具有提升的激發(fā)性質(zhì)的新型發(fā)光鑭系元素螯合物的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本申請(qǐng)公開(kāi)了包括一個(gè)或多個(gè)式(I)或式(III)的發(fā)色部分的發(fā)光鑭系元素螯合物以及相應(yīng)的發(fā)光鑭系元素螯合配體，其中R1、R2和R2*各自獨(dú)立地選自與相鄰的氧原子形成C-O鍵的含碳取代基，R3和R4各自代表在所述螯合物的所述發(fā)色部分和其它部分之間的鍵，且Ln3+為鑭系元素離子。本申請(qǐng)還公開(kāi)了包括綴合至所述發(fā)光鑭系元素螯合物的生物特異性結(jié)合反應(yīng)物(例如抗體)的能檢測(cè)的分子以及實(shí)施生物特異性結(jié)合測(cè)定的方法、這樣的能檢測(cè)的分子在利用特異性發(fā)光的時(shí)間分辨熒光測(cè)定的基于特異性生物親和性的結(jié)合測(cè)定中的用途、和與所述發(fā)光鑭系元素螯合物綴合的固體載體材料。
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有提升的激發(fā)性質(zhì)的新型發(fā)光鑭系元素螯合物

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及在發(fā)射的鑭系元素離子周?chē)哂腥〈谋交胰不拎ぐl(fā)色團(tuán)的新 型鑭系元素螯合物設(shè)計(jì)。所述苯基乙炔基發(fā)色團(tuán)中的取代型式使激發(fā)光譜向更長(zhǎng)的波長(zhǎng)移 動(dòng)并由此使得實(shí)現(xiàn)所述鑭系元素離子在高于340nm的波長(zhǎng)處的有效激發(fā)。本發(fā)明還涉及連 接至生物特異性反應(yīng)物的螯合物以及它們?cè)诟鞣N測(cè)定（分析，assay)中的用途。

【背景技術(shù)】
[0002] 采用長(zhǎng)壽命發(fā)射的發(fā)光鑭系元素螯合物的時(shí)間分辨熒光測(cè)定法（TRF)已經(jīng)被應(yīng) 用于許多特異性結(jié)合測(cè)定例如免疫測(cè)定、DNA雜交測(cè)定、受體-結(jié)合測(cè)定、酶法測(cè)定、生物成 像例如免疫細(xì)胞化學(xué)測(cè)定、免疫組織化學(xué)測(cè)定或者基于細(xì)胞的測(cè)定中，以測(cè)量處于非常低 的濃度的目標(biāo)分析物。此外，鑭系元素螯合物已經(jīng)被用于磁共振成像（MRI)和正電子發(fā)射 斷層成像（PET)中。
[0003] 對(duì)于TRF應(yīng)用，最佳的標(biāo)記物必須滿足若干要求。首先，它必須在基態(tài)和激發(fā)態(tài)兩 者中都是光化學(xué)穩(wěn)定的，并且它必須是動(dòng)力學(xué)和化學(xué)穩(wěn)定的。激發(fā)波長(zhǎng)必須是盡可能高的， 優(yōu)選超過(guò)300nm。它必須具有有效的陽(yáng)離子發(fā)射，即高的發(fā)光產(chǎn)額（yield)(激發(fā)系數(shù)X量 子產(chǎn)額，εΦ)。觀察到的發(fā)光衰減時(shí)間必須是長(zhǎng)的，并且螯合物必須具有良好的水溶性。 為了標(biāo)記的目的，它應(yīng)當(dāng)具有反應(yīng)性基團(tuán)以容許與生物特異性結(jié)合反應(yīng)物的共價(jià)連接，并 且經(jīng)標(biāo)記的生物分子的親和性和非特異性結(jié)合性質(zhì)必須得以保持。
[0004] 盡管在科學(xué)文獻(xiàn)中已成功地采用激發(fā)波長(zhǎng)的移動(dòng)，但是現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題是從發(fā)色 團(tuán)到鑭系元素離子的能量轉(zhuǎn)移是相對(duì)弱的。換句話說(shuō)，激發(fā)波長(zhǎng)向更長(zhǎng)的波長(zhǎng)的移動(dòng)典型 地伴隨有發(fā)射強(qiáng)度的削弱。而且，被公布的結(jié)構(gòu)的大部分不適于用在含水環(huán)境中，即不適于 用作生物親和性測(cè)定中的標(biāo)記試劑。
[0005] Knapton 等的〃Fluorescent Organometallic Sensors for the Detection of Chemical-Warfare-Agent Mimics"，Angew. Chem. Int. Ed. 2006,45, 5825-5829 公開(kāi)了水不 溶性的2, 4-二甲氧基苯基亞乙炔基吡啶。
[0006] W0 2008/020113A1公開(kāi)了發(fā)光鑭系元素標(biāo)記試劑，例如 2,2'，2〃，2" '-{[2-(4_異硫氰酸基苯基）乙基亞氨基]二（亞甲基）二{4-[2_甲氧 基-4-(羧基甲氧基）苯基]吡啶-6, 2-二基}二（亞甲基次氨基）}-四（乙酸根合）}鋱 (III)及其用途。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)提供用于使激發(fā)波長(zhǎng)移動(dòng)至高于340nm、而不損害螯合物性能 (即關(guān)于發(fā)光產(chǎn)額）的總體方法。本發(fā)明由此使得能夠使用便宜的UV LED作為激發(fā)源。目 前，具有充足的激發(fā)能量的365nm UV LED是可利用的，且根據(jù)本發(fā)明的螯合物的激發(fā)光譜 強(qiáng)烈地表明這些螯合物與這樣的UV LED組合的適用性。LED在儀器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)成本 減少和儀器的小型化。
[0008] 而且，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)提供具有高的激發(fā)波長(zhǎng)的高度發(fā)光的水溶性螯合物結(jié) 構(gòu)，盡管發(fā)色團(tuán)具有在中介的（內(nèi)消旋的，mesomeric)鄰位和對(duì)位兩者中的取代的烷氧基 取代基。由于在長(zhǎng)的芳族的含η-電子的結(jié)構(gòu)近旁的額外的親水基團(tuán)，發(fā)色團(tuán)部分的吸收 (吸附）性質(zhì)降低。這意味著，盡管在配體結(jié)構(gòu)中存在甚至三個(gè)獨(dú)立的發(fā)色團(tuán)，但是這些標(biāo) 記物也不應(yīng)遭受增加的背景。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的第一方面涉及包括一個(gè)或多個(gè)式（I)或式（III)的發(fā)色部分的發(fā)光鑭系 元素螯合物
[0010]

【權(quán)利要求】
1. 包括一個(gè)或多個(gè)式（I)或式（III)的發(fā)色部分的發(fā)光鑭系元素螯合物：
其中Ri、R2和當(dāng)存在時(shí)的r2*各自獨(dú)立地選自-(CH2) Η⑶0H、- (CH2) hCOO' - (CH2) 6S03H, - (CH2) ^6803^, - (CH2CH20) - (CH2CH20) - (CH2) ^MC ( = 0) R5、- (CH2) hNCHsC ( = 0) R5、- (CH2) hC ( = 0) NHR5、- (CH2) hC ( = 0) NCH3R5、- (CH2) hNHC (= 0) NHR5、- (CH2) hNHC ( = s) nhr5、- (CH2) ( = 0) r5、和-(CH2) ，其中 R5 選自氫、 (V12 烷基、-(CH2) ^COOH、- (CH2) ^COO' - (CH2) hSOsH、- (CH2) ^SCV、親水基團(tuán)（任選地包括 間隔基）、反應(yīng)性基團(tuán)（任選地包括間隔基）、多肽和核苷酸，R3和R4各自代表在所述螯合 物的所述發(fā)色部分和其它部分之間的鍵，且Ln 3+為鑭系元素離子。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光鑭系元素螯合物，其中Ri、R2和當(dāng)存在時(shí)的R2#各自獨(dú)立地選 自-(CH 2) hCOOH、- (CH2) hCOO' - (CH2) kSOsH 和-(CH2) kSO"
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的發(fā)光鑭系元素螯合物，其中RpR2和當(dāng)存在時(shí)的R2#各自獨(dú)立地選 自-ch 2-cooh 和-ch2-coct。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的發(fā)光鑭系兀素螯合物，其中所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)色部分 為式⑴的。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的發(fā)光鑭系兀素螯合物，其中一個(gè)或多個(gè)發(fā)色部分為式 (III)的。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的發(fā)光鑭系元素螯合物，其中所述鑭系元素離子Ln3+選 自銪（III)、鋱（III)、鏑（III)和釤（III)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光鑭系元素螯合物，其具有結(jié)構(gòu)式（A-I)、（A-II)、（B-I)或 (B-II)之一：

其中取代基Ri、R2和當(dāng)存在時(shí)的r2*可各自獨(dú)立地選自-(CH2) hCOOH、- (CH2)卜6(：00_、- (c h2)卜 6so3h、- (ch2)卜 6so3'- (ch2ch2o)卜 4och2ch2oh、- (ch2ch2o)卜 4och2ch2och3、- (CH2)卜 6NHC ( = 0) R5、- (CH2) hNCHsC ( = 0) R5、- (CH2) hC ( = 0) NHR5、- (CH2) hC ( = 0) NCH3R5、- (CH2) hNHC (= c^NHUag^NHc^ = s)nhr5、和= o)r5，其中 1?5選自氫、cv12 烷基、-(og^c OOH、- (CH2)卜6〇)0_、- (CH2) ^SC^H、- (CH2) ^SCV、親水基團(tuán)（任選地包括間隔基）、反應(yīng)性基團(tuán) (任選地包括間隔基）、多肽和核苷酸。
8. 能檢測(cè)的分子，其包括綴合至在權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所定義的式（I)的發(fā)光鑭系 元素螯合物的生物特異性結(jié)合反應(yīng)物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的能檢測(cè)的分子，其中所述生物特異性結(jié)合反應(yīng)物選自抗體、抗原、 受體配體、特異性結(jié)合蛋白、DNA探針、RNA探針、寡肽、寡核苷酸、經(jīng)修飾的寡核苷酸、經(jīng)修 飾的多核苷酸、蛋白質(zhì)、寡糖、多糖、磷脂、PNA、留族化合物、半抗原、藥物、受體結(jié)合配體、和 凝集素。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8和9中任一項(xiàng)的能檢測(cè)的分子，其中所述生物特異性結(jié)合反應(yīng)物為 抗體。
11. 包括一個(gè)或多個(gè)式（II)或式（IV)的發(fā)色部分的鑭系元素螯合配體，
其中和R4各自代表分別在權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)中所定義的基團(tuán)Ri、R2、 r2*、r3 和 r4。
12. 實(shí)施生物特異性結(jié)合測(cè)定的方法，所述方法包括如下步驟： a) 形成分析物和用根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的發(fā)光鑭系元素螯合物標(biāo)記的生物特 異性結(jié)合反應(yīng)物之間的生物復(fù)合物； b) 用具有激發(fā)波長(zhǎng)的輻射激發(fā)所述生物復(fù)合物，由此形成經(jīng)激發(fā)的生物復(fù)合物；和 c) 檢測(cè)由所述經(jīng)激發(fā)的生物復(fù)合物發(fā)出的發(fā)射輻射。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8-10中任一項(xiàng)的能檢測(cè)的分子在利用特異性發(fā)光的時(shí)間分辨熒光 測(cè)定的基于特異性生物親和性的結(jié)合測(cè)定中的用途。
14. 與根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的發(fā)光鑭系元素螯合物或根據(jù)權(quán)利要求11的鑭系元 素螯合配體綴合的固體載體材料。
【文檔編號(hào)】C09K11/06GK104125997SQ201280070459
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月22日
【發(fā)明者】N.梅爾托拉, H.森德, H.塔卡羅 申請(qǐng)人:Dhr芬蘭公司