化合物及使用了该化合物的标记生物物质的制作方法

本发明涉及一种化合物及使用了该化合物的标记生物物质。

背景技术：

1、为了观察活体内对各种刺激(疾病、环境变化等)的变化，多使用利用荧光性化合物(荧光色素)标记了对目标检测对象物质具有键合性的活体分子(抗体等)的荧光标记生物物质。

2、例如，即使在从蛋白质混合物检测特定的蛋白质的免疫印迹法(以下，也简称为wb。)中，也利用使用对该蛋白质具有键合性的荧光标记抗体来检测上述特定的蛋白质的有无或存在量的荧光法。

3、并且，在分析活体中的活体分子、细胞及组织等的动态及功能等的生物成像技术中，利用观察通过荧光标记可视化的活体的特定的部位的活体荧光成像作为活体观察的技术之一。

4、在上述荧光标记中，通常使用有机荧光色素分子，通常通过使用键合了多个荧光色素分子的荧光标记生物物质，提高亮度(荧光强度)。然而，花青色素、若丹明色素等表示荧光性的有机色素的大部分包含具有高平面性的芳香族发色团，因此容易产生标记后的色素之间的相互作用，其结果，容易产生基于色素之间的自缔合等的相互作用的荧光强度的降低。而且，随着每个活体分子1分子的荧光色素的分子数(荧光标记率：dol)增加，基于自缔合等的荧光强度有进一步下降的倾向。

5、另一方面，在与荧光标记不同的领域中，已知有利用fret(fluorescenceresonance energy transfer；荧光共振能量转移)现象的色素化合物。作为利用这种fret现象的色素化合物，例如，如非专利文献1中所记载的那样，记载有通过包含脯氨酸的氨基酸的肽链连接被激励光激励的荧光体部i(能量供给体)及从荧光体部i接受能量而发光或消光的其他荧光体部ii(能量受容体)的化合物。

6、而且，在专利文献1中，记载有用于根据发光寿命和/或发光强度排列确定分子的方法，且记载有作为用于核酸的排列确定方法的发光标记核苷酸，通过包含聚乙二醇结构的连接体部键合色素与核苷酸而成的化合物。

7、以往技术文献

8、非专利文献

9、非专利文献1：synthesis of polyproline spacers between nir dye pairsfor fret to enhance photoacoustic imaging

10、专利文献

11、专利文献1：日本特表2018-521308号公报

技术实现思路

1、发明要解决的技术课题

2、用于荧光标记的色素要求在溶液或膜等各种状态下显示出优异的荧光强度。然而，在利用如上述非专利文献1中所记载的fret现象的色素化合物中，虽然从荧光体部i发出荧光但是能量被荧光体部ii接收，因此导致作为化合物的荧光强度变低。而且，如上述专利文献1中所记载的那样，在连接色素与核苷酸的连接体部的主链结构中具有聚乙二醇结构的情况下，与具有聚乙二醇结构作为取代基的情况相比，没有成分获得排除体积效果而导致色素缔合，因此荧光强度变低。

3、本发明的课题在于提供一种化合物，其在溶液及膜中的任一状态下也能够获得显示出优异的荧光强度的标记生物物质。并且，本发明的课题在于提供一种将该化合物与生物物质键合而成的标记生物物质。

4、用于解决技术课题的手段

5、即，本发明的上述课题通过下述方法得到解决。

6、〔1〕

7、一种化合物，其具有至少2个荧光体部及由下述通式(i)表示的结构。

8、[化学式1]

9、

10、式中，x1～x3表示-o-、-s-、＞nr1或＞cr2r3。

11、r1～r3表示氢原子、烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、-(l-o)gre、酰基、-nr8r9或-or10。

12、r8～r10表示氢原子、烷基、烯基、炔基、酰基、芳基、杂芳基或-(l-o)gre。

13、l表示亚烷基，re表示氢原子或烷基，g为1～24。

14、la及lb表示单键或将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-o-、-s-、＞c＝o、＞nra、＞s＝o、＞s(＝o)2及＞p(＝o)orb中的1种或2种以上组合而成的连接基团。ra及rb表示氢原子或取代基。

15、n为2以上的整数。

16、其中，由()n括起来的结构具有＞nr1及＞cr2r3中的至少任一者，且由上述()n括起来的结构中所包含的r1～r3中的至少一者为包含-(l-o)gre的基团；和/或la及lb中的至少一者为具有包含-(l-o)gre的基团作为取代基的基团。不存在上述包含-(l-o)(l-o)gre的r1～r3、la及lb中的-(l-o)gre与荧光体及生物物质中的至少任一者键合的情况。

17、*表示键合键。

18、〔2〕

19、根据〔1〕所述的化合物，其由下述通式(ii)表示。

20、[化学式2]

21、

22、式中，r4及r5表示氢原子、烷基、烯基、炔基、酰基、氨基、羟基、烷氧基、硫烷基、芳基或杂芳基。

23、r6及r7表示氢原子、羟基、硫烷基、烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、氨基、酰基、杂芳基、阴离子性基团、阳离子性基团或q。

24、q表示羧基、能够与生物物质键合的取代基或能够与固体支撑体键合的取代基。

25、l1及l6表示亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-o-、-s-、＞c＝o、＞nra、＞s＝o、＞s(＝o)2或＞p(＝o)orb，l2～l5表示单键或将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-o-、-s-、＞c＝o、＞nra、＞s＝o、＞s(＝o)2及＞p(＝o)orb中的1种或2种以上组合而成的连接基团。

26、m表示上述荧光体部、生理活性物质部、前体药物部或放射性同位素含有部。

27、其中，m中的至少2个表示上述荧光体部。

28、m为1以上的整数。

29、x1～x3、r1～r3、la、l、ra、rb、re、g及n与上述x1～x3、r1～r3、la、l、ra、rb、re、g及n含义相同。

30、其中，由()n括起来的结构具有＞nr1及＞cr2r3中的至少任一者，且由上述()n括起来的结构中所包含的r1～r3中的至少一者为包含-(l-o)gre的基团；和/或la、l3及l4中的至少一者为具有包含-(l-o)gre的基团作为取代基的基团。不存在上述包含-(l-o)(l-o)gre的r1～r3、la、l3及l4中的-(l-o)gre与荧光体及生物物质中的至少任一者键合的情况。

31、〔3〕

32、根据〔2〕所述的化合物，其由下述通式(iii)表示。

33、[化学式3]

34、

35、式中，y1～y3、z1～z3及w1～w3表示氢原子、烷基、烯基、炔基、酰基、氨基、羟基、烷氧基、硫烷基、芳基或杂芳基。

36、ll1及ll2表示单键或将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-o-、-s-、＞c＝o、＞nra、＞s＝o、＞s(＝o)2及＞p(＝o)orb中的1种或2种以上组合而成的连接基团。

37、s、t及u为0以上的整数。

38、r1～r7、l1、l2、l5、l6、x1～x3、m、l、ra、rb、re、g、n及m与上述r1～r7、l1、l2、l5、l6、x1～x3、m、l、ra、rb、re、g、n及m含义相同。

39、其中，由()n括起来的结构具有＞nr1及＞cr2r3中的至少任一者，且由上述()n括起来的结构中所包含的r1～r3中的至少一者为包含-(l-o)gre的基团和/或y1～y3、z1～z3及w1～w3中的至少一者为包含-(l-o)gre的基团。不存在上述包含-(l-o)gre的r1～r3、y1～y3、z1～z3及w1～w3中的-(l-o)gre与荧光体及生物物质中的至少任一者键合的情况。

40、〔4〕

41、根据〔3〕所述的化合物，其由下述通式(iv)表示。

42、[化学式4]

43、

44、式中，r6a及r7a表示氢原子、羟基、硫烷基、烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、杂芳基、氨基、酰基、阴离子性基团、阳离子性基团或q。其中，r6a及r7a中的至少一者表示q。

45、l7及l8表示将亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂亚芳基、-o-、-s-、＞c＝o、＞nra、＞s＝o、＞s(＝o)2及＞p(＝o)orb中的1种或2种以上组合而成的连接基团。

46、y4及y5表示氢原子、烷基、烯基、炔基、酰基、氨基、羟基、烷氧基、硫烷基、芳基或杂芳基。

47、r4、r5、l2、l5、x1～x3、y1～y3、z1～z3、w1～w3、m、q、ra、rb、n、m、s、t及u与上述r4、r5、l2、l5、x1～x3、y1～y3、z1～z3、w1～w3、m、q、ra、rb、n、m、s、t及u含义相同。

48、〔5〕

49、根据〔3〕或〔4〕所述的化合物，其满足下述条件(z1)～(z3)中的至少一者。

50、条件(z1)：上述s为1以上的整数且上述y1、z1及w1中的至少一者为包含-(l-o)gre的基团。

51、条件(z2)：上述t为1以上的整数且上述y2、z2及w2中的至少一者为包含-(l-o)gre的基团。

52、条件(z3)：上述u为1以上的整数且上述y3、z3及w3中的至少一者为包含-(l-o)gre的基团。

53、〔6〕

54、根据〔1〕至〔5〕中任一项所述的化合物，其中，

55、由上述通式(i)表示的结构包含x1～x3为＞cr2r3的结构。

56、〔7〕

57、根据〔6〕所述的化合物，其中，

58、上述由通式(i)表示的结构所包含的x1～x3为＞cr2r3的结构中的至少一个r2为-nr8r9或-or10。

59、〔8〕

60、根据〔7〕所述的化合物，其中，

61、上述由通式(i)表示的结构所包含的x1～x3为＞cr2r3，至少1个r2为-nr8r9或-or10的结构中的r8～r10中的至少一者为包含-(l-o)gre的基团。

62、〔9〕

63、根据〔2〕所述的化合物，其由下述通式(v)表示。

64、[化学式5]

65、

66、式中，x4～x9表示-o-、-s-、＞nr101或＞cr102r103。

67、其中，x4～x6中的一者为具有-l10-m作为r101～r103中的任意一者的碳原子或氮原子，x7～x9中的一者为具有-l11-m作为r101～r103中的任意一者的碳原子或氮原子。

68、均不是-l10-m及-l11-m中的任一个的r101～r103表示氢原子、烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、-nr8r9、-or10或阴离子性基团。

69、l10及l11表示单键或2价连接基团。

70、r1～r3、r6～r10、x1～x3、m、n及m与上述r1～r3、r6～r10、x1～x3、m、n及m含义相同。

71、其中，由()n括起来的结构具有＞nr1及＞cr2r3中的至少任一者，且由上述()n括起来的结构所包含的r1～r3中的至少一者为包含-(l-o)gre的基团。不存在上述包含-(l-o)gre的r1～r3与荧光体及生物物质中的至少任一者键合的情况。

72、〔10〕

73、根据〔9〕所述的化合物，其由下述通式(vi)表示。

74、[化学式6]

75、

76、式中，r6a及r7a表示氢原子、羟基、硫烷基、烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、杂芳基、氨基、酰基、阴离子性基团、阳离子性基团或q。其中，r6a及r7a中的至少一者表示q。

77、l12及l13表示连接基团。

78、na及nb为0以上的整数。

79、l10、l11、x1～x9、m、q、n及m与上述l10、l11、x1～x9、m、q、n及m含义相同。

80、其中，由()n、()na或()nb括起来的结构均具有＞nr1及＞cr2r3中的至少任一者，且由上述()n、()na及()nb括起来的结构的每一个具有包含-(l-o)gre的基团作为r1～r3中的至少一者。不存在上述包含-(l-o)gre的r1～r3与荧光体及生物物质中的至少任一者键合的情况。

81、〔11〕

82、根据〔10〕所述的化合物，其中，

83、(a)上述na为1以上的整数，且上述r6a为上述q，和/或(b)上述nb为1以上的整数，且上述r7a为上述q。

84、其中，在上述(a)的情况下，上述l13的最短连接原子数为7以下，在上述(b)的情况下，上述l12的最短连接原子数为7以下。

85、〔12〕

86、根据〔9〕至〔11〕中任一项所述的化合物，其中，

87、由上述通式(i)表示的结构包含x1～x3为＞cr2r3的结构。

88、〔13〕

89、根据〔12〕所述的化合物，其中，

90、上述由通式(i)表示的结构所包含的x1～x3为＞cr2r3的结构中的至少一个r2为-nr8r9或-or10。

91、〔14〕

92、一种标记生物物质，其由〔1〕至〔13〕中任一项所述的化合物与生物物质键合而成。

93、〔15〕

94、根据〔14〕所述的标记生物物质，其中，

95、上述生物物质为蛋白质、氨基酸、核酸、核苷酸、糖链及磷脂中的任一种。

96、发明效果

97、本发明的化合物在溶液及膜中的任意状态下也能够获得显示出优异的荧光强度的标记生物物质。并且，本发明的标记生物物质显示出优异的荧光强度。