专利名称：新补骨脂素(Psoralen)衍生物用于灭活病毒或病菌的制作方法
技术领域：
本发明提供了多个新的补骨脂素(Psoralen)衍生物极其化学合成方法。这些新的补骨脂素衍生物可以更有效地与DNA或RNA结合，在紫外光照射下能够更有效地灭活致病的病毒或病菌。本发明在医学、医药、生物科技、化学等领域上有许多应用。在医疗卫生用品上有广泛的应用，特别是在预先处理血液制品上，可以有效地灭活致病的病毒或病菌。在发展疫苗的应用中，可将某些病毒灭活或减活用来发展应用在人体或动物体的疫苗。在预处理生物或血液制品之后，所发明的新的补骨脂素衍生物可以容易地从生物液体(血液制品)或疫苗中去除掉，不会遗留下残留物。
参考文献和专利1.George D.Cimino，et al.，Ann.Rev.Biochem.(1985)，54，11512.Anthony T.Yeung，et al.，Biochemistry(1988)27，3204.
3.Gary P.Wiesehahn et al.，US Patent 5106619(1992).
4.David Cook，et al.US Patent 6171777(2001).
5.Nanibhushan Dattagupta et al.，US Patent 4542102(1985).
6.Susan Wollowitz，et al.，US Patent 5593823(1997)7.John E.Hearst，et al.，Nucleic Acid Res.(1977)4，13398.John E.Hearst，et al.，US Patent 41692049.John E.Hearst，et al.，US Patent 419628110.John E.Hearst，et al.，US Patent 4124598
背景技术：
原始的补骨脂素(Psoralen)(1，见附图1)是一个三芳香环并列连接的平面形的化学分子。以前的研究发现补骨脂素(Psoralen)可以插入核酸DNA双螺旋链中(或单链RNA分子中的双螺旋链部分)的碱基对之间。在长波紫外光照射下，补骨脂素(Psoralen)会与核酸(DNA或RNA)中的嘧啶碱基环形成共价化学键。如果在近邻的相对应的核酸补从链上存在另外一个嘧啶碱基，紫外光照作用会使补骨脂素(Psoralen)的另一侧环与之形成另一对共价化学键。其结果是核酸双螺旋链被铰联在一起，与核酸发生化学加和作用的补骨脂素(Psoralen)变成了连接的桥。而双螺旋链被铰联在一起的核酸(DNA或RNA)就会失去其生物功能，例如不能被复制、被转录或被反转录。[George D.Cimino，et al.，Ann.Rev.Biochem.(1985)，54，1151；Anthony T.Yeung，et al.，Biochemistry(1988)27，3204]补骨脂素(Psoralen)这一光化学反应已经被广泛应用于核酸以及生物体的研究和应用上。例如，用在核酸结构研究上；连接功能基团在核酸上；固化核酸与固相表面上；等。许多生命体，如细胞、细菌、病毒等被补骨脂素(Psoralen)和紫外光照射处理后，因其基因物质-核酸(DNA或RNA)被灭活，从而使其失去繁殖和感染功能。这使得这一技术在医学和生物学领域里有很高的应用价值，如在一些癌治疗上，以及用此技术将某些病毒灭活用来发展疫苗，等。[Gary P.Wiesehahn et al.，US Patent 5106619(1992)]。其中一个特别令人感兴趣的应用是在处理血液制品上。如果能有效地灭活血液制品中可能存在的能致病的病毒或病菌等有害生物体，这在临床医疗应用上具有不可估量的价值。血液制品的安全一直困扰着全世界的医疗健康领域，因输血而造成的病毒或病菌感染经常发生。如艾滋病毒(HIV)，B型或C型肝炎病毒(HBV或HCV)，非典型肺炎病毒(SARS)，等一些病毒的主要传染途径之一就是通过输血，这种情况在一些不发达或人口众多的发展中国家表现尤为突出。虽然对血液制品和对供血者进行检验是一种预防传染的手段，但在实际临床应用上还不是切实可行的方法。大量的血液样品单位和不同用途的血液制品已经使检验每个血液袋或血液制品的工作十分繁重，再加上已知人体可能携带的许多病毒或病菌以及一些目前尚未认识到的病毒或病菌等存在于人血液中，要在每个血液袋或血液制品中逐一检测可能存在的每一种病毒或病菌目前是难以做到的，即便是在发达国家也是不可能的事。检测方法和仪器、人力和工作量、成本利润核算和患者实际花费的承受程度等诸多因素使得检测手段受到了极大的限制。
许多的方法已经被发展出来用于灭活血液制品中可能存在的病毒或病菌等有害生物体，例如用加热、紫外光照射、伽玛射线、可见激光和许多试剂或光活性染料处理等物理或化学方法。但并不是都理想，或效果差、或破坏了血液的成分和功能、或遗留下对人体有害的残留物。
目前比较有效的方法是利用补骨脂素(Psoralen)对核酸的双螺旋链的插入和随后的光化学反应，将病毒或病原菌内的核酸连结，使其失去复制或感染的功能。[David Cook，etal.US Patent 6171777(2001)；Nanibhushan Dattagupta et al.，US Patent 4542102(1985)；Susan Wollowitz，et al.，US Patent 5593823(1997)]这种方法比其他的方法优越，但是也存在许多问题。近三十年来众多的科学家已经作了许多改进工作，主要是用补骨脂素(Psoralen)作为基本骨架来创造合成新的补骨脂素(Psoralen)衍生物，许多新的补骨脂素(Psoralen)衍生物已经被合成出来，藉以改进水溶性、插入核酸的稳定性、与核酸的光化学反应敏感性等。其中比较典型的一些补骨脂素(Psoralen)衍生物有8-methoxyproralen(8-MOP，2，见附图1)，trioxsalen(3，见附图1)，aminomethyltrimethylpsoralen(AMT，4，见附图1)，等。虽然对灭活血液制品中可能存在的病毒或病原菌的效果有了明显的改进，但是存在的许多尚不能解决的问题仍然限制着实际临床医疗的应用。例如，补骨脂素(Psoralen)衍生物的稳定性差会直接影响灭活血液制品中的病毒或病原菌是否彻底；有些补骨脂素(Psoralen)衍生物需要无氧条件下进行光化学反应操作以便减少或阻止破坏血液制品中的一些有效成分；有些补骨脂素(Psoralen)衍生物残留在血液制品中会对人体产生诱变性作用。在增强对病毒或病菌灭活的有效性和彻底程度时，通常也增加和增强了一些有害的副作用。即便是目前最有希望的化合物，如4’-(4-amino-2-oxa)butyl-4，4’，8-trimethylpsoralen(AMT，4，见附图1)(Susan Wollowitz，et al.，US Patent 5593823)在处理完血液制品之后，尽管使用了复杂的固相吸附和色谱分离技术去除剩余的化合物，但还是难以从血液制品中彻底清除。一定量的化合物遗留在血液制品中会对人体产生诱变性作用。
另一个重要的应用是将某些病毒或病菌灭活或减毒用来发展疫苗。[Gary P.Wiesehahn etal.，US Patent 5106619(1992)]。
发展疫苗的其中一个常用的方法是将包括病毒和病菌在内的微生物进行灭活或减活，使其失去繁殖感染的生物活性，但又保留其导致免疫的特征。虽然用该方法制备疫苗通常比较安全，但是微生物的导致免疫的特征被改变或破坏后，就不会产生免疫效果。相反地，欲保留较强的导致免疫的特征而将病毒和病菌等微生物进行有限度的灭活或减活，又会增加疫苗感染的危险性，通常是因为疫苗的病毒繁殖感染的生物活性未被灭活或减活到不具感染的程度。简单地说，将病毒和病菌等微生物进行灭活或减活的火候比较难掌握。尤其是一些对灭活有抗拒作用的病毒需要更强的灭活条件，而强烈的灭活条件会对疫苗的抗原性质造成更大的破坏。
因此，科学家们在寻找发现更为理想的用灭活或减活病毒或病菌发展疫苗的方法。目前比较有效的方法是使用补骨脂素(Psoralen)衍生物将病毒灭活[John E.Hearst，et al.，Nucleic Acid Res.(1977)4，1339；John E.Hearst，et al.，US Patent 4169204；John E.Hearst，et al.，US Patent 4196281；John E.Hearst，et al.，US Patent 4124598]。与传统的方法相比，应用补骨脂素(Psoralen)衍生物与核酸的专一光化学反应来发展疫苗[Gary P.Wiesehahnet al.，US Patent 5106619(1992)]更具优越性。特别是在对一些使用传统方法无法灭活的病毒时，补骨脂素(Psoralen)衍生物的光化学反应更为有效。不过使用高浓度的补骨脂素(Psoralen)衍生物和长时间的紫外光照也会对疫苗的抗原性质造成破坏。况且严格的无氧灭活病毒操作要求和复杂的后期分离纯化程序增大了制备疫苗的难度和成本。在众多的衍生物中，都是使用单一的补骨脂素(Psoralen)环作为基本骨架进行改造合成。单一的补骨脂素(Psoralen)基本骨架环在插入核酸双螺旋链中和随后的光化学反应时，会与核酸(DNA或RNA)中的嘧啶碱基环形成共价化学键。如果在近邻的相对应的核酸补从链上存在另外一个嘧啶碱基，紫外光照作用会使补骨脂素(Psoralen)的另一侧环与之形成另一对共价化学键。其结果是核酸双螺旋链被铰联在一起。但是如果在近邻的相对应的核酸补链上不存在另外一个嘧啶碱基，那麽补骨脂素(Psoralen)的另一侧环就不会与之形成另一对共价化学键。其结果是核酸的一条链同补骨脂素(Psoralen)基本骨架环嫁接，而双螺旋链并没有被铰联在一起。那麽灭活病毒核酸(DNA或RNA)的生物功能的效果就会大打折扣。
况且，病毒没有细胞，他们的遗传物质多数是单链核酸(RNA)，例如艾滋病毒(HIV)，甲型和丙型肝炎病毒(HAV，HCV)，萨斯病毒(SARS)等。要想彻底灭活病毒，就要使其遗传物质单链核酸(RNA)失去逆转录的生物功能。单链核酸(RNA)可自身回折在某些局部形成双螺旋链区域。补骨脂素(Psoralen)衍生物可插入这些局部形成的双螺旋链区域，在紫外光照下进行铰联。目前所研发出的补骨脂素(Psoralen)衍生物对双螺旋链的脱氧核糖核酸(DNA)的铰联效果比对单链核糖核酸(RNA)要强。可能推测到的原因一方面是单链核酸(RNA)的双螺旋链区域少且短，补骨脂素(Psoralen)衍生物的插入量少；另一方面，插入的补骨脂素(Psoralen)衍生物不能有效地将双螺旋链区的两条链同时锁住。这样对病毒的单链核酸(RNA)的逆转录生物功能抑制作用就会降低。
为增加铰联病毒核酸双螺旋链的机会亦即灭活病毒的效果，通常使用比较高浓度的补骨脂素(Psoralen)衍生物和增加紫外光照的时间来达到此目的。但是高浓度的补骨脂素(Psoralen)衍生物不仅会增加影响血液的成分和功能，而且在处理完血液样品后比较难清除干净。遗留在血液中的残留物对人体是有害。清除干净在血液中的残留物已经是目前应用该方法的一大难题。另外在发展疫苗时，高浓度的补骨脂素(Psoralen)衍生物和长时间的紫外光照虽然可以达到灭活病毒的目的，但也会对疫苗的抗原生物结构和导致免疫的性质造成更大的破坏。
发明目的我的发明主要是解决三个目前难以解决重要的问题1.灭活病毒病菌的能力所发明的新补骨脂素(Psoralen)衍生物能更有效地铰联核酸双螺旋链，特别是有效地增加铰联病毒单链核糖核酸(RNA)双螺旋链区域的机会，达到彻底灭活病毒的效果。
2.副作用强力的灭活病毒效果使得所使用的新补骨脂素(Psoralen)衍生物试剂浓度减低，紫外光照时间短，那麽破坏血液制品中的一些有效成分的副作用就会减到最低程度，对疫苗的抗原生物结构和导致免疫的性质的破坏性大幅度减小到安全有效的程度。
3.安全性能在所发明的补骨脂素(Psoralen)衍生物上连接一个基团，该基团不会影响补骨脂素(Psoralen)同核酸链的光化学反应，不会影响血液制品的生物活性，不会改变疫苗的抗原生物结构和导致免疫的性质。它可以与为它而特定设计的固相表面形成化学键，因而在处理完血液样品后很容易被清除干净。不会在血液中或疫苗中遗留对人体有害的残留物。
发明描述本发明提供了新的补骨脂素(Psoralen)衍生物和化学合成方法。新的补骨脂素(Psoralen)衍生物插入核酸DNA双螺旋链中(或单链RNA分子中的双螺旋链部分)的碱基对之间。在长波紫外光照射下，能更有效地铰联核酸双螺旋链，特别是有效地增加铰联病毒单链核糖核酸(RNA)双螺旋链区域的机会，增强灭活病毒的效果。所发明的新补骨脂素(Psoralen)衍生物可用于灭活许多生物制品的病毒病菌，包括用于体内和体外生物制品，特别是在血液制品上灭活病毒病菌的应用，以及在一些疫苗制备应用上。
概述新补骨脂素衍生物是利用原始的补骨脂素(Psoralen)三芳香环并列连接的平面形的化学分子结构作为基本骨架，根据具体实际应用要求来进行改造衍生出来的。许多种具特殊功能的化学与生物基团或分子通过化学合成手段连接在补骨脂素(Psoralen)基本骨架的不同部位上，如5所示(见附图2)。其他种类的对核酸双螺旋链具有特异插入结合作用的分子也在我们的研发之列，如一氮蒽(acridine)类衍生物6(见附图2)。
在我们的新补骨脂素衍生物中，补骨脂素(Psoralen)基本骨架未变，它们对核酸的双螺旋链的插入和随后的光化学反应功能未变。我们将其变成二联体，并加上特异功能基团，使得它们不仅具更强的灭活病毒病菌的能力，而且在处理完生物制品后，借助所加上的特异功能基团很容易将残余物彻底去除。根据各种不同具体实际应用需求，我们合成出一系列新的补骨脂素衍生物，其中部分如附图3所示。这里对附图3所表示的一系列新的补骨脂素衍生物作一详细描述(7)Q1-Z1-W1-Y[-L-U]-W2-Z2-Q2(8)Q1-Z1-W-Z2-Q2(9)V-Z1-W1-Y[-L-U]-W2-Z2-Q2(10) V-L-Z-Q(11) U-L-Z-Q这里Y[-L-U]表示着侧链[-L-U]是连接在三分叉Y的一个分叉上。Q，Q1，Q2包括可以发生光化学反应的化学基团或分子，这里主要是从补骨脂素衍生物系列5和一氮蒽(acridine)类系列衍生物系列6种挑选出。连接在补骨脂素衍生物系列5上可以在如下的位置上派洛宁环(pyrone-side)上C3，C4，C5和C8位上，其相对应的连接基团单位是R3，R4，R5，R′4，R′5，和R8。呋喃(furan-side)环上C4′和C5′位上，其相对应的连接基团单位是R’4和R’5。连接在一氮蒽(acridine)类衍生物6上是位置C9，其相对应的连接基团单位是R9。
R3，R4，R5，R′4，R′5，R8和R9包括X(CH2)n，X(CH2CH2X′)n，在这里n＝0-20；在这里X包括但并不限制在下列组合Br，Cl，I，CH3SO2，CF3SO2，p-CH3C6H4SO2，OH，CHO，CO2H，COCl，COOR1，NH2，NHR，NHNH2，NHOH，ONH2，SH，SSR，在这里R1包括(CH2)nCH3，C6H5CH2O，R包括(CH2)nCH3，n＝0-5；在这里X’包括O，NH，S。在补骨脂素衍生物系列5中C3，C4，C5和C8位置上和一氮蒽(acridine)类衍生物6中C9位置上，如果其中任何一个位置被挑选用来作为共扼连接点同另外一个补骨脂素衍生物系列5，或者一氮蒽类衍生物6，或者功能基团U或V相联接，那麽其余的位置C3，C4，C4′，C5，C5′和C8独立地包括但并不限制在下列组合R3，R4，R5，R′4，R′5，R8＝H，Br，Cl，(CH2)nCH3，在这里n＝0-5；X(CH2)nCH3，在这里n＝0-5，X＝NH，O，S。Z，Z1，Z2作为桥链W与补骨脂素衍生物系列5或一氮蒽(acridine)类衍生物6之间的化学键连接基团，包括但并不限制在下列组合OCH2，NHCH2，CH2NH，NHCOCH2，OCOCH2，COOCH2，ONHCH2，NHNHCH2，SCH2，S-S。
作为连接桥链W，W1，W2独立地包括但并不限制在下列组合(CH2)n，在这里n＝1-25；[X(CH2)n]m，在这里X＝O，NH，NR，S，CONH，NHCO，n＝1-5，m＝1-100，R＝(CH2)jCH3，j＝0-5Y是具有三个分链连接在一点的三分叉形化学结构，Y包括但并不限制在下列组合N[(CH2)n]3X，在这里n＝1-5；X＝O，NH，NR，S，CONH，NHOC，ONH，R＝(CH2)nCH3，n＝0-5X′(CH2)mCR[(CH2)nX″](CH2)pX，在这里R＝H，(CH2)nCH3，n＝0-5；m，n，p＝1-6，m，n和p可以是相同或各自独立不同的数目；X′，X″，X可以是相同或各自独立不同的下列基团O，NH，NR，S，CONH，NHOC，ONH。L也是连接桥链，L包括但并不限制在下列组合(CH2)n，在这里n＝1-6；[X(CH2)n]m，X＝O，NH，NR，S，CONH，NHCO，在这里n＝1-5，m＝1-20，R＝(CH2)jCH3，j＝0-5。U是具亲和分离功能的化学基团或者生物分子，可以与为它们而特定设计的固相表面形成化学键，因而可以在处理完生物样品后很容易被清除干净。U包括但并不限于下列组合羟胺基ONH2，肼基HNNH2，醛基CHO，氨基NH2，生物素(biotin)，谷胱甘肽(glutethione)，六组胺肽[Histadine]6，小肽(peptide)，寡聚核酸(oligonucleotide)。V是具特定功能的化学基团或者生物分子，V包括但并不限于下列组合用于标定或检测核酸，该类包括但并不限于荧光素(fluorescein)或具荧光的化学或者生物分子，生物素(biotin)，谷胱甘肽(glutathione)，小肽(peptide)，蛋白质，抗体，寡聚核酸(oligonucleotide)。
用于增强穿透细胞膜或病毒体膜能力，该类包括但并不限于脂肪分子链(CH2)nCH3，n＝6-20；胆甾醇(cholesterol)；带正电核的分子链(CH2)nN(CH3)3+X-，n＝6-20，X包括但并不限于Cl-，CH3CO2-。
用于引导并加强补骨脂素衍生物与核酸结合和插入，该类包括但并不限于多聚亚胺和寡聚亚胺NR′(CH2)mNR″(CH2)nNR，在这里m，n＝1-6；R′，R″，R可以是相同或各自独立不同的下列基团H，CH3，CH2CH3。
铰联核酸在我们的新补骨脂素衍生物二联体(7)(如附图3所示)中，两个补骨脂素(Psoralen)衍生物分子通过一个三分叉Y形结构的化学分子链连接，剩下的第三条化学分子链Q1-Z1-W1-Y[-L-U]-W2-Z2-Q2(7)与U相连接。U是具有亲和分离功能的化学基团或者生物分子。与目前所通用的含单一补骨脂素环的众多衍生物相比，这样的补骨脂素衍生物二联体(7)可以增强对核酸的铰联作用。
如在附图4中所示，二联体(7)中的两个补骨脂素衍生物环可以插入在脱氧核糖核酸(DNA)(12)的双螺旋链中的不同的两个位置上，两个插入位置间的相对距离一方面取决于连接两个补骨脂素衍生物环的分子W1-Y-W2的长度，另一方面取决于核酸(DNA)(12)双螺旋链的立体空间结构。二联体(7)与脱氧核糖核酸(DNA)(12)的结合体(13)在波长320-380nm紫外光照射下，补骨脂素(Psoralen)与核酸(DNA)中的嘧啶碱基环形成共价化学键，将脱氧核糖核酸(DNA)的双螺旋链有效地铰联成(14)。这样的补骨脂素二联体(7)可以大幅地提高对核酸(DNA)的铰联作用。
这样的补骨脂素衍生物二联体(7)对单链核糖核酸(RNA)光化学铰联的效果要比含单一补骨脂素环衍生物强得多。单链核糖核酸(RNA)可自身回折在某些局部形成双螺旋链区域。通常补骨脂素衍生物环可以插入在核糖核酸(RNA)的双螺旋链区域中，经紫外光照射下使核糖核酸(RNA)的双螺旋链区域发生铰联。但是如果在近邻的相对应的双螺旋链互补链上没有同时存在两个嘧啶碱基，那麽补骨脂素(Psoralen)环的一侧可能会与一个嘧啶碱基环形成共价化学键，而补骨脂素(Psoralen)环的另一侧环就不会与该核酸双螺旋链的互补链形成另一对共价化学键。其结果是核酸的一条链同补骨脂素(Psoralen)基本骨架环嫁接，而双螺旋链并没有被铰联在一起。况且单链核酸(RNA)的双螺旋链区域少且短，补骨脂素(Psoralen)衍生物的插入量少；另一方面，插入的单一补骨脂素环衍生物不能有效地将双螺旋链区的两条链同时锁住。这样单一补骨脂素环衍生物对病毒的单链核酸(RNA)的逆转录生物功能抑制作用就会降低。
如在附图5中所示，我们的新补骨脂素衍生物二联体(7)中的两个补骨脂素衍生物环不仅可以插入在核糖核酸(RNA)(15)的一个长双螺旋链区域中的不同的两个位置上，而且可以插入在核糖核酸(RNA)(15)的两个不同但相近的双螺旋链区域中。这样对一个长双螺旋链区域中的不同的两个位置上进行铰联，可以大幅度提高对核糖核酸(RNA)的铰联效果。更重要的是新补骨脂素衍生物二联体(7)对核糖核酸(RNA)(15)的两个不同但相近的双螺旋链区域进行铰联，即便是单独的双螺旋链区域的两条互补链未被铰联，但是两个相近的双螺旋链区域可以被铰联，铰联的链桥是连接两个补骨脂素衍生物环的分子链W1-Y-W2。与含单一补骨脂素环衍生物相比，我们的新补骨脂素衍生物二联体(7)可以有效地阻止病毒的单链核酸(RNA)的逆转录生物功能。达到彻底灭活病毒的目的。
用后清除在我们的新补骨脂素衍生物二联体(7)中，在三分叉Y形结构的第三条化学分子链L与U相连接。
Q1-Z1-W1-Y[-L-U]-W2-Z2-Q2(7)U是具有亲和分离功能的化学基团或者生物分子。U的设计和选择是基于下列考量的1、特异的亲和作用U是具亲和分离功能，能与特定化学基团或者生物分子发生特异的亲和作用而结合在一起。如将些与功能团U可发生特异结合作用的化学基团或者生物分子植建在固相膜或者固体微粒表面上，他们就可以用来分离带有功能团U的新补骨脂素衍生物二联体(7)。在处理完生物制品之后，例如血液制品，将生物制品通过这种特定设计固相表面或者与特定设计的固体微粒相混合，未参与反应的带有功能团U的新补骨脂素衍生物二联体(7)会以快速的化学反应动力学与固相表面形成化学键或分子亲和作用，同时与核酸发生铰联反应后的产物液会用其所带的功能团U与固相表面形成化学键或分子亲和作用，这样对人体有害或者不利于进一步医学或生物研究的遗留物或产物能够被彻底清除了。2、光化学稳定性功能团U应具有光化学稳定性，在紫外光或可见光照下自身不能发生化学变化，亦不能与所处理或所研究的生物制品中的生物分子或化学分子发生光化学反应。3、医学与生物安全性功能团U不能与所处理或所研究的生物制品中的生物分子或化学分子发生反应。4、生物与化学稳定性在生物制品中(如血液中)和化学溶剂环境中功能团U应具有足够的稳定性。
我们选择U包括但并不限于下列组合羟胺基ONH2，肼基HNNH2，醛基CHO，氨基NH2，生物素(biotin)，谷胱甘肽(glutethione)，六组胺肽[Histadine]6，小肽(peptide)，寡聚核酸(oligonucleotide)。
羟胺基ONH2，肼基HNNH2和氨基NH2会与醛基CHO或者与羰基CO形成共价双键。生物素(biotin)对抗生蛋白链菌素(streptavidin)有极大的亲和性和专一性。谷胱甘肽(glutathione)对谷胱甘肽S-转移酶((glutathione transferase)有亲和性和专一性。六组胺肽[Histadine]6与含金属镍离子的络合物能形成稳定的络合物。一些小肽(peptide)可以与许多蛋白质有亲和作用。寡聚核酸(oligonucleotide)可以与有互补作用的核酸或者寡聚核酸(oligonucleotide)杂交，形成稳定的双螺旋链。
其他种新补骨脂素衍生物除了补骨脂素衍生物二联体(7)外，根据不同的医疗与生物研究和应用的需要，我们设计和合成了许多种新的补骨脂素衍生物，我们选择包括但并不限于下列组合(7)Q1-Z1-W1-Y[-L-U]-W2-Z2-Q2(8)Q1-Z1-W-Z2-Q2(9)V-Z1-W1-Y[-L-U]-W2-Z2-Q2(10) V-L-Z-Q(11) U-L-Z-Q
医疗与生物上的应用我们的新补骨脂素(Psoralen)衍生物系列与目前所常用的含单一补骨脂素环的众多衍生物相比，有很多的优点。这样的补骨脂素衍生物二联体(7)可以增强对核酸(DNA，RNA)的铰联作用，达到彻底灭活病菌病毒的目的。处理完生物制品后，对人体有害或者不利于进一步医学或生物研究的遗留物或产物能够被清除掉。我们的新补骨脂素(Psoralen)衍生物系列的光化学反应可以被广泛应用于核酸以及生物体的研究和应用上。
在核酸结构研究上，我们的新补骨脂素(Psoralen)衍生物系列可以作用在包括但并不限于病毒核酸、病菌核酸、淋巴细胞核酸和组织细胞核酸。可以用来研究脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的结构和功能。[George D.Cimino，etc.，Ann.Rev.Biochem.(1985)，54，1151]可以连接功能基团在核酸上，包括但并不限于荧光素(fluorescein)或具荧光的化学或者生物分子，生物素(biotin)，谷胱甘肽(glutathione)，小肽(peptide)，蛋白质，抗体，寡聚核酸(oligonucleotide)。
可以用来固化核酸在固相表面上，包括但并不限于生物芯片、生物传感器、生物检测膜片、亲和分离用的固相膜或者固体微粒表面、固定细胞和生物组织膜片。
应用在抑制或灭活许多生命体活性，包括但并不限于正常和病变的组织和细胞等。经新补骨脂素(Psoralen)系列衍生物处理和紫外光照射处理后，因其基因物质-核酸(DNA或RNA)被灭活，从而使其失去遗传和繁殖功能。这使得这一技术在医学和生物学领域里有很高的应用价值，如在一些癌治疗上。
我们的新补骨脂素(Psoralen)衍生物系列可以应用在包括但并不限于抑制或灭活生物制品中的病毒和病菌。包括但并不限于一个应用实例是在处理血液制品上。我们的新补骨脂素(Psoralen)衍生物系列能够有效地灭活血液制品中可能存在的能致病的病毒或病原菌等有害生物体，包括但并不限于艾滋病毒(HIV)，B型或C型肝炎病毒(HBV或HCV)，非典型肺炎(SARA)，等。这些病毒的主要传染途径之一就是通过输血，已知人体可能携带的许多病毒或病原菌以及一些目前尚未认识到的病毒或病原菌等存在于人血液中。我们的新补骨脂素(Psoralen)衍生物系列可以用来对血液制品的处理。
我们的新补骨脂素(Psoralen)系列衍生物可以用来发展疫苗。新补骨脂素衍生物能更有效地铰联核酸双螺旋链，特别是有效地增加铰联病毒单链核糖核酸(RNA)双螺旋链区域的机会，达到彻底灭活病毒的效果。强力的灭活病毒效果使得所使用的新补骨脂素衍生物试剂浓度减低，紫外光照时间短，对疫苗的抗原生物结构和导致免疫的性质的破坏性大幅度减小，因此疫苗的免疫效果更强。可发展的疫苗包括并不限于冠状病毒(Coronavirus)疫苗、非典型肺炎(SARA)疫苗、癌疫苗、流感疫苗、腺病毒(Adenovirus)疫苗、疱疹病毒(Herpesvirus)疫苗、乳头多瘤空泡病毒(Papovavirus)疫苗、痘病毒(Poxvirus)疫苗、呼吸道肠道孤儿病毒(Reoviruses)疫苗、杯状病毒(Calicivirus)疫苗、小核糖核酸RNA病毒(Picornavirus)疫苗、疱疹性口炎病(Vesicular stomatitis virus)疫苗、黄热病(Yellow fever virus)疫苗、牛羊的蓝舌病(Bluetongue)疫苗、等等。
化学合成在我们的新补骨脂素衍生物二联体(7)中，W1、W2和L用来连接两个补骨脂素衍生物和一个具有亲和分离功能的化学基团或者生物分子U，这三部分连接链有多种选择。其中一类是使用聚乙二醇作分子链，这里提供W1、W2和L都是由聚乙二醇作分子链构成的例子。
Q1-Z1-W1-Y[-L-U]-W2-Z2-Q2(7)已知聚乙二醇不会对人体产生诱变性作用和免疫反应，众多的聚乙二醇类分子已被广泛地应用在体内和体外生物制品和医疗上。聚乙二醇类分子可与生物分子和谐共存，在生物试剂和化学溶剂中具有很强的稳定性，并且聚乙二醇类分子具有很强的水溶性。这些性质对于该类化合物在在体内生物制品和医疗应用上是很重要的。
如在附图6中(16)所示，用来连接两个补骨脂素衍生物和一个具有亲和分离功能的化学基团或者生物分子U的三部分连接链W1、W2和L都是由聚乙二醇作分子链构成。在附图6中(17)所示的用来连接一个补骨脂素衍生物，一个具特殊功能基团V和一个具有亲和分离功能的化学基团或者生物分子U的三部分连接链W1、W2和L也都是由聚乙二醇作分子链构成。
在附图6所示的两类系列(16)和(17)中，Z包括但并不限于OCH2，CH2O，NHCH2，CH2NH，NHCOCH2，CH2CONH，OCOCH2，COOCH2，ONHCH2，CH2ONH，NHNHCH2，SCH2，CH2S，S-S。
V是具特定功能的化学基团或者生物分子，V包括但并不限于下列组合用于标定或检测核酸，该类包括但并不限于荧光素(fluorescein)或具荧光的化学或者生物分子，生物素(biotin)，谷胱甘肽(glutathione)，小肽(peptide)，蛋白质，抗体，寡聚核酸(oligonucleotide)。
用于增强穿透细胞膜或病毒体膜能力，该类包括但并不限于脂肪分子链(CH2)nCH3，n＝6-20；胆甾醇(cholesterol)；带正电核的分子链(CH2)nN(CH3)3+X-，n＝6-20，X包括但并不限于Cl-，CH3CO2-。
用于引导并加强补骨脂素衍生物与核酸结合和插入，该类包括但并不限于多聚亚胺和寡聚亚胺NR′(CH2)mNR″(CH2)nNR，在这里m，n＝1-6；R′，R″，R可以是相同或各自独立不同的下列基团H，CH3，CH2CH3。
先从合成含聚乙二醇分子的Y形三分叉结构的分子链W1-Y[-L]-W2开始，我们用四聚乙二醇分子H(OCH2CH2)4OH为例来阐述合成方法。如在附图7中所示，四聚乙二醇分子H(OCH2CH2)4OH(18)两个端点的一级羟基OH的其中一个可以被溴化(19)，(19)中溴基被邻苯二甲酰羟胺取代，形成中间体(20)。然后(20)的另一个一级羟基OH可以被甲磺酰化形成(21)。
Y形三分叉结构包含但并不限于N[(CH2)n]3X，在这里n＝1-5；X＝O，NH，NR，S，CONH，NHOC，ONH，R＝(CH2)nCH3，n＝0-5。在这里我们用三羟乙基胺为例来阐述合成方法。如在附图8中所示，三羟乙基胺(22)中的三分之一的羟基OH被适量的氢化钠NaH活化，再与被甲磺酰化活化了的(21)发生亲核取代反应，形成(23)。(23)与一卤代四聚乙二醇分子H(OCH2CH2)4X(24)[X＝Cl，Br，I]发生亲核双取代反应，形成(25)。这样就有了含聚乙二醇分子的Y形三分叉结构的分子链W1-Y[-L]-W2部分。
如附图9中(26)所示，按此合成方法，一系列的含聚乙二醇分子的Y形三分叉结构的分子链W1-Y[-L]-W2部分就可以合成出来，其中三个含聚乙二醇分子支链可以是不同长度的。如附图9中所示，(26)可以转变成带有化学上亲电基团的(27)或亲核基团(28)。在带亲电基团的(27)中，X包括但并不限于Cl，Br，I，CH3SO2，CF3SO2，p-CH3C6H4SO2，CHO，CO2H，COCl，COOR，在这里R包括CH3，p-O2NC6H4CH2O。在带亲核基团(28)中，Y包括但并不限于NH2，NHR，NHNH2，NHOH，ONH2，SH，SSR，在这里R包括(CH2)nCH3，n＝0-5。
在附图9所示的含聚乙二醇分子的Y形三分叉结构的分子链系列(26)、(27)和(28)中，三个含聚乙二醇分子支链可以是相同或不同长度的，在这里，聚乙二醇的单位数目m，n和p独立地包括但并不限于m，n，p＝0-200。在我们的优先选择m，n和p独立地包括但并不限于m，n，p＝0-20如附图10和11所示，含聚乙二醇作分子链的新补骨脂素衍生物二联体系列(16)可以通过两个类似途径合成。在附图11所示的合成途径里，在补骨脂素衍生物(30)[4’-X-methyl-4，5’，8-trimethylpsoralen]中，X是带亲电基团，X包括但并不限于Cl，Br，I，CH3SO2，CF3SO2，p-CH3C6H4SO2，CHO，CO2H，COCl，COOR，SSR，在这里R包括CH3，p-O2NC6H4CH2O，C6F5O。在含聚乙二醇分子的Y形三分叉结构的分子链系列(29)中，Y是带亲核基团，Y包括但并不限于OH，NH2，NHR，NHNH2，NHOH，ONH2，SH。两个补骨脂素衍生物(30)[4’-X-methyl-4，5’，8-trimethylpsoralen]可以通过化学键Z连接在含聚乙二醇分子的Y形三分叉结构的分子链系列(29)的两个敞开的端点上，形成中间体(31)。这里Z包括但并不限于OCH2，CH2O，NHCH2，CH2NH，NHCO，CONH，OCOCH2，COOCH2，ONHCH2，CH2ONH，NHNHCH2，SCH2，CH2S，S-S。在化合物肼的作用下，保护基团邻苯二甲酸可被去除，得到(32)。进一步的稀盐酸溶液处理，(32)中的三级胺和可能存在的二级胺会形成带电荷的盐酸盐(33)。盐酸盐形式的(33)不仅可以有利于进一步纯化该产品和使该化合物稳定储存，而且新补骨脂素衍生物二联体(33)在水溶性的生物制品或试剂中具有更强的溶解性。更为重要的是桥链上带的正电荷会有助于新补骨脂素衍生物二联体(33)与核酸中带负电荷的磷酸二酯骨链结合，从而增加(33)对核酸双螺旋链的插入作用。
附图11所示的另一条合成途径里，两个起始反应物的亲电基团和亲核基团进行了对调。在补骨脂素衍生物(35)[4’-Y-methyl-4，5’，8-trimethylpsoralen]中，Y是化学上带亲核性的基团，Y包括但并不限于OH，NH2，NHR，NHNH2，NHOH，ONH2，SH。在含聚乙二醇分子的Y形三分叉结构的分子链系列(34)中，X是化学上带亲电性的基团，X包括但并不限于Cl，Br，I，CH3SO2，CF3SO2，p-CH3C6H4SO2，CHO，CO2H，COCl，COOR，SSR’，在这里R包括CH3，p-O2NC6H4CH2O，C6F5O。同样，两个补骨脂素衍生物(35)[4’-Y-methyl-4，5’，8-trimethylpsoralen]可以通过化学键Z连接在含聚乙二醇分子的Y形三分叉结构的分子链系列(34)的两个敞开的端点上，形成中间体(36)。这里Z包括但并不限于OCH2，CH2O，NHCH2，CH2NH，NHCO，CONH，OCOCH2，COOCH2，ONHCH2，CH2ONH，NHNHCH2，SCH2，CH2S，S-S。用化合物肼去除保护基团邻苯二甲酸，得到(37)。经稀盐酸溶液处理，(37)中的三级胺和可能存在的二级胺会形成带电荷的盐酸盐(38)。
附图12所示，使用含聚乙二醇分子的Y形三分叉结构的分子链系列(39)来合成含单一补骨脂素环的系列衍生物(42)。在(42)系列衍生物中，都含有一个补骨脂素衍生物，一个具特殊功能基团V和一个具有亲和分离功能的化学基团或者生物分子U。在补骨脂素衍生物(40)[4’-X-methyl-4，5’，8-trimethylpsoralen]中，X是带亲电基团，X包括但并不限于Cl，Br，I，CH3SO2，CF3SO2，p-CH3C6H4SO2，CHO，CO2H，COCl，COOR，在这里R包括CH3，p-O2NC6H4CH2O，C6F5O。在含聚乙二醇分子的Y形三分叉结构的分子链系列(39)的两个敞开的氨基端点上，其中一个端点一级氨与补骨脂素衍生物(40)[4’-X-methyl-4，5’，8-trimethylpsoralen]中的X亲电基团反应，生成(41)。连接点Z包括但并不限于NH，N＝CHCH2，NHCOCH2。(41)中剩下的一个端点一级氨可以用来连接许多的具特殊功能基团V来制备系列衍生物(42)，其中V包括但并不限于下列组合荧光素(fluorescein)或具荧光的化学或者生物分子，生物素(biotin)，谷胱甘肽(glutathione)，小肽(peptide)，蛋白质，抗体，寡聚核酸(oligonucleotide)，脂肪分子链(CH2)nCH3，n＝6-20；胆甾醇(cholesterol)，带正电核的分子链(CH2)nN(CH3)3+X-，n＝6-20，X包括但并不限于Cl-，CH3CO2-，多聚亚胺和寡聚亚胺NR′(CH2)mNR″(CH2)nNR，在这里m，n＝1-6；R′，R″，R可以是相同或各自独立不同的下列基团H，CH3，CH2CH3。将(42)用化合物肼去除保护基团邻苯二甲酸，再经稀盐酸溶液处理，(42)中的三级胺和可能存在的二级胺会形成带电荷的盐酸盐(43)。附图13所示的是一个具体合成含四聚乙二醇作分子链的新补骨脂素衍生物二联体实例，其具体详细的实验步骤在下面的实验实例中描述。
实验实例实例一合成2-{2-[2-(2-bromoethoxy)ethoxy]ethoxy}ethanol(19)117克四聚乙二醇(tetraethylene glycol)，184克三苯基磷(triphenylphosphine)，122克DEAD(diethyl azodicarboxylate)，和87克溴化锂(LiBr)混合在1000毫升无水四氢呋喃(THF)溶液中，室温搅拌30小时。用旋转蒸发器和高效真空泵除去溶剂，用硅胶色谱柱将产品(19)从粗产品混合物中分离出来，使用15％的甲醇在二录甲烷作为洗脱溶剂。得到144.3克产品(19)，产率97％。元素分析结果C，37.74％；H，6.81％；Br，30.89％与计算结果C，37.37％；H，6.66％；Br，31.08％相一致。质谱分析结果理论计算257.126，实验结果257.874。
实例二合成N-2-{2-[2-(2-hydroxyethoxy)ethoxy]ethoxy}ethanoxyphthalimide(20)122克N-Hydroxyphthalimide，124克2-{2-[2-(2-bromoethoxy)ethoxy]ethoxy}ethanol(19)，400毫升无水二甲基甲酰胺(DMF)和104.5毫升无水三乙基胺混合在1000毫升圆底烧瓶中，搅拌，加热60℃五小时，然后室温搅拌30小时。用旋转蒸发器和高效真空泵除去溶剂和试剂，用硅胶色谱柱将产品(20)从粗产品混合物中分离出来，使用8％的甲醇在二录甲烷作为洗脱溶剂。得到137.4克产品(20)，产率81％。元素分析结果实验结果C，56.86％；H，6.47％；N，3.54％，计算结果C，56.63％；H，6.24％；N，4.13％。质谱分析结果理论计算339.34，实验结果339.79。
实例三合成中间体(21)将137克N-2-{2-[2-(2-hydroxyethoxy)ethoxy]ethoxy}ethanoxyphthalimide((20)溶于400毫升无水二录甲烷中，加入81毫升无水吡啶。在搅拌下，缓慢加入37.2毫升甲磺酰录，室温搅拌6小时。以下列顺序进行萃取2×100毫升0.2M HCl去除吡啶；2×100毫升水。用微粒状固体无水硫酸钠干燥20分钟，过滤，用旋转蒸发器和高效真空泵除去溶剂和试剂。油状中间体(21)无需纯化，溶于100毫升无水二甲基甲酰胺(DMF)中可马上用于下一步反应。
实例四合成N-2-{2-{2-[2-(N，N-2-dihydroxylethylamino)ethoxy]ethoxy}ethoxy}ethanoxyphthalimide(23)60克三羟乙基胺(三乙醇胺Triethanolamine)N(CH2CH2)3OH(22)溶于200毫升无水二甲基甲酰胺(DMF)中，在搅拌下，缓慢加入12克氢化钠(NaH)，室温搅拌20分钟。然后，在搅拌下，缓慢加入中间体(21)的无水二甲基甲酰胺(DMF)溶液，室温搅拌24小时。用旋转蒸发器和高效真空泵除去溶剂和试剂，用硅胶色谱柱将产品(23)从粗产品混合物中分离出来，使用15％的甲醇在二录甲烷作为洗脱溶剂。得到147克产品(23)，产率78％。元素分析结果实验结果C，56.38％；H，7.44％；N，5.37％，计算结果C，56.16％；H，7.28％；N，5.96％。质谱分析结果理论计算470.51，实验结果470.73。
实例五合成(25)141克(23)溶于200毫升无水二甲基甲酰胺(DMF)中，在搅拌下，缓慢加入18克氢化钠(NaH)，室温搅拌20分钟。其间，将222.5克2-{2-[2-(2-bromoethoxy)ethoxy]ethoxy}ethanol(19)在搅拌下溶于200毫升无水二甲基甲酰胺(DMF)中。将(23)与氢化钠在二甲基甲酰胺中的反应溶液缓慢加入在搅拌中的(19)二甲基甲酰胺溶液里，室温搅拌30小时。用旋转蒸发器和高效真空泵除去溶剂和试剂，用硅胶色谱柱将产品(25)从粗产品混合物中分离出来，使用25％的甲醇在二录甲烷作为洗脱溶剂。得到168克产品(25)，产率72％。元素分析结果C，55.72％；H，8.31％；N，3.02％与计算结果C，55.46％；H，8.08％；N，3.40％相一致。质谱分析结果理论计算822.93，实验结果823.01。
实例六合成(44)将824毫克(25)溶于30毫升无水二录甲烷中，加入0.4毫升无水吡啶。在搅拌下，缓慢加入252毫克甲磺酰录，室温搅拌3小时。以下列顺序进行萃取2×10毫升0.2M HCl去除吡啶；2×10毫升水。用微粒状固体无水硫酸钠干燥20分钟，过滤，用旋转蒸发器和高效真空泵除去溶剂和试剂。油状中间体(44)无需纯化，可马上用于下一步反应。
实例七合成(47)516毫克补骨脂素(Psoralen)衍生物(4′-Hydroxymethyl-4，5′，8′-trimethylpsoralen，也叫做4′-Hydroxymethyltrioxsalen)(45)溶于20毫升无水二甲基甲酰胺(DMF)中，在搅拌下，缓慢加入53毫克氢化钠(NaH)，室温搅拌20分钟，得到中间体(46)溶液。其间，将油状中间体(44)在搅拌下溶于10毫升无水二甲基甲酰胺(DMF)里，然后将(44)的二甲基甲酰胺溶液缓慢加入到进行搅拌中的中间体(46)溶液里，室温搅拌30小时。用旋转蒸发器和高效真空泵除去溶剂和试剂，用硅胶色谱柱将合成出的(47)从粗产品混合物中分离出来，使用10％的甲醇在二录甲烷作为洗脱溶剂。得到886毫克产品(47)，产率68％。元素分析结果C，H，N与计算结果相一致。质谱分析结果理论计算1303.49，实验结果1303.58。
实例八合成(49)782毫克(47)溶于20毫升二甲基甲酰胺(DMF)中，在搅拌下，缓慢加入0.5毫升单肼水合物(hydrazine，monohydrate)，在60℃加热搅拌28小时。用旋转蒸发器和高效真空泵除去溶剂和试剂。去掉保护基团的中间体(48)混合物在10毫升0.2N HCl溶液中搅拌2小时，沉淀出来的邻苯二甲酰肼(phthalhydrazide)过滤除掉。用旋转蒸发器和高效真空泵除去溶液和试剂，用硅胶色谱柱将合成出的(47)从粗产品混合物中分离出来，先用30％的甲醇在三录甲烷，再用50％的甲醇在三录甲烷作为洗脱溶剂。得到651毫克产品(47)，产率87％。元素分析结果C，57.96％；H，8.62％；N，2.02％；Cl，5.61％与计算结果C，57.82％；H，7.28％；N，2.25％；Cl，5.69％相一致。质谱分析结果理论计算1246.24，实验结果1246.87。
附图11补骨脂素(Psoralen)2Methoxsalen(8-methoxylpsoralen)3Trioxsalen(4，5′，8-trimethylpsoralen)4Amotosalen[4’-(4-amino-2-oxa)butyl-4，5’，8-trimethylpsoralen]附图25Psoralen derivatives6Accidine derivatives附图3系列新的补骨脂素衍生物通式附图4二联体补骨脂素衍生物环插入脱氧核糖核酸(DNA)的双螺旋链中的两个位置上，在紫外光照射下，将脱氧核糖核酸(DNA)的双螺旋链有效地铰联成在一起。
附图5新补骨脂素衍生物二联体中的两个补骨脂素衍生物环不仅可以插入在核糖核酸(RNA)中的一个长双螺旋链区域中的不同的两个位置上，而且可以插入在核糖核酸(RNA)中的两个不同但相近的双螺旋链区域中。在紫外光照射下，将核糖核酸(RNA)的双螺旋链有效地铰联成在一起。
附图6两类新的补骨脂素衍生物系列(16)和(17)。
附图7用四聚乙二醇分子H(OCH2CH2)4OH为例来阐述合成桥链方法。
附图8合成含聚乙二醇的Y形三分叉结构的分子链W1-Y[-L]-W2部分的合成方法。
附图9一系列的含聚乙二醇分子的Y形三分叉结构的分子链W1-Y[-L]-W2部分，其中三个含聚乙二醇分子支链可以是不同长度的。
附图10合成新补骨脂素衍生物二联体系列途径一。
附图11合成新补骨脂素衍生物二联体系列途径二。
附图12使用含聚乙二醇分子的Y形三分叉结构的分子链系列来合成含单一补骨脂素环的系列衍生物，一个具特殊功能基团V和一个具有亲和分离功能的化学基团或者生物分子U。
附图13一个具体合成含四聚乙二醇作分子链的新补骨脂素衍生物二联体实例，其具体详细的实验步骤在实验实例中描述。
权利要求
1.一种补骨脂素(Psoralen)衍生物，如通式结构所示Q-Z1-W在这里Q是补骨脂素(Psoralen)衍生物如I所示 补骨脂素(Psoralen)(I)三个环上的C3，C4，C5，C4’，C5’，和C8六个位置中其中的一个分别通过连接点Z1与W-U部分连接，其余C3，C4，C5，C4’，C5’，和C8六个位置中的五个位置相对应的取代物R3，R4，R5，R’4’，R’5’，和R8的分别是H，Br，Cl；(CH2)nCH3，在这里n是从0到5的整数；X(CH2)nCH3，在这里n是从0到5的整数，X是NH，O，S。链节点Z1是CH2，OCH2，CH2O，NHCH2，CH2NH，NHCO，CONH，NHCONH，NHCOCH2，CH2NHCO，OCOCH2，COOCH2，ONHCH2，CH2ONH，NHNHCH2，CH2NHNH，SCH2，CH2S，S-S。中间连接部分W具三种结构(一)、W3-U这里W3是(CH2)n，在这里n是从1到25的整数；[X(CH2)n]m，在这里X是O，NH，NR，S，CONH，NHCO，n是从1到5的整数，m是从1到100的整数，R是(CH2)jCH3，j是从0到5的整数。U是(a)、如I所示补骨脂素(Psoralen)衍生物Q，在这里补骨脂素(Psoralen)(I)三个环上的C3，C4，C5，C4’，C5’，和C8六个位置中其中的一个分别通过连接点Z1与W-U部分连接，其余C3，C4，C5，C4’，C5’，和C8六个位置中的五个位置相对应的取代物R3，R4，R5，R’4’，R’5’，和R8的分别是H，Br，Cl；(CH2)nCH3，在这里n是从0到5的整数；X(CH2)nCH3，在这里n是从0到5的整数，X是NH，O，S。(b)、ONH2，HNNH2，CHO，NH2；(c)、生物素(biotin)，谷胱甘肽(glutethione)，六组胺肽[Histadine]6，小肽(peptide)，寡聚核酸(oligonucleotide)，DNA，RNA，蛋白质，抗体；胆甾醇(cholesterol)；(CH2)nCH3，n是从6到20的整数；(CH2)nN(CH3)3+X-，n是从6到20的整数。X是Cl-，CH3CO2-。NR′(CH2)mNR″(CH2)nNR，在这里m，n分别是从1到6的整数；R′，R″，R分别是H，CH3，CH2CH3。(二)、W1-Y[-W3-U]-W2-Z2-V这里W1，W2，W3分别是(CH2)n，在这里n是从1到25的整数；[X(CH2)n]m，在这里X是O，NH，NR，S，CONH，NHCO，n是从1到5的整数，m是从1到100的整数，R是(CH2)jCH3，j是从0到5的整数。链节点Z2是CH2，OCH2，CH2O，NHCH2，CH2NH，NHCO，CONH，NHCONH，NHCOCH2，CH2NHCO，OCOCH2，COOCH2，ONHCH2，CH2ONH，NHNHCH2，CH2NHNH，SCH2，CH2S，S-S。三叉连接部分Y是Y’[(CH2)n]3X，在这里Y’是CH，N，OP，P；n是从1到5的整数；X是CH2，O，NH，NR，S，CONH，NHOC，ONH，NHO，R是(CH2)jCH3，j是从0到5的整数。Y”{[(CH2)nX’(CH2)m]p}3X”，在这里Y”是CH，N，OP，P；m，n分别是从1到5的整数，p是从1到20的整数。X’和X”分别是O，NH，NR，S，CONH，NHOC，ONH，NHO。R是(CH2)jCH3，j是从0到5的整数。在这里U是ONH2，HNNH2，CHO，NH2。在这里V是(a)、如I所示补骨脂素(Psoralen)衍生物Q，在这里补骨脂素(Psoralen)(I)三个环上的C3，C4，C5，C4’，C5’，和C8六个位置中其中的一个分别通过连接点Z1与W-U部分连接，其余C3，C4，C5，C4’，C5’，和C8六个位置中的五个位置相对应的取代物R3，R4，R5，R’4’，R’5’，和R8的分别是H，Br，Cl；(CH2)nCH3，在这里n是从0到5的整数；X(CH2)nCH3，在这里n是从0到5的整数，X是NH，O，S。(b)、生物素(biotin)，谷胱甘肽(glutethione)，六组胺肽[Histadine]6，小肽(peptide)，寡聚核酸(oligonucleotide)，DNA，RNA，蛋白质，抗体；胆甾醇(cholesterol)；(CH2)nCH3，n是从6到20的整数；(CH2)nN(CH3)3+X-，n是从6到20的整数。X是Cl-，CH3CO2-。NR′(CH2)mNR″(CH2)nNR，在这里m，n分别是从1到6的整数；R′，R″，R分别是H，CH3，CH2CH3。(三)、W1-W4-W2-Z2-V这里W1，W2分别是(CH2)n，在这里n是从1到25的整数；[X(CH2)n]m，在这里X是O，NH，NR，S，CONH，NHCO，n是从1到5的整数，m是从1到100的整数，R是(CH2)jCH3，j是从0到5的整数。这里W4是[X1(CH2)n]mX2[(CH2)pX3]q，在这里m，n，p，q是从1到5的整数；X1，X2，X3分别是CH2，NH，NR，O，S，PO2-，R是(CH2)jCH3，j是从0到5的整数。链节点Z2是CH2，OCH2，CH2O，NHCH2，CH2NH，NHCO，CONH，NHCONH，NHCOCH2，CH2NHCO，OCOCH2，COOCH2，ONHCH2，CH2ONH，NHNHCH2，CH2NHNH，SCH2，CH2S，S-S。在这里V是(a)、如I所示补骨脂素(Psoralen)衍生物Q，在这里补骨脂素(Psoralen)(I)三个环上的C3，C4，C5，C4’，C5’，和C8六个位置中其中的一个分别通过连接点Z1与W-U部分连接，其余C3，C4，C5，C4’，C5’，和C8六个位置中的五个位置相对应的取代物R3，R4，R5，R’4’，R’5’，和R8的分别是H，Br，Cl；(CH2)nCH3，在这里n是从0到5的整数；X(CH2)nCH3，在这里n是从0到5的整数，X是NH，O，S。(b)、ONH2，HNNH2，CHO，NH2；(c)、生物素(biotin)，谷胱甘肽(glutethione)，六组胺肽[Histadine]6，小肽(peptide)，寡聚核酸(oligonucleotide)，DNA，RNA，蛋白质，抗体；胆甾醇(cholesterol)；(CH2)nCH3，n是从6到20的整数；(CH2)nN(CH3)3+X-，n是从6到20的整数。X是Cl-，CH3CO2-。NR′(CH2)mNR″(CH2)nNR，在这里m，n分别是从1到6的整数；R′，R″，R分别是H，CH3，CH2CH3。
2.在权利要求1的方法中，补骨脂素(Psoralen)衍生物是
3.在权利要求1中的补骨脂素(Psoralen)衍生物与核酸作用，在300-400nm紫外光照下，与核酸单链和双链发生化学键铰联。那麽，在权利要求1中的补骨脂素(Psoralen)衍生物与核酸的光化学反应包括下列应用(a)用来铰联核酸(DNA和RNA)的单链和双链双螺旋区域；(b)使用所连接的功能性基团与核酸连接，用以标记和检测核酸。
4.在权利要求1中的补骨脂素(Psoralen)衍生物在灭活生物制品和试剂中的病毒和病菌应用中，包括下列程序(a)权利要求1中的补骨脂素(Psoralen)衍生物；(b)与含病毒和病菌的生物制品混合；(c)在300-400nm紫外光照下，与核酸单链和双链发生化学键铰联，灭活生物制品中的病毒和病菌。
5.在权利要求1中的补骨脂素(Psoralen)衍生物在灭活血液制品中的病毒和病菌应用中，包括下列程序(a)权利要求1中的补骨脂素(Psoralen)衍生物；(b)与含病毒和病菌的血液制品混合；(c)在300-400nm紫外光照下，与核酸单链和双链发生化学键铰联，灭活血液制品中的病毒和病菌。
6.在权利要求5的方法中的血液制品包括了血小板(platelets)。
7.在权利要求5的方法中的血液制品包括了血浆(plasma)。
8.在权利要求1中的补骨脂素(Psoralen)衍生物的光化学反应在发展疫苗的应用中，可以用来灭活病毒和病菌或减弱病毒和病菌的生物活性，用来制备疫苗。
9.在权利要求1中的补骨脂素(Psoralen)衍生物，在医疗和生物应用中，未反应的该化合物以及反应产物或副产物的残留物可以经与固相膜或微粒表面接触而分离。
10.在权利要求9中所使用的固相膜或微粒表面经化学修饰带有醛基(CHO)，羰基(CO)功能基团。权利要求1中的补骨脂素(Psoralen)衍生物所带有的羟胺基(ONH2)可以与醛基(CHO)，羰基(CO)功能基团发生专一的化学反应。
全文摘要
几个系列的新型补骨脂素(Psoralen)二联体衍生物已用化学方法合成出来，包含一或两个补骨脂素分子骨架、一个易溶于水的分枝状的化学桥链、一个用于分离的特异功能基团；或含有一个用于标定或检测核酸的化学或生物基团。新化合物与核酸的光化学反应能更有效地铰联核酸双螺旋链，特别是有效地增加铰联病毒的单链核酸(RNA)双螺旋链区域的机会。在处理生物制品，如血液制品中的应用，可彻底灭活病毒菌，如艾滋病毒(HIV)，B型或C型肝炎病毒(HBV或HCV)，非典型肺炎病毒(SARS)等；在发展疫苗的应用中，可灭活或减弱病毒菌的生物活性，如发展抗非典型肺炎病毒(SARS)疫苗等。在处理完生物制品后，新化合物上具分离功能基团可与特定的固相表面形成化学键而被清除干净，不会遗留残留物。
文档编号C12N5/08GK1566114SQ0313797
公开日2005年1月19日 申请日期2003年6月16日 优先权日2003年6月16日
发明者高和田 申请人:高和英, 高和田