专利名称：含两性离子的吖啶*化合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及含有两性离子的亲水、化学发光π丫唳鐵化合物(acridiniumcompounds)。由于其亲水性质,这些吖唳鹤|化合物显示出与固相的低非特异性结合,并且对于改善测定灵敏度潜在有用。
背景技术：
化学发光B丫唳Mt酯(acridinium esters)已显现为用于免疫测定以及核酸测定的非常有用的标记。来自吖啶鐵酯的光发射通过与碱性过氧化氢反应触发，这引起酚 酯键的分裂和其为光发射种类的激发态吖啶酮的形成。在苯酚离去基团离开后二噁酮(dioxetanone)中间产物的形成已在反应机制中提出，并且假定是激发态吖啶酮的前体。取决于反应条件，来自吖啶铸I酯的光发射的持续时间通常在数秒内完成，并且可以使用光度计进行定量测量。吖啶鐵酯9-羧基苯基-N-甲基吖啶鐵溴化物在免疫测定中的应用由Simpson, J. S. A.等人(Nature第279卷，第646-647页(1979)公开。然而，这种卩丫唳輸酯是非常不稳定的，从而限制其商业效用。这种不稳定性起于在苯酚和吖啶鐵环之间的不稳定9-羧基苯基酯连接的水解。在稳定卩丫唳f翁酯中的酌■酯的尝试中，Law等人(Journal of Bioluminescence andChemiluminescence,第4卷,第88-89页(1989)引入2个侧接甲基，以稳定这个酯键。发现所得到的立体稳定的吖啶f_酯，缩写为DMAE-NHS[2’，6’ - 二甲基-4’ - (N-琥珀酰亚胺氧羰基)苯基10-甲基吖啶鐵-9-羧酸盐]，具有与缺乏2个甲基的吖啶鐵酯相同的光输出。另一方面，当与免疫球蛋白缀合时，前面一种化合物的稳定性是极佳的，并且甚至在37°C在pH 7下I周后也未显示化学发光活性的丧失。相比之下，当实施相同处理时，未被取代的吖啶輸酯仅保留其10%的活性。为了减轻DMAE及其衍生物的疏水性质，Law等人的美国专利号5，656，426公开了命名为NSP-DMAE-NHS酯的亲水形式的DMAE，其中N-甲基已由N-磺丙基(NSP)替换。DMAE和NSP-DMAE目前在Siemens Healthcare Diagnostics的商业、自动化免疫测定分析仪ACS 180 和Centaur 中广泛使用。为了进一步增加NSP-DMAE的亲水性，Natrajan等人在美国专利号6，664，043 B2中公开了具有与苯酚连接的亲水改性剂例如聚乙二醇和阴离子精胺衍生物的NSP-DMAE衍生物。称为NSP-DMAE-HEG-戊二酸酯-NHS(缩写为NSP-DMAE-HEG)且含有六乙二醇衍生物(HEG)的一种此类吖啶鐵酯的结构在下述附图
中举例说明。在这种化合物中，α，ω-二氨基六乙二醇(二氨基-HEG)部分连接至苯酚，以增加吖啶_酯的水可溶性。戊二酸酯部分连接至二氨基-HEG的末端并且转换为NHS酯，以使得能够标记各种分子。除HEG外，衍生自具有磺酸根和羧酸根基团的精胺的阴离子改性剂也由Natrajan等人在美国专利号6，664，043 Β2 中公开。近来，Natrajan等人在美国专利号7，309, 615 Β2中描述了在吖啶锱环的C2和/或C7上含有亲水烷氧基(0R*)的亲水、高量子产率吖啶織化合物，其中R*是包含磺丙基部分或乙二醇部分或其组合的基团。来自此类化合物增强的光输出及其亲水性质使得其对于改善免疫测定的灵敏度有用。称为NSP-2，7-(OMHEG)2-DMAE-AC-NHS(缩写为HQYAE)的一种此类化合物的结构在下文举例说明。在美国专利号7，309，615 B2中描述的这种化合物
及其他化合物含有代替苯酚连接至吖啶锡环的聚乙二醇或阴离子磺酸根基团
权利要求
1.一种化学发光吖啶鐵化合物，其包含⑴连接至吖啶鐵核的氮原子的烃基团，所述烃基团任选由至多20个杂原子取代，和(ii)与取代的烃部分连接的、吖啶il核的C9位置上的羧基或磺酰胺基团，其中所述吖啶鐵化合物包含连接至吖啶鐵核的C2位置、吖啶鐵核的C7位置、与羧基或磺酰胺基团连接的烃部分、或连接至吖啶鐵核的氮原子的烃基团的至少一个两性离子官能团；其中与不包含所述两性离子官能团的在其他方面等同的吖啶鐵·化合物比较，所述吖啶鐵化合物显示出与固相减少的非特异性结合。
2.一种化学发光吖啶爾化合物，其具有下述结构
3.根据权利要求2的化学发光吖啶鐵化合物，其中％、R2,R3> R6之一包含基团-L或-Ra-L,其中L是包含离去基团、亲电子基团或亲核基团的可衍生官能团，用于与分析物、分析物类似物或关于分析物的结合配偶体形成缀合物。
4.根据权利要求3的化学发光吖啶鐵化合物，其中L选自
5.根据权利要求2的化学发光吖啶織化合物，其中R15选自 (D-OH； (2)-O-N-琥珀酰亚胺基；(3)-NH- (CH2)「C (O) -O-N-琥珀酰亚胺基； (4)-NH- (CH2) 5-C00H ；(5)-NH- (C2H4O) -C2H4NH-C (O) - (CH2) 3_C (O) -O-N-琥珀酰亚胺基，其中 i = 1-5 ;(6)-NH-(C2H4O)^C2H4NH-C (O)-(CH2)3-COOH,其中 i = 1-5 ；(7)-NH-(C2H4O)^C2H4NH2，其中 i = 1-5 ;和(8)-NH-R-NHR ;和(9)-Z。
6.根据权利要求4的化学发光吖啶鐵化合物，其中R15是-0H。
7.根据权利要求2的化学发光吖啶鐵化合物，其中R’或R”包含基团-Ra-L,其中L是可衍生的离去基团、亲电子基团或亲核基团，用于与分析物、分析物类似物或关于分析物的结合配偶体形成缀合物。
8.根据权利要求7的化学发光吖啶鐵化合物，其中R’或R”在每次出现时是基团-Ra-C (O) -CH2CH2CH2-C (O) -N-琥珀酰亚胺基、-Ra-N-马来酰亚胺基、-Ra-C (O) -CH2-Br或-Ra-C (O) -CH2-I。
9.根据权利要求2的化学发光吖啶 Τ化合物，其中所述供电子基团选自(i)烷氧基(-0R)，(ii)基团-O-(CH2CH2-O) ^CH3,其中 I 是 1-12 的整数，和(iii)基团-0-G，和(vi)基团-Z ； 其中G是在每次出现时独立地选自下述的支链基团 KOR9 OR10 或； 厂OR11 /LOR (ii) -f<
10.根据权利要求2的化学发光吖啶鐵化合物，其具有下述结构
11.根据权利要求10的化学发光吖啶織化合物，其具有下述结构
12.根据权利要求2的化学发光吖啶鐵化合物，其具有下述结构
13.根据权利要求12的化学发光吖啶_化合物，其具有下述结构
14.根据权利要求2的化学发光吖啶纖化合物，其具有下述结构
15.根据权利要求14的化学发光吖啶纖化合物，其中R*包含基团-Ra-L,其中L是用于与分析物、分析物类似物或关于分析物的结合配偶体形成缀合物的离去基团。
16.根据权利要求14的化学发光吖啶铺I化合物，其具有下述结构
17.根据权利要求16的化学发光吖啶鐵化合物，其中 R1 选自甲基、磺丙基(-CH2CH2CH2-S(V)或磺丁基(-CH2CH2CH2CH2-S(V);并且 R2 和 R3 独立地选自氢或基团-0-G，其中G如权利要求2中定义的。
18.根据权利要求2的化学发光吖啶鐵化合物，其具有下述结构
19.根据权利要求2的化学发光吖啶輸化合物，其具有下述结构
20.根据权利要求2的化学发光吖啶_化合物，其具有下述结构
21.根据权利要求2的化学发光吖啶搽化合物，其具有下述结构 广V球
22.根据权利要求2的化学发光吖啶織化合物，其具有下述结构
23.根据权利要求22的化学发光吖啶織化合物，其中RjPR3独立地选自氢或基团-0-G，其中G如权利要求2中定义的。
24.根据权利要求22的化学发光吖啶鐵化合物，其中R2和R3是氢。
25.根据权利要求2的化学发光吖啶筒I化合物，其具有下述结构
26.根据权利要求25的化学发光吖啶鐵化合物，其具有下述结构
27.根据权利要求26的化学发光吖啶锜I化合物，其具有下述结构
28.根据权利要求26的化学发光吖啶爾化合物，其具有下述结构
29.一种用于检测分析物的试剂，其包含与分析物、分析物类似物或关于分析物的结合配偶体结合的化学发光吖啶锡化合物，所述吖啶鐵化合物包含(i)连接至吖啶铺核的氮原子的烃基团，所述烃基团任选由至多20个杂原子取代，和(ii)与任选由至多20个杂原子取代的取代的烃部分连接的、吖啶鐵核的C9位置上的羧基或磺酰胺基团，其中所述吖啶铺化合物包含连接至吖啶輸核的C2位置、吖啶铺核的C7位置、与羧基或磺酰胺基团连接的烃部分、或连接至吖啶鐵核的氮原子的烃基团的至少一个两性离子官能团；其中与不包含所述两性离子官能团的在其他方面等同的吖啶輸化合物比较，所述吖啶養I化合物显示出与固相减少的非特异性结合。
30.一种用于检测或定量大分子分析物的测定，其包含 (a)提供包含根据权利要求I的化学发光吖啶输'化合物的缀合物，所述化学发光吖啶鐵化合物与对于分析物特异性的结合分子结合； (b)提供具有在其上固定了对于所述分析物特异性的第二种结合分子的固体载体； (C)混合缀合物、固相和怀疑含有分析物的样品以形成结合复合物； (d)分离在固体载体上捕获的结合复合物； (e)通过加入化学发光触发试剂，触发来自步骤(d)的结合复合物的化学发光； (f)用光度计测量光发射的量；和 (g)通过比较由反应混合物发射的光量与标准剂量应答曲线，检测分析物的存在或计算分析物的浓度，所述标准剂量应答曲线使发射的光量与分析物的已知浓度联系。
31.提供了一种用于检测或定量小分子分析物的测定，其包含下述步骤 (a)提供分析物与根据权利要求I的化学发光吖啶鶴!化合物的缀合物； (b)提供固定有对于分析物特异性的结合分子的固体载体； (C)混合缀合物、固体载体和怀疑含有分析物的样品以形成结合复合物；(d)分离在固体载体上捕获的结合复合物； (e)通过加入化学发光触发试剂，触发来自步骤(d)的结合复合物的化学发光； (f)用光度计测量光量；和 (g)通过比较由反应混合物发射的光量与标准剂量应答曲线，检测分析物的存在或计算分析物的浓度，所述标准剂量应答曲线使发射的光量与分析物的已知浓度联系。
32.一种用于检测小分子分析物的测定，其包含 a)提供固定有分析物或分析物类似物的固体载体； b)提供对于分析物特异性的结合分子与根据权利要求I的化学发光吖啶铺化合物的缀合物； c)混合固相、缀合物和怀疑含有分析物的样品以形成结合复合物； d)分离在固体载体上捕获的结合复合物； e)通过加入化学发光触发试剂，触发(d)的结合复合物的化学发光； f)用光度计测量光量；和 g)通过比较由反应混合物发射的光量与标准剂量应答曲线，检测分析物的存在或计算分析物的浓度，所述标准剂量应答曲线使发射的光量与分析物的已知浓度联系。
33.一种化学发光吖啶輸化合物，其具有下述结构
34.根据权利要求33的化学发光吖啶鐵化合物，其中L选自
35.根据权利要求33的化学发光吖啶織化合物，其中R’或R”包含基团-Ra_L。
36.根据权利要求33的化学发光吖啶鐵化合物，其中R’或R”在每次出现时是基团-Ra-C (O) -CH2CH2CH2-C (O) -N-琥珀酰亚胺基、-Ra-N-马来酰亚胺基、-Ra-C (O) -CH2-Br或-Ra-C (O) -CH2-I ο
37.根据权利要求33的化学发光吖啶鐵化合物，其中R1选自甲基、磺丙基(-CH2CH2CH2-S(V)、磺丁基(-CH2CH2CH2CH2-S(V)或具有下述结构的基团
38.根据权利要求33的化学发光吖啶爾化合物，其中R2和R3中的一个或两个是基团Ζ。
39.根据权利要求38的化学发光吖啶镯化合物，其中R2和R3中的一个或两个是下述基团
40.根据权利要求33的化学发光吖啶織化合物，其具有下述结构
41.根据权利要求33的化学发光吖啶鐵化合物，其具有下述结构
全文摘要
公开了含两性离子的亲水、化学发光吖啶化合物。当在免疫化学测定等中用作化学发光标记时，这些吖啶化合物显示出与固相减少的非特异性结合且提供增加的测定灵敏度。
文档编号C07D219/00GK102762539SQ201080052010
公开日2012年10月31日 申请日期2010年11月12日 优先权日2009年11月16日
发明者A·纳特拉简, D·夏普, Q·蒋 申请人:西门子医疗保健诊断公司