・ブル一段階)。ついで、加熱をさらに10分 間、183−185℃にて続け、その時点で該混合物はほとんど透明であって、 青−緑色を有した(ブルー・グリーン生成)。2つの段階の試料(各々10μl ずつ)を、各々、DMFlmlで希釈し、ついでこれらの溶液60μIを蛍光測 定用の3m1部のDMFまたはSAPのいずれかに加えた。結果を図4Aおよび 4B(アーク・ブル一段階)および5Aおよび5B(ブルー・グリーン生成)に 示す。アーク・ブル一段階では、SAP中の蛍光シグナルはDMF中の蛍光シグ ナルのわずか1/6にすぎないが、ブルー・グリーン生成では、この2種の溶媒 における遷移蛍光の全時間は実質的に同一であった。
これらの結果は、アーク・ブル一段階にて、ケイ素フタロシアニン分子の中心の Si基が1個のPE0分子とのみ結合し、その平面状染料分子は1個面にて保護 されていない状態のままであるが、ブルー・グリーン段階にて、Si基は2個の PE0分子と結合し、したがって染料構造は溶媒効果から十分に保護されるとす る考えと協調している。このような構造は、適宜、PcS i(P E G)! で表わし12X75mmの試験管中、Pc5i(OH)zo、8mgを、撹拌ミ キサーでPEG−Me、 350 (アルドリッチ#202O247−9)1お よびキノリン(アルドリッチ#241.157−1)100μlと混合した。こ の混合物を、180℃の砂洛中に置き、1時間にわたって220℃に加熱し、2 20℃にてさらに30分間加熱した。この時点で、この溶液は透明な、深緑色で あった。
試料(100μl)を5AP200μmで希釈し、10.000gで40分間遠 心分離に付した。認識しうる沈殿物は検出せず、上澄液60μIをDMFまたは SAP3ml中に希釈した。2種の溶媒中の吸光度スキャンは、その吸光度で最 大値がわずか7Bm離れるだけでほとんど同一であることを示した。
図3Aおよび3BはDMFおよびSAPの可視光線および近赤外線吸光度を示す 。
これらの測定は、この反応にて形成された物質がPa5t(PEG)zに相当す るという見解を支持する。長期加熱により生じる明白な緑色は、有意には、図3 Aおよび3Bに示されているスペクトル領域ではなく、単にずっと低い波長(3 30−400nm)での吸光が一因であり、それは単に眼が青と赤の混合を緑と して認識することにある。実施例4に示すように、縮合反応はいずれの触媒が不 在下であっても非常に迅速に進行し、おそらく溶液が顕著な緑色を示すずっと以 前に完了している。この例は、Pc環上にいずれの官能基も存在せず、ただ1つ の活性基(−OH)がPEGの各分子に存在する点で重要なことである。反応混 合物中の大モル過剰のPEGに関連して考えられるこれらの状況は、680nm 領域にて吸光する生成物としてPcSi(PEG−Me)zの形成を強く支持し ている。
イにおいて優勢な濃度の血清によって影響されなかったことを示す。
吸光度の測定用に実施例5にて用いたPcSi(PEG−Me)zのDMF溶液 を、この実験用にさらに希釈した(3μl+3m1sAP)。
この溶液の遷移状態の蛍光をヒト血清100μlを加えまたは加えることなく測 定した(総容量を3.1mlとした)。結果を図2Aおよび2Bに示す。蛍光強 度、偏光および減衰時間は2つの試料でほとんど同じであり、それはSAP中の 血清の結合がないことを示す。しかし、疎水的相互作用を強調するために溶媒を 非常に非−チャオトロビック(non−chaotropic)とすると、その 場合には結合が観察された。水溶液中、PEG配位子のないスルホン化ケイ素フ タロシアニンの試料は、血清が加えられると、蛍光強度および偏光の両方にて変 化を示すで2.500ないし40にダルトンのフラクション範囲を有するP−3 0バイオゲル(B iogel)ぐバイオ・ラッド・ラボラドリース(Bio  Rad Laboratories))のカラムをS A Pにて製造した。カ ラム容量は5.1mlであり、長さが17.5cmであった。空隙容量はブルー デキストランでは1.5mlであることがわかり、100μlを用いた場合に0 .61m1にて通過した。実施例3で用いたスルホン化Pc−5i(PEG)2 100μIを該カラムに用いた場合、ブレイクスルーは3.48m、Iを越えて おり、実際には、該物質は0.77m1に含まれた。
染料のブレイクスルーは該空隙容量の2.3倍までなかったため、該染料は肉眼 て識別できる濃度でさえ凝集(すなわち、着色)しなかったことを示す。
修飾したドルセット(Dorsett)緩衝液(0,14M NaC1,0,0 025MKCl、0.0015M KH2PO,,0,010M Na28PO 4,0,001MNaN3および0.05%ツイーン(Tveen) 20含有 の水溶液)495μIに、スルホン化PcSiぐPEG)2(実施例3にて使用 )5μmを加えた。30.000ダルトン以上の分子を保持するフィルター(ミ リボール・コーホ(MilliporeCarp) 、ウルトラフリー(Ult rafree) Mc、30.000 NMWL)に、緩衝させたPc5i(P EG)2溶液420μIを加えた。このフィルターアセンブリーを7000gで 40分間遠心分離に付した。
700nmでの励起化でデジタル式の光量子計数蛍光ポーラロメーターにて行っ た安定状態の蛍光測定は、59%の染料が濾液中に回収されることを示した。同 じ構成で試験した3つの他の緩衝液では、該染料のほんの少量のフラクションだ けが濾液中に通った。これらの結果は、おそらく、フィルター表面の吸光による ものであり、それは、修飾ドルセント緩衝液の場合、ツイーン20の含有によっ て妨げられたためてあった。
クロロプロピルジメチルクロロシランをベトラーチ・システムズ(p etra rchS ystems)より購入した。
ジヒドロキシケイ素フタロシアニン(016ミリモル)、イミダゾール(0,7 ミリモル)および乾燥DMF (1ml)をフラスコ中に入れ、クロロプロピル ジメチルクロロ7ラン(0,7ミリモル)を滴下し、大気中の湿気を排除するこ とに気を付けながら、20℃にて撹拌した。20℃での撹拌を20時間続けた。
この時点で、溶媒を減圧下で除去し、生成物をシリカゲルクロマトグラフィーカ ラムに加えた。CH2Cl2−ヘキサン(11)で溶出し、単一の着色フラクシ ョン、5iPc[03i(CH*)zCHzCHzCH2C1]z (化合物■ )を得た。
NMRスペクトルをゼネラル−xレフトリック(General Electr ic)のQE−300スペクトロメーターにて記録した。NMR(CDC13) :δ9.65(m、芳香族、41)、δ8.45(m、芳香族、4H) 、62 .1 ct、 CL−cl、 2H) 、δ−0,85(m、 CH2,2H)  、δ−2,09(m、cH2−Si、2B) 、δ−2,85(s、 CHs 、 60)。
A、化合物I(0,01ミリモル)を、アミン−末端ポリエチレングリコール7 MW2O00(0,2ミリモル)、ヨウ化ナトリウム(0,01ミリモル)およ びDMF (1ml)と−緒にフラスコに入れ、この混合物を90℃にて15時 間加熱撹拌した。
減圧下で溶媒を除去して粘性のブルー液を得、それをクロマトグラフィーにより 精製した。この生成物、S iP c[o S i(CH3)2CH2CH2C H2NH−P E G]2は高水溶性であり、水溶液中で強力な蛍光を示した。
生物学的緩衝液中、溶液としてのこの物質の蛍光は、ヒト血清アルブミンの添加 (最終濃度;3重量容量%まで)によって影響されなかった。
B、化合物r(0,01ミリモル)を、アミン−末端ポリエチレングリコール。
MW600 (0,2ミリモル)、ヨウ化ナトリウム(0,01ミリモル)およ びDMF (1ml)と−緒にフラスコに入れ、この混合物を90℃にて15時 間加熱撹拌した。
減圧下にて溶媒を除去し、粘性のブルー液を得、それをクロマトグラフィーによ り精製した。
還流コンデンサー、乾燥管および撹拌棒を備えたフラスコ中のジクロロケイ素フ タロシアニン091gに、クロロスルホン酸8.6mlを加えた。該混合物を撹 拌しなから100−115℃に加熱した。3.5時間後、該混合物を一夜放置し て冷却した。塩化スルホニルへの変換は、塩化チオニル6mlを添加し、ついで 得られた混合物を1,5時間還流することにより行った。該混合物を冷却し、ゆ っくりと水中に加えた。水性懸濁液を濾過し、固体を十分に水で洗浄し、最後に 真空下、P2O5を用いて乾燥させ、乾燥固体として上記生成物1.41 gを 得た。
実施例11 マグ不シウムテトラベンゾトリアザボルフィリン(MgTBTAP)マグネシウ ム27−フエニルチトラベンゾトリアザポルフイリン(Mg 27−PhTBT 、AP) マグネシウム27−(p−メチルフェニル)テトラベンシトリアザポルフィリン (Mg 27−0−MePhTBTAP)マグネシウムテトラベンゾトリアザポ ルフィリンの合成は、最初、1939年にリンステッド(L 1nstead) によって報告された(参考文献6)。この染料は、エーテル中、1.2−ジシア ノベンゼンをMeMgIと1=1の等量で処理することにより製造した。エーテ ルを除去した後、その中間体を200℃に加熱し、MgTBTAPを得た。Mg TBTAPの収量を増加させるのに、加熱過程の間に、該反応混合物中、1.2 .3.4−テトラヒドロナフタレンのような高沸騰溶媒の存在が必須であること が判明した。そこで、本発明者らは、この方法を修飾した。
A マグネシウムテトラベンゾトリアザポルフィリン(MgTBTAP)3M  MeMgl 27m1の溶液を、1.2−ジシアノベンゼン10.5gとエーテ ル250m1の撹拌混合物に加えた。この液体は直ちに明褐色に変色した。5分 以内に、暗褐色塊が分離するようになり、エーテルが緩やかに沸騰を始めた。
冷却することなく反応を進行させ、反応器を開放状態に保持してエーテルを蒸発 させた。1/2時間後、該反応を終え、エーテルの残りを熱水浴にて除去した。
この乾燥残渣に、1.2.3.4−テトラヒドロナフタレン20m1を加えた。
混合物を190℃に予め加熱した油浴中に入れた。5分後、その温度は200’ Cに達した。水を滴下し、白色発煙の放出が生じた。合計20m1の水を20分 間にわたって加えた。加熱を200℃にて1/2時間続けた。室温に冷却後、暗 色固体を粉砕し、EtOHと1llHc1 (9: 1)の混合物で、その抽出 液がもはや黄褐色でないまで、繰り返して抽出した。残渣をアセトンで洗浄し、 真空デシケータ−中にて一夜乾燥させた。収量は4.35 gであった。
B、マグネシウム27−フエニルチトラベンゾトリアザボルフイリン(Mg 2 7−PhTBTAP) 前記と同様の方法にて、27−PhTBTAPを製造した。1.2−ジンアノベ ンゼン4.84 gとIM塩化ベンンルマグネシウム40m1より、粗製生成物 7、53 gヲ得た。この合成にて、かなりの量のマグネシウム27−フエニル チトラベンズジアザボルフイリン(Mg 27−PhRBDAP)が、副生生物 として形成された。加えて、マグネシウムフタロンアニン(MgPc)もいくら か形成された。粗製Mg 27−PhTBTAPは、レゾノフ(Leznoff )により記載されている方法[考文献7コに従って、Sin、カラム上にて精製 することができる。
C,マグネシウム27−(p−メチルフェニル)テトラベンシトリアザポルフィ リン(Mg 27−p−MePhTBTAP)MgTBTAPの合成に関するリ ンステッド法またはその修飾法に従うと、はんの微量の27−p−MePhTB TAPが形成されただけであった。主たる生成物はMgPcであった。そこで、 該方法をさらに修飾した。
窒素導入管、乾燥管および滴下漏斗を備えた三ツロ丸底フラスコに、1.2−ジ シアノベンゼン21.5gおよびTHF140mlを入れた。窒素雰囲気下、す べての固体が溶解するまで、この混合物を2.3分撹拌した。0.77M塩化p −メチルベンジルマグネシウム216m1の溶液を2時間にわたって滴下した。
2.3滴のグリニヤール試薬を添加した後、この液体は明黄色となり、ついで黄 緑色に変わった。さらにグリニヤール試薬を添加すると、その色相は桃紫色に変 わり、最終的に暗紫色になった。さらに1/2時間室温にて撹拌した後、減圧下 にて溶媒を除去した。この残渣に、1.2.3.4−テトラヒドロナフタレン8 7m1を加えた。ついで、該混合物を予備加熱した油浴(205℃)に入れた。
205℃にて1時間経過後、10−20分間隔で水を滴下した。合計16m1の 水を広範な3時間の加熱しながら加えた。該混合物を冷却し、ついで減圧下にて 乾燥させて残りの水を除去した。ついで、残渣を200m1のヘキサン中で撹拌 した。沈澱物を濾過により収集し、濾液がもはや褐色でなくなるまでヘキサンで 繰り返し洗浄した。風乾後、その固体を1.2M MC1400m1中にて撹拌 して濾過した。該沈澱物を水で十分に洗浄し、真空デシケータ−中にて一夜乾燥 させて暗色粉末固体を得た。収量は24gであった。この固体は、TLCによっ て、5種の化合物、おそらく、Mg−27−p−MMg−27−p−、対応する ジアザおよびモノアザ化合物、プロフィリンおよびMgPcを含むことがわかっ た。Mg27−p−MeMg27−p−が優勢的な生成物であった。該生成物を 単離し、ヘキサン1560mL THF642mlおよびアセトン312m1の 混合物で溶出するシリカゲルカラムを通して精製した。合計20個のフラクショ ンを収集した。フラクション5−10は、はとんどトリアザ−化合物染料を含有 し、いくらかジアザ−およびモノアザ−化合物を含有した。溶媒を除去し、暗色 固体5.2gを得た。さらにこの固体を、ヘキサン、THFおよびアセトンの割 合が8=2=1である混合溶媒2360m1で溶出するS i 02カラムを介 して精製した。合計42個のフラクションを収集した。これらのフラクションか ら、なかば純粋なMg 27−p−MePhTBTAPを得た。アセトンから再 結晶し、純粋なMg27−p−MeMg27−p−を得た。収量は1.12gで あった。
27−フエニルチトラベンゾトリアザポルフイリン(27−PhTBTAP)2 7−(p−メチルフェニル)テトラベンシトリアザポルフィリン(27−p−M ePhTBTAP) リンステッド法に従って、粗製MgTBTAP0.35gを、室温にて濃硫酸2 0m1と一緒に撹拌した。1/2時間後、この黄−褐色液体を注意して少しずつ 氷水中に加え、該混合物を遠心分離に付した。緑色沈澱物を収集し、水で繰り返 し洗浄して遠心分離に付した。ついで、残渣を真空デシケータ−中にて一夜乾燥 させ、暗青色固体を得た。収量は0.24gであった。
DMF12ml中、27−p−MePhTBTAPo、23gの溶液に、濃塩酸 1.2mlを撹拌しながら加えた。172時間後、ピリジン1.27m1を加え 、鎖酸を中和した。混合物を水75m1中に注ぎ、ついでフリーザーにて1/2 時間保持した。沈澱物を収集し、水で洗浄し、ついで真空デシケータ−中にて一 夜乾燥させて暗色固体を得た。該固体を、アセトン20m1とMeOH30ml の混合物より再結晶に付して精製した。収量は0.20gであった。
0.27−フエニルチトラベンゾトリアザボルフイリン(27−PhTBTAP )Mg 27−p−MePhTBTAPの脱金属化(demetalation ) ニ)l、Nテ(7)前記と同様の方法をMg 27−PhTBTAPに用い 、金属不含の27−PhTBTA(SiC1□27−PhTBT、AP)ケイ素 27−(p−メチルフェニル)テトラベンシトリアザポルフィリンジクロリド( SiC1227−p−MePhTBTAP)乾燥管およびコンデンサーを備えた 25m1の丸底フラスコに、T B T A P151rngを入れた。THF 15mlを加えた。窒素雰囲気下、該混合物を撹拌し、i、5Mリチウムジイソ プロピルアミド2.5mlを加えた。該混合物は直ちに紫色となった。20分後 、5iCL2.5mlを加え、ついで該混合物を加熱還流した。1時間後、溶媒 および過剰の5iC14を、減圧下で除去した。この乾燥残渣をTHFIQml で抽出した。このTHF抽出液を蒸発乾固し、洗浄液がほとんど透明となるまで 、残渣を水で繰り返し洗浄した。残渣を乾燥させて暗色固体55mgを得た。吸 収スペクトルは、 max648.669および693を示した。NH4OHの 付加で、 waxは647.1および668.8にシフトした。THF抽出液よ り残された原残渣をDMF8x6mlで抽出した。−max647.1.670 .5および692.2含有のフラクションを合した。溶媒を除去し、暗色固体3 8mgを得た。該固体をDMFに再度溶かし、NH4OHで処理した。そのWa Xは6471および668.8にシフトした。溶媒およびNH2OHを除去した 後、暗色固体35mgを回収した。該DMF抽出液より残された残渣をさらに熱 DMF12x2mlで抽出した。吸収スペクトルは−max670.5および6 93.9を示した。NH4OHの付加で、 waxは647.iおよび668. 8にシフトした。DMFを除去し、暗色固体IQmgを得た。合した収量は90 mgであった。プロトン化した形態の染料は−max670.5および693. 9を有すると考えられる。脱プロトン化すると、その−maxは647.1およ び668.8にソフトした。その後、本発明者らは、5iC14の除去が完全で ない場合、脱金属化が起こり得ることを見いだした。反応混合物の後処理中の脱 金属化を防ぐには、S iC14の除去後でいずれの水との接触前にも、少量の 、例えば、使用する5iCL1モル当たり約0.4モルのピリジンを加える。
B、ケイ素27−フエニルチトラベンゾトリアザポルフイリンジクロリド(Si C1227−PhTBTAP)および ケイ素27−(p−メチルフェニル)テトラベンシトリアザポルフィリンジクロ リド(SjCb 27−p−MePhTBT、AP)前記と同じ方法にて、これ らの2種のジクロロケイ素トリアザ化合物は、THF中、リチウムジイソプロピ ルアミドおよび5iCLを用い、その各々の金属不含形より製造した。
実施例14 テトラベンシトリアザポルフィリンスルホニルクロリド[TBTAP(So:C 1)x] 27−(p−メチルフェニル)テトラベンシトリアザポルフィリンスルホニルク ロリド [27−p−MePhTBTAP(SOzCl)]27−フエニルチト ラベンゾトリアザボルフイリンスルホニルクロリド[27−PhTBTAP(S O2C1)]A、テトラベンシトリアザポルフィリンスルホニルクロリド[TB TAP(SO2C1)x] コンデンサーおよび乾燥管を備えた25m1の丸底フラスコに、MgTBTAP o、401gおよびCICl5OsH10を入れた。混合物を撹拌し、80−9 0℃にて加熱した。3時間後、SOC125mlを加えた。加熱および撹拌を3 時間継続した。室温に冷却した後、該混合物を少しずつ水中に加えた。この緑色 混合物を遠心分離に付し、残渣を飽和NaC1で繰り返し洗浄して濾過した。沈 澱物を最終的に氷水で洗浄し、真空デシケータ−中にて乾燥させて暗色固体を得 た。収量は領168gであった。
8.27−(p−メチルフェニル)テトラベンシトリアザポルフィリンスルホニ ルクロリド C27D−MePhTBTAP(SO2C1)コ27−p−メチル フェニル環を選択的にスルホン化するのに、前記の方法を修飾した。コンデンサ ーおよび乾燥管を備えた25m1の丸底フラスコに、Mg27−p−MePhT BT−p−,265g、CICl5OsH6および5OC1□1.5を入れた。
混合物を42−46℃にて一夜(16時間)ff拌し、ついで前記の方法に従っ て後処理した。収量は0.296gであった。
C927−フエニルチトラベンゾトリアザポルフイリンスルホニルクロリド[2 7−PhTBTAP(SO2C1)]前記の修飾法に従って、Mg−27−Ph TBTAPをスルホン化し、対応するMg 27 PhTBTAP(SO2C1 )を得た。
実施例15 ケイ素テトラベンゾトリアザポルフイリンジヒドロキシド[5j(OH)JBT A]’〕 Pc5jC12をPc5i(OHhに変換するジョイナ−法(J oyner’  s procedure)に従った「参考文献7L コンデンサーおよびバルーンを備えた25m1の丸底フラスコに、SiCL2T BTAP33mg、NHrOH3mlおよびピリジン3m、lを入れた。混合物 を一夜加熱還流した。冷却後、該混合物を減圧下にて蒸発乾固させた。残渣を少 量の水中にて撹拌し、混合物を遠心分離に付した。最終残渣を乾燥させて暗色固 体を得た。収量は32rngであった。
実施例16 ケイ素テトラベンシトリアザポルフィリンビス−フェニルポリエチレングリコ微 量の5iC1□TBTAPを、ヒドロキシフェニルポリエチレングリコール(F w=2000)150mgおよびキノリン20μlと混合した。混合物を195 ℃の砂浴中にて5分間加熱した。冷却後、混合物をDMF中に希釈した。
該DMF溶液をさらにH2O中に希釈した。水溶液を遠心分離に付した。緑色上 澄液を得た。蛍光放出の強度はDMF中よりも水性緩衝液中のほうがいくらか大 きいが、この化合物の吸収スペクトルは、DMFまたは水性緩衝液にてほとんど 同様であった。
実施例17 ジヒドロキケイ素フタロシアニンの低温スルホン化PcPc−5t(OH)z7 41をCl503H14,8mlに加え、溶かすのに70℃にて2.3分間撹拌 した。10m1の5OCI2を加え、混合物を撹拌し、80℃で6.5時間維持 した。ついで、反応混合物を一15℃に冷却し、予め冷却した水浴に加えた。発 生熱を吸収するのに、約600m1のばらばらにバックしたアイスキューブが必 要であった。染料の懸濁液を約11000Xで遠心分離に付し、沈澱物を少量の NaC1含有のH,O中に懸濁させ、バラフナ−(B uchner)漏斗にて 濾過し、そのままでH2Oで洗浄した。生成物を真空下で乾燥させた。
実施例18 スルホン化フタロシアニンのβ−アラニン誘誘導体β−アラシン514mgよび NatC○3−H2O750mgをH2O6m lに溶かした。撹拌しながら、 スルホン化Pc5i(OH)z (実施例17にて製造)103mgを加えた。
混合物を撹拌し、70−80℃にて25時間維持し、ついで室温にて一夜撹拌し た。反応混合物を希HCIで酸性化して遠心分離に付した。沈澱物をNaC1溶 液中にて撹拌し、再度遠心分離に付した。その沈澱物をメタノールに溶かし、真 空下にて乾燥させた。この乾燥物質をMeOHに再度溶かして濾過した。濾液を ンリカ(シリカゲル60−EMプロダクツ(EMProducts)) 5 g と混合し、真空下で乾燥させた。固体をシリカゲルカラムに加え、排出液が透明 となるまでCH2Cl□で展開し、ついで染料をMeOH勾配/CH2Cl□で 溶出した。フラクションをTLCで試験し、主成分の含量により分類し、プール し、真空下で乾燥させた。この勧賞をざらに分取用TLC(シリカゲル、CH2 Cl、およびMeOH(6: 1))に付して精製した。
実施例19 フタロシアニンのジゴキシン複合体(Pc−DIG)スルホン化フタロシアニン (実施例18にて製造)のβ−アラニン誘導体3.4μgをDMF 400μm に溶かした。この溶液に、ピリジン100μm、HOBT (57mg/DMF ml)22μlおよび1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボ ジイミド(EDAC)(27mg/DMFml)150μIを加えた。得られた 溶液を、DMF100μI中、3−アミノジゴジン(3−a+1ino dig oxigin) 3 、8 m gの溶液に加え:得られた混合物を室温にて− 夜保持した。このジゴキシン複合体をTLC(#5737−7、EMプロダクツ )により精製し、CH2Cl□およびMeOH(6: 1)で、後でCH2Cl □およびMeOH(6: 5)で展開した。主要バンド(Rf−0,5)をMe OHで抽出し、真空下で乾燥させた。
CHzC122mlに溶かしたアミン末端PEG336mgの混合物に、3−( 4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸N−ヒドロキシスクシンイミド186m gを加えた。得られた混合物を室温にて一夜保持した。溶媒を減圧下にて蒸発さ せた。
Pc−D I G (1mg)を、250mgのPEGフェノール750と混合 し、188−189℃で5分間加熱した。冷却後、イムノアッセイにおける使用 用に溶融物をDMFに溶かした。遷移状態の偏光蛍光によりモニター観察される 、抗−ジゴキシンに対する結合活性の試験にて、微量の該複合体を、ヒト血清5 0μlおよび抗体調製物2ml含有のSAP2mlに溶かした。偏光における0  056の変化が抗体不含の対照との比較において得られた。
遷移状態の蛍光発光を以下のとおり測定した・整調できる染料レーザーを用い、 試料を光パルスて励起させた。該レーザーは、5Qkwの最大パルス出力を発生 する窒素レーザーと、5に、wの最大パルス出力を発生する染料レーザーモジュ ールとからなる。該染料レーザーは、実験に要する波長範囲についての適当なレ ーザー染料を用いることによって、およびnmでスケールされたマイクロメータ ーの調整による回折格子の配向こより堅調可能であった。合計のパルス時間は約 600psてあった。少しの部分(ビームの10%以下)を高速ノ1ンママツ( Haimamatsu)フォトダイオードにスプリット・オフし、パルス時間を 測定し、パルス出力の読みを得た。蛍光シグナルを励起方向に対して90°でモ ニター観察した。フィルターを用い、混乱試料のレーザーパルス光の大部分を除 去した。
レンズを用い、蛍光シグナルをPMT光電陰極に集めた。レーザー偏光に対して 平行および垂直な配向用の2つの位置を有する回転偏光子をPMTの直前に置い た。該PMTは、400nmから850nmまでの感度を有するハンママツ(H a龍ai+atsu)のゲートによる制御可能な(geteable)マイクロ チャネルプレートPMTであった。
テクトロニクス(Tektronix) 7912のプログラム可能なディジタ イザ−を用い、各光パルス後の蛍光シグナルを捕獲した。レーザーパルス、偏光 子の位置およびディジタイザ−をコンピューターにより制御した。
遷移状態の蛍光発光を測定するのに、使用者は実験に要するパルス数をセットし 、実験を開始する。ついで、コンピューターがフォトダイオードによってパルス が検知されるレーザーを作動させる。パルスシェーバ−を用いてQ、5nsパル スを100nsに拡張する。レーザーパルスが反応セルを通過すると、PMTは 2ns以内にゲートを制御した。これはその感度を10.000倍に増大させた 。フォトダイオードからのゲートはまたディジタイザ−ゲートを活性化し、つい でPMTによって生成される次の20nsの電流を捕獲した。
実際問題として、励起源に対して平行な偏光子で情報を得、ついで、偏光子を再 度配向させて、励起源の偏光の方向に対して垂直なデータを得た。選択されたパ ルス数のデータは、両方の偏光子の配向の平均であり、モニター上に表示された 。ついで、データを蓄積し、プリントし、解析して蛍光減衰時間、偏光の減衰お よび総合強度を決定することができる。蛍光染料のない溶液からデータを収集し てブランク値を得、それを染料の蛍光減衰曲線から減することができる。
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時間(n秒) lz=2:lンL −平行 −−一 垂直時間(n秒) /ニンヱl −エラ −、−11 時間(n秒) 〆;欠11f−−エ?”r−=−** 時間(n秒) lrり町 −平行 −一 垂直 a′l JM メ:丈J’、a − fvβ 、 A−1イg−25dζ4 74≧Jシ乙 −平行 −m−垂直 メ;ニアiA− 一 平行 −m−垂直 −’Fr ’ 61K −(ンj次 メ;二こlfA+ −平行 −−一!直/;工rJ)−−平行 −・−垂直 SAP+100m1ヒト血清中のスルホン化pc−51xt時間(0秒) 7乙2ンこシどf DMF中 要 約 書 凝集および血清結合のない蛍光染料を提供する。これらの染料は蛍光イムノアッ セイ、イン・ビボの画像形成およびイン・ビホの腫瘍治療のような使用に適して いる。
国際調査報告 @発明者 シュ、マオーリン アメ シリカ合衆国カリフォルニア州92708、ファウンテイン・ノ(レゾベンウッ ド・サークル 182oo番

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.2つの可溶化ポリオキシヒドロカルピル基にカップリングした発光性の実質 的に平面状の分子構造を含む発蛍光団からなり、その1つが該平面状分子構造の いずれかの側面上に位置することを特徴とする検出可能に標識されたマーカー成 分。 2.発光性の実質的に平面状の分子構造か中心原子に配位結合した大環状多座配 位子からなる請求項1記載のマーカー成分。 3.2つの可溶化ポリオキシヒドロカルピル基の1つが大環状配位子の平面のい ずれかの側面上にて中心原子に連結している請求項2記載のマーカー成分。 4.2つのポリオキシヒドロカルビル基か中心原子に配位結合するアクシャル配 位子からなる請求項3記載のマーカー成分。 5.ポリオキシヒドロカルビル基がポリエーテル、ポリオール、水溶性炭水化物 、水溶性炭水化物誘導体および水溶性ポリマーより選択される請求項4記載のマ ーカー成分。 6.中心原子が八面体配位錯体形成能を有する請求項4記載のマーカー成分。 7、大環状配位子が結合π−電子系を有する請求項6記載のマーカー成分。 8、大環状配位子が含窒素大環である請求項7記載のマーカー成分。 9.大環状配位子がポルフィリン誘導体または窒素により置き換えられた1個以 上の架橋炭素を有するポルフィリン誘導体、コリン誘導体、サッフィリン誘導体 またはポルフィセン誘導体より選択される請求項8記載のマーカー成分。 10.中心原子がケイ素、ゲルマニウム、リンおよびスズより選択される請求項 9記載のマーカー成分。 11.大環が、1〜4個の架橋炭素が窒素により置き換えられているポルフィリ ン誘導体からなる請求項10記載のマーカー成分。 12.ポリオキシヒドロカルビル基がポリエチレングリコールまたはポリエチレ ングリコール誘導体からなる請求項11記載のマーカー成分。 13.ポリオキシヒドロカルビル基が約200〜約20,000の分子量を有す る請求項12記載のマーカー成分。 14.大環がテトラベンゾトリアザポルフィリン誘導体からなる請求項13記載 のマーカー成分。 15.大環がテトラベンゾトリアザポルフィリン、27−フェニルテトラベンゾ トリアザポルフィリン.および27−(p−メチルフェニル)テトラベンゾトリ アザポルフィリンから選択される請求項14記載のマーカー成分。 16.中心原子がケイ素である請求項14または15記載のいずれかのマーカー 成分。 17.大環状配位子が吸光の偏光に対して平行な発光の偏光を強化するように低 度の対称性を有する請求項11記載のマーカー成分。 18.中心原子がケイ素またはゲルマニウムである請求項17記載のマーカー成 分。 19.大環状配位子がD4hよりも低い対称性を有する請求項18記載のマーカ ー成分。 20.大環状配位子が少なくとも1つの縮合芳香族環を有する請求項19記載の マーカー成分。 21.大環状配位子が、1〜3個の架橋炭素原子が窒素により置き換えられてい るポルフィリン誘導体からなる請求項19記載のマーカー成分。 22.大環状配位子がフタロシアニン誘導体からなる請求項20記載のマーカー 成分。 23.大環がテトラベンゾトリアザポルフィリン誘導体からなる請求項20記載 のマーカー成分。 24.中心原子がケイ素からなる請求項7、9、17、20、21または23記 載のいずれかのマーカー成分。 25.中心原子がゲルマニウムからなる請求項7、9、17、20、21または 23記載のいずれかのマーカー成分。 26.ポリオキシヒドロカルビル基がポリエチレングリコールまたはポリエチレ ングリコール誘導体からなる請求項24記載のマーカー成分。 27.ポリオキシヒドロカルビル基がポリエチレングリコールまたはポリエチレ ングリコール誘導体からなる請求項25記載のマーカー成分。 28.特異的結合対の1つのメンバーに連結した請求項1記載のマーカー成分か らなることを特徴とする蛍光プローブ。 29.特異的結合対の1つのメンバーに連結した請求項2記載のマーカー成分か らなることを特徴とする蛍光プローブ。 30.特異的結合対の1つのメンバーに連結した請求項3記載のマーカー成分か らなることを特徴とする蛍光プローブ。 31.特異的結合対の1つのメンバーに連結した請求項4記載のマーカー成分か らなることを特徴とする蛍光プローブ。 32.特異的結合対の1つのメンバーに連結した請求項6記載のマーカー成分か らなることを特徴とする蛍光プローブ。 33.特異的結合対の1つのメンバーに連結した請求項8記載のマーカー成分か らなることを特徴とする蛍光プローブ。 34.特異的結合対の1つのメンバーに連結した請求項9記載のマーカー成分か らなることを特徴とする蛍光プローブ。 35.特異的結合対の1つのメンバーに連結した請求項12記載のマーカー成分 からなることを特徴とする蛍光プローブ。 36.特異的結合対の1つのメンバーに連結した請求項14記載のマーカー成分 からなることを特徴とする蛍光プローブ。 37.特異的結合対のメンバーかジゴキシン誘導体からなる請求項36記載の蛍 光プローブ。 38.特異的結合対の1つのメンバーに連結した請求項24記載のマーカー成分 からなることを特徴とする蛍光プローブ。 39.特異的結合対の1つのメンバーに連結した請求項25記載のマーカー成分 からなることを特徴とする蛍光プローブ。 40.特異的結合対の1つのメンバーに連結した請求項26記載のマーカー成分 からなることを特徴とする蛍光プローブ。 41.特異的結合対の1つのメンバーに連結した請求項27記載のマーカー成分 からなることを特徴とする蛍光プローブ。 42.特異的結合対のメンバーがプローブに特異的結合対を形成させることがで きる少なくとも1個の立体的に寛容なマーカー成分付着部位を有する請求項28 記載の蛍光プローブ。 43.特異的結合対のメンバーがプローブに特異的結合対を形成させることがで きる少なくとも1個の立体的に寛容なマーカー成分付着部位を有する請求項29 記載の蛍光プローブ。 44.特異的結合対のメンバーがプローブに特異的結合対を形成させることがで きる少なくとも1個の立体的に寛容なマーカー成分付着部位を有する請求項30 記載の蛍光プローブ。 45.特異的結合対のメンバーがプローブに特異的結合対を形成させることがで きる少なくとも1個の立体的に寛容なマーカー成分付着部位を有する請求項31 記載の蛍光プローブ。 46.特異的結合対のメンパーがプローブに特異的結合対を形成させることがで きる少なくとも1個の立体的に寛容なマーカー成分付着部位を有する請求項32 記載の蛍光プローブ。 47.特異的結合対のメンバーがプローブに特異的結合対を形成させることがで きる少なくとも1個の立体的に寛容なマーカー成分付着部位を有する請求項33 記載の蛍光プローブ。 48.特異的結合対のメンバーがプローブに特異的結合対を形成させることがで きる少なくとも1個の立体的に寛容なマーカー成分付着部位を有する請求項34 記載の蛍光プローブ。 49.特異的結合対のメンバーがプローブに特異的結合対を形成させることがで きる少なくとも1個の立体的に寛容なマーカー成分付着部位を有する請求項35 記載の蛍光プローブ。 50.特異的結合対のメンバーがプローブに特異的結合対を形成させることがで きる少なくとも1個の立体的に寛容なマーカー成分付着部位を有する請求項36 記載の蛍光プローブ。 51.特異的結合対のメンバーがプローブに特異的結合対を形成させることがで きる少なくとも1個の立体的に寛容なマーカー成分付着部位を有する請求項38 記載の蛍光プローブ。 52.特異的結合対のメンバーがプローブに特異的結合対を形成させることがで きる少なくとも1個の立体的に寛容なマーカー成分付着部位を有する請求項39 記載の蛍光プローブ。 53.特異的結合対のメンバーがプローブに特異的結合対を形成させることがで きる少なくとも1個の立体的に寛容なマーカー成分付着部位を有する請求項40 記載の蛍光プローブ。 54.特異的待合対のメンバーがプローブに特異的結合対を形成させることがで きる少なくとも1個の立体的に寛容なマーカー成分付着部位を有する請求項41 記載の蛍光プローブ。 55.2つの可溶化ポリオキシヒドロカルビル基にカップリングした発蛍光団基 からなるマーカー成分であって、水溶液中、血清成分の存在下、血清がないのと 実質的に同じ強度の平行および垂直成分を有する遷移状態の蛍光発光によって特 徴付けられる検出可能に標識されたマーカー成分。 56.発蛍光団基かテトラベンゾトリアザポルフィリン誘導体からなる請求項5 5記載のマーカー成分。 57.発蛍光団基がフクロシアニン誘導体からなる請求項55記載のマーカー成 分。 58.特異的待合対の1つのメンバーに連結した請求項55記載のマーカー成分 からなることを特徴とする蛍光プローブ。 59.特異的結合対のメンバーがプローブに特異的結合対を形成させることがで きる少なくとも1個の立体的に寛容なマーカー成分付着部位を有する請求項58 記載の蛍光プローブ。 60.実施例21のフクロシアニンジゴキシンPEG複合体からなることを特徴 とする蛍光プローブ。
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