JPH10510848A - ホスファターゼ酵素で化学発光を生成させるための化合物、組成物および方法 - Google Patents

ホスファターゼ酵素で化学発光を生成させるための化合物、組成物および方法

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Abstract

(57)【要約】 ホスファターゼ酵素との反応に際して化学発光を生じる新規複素環化合物ならびにそれらの製法およびそこで有用な中間体を提供する。該化合物は環外炭素−炭素二重結合を担持する窒素、酸素または硫黄−含有複素環系を含有する。該二重結合はさらに末端炭素においてホスフェート基および酸素または硫黄含有基で置換されている。該複素環ホスフェート化合物に加えて、さらにカチオン性芳香族化合物(CAC)を含有する新規組成物を提供する。該CACの組成物への添加は化学発光の生成を大いに増加させ、改良された検出感度を提供する。さらにアニオン性界面活性剤および非イオン性界面活性剤を含有する組成物は検出感度のさらなる改良を供する。新規化学発光化合物および組成物は光を生じる方法およびホスファターゼ酵素および酵素阻害剤についてのアッセイおよび酵素−標識特異的結合対を使用するアッセイで有用である。

Description

【発明の詳細な説明】 ホスファターゼ酵素で化学発光を生成させるための化合物、組成物および方法 発明の分野 本発明は、ホスファターゼ酵素と反応して光を生じる化学発光化合物に関する 。特に、本発明は、ホスファターゼ酵素でホスフェート基を除去するに際して、 酸素と反応して、エノラートを生じ、これを反応させて化学発光およびカルボニ ル化合物を生じる複素環基およびエノールホスフェート基を含有する化学発光化 合物に関する。 本発明は、さらに、ホスファターゼ酵素との反応によって化学発光を生じる組 成物に関する。化学発光組成物は、複素環基およびエノールホスフェート基を含 有する第1の化合物およびホスフェート化合物とホスファターゼ酵素との反応か らの光生成を増大させる第2の化合物を含有する。本発明は、ホスファターゼ酵 素と化学発光組成物との反応によって光または化学発光を生じさせる方法に関す る。特に、本発明は、実質的に光放射を増大させるかかる方法の改良に関する。 本発明は、さらに、ホスファターゼ酵素を検出する検定法、および免疫アッセ イ、核酸プローブアッセイ等におけるホスファターゼ−標識特異的結合パートナ ーを検出する検定法における、化学発光反応および組成物の使用に関する。 本発明は、ホスファターゼ酵素と反応して化学発光を生じる化学発光化合物の 製法に関する。本発明は、かかる製法で有用な新規中間体に関する。特に、本発 明は、ホスフェート保護基の除去に際して酸素と反応して化学発光およびカルボ ニル化合物を生じる複素環基およびエノールホスフェート基を含有する化学発光 化合物を調製するための方法および中間体に関する。 発明の背景 a.ホスファターゼ酵素の化学発光検出 アルカリ性ホスファターゼのごとき加水分解酵素は、しばしば、薬物、ホルモ ン、ステロイドおよび癌マーカーのごとき注目する生物学的分子および他の分析 物のための酵素結合検定法においてマーカーまたは標識として使用される。加え て、ホスファターゼ酵素、例えばアルカリ性ホスファターゼ(AP)および酸性 ホスファターゼ(AcP)は、ヒトおよび獣医学診断におけるそれ自体の資格に おいて臨床的に重要である。これらの酵素の化学発光検出は、試料中の酵素の量 または酵素標識分析物もしくは分析物に対する標識された特異的結合パートナー の量の定量的測定を供するための、安全で、便宜かつ感受性の手段を提供する。 特定の加水分解酵素のレベルを定量するために、多数の化学発光反応スキームが 開発されている。これらのスキームのうちのほとんどは複雑でかつ出費がかさみ 、多数の酵素またはいくつかの試薬を必要とする。大容量テストのためのかかる 方法のほとんどの商業的許容性はゆっくりであった。 ここに引用して本明細書の一部とみなす出願人の同時係属米国特許出願第08 /585,090号は、エノールホスフェート基を担持するある種の複素環化合 物とホスファターゼ酵素との化学発光反応を開示する。ホスファターゼが10-1 8 ないし10-19モルのレベルで検出されるようにするカチオン性界面括性剤の存 在下で、光放出は増強される。 ここに引用して本明細書の一部とみなす出願人の同時係属米国特許出願第08 /683,927号は、エノールホスフェート基を担持するある種の複素環化合 物とホスファターゼ酵素との化学発光反応と組み合わせた、カチオン性芳香族化 合物(CAC)の、放射される光の量を実質的に増大させるための使用を開示す る。ホスファターゼ酵素の検出限界はそれにより劇的に低下する。 b.化学的および酵素的にトリガー可能なジオキセタン 保護されたフェノール基をトリガーできる基を担持する安定な1,2−ジオキ セタンは保護基の除去に際して化学発光分解を受ける(A.P.Schaap,T.S.Chen ,R.S.Handley,R.DeSilva,およびB.P.Giri,Tetrahedron Lett.,1155(19 87);A.P.Schaap,R.S.Handley,およびB.P.Giri,Tetrahedron Lett.,935(198 7);A.P.Schaap,M.D.Sandison,およびR.S.Handley,Tetrahedron Lett.,11 59(1987); およびA.P.Schaap,Photochem.Photobiol.,47S,50S(1988))。酵 素によりトリガーできるジオキセタンは、酵素により除去可能な保護基によって ブロックされたアリールオキシド置換基を担持する。水性緩衝液中における加水 分解酵素との反応は、大きさのオーダーによって、ジオキセタンの化学発光分解 速度を加速するアリールオキ シドアニオンを明らかにする。化学的にトリガーできるジオキセタンは、簡単な 化学剤によって除去される保護基によってブロックされたアリールオキシド置換 基を担持する。その例はヒドロキシドでのアセトキシジオキセタンの、またはフ ルオリドでのシリルオキシジオキセタンの脱保護である。かかるトリガー可能な ジオキセタンの多数の例は、例えば、米国特許第4,857,652号、第5, 068,339号、第4,952,707号、第5,112,960号、第5, 220,005号、第5,326,882号、およびPCT出願WO96/24 849、WO94/10258およびWO94/26726に開示されている。 しかしながら、いくつかのトリガー可能なジオキセタンの固有の不利は、ゆっく りとした熱分解または非酵素的加水分解を介する酵素の不存在下でのバックグラ ウンド化学発光を生じるそれらの傾向である。 c.ルミノール誘導体 ルミノールのホスフェートおよびNAG誘導体が知られている(K.Sasamoto, Y.Ohkura,Chem.Pharm.Bull.,38,1323-5(1991);M.Nakazono,H.Nohta,K .Sasamoto,Y.Ohkura,Anal.Sci.,8,779-83(1992))。ルミノール誘導体を 適当な酵素で処理するとルミノールが遊離され、これはフェリシアニドと引き続 いての過程で反応して光を生じる。 d.ルシフェリン誘導体 ホタル・ルシフェリンのホスフェートおよびガラクトシド誘導体が知られてい る(N.Ugarova,Y.Vosny,G.Kutuzova,I.Dementieva,Biolum.and Chemilu m.New Perspectives,P.StanleyおよびL.J.Kricka編,Wiley Chichester,5 11-4(1981);W.Miska,R.Geiger,J.Biolumin.Chemilumin.,4,119-28(1989 ))。ホタル・ルシフェリン誘導体を適当な酵素で処理するとホタル・ルシフェリ ンが遊離され、これは第2の過程でルシフェラーゼおよびATPと反応して光を 生じる。 e.還元剤の生成に関与する反応 アルカリ性ホスファターゼによって触媒されるホスフェートエステルからの還 元剤の生成に関与する化学発光方法が報告されている(M.Maeda,A.Tsuji,K. H.Yang,S.Kamada,Biolum.and Chemilum.Current Status,119-22(1991);M .Kitamura,M.Maeda,A.Tsuji,J.Biolumin.Chemilumin.,10,1-7(1995); H.Sasamoto.M.Meda, A.Tsuji,Anal.Chim.Acta,306,161-6(1995))。還元剤は酸素とルシゲニン との間の反応を引き起こして、ルシゲニンから生起する光を生じる。代表的な還 元剤はアスコルビン酸、グリセロール、NADH、ジヒドロキシアセトン、コル チゾールおよびフェナシルアルコールを含む。これらの方法は、ルシゲニンから ではなく、脱保護された蛍光性化合物からの光の生成を含む本発明とは区別され る。ルシゲニンとの反応のための還元剤を酵素的に生じさせる公知の方法は、全 て、酵素とホスフェート化合物との間の別の予備的インキュベーション工程を要 する。これはさらなる複雑性およびアッセイ時間を付け加える。 Mahantによる米国特許第5,589,328号は化学発光反応を開示しており 、それにより、インドキシルエステル、チオインドキシルエステルおよびベンゾ フランエステルが酵素によって加水分解され、それによりスーパーオキシドを生 じる。発光はルシゲニンのごとき化学発光発生剤を添加することによって増幅さ れる。ルシゲニンはスーパーオキシドとの反応によって化学発光を生じる。 f.結合酵素方法 結合酵素反応を介してホスファターゼ酵素のごとき加水分解酵素を測定する多 数の他の化学発光方法およびアッセイが知られている。かかる方法の蓄積がA.Ts uji,M.Maeda,H.Arakawa,Anal.Sci.,5,497-506(1989)にリストされてい る。デュアル酵素化学発光反応の他の例が米国特許第5,306,621号およ び通常に譲渡された出願第08/300,367号に記載されている。前者はル ミノールのペルオキシターゼでの化学発光酸化を増強するペルオキシターゼ増強 剤の酵素的生成を記載し;後者はアクリダンカルボン酸誘導体のペルオキシター ゼでの化学発光酸化を増強するペルオキシターゼ増強剤の酵素的生成を記載する 。 酵素でトリガーされるジオキセタンの例外として、前記方法は各々は、発光シ グナルを生じさせるためには多数の酵素剤を要するという欠点に悩んでいる。付 加される出費または操作の複雑性は、それらの前記した例外的検出感度にも拘わ らず、これらの方法の商業的許容性を妨害する。これらの感受性レベルを達成す るが、酵素基質に加えてさちなる酵素または補助剤を必要としない加水分解酵素 を検出し定量する化学発光方法が有利であろう。本発明はかかる方法および化合 物を提供する。 発明の概要 本発明の目的は、延長された時間の間、室温にて熱的におよび加水分解的に安 定であって、ホスフェート部位を切断するホスファターゼ酵素によって切断され るホスファターゼ酵素の化学発光検出用の化合物を提供することにある。 また、本発明の目的は、二重結合の1の末端が窒素、酸素または硫黄を含有す る複素環基で置換された、およびさらに二重結合の他の末端が、光の生成で分解 するようにトリガー可能な酵素的切断可能なホスフェート基(O−PO3 2-)で 置換された新規化合物を提供することにある。 本発明のさらなる目的は、ホスファターゼ酵素によってトリガーされ得るかか る新規化合物を含有する化学発光を生成させるための方法および組成物を提供す ることにある。 本発明のさらなる目的は、優れた光生成能を有する化合物を提供することにあ り、また、ホスファターゼ酵素の検出に使用した場合、および分析物の検出用ホ スファターゼ標識を使用する一般に知られている方法により酵素結合核酸、抗体 、ハプテンおよび抗原のイムノアッセイおよび検出で使用した場合に優れた利点 を提供することにある。 本発明の前記および他の目的ならびに利点は式I: [式中、HetはN、OおよびS原子から選択される少なくとも1個のヘテロ原 子を含有する少なくとも1個の五員または六員環を含有する複素環系であり、Z はOおよびS原子よりなる群から選択され、R6は化学発光を生じさせる有機基 であり、各Mは独立してHおよびカチオン中心から選択され、nは電気的中性を 満足する数である] を有する化合物によって達成される。 さらに、本発明の前記および他の目的ならびに利点は、水性溶液中に、式Iの 化合物および化学発光を増強するのに有効な量の少なくとも1種の界面活性剤増 強剤を含有する、ホスファターゼ酵素の存在下で化学発光を生じる試薬組成物に よって達成される。 さらに、本発明の前記および他の目的ならびに利点は、ホスファターゼ酵素を 式Iの少なくとも1種の化合物と反応させることを含有する、化学発光を生じさ せる方法によって達成される。 さらに、本発明の前記および他の目的ならびに利点は、ホスファターゼ酵素を 式Iの少なくとも1種の化合物と反応させて分析物を検出するための化学発光を 生成させ;化学発光を検出し;化学発光の量を分析物の量と関連づけることを含 有する、化学発光アッセイによって試料中の分析物を検出する方法によって達成 される。 さらに、本発明の前記および他の目的ならびに利点は、水性溶液中の、ホスフ ァターゼ酵素と反応する式Iの少なくとも1種の化合物(式Iの化合物において) 、および化学発光を増強するのに有効な量の界面活性剤増強剤を含有するホスフ ァターゼ酵素の存在下で化学発光を生じる試薬組成物を供し;ホスファターゼ酵 素を該組成物と反応させて分析物を検出するための化学発光を生じさせ;化学発 光の量を分析物の量と関連付けることを含有する、化学発光反応によるアッセイ 法において分析物を検出する方法によって達成される。 また、本発明の目的は、カチオン性芳香族化合物および光の生成で分解するよ うにトリガーされ得る式Iの化合物を含有する組成物を提供することにある。 本発明のさらなる目的は、試薬組成物とホスファターゼ酵素との反応によって 化学発光を生成する改良された方法を提供することにある。 なおさらに、本発明の目的は、ホスファターゼ酵素との反応に際して効果的な 化学発光を迅速に生成する組成物および方法を提供することにある。 本発明の前記および他の目的ならびに利点は、カチオン性芳香族化合物および 式Iの化合物を含有する試薬組成物によって達成される。 さらに、本発明の前記および他の目的ならびに利点は、水性溶液中の、効果的 な化学発光の迅速な生成を供するのに有効な量の少なくとも1種のアニオン性界 面活性剤および少なくとも1種の非イオン性界面活性剤と組み合わせ、カチオン 性芳香族化合物、ホスファターゼ酵素と反応する式Iの化合物を含有する、ホス ファターゼ酵素の存在下で化学発光を生じる試薬組成物によって達成される。 本発明のさらなる目的は、ホスファターゼ酵素と反応して光を生じる化学発光 化合物の調製のために有用な合成方法および中間体を提供することにある。 本発明のさらなる目的は、ホスフェート保護基の除去に際して酸素と反応して 光およびカルボニル化合物を生じる複素環基およびエノールホスフェート基を含 有する式Iの化学発光化合物を調製するための方法および中間体を提供すること にある。 本発明のさらなる目的は、エステルまたはチオエステル化合物のエノラートを リン酸化してホスホジエステルまたはトリエステル中間体化合物を得、これを脱 保護してホスフェートモノエステル塩とすることを含有する方法を提供すること にある。 図面の簡単な記載 図1は、8×10-16モルのアルカリ性ホスファターゼ(AP)の添加によっ て25℃でトリガーされる、0.1Mトリス緩衝液pH8.5中のアクリダンホ スフェート(9−(フェノキシホスホリルオキシメチリデン)−10−メチル アクリジン、二ナトリウム塩)の0.33mM溶液および0.01mg/mLの 増強剤ポリビニルベンジルトリブチルホスホニウムクロリド コ−ポリビニルベ ンジルトリオクチルホスホニウムクロリド(3:1のトリブチル:トリオクチル 基を含有)(増強剤A)よりなる試薬100μLによって放射された化学発光強 度の時間プロフィールを示すグラフである。また、該図は比較のためにの代わ りにエステルを含有する同様の試薬組成物中のエステルフェニル10−メチルア クリダン−9−カルボキシレートの化学発光プロフィールも示す。 図2は、2.4×10-12モルのAPと共にを含有する試薬組成物3mLを 含有する反応混合物の室温における紫外線−可視光線吸収スペクトルのプロット である。A−Fと標識した曲線は酵素添加の0、5、10、20、40および6 0分後に採ったスキャンを表す。 図3は、室温にてを含有する試薬組成物200μLと8×10-13モルのA Pとの反応によって生じた化学発光スペクトルのプロットである。 図4は、室温でトリガーされるアクリダンホスフェートを含有する試薬10 0μLによって放射された最大化学発光強度にAPの量を関連付けるグラフであ る。化学発光放射は、8×10-15モルおよび8×10-20モルの間の酵素を含有 するAPの溶液10μLの、白色マイクロプレートのウェル中に0.88mM Mg+2および0.01mg/mL増強剤Aを含有するトリス緩衝液0.1M(p H8.5)中のアクリダンホスフェートの0.33mM溶液100μLへの添 加によって室温で開始された。S−Bなる語はAPの不存在下でバックグラウン ド化学発光(B)に対して補正したAP存在下における相対光単位(RLU)で の化学発光シグナル(S)をいう。該グラフは、アルカリ性ホスファターゼの直 線的検出を示す。計算された検出限界(バックグラウンドの標準偏差の2倍)は これらの条件下で8×10-19モルと決定された。 図5は、0.88mM MgCl2、0.1Mトリス緩衝液pH9中の0.3 3mMアクリダンホスフェートを含有する試薬組成物100μLによって放射 された全化学発光強度に対してAPの量を関連付けるグラフである。黒色マイク ロプレートのウェル中、該組成物を、8×10-15および8×10-20モルの間の 酵素を含有するAPの溶液10μLまたは試薬ブランクとしての水10μLと雰 囲気温度で4分間反応させた。1N NaOH(100μL)中の0.5mg/ mLの増強剤Aを含有する溶液を注入し、光強度を10秒間積分した。該グラフ はアルカリ性ホスファターゼの直線的検出を示す。 図6は、化学発光試薬組成物で、PVDF膜上のAP−標識抗体を介してヒト ・トランスフェリンを検出するウェスタンブロット実験からのX−線フィルムの デジタル的にスキャンしたイメージである。蛋白質の、各々、5000、100 0、180、30および5pgから含有トランスフェリンの希釈物を電気泳動し 、膜に移した。0.5mg/mLの増強剤Aを含有する試薬組成物と共にブロッ トを0.88mM MgCl2および0.66mMアクリダンホスフェートを 含有する0.2M 2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール緩衝液pH9. 6に軽く浸漬し、次いで、10分間のインキュベーション時間の後にx−線フィ ルムに1分間さらすことによって蛋白質を検出した。 図7は、ルシゲニンを反応溶液に添加することによるとアルカリ性ホスファ ターゼ(AP)との反応からの化学発光生成に対する効果を示すグラフである。 緩衝液中にを含有する等容量の2つの溶液を8×10-16モルのアルカリ性ホ スファターゼ(AP)と反応させた。1つの溶液は6.4μMのルシゲニンも含 有するものであった。 図8は、8×10-16モルのAPの添加によつて室温でトリガーされる、0. 1Mトリス緩衝液pH8.8、6.4μMルシゲニン、0.66mMアクリダン ホスフェート(0.066Mメタノール溶液の1:100希釈からのもの)、 1mg/mLドデシル硫酸ナトリウム、0.01mg/mLNa2SO3、0.0 33%(w/v)TWEEN20および0.88mM MgCl2よりなる試薬 Aの100μLによって放射された化学発光強度の時間プロフィールを示すグラ フである。また、該図はおよびカチオン性ポリマー界面括性剤増強剤(0.2 5TB/TO)を含有する試薬組成物からの化学発光プロフィールも比較のため に示す。 図9は、25℃でトリガーされる、アクリダンホスフェート、ルシゲニン、 SDSおよびTWEEN20を含有する本発明の試薬組成杓(試薬A)の100 μLによって放射された最大化学発光強度に対してAPの濃度を関連付けるグラ フである。比較のために、同一アクリダンホスフェートを含有するが(0.25 TB/TO)、37℃でトリガーされるルシゲニンを含有しない試薬組成物(試 薬B)を用いる実験セットからの同様のグラフを供する。化学発光の放射は、8 ×10-13および8×10-22モルの間の酵素を含有するAPの溶液10μLを、 白色マイクロプレートのウェル中の各試薬組成物100μLに添加することによ って開始させた。S−Bなる語は、APの不存在下におけるバックグラウンド化 学発光(B)に対して補正したAP存在下における相対的光単位(RLU)での 化学発光シグナル(S)をいう。該グラフは、ルシゲニンを含む試薬Aが100 倍低いAPについての検出限界を達成することを示す。 図10は、6.4μMルシゲニン、1mg/mLドテシル硫酸ナトリウム、0 .01mg/mLNa2SO3、0.033%(w/v)TWEEN20、0.88 mM MgCl2、0.1Mトリス緩衝液pH8.8、中の0.66mMアクリ ダンホスフェートを含有する試薬組成物100μLによって放射された最大化 学発光強度に対してAPの量を関連付けるグラフである。該組成物を8×10-1 5 および8×10-22モルの間の酵素を含有するAPの溶液10μLまたは試薬ブ ランクとしての水10μLと反応させ、黒色マイクロプレートのウェル中、雰囲 気温度にて75秒後に測定した。 図11は、6.4μMルシゲニン、1mg/mLドテシル硫酸ナトリウム、0 .01mg/mL Na2SO3、0.033%(w/v)TWEEN20、0. 88mM MgCl2、0.1Mトリス緩衝液pH8.8、中の0.66mMア クリダンホスフェートを含有する試薬組成物100μLによって放射された最 大化学発光強度に対してAPの量を関連付けるグラフである。該組成物を8×1 0-15および8×10-22モルの間の酵素を含有するAPの溶液10μLまたは試 薬ブランクとしての水10μLと反応させ、黒色マイクロプレートのウェル中、 雰囲気温度にて75秒後に測定した。 図12は、8×10-16モルのAPの添加によって室温でトリガーされる、0 .1Mトリス緩衝液pH8.8、6.4μMルシゲニン、0.66mMアクリダ ンホスフェート(0.066Mメタノール溶液の1:100希釈からのもの) 、1mg/mLドデシル硫酸ナトリウム、0.01mg/mL Na2SO3、0 .033%(w/v)TWEEN20および0.88 MgCl2よりなる試薬 100μLによって放射された化学発光の迅速生成を示すグラフである。 図13は、本発明の検出試薬を用いるヒト絨毛性ゴナドトロピン用の化学発光 イムノアッセイの結果を示すグラフである。 図14は、本発明の検出試薬を用いる甲状腺刺激ホルモン用の迅速な化学発光 イムノアッセイの結果を示すグラフである。 図15は、本発明の検出試薬を用いる甲状腺刺激ホルモン用の化学発光イムノ アッセイの結果を示すグラフである。 図16は、本発明の検出試薬を用いるエストラジオール用の化学発光イムノア ッセイの結果を示すグラフである。 図17は、1つの試料中の酸性ホスファターゼおよびアルカリ性ホスファター ゼを同時に検出する能力を示すプロットである。上方のトレースは両酵素を含有 する試料から放射された光であり、下方トレースは酸性ホスファターゼのみを含 有する試料から放射された光であり、中央のトレースはアルカリ性ホスファター ゼに帰属される差異を表す。 図18は、6.4μMルシゲニン、1mg/mLドデシル硫酸ナトリウム、0 .01mg/mL Na2SO3、0.033%(w/v)TWEEN20、10 μM MgCl2、0.1Mトリス緩衝液pH8.8、中の0.66Mアクリダ ンホスフェート12を含有する試薬組成物100μLによって放射された最大化 学発光強度に対してAPの量を関連付けるグラフである。該組成物を、8×10-15 および8×10-22モルの間の酵素を含有するAPの溶液10μLまたは試薬 ブランクとしての水10μLと反応させ、黒色マイクロプレートのウェル中、雰 囲気温度にて75秒後に測定した。 図19は、3.2μMルシゲニン、0.5mg/mLドデシル硫酸ナトリウム 、0.005mg/mL Na2SO3、0.016%(w/v)TWEEN20 、5μM MgCl2、0.1Mトリス緩衝液pH8.8、中の0.33mMア クリダンホスフェート13よりなる試薬組成物100μLによって放射される最 大化学発光強度に対してAPの量を関連付けるグラフである。該組成物を、8× 10-15および8×10-22モルの間の酵素を含有するAPの溶液10μLまたは 試薬ブランクとしての水10μLと反応させ、黒色マイクロプレートのウェル中 、雰囲気温度にて75秒後に測定した。 好ましい実施態様の記載 出願人の同時係属米国特許出願08/585,090号に記載されているごと く、ある種の新規化合物がホスファターゼ酵素と反応して容易に検出される化学 発光を生じることが予期せぬことに発見された。ホスファターゼ酵素の存在下で 化学発光を生じる本発明の化合物は、式: [式中、HetはN、OおよびS原子から選択される少なくとも1個のヘテロ原 子を含有する少なくとも1個の五員または六員環を含有する複素環系であり、Z はOまたはS原子であり、R6は光が生成されることを可能とする有機基であり 、各Mは独立してHおよびカチオン中心から選択され、nは電気的中性を満足す る数である] を有する。酸素の存在下におけるホスファターゼとIとの反応は、電子的に励起 された状態(VI*)のカルボニル含有化合物VIおよび脱リン酸化生成物VI Iの形成に導く。VI*の放射崩壊は光放射に導く。 Iの複素環系はN、OおよびS原子から選択される少なくとも1つのヘテロ原 子を含有し、環外二重結合を担持する環炭素と連結する。好ましい複素環化合物 は以下に示す式IIおよびIIIの化合物およびそれらの二重結合異性体または 該異性体の混合物を含む。 [式中、Z、M、nおよびR6は前記定義に同じであって、R1−R5は後記にて 定義する] 式Iに戻りそれを参照し、基Hetを含むことができる環構造の例は、星印が 環外二重結合の位置を示す後記構造を含む。すべての可能な置換パターンを明示 的に示すことなく、各環位置は水素以外の置換基を含有し得ることが理解される べきである。当業者ならば、後記にて特にリストしなかったが式Iの範囲内にあ る他の複素環化合物が思い浮かぶであろう。 前記化合物の全てにおいて、基R1は、当該基における原子価を満足するのに 要するH原子の必要数を除外して、C、N、O、S、Pおよびハロゲン原子から 選択される1ないし50個の原子を含有する有機基である。該有機基は、好まし くは、アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリールおよびアラルキル基よ りなる群から選択される。より好ましくは、R1に対する基はC1−C4アルキル 基およびベンジル基を含む。 前記化合物の全てにおいて、同一または異なり、各々がHまたは光が生成され るのを可能とする置換基である基R2−R5は、一般に、C、N、O、S、Pおよ びハロゲン原子から選択される1ないし50個の原子を含有する。存在可能なる 代表的な置換基は、限定されるものではないが、アルキル、置換アルキル、アリ ール、置換アリール、アラルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、アリ ールオキシ、ハロゲン、アミノ、置換アミノ基、カルボキシル、カルボアルコキ シ、カルボキシアミド、シアノ、およびスルホネート基を含む。隣接基の一方ま たは双方の対、すなわち、R2−R3またはR4−R5は、環外二重結合を担持する 環に縮合した少なくとも1つの五員または六員環を含有する炭素環または複素環 系として一緒に結合し得る。かかる縮合複素環は1以上のN、OまたはS原子を 含有でき、環炭素が、前記したごとき水素以外の基で置換できる。 化合物の特性を変性し、最終ホスフェート化合物の合成の便宜を供するために 、種々の量で選択された環位置に置換基を取り込むことができる。かかる特性は 、例えば、化学発光量子収率、酵素との反応速度、光放射の最大強度、光放射の 持続、光放射の波長および反応媒体への溶解性を含む。特定の置換基およびそれ らの効果は後記する特定の実施例で説明するが、断じて本発明の範囲を限定する と解釈されるべきではない。 基Mの各々は、独立して、水素原子またはカチオン性中心を含む。カチオン性 中心は、ナトリウム原子Na+のごとき正に荷電した原子、アンモニウムイオン NH4 +のごとき原子群または正電荷の1以上の部位を持つ分子の一部を意味する 。後者の例は、出願人による米国特許第5,451,347号に記載されたジカ チオン性化合物および出願人の米国特許第5,393,469号に記載された複 数カチオン性基を持つポリマー化合物を含む。カチオン性中心の正電荷はいずれ の単位の値、すなわち、1、2、3等を採ることもできる。カチオン性中心の例 は、限定されるものではないが、アルカリ金属イオン、アルカリ土類イオン、第 四級アンモニウムイオンおよび第四級ホスホニウムイオンを含み、それらの原子 価によって要求される数で存在させる。もし電気的中性のために式Iの化合物に 2つの基が存在することが必要ならば、それらは同一または異なってもよい。好 ましい対イオンはアルカリ金属イオンである。 前記したごとく、有機基R6は、光生成を可能とし、あるいはそれに干渉しな いいずれの基であってもよく、好ましくは、C、N、O、S、Pおよびハロゲン 原子から選択される1ないし50個の原子ならびに該基における原子価を満足す るのに必要なH原子の必要数を含有する。R6基として機能し得る基は、限定さ れるものではないが、アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリールおよび アラルキル基を含む。イオン性基または極性基のごときH原子以外の置換基を種 々の数にて炭素鎖またはR6環の選択された位置に取り込んで、化合物の特性を 変性したり、最終ホスフェート化合物の合成の便宜を供することができる。かか る特性は、例えば、化学発光量子収率、酵素との反応速度、光放射の最大強度、 光放射の持続、光放射の波長および反応媒体への溶解性を含む。特定の置換基お よびそれらの効果は後記する特定の実施例にて説明するが、断じて本発明の範囲 を限定するものとは解釈されるべきではない。 好ましいクラスの化合物は後記式IVを有し、式中、各々、Arは少なくとも 1つの炭素環または複素芳香族環を含有するアリール環基であり、これはさらに 置換可能であり、ZはOおよびS原子から選択され、R1は前記定着に同じであ り、MはHまたは前記した一価または二価のカチオン対イオンであり、nは2ま たは1である。 同一または異なってもよく、各々、HあるいはC、N、O、S、Pおよびハロ ゲン原子から選択される1ないし50個の原子を含有する置換基であり、かつ光 が生成を可能とする基R7ないしR14は、限定されるものではないが、アルキル 、置換アルキル、アリール、置換アリール、アラルキル、アルケニル、アルキニ ル、アルコキシ、アリールオキシ、ハロゲン、アミノ、置換アミノ基、カルボキ シル、カルボアルコキシ、カルボキシアミド、シアノ、およびスルホネート基を 含み得る。隣接する基、すなわち、R7−R8またはR8−R9は、少なくとも1つ の五員または六員環を含む炭素環または複素環系として一緒に連結できる。好ま しくはR7ないしR14は水素ならびにメトキシ、エトキシ、t−ブトキシ等のご ときアルコキシ基から選択される。特に好ましい化合物は式Vを有し、ここに、 ZはOまたはSであり、Arはフェニル基、置換フェニル基、ナフチル基または 置換ナフチル基であって、Mおよびnは前記定義に同じである。 本発明のもう1つの態様は、ホスファターゼ酵素との反応によって可視化学発 光を生じさせる方法における、式I−Vのうちいずれかの化合物の使用である。 水性緩衝溶液中での式I−Vの化合物とホスファターゼ酵素との反応は容易に検 出される化学発光を生じる。反応がアルカリ性のpHで行われる場合、光強度は 室温にて数分内に最大レベルに到達する。反応は所望により増強剤の存在下で行 うこともできる。 この点の発見につきいずれの特定のメカニズム説明に拘束されるつもりもない が、分子酸素が必要な反応体であって、反応生成物はケトンVI、エステルまた はチオエステルVII、式R6ZHの化合物およびホスフェートイオンである。 光はVIの電子的に励起された状態から放射される。光の生成に必要な条件は、 反応がVIの励起状態を形成するのに十分なエネルギーを生じることである。も しVIが蛍光であれば、化学発光はVIの励起状態からの放射を介して反応から 直接生じる。特に驚くべき発見は、中程度の塩基性pHにおける式Iの化合物と ホスファターゼ酵素との反応は、ホスフェート基の切断に際して形成されること が予測し得るエノラート中間体(VIIのアニオン)の自動酸化によって生成す るものよりもはるかに強い光放射を生じるということである。 化学発光を生成させる好ましい方法において、約8および10の間のpHを持 つアルカリ性緩衝液中にて、アクリダン環を含有する化合物をアルカリ性ホスフ ァターゼと反応させて、連続的化学発光シグナルを生じるが、これは該酵素とホ スフェート化合物の反応に際して開始する。いずれの時点の光強度も、後記にて より詳細に記載するごとく、少なくとも1種の界面活性剤増強剤の取り込みによ って少なくとも40倍まで増大させることができる。 化合物IVとホスファターゼ酵素との反応から光を生成させる好ましい方法に おいて、7および10.5、好ましくは8.5および10の間のpHの水性緩衝 液中、5℃および50℃、好ましくは20℃および40℃の間の温度にて反応を 行う。化合物IVは1μMおよび20mM、好ましくは10μMおよび1mMの 間の濃度で用いる。該酵素は、好ましくは、アルカリ性ホスファターゼまたはア ルカリ性ホスファターゼコンジュゲートである。光はVIIIの励起された状態 から放射される。 本発明の化合物は、典型的には、放射の100−200nmの広いバンドにわ たって光を生じ、これは電磁波スペクトルの可視光線領域に対し近紫外線におけ る波長の最大強度を示す。最大強度λmaxの典型的な波長は350−500nm の範囲である。リン酸ビニル部位の二重結合と共役していない共有結合発蛍光団 を担持する式Iのホスフェート化合物は、励起生成物VI*の形成に際して、分 子内エネルギー移動を受け、その結果、発蛍光団の励起状態からより長い波長で 放射が起こると考えられる。 ホスファターゼ酵素の作用により光を生成させる方法では、1を超える式Iの 化合物を同時に使用することができる。ある場合には、2以上の式Iの化合物を ホスファターゼ酵素と同時に反応させるのが有利であろう。2以上の化合物が異 なる発光または物理的特性を有する場合、いずれか1つの化合物の使用を通じて は容易に達成されない特徴を持つ光放射反応を生じさせるには、2つのものの組 合せが望ましいであろう。化合物Iの間で異なり得る発光および物理的特性の例 は、放射スペクトル、光放射の持続、酵素代謝回転、最大を生じる放射の生起速 度、疎水性/親水性および溶解性を含む。特定の発光特性は本発明の方法におけ る式Iの化合物の間で異なり得るが、特性の変動は化合物の基本的有用性を減じ ない:所望の特性を持つ特定の化合物の選択は、本明細書における教示および方 法によってなすことができる。 本発明の方法によって放射される光は、ルミノメーター、x−線フィルム、高 速写真フィルム、CCDカメラ、シンチレーションカウンター、化学アクチノメ ーターのごときいずれの適当な公知の方法によっても検出でき、あるいは目視に よっても検出できる。各検出手段は異なるスペクトル感度を有する。ヒトの目は 緑色に対して最適に感受し、CCDカメラは赤色に対して最大感度を呈し、UV ないし青色または緑色いずれかに対して最大応答を持つx−線フィルムが入手で きる。検出デバイスの選択は、適用ならびにコスト、便利さ、および永久的記録 の生成が要求されるか否かによって支配されるであろう。 蛍光エネルギーアクセプターを使用してより長い波長に対する最大放射をシフ トさせることができる(赤色−シフティング)。赤色−シフティング放射のため の種々の技術は化学発光反応およびアッセイの分野で知られている。前記した共 有結合発蛍光団は1つの例である。蛍光体を別の種として反応溶液に添加するこ とができる。蛍光体はカチオン性ポリマーのごとき増強剤物質に連結させること ができるか、あるいはミセルまたはポリマーのごとき増強剤物質と組み合わせて 、蛍光体を化合物と密に接触させることができる。別法として、蛍光体は非蛍光 形態で供し、これを酵素反応の間にホスフェート基の除去によって蛍光形態に変 換し得る。後者のタイプの化合物の例はフルオレセインジホスフェート、4−メ チルウンベリフェロンホスフェートのごときクマリンホスフェート、ATTOP HOS(JBL Scientific,San Luis Obispo,カリフォルニア州)のごときベン ゾチアゾールホスフェートを含む。 また、少なくとも1種の増強剤化合物を本発明の化学発光反応で使用して、放 射される光の量を増加させることができる。本発明の方法で効果的な増強剤は、 光を放射する励起状態生成物分子の分率を増加させることによって、励起状態で 形成される生成物分子の分率を増加させることによって、反応速度または酵素の 代謝回転を増加させることによって、引き続いての化学反応過程の速度を増加さ せることによって、酵素の安定性を改良することによって、酵素と式Iの化合物 の会合を促進することによって、競合非発光副反応を阻害または防止することに よって、あるいはこれらのメカニズムのいずれの組合せによって機能させること ができる。増強剤は化学発光を増強するのに効果的な量にて、好ましくは、最終 反応溶液中、0.001および5mg/mLの間、より好ましくは0.01およ び2.5mg/mLの間で使用される。 本発明の実施で効果的である増強剤化合物は典型的には界面活性剤化合物、す なわち、界面活性特性、例えば、表面張力降下、表面湿潤まなは洗浄性を呈する 化合物である。界面活性剤は極性および/またはイオン性基を含有する親水性領 域および主として炭水化物基またはアルキレンオキシ基あるいは双方を含有する 疎水性領域を含有する。界面活性剤はカチオン性、アニオン性、非イオン性およ び両性イオン性として分類され、モノマーまたはポリマー性である得る。本発明 の実施で有用であることが判明したカチオン性界面活性剤増強剤は、出典明示し てその開示を本明細書の一部とみなす米国特許第5,393,469号に開示さ れた、ペンダント第四級ホスホニウム基を持つポリビニル型のポリマーを含む。 この型のポリマーの例は塩化ポリビニルベンジルトリブチルホスホニウムと塩化 ポリビニルベンジルトリオクチルホスホニウムおよび(塩化ポリビニルベンジル トリブチルホスホニウム)とのコポリマーを含む。また、ペンダント第四級アン モニウム基を持つポリビニルタイプのポリマーも本発明における増強剤として有 用である。かかるポリマーの例は、出典明示してその開示を本明細書の一部とみ なす米国特許第5,112,960号に開示されており、塩化ポリビニルベンジ ルベンジルジメチルアンモニウムおよび塩化ポリビニルベンジルトリブチルアン モニウムを含む。 本発明の実施で有用なことが判明しているカチオン性界面活性剤増強剤のもう 1つのカテゴリーは、出典明示してその開示を本明細書の一部とみなす米国特許 第5,451,347号に開示されている2つの第四級アンモニウムまたはホス ホニウム基を担持するジカチオン性化合物である。化合物(二塩化1−トリオク チルホスホニウムメチル−4−トリブチルホスホニウムメチルベンゼン)は、例 えば、本発明の光を生じる方法で用いると、増強された化学発光を供する。本発 明の実施で有用なさらなるカチオン性界面活性剤増強剤はモノ第四級アンモニウ ム塩、例えば、塩化もしくは臭化セチルトリメチルアンモニウムおよび臭化セチ ルトリメチルアンモニウムのごときモノ第四級ホウホニウム塩である。 アニオン性界面活性剤増強剤は硫酸アルキルおよびスルホン酸アルキルを含む 。非イオン性界面活性剤増強剤はポリオキシエチレン化アルキルフェノール、ポ リオキシエチレン化アルコール、ポリオキシエチレン化エーテルおよびポリオキ シエチレン化ソルビトールエステルを含む。両性イオン界面活性剤増強剤はホス ホン酸およびスルホン酸第四級アンモニウムアルキルを含む。各カテゴリーの界 面 活性剤の構造の例の広範なリストは界面活性剤についてのいずれの標準的な論文 にも見い出すことができる。多数の代表的なメンバーの界面活性剤がテストされ 、その不存在下で生じた量と比較して、生じた光の量または強度を増大させるこ とにおいて種々の程度効果的であることが判明している。カチオン性界面活性剤 、特に、第四級アンモニウムおよび第四級ホスホニウム塩はとりわけ最も効果的 な増強剤であることが判明している。 前記したごとく、界面活性剤増強剤は静電的もしくは疎水性相互作用を介して 共有結合したまたは会合した蛍光基を有し得る。 本発明の化学発光反応を行う別の態様において、該発光化合物を増強剤の不存 在下で、数秒間ないし約10分未満の範囲の第1の時間に、範囲5.0ないし9 .5の第1pHの緩衝液中でホスファターゼ酵素と反応させる。この第1期間に 生じたいずれの光も無視される。次いで、増強剤を含有する強塩基性のトリガー 溶液を一度に添加し、ピーク強度を測定することによって光のバーストを測定し 、あるいは第2の固定時間の間、または光放射が止むまで積分する。全ての光が 短時間、好ましくは、約1分以内に放射されるように、pHおよび増強剤の量を 選択するのが望ましい。トリガー溶液のpHは>11であるべきで、好ましくは 約12を超えるべきである。好ましい塩基は水酸化ナトリウムおよび水酸化カリ ウムである。この態様の反応で有用な増強剤は前記議論で同定され、化学発光を 増強するのに効果的な量、好ましくは、最終反応溶液中0.001および1mg /mLの間で使用されることとなろう。 化学発光を生じるこの態様は、大量の試料を後の測定のために同時に加工する アッセイで有利であり得る。また、酸性ホスファターゼの検出もこのようにして 行うことができる。かかる化学発光反応またはアッセイに取り入れることもでき る任意の工程は、全てのさらなる酵素作用を停止させる第1の期間後において酵 素阻害剤を反応系に添加することである。 反応はホスファターゼ酵素によって触媒されるので、光の検出可能な量を生じ るのにはかなり少量の酵素で十分である。1アットモル(1×10-18モル)の 感度が達成された。かかる少量のホスファターゼ酵素を検出する能力は、本発明 の化学発光技術を、酵素結合アッセイを用いる多くのタイプの分析物の分析に適 したものとする。 本発明の化学発光反応は、二フッ化ポリビニリデン(PVDF)膜、ナイロン 膜上の、およびニトロセルロースフィルターおよび膜上のAPコンジュゲートの 検出用の特に効果的な試薬を提供する。驚くべきことに、PVDF膜上の抗体− AP−コンジュゲートと化合物1: を含有する試薬組成物との反応は、ほとんど瞬時に最大レベルまで生起し、少な くとも2日間実質的に一定の強度を維持する強い発光を生じることが判明した。 フィルム上の検出およびイメージ強度の最適化はかくして特に便利である。 驚くべきことに、PVDF膜上で生じた光放射は1ヶ月を超える非常に長い間 、有用なレベルで持続することが判明した。迅速な崩壊を示す(例えば、3−4 時間内に崩壊するペルオキシダーゼを用いるルミノール)、または酵素−トリガ ージデキセタンの場合のようにゆっくりとした生起および暫時の崩壊を示す、膜 をベースとする検出スキームで使用される当診分野で公知の化学発光試薬は経時 的に発光シグナルを生じる。 もう1つの態様において、本発明は、約7および約10.5の間のpHを持つ 水性緩衝液、0.01−10mMの濃度の式Iの化合物および所望により化学発 光を増強するのに効果的な量の、好ましくは0.001および10mg/mLの 間の少なくとも1種の増強剤を含有する、ホスファターゼ酵素との反応によって 化学発光を生じさせるための試薬組成物に関する。アルカリ性ホスファターゼと の化学発光反応用の処方は、さらに、該酵素の活性を増大させるための0.01 −10mMの濃度のマグネシウムまたは亜鉛塩を含む。 ホスファターゼ酵素との反応によって化学発光を生じるさせるための好ましい 試薬組成物は、約7および約10.5の間のpHを持つ水性緩衝液、0.01− 10mMの濃度の式IVまたはVのアクリダンホスフェートおよび化学発光を増 強するために効果的な量の、好ましくは0.001および10mg/mLの間の 界面活性剤増強剤を含有する。該処方は、さらに、0.01−10mMの濃度の マグネシウム塩を含む。 試薬組成物中の界面活性剤増強剤は、アンモニウムまたはホスホニウム基を含 有するポリマーカチオン性増強剤およびアンモニウムまたはホスホニウム基を含 有するジカチオン性増強剤よりなる群から選択されるのが好ましい。特に好まし いのは、各モノマー単位上にペンダントトリアルキルホスホニウム基を担持する ポリビニルポリマーおよび各モノマー単位上にペンダントトリアルキルアンモニ ウム基またはベンジルジアルキルアンモニウム基を担持するポリビニルポリマー である。増強剤の量および選択は、ルーチンの実験で所与の適用において最適な 性能を示すよう選択できる。溶液中におけるAPまたはコンジュゲートの検出用 の好ましい組成物は、アミン緩衝液(pH8.5)、化合物9−(フェノキシホ スホリルオキシメチリデン)−10−メチルアクリダン二ナトリウム塩(0.1 −1mM)、マグネシウム塩(0.1−1mM)、および増強剤A(約3:1の 比のトリブチル:トリオクチル基を含有するポリビニルベンジルトリブチルホス ホニウム塩化物コ−ポリビニルベンジルトリオクチルホスホニウム塩化物)(0 .01−0.1mM)を含有する。膜上のAPまたはコンジュゲートの検出用の 好ましい組成物は、アミン緩衝液(pH9.6)、化合物9−(フェノキシホス ホリルオキシメチリデン)−10−メチルアクリダン二ナトリウム塩(0.1− 1mM)、マグネシウム塩(0.1−1mM)、および増強剤A(0.1−1m M)を含有する。 出願人の同時係属米国特許出願第08/683,927号は、カチオン性芳香 族化合物(CAC)の前記反応系への添加が生じる光の量および/または強度を 大いに増加させることを開示する。さらに、ホスファターゼ酵素の不存在下での 式Iの化合物へのCACの添加は、自然発生(バックグラウンド)化学発光にお ける対応する増加には導かない。というのは、CACは化合物Iに由来する脱リ ン酸化中間体に対してはその効果を発揮し、化合物I自体に対しては発揮しない と考えられるからである。増大したシグナル/バックグラウンドによって、ホス ファターゼ酵素の検出の大いに増大した感度が得られる。光放射はVIの励起状 態から連続的に生起するが、CACからは生起しないことは重要である。 種々のCACが、生じる光の量および/または強度を増加させるように機能す ることが判明している。CACは芳香族環または環系上に少なくとも1の正電荷 を担持する、あるいは環の1つ上の置換基に存在する芳香族化合物である。但し 、該置換基は不飽和環原子と共投している。 本発明のCACは、本発明の反応において化学発光の増加を引き起こすのに適 した酸化/還元能を有する化合物である。CACとしての化合物の適切性は後記 する特定の実施例に記載された方法によって容易に決定される。特定のメカニズ ム解釈に拘泥するものではないが、式Iの脱リン酸化の中間体生成物は、可逆的 または不可逆的であり得るレドックス反応を受けるようである。分子酸素は、C AC、CACの還元形態または化合物Iの脱リン酸化中間体もしくはその酸化も しくは還元形態から選択される反応における反応種の1種以上と反応して、化合 物Iから誘導された酸素化反応生成物を最終的に形成する。酸素化反応生成物は 化学発光反応を受け、これはO−O結合分解反応であるようである。 本発明のCACは、炭素以外の少なくとも1個の原子(ヘテロ原子)、好まし くは正電荷が1以上のヘテロ原子上に実質的に局在する1個以上の窒素原子を含 有する1以上の分離したまたは縮合した芳香族環を含むヘテロ芳香族環化合物で あり得る。CACのこのクラスの例はシアニン色素、チアシアニン色素、カルボ シアニン色素、チアカルボシアニン色素、セレナカルボシアニン色素、アゾ色素 および式: [式中、Qは電子吸引基、X−は非干渉性アニオン対イオンであって、Rはアル キルまたはアラルキル基であり、その各々は所望により非干渉性置換基を含有し ていてもよい] のアクリジニウム誘導体である。環水素のいくつかが他の置換基によって置き換 えられたアクリジニウム誘導体も機能的CACの範囲内のものである。電子吸引 基Qは、例えば、Clのごときハロゲン原子、シアノ基、またはエステル基−C OOR、チオエステル基−COSR、アミド基−CONR12またはスルホンイ ミド基−CON(R)SO2R’のごときカルボニル基であり得る。同様に、C ACはフェナントリジニウムまたはフェナントロリニウム化合物の誘導体であり 得る。 本発明のCACは、少なくとも1個のヘテロ原子を含有する少なくとも1のカ チオン性置換基を担持する1以上の分離したまたは縮合した炭素環芳香族環を含 む芳香族環化合物であり得る。但し、カチオン部位は芳香族環と共役しているも のとする。CACの後者のクラスにおいて、ヘテロ原子が窒素または硫黄原子で あるのが好ましい。その例はメチレンブルーおよびナイルブルーを含む。 本発明のCACは、1を超える正電荷を担持し得る;例えば、ジカチオン化合 物は本発明の範囲内のものである。このタイプの化合物の例は、通常はルシゲニ ンとして知られているN,N’−ジメチルビアクリジニウム二硝酸塩および通常 はメチルバイオレット二塩化物またはパラクアット二塩化物として知られている 1,1’−ジメチル−4,4’−ビピリジニウム二塩化物を含む。 本発明のCAC化合物として有用であるさらなる化合物は、その例として、表 1の化合物を含む。 表1、CAC アルシャンイエロー、ベーシックブルー41、ベーシックブルー66、ベーシ ックレッド29、 塩化3−ベンジル−5−(2−ヒドロキシエチル)−4−メチルチアゾリウム 、 [2−[2−[2−クロロ−3−[(1,3−ジヒドロ−1,3,3−トリメ チル−2H−インドール−2−イリデン)エチリデン]−1−シクロヘキセン− 1−イル]エテニル]1,3,3−トリメチルインドリウム過塩素酸塩、{IR −786 過塩素酸塩} ヨウ化トランス−4−[4−(ジブチルアミノ)スチリル]−1−メチルピリ ジニウム、 5,5’−ジクロロ−11−ジフェニルアミノ−3,3’−ジエチル−10, 12−エチレン チアトリカルボシアニン過塩素酸塩、{IR−140}、 ヨウ化3,3’−ジエチル−9−メチルチアカルボシアニン、 ヨウ化1,1’−ジエチル−2,2’−キノトリカルボシアニン、 ヨウ化3,3’−ジエチルセレナカルボシアニン、 ヨウ化3,3’−ジエチルチアシアニン、 ヨウ化3,3’−ジエチルチアジカルボシアニン、 ヨウ化2−[4−(ジメチルアミノ)スチリル]−3−エチルベンゾチアゾリ ウム、 臭化3,6−ジメル−2−(4−ジメチルアミノフェニル)−ベンゾチアゾリ ウム、 ヨウ化3,4−ジメチル−5−(2−ヒドロキシエチル)チアゾリウム、 テトラフルオロホウ酸4−[2−[3−[(2,6−ジフェニル−4H−チオ ピラン−4−イリデン)エチリデン]−2−フェニル−1−シクロ−ヘキセン− 1−イル]エテニル]−2,6−ジフェニル−チオピリリウム{IR−1040 }、 ヨウ化5−[3−エトキシ−4−(3−エチル−5−メチル−2(3H)−ベ ンゾチアゾリリデン)−2−ブテニリデン]−3−エチル−2−[(3−エチル −4,5−ジフェニル−2(3H)−チアゾリリデン)メチル]−4,5−ジヒ ドロ−4−オキソチアゾリウム、 塩化3−エチル−2−(2−ヒドロキシ−1−プロペニル)ベンゾチアゾリウ ム、 ヨウ化3−エチル−2−メチルベンゾチアゾリウム、 ヨウ化3−エチル−2−メチルベンゾオキサゾリウム、 塩化1−エチル−3−メチル−1H−イミダゾリウム、 メチレンブルー、ナイルブルーA、および トリホスホピリジンヌクレオチド、ナトリウム塩水和物 従って、本発明のもう1つの態様は、ホスファターゼ酵素との反応によって検 出可能な化学発光を生じさせる方法における、式I−Vのうちいずれかの化合物 およびCACの使用である。水性緩衝溶液中でのCACの存在下における式I− Vの化合物とホスファターゼ酵素との反応は、VIの励起状態から容易に検出さ れる化学発光を生じる。反応をアルカリ性pHで行う場合、光強度は室温にて数 秒ないし数分間内に最大レベルに到達する。 化学発光を生じさせる好ましい方法において、アクリダン環を含有する式IV の化合物をCACの存在下で約7および10.5の間のpHを持つアルカリ性緩 衝液中のアルカリ性ホスファターゼと反応させて、連続的化学発光シグナルを生 じさせ、これは酵素の反応に際して開始され、迅速にピーク強度に達する。光生 成反応におけるさらなる修飾および改良が、後記にてより詳細に記載されるごと く、アニオン性界面活性剤および非イオン性界面活性剤を組み合わせて取り入れ ることによって実現できる。 化合物IVとホスファターゼ酵素およびCACとの反応から光を生成する好ま しい方法において、反応は、7および10.5、好ましくは約8および10の間 のpHの水性緩衝液中、5℃および50℃、通常は20℃および40℃の間の温 度で行う。雰囲気温度近くの光強度に対する比較的小さな温度の影響のため、温 度を正確に調節する必要なくして、雰囲気温度で反応を行うのが特に便利である 。化合物IVは1μMおよび20mM、好ましくは10μMおよび1mMの間の濃 度で用いる。該酵素は好ましくはアルカリ性ホスファターゼまたはアルカリ性ホ スファターゼコンジュゲートである。 CACの存在下でのホスファターゼ酵素の作用により光を生成させる方法にお いて、1を超える式I−Vの化合物を同時に使用することができる。ある場合に は、2以上の式I−Vの化合物をホスファターゼ酵素およびCACと同時に反応 させるのが有利である。2以上の化合物が異なる発光もしくは物理的特性を有す る場合、この2つの組合せは、いずれか1つの化合物の使用を通じて容易に達成 されない特徴をもつ光放射反応を生じさせるのに望ましい。化合物I−Vの間で 異なり得る発光および物理的特性の例は、放射スペクトル、光放射の持続、酵素 代謝回転、放射を最大とする生起速度、疎水性/親水性および溶解性を含む。 同様に、ホスファターゼ酵素の作用により光を生じさせる方法において、1を 超えるCACを同時に使用することができる。CACは10-2Mおよび10-9M 、好ましくは約10-4Mおよび10-7Mの間の濃度で使用する。本発明の方法で 使用する特定のCACの望ましい濃度は、後記する特定の実施例に記載した方法 によって容易に決定することができる。 もう1つの態様において、本発明は、約7および約10.5の間のpHをもつ 水性緩衝液、式I−Vの化合物および化学発光の増大したレベルを供するのに効 果的な量のCACを含有するホスファターゼ酵素との反応によって化学発光を生 じさせるための試薬組成物に関する。加えて、式I−Vの化合物およびCACと ホスファターゼ酵素との反応にある種の添加剤を配合する結果、光生成反応にお いてさらに望ましい改良が得られることが判明した。従って、本発明のさらにも う1つの態様は、式I−Vの化合物、CAC、有効量のアニオン性界面活性剤お よび有効量の非イオン性界面活性剤を含有する試薬組成物である。アニオン性界 面 活性剤は、最大化学発光強度に到達する速度を実質的に増大させるよう働く。非 イオン性界面活性剤は、生じる化学発光の量または強度を実質的に増大させるよ うに働く。後者の組成物の使用は、ピーク光強度に迅速に到達し、それを維持さ せる増大した光放射を供する場合において特に有利である。 カチオン性界面活性剤が化学発光の生成を増強させる出願人の同時係属米国特 許出願第08/585,090号の方法とは対照的に、モノマーおよびポリマー 双方のカチオン性界面活性剤の配合は、CACの存在を要する化学発光反応を促 進するのに効果的でない。ある場合には、カチオン性界面活性剤を含めると光生 成を実質的に消滅させてしまう。本発明の方法および組成物におけるカチオン性 界面活性剤の反対の効果は、CACを利用することに起因する化学発光反応プロ セスにおける差異を強調する。 CACを含有する組成物に有用なアニオン性界面活性剤は少なくとも10個の 炭素のアルキル基を有する硫酸アルキルおよびスルホン酸アルキルを含む。好ま しい化合物はドデシル硫酸ナトリウム(SDS)である。アニオン性界面活性剤 は約10mg/mLないし10μg/mLの範囲の量で用いるのが好ましい。 CACを含有する組成物で有用な非イオン性界面活性剤は、ポリオキシエチレ ン化アルキルフェノール、ポリオキシエチレン化アルコール、ポリオキシエチレ ン化エーテルおよびポリオキシエチレン化ソルビトールエステルを含む。好まし い非イオン性界面活性剤はTWEEN20およびTRITON X−100を含 む。非イオン性界面活性剤は、好ましくは、組成物の約1.0重量%ないし約0 .001重量%の量で使用される。各カテゴリーの界面活性剤の例示的構造のよ り広範なリストは界面活性剤に関するいずれの標準的な論文でも見受けられ、当 業者に知られている。多数の代表的なメンバーの界面活性剤がテストされ、その 不存在下で生じる量と比較して、生じる光の量または強度を増大させるのに種々 の程度効果的であることが判明した。 本発明のさらなる態様は、式I−Vの化合物、CAC、有効量のアニオン性界 面活性剤、有効量の非イオン性界面活性剤およびホスファターゼ酵素の不存在下 で(バックグラウンド化学発光)当該組成物によって生じる化学発光を減少させ る有効量のバックグラウンド低下剤を含有する試薬組成物である。バックグラウ ンド低下剤は、ホスファターゼ酵素の不存在下で組成物によって生成する化学発 光を低下させる化合物である。また、これらの低下剤は、バックグラウンド化学 発光の蓄積を長期間にわたって防止することによっても機能し得る。また、これ らの低下剤は、バックグラウンド化学発光に対する、組成物とホスファターゼ酵 素との反応によって生じる特定のシグナルの比率を改良することによっても機能 し得る。バックグラウンド化学発光の量を低下させるのに効果的な好ましい化合 物は、亜硫酸リチウム、亜硫酸ナトリウムおよび亜硫酸カリウムのごとき亜硫酸 塩を含む。 溶液中のAPまたはコンジュゲートの検出用の好ましい組成物は、アミン緩衝 液(pH8.5−9、0.1−1000μMルシゲニン、0.1−1.0mM化 合物、0.1−5mg/mL SDS、1−100μg/mL Na2SO3、 0.01−0.1%(w/v)TWEEN20および0.1−1.0mM Mg 塩を含有する。膜上のAPまたはコンジュゲートの検出用の好ましい組成物は、 アミン緩衝液pH8.5−9、0.1−1000μMルシゲニン、0.1−1. 0mM化合物、0.1−5mg/mL SDS、1−100μg/mL Na2 SO3、0.01−0.1%(w/v)TWEEN20および0.1−1.0m g Mg塩を含有する。 本方法で効果的な組成物は、光を放射する励起状態生成物分子の分率を増大さ せることによって、励起状態で形成される生成物分子の分率を増大させることに よって、酵素の反応または代謝回転の速度を増加させることによって、引き続い ての化学反応過程の速度を増加させることによって、酵素の安定性を改善するこ とによって、式Iの化合物と酵素との会合を促進することによって、競合する非 発光副反応を阻害または防止することによって、あるいはまだ確認されていない メカニズムのごとき他のことによって機能し得る。 蛍光エネルギーアクセプターを使用して最大放射を長波長にシフトさせること ができると考えられる(赤色−シフティング)。赤色−シフティング放射のため の種々の技術は化学発光反応およびアッセイの分野で知られている。蛍光体を式 I−Vの化合物に共有結合させることができ、それにより、対応する化合物VI の励起状態は分子内エネルギー移動を受け、その結果、より長波長での放射とな る。蛍光体を別の種として反応溶液に添加することができる。蛍光体はミセルを 形成できるアニオン性または非イオン性界面活性剤に連結させて、蛍光体を光放 射体と密に接触させることができる。別法として、蛍光体を非蛍光形態で供し、 これを酵素反応の間にホスフェート基の除去によって蛍光形態に変換することも できる。後者のタイプの化合物の例はフルオレセインジホスフェート、4−メチ ルウンベリフェロンホスフェートのごときクマリンホスフェートおよびATTO PHOS(JBL Scientific,San Luis Obispo,カリフォルニア州)のごときベ ンゾチアゾールホスフェートを含む。 本化学発光方法の重要な使用は、化学発光反応によるアッセイ手法における分 析物の存在または量を検出するためのものである。該方法は、分析物を含有する ことが考えられる試料を本発明の化学発光化合物およびホスファターゼ酵素と接 触させ、生じた光を定性的方法で検出し、もし定量が望まれるならば、生じた光 の量を分析物の量に関連付ける工程を含有する。光強度と分析物の量との間の関 係は、既知量の分析物で検量曲線を作成することによって容易に認識することが できる。化学発光化合物は、典型的には、約10-5Mないし約10-2M、好まし くは約10-4および約10-3Mの間の濃度で用いる。ホスファターゼ酵素は、好 ましくは、溶液中で分析する場合は約10-9M未満である。化学発光反応方法に よって分析される典型的な試料は血液、血漿、血清、尿および精液のごとき体液 である。 本明細書で用いる分析物は、その存在が試料中で検出でき、あるいは定量でき る物質を意味する。本方法によってアッセイできる分析物はホスファターゼ酵素 を含み、この場合、さらなるホスファターゼを添加する必要はないであろう。分 析物はホスファターゼ酵素の阻害剤であり得る。分析物は当該分野で一般的に知 られているリガンド−バインダーアッセイで検出できる有機および生物学的分子 の種々のクラスのいずれであってもよく、免疫アッセイ、核酸プローブアッセイ 、細胞レセプターアッセイ等を含む。これらのアッセイにおいて、分析物をホス ファターゼ酵素で標識し、あるいはホスファターゼ−標識特異的結合パートナー を介して特異的に検出することができる。ホスファターゼは標識として分析物結 合性化合物に直接取り込むことができる。別法として、分析物結合性化合物を分 析 物結合性化合物のための少なくとも1種のホスファターゼ−標識特異的結合性物 質に結合させることができる。別法として、分析物結合性化合物は少なくとも1 種の第2の特異的結合性物質で標識することができ、次いで、これを第2特異的 結合性物質のためのホスファターゼ−標識結合性パートナーに結合させる。また 、ホスファターゼ酵素は競合アッセイにおける酵素−ハプテンコンジュゲートの ごときリガンドアナログ上の標識として供することもできる。 化学発光反応を受け得るホスファターゼ酵素はイー・コリ(E.coli)のごとき 細菌源からのアルカリ性ホスファターゼ、または植物または哺乳動物源からの哺 乳動物アルカリ性ホスファターゼまたは酸性ホスファターゼを含む。また、ホス ファターゼ酵素および生物学的分子のコンジュゲートを化学発光を生成させる方 法で用いることもでき、但し、コンジュゲートはホスファターゼ活性、すなわち 、ホスフェートモノエステルを加水分解する能力を示すものでありさえすればよ い。ホスファターゼ酵素の1以上の分子にコンジュゲートさせ得る生物学的分子 はDNA、RNA、オリゴヌクレオチド、抗体、抗体断片、抗体−DNAキメラ 、抗原、ハプテン、蛋白質、レクチン、アビジン、ストレプトアビジンおよびビ オチンを含む。生物学的分子への付着のために機能化されたリポソーム、ミセル 、小胞およびポリマーのごとき、ホスファターゼ酵素を包括しまたは取り込む複 合体も本発明の方法で用いることができる。 化学発光を生じさせるための本発明の組成物とホスファターゼ酵素との反応は 、ホスファターゼ酵素の存在または量を検出する迅速で高度に感受性の方法を構 成する。従って、試料と式Iの化合物との反応によって生成した光の量または強 度を測定することによって、試料中のホスファターゼ酵素の存在または量を測定 する目的で本発明の方法を使用することができる。かかる測定は、例えば、患者 の肝臓機能の状態の指標としてまたはある種の病気状態の指標として血清中のア ルカリ性ホスファターゼのレベルを測定することに用いることができる。また、 前立腺酸性ホスファターゼは前立腺癌の臨床的診断指標として有用である。 本発明の組成物は、2−5秒内に最大強度に迅速に到達し、次いで、短時間内 で崩壊する化学発光を生じる酸性ホスファターゼ(AcP)の測定で有用である 。組成物のpHがAcP活性の最適pHよりもかなり高くても、この酵素を良好 な 感度で定量することが可能である。 さらにAcPはこの検出試薬の方法によってAPの存在下で測定できる。Ac PおよびAPによって誘導された化学発光シグナルは異なる反応速度を示すので 、1つの実験において、同一試料でAcPおよびAP活性双方を同時に測定する ことが可能である。ホスファターゼ活性の化学発光測定のための適用の第2の領 域は酵素阻害剤の検出および測定におけるものである。阻害剤は、本発明の化合 物のごとき第2の基質との競合における基質して作用することによって可逆的に 作用し得る。自殺阻害として知られている阻害のもう1つの様式は酵素を脱活性 化することによって不可逆的に作用する。アルカリ性ホスファターゼの阻害剤は 無機ホスフェート、レバミソールおよびそのラセミ形態テトラミソールを含み、 他のイミダゾ[1,2−b]チアゾール、L−フェニルアラニンおよびL−ホモ アルキニンはR.B.McComb,G.N.Bowers,S.Posen in Alkaline Phosphatase. Plenum Press,New York 1979,頁 268-275,332-334,394-397,410-413中に 確認される。酸性ホスフェートの阻害剤はフルオリド、モリブデート、オルトホ スフェートイオン、タルトレート、4−(フルオロメチル)フェニルホスフェー トおよび4−(フルオロメチル)フェニルホスフェートを含む(J.K.Myers,T. S.Widlanski,Science,262,1451-3(1993))。いくつかの物質はある濃度にお いて阻害性であるに過ぎず、しかも部分的に阻害性であるに過ぎないことは理解 される。 阻害定数Ki、または阻害の半減期、t1/2のごとき阻害剤の量または特徴の測 定は、検出可能な生成物を生じる基質の存在下における問題となる酵素を含有す る試料の酵素活性および阻害剤の量を測定することによってなされる。本発明に よるホスファターゼ阻害剤を検出する方法において、式Iの化合物は検出可能な 生成物として光を生じる。ホスファターゼ酵素と化学発光化合物との反応は、阻 害剤物質の存在下および不存在下で行い、結果を比較して、阻害剤の存在または 量を決定する。阻害剤の効果は3つの効果、光強度の減少、光強度の生起のより ゆっくりとした速度または光放射が開始する前の崩壊のうちいずれかの1以上を 有し得る。 ホスファターゼ活性の化学発光測定のための適用の第3の領域は遺伝子発現ア ッセイである。アルカリ性ホスファターゼ、特に排泄される胎盤で生じた酵素は レポーター遺伝子として有用である(J.Alam.,J.Cook,Anal.Biochem.188, 245-54(1990))。このタイプのアッセイにおいて、レポーター酵素の発現の原因 たる遺伝子をプラスミドを介して生物の遺伝物質に、プロモーターまたはエンハ ンサー配列の近くにてクローン化する。転写活性に対するプロモーターまたはエ ンハンサー配列の効果はレポーター酵素の生産のレベルを測定することにより推 し量る。 酵素アッセイを行う技術はよく知られている。本明細書で教示される例によっ て提供されるガイダイスに従い、試料を作成し、試薬の適量および比率、反応時 間を測定し、検量曲線を作成する手法の変形は、ルーチン的実験の事項として考 案する当業者の能力内のものである。 反応はホスファターゼ酵素によって触媒されるので、かなり少量の酵素が検出 可能量の光を生じるのに十分である。4ゼプトモル(4×10-21モル)の感度 が達成される。かかる少量のホスファターゼ酵素を検出する能力は、本化学発光 技術を、酵素−結合アッセイを用いる多くのタイプ分析物の分析に適したものと する。かかる分析およびアッセイは、分析すべき試料中の分析物の低量のため、 または限定された試料量のため、少量のホスファターゼ酵素を検出する能力を要 する。このタイプのアッセイにおいては、アルカリ性ホスファターゼは特異的結 合対の1つのメンバーにコンジュゲートされる。その例は、いわゆる酵素−結合 イムノソルベント検定法またはELISAのごとき化学発光酵素−結合イムノア ッセイである。かかるアッセイは、手動様式において、ならびに自動マルチテス トイムノアッセイ系で通常に使用される。典型的なイムノアッセイにおいて、分 析物ハプテン、抗原または抗体は、分析物に対する酵素−標識特異的結合性パー トナーあるいは分析物の酵素−標識アナログの存在または量を測定することによ ってアッセイされる。免疫化学的工程を行うための種々のアッセイ様式およびプ ロトコルは当該分野でよく知られており、それ自体本発明の一部を構成しない。 これらのアッセイは広く2つの範疇に入る。競合アッセイは、特異的抗体と分析 物および分析物アナログ、例えば検出可能に標識された分析物分子との免疫学的 結合を特徴とする。サンドイッチアッセイは、2つの抗体(そのうちの1つは検 出可能に標識される)と分析物との順次のまたは同時の結合の結果である。この ように形成された検出可能な酵素−標識結合対は本発明の化合物および方法でア ッセイできる。測定は、当該分野で通常に使用されるビーズ、チューブ、マイク ロウェル、磁性粒子、テスト片、膜およびフィルターを含めた固体表面または支 持体に付着した酵素−標識種で行うことができる。また、検出可能な酵素−標識 種を、溶液中で自由に存在させるか、あるいはリポソームのごとき組織されたア センブリー内に包括することもでき、この場合、溶解剤を使用してリポソームを 溶解させ検出可能に酵素を遊離させる。 もう1つの例示的使用は、ウェスタンブロッティングの技術による蛋白質の検 出である。分析物として注目する蛋白質を含有する試料が電気泳動分離に対する 対象である。毛管作用によって、または電場の助けを借りて、分離された蛋白質 をブロッティング膜に移す。かかる移された蛋白質は、典型的には、特異的一次 抗体および一次抗体を認識しそれに結合する酵素−標識二次抗体で検出される。 マーカー酵素活性の可視化は、分析物蛋白質の存在を反映する。本発明の方法を ウェスタンブロッティングに適合させるには、APコンジュゲーテッド二次抗体 を使用でき、化学発光剤として本発明の化合物を用い、化学発光でAP活性を測 定する。 ビオチン化抗体およびアビジン−APを用いるごときこの技術に対する変形は 、本発明方法を用いて行うことができるアッセイの範囲のものと考えられる。 前記した抗原−抗体、ハプテン−抗体または抗体−抗体対に加え、特異的結合 対は相補的オリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチド、アビジン−ビオチン、 ストレプトアビジン−ビオチン、ホルモン−レセプター、レクチン−炭水化物、 IgG−プロテインA、核酸−核酸結合蛋白質および核酸−抗−核酸抗体も含む ことができる。 本発明の検出方法の特に有用な適用は、酵素−標識核酸プローブの使用による 核酸の検出である。酵素−標識を用いる核酸の分析および化学発光検出の方法、 例えば、ハイブリダイゼーションアッセイ、サザーンブロッティングにおけるD NA検出、ノーザンブロッティングによるRNA検出、DNA配列決定、DNA フィンガープリンティング、コロニーハイブリダイゼーションおよびプラークリ フトはすべてよく確立された技術である。酵素標識(例えば、AP)を、プロー ブオリゴヌクレオチドまたは捕獲オリゴヌクレオチドとの直接的コンジュゲート として存在させることができるか、あるいは当該分野で公知の方法を用いてそれ を間接的連結を介して取り込むこともできる。間接的連結手段の例は、ハプテン −標識オリゴヌクレオチドおよび抗−ハプテン−APコンジュゲートまたはビオ チン化オリゴヌクレオチドおよびアビジン−APコンジュゲートの使用を含む。 かかる核酸アッセイは、ブロッティング膜上、あるいは当該分野で知られている ごときビーズ、チューブ、マイクロウェル、磁性粒子、テスト片を含めた固体表 面に付着させたオリゴヌクレオチドを用いて溶液中で行うことができる。 化合物I−IVの調製方法 本発明の化学発光ホスフェート化合物I−IVの調製に有用なプロセスおよび 中間体は同時係属出願585,090号に開示され、具体化されている。さらな る例示的方法および条件を案出する目的で、以下のさらなる説明的情報を掲げる 。 略言すれば、該プロセスは複素環エステルまたはチオエステル化合物VIII を塩基と反応させてVIIIのエノラートを形成させ;該エノラートをリン酸化 剤と反応させてVIIIのエノラートをリン酸化して保護されたエノールホスフ ェートIXを形成させ、もしカチオン種が脱保護剤の一部でない場合にはカチオ ン種Mの存在下で少なくとも1種の脱保護剤とIXとを反応させることによって 、該エノールホスフェートを脱保護してエノールホスフェート塩化合物を形成さ せることを含む。 1つの具体例において、まず、化合物VIIIのエノラートをオキシハロゲン 化リン化合物POW3(WはF、Cl、BrおよびIから選択されるハロゲン原 子である)と反応させてエノールジハロホスフェートXを形成させることによっ て保護されたエノールホスフェートIXを形成させる。ヒドロキシリック化合物 Y−OHの少なくとも2当量との反応によって、中間体エノールジハロホスフェ ートXを保護されたエノールホスフェートIXに変換する。次いで、もしカチオ ン種が脱保護剤の一部でない場合はカチオン種Mの存在下で、少なくとも1種の 脱保護剤との反応によって、ホスフェートトリエステルIXをホスフェート塩I に変換する。 好ましくは、ハロゲンWはClである、ヒドロキシリック化合物Y−OHとし て働き得る化合物は、限定されるものではないが、メタノールおよびエタノール のごとき低級アルコール、3−ヒドロキシプロピオニトリル(HOCH2CH2C N)および2−トリメチルシリルエタノールのごとき置換された低級アルコール 、フェノール、置換されたフェノール、ベンジルアルコールおよび一般的に知ら れているその他のものを含む。 もう1つの具体例において、VIIIのエノラートを保護基Yを含有し式W− PO(OY)2を有するリン酸化剤と反応させることによって保護されたエノー ルホスフェートIXをVIIIから直接に調製することができる。 このリン酸化剤中の基O−Yは、その例として、OCH3、OCH2CH3等の ごときアルコキシ、シアノエトキシ(OCH2CH2CN)またはトリメチルシリ ルエトキシ(OCH2CH2Si(CH33)のごとき置換されたアルコキシ、フ ェノキシ、置換されたフェノキシ、ベンジルオキシおよび技量のある有機化学者 に一般に知られている他のものを含むことができる。また、2つの基O−Yも試 薬中で起こるごとく単一の基として一緒に合することもできる。 エノラートは、−90ないし25℃の範囲の温度にて非反応性有機溶媒中、エ ステルまたはチオエステル化合物VIIIを強塩基と反応させることによって形 成される。好ましい態様において、該反応はドライアイス/アセトン浴の温度、 名目上は−78℃で一定時間行い、次いで、第2の時間で0ないし25℃まで加 温する。適当な溶媒は、エノラートを形成するのに要する強塩基に適合する非プ ロトン性溶媒であり、エーテルおよび炭化水素溶媒を含む。好ましい溶媒はテト ラヒドロフランである。強塩基およびカルボニル化合物VIIIをいずれかの順 序で反応容器に添加できる。 リン酸化工程は約−78℃ないし約25℃の範囲の温度で同溶媒中で行う。リ ン酸化剤、POW3またはWPO(OY)2は制御された方式で添加して、反応溶 液が熱くならないようにする。リン酸化剤には、好ましくは、アミン塩基、好ま しくはピリジンを伴わせる。 脱保護工程は、もしカチオン種が脱保護剤の一部でないならば、カチオン種M の存在下で、保護されたエノールホスフェートIXを、保護基の除去を引き起こす のに定量的に十分な脱保護剤と反応させることによって達成される。2当量の脱 保護剤が典型的には必要で、しかしながら、便宜には、脱保護剤はモル過剰で用 いることができる。ある場合には、保護基の除去は、ある時点で行うことができ る。例えば、2つのY基が一緒に単一の基−CH2CH2−を構成し、それにより 五員環を形成する式XI化合物において、シアニド塩での処理によって第1のO −CH2結合を切断することができる。得られた化合物XIIをさらに塩基と反 応させて、第2のO−CH2結合を切断し、塩Iが生成する。 脱保護剤の選択は、部分的には、除去すべき基Yの性質によって決定される。 また、脱保護剤はビニルエーテルまたはビニルスルフィド基の加水分解のごとき 望ましくない副反応または複素環基に対する望ましくない変化を引き起こしても ならない。好ましい脱保護剤は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウ ム、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムt−ブトキシド、 水酸化アンモニウムのごとき有機および無機塩基を含む。他の好ましい脱保護剤 はシアニドイオン、フルオリドイオンのごとき求核剤を含む。 出願人の知る限り、化合物IX、X、XIおよびXII(Hetは窒素または 硫黄含有複素環基)は調製されたことがない。酸素含有ラクトン環が二重結合に くっついたエノールホスフェートエステル化合物は米国特許第3,130,20 3号に開示されている。しかしながら、この化合杓は、エステルまたはチオエス テルエノラートのリン酸化を含まない異なるプロセスによって調製された。 実施例 式Iの以下の化合物の調製および化学発光反応を、本発明をより詳細に説明す る目的で以下に記載する。 7−R14は特に断りのない限りHである。 化合物1−13の各々は以下の合成スキームによって調製した。反応条件に前 記合成プロセスの制限内で変えて、式Iの化合物および他の化合物を調製するこ とができる。 スキーム1 a.アクリジン−9−カルボン酸フェニル アクリジン−9−カルボン酸(1g、4.1ミリモル)を塩化チオニル(5m L)に溶解させ、反応混合物を3時間還流させた。減圧下で溶媒を除去して黄色 固体を遊離させ、これをアルゴン下でCH2Cl2およびピリジン(350μL) に溶解させた。この溶液を氷浴中に冷却させ、CH2Cl2中のフェノール溶液 (0.78g、8.2ミリモル)を滴下した。反応混合物を室温で一晩攪拌した 。溶媒の蒸発後、残渣を酢酸エチルに再溶解させ、水で洗浄した。有機層をMg SO4上で乾燥させ、濃縮して粗生成物質が得られ、これをシリカゲル(30% 酢酸エチル/ヘキサン)上のクロマトグラフィーに付して純粋な生成物を黄色固 体として得た。1H NMR(CDCl3)δ7.35−7.57(m,5H), 7.63−8.37(m,8H) b.10−メチルアクリジニウム−9−カルボン酸フェニル トリフルオロメ タンスルホン酸塩 アクリジン−9−カルボン酸フェニル(530mg、1.7ミリモル)をCH2l2(5mL)にアルゴン下で溶解させ、メチルトリフレート(1mL、8. 8ミリモル)を添加した。溶液を室温で一晩攪拌して、濃厚な黄色沈殿を得た。 この沈殿を濾過し、エーテルで洗浄し、乾燥して生成物を黄色結晶として得た。1 H NMR(アセトン−d6) δ5.22(s,3H),7.47−7.71 (m,5H),8.23−9.07(m,8H) c.10−メチルアクリダン−9−カルボン酸フェニル 10−メチルアクリジニウム−9−カルボン酸フェニルトリフロロメタンスル ホン酸塩(10mg、0.0216ミリモル)を無水エタノール(10mL)に 懸濁させ、混合物を15分間還流して清澄な溶液を得た。塩化アンモニウム(8 8mg、1.6ミリモル)を該溶液に少しずつ添加し、続いて亜鉛(108mg 、1.6ミリモル)を添加した。亜鉛を添加すると溶液の黄色が直ちに消失した 。無色溶液を2時間還流した。反応混合物のTLCは、非極性物質への完全な変 換を示した。溶液を濾過し、沈殿をエタノール(3×20mL)で洗浄した。濾 液を濃縮して灰色がかった白色固体が得られ、これをCH2Cl2に溶解させ、水 (2×15mL)で洗浄した。有機層をNa2SO4上で乾燥し、濃縮して粗生成 物が得られ、これを(30%酢酸エチル:ヘキサン)を用いる分取TLCによっ て精製した。精製した生成物は、オフホワイト色の固体として得られた。1H NMR(CDCl3)δ3.38(s,3H),5.16(s,1H),6.8 9−7.37(m,13H); 13C NMR(CDCl3)δ33.29, 49.72, 112.93,120.19,121.36,125.73, 128.67,129.16,129.26,142.37,151.04,1 70.22 d.9−(フェノキシホスホリルオキシメチリデン)−10−メチル−アクリ ダン、ビス(シアノエチル)エステル 三首フラスコにアルゴンをパージし、無水THF5mLおよびジイソプロピル アミン(0.04mL,0.29ミリモル)を充填した。フラスコをドライアイ ス−アセトン浴中で冷却した。この溶液にn−ブチルリチウム(0.116mL ,0.29ミリモル)を添加した。20分後、工程(c)からのアクリダンエス テル(70mg,0.22ミリモル)のTHF5mL中溶液をこの溶液に添加し 、−78℃で攪拌を30分間継続した。最後に、THF3mL中のPOCl3( 0.027mL、0.29ミリモル)およびピリジン(0.023mL、0.2 9ミリモル)の溶液を添加し、ドライアイス浴を取り除いた。45分後、ピリジ ン(0.039mL、0.58ミリモル)および3−ヒドロキシプロピオニトリ ル(0.094mL、1.16ミリモル)を添加し、攪拌を一晩維持した。次い で、それを濾過し、溶媒を濾液から除去した。残渣を分取用TLC(80%酢酸 エチル/ヘキサン)に付して純粋な生成物を得た。1H NMR(CDCl3)δ 2.35−2.54(m,4H),3.47(s,3H),3.79−3.90 (m,2H),3.98−4.08(m,2H),6.825−7.45(m, 12H),7.80−7.83(dd,1H);13C NMR(CDCl3)δ 19.12,19.24,33.63,62.19,62.49,88.72, 92.82,112.40,112.52,115.83,116.07,11 9.68,120.44,120.71,123.81,126.69,128 .03,128.27,128.58,130.09,142.39,143. 06,165.73,202.09 e.9−(フェノキシホスホリルオキシメチリデン)−10−メチルアクリダ ン、二ナトリウム塩(1) ビス(シアノエチル)ホスフェート化合物(2.897g、5.77ミリモル )のアセトン50mL中溶液に30分間Arをパージした。水7.5mL中のN aOHの479mg(12ミリモル)のAr−パージした溶液を滴下し、溶液を 一 晩攪拌した。形成された沈殿を濾過し、Arをパージしたアセトン50mLで洗 浄し、風乾した。収量はいくらかの水を含有する白色固体としての3.473 gであった。1H NMR(D2O)δ3.326(s,3H),6.825−7 .45(m,11H),7.80−7.83(d,1H);13C NMR(D2 O)δ32.95,102.86,102.92,112.30,115.85 ,120.68,121.01,122.35,122.41,122.62, 127.48,127.66,128.23,129.66,143.17,1 43.32,144.66,156.01;31P NMRδ(D2O)0.58 1(rel.ないしext.H3PO4実施例2 アクリダン誘導体2の合成 a.アクリジン−9−カルボン酸3’,5’−ジフルオロフェニル アクリジン−9−カルボン酸(0.25g)を塩化チオニル10mLに懸濁さ せ、反応混合物を3時間還流した。減圧下で溶媒を除去して黄色固体が得られ、 これをアルゴン下でCH2Cl2およびピリジン(0.22g)に溶解させた。C H2Cl2中の3,5−ジフルオロフェノール(0.16g)の溶液を滴下した。 次いで溶液を室温で一晩攪拌し、より大量のCH2Cl2(100mL)で希釈し 、水(3×50mL)で洗浄した。有機層をMg2SO4上で乾燥させ、濃縮して 生成物が得られ、さらにこれをシリカゲル(30%酢酸エチル/ヘキサン)上の クロマトグラフィーにより精製して純粋な生成物をクリーム状固体として得た。1 H NMR(CDCl3)δ6.84−7.09(m,3H),7.67−8. 37(m,8H) b.10−メチルアクリジニウム−9−カルボン酸3’,5’−ジフルオロフ ェニル トリフルオロメタンスルホン酸塩 工程(a)からのアクリジンエステル(0.20g)をCH2Cl2(5mL) にアルゴン下で溶解させ、メチルトリフレート(0.472mL、7当量)を添 加した。溶液を室温で一晩攪拌して、濃厚な黄色沈殿を得た。この沈殿を濾過し 、エーテルで洗浄し、乾燥して生成物を黄色結晶として得た。1H NMR(ア セトン−d6) δ5.25(s,3H),7.22−7.59(m,3H), 8.23−9.09(m,8H) c.10−メチルアクリンダン−9−カルボン3’,5’−ジフルオロフェニ 工程(b)からのアクリジニウムエステル(b)(0.10g)を氷酢酸10 mLに溶解させて黄色溶液が得られ、亜鉛(1.30g)の添加で溶液は直ちに 脱色された。室温で5分間攪拌した後、反応混合物のTLCは非極性物質を示し た。酢酸をデカントし、固体をCH2Cl2で洗浄した。合した有機溶液を蒸発さ せて粗生成物固体が得られ、これをCH2Cl2に再溶解させ、2または3回50 mLずつの水で洗浄した。CH2Cl2の蒸発後に得られた粗生成物をシリカゲル (20−30%酢酸エチル/ヘキサン)上のクロマトグラフィーに付して純粋な 生成物を白色固体として得た。1H NMR(CDCl3)δ3.44(s,3H ), 5.16(s,1H),6.49−6.65(m,3H),6.99−7 .36(m,8H) d.9−(3,5−ジチメルフェノキシ)ホスホリルオキシメチリデン))− 10−メチルアクリダン、ビス(シアノエチル)エステル 三首フラスコにアルゴンをパージし、無水THF4mLおよびジイソプロピル アミン(0.0494mL,0.35ミリモル)を充填した。フラスコをドライ アイス−アセトン浴中で冷却した。この溶液にn−ブチルリチウム(0.141 mL,0.35ミリモル)を添加した。20分後、工程(c)からのアクリダン エステル(75mg,0.22ミリモル)のTHF4mL中溶液を該LDAに滴 下した。漏斗をさらに4mLのAr−パージTHFで洗浄し、これを反応溶液に 添加した。−78℃で攪拌を30分間継続した。最後に、THF4mL中のPO Cl3(0.034mL、0.35ミリモル)およびピリジン(0.057mL 、0.35ミリモル)の溶液を添加し、茶色溶液を脱色した。ドライアイス浴を 取り除き、攪拌を15分間継続した。THF4mL中のピリジン(0.095m L、1.17ミリモル)および3−ヒドロキシプロピオニトリル(0.080m L、1.17ミリモル)溶液を添加し、攪拌を一晩維持した。次いで、それを濾 過し、溶媒を濾液から除去した。残渣を分取用TLC(55%酢酸エチル/ヘキ サン)に付し、それから少量の純粋な生成物を単離した。1H NMR(アセト ン−d6)δ2.82(m,4H),3.51(s,3H),4.10−4.3 1(m,4H),6.75−7.93(m,11H) e.9−(3,5−ジメチルフェノキシ)ホスホリルオキシメチリデン)−1 0−メチルアクリダン、二ナトリウム塩(2) 工程(d)からのビス(シアノエチル)ホスフェート(5mg、5.77ミリ モル)のメタノール5mL中溶液に氷冷しつつ30分間アルゴンをパージした。 水0.5mL中のNa2CO36mgのAr−パージした溶液を滴下し、溶液をア ルゴン下で一週間にわたって攪拌した。溶媒を蒸発させ、固体化合物を真空下 で乾燥した。1H NMR(D2O)δ3.34(s,3H),6.66−8.0 9(m,11H) 実施例3.アクリダン誘導体3の合成 a.N−メチル−3−メトキシイサチン CH2Cl2の900mLに溶解させた3−メトキシジフェニルアミン(250 .2g,1.26モル)を、アルゴン雰囲気下、1LのCH2Cl2中の塩化オキ サ リル140mL(1.6モル)の熱溶液に添加した。添加は2時間にわたって完 了した。反応は還流を維持するのに十分な熱を生じたので、添加中の加熱は断続 した。該アミンの添加後、攪拌を還流温度でさらに30分間継続した。得られた 茶色溶液を蒸発させて過剰の塩化オキサリルを除去した。茶色固体を1.8Lの CH2Cl2に再溶解させ、これにアルゴンをパージさせた。混合物を機械攪拌し つつ、塩化アルミニウム(359g、2.69モル)を何回かで該溶液に45分 間にわたって添加した。混合物は添加の間に濃厚となり、還流を開始した。全て のAlCl3を添加した後、還流をさらに1時間維持した。冷却した混合物を真 空中で蒸発させ、4kgの氷、水約500mLおよび240mLの濃塩酸でクエ ンチした。氷温度で2時間攪拌しつつ、暗色固体を注意深く小さい粒子に破砕し た。次いで、固体を吸引濾過し、合計8Lの水で洗浄した。風乾によりオレンジ 色の固体が得られ、これは>90%の1つの異性体を含有する異性体イサチンの 混合物であった。 b.3−メトキジアクリジン−9−カルボン酸 工程(a)からのイサチン混合物を水中の10%KOH溶液中で約40時間還 流した。溶液を<60℃まで冷却し、ガラスウールを通して濾過して、濃塩酸4 80mLおよび氷水10Lの混合液に入れ、次いでこれを激しく攪拌した。固体 を1時間後に吸引濾過し、次いで、水8Lで洗浄した。固体を真空下で一晩風乾 した。1H NMR(CD3〇D/NaOH)δ4.062(s,3H),7.2 5−8.18(m,7H) c.3−メトキシアクリジン−9−カルボン酸フェニル 3−メトキシアクリジン−9−カルボン酸(0.50g)を10mL塩化チオ ニル(3−10mL)に懸濁し、反応混合物を3時間還流した。溶媒を減圧下で 除去して黄色固体が得られ、これをアルゴン下でCH2Cl2およびピリジン(0 .44g)に溶解させた。CH2Cl2中の2,6−ジフルオロフェノール(0. 32g)溶液を滴下した。溶液を室温で一晩攪拌し、次いで、より多量のCH2 Cl2(100mL)で希釈し、水(3×50mL)で洗浄した。有機層をNa2 SO4上で乾燥し、濃縮して生成物が得られ、これをさらにシリカゲル(30% 酢酸エチル/ヘキサン)上のクロマトグラフィーによって精製して純粋な生成物 を クリーム状固体として得た。1H NMR(アセトン−d6)δ4.08(s,3 H),7.39−8.29(m,12H) d.3−メトキシアクリダン−9−カルボン酸フェニル 塩化アンモニウム(3.45g、64ミリモル)および亜鉛4.2g(64ミ リモル)を、エタノール50mL中の工程(c)からのエステル0.85g(2 .5ミリモル)のAr−パージ懸濁液に添加した。混合物を2時間攪拌し、濾過 し固体をCH2Cl2で洗浄した。合した溶液を蒸発乾固して白色固体が得られ、 これを酢酸エチルに溶解させ、水3×25mLで洗浄した。生成物をさらに精製 することなく使用した。1H NMR(CDCl3)δ3.76(s,3H),5 .29(s,1H),6.47−7.36(m,12H),8.21(br s ,1H) e.3−メトキシ−10−メチルアクリダン−9−カルボン酸フェニル 前記工程からのアクリダン化合物(0.77g、2.3ミリモル)をCH2C l2に溶解させ、メチルトリフレート(3.8g、23ミリモル)を添加した。 TLCは一晩攪拌した後に完全なメチル化を示した。揮発物を蒸発させ、残渣を 18%酢酸エチル/ヘキサンを用いてカラム溶出させるクロマトグラフィーによ って精製した。生成物は粘着固体0.75gを含有した。1H NMR(CDC l3)δ3.41(s,3H),3.84(s,3H),5.13(s,1H) ,6.52−7.38(m,12H) f.(E,Z)−9−(フェノキシ)ホスホリルオキシメチリデン)−3−メ トキシ−10−メチルアクリダン、ビス(シアノエチル)エステル LDAの溶液を実施例2dに実質的に記載されているごとくに調製した。−7 8℃で25分間攪拌した後、THF4mL中の工程3eからのアクリダンエステ ル(95mg、0.26ミリモル)の溶液を滴下した。攪拌を−78℃で30分 間継続した。最後に、THF4ml中のPOCl3(0.04mL)およびピリ ジン(0.05mL)の溶液を添加して黄色溶液を脱色させた。ドライアイス浴 を取り除き、攪拌を105分間継続した。溶液を氷俗中で冷却し、THF4mL 中のピリジン(0.106mL)および3−ヒドロキシプロピオニトリル(0. 090mL)で処理した。室温で20時間攪拌した後、反応混合物を濾過し、黄 色沈殿をTHFで洗浄した。反応溶媒を真空中で蒸発させ、残渣を沈殿と合わせ た。この物質を分取用TLC(60%酢酸エチル/ヘキサン)に付し、これから 少量の生成物を二重結合異性体の混合物として単離した;1H NMR(アセト ン−d6)δ2.75−2.82(m,4H),3.52(s,3H),3.8 2(s),3.91(s),4.00−4.26(m,4H),6.47−7. 96(m,12H) g.(E,Z)−9−(フェノキシ)ホスホリルオキシメチリデン)−3−メ トキシ−10−メチルアクリジン、二ナトリウム塩(3) 工程3(f)からのビス(シアノ−エチル)ホスフェートをArパージしたM eOH 10mLに溶解させ、氷浴中で冷却した。水1mL中のNa2CO3 1 1mgのArパージ溶液を滴下し、溶液を19時間攪拌した。さらに3mLのメ タノールを添加し、攪拌をさらに24時間継続して脱保護を完全に行った。溶媒 を蒸発させ、固体化合物をCH2Cl2で洗浄し、真空下で乾燥させた。1H NMR(D2O)δ3.24(s,3H),3.66(s),3.83(s), 6.35−8.07(m,12H) 実施例4 アクリダン誘導体4の合成 a.3−クロロイサチン アルゴン雰囲気下、250mLのCH2Cl2に溶解させた3−クロロジフェニ ルアミン(20g、0.98モル)を、150mLのCH2Cl2の塩化オキサリ ル14.0g(0.11モル)の溶液に添加した。溶液を30分間還流した。得 られた溶液を蒸発させて、過剰の塩化オキサリルを除去した。固体をCH2Cl2 に再溶解させ、これをアルゴンでパージした。混合物を機械攪拌しつつ、塩化ア ルミニウム(54.48g)を何回かで該溶液に45分間にわたって添加した。 混合物は添加の間に濃厚となり、還流を開始した。AlCl3の全てを添加した 後、還流をさらに1時間維持した。冷却した混合物を真空中で蒸発させ、氷浴中 で1M HClの900mLでクエンチした。次いで、固体を吸引濾過し、水で 洗浄した。1H NMR(CDCl3)δ6.8−7.8(m,8H) b.3−クロロアクリジンカルボン酸 工程(a)からのイサチン生成物を水中の10%KOHの300mL中で約4 8時間還流した。溶液を冷却し、HClでpH2−3に酸性化した。黄色固体を 1時間後に吸引濾過し、次いで、水で洗浄した。固体を一晩風乾し、CH2Cl2 で洗浄し、次いで、風乾してアクリジン酸23.76gを得た。1H NMR (DMSO−d6)δ7.72−8.30(m,7H) c.3−クロロアクリジンカルボン酸2’,6’−ジメチルフェニル 室温にて窒素下、該酸(3.0g)を、約100mLのCH2Cl2中の2,6 −ジメチルフェノール(2.24g、1.5当量)およびピリジン(1.98m L、2当量)でエステル化した。溶媒を蒸発させ、残渣を10−30%酢酸エチ ル/ヘキサンを用いるカラムクロマトグラフィーによって精製し、1−クロロ− (少量)および3−クロロ−異性体を分離した; 1H NMR(CDCl3)δ 2.430(s,6H),7.20−7.28(m,3H),7.60−7.7 5(m,3H),8.28−8.50(m,4H) d.3−クロロ−10−メチルアクリジニウムカルボン酸2’,6’−ジメチ ルフェニル、トリフルオロメタンスルホン酸塩 前記工程からのアクリジン化合物(2.47g、6.7ミリモル)をCH2C l2に溶解させ、トリフレート(3.8mL、5当量)を添加した。TLCは一 晩の攪拌後に完全なメチル化を示した。揮発物を蒸発させ、残渣を5%酢酸エチ ル/ヘキサンを用いてカラムを溶出させるクロマトグラフィーによって精製した 。精製物をCH2Cl2/ヘキサンから再結晶して白色固体1.7gを得た。 e.3−クロロ−10−メチルアクリダンカルボン酸2’,6’−ジメチルフ ェニル 塩化アンモニウム(2.91g、64ミリモル)および亜鉛3.56g(64 ミリモル)を、50mLのエタノール中の工程(c)からのエステル2.00g (5.4ミリモル)のAr−パージ懸濁液に添加した。混合物を2時間攪拌し、 濾過し、固体をCH2Cl2で洗浄した。合した溶液を蒸発乾固させて白色固体を 得た。生成物をさらに精製することなく用いた。1H NMR(CDCl3)δ1 .746(s,6H),3.400(s,3H),5.152(s,1H),6 .88−7.04(m,7H),7.26−7.39(m,3H) f.(E,Z)−9−(2,6−ジメチルフェノキシ)ホスホリルオキシメチ リデン)−3−クロロ−10−メチルアクリダン、ビス(シアノエチル)エステ 工程(e)からのアクリダンエステル(0.100g、0.29ミリモル)を 10mLのTHF中のLDA(0.44ミリモル)の溶液に添加した。−78℃ で30分間攪拌した後、4mLのTHF中のPOCl3(42μL)およびピリ ジン(47μL)の溶液を添加した。ドライアイス浴を取り除き、攪拌を30分 間継続した。TLC(30%酢酸エチル/ヘキサン)は、出発物質が完全に反応 したことを示した。溶液を氷浴中で冷却し、4mLのTHF中のピリジン(11 7μL)および3−ヒドロキシプロピオニトリル(94μL)で処理した。室温 で一晩の攪拌の後、沈殿を濾過し、反応溶媒を蒸発させた。残渣を分取用TLC (60%酢酸エチル/ヘキサン)に付し、それから異性体生成物を単離した;1 H NMR(CD3OD)δ(1.91(s),1.95(s),合わせて3H ),(2.03(s),2.04(s),合わせて3H),2.69−2.76 (m,4H),(3.52(s),3.59(s),合わせて3H),4.16 −4.34(m,4H),6.97−7.65(m,10H) g.(E,Z)−9−(2,6−ジメチルフェノキシ)ホスホリルオキシメチ リデン)−3−クロロ−10−メチルアクリダン、二ナトリウム塩(4) 前記工程からのビス(シアノエチル)ホスフェートをアルゴンをパージした1 0mLのメタノールに溶解させ、次いで、氷浴中で冷却した。水1mL中のNa2 CO311mgのAr−パージした溶液を滴下し、脱保護が完了するまでアルゴ ン下で溶液を攪拌した。溶媒を蒸発させ、固体をCH2Cl2で洗浄し、真空下で 乾燥してを得た。 実施例5.アクリダン誘導体5の合成 a.9−(フェニチオホスホリルオキシメチリデン)−10−メチルアクリダ ン、ビス(シアノエチル)エステル 10−メチルアクリダン−9−チオカルボン酸フェニル(70mg、0.2ミ リモル)をTHF中のLDA(0.24ミリモル)の溶液に添加した。−78℃ での30分間の攪拌の後、4mLのTHF中のPOCl3(25μL)およびピ リジン(21μL)の溶液を添加した。ドライアイス浴を取り除き、攪拌を30 分間継続した TLC(30%酢酸エチル/ヘキサン)は、出発物質が完全に反 応したことを示した。溶液を氷浴中で冷却し、4mL中のピリジン(210μL )および3−ヒドロキシプロピオニトリル(44μL)で処理した。室温で一晩 攪拌した後、沈殿したピリジン−HClを濾過し、真空中で反応溶媒を蒸発させ た。残渣を分取用TLC(酢酸エチル)に付し、これより生成物を単離した。1 H NMR(CDCl3)δ2.4−2.6(m,4H),3.521(s,3 H),3.8−4(m,2H),4.0−4.1(m,2H),6.9−7.2 (m,4H),7.22−7.5(m,7H),7.75−8(dd,2H) b.9−(フェニルチオホスホリルオキシメチリデン)−10−メチル−アク リダン、二ナトリウム塩(5) 50mLのアセトン中のビス(シアノエチル)ホスフェート化合物(0.59 g、1.21ミリモル)の溶液にアルゴンを30分間パージした。10mLの水 中のNaOH 104mg(2.6ミリモル)にAr−パージ溶液を滴下し、溶 液をアルゴン下で一晩攪拌した。形成された沈殿を吸引濾過し、50mLのAr −パージしたアセトン50mLで洗浄し、風乾した。収量はわずかに黄色の固体 としての0.50gであり、これはわずかな量のアセトンを含有した。1H NMR(D2O)δ3.36(s,3H),6.9−7.4(m,11H),7 .75−7.8(d,1H),8.2−8.22(d,1H);31P NMR( D2O)δ1.85(relないしext.H3PO4実施例6.ベンズ[c]アクリダン誘導体6の合成 a.ベンズ[c]アクリジン−7−カルボン酸 25mLのCS2に溶解させた1−ナフチルフェニルアミン(10g、46ミ リモル)をアルゴン下で4.8mL(55ミリモル)の塩化オキサリルで還流し た。得られた茶色溶液を蒸発させて過剰の塩化オキサリルを除去した。茶色固体 を60mLのCS2に溶解させ、これにアルゴンをパージした。混合物を攪拌し つつ、AlCl3(21.47g、160ミリモル)を何回かで該溶液に添加し た。混合物は添加の間に濃厚となり、還流を開始した。全てのAlCl3を添加 した後、還流を2時間以上維持した。冷却した混合物を真空中で蒸発させ、1M HClおよび氷でクエンチした。暗色固体を注意深く破砕して小さな粒子とし 、固体を吸引濾過し、水で洗浄した。 イサチン生成物を水中の10%KOH溶液中で一晩還流した。溶液を<60℃ まで冷却し、6M HClおよび氷で中和した。固体を吸引濾過し、水で洗浄し 、風乾した。1H NMR(DMSO−d6)δ7.80−8.13(m,8H) ,8.36−8.39(d,1H),9.38−9.40(m,1H) b.ベンズ[c]アクリジン−7−カルボン酸フェニル ベンズ[c]アクリジン−7−カルボン酸(6.0g)を75mLの塩化チオ ニル(3−10mL)に懸濁させ、反応混合物を4時間還流した。溶媒を減圧下 で除去し、生成物を75mLのCH2Cl2に溶解させた。ピリジン(8.9mL )およびフェノール(2.27g)を添加し、溶液をAr下で室温にて3日間攪 拌した。シリカゲル(50%CH2Cl2/ヘキサン)上のクロマトグラフィーに よって精製を行い純粋な生成物3.05gを淡茶色固体として得た。1H NM R(CDCl3)δ7.40(t,1H),7.48−7.59(m,4H), 7.71−8.01(m,7H),8.259(d,1H,J=7.8Hz), 8.465(d,1H,J=7.8Hz),9.54−9.57(m,1H) c.ベンズ[c]アクリダン−7−カルボン酸フェニル 塩化アンモニウム(10g)および亜鉛10gをエタノール中の工程(b)か らのエステル1.0gのAr−パージした懸濁液に添加した。混合物を2時間攪 拌し、濾過し、固体をCH2Cl2で洗浄した。合わせた溶液を蒸発乾固させ、白 色固体が得られ、これを酢酸エチルに溶解させ、水3×25mLで洗浄した。生 成物を10%酢酸エチル/ヘキサンを用いるクロマトグラフィーによって精製し た。1H NMR(CDCl3)δ5.48(s,1H),5.69−7.27( m,9H),7.41−7.55(m,5H),7.83−7.88(m,2H ) d.12−メチルベンズ[c]アクリダン−7−カルボン酸フェニル 前記工程からのアクリダン化合物(0.70g)をCH2Cl2に溶解させ、メ チルトリフレート(2.3mL)を添加した。TLCは一晩の攪拌後に完全なメ チル化を示した。揮発物を蒸発させ、残渣を5%酢酸エチル/ヘキサンを用いて カラムを溶出させるクロマトグラフィーによって精製した。1H NMR(CD Cl3)δ3.75(s,3H),5.21(s,1H),6.92−6.94 (d,2H),7.09−7.62(m,11H),7.86−7.89(dd ,1H),8.23−8.26(d,1H);13C NMR(CDCl3)δ4 5.07,49.99,120.01,121.23,122.66,123. 51,124.69,125.30,125.45,125.84,126.3 3,126.97,128.39,128.64,129.36,134.89 ,14 1.20,147.09,151.00,170.89 e.(E,Z)−9−(フェノキシ)ホスホリルオキシメチリデン)−12− メチルベンズ[c]アクリダン、ビス(シアノエチル)エステル LDAの溶液を前記したごとくに調製した。−78℃で25分間攪拌した後、 THF中のベンズアクリダンエステル(0.30g)の溶液を滴下した。攪拌を −78℃で30分間継続した。最後に、THF中のPOCl3(0.123mL )およびピリジン(0.107mL)溶液を添加して、深赤色溶液をオレンジ色 とした。ドライアイス浴を取り除き、攪拌を1時間継続した。溶液を氷浴中で冷 却し、THF中のピリジン(0.213mL)および3−ヒドロキシプロピオニ トリル(0.180mL)で処理した。室温で一晩攪拌した後、反応混合物を濾 過し、沈殿をTHFで洗浄した。反応溶媒を真空中で蒸発させ、残渣を沈殿と合 した。この物質を分取用TLC(60%酢酸エチル/ヘキサン)に付し、これか ら少量の生成物を二重結合異性体の混合物として単離した;1H NMR(CD Cl3)δ2.44−2.52(m,4H),3.81−4.10(m,7H) ,6.89−8.24(m,15H) f.(E,Z)−9−(フェノキシ)ホスホリルオキシメチリデン)−12− メチルベンズ[c]アクリダン、二ナトリウム塩(6) 前記工程からのビス(シアノエチル)ホスフェートをアルゴンをパージしたア セトン10mLに溶解させ、次いで、氷浴中で冷却した。Ar−パージした溶液 (水中の2M NaOHの0.1mL)を滴下し、溶液をAr下で一晩攪拌した 。固体を濾過し、生成物化合物をアセトンで洗浄し、乾燥した。1H NMR (D2O)δ3.52(S,3H),6.85−6.90(t,1H),7.0 3−7.06(d,2H),7.15−7.23(m,3H),7.33−7. 48(m,5H),7.72−7.75(d,1H),7.87−7.89(d ,1H),8.10−8.17(t,2H) 実施例7.アクリダン誘導体7の合成 a.アクリジン−9−チオカルボン酸4’−フルオロフェニル アクリジン−9−チオカルボン酸(10g、45ミリモル)を塩化チオニル( 約100mL)に懸濁し、反応混合物を2時間還流した。溶媒を減圧下で除去し 、黄色固体が遊離し、これを100mLのCH2Cl2にアルゴン下で溶解させた 。4−フルオロチオフェノール(5.25mL、49ミリモル)を添加し、続い て30mLのピリジンを添加した。反応混合物は赤味がかった茶色になり、ほと んど加温して還流した。混合物をアルゴン下、室温で2日間攪拌した。溶媒を蒸 発させた後、残渣を800mLのヘキサンで洗浄し、次いで、合計1Lの水で洗 浄した。残存する固体を300mLのCH2Cl2に溶解させ、Na2SO4/シリ カゲル/Na2SO4のプラグを通した。チオエステルが黄色固体として得られた (11.55g)。1H NMR(CDCl3)δ7.20(t,2H),7.6 0−7.68(m,4H),7.80−7.88(m,2H),8.129(d ,2H),8.278(d,2H) b.10−メチルアクリジニウム−9−チオカルボン酸4’−フルオロフェニ ル、トリフルオロメタンスルホン酸塩 アクリジン−9−チオカルボン酸4’−フルオロフェニル(11.36g、3 4ミリモル)をアルゴン下でCH2Cl2(100mL)に溶解させ、メチルトリ フレート(20mL)を添加した。溶液は茶色となり、黄色沈殿を生じた。2日 後、沈殿を濾過し、50mLのCH2Cl2および500mLのヘキサンで洗浄し 、乾燥して生成物を黄色固体(15.3g)として得た。1H NMR(DMS O −d6)δ4.93(s,3H),7.53(t,2H),7.97−8.37 (m,2H),8.14(t,2H),8.54(t,2H),8.61(d, 2H),8.92(d,2H) c.10−メチルアクリダン−9−チオカルボン酸4’−フルオロフェニル 室内照明を消し、10−メチル−アクリジニウム−9−チオカルボン酸4’− フルオロフェニル、トリフルオロメタンスルホン酸塩(15.05g、30ミリ モル)を2−プロパノール(150mL)および2.1mLの酢酸に懸濁させた 。溶液をアルゴンで30分間パージし、次いで、10.0gの亜鉛粉末を添加し た。亜鉛の添加は溶液の黄色を数分内で消失させた。混合物を一晩攪拌した。混 合物を濾過し、固体を2−プロパノールで洗浄し、次いで、ヘキサンで洗浄した 。残存する固体をCH2Cl2で洗浄した。TLC分析から、生成物が両溶液に溶 解したことが示されたので、濾液を濃縮し、合わせると茶色固体が得られ、これ をCH2Cl2に再溶解させ、Na2SO4/シリカゲル/Na2SO4のプラグに通 し、CH2Cl2で溶出させた。予期されたアクリダンチオエステルおよびトラン スエステル化から得られたアクリダンイソプロピルエステルの混合物が得られた 。2つの生成物をカラムクロマトグラフィー(50%CH2Cl2:ヘキサン)に より分離した。純粋なアクリダンチオエステル生成物の1の画分(2.5g)が 白色固体として得られた。第2の画分がイソプロピルエステルとの混合物として 得られた。1H NMR(CDCl3)δ3.45(s,3H),5.08(s, 1H),6.94−7.06(m,6H),7.17−7.24(m,2H), 7.31−7.39(m,4H) d.9−(4−フルオロフェニルチオホスホリルオキシメチリデン)−10− メチルアクリダン、ビス(シアノエチル)エステル 室内の照明を消し、無水THF10mL中の10−メチルアクリダン−9−チ オカルボン酸4−フルオロフェニル(1.00g、2.87ミリモル)を−78 ℃でTHF中のLDAの溶液に滴下した。−78℃で60分間攪拌した後、黄色 溶液を10mLのTHF中のPOCl3(0.79g)およびピリジン(3.0 mL)の溶液で25分間にわたって処理した。ドライアイス浴をさらに1時間後 に取り除き、攪拌を2時間継続した。溶液を氷浴中で冷却し、3−ヒドロキシプ ロピオニトリル(0.71mL)で処理し、添加が完了した後に氷浴を取り除い た。室温で一晩攪拌した後、沈殿したピリジン−HClを濾過し、50mLのT HFで洗浄した。合わせた濾液を真空中で蒸発させた。残渣を50−100%酢 酸エチル/ヘキサンを用いるカラムクロマトグラフィーによって分離し、これか ら生成物0.658gが単離された。1H NMR(CDCl3)δ2.44−2 .64(m,4H),3.49(s,3H),3.86−4.16(m,4H) ,6.92−7.15(m,6H),7.26−7.46(m,4H),7.7 86(d,1H),7.906(d,1H);31P NMR(CDCl3)δ− 9.49(p)(relないしext. H3PO4e.9−(4−フルオロフェニルチオホスホリルオキシメチリデン)−10− メチルアクリダン、二ナトリウム塩(7) 室内の照明を消し、20mLのアセトン中のビス(シアノエチル)ホスフェー ト化合物(0.658g)の溶液をアルゴン雰囲気下で30分間攪拌した。水4 .0mL中のNaOHの116.5mgの溶液を添加し、溶液をアルゴン下で一 晩攪拌した。形成された沈殿を吸引濾過し、100mLのアセトンで洗浄し、風 乾した。濾液中に形成された固体の第2収量を第1収量と合わせた。収量はわず かに黄色の固体としてのの0.545gであった。1H NMR(D2O)δ3 .16(s,3H),6.80−6.98(m,4H),7.06−7.14( m,4H),7.21(t,1H),7.32(t,1H),7.78(d,1 H),8.19(d,1H);31P NMR(D2O)δ1.22(s)(re l.ないしext.H3PO4実施例8.アクリダン誘導体8の合成 a.アクリジン−9−チオカルボン酸4’−メトキシフェニル 前記したごとくに調製した塩化アクリジン−9−カルボニル(2.0g)を2 0mLのCH2Cl2に溶解させた。4−メトキジチオフェノール(1.27g) を滴下し、続いてピリジン1.96gを滴下した。反応混合物を室温で3.5日 間攪拌した。沈殿を収集し、水で洗浄し、乾燥して生成物の第1収量を得た。C H2Cl2溶液を3×50mLの水で洗浄し、乾燥し、蒸発させて粗生成物が得ら れ、これをシリカゲル(酢酸エチル)上のクロマトグラフィーに付して第2収量 の純粋な生成物を得た。1H NMR(CDCl3)δ3.86(s,3H),7 .01(d,1H),7.56(d,2H),7.62−8.28(m,8H) b.アクリダン−9−チオカルボン酸4’−メトキシフェニル アクリジン−9−チオカルボン酸メトキシフェニル(2.0g)を2−プロパ ノール(150mL)に懸濁させた。NH4Cl(7.35g)を何回かで溶液 に添加し、続いて亜鉛(8.9g)を添加した。溶液を室温で2時間攪拌し、次 いで、3時間穏やかに加温した。反応混合物のTLCは出発物質の完全な消費を 示した。溶液を濾過し、沈殿をCH2Cl2で洗浄した。濾液および洗液を濃縮し て粗生成物が得られ、これをCH2Cl2に再溶解させ、水(3×50mL)で洗 浄した。有機層を乾燥し、濃縮して生成物が得られ、これは少量のアクリダンイ ソプロピルエステルを含有していた。1H NMR(CDCl3)δ3.74(s ,3H),5.19(s,1H),6.29(br s,1H),6.75−7 .31(m,12H) c.10−メチルアクリダン−9−チオカルボン酸4’−メトキシフェニルト リフルオロメタンスルホン酸塩 アクリダン−9−チオカルボン酸4’−メトキシフェニル(1.8g)をアル ゴン下でCH2Cl2に溶解させ、メチルトリフレート(6.3g)を添加した。 溶液を室温で一晩攪拌して完全なメチル化を行った。反応混合物を濃縮し、残渣 をカラムクロマトグラフィー(30%酢酸エチル/ヘキサン)によって分離して 生成物1.08gを得た。1H NMR(CDCl3)δ3.45(s,3H), 3.76(s,3H),5.07(br s,1H),6.81−7.36(m ,12H) d.9−(4−メトキシフェニルチオホスホリルオキシメチリデン)−10− メチルアクリダン、ビス(シアノエチル)エステル 10mLの乾燥THF中の10−メチルアクリダン−9−チオカルボン酸メト キシフェニル(700mg)を−78℃に維持した乾燥THFの10mL中のL DA(1.4当量)の溶液に滴下した。−78℃で1時間攪拌した後、4mLの THF中のPOCl3(520mg)およびピリジン(1.64g)の溶液を滴 下した。攪拌は−78℃で30分間継続し、ドライアイス浴を取り除き、攪拌を さらに1時間継続した。溶液を再度氷浴中で冷却し、ピリジン(1mL)および 3−ヒドロキシプロピオニトリル(0.86mL)を滴下した。室温で一晩攪拌 した後、沈殿したピリジン−HClを濾過し、反応溶媒を真空中で蒸発させた。 残渣を酢酸エチル中に採り、水(3×25mL)で洗浄した。有機溶媒を乾燥し 、濃縮し、粗生成物をカラムクロマトグラフイー(30−100%酢酸エチル/ ヘキサン)に付し、それから生成物が淡黄色固体として単離された;1H NM R(CDCl3)δ2.44−2.62(m,4H),3.51(s,3H), 3.82(s,3H),3.88−4.11(m,4H),6.53−7.41 (m,10H),7.84−7.91(m,2H);31P NMR(CDCl3 )δ9.63(p)(rel.ないしext.H3PO4e.9−(4−メトキジフェニルチオホスホリルオキシメチリデン)−10− メチリアクリダン、二ナトリウム塩(8) 11mLのアセトン中のビス(シアノエチル)ホスフェート化合物(0.42 g)をアルゴンでパージした。水中の2.5M NaOH溶液の614μL分を 滴下し、溶液をアルゴン下で一晩攪拌した。形成された沈殿を吸引濾過し、風乾 し、定量的収量のをわずかに黄色の固体として得た。1H NMR(D2O)δ 3.32(s,3H),3.70(s,3H),6.69−7.33(m,10 H),7.80(d,1H),8.18(d,1H) 実施例9.アクリダン誘導体9の合成 a.アクリダン−9−チオカルボン酸2’,6’−ジメチルフェニル アクリジン−9−カルボン酸(2g)を塩化チオニル(25mL)に懸濁させ 、反応混合物を2.5時間還流した。溶媒を減圧下で除去し、固体が得られ、こ れを50mLのCH2Cl2に溶解させた。この溶液を氷浴中で冷却し、2,6− ジメチルチオフェノール(1.23g)を滴下し、続いてピリジン3.6mLを 滴下した。赤色がかった茶色の反応混合物を室温で1.5時間攪拌した。反応混 合物をCH2Cl2で希釈し、3×50mLの水で洗浄した。有機層を乾燥し、濃 縮してオレンジ色の固体が得られ、これをシリカゲル(酢酸エチル)上のクロマ トグラフィーに付して純粋な生成物2.5gを灰色がかった白色固体として得た 。1H NMR(CDCl3)δ2.68(s,6H),7.30−7.41(m ,3H),7.63−8.31(m,8H) b.アクリダン−9−チオカルボン酸2’,6’−ジメチルフェニル アクリジン−9−チオカルボン酸2’,6’−ジメチルフェニル(2.46g )を2−プロパノール(200mL)に懸濁させた。塩化アンモニウム(9.5 g)を何回かに分けて溶液に添加し、続いて亜鉛(11.65g)を添加した。 溶液を温和に2時間加温した。反応混合物のTLCは出発物質の完全な消費を示 した。溶液を濾過し、沈殿をCH2Cl2で洗浄した。濾液を濃縮して白色固体が 得られ、これをCH2Cl2に再溶解させ、水(3×50mL)で洗浄した。有機 層をNa2SO4上で乾燥し、濃縮して生成物2.46gを白色固体として得た。1 H NMR(CDCl3)δ2.08(s,6H),5.24(s,1H),6 .27 (br s,1H),6.78−7.31(m,11H) c.10−メチルアクリダンチオカルボン酸2’,6’−ジメチルフェニル アルゴン下、10−メチルアクリダン−9−チオカルボン酸2’,6’−ジメ チルフェニル(2.0g)を30mLのCH2Cl2に溶解させ、メチルトリフレ ート(6.6mL)を添加した。溶液を室温で3日間攪拌した。混合物を蒸発乾 固させ、粗生成物をカラムクロマトグラフィー(CH2Cl2)によって精製して 生成物1.85gを白色固体として得た。1H NMR(CDCl3)δ2.09 (s,6H),3.46(s,3H),5.09(s,1H),6.97−7. 36(m,11H) d.9−(2,6−ジメチルフェニルチオホスホリルオキシメチルデン)−1 0−メチルアクリダン、ビス(シアノエチル)エステル −78℃にて、12mLの乾燥THF中の10−メチルアクリダン−9−チオ カルボン酸2,6−ジメチルフェニル(700mg)を10mLの乾燥THF中 のLDA(1.4当量)の溶液に添加した。オレンジ色溶液を−78℃で60分 間攪拌した。4mLのTHF中のPOCl3(280μL)およびピリジン(1 .57mL)の溶液を滴下した。ドライアイス浴を取り除く前に、反応混合物を 15分間攪拌した。攪拌を60分間継続した。TLC(30%酢酸エチル/ヘキ サン)はほとんどの出発物質が反応したことを示した。 溶液を氷浴中で冷却し、ピリジン(1.0mL)および3−ヒドロキシプロピ オニトリル(666μL)で処理した。室温で一晩攪拌した後、沈殿したピリジ ン−HClを濾過し、THFで洗浄した。合わせたオレンジ色溶液を真空中で蒸 発させた。有機層を乾燥し、濃縮してオレンジ色固体が得られ、これをシリカゲ ル(酢酸エチル)上のクロマトグラフィーに付して黄色油として純粋な生成物8 0mgを得た。1H NMR(CDCl3)δ2.34−2.43(m,4H), 2.47(s,6H),3.47(s,3H),3.42−3.71(m,4H ),7.01−8.07(m,11H);31P NMR(CDCl3)δ−10 .207(p)(rel.ないしext. H3PO4e.9−(2,6−ジメチルフェニルチオホスホリルオキシメチリデン)−1 0−メチルアクリダン、二ナトリウム塩(9) アセトン6mL中のビス(シアノエチル)ホスフェート化合物(0.80g) の溶液をアルゴンでパージした。水(293μL)中の1M NaOHの溶液を 滴下し、続いてさらに水300μLを滴下し、溶液をアルゴン下で一晩攪拌した 。形成された沈殿を吸引濾過し、アセトンで洗浄し、風乾した。収量は白色固体 としてのの0.60gであった。1H NMR(D2O)δ2.13(s,6H ),3.19(s,3H),6.60−8.19(m,11H);31P NMR (D2O)δ1.653(s)(rel.ないしext. H3PO4実施例10.アクリダン誘導体10の合成 a.4−フルオロアセトアニリド 4−フルオロアニリン(20g)を25mLの酢酸に溶解させ、氷浴中で冷却 した。無水酢酸(25mL)を5mLずつ攪拌溶液に添加した。得られた溶液を 冷水200mLに注ぎ、沈殿した生成物を濾過した。固体を水で洗浄し、真空乾 燥した。1H NMR(CDCl3)δ2.175(s,3H),7.014(t ,2H),7.15(br s,1H),7.43−7.48(m,2H) b.4,4’−ジフルオロジフェニルアミン 190℃にて、11.08gのK2CO3および1.61gのCuIの存在下、 4−フルオロアセトアニリド(12.0g)を1−ブロモ−4−フルオロベンゼ ン(21mL)と90時間縮合させた。冷却した後、混合物を濾過し、固体をC H2Cl2で洗浄した。合わせた有機溶液を真空下で蒸発させ、約20gの暗茶色 溶液を得た。これを100mLのエタノールに溶解させ、9gのKOHと共に2 4時間還流した、エタノールを蒸発させ、暗色残渣をエーテル中に採り、水(3 ×100mL)で洗浄した。エーテル溶液を乾燥し、濃縮し、粗生成物を15% 酢酸エチル/ヘキサンを用いるシリカ上のカラムクロマトグラフィーによって精 製した;1H NMR(CDCl3)δ5.46(br s,1H),6.947 (s,4H),6.97(s,4H);13C NMR(CDCl3)δ115. 86、116.16、119.38、119.47 c.2,7−ジフルオロアクリジン−9−カルボン酸 アルゴン雰囲気下、50mLのCH2Cl2に溶解させた4,4’−ジフルオロ ジフェニルアミン(5.4g)を30mLのCH2Cl2中の塩化オキサリル2. 52mL(0.11モル)の溶液に還流を維持する速度で添加した。混合物をさ らに35分間還流した。得られた溶液を蒸発させて過剰の塩化オキサリルを除去 した。固体を75mLのCH2Cl2に再溶解させ、氷浴中で冷却した。フラスコ をアルゴンでパージし、混合物を攪拌しつつ、AlCl3(14.28g)を何 回かに分けて添加した。添加の間に混合物は濃厚となり、還流を開始した。全て のAlCl3を添加した後、還流をさらに1時間維持した。冷却した混合物を真 空中で濃縮し、300mLの3:1氷/5M HClでクエンチした。混合物を 1時間攪拌し、オレンジ色の固体(イサチン)を吸引濾過し、水で洗浄した。1 H NMR(アセトン−d6)δ6.92−6.97(m,1H),7.35− 7.61(m,6H) イサチン生成物を水中の110mLの10%KOH溶液を一晩還流した。暗緑 色混合物を冷却し、400mLの1:1氷/5M HClで酸性化した。固体を 水で洗浄し風乾し、アクリジン酸を得た。1H NMR(DMSO−d6)δ7. 81−7.94(m,4H),8.31−8.36(m,2H) d.2,7−ジフルオロアクリジン−9−チオカルボン酸フェニル 2,7−ジフルオロアクリジン−9−カルボン酸(1.0g)をSOCl2( 5mL)に懸濁させ、反応混合物を3時間還流した。溶媒を減圧下で除去して茶 色固体が得られ、これをアルゴン下で20mLのCH2Cl2に溶解させた。チオ フェノール(468mg)を添加し、続いてピリジン(2mL)を添加した。反 応混合物を室温で一晩撹拌した。反応混合物をCH2Cl2で希釈し、水(3×5 0mL)で洗浄した。有機層をMgSO4上で乾燥し、濃縮して粗生成物が得ら れ、これをシリカゲル(40%酢酸エチル/ヘキサン)上のクロマトグラフィ ーに付して1.2gの純粋な生成物を得た。1H NMR(CDCl3)δ7.5 2−7.75(m,9H),8.26−8.30(m,2H) e.2,7−ジフルオロアクリダン−9−チオカルボン酸フェニル 2,7−ジフルオロアクリジン−9−チオカルボン酸フェニル(1.2g)を NH4Cl(4.57g)と共に2−プロパノール(125mL)に懸濁させた 。亜鉛(5.5g)を添加し、反応混合物を2.5時間加温し、続いて室温で1 .5時間置いた。反応混合物のTLCは新しい物質への完全な変換を示した。溶 液を濾過し、沈殿をCH2Cl2で洗浄した。濾液を濃縮し、淡オレンジ色残渣を CH2Cl2に再溶解させ、水(2×100mL)で洗浄した。有機層をNa2S O4上で乾燥し、濃縮して粗生成物が得られ、これをさらに精製することなく使 用した。1H NMR(CDCl3)δ5.12(s,1H),6.19(br s,1H),6.72−7.35(m,11H) f.2,7−ジフルオロ−10−メチルアクリダン−9−チオカルボン酸フェ ニル 2,7−ジフルオロアクリダン−9−チオカルボン酸フェニル(1.4g)を アルゴン下でCH2Cl2(50mL)に溶解させ、トリフルオロメタンスルホン 酸メチル(5.29g)を添加した。溶液を室温で一晩攪拌した。TLCは変換 が約50%完了であることを示し、そこで、さらに2mLのメチルトリフレート を添加し、攪拌をさらに40時間継続した。この反応混合物を濃縮し、残渣を2 0−50%CH2Cl2/ヘキサンを用いるクロマトグラフィーで分離して、副生 成物としての少量のアクリダンカルボン酸のイソプロピルエステルと共に生成物 を得た。1H NMR(アセトン−d6)δ3.41(s,3H),4.98(s ,1H),6.89−7.34(m,11H) g.9−(フェニルチオホスホリルオキシメチリデン)−2,7−ジフルオロ −10−メチルアクリダン、ビス(シアノエチル)エステル 2,7−ジフルオロ−10−メチルアクリダン−9−チオカルボン酸フェニル (500mg,1.3ミリモル)を−78℃においてTHF中のLDA(1.4 ミリモル)の溶液に添加した。1時間の攪拌の後、4mLのTHF中のPOCl3 (313mg)およびピリジン(1.07g)の溶液を添加し、反応混合物を −78℃に1時間維持した。ドライアイス浴を取り除き、攪拌を1時間継続した 。 溶液を氷浴中で冷却し、4mLのTHF中のピリジンおよび3−ヒドロキシプ ロピオニトリル(484mg)で滴下処理した。室温にて一晩攪拌した後、沈殿 したピリジン−HClを濾過し、反応溶媒を真空中で蒸発させた。残渣を酢酸エ チル中に採り、4×25mLの水で洗浄し、乾燥して酢酸エチルを蒸発させた後 、残渣をクロマトグラフィー(75−80%酢酸エチル/ヘキサン)により分離 して生成物を単離した;1H NMR(CDCl3)δ2.48−2.65(m, 4H),3.48(s,3H),4.02−4.16(m,4H),6.91− 7.66(m,11H);31P NMR(CDCl3)δ9.874(p)(r el.ないしext. H3PO4h.9−(フェニルチオホスホリルオキシメチリデン)−2,7−ジフルオロ −10−メチルアクリダン、二ナトリウム塩(10) アセトン17mL中のビス(シアノエチル)ホスフェート化合物(0.28g )の溶液を氷浴中で冷却し、アルゴンをパージした。水1.02mL中の1N NaOHの溶液を滴下し、溶液をアルゴン下で16時間攪拌した。形成された沈 殿を吸引濾過し、アセトンで洗浄し、真空乾燥した。収量は灰色がかった白色固 体として10の0.236gであった。1H NMR(D2O)δ3.28(s, 3H),6.78−8.21(m,11H);31P NMR(D2O)δ1.0 06(s)(rel.ないしext. H3PO4実施例11.アクリダン誘導体11の合成 a.アクリジン−9−チオカルボン酸2’,2’,2’−トリフルオロエチル 前記したごとくに調製した塩化アクリジン−9−カルボニル(1.89g)を アルゴン下で30mLのCH2Cl2に溶解させた。この溶液を氷浴中で冷却し、 2,2,2−トリフルオロエタンチオール(1.0)、続いて3.23gのピリ ジンを滴下した。反応混合物を室温で3日間攪拌した。水(20mL)を添加し 、残存する沈殿を濾過し、捨てた。CH2Cl2溶液を3×25mLの水で洗浄し 、乾燥し、蒸発させて、生成物をつぎの反応で採るのに十分に純粋な灰色がかっ た固体として得た。1H NMR(CDCl3)δ4.02−4.10(q,2H ),7.61−8.31(m,8H) b.アクリダン−9−チオカルボン酸2’,2’,2’−トリフルオロエチル アクリジン−9−チオカルボン酸2’,2’,2’−トリフルオロエチル(1 .7g)をNH4Cl(7.08g)と共に2−プロパノール(150mL)に 懸濁した。亜鉛(8.61g)を添加し、反応混合物を室温で1.5時間攪拌し た。反応混合物のTLCは新しい物質への完全な変換を示した。溶液を濾過し、 沈殿をCH2Cl2で洗浄した。濾液を濃縮し、淡オレンジ色残渣をCH2Cl2に 再溶解させ、水(3×50mL)で洗浄した。有機層を乾燥し、濃縮して粗生成 物を次の反応で採るのに十分に純粋に灰色がかった白色固体として得た。1H NMR(CDCl3)δ3.37−3.47(q,2H),5.206(s,1 H),6.27(br s,1H),6.78−7.27(m,8H) c.10−メチルアクリダン−9−チオカルボン酸2’,2’,2’−トリフ ルオロエチル アクリダン−9−チオカルボン酸2’,2’,2’2−トリフルオロエチル( 1.66g)をアルゴン下でCH2Cl2(20mL)に溶解させ、メチルトリフ レート(4.06mL)を添加した。茶色溶液を室温で1.5日間攪拌した。C H2Cl2を濃縮した後、粗生成物を50%CH2Cl2/ヘキサンを用いるカラム クロマトグラフィーによって精製した。1H NMR(CDCl3)δ3.39− 3.43(q,2H),3.43(s,3H),5.04(s,1H),6.9 8−7.38(m,8H) d.9−(2’,2’,2’−トリフルオロエチルチオホスホリルオキシメチ リデン)−10−メチルアクリダン、ビス(シアノエチル)エステル 10mLのTHF中の10−メチルアクリダン−9−チオカルボン酸トリフル オロエチル(300mg)を−78℃にて10mLのTHF中のLDA(1.4 当量)の溶液を滴下した。−78℃で60分間攪拌した後、4mLのTHF中の POCl3(239mg)およびピリジン(703mg)をゆっくりと添加した 。30分後、ドライアイス浴を取り除き、攪拌を60分間継続した。溶液を氷浴 中で冷却し、ピリジン(500μL)および3−ヒドロキシプロピオニトリル( 395μL)で処理した。茶色味の黄色沈殿が形成した。室温にて一晩攪拌した 後、沈殿を濾過し、反応溶媒を真空中で蒸発させた。残渣を酢酸エチル中に採り 、5×25mLの水で洗浄し、乾燥し、濃縮した。粗生成物をCH2Cl2を用い てカラムを溶出させ、次いで溶媒を60−100%酢酸エチル/ヘキサン勾配に 切り替えるクロマトグラフイーにより分離した。2つの画分(各々、2つの接近 して溶出する生成物の混合物、ゆっくりと溶出するものは少量成分)を分離した 。各画分を25%酢酸エチル/ヘキサンを用いる分取用TLCによって分離して さらに精製した。ゆっくりと溶出する生成物は予測されたビス(シアノエチル) ホスフェートエステルであることが判明した。1H NMR(CDCl3)δ2. 69(t,4H),3.41−3.54(q,2H),3.49(s,3H), 4.04−4.24(m,4H),7.04−7.95(m,8H);31P N MR−8.66(p) 他の生成物は1H NMR、13C NMR、19F NMRおよび31P NMR ならびにホモ核およびヘテロ核脱カップリング実験によって、SCH2CF3基か らのHFの脱離およびエノラートのリン酸化から誘導された9−(2’,2’− ジフルオロエテニルチオホスホリルオキシメチリデン)−10−メチルアクリダ ン、ビス(シアノエチル)エステルであると決定された。1H NMR(CDC l3)δ2.60−2.76(m,4H),3.49(s,3H),4.02− 4.26(m,4H),5.17(d,1H),7.03−7.88(m,8H );19F NMR(CDCl3)δ−76.76(d,J=Hz),−78.8 8(t,J=Hz);31P NMR(CDCl3)δ−8.83(p)。δ5. 17におけるダブレットの放射は1H NMRスペクトルにおいて他のシグナル に影響しなかった。δ4.02−4.26におけるマルチプレットの放射はδ2 .60−2.76におけるマルチプレットを崩壊させてシングレットとし、リン シ グナルを崩壊させてシングレットとした。1Hスペクトルにおけるδ5.17の ダブレットの放射は19Fスペクトルにおけるトリプレットを崩壊させてダブレッ トとした。 e.9−(2’,2’,2’−トリフルオロエチルチオホスホリルオキシメチ リデン)−10−メチルアクリダン、二ナトリウム塩(11) 4mLアセトン中のビス(シアノエチル)ホスフェート化合物(15mg)の 溶液をアルゴンでパージした。水(58μL)中の1M NaOHの溶液、続い てさらに100μLの水を滴下し、溶液をアルゴン下で一晩攪拌した。TLCは 完全な脱保護を示した。混合物を濃縮乾固して灰色がかった白色固体が得られ、 これを20%CH2Cl2/アセトンで洗浄し、風乾した。1H NMR(D2O) δ3.399(s,3H),3.45−3.61(m,2H),7.04−8. 18(m,8H);31P NMR(D2O)δ1.465(s)(rel.ない しext. H3PO4実施例12.アクリダン誘導体12の合成 a.アクリジン−9−チオカルボン酸4’−クロロフェニル 4−クロロ−チオフェノール(4.75g)および7.22gの塩化アクリジ ン−9−カルボニル、続いて12.1mLのピリジンを100mLのCH2Cl2 に溶解させた。反応混合物はオレンジ色−茶色となった。混合物をアルゴン下に 室温で一晩攪拌した。溶媒の蒸発後、固体を100mLのヘキサンで洗浄し、濾 過し、さらに100mLのヘキサンで洗浄し、濾過、次いで、水500mLで洗 浄し、濾過し、風乾した。チオエステルがわずかに茶色味黄色固体として得られ た(8.71g)。1H NMR(CDCl3)δ7.47−7.50(m,2H ), 7.58−7.67(m,4H),7.81−7.86(m,2H),8.12 (d,2H),8.29(d,2H) b.アクリダン−9−チオカルボン酸4’−クロロフェニル アクリジン−9−チオカルボン酸クロロフェニル(2.0g)をCH2Cl2( 25mL)に溶解させた。溶液をアルゴンでパージし、次いで、3.72gの亜 鉛粉末、続いて0.45mLの酢酸を添加した。TLCは出発物質が20分内に 消費されたことを示した。混合物を濾過し、固体をCH2Cl2で洗浄した。合し たCH2Cl2溶液を水(3×50mL)で洗浄し、乾燥した。少量の生成物を分 析特徴付けのために分取用TLCによって精製した。生成物の残りはさらに精製 することなく使用した。1H NMR(CDCl3)δ5.22(s,1H),6 .28(s,1H),6.79−7.31(m,12H) c.10−メチルアクリダン−9−チオカルボン酸4’−クロロフェニル アクリダン−9−チオカルボン酸クロロフェニル(2.0g)をアルゴン下で CH2Cl2(30mL)に溶解させ、メチルトリフレート(6.5g)を添加し た。茶色溶液を蒸発させ、粗生成物を30%酢酸エチル/ヘキサンを用いるカラ ムクロマトグラフィーによって精製した。純粋な生成物(1.8g)がそれによ り得られた。1H NMR(CDCl3)δ3.47(s,3H),5.09(s ,1H),7.02−7.39(m,12H) d.9−(4−クロロフェニルチオホスホリルオキシメチリデン)−10−メ チルアクリダン、ビス(シアノエチル)エステル 10mLの無水THF中の10−メチルアクリダン−9−チオカルボン酸4− クロロフェニル(0.70g)を−78℃にてTHF中のLDA(1.4当量) の溶液に滴下した。−78℃で60分間攪拌した後、黄色溶液を4mLのTHF 中のPOCl3(0.517g)およびピリジン(1.52mL)の溶液でゆっ くりと処理した。ドライアイス浴を30分後に取り除き、攪拌を1時間継続した 。溶液は黄色となり、沈殿が形成された。 混合物を氷浴中で冷却し、3−ヒドロキシプロピオニトリル(0.89g)お よび1.0mLのピリジンで処理した。添加が完了した後、氷浴を取り除いた。 室温で一晩攪拌した後、沈殿したピリジン−HClを濾過し、THFで洗浄した 。 合わせた濾液を真空中で蒸発させ、得られた茶色物質を酢酸エチルに溶解させ、 4×25mLの水で洗浄した。酢酸エチル溶液を乾燥し、濃縮した。残渣を80 −100%酢酸エチル/ヘキサンを用いるカラムクロマトグラフイーによって分 離し、それから生成物0.325gが単離された。1H NMR(CDCl3)δ 2.48−2.64(m,4H),3.53(s,3H),3.86−4.16 (m,4H),6.94−7.94(m,12H);31P NMR(D2O)δ −9.48(p)(rel.ないしext. H3PO4e.9−(4−クロロフェニルチオホスホリルオキシメチリデン)−10−メ チルアクリダン、二ナトリウム塩(12) 10mLのアセトン中のビス(シアノエチル)ホスフェート化合物(0.32 5g)の溶液をアルゴンでパージした。2.5M NaOH(473μL)の溶 液、続いてさらに500μLの水を添加した。溶液をアルゴン下で一晩攪拌した 。形成された沈殿を吸引濾過し、風乾した。母液はモノ(シアノエチル)−保護 化合物(140mg)を含有することが判明した。二ナトリウム塩の第2収量は NaOH脱保護を反復することによって得られた。1H NMR(D2O)δ3. 35(s,3H),6.92−7.36(m,10H),7.78(d,1H) ,8.20(d,1H);31P NMR(D2O)δ1.22(s)(rel. ないしext. H3PO4実施例13.アクリダン誘導体13の合成 a.アクリジン−9−チオカルボン酸ナフチル 2−ナフタレンチオール(48.81g)およびアクリジン−9−カルボン酸 65.17gから調製した塩化アクリジン−9−カルボニルを100mLのCH2 Cl2に溶解させ、続いて120mLのピリジンを添加した。混合物をアルゴン 下、室温で一晩攪拌した。溶媒の蒸発接、固体を500mLのヘキサンで洗浄し 、濾過し、さらに500mLのヘキサンで洗浄し、濾過し、次いで、600mL の水で洗浄し、濾過し、一晩風乾した。該チオエステルを1500mLのCH2 Cl2に溶解させ、硫酸ナトリウム上で乾燥し、濾過し、真空中で乾燥した。該 チオエステルは茶色固体として得られた(94.67g)。1H NMR(CD Cl3)7.54−8.00(m,11H),8.17−8.31(m,4H) b.10−メチルアクリジニウム−9−チオカルボン酸ナフチルトリフレート アクリジン−9−チオカルボン酸ナフチル(26.38g)をCH2Cl2(2 00mL)に懸濁させた。トリフルオロメタンスルホン酸メチル(24.5ml )を添加し、混合物を一晩攪拌した。混合物を濾過し、固体をCH2Cl2(30 0ml)およびヘキサン(500ml)で洗浄した。風乾後、生成物(28.8 3g)が黄色固体として得られた。1H NMR(アセトン−d6)5.20(s ,3H),7.66−7.75(m,2H),7.88−7.92(m,1H) ,8.03−8.09(m,2H),8.15(d,1H),8.26(t,2 H),8.48(s,1H),8.61−8.68(m,2H),8.80(d ,2H),9.03(d,2H) c.10−メチルアクリダン−9−チオカルボン酸ナフチル 10−メチルアクリジニウム−9−チオカルボン酸ナフチル トリフレート( 65.50g)をアルゴン下でCH2Cl2(1000mL)に懸濁させ、氷酢酸 (21.2ml)および亜鉛(40.43g)を添加した。一晩攪拌した後、T LCは出発物質の消失と新しい生成物の形成を示した。反応混合物をシリカゲル のベッドを通して濾過し、CH2Cl2を真空中で除去した。得られたわずかに黄 色の固体をイソプロパノール(500ml)中で攪拌し、濾過し、さらに500 mlのイソプロパノールで洗浄し、風乾した。純粋な生成物(46.36g)が それにより得られた。1H NMR(CDCl3)δ3.47(s,3H),5. 13(s,1H).7.00−7.06(m,4H),7.25−7.49(m ,7H),7.70−7.79(m,4H) d.9−(ナフチルチオホスホリルオキシメチリデン)−10−メチルアクリ ダン、ビス(シアノエチル)エステル 無水THF600mL中の10−メチルアクリダン−9−チオカルボン酸ナフ チル(17.32g)を−78℃にてTHF中のLDA(1.25当量)の溶液 に滴下した。−78℃で90分間攪拌した後、オレンジ色がかった茶色溶液を1 50mLのTHF中のPOCl3(20.80g)およびピリジン(50mL) の溶液でゆっくりと処理した。ドライアイス浴を60分後に取り除き、攪拌を1 時間継続した。溶液は茶色となり、沈殿を形成した。 混合物を3−ヒドロキシプロピオニトリル(27.8ml)で処理した。室温 で一晩攪拌した後、沈殿したピリジン−HClを濾過し、THFで洗浄した。合 わせた濾液を真空中で蒸発させ、得られた茶色油を、50−100%酢酸エチル /ヘキサンを用いるカラムクロマトグラフィーによって分離し、それから生成物 が単離された。黄色油をCH2Cl2(300ml)に溶解させ、水(450ml )で洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥し、濾過し、真空中で乾燥した。これによ り生成物(17.76g)を黄色固体として得た。1H NMR(CDCl3)δ 2.33−2.53(m,4H),3.53(s,3H),3.82−4.06 (m,4H),6.93(t,1H),7.03(d,1H),7.10−7. 18(m,2H),7.25−7.55(m,5H),7.79−7.92(m ,5H),8.02(d,1H);31P NMR(CDCl3)δ−9.69( p)(rel.ないしeXt.H3PO4e.9−(ナフチルチオホスホリルオキシメチリデン)−10−メチルアクリ ダン、二ナトリウム塩(13) 200mLのアセトン中のビス(シアノエチル)ホスフェート化合物(17. 28g)の溶液をアルゴン下でパージした。水50ml中のNaOH(2.76 g)の溶液を添加し、溶液をアルゴン下で一晩攪拌した。形成された沈殿を吸引 濾過し、アセトン(300ml)中の20%水で洗浄し、真空下で乾燥した。生 成物(15.07g)が淡黄色固体として得られた。1H NMR(D2O)δ3 .22(S,3H),6.67(d,1H),6.87(t,1H),7.01 (t,1H),7.08−7.15(m,2H),7.23(d,1H),7. 31−44(m,3H),7.51(s,1H),7.59(d,2H),7. 73(d,1H),7.86(d,1H),8.25(d,1H);31P NM R(D2O)δ1.30(s)(rel.ないしext. H3PO4実施例14.化合物1でのアルカリ性ホスファターゼの化学発光検出 アルカリ性ホスファターゼの化学発光検出用の効果的な試薬組成物は、0.1 Mトリス緩衝液pH8.5、0.88mMマグネシウム塩、0.33mMアクリ ジンホスフェート(0.033Mメタノール溶液の1:100希釈から)およ び0.01mg/mLの増強剤A(ポリビニルベンジルトリブチルホスホニウム クロリド コーポリビニルベンジルトリオクチルホスホニウムクロリド)(3: 1の比のトリブチル:トリオクチル基を含有)を含有するものであった。Turner TD-20eルミノメーターに収容したテストチューブ中、25℃における100μ Lのこの組成物と10-13モルのAPとの反応は、2分以内に最大強度に到達す る容易に測定できる青色化学発光を生じた。 実施例15.化合物2−13での化学発光検出 実施例14の方法において、化合物13の各々を含有する組成物を25℃ でAPと反応させた。各々は、APの不存在下で測定されたバックグラウンドを 超えて識別できる、容易に測定可能な化学発光を生じた。 ここに特に説明したものに加えて、式Iの他の化合物は本方法と同様にして機 能するであろうことは当業者に明白であろう。 実施例16.アルカリ性ホスファターゼの化合物5での化学発光検出 アルカリ性ホスファターゼの化学発光検出に効果的な試薬組成物は、0.2M 2−メチル−2−アミノ−1−プロパノール緩衝液pH9.6、0.88mM Mg2+、0.66mMアクリダンホスフェート(0.033Mメタノール溶 液の1:100希釈から)および0.5mg/mLの増強剤Aよりなるものであ った。Turner TD-20eルミノメーターに収容したテストチューブ中、25℃にお ける100μLのこの化合物と10-13モルのAPとの反応は、2分以内に最大 強度に到達する容易に測定できる青色化学発光を生じた。1および10分の間に 測定された光強度は、8×10-14モルないし8×10-18モルの範囲で酵素量と 相関した。 実施例17.化学発光強度の動的プロフィール アクリダンホスフェートを含有する組成物によって供される迅速な検出速度 を図1のプロットによって示す。25℃における実施例14の試薬組成物100 μLと8×10-16モルのAPとの反応は、約2分以内に最大強度を達成した光 放射のバーストを引き起こした。また、該図は、のかわりに当該エステルを含 有する以外は実施例14に記載されたものと同様の試薬組成物中のエステルであ る10−メチルアクリダン−9−カルボン酸フェニルの化学発光プロフィールを 比較のために示す。該エステルの後者の溶液へのAPの添加は効果を生じなかっ た。該エステルの自然自動酸化からのかなり低い光強度およびより遅い生起時間 は、の反応からの放射が、単に、AP、続いて該エステルの自動酸化による( エノールホスフェートからのホスフェート保護基の除去を介する)該エステルの 生成によるものであるスキームと適合しない。 実施例18.1とAPとの反応の分光学的研究 雰囲気温度における3mLの実施例14の試薬組成物と2.4×10-12モル のAPとの反応の進行を、ダイオードアレイ検出器を用いるUV−可視光線スペ クトロスコピーによってモニターした。スペクトルは5分間隔で得た。図2で明 らかとされたスペクトルの発生は、多数の中間体および生成物よりなる複雑なパ ターンを示した。A−Fと示した曲線は酵素添加後0、5、10、20、40お よび60分に採取したスキャンを表す。 実施例19.化学発光スペクトル LumigenのBarry Schoenfelner博士によって構築されたデバイスを用い、化学 発光スペクトルを得た。光の漏れないボックスの内部のテストチューブよりなる 試料ホールダー中で、実施例14の試薬組成物(200μL)をAP(8×10-13 モル)と反応させた。放射された光をレンズによって収集し、格子モノクロ メーターによってCCDカメラエレメントに分散させた。時間に伴う強度の変化 に対する補正は必要なかった。というのは、この系は同時に可視光線の全ての波 長をイメージするからである。図3に示される放射された光のスペクトルは、最 大強度が約430nmの広い放射を明らかとした。このスペクトルはN−メチル アクリドンの蛍光にマッチする。スペクトル中の見掛けの微細構造は装置ノイズ の結果である。 実施例20.1とアルカリ性ホスファターゼとの化学発光反応に対するpHの 影響 本発明のアクリダンでのアルカリ性ホスファターゼの化学発光検出は広い範囲 のpHにわたって行うことができる。0.1M緩衝液(トリスまたは2−メチル −2−アミノ−1−プロパノール、221)、pH7−10.5、0.88mM Mg2+、0.33mMアクリダンホスフェート(0.033Mメタノール溶 液の1:100希釈から)および0.01mg/mLの増強剤Aを含有する溶液 を調製し、バックグラウンド光放射を25℃で10分後に測定した。8×10-1 6 モルの酵素を含有するAP溶液のアリコットを注入し、最大強度に到達するま で光強度をモニターした。S/Bは酵素の不存在下における光強度に対する最大 光強度の比率を表す。 実施例21.界面活性剤による化学発光の増強 テスト物質の不存在下におけるレベルを超える光強度の増加と定義される、化 学発光の増強は、種々の界面活性剤化合物の不存在下におけるアクリダンとA Pとの反応におけるテスト条件の標準的セット下で評価した。最大増強を生じる 各界面活性剤の濃度を独立して測定した。S/Bで示した欄における値は10-1 6 モルのAPでの光強度と酵素なしでのそれとの比率を表す。Rel.と示した 欄は増強剤なしで得られた結果に対して正規化した同比率を表す(試行11)。 試行4−11におけるS/B値は得られる最大増強を表していない。というの は、これらの光増強剤を用いると、光強度は1時間より長く上昇し続けるからで ある。 実施例22.アクリダンホスフェート1での光強度および反応速度に対する増 強剤Aの濃度の効果 濃度依存性実験を行って、アクリダンホスフェートとAPとの化学発光反応 における最大シグナル/バックグラウンド(S/B)レベルを生じた増強剤Aの 量を決定した。0.88mM Mg2+および0.5、0.25、0.1、0.0 5または0.025mg/mLの増強剤Aを含有する0.1Mトリス緩衝液pH 8.5中のの溶液を調製した。アリコット(100μL)を25℃で平衡化し 、8×10-16モルのAPと反応させた。表4に報告するS/B値は、最大光増 強が0.005−0.01g/Lの増強剤で起こることを示す。 実施例23.アルカリ性ホスファターゼのアクリダンホスフェート1での検出 の直線性および感度 アクリダンホスフェートを含有する本発明の試薬組成物を用い、APの検出 の感度および直線性を測定した。96−ウェルの白色マイクロプレート中の3ウ ェルの各々に、8×10-15モルおよび8×10-20モルの間の酵素を含有するA Pの10μL希釈を添加した。0.88mM MgCl2、0.01mg/mL の増強剤A、1%メタノールおよび0.1Mトリス緩衝液pH8.5、中の0. 33mM溶液アクリダンホスフェートを含有する検出試薬の100μLアリコ ットを注入した。光強度を2.5分後に測定した。図4はアルカリ性ホスファタ ーゼの直線検出を示す。S−Bで示す項はAPの不存在下におけるバックグラウ ンド化学発光(B)に対して補正したAP存在下でのRLUにおける化学発光シ グナル(S)をいう。計算された検出限界(バックグラウンドの標準偏差の2倍 )はこれらの条件下で1.2×10-19モルであると決定された。10分後に測 定された光強度を用いて同様の結果が得られた。 実施例24.pH変化によるAPの化学発光検出 APととの反応によって放射される光を検出する別の方法は、増強剤の不存 在下、第1のpHにてAPと共にを含有する試薬組成物をインキュベートし、 次いで、増強剤を含有する強塩基の溶液を注入することにより迅速にpHを上昇 させて光放射のバーストを引き起こすことである。<10-18モルのAPの検出 を可能とする条件のセットを考案した。 0.1Mトリス緩衝液、pH9、0.88mM MgCl2中の0.33mM アクリダンホスフェートを含有する試薬組成物(100μL)を10μLのA P(8×10-15−8×10-20モル)または試薬ブランクとしての10μLの水 とを黒色マイクロプレートのウェル中にて雰囲気温度で4分間反応させた。1N NaOH(100μL)中に0.5mg/mLの増強剤Aを含有する溶液を注 入し、10秒間の光強度について積分した。光強度は図5に示すごとく、8×1 0-15および8×10-19モルの間のAPの量の直線関数であった。 実施例25.酸性ホスファターゼの化学発光検出およびタルトレートによる阻 酸性ホスファターゼ(AcP)の化学発光検出用の試薬組成物は0.1Mトリ ス緩衝液pH7、0.33mMアクリダンホスフェート(0.033Mメタノ ール溶液の1:100希釈から)および0.01−0.1%の増強剤Aを含有す るものであった。Turner TD-20eルミノメーターに収容したテストチューブ中、 雰囲気温度にて、この組成物100μLとAcP(Sigma AcP LIN-TROL、2.0 mL、83U/Lへ復元)との反応は化学発光を生じ、これはほとんど瞬間的に 最大強度に達し、数分間ほとんど一定のままであった。蛋白質ウシ血清アルブミ ンの0.1%の検出試薬への添加は、光放射の持続を有意に延長した。 0.04Mタルトレート5μLのクエン酸塩緩衝液(0.09M、pH4.8 )への添加は、タルトレート(前立腺酸性ホスファターゼに対する特異的阻害剤 )による酵素活性の阻害のため、光放射の完全な消光を引き起こした。放射の消 滅はpHの低下によるものではなかった。というのは、10μLのクエン酸塩緩 衝液の添加は光強度の25%減少を引き起こしたに過ぎなかったからである。 実施例26.pH変化によるAcPの化学発光検出 AcPととの反応によって放射された光を検出する別の方法は、および増 強剤を含有する試薬組成物を第1のpHにおいてAcPと共にインキュベートし 、次いで強塩基の溶液を注入することによりpHを迅速に上昇させて光放射のバ ーストを引き起こすことである。0.1Mトリス緩衝液pH7.0、0.1%B SAおよび0.01%増強剤A中の0.33mMアクリダンホスフェートを含 有する試薬組成物(100μL)を3μLのAcP(Sigma AcP LIN-TROL,2. 0mL、83U/Lに復元)とテストチューブ中で、雰囲気温度にて8分間反応 させた。1N NaOH(50μL)の溶液を注入し、4分間の光強度に対して 積分した。光強度は試薬ブランクの3倍であった。 実施例27.PVDF膜を用いるウェスタンブロットアッセイ 本発明の組成物を用いて、ポリビニリデンジフルオライド(PVDF)膜上の AP−標識抗体を用いるウェスタンブロットにて蛋白質ヒト・トランスフェリン を検出し定量した。蛋白質の各々5000、1000、180、30および5p gを含有するトランスフェリンの希釈を電気泳動し、PVDF膜に移した(Milli pore,Bedford,MA)。トランスフェリンバンドをブロックし、次いで順次ヤギ抗 −ヒト・トランスフェリンおよびウサギ抗−ヤギ−APコンジュゲートと反応さ せた。0.88mM MgCl2、0.66mMアクリダンホスフェート および0.1ないし1mg/mLの増強剤Aを含有する0.2M 221緩衝 液pH9.6を含有する試薬を用い、膜を軽く浸漬させた。膜を透明なブラスチ ックシートの間に置き、X−線フィルムに露出させた。図6は、0.1mg/m Lの増強剤を含有する試薬組成物を用いる、1分露出にて15分後におけるヒト ・トランスフェリンの検出を示す。種々の量の増強剤を含むこれらの組成物を用 いて生じた光は、少なくとも2週間イメージできた強い放射に導いた。 驚くべきことに、0.5mg/mLの増強剤Aを含有する組成物は、その強度 が4日間ほぼ一定で、相対的バンド強度の変化が無い光放射を生じることが判明 した。PVDF膜で生じた光放射は、1カ月を超える非常に長時間有用なレベル で止まった。5週間後、ただの20分の露出にて、5pgのバンドが依然として イメージできた。有用なレベルでの放射のこの持続は前例が無い。 実施例28.ニトロセルロース膜を用いるウェスタンブロット 固相としてニトロセルロース膜を用い、実施例27における手法に従ったウェ スタンブロットアッセイを行った。5000−30pgの範囲のトランスフェリ ン標準を用いた。全てのレベルの蛋白質の検出を可能とする検出試薬は、0.2 M22緩衝液、pH9.6、0.88mM MgCl2、0.33mMアクリダ ンホスフェートおよび0.5mg/mLの増強剤Aを含有するものであった。 検出は数時間にわたって行うことができた。 実施例29.化学発光検出を用いるサザーンブロットアッセイ サザーンブロッティングの技術によるニトロセルロース膜上のDNAの化学発 光検出のための本発明の組成物の使用を以下の実施例で示す。 アビジン−APコンジュゲートはCappel Products(Durham,NC)から入手した。 ウシ血清アルブミン(熱ショック)はSigma Chemical Co.(St.Louis,MO)から 購入した。ヒトゲノムDNAおよびヒト・トランスフェリンレセプターcDNA はClontech(Palo Alto,CA)からのものであった。ビオチン化ラムダDNA/Hi ndIII断片、ビオチン−7−dATPおよびニックトランスレーションキッ トはLife Technologiesから、制限エンドヌクレアーゼHindIIIはBoehri nger-Mannheim (Indianapolis, IN)から、およびニトロセルロース膜はSchlei her & Schuell Inc.(Keene,NH)からのものであった。X−線フィルムはKodak (Rochester,NY)からのX−OMAT ARであった。 ヒトゲノムDNA(19.5μg)をHindIIIで完全に切断し、13μ gおよび6.5μg分に分割した。制限したDNAをフェノール/クロロホルム 抽出およびエタノール沈殿によって精製した。精製したDNAを溶出緩衝液とし て40ミリモル/Lトリス−アセテート、2ミリモル/L EDTA、pH8. 0を用いる0.75%アガロースゲル上の電気泳動によって分離した。電気泳動 に続き、該ゲルを水ですすぎ、0.25モル/L HClで12分間平衡化させ 、再度水ですすぎ、0.5モル/L NaOH、1.5モル/L NaCl中で 15分間、次いで、同溶液の新鮮な交換液中で30分間インキュベートし、水で すすぎ、1モル/Lトリス、1.5モル/L NaCl、pH7.5の3交換液 中で各々15分間インキュベートした。 ニトロセルロース膜を順次水に2分間、10×SSCに30分間浸漬させた。 10×SSC中で一晩キャピラリーブロッティングすることによってDNAを膜 に移した。室温にて10×SSC中で10分間温和に攪拌することによって膜を 洗浄し、Whatman 3MMブロッティングペーパー上で30分間風乾し、真空下 で2時間80℃にて加熱した。 6×SSPE(20×SSPEは3モル/L NaCl、0.2モル/L N aH2PO4、20ミリモル/L EDTA、pH7.4である)中に膜を浸漬し 、続いて、プレ−ハイブリダイゼーション溶液:6×SSPE、50%新鮮な脱 イオン化ホルムアミド、濾過した5×Denhardt's溶液(50×は1%Ficol 4 00、1%PVP、1%BSA(熱ショックによる最初の画分)である)、濾過 した1%SDSおよび200μg/mLの剪断した変性ニシン精子DNA中、4 2℃で3時間プレ−ハイブリダイゼーションを行った。ハイブリダイゼーション プローブ、ヒト・トランスフェリンレセプターcDNAを、製造業者の指示に従 ってニックトランスレーションによってビオチン−7−dATPで標識した。ゲ ノムDNAを6×SSPE、45%ホルムアミド、濾過した5×Denhardt's、1 %SDS、200μg/mLニシン精子DNA中、42℃にて一晩300μg/ mL変性ビオチン化プローブとハイブリダイズさせた。ビオチン化プローブを4 分間沸騰させ、0℃で10分間冷却することによって変性させた。膜を25℃に て 0.5×SSC、0.4%SDSで5分間2回、55℃にて0.5×SSC、0 .4%SDSで10分間3回、25℃にて2×SSCで5分間1回、TBS(5 0ミリモル/L トリス−HCl、pH7.4、0.15モル/L NaCl) で3分間2回洗浄した。洗浄工程の後、膜を濾過した3%BSA、100ミリモ ル/Lトリス−HCl、pH7.4、0.15モル/L NaCl中、63℃で 1時間ブロックし、T−TBS(TBS中、0.05%Tween 20)中で 1分間洗浄した。 ブロックした膜をT−TBS中、アビジン−APの1:2000希釈と共に1 2分間、続いて、T−TBSの4回の新鮮な交換液と共に5、10、15および 20分間、続いて最後にTBSと共に5分間インキュベートした。過剰の緩衝液 を排出し、ブロットを実施例27に記載した検出試薬中に3分間浸漬した。過剰 の試薬を排出し、ブロットを透明なシート間に入れ、X−線フィルムに露出させ た。 膜を検出試薬で浸漬し、種々の時間X−線に露出させることによって、単一コ ピー遺伝子が10.5および5.2kbpに検出された。12分間のインキュベ ーションの後、両画分における単一コピー遺伝子に対応するバンドは、本発明の 試薬を用いてフィルムに5分間露出させて目に見えた。また、より短いインキュ ベーション時間は過剰のイメージを生じた。多数回の露出は1日につき容易に行 うことができた。 実施例30.化学発光プロフィールに対するルシゲニンの効果 図7のプロットによって、アクリダンホスフェートとAPとの反応にルシゲ ニンを添加することによってより高い光強度が示される。0.88mM MgC l2を含有する0.1Mトリス緩衝液pH8.8中の(0.66mM)の溶液 の100μL分と、8×10-16モルのAPとの25℃における反応を、6.4 μMルシゲニンの存在下および不存在下で行った。図7は、ルシゲニンの溶液へ の取り込みに由来するはるかに高い光強度を示す。 実施例31.化合物5でのアルカリ性ホスファターゼの化学発光検出 アルカリ性ホスファターゼの化学発光検出のための高度に効果的な試薬組成物 は、0.1Mトリス緩衝液、pH8.8、6.4μMルシゲニン、0.66mM 化合物、1mg/mL SDS、0.01mg/mL Na2SO3、0.03 3%(w/v)TWEEN20および0.88mM MgCl2を含有するもの であった。25℃におけるこの組成物100μLと8×10-16モルのAPとの 反応は化学発光を生じ、これは2分以内に最大強度に達した。図8は、37℃で トリガーされる、およびカチオン性ポリマー界面活性剤増強剤ポリ(ビニルベ ンジルトリブチルホスホニウムクロリド)−コ−ポリ−(ビニルベンジルトリオ クチルホスホニウムクロリド)(約3:1の比率のトリブチル:トリオクチル基 を含有(0.25TB/TO))を含有する試薬組成物との比較を示す。後者の ポリマー界面活性剤を含有する組成物は従前にCACの不存在下で最高レベルの 化学発光であることが判明している。 実施例32.アルカリ性ホスファターゼ検出の直線性および感度 化合物およびルシゲニンを含有する試薬組成物(試薬A)を用い、APの検 出の感度および直線性を決定し、化合物および0.25TB/TOを含有する 試薬組成物(試薬B)を用いて達成される結果と比較した。該試薬は以下の組成 を有する。 試薬A 試薬B 化合物、0.66mM 化合物、0.66mM 0.1Mトリス緩衝液、pH8.8 0.2M 221緩衝液、pH9.6 0.01または0.88mM MgCl2 0.88mM MgCl2 ルシゲニン、6.4μM 0.25TB/TO、0.5mg/mL SDS、1mg/mL Na2SO3、0.01mg/mL TWEEN20、0.033%(w/v) 96−ウェル白色マイクロプレート中の3ウェルの各々に、8×10-13モル および8×10-22モルの間の酵素を含有するAPの10μL希釈、ならびに検 出試薬AまたはBの100μLアリコットを添加した。光強度を2.5分後に測 定した。図9はアルカリ性ホスファターゼの直線的検出を示す。計算された検出 限界(バックグラウンドを超える標準偏差の2倍)は試薬Aにつき3.5×10-21 モルと、試薬Bにつき1.2×10-19モルであると決定された。 実施例33.化合物1−13での化学発光検出 実施例30と同様にして、0および6.4μMルシゲニンと共に化合物 の各々0.66mMを含有する組成物を25℃で8×10-16モルのAPと反 応させた。各々は、ルシゲニンが反応溶液中にある場合、より強い化学発光を有 意に示した。 実施例34.化合物7−12を用いるAPの検出の直線性および感度 実施例32と同様にして、化合物の代わりに化合物12の各々0.66 mMで置き換え、試薬Aの組成物に従い、試薬を調製した。これらの試薬の各々 100μLに、8×10-16モルおよび8×10-22モルの間の酵素を含有するA Pの10μL希釈または試薬ブランク用に水10μLを添加した。各々の場合、 8×10-21モルの酵素を含有する反応溶液は約2分以内にピークシグナルを生 じ、これはブランクよりも高かった。図10および11および18は、各々、化 合物および12についての結果を示す。 実施例35.化合物7を用いる化学発光の時間プロフィール 化合物を含有する試薬組成物によって放射される化学発光の迅速な生成を以 下の実験で示す。0.1Mトリス緩衝液pH8.8、6.4μMルシゲニン、0 .66mMアクリダンホスフェート7、1mg/mLドデジル硫酸ナトリウム、 0.01mg/mL Na2SO3、0.033%(w/v)TWEEN20およ び0.88mM MgCl2よりなる試薬の100μL分を室温にて8×10-16 モルのAPと反応させた。化学発光強度は図12に示すごとく5秒以内に安定な プラトーに到達した。 実施例36.種々のCACでの化学発光強度の増加 DMSO中の21mM CACl−11を含有するテスト溶液を調製した。こ れらを0.88mM MgCl2を含有する0.1Mトリス緩衝液pH8.8中 のアクリダンホスフェート化合物の溶液に1:1000希釈した。各最終試薬 組成物の三連の100μL分を、白色マイクロプレート中、室温にて4×10-1 6 モルのAPと反応させた。表5は36分に測定したプラトー強度(S)および 各CACについてのシグナル/バックグラウンド(S/B)に対する影響を示す 。 各々は、CACなくしての対照よりも、より高いピークシグナルSおよびS/B を生じた。 実施例37.5とAPとの化学発光反応に対するCACの濃度の効果 本発明の組成物でのAPの化学発光検出は、広範囲の濃度のCACにわたって 行うことができる。ルシゲニン株溶液の10−倍系列希釈によって、6.4mM ないし6.4nMの範囲でルシゲニンの濃度を変化させて、0.88mM Mg Cl2を含有する0.1Mトリス緩衝液pH8.8中の0.66mM化合物を 含有する組成物を調製した。対照はルシゲニンを含有しなかった。6.4mMお よび6.4nMの間で含有するテスト溶液(100μL、5連)を4×10-16 モルのAPと反応させ、室温での3.5分間のインキュベーションの後に対照よ りも高いシグナル(S)を生じた。 実施例38.5とAPとの化学的発光反応に対するアニオン性界面活性剤の濃 度の影響 本発明の組成物でのAPの化学発光検出はアニオン性界面活性剤SDSの広範 囲の濃度にわたって行うことができる。SDS濃度を10mg/mLないし10 μg/mLの範囲で変化させ、0.1Mトリス緩衝液pH8.8中の0.66m M化合物および0.88mM MgCl2を含有する組成物を調製した。対照 はSDSを含有しなかった。4×10-16モルのAPと反応したテスト溶液(1 00μL、5連)は、対照よりも室温で速いピークシグナルへの上昇を生じた。 実施例39.5とAPの化学発光反応に対する非イオン性界面活性剤の濃度の 影響 本発明の組成物でのAPの化学発光検出は非イオン性界面活性剤TWEEN2 0の広範囲の濃度にわたって行うことができる。21μMのルシゲニンを用い、 非イオン性界面活性剤の濃度を1.0%ないし0.001%の範囲で変化させ、 Na2SO3を欠く以外は実施例32の試薬Aに従って組成物を調製した。対照は 非イオン性界面活性剤を含有しなかった。テスト溶液(100μL、5連)およ び対照を室温にて4×10-16モルのAPと反応させた。各テスト溶液は最大強 度においてまたはその近くで化学発光の持続を延長するのに効果的であった。 実施例40.5とAPとの化学発光反応に対する亜硫酸ナトリウムの濃度の影 本発明の組成物でのAPの化学発光検出は、亜硫酸ナトリウム(Na2SO3) の広範囲の濃度にわたって行うことができる。Na2SO3の濃度を1.0mg/ mLないし1.0μg/mLの範囲で変化させる以外は実施例32の試薬Aに従 った組成物を調製した。対照はNa2SO3を含有しなかった。各テスト溶液(1 00μL、5連)は、室温での3.5分のインキュベーションの後に4×10-1 6 モルのAPと反応させると、対照よりもAPの不存在下におけるより低いバッ クグラウンドシグナル(B)およびより高いシグナル(S)を生じた。この実験 において、最大シグナルは1.0μg/mLを用いて得られ、他方、最大S/B は1.0mg/mLを用いて得られた。 実施例41.ウェスタンブロットアッセイ 本発明の組成物を用いて、二フッ化ポリビニリデン(PVDF)膜上のAP− 標識抗体を用いるウェスタンブロットにおいて蛋白質ヒト・トランスフェリンを 検出し定量した。蛋白質の各々5000、1000、180、30および5pg を含有するトランスフェリンの希釈物を電気泳動し、PVDF膜(Millipore,Bed ford,MA)に移した。トランスフェリンバンドをブロックし、次いで、順次ヤギ抗 −ヒト・トランスフェリンおよびウサギ抗−ヤギ−APコンジュゲートと反応さ せた。0.88mM MgCl2、0.66mM 化合物および64μMルシ ゲニンを含有する0.1Mトリス緩衝液pH8.8を含有する試薬を用い、膜を 軽く浸漬した。膜を透明なプラスチックシート間に入れ、x−線フィルムに露出 させた。10分後に2.5分露出でヒト・トランスフェリンのバンドを検出した 。この組成物を用いて生じた光は強い放射に導き、これは数時間イメージするこ とができた。 PVDF膜の代わりにニトロセルロースブロッティング膜を用いて同様の結果 が得られた。 実施例42.サザーンブロットアッセイ サザーンブロットアッセイにおける本発明の試薬の使用の代表的な例を以下の 実施例で示す。 アビジン−APコンジュゲートはCappel Products(Durham,NC)から入手した 。(熱ショックした)ウシ血清アルブミンはSigma Chemical Co.(St.Louis,MO )から購入した。マウスゲノムDNAはClontech(Palo Alto,CA)からのものであ った。ビオチン化ラムダDNA/HindIII断片、ビオチン−7−dATP およびニックトランスレーションキットはLife Technologiesから、制限エンド ヌクレアーゼEcoRIはBoehringer-Mannheim(Indianapolis,IN)から、およ びナイロン膜はMicron Separation Inc.(Westborough,MA)からのものであった 。X−線フィルムはKodak(Rochester,NY)からのX−OMAT ARであった。 マウスゲノムDNA(30μg)をEcoRIで完全に切断した。2および4 μg分を、フェノール/クロロホルム抽出およびエタノール沈殿によって精製し た。精製したDNAを溶出緩衝液として40ミリモル/Lトリス−アセテート、 2ミリモル/L EDTA、pH8.0を用いる0.75%アガロースゲル上の 電気泳動によって分離した。電気泳動に続き、該ゲルを水ですすぎ、0.25モ ル/L HClで12分間平衡化させ、再度水ですすぎ、0.5モル/L Na OH、1.5モル/L NaCl中で15分間、次いで、同溶液の新鮮な交換液 中で30分間インキュベートし、水ですすぎ、1モル/Lトリス、1.5モル/ L NaCl、pH7.5の3交換液中で各々15分間インキュベートした。 ナイロン膜を順次水で2分間、10×SSCで30分間浸漬させた。10×S SC中で一晩キャピラリーブロッティングすることによってDNAを膜に移した 。室温にて10×SSC中で10分間温和に攪拌することによって膜を洗浄し、 Whatman 3MMブロッティングペーパー上で30分間風乾し、真空下で2時間 80℃にて加熱した。 6×SSPE(20×SSPEは3モル/L NaCl、0.2モル/L N aH2PO4、20ミリモル/L EDTA、pH7.4である)中に膜を浸漬し 、続いて、プレ−ハイブリダイゼーション溶液:6×SSPE、50%新鮮脱イ オン化ホルムアミド、濾過した5×Denhardt's溶液(50×は1%Fiooll 40 0、1%PVA、1%BSA(熱ショックによる最初の画分)である)、濾過し た1%SDSおよび200μg/mLの剪断した変性ニシン精子DNA中、42 ℃で3時間プレ−ハイブリダイゼーションを行った。ハイブリダイゼーションプ ロー ブ、オンコジーンプローブv−mosDNA(PanVera Corp.,Madison,WI)を、 製造業者の指示に従ってニックトランスレーションによってビオチン−7−dA TPで標識した。ゲノムDNAを6×SSPE、45%ホルムアミド、濾過した 5×Denhardt's、1%SDS、200μg/mLニシン精子DNA中、42℃に て一晩500ngの変性ビオチン化プローブとハイブリダイズさせた。ビオチン 化プローブを4分間沸騰させ、0℃で10分間冷却することによって変性させた 。膜を25℃にて0.5×SSC、0.4%SDSで15分間および35分間、 それぞれ2回、55℃にて0.5×SSC、0.4%SDSで10分間3回、2 5℃にて2×SSCで5分間1回、TBS(50ミリモル/L トリス−HCl 、pH7.4、0.15モル/L NaCl)で3分間2回洗浄した。洗浄工程 の後、膜を濾過した3%BSA、100ミリモル/Lトリス−HCl、pH7. 4、0.15モル/L NaCl中、65℃で1時間ブロックし、T−TBS( TBS中、0.05%Tween 20)中で1分間洗浄した。 ブロックした膜をT−TBS中、アビジン−APの1:2000希釈と共に1 2分間、続いて、T−TBSの4回の新鮮な交換液と共に5、10、15および 20分間、続いてTBSでの最終洗液と共に5分間インキュベートした。過剰の 緩衝液を捨て、ブロットを実施例41に記載した検出試薬中に4分間浸漬した。 過剰の試薬を捨て、ブロットを透明なシート間に入れ、x−線フィルムに露出さ せた。 膜を検出試薬で浸漬し、種々の時間x−線フィルムに露出させることによって 、単一コピー遺伝子が14.5kbpに検出された。9分間のインキュベーショ ンの後、両画分における単一コピー遺伝子に対応するバンドは、フィルムに5分 間露出させて目に見えた。より長く露出させることによって、多数回の露出を1 日に行うことができた。 実施例43.hCGの化学発光イムノアッセイ 化学発光イムノアッセイによるhCGの検出方法は、製造業者によって供され たプロトコルに従い、Diagnostic Products Corp.(Los Angeles,CA)により供 給されたIMMULITEキットを用い、IMMULITE自動分析器で行った 。実施例32の試薬Aで該キットで供される検出試薬を置き換えた。ソフトウェ アを修 飾してより短い基質インキュベーションを可能とした。全てのデータポイントは 、試料希釈物の5テストの平均であったブランク読みを除き、三連のテストの平 均である。該キットで供給された標準希釈剤で特別のキャリブレーターを系列希 釈することによって分析物を調製した。化学発光測定は基質導入後1.5分に行 った。 注入メカニズムのわずかな修飾を行って、チュービングにおける化学発光試薬 のデッドボリュームを最小化した。基質ヒーターを断続し、フレア末端を有する 黒色電気テープ中に包んだ18”×1/16”OD清澄テフロンチュービングを 基質ポンプと灰色の基質分配ノズルの間に直接連結した。同様の長さの同一テフ ロンチュービングを基質ポンプの流入ポートに付着させた。この流入口チュービ ングを基質を含有するボトルに入れた。基質を予備加熱したり温度制御すること はしなかった。外部基質温度制御の不存在下においてさえ、密なCVによって、 温度に対する非感受性が示された。 迅速な読みのルミノメーターに対する独立したテストは、基質が10秒のイン キュベーション時間と同様、短い時間で読め、感度または精度の喪失を生じない ことを示す。図13および表6に示すアッセイ結果はサンドイッチタイプの免疫 アッセイにおける本組成物の有用性を示す。 実施例44.TSHの迅速な化学発光イムノアッセイ 実施例43に記載したごとく修飾した製造業者のプロトコルに従い、Diagnost ic Products Corp.からのIMMULITE RTH迅速TSHアッセイキット を用い、化学発光イムノアッセイによるTHSの検出方法をIMMULITE自 動分析器で行った。実施例32の試薬Aで該キットに供された検出試薬を置き換 えた。 試薬バックグラウンドは、Third Generation TSH テストウエッジから抗体コ ンジュゲートを除去し、注意深くウエッジを洗浄し、内容物をタイプ1の水で置 き換えることによってテストした。観察された基質バックグラウンドはほぼ秒当 たり5000カウントであった。これは、非特異的結合バックグラウンドが試薬 バックグラウンドの数倍であることを示す。従って、ウエッジにおける生化学の 再最適化はアッセイのいくつかの感度を有意に拡大しおよび/または生化学イン キュベーション時間の減少を可能とすることができる。化学発光測定は基質導入 後1.5分で行った。 図14および表7に示すアッセイ結果は、迅速アッセイを供する点で、本組成 物の有用性を示す。 実施例45.TSHの化学発光イムノアッセイ 実施例43に記載したごとく修飾した製造業者のプロトコルに従い、Diagnost ic Products Corp.からのIMMULITE TSH Third Gener ation TSHアッセイキットを用い、化学発光イムノアッセイによるTS Hの検出方法をIMMULITE自動分析器で行った。実施例32の試薬Aでキ ットに供される検出試薬を置き換えた。化学発光測定は基質導入後1.5分に行 った。 図15および表8に示したアッセイ結果は、高度な感受性のアッセイを供する 点で本組成物の有用性を示す。 実施例46.エストラジオールの化学発光イムノアッセイ 実施例43に記載したごとく修飾した製造業者のプロトコルに従い、Diagnost ic Products Corp.から供給されたキットを用い、化学発光イムノアッセイによ るエストラジオールの検出方法をIMMULITE自動分析器で行った。実施例 32の試薬Aでキットに供される検出試薬を置き換えた。化学発光測定は 基質導入後1.5分に行った。 図16および表9に示したアッセイ結果は、競合タイプのイムノアッセイにお ける本組成物の有用性を示す。 実施例47.酸性ホスファターゼ(AcP)の化学発光検出 実施例32の試薬Aを酸性ホスファターゼを検出する実験で用いた。Turner TD-20eルミノメーターに収容されたテストチューブ中での、雰囲気温度における この組成物100μLとAcP(Sigma AcP LIN-TROL、2.0mL、83U/L に復元)との反応は化学発光を生じ、これは2−5秒内に最大強度に達し、10 −15秒内にゼロまで低下した。 酸性ホスファターゼは、この検出試薬の方法によって、アルカリ性ホスファタ ーゼの存在下で測定できた。AcPによって誘導された化学発光シグナルは何秒 かのうちにほとんど完全に消滅するので、約15−20秒後の安定な光強度の測 定は図17に示したごとくAP活性の識別を可能とする。この方法は、1つの実 験において同一試料中のAcPおよびAP活性双方の同時定量を可能とした。A cPはヒト全血で容易に測定できた。 実施例48.化合物13を用いるAPの検出の直線性および感度 実施例32と同様にして、以下の組成に従って試薬を調製した。各試薬の10 0μL分に、8×10-16モルおよび8×10-22モルの間の酵素を含有するAP の10μL希釈物または試薬ブランク用の水10μLを添加した。光強度を75 秒において測定した。図19は結果を示す。 試薬 化合物13、0.33mM 0.1Mトリス緩衝液、pH8.8 MgCl2、5μM ルシゲニン、3.2μM SDS、0.5mg/mL Na2SO3、5μg/mL TWEEN20、0.15mg/mL(w/v) 実施例49.以下の化合物: [式中、Vはt−ブチル、CH3、OCH3、F、Cl、Br、I、COCH3、 CNおよびNO2である] ならびに式: [式中、Uはp−I、p−CH3、m−OCH3、o−Cl、m−Cl、o−Br 、m−Br、p−Brおよびp−NO2である] の化合物、ならびに3,4−ジクロロ−、2,5−ジクロロ−および2,6−ジ クロロフェニル基を有するこの式の化合物も合成し、APと反応させた場合に化 学発光を生じることが判明した。
【手続補正書】 【提出日】1998年1月14日 【補正内容】 特許請求の範囲 1.式I: [式中、HetはN、OおよびS原子よりなる群から選択される少なくとも1 個のヘテロ原子を含有する少なくとも1つの五員または六員環を含有する複素環 系であり、ZはOおよびS原子よりなる群から選択され、R6は化学発光を生じ させる有機基であり、各Mは独立してHおよびカチオン中心から選択され、nは 電気的中性を満足する数である] の化合物。 2.R6がC、N、O、S、Pおよびハロゲン原子よりなる群から選択され る1ないし50個の原子を含有する請求項1に記載の化合物。 3.R6がアルキル、置換アルキル、アリール、置換アリールおよびアラル キル基よりなる群から選択される請求項2に記載の化合物。 4.式IIの化合物および式IIIの化合物: [式中、R1はC、N、O、S、Pおよびハロゲン原子から選択される1ない し50個の原子を含有する有機基であって、アルキル、置換アルキル、アリール 、置換アリールおよびアラルキル基よりなる群から選択され、R2ないしR5の各 々は化学発光を生じさせるC、H、N、O、S、Pおよびハロゲン原子から選択 される1ないし50個の原子を含有する置換基であり、隣接する基の対は一緒に 連結されて、少なくとも1つの五員または六員環を含有する炭素環または複素環 系を形成し得る] よりなる群から選択される請求項1に記載の化合物。 5.R1がC1ないしC4アルキル基およびベンジル基よりなる群から選択さ れる請求項4に記載の化合物。 6.式: [式中、R7ないしR14の各々が独立してC、H、N、O、S、Pおよびハロ ゲン原子から選択される1ないし50個の原子を含有し、化学発光を生じさせる 置換基であって、Arはアリール環基である] を有する請求項4に記載の化合物。 7.R7ないしR14のうちの少なくとも1つがアルコキシ基であって、R7な いしR14の残りが水素である請求項6に記載の化合物。 .式: [式中、Arはフェニル基であり、Zはイオウまたは酸素原子から選択される ] を有する請求項6に記載の化合物。 .式: [式中、Zはイオウ原子であり、Arは、2,6−ジメチルフェニル、4−ク ロロフェニル、4−フルオロフェニル、2−ナフチルおよび4−メトキシフェニ ルからなる群から選択される] を有する請求項6に記載の化合物。 10.Zはイオウ原子であり、Arはフェニル基であり、R7、R9、R10、 R11、R12およびR14は水素原子であり、R8およびR13はフッ素原子であり、 R1はCH3基である、請求項6に記載の化合物。 11.式: を有する請求項4に記載の化合物。 12.a)ホスファターゼ酵素と反応する、請求項1ないし11のいずれか 1項に記載の化合物、および b)化学発光を増強または増大するのに有効な量の少なくとも1種の増強剤 ; を水性溶液中に含む、ホスファターゼ酵素の存在下で化学発光を生じさせる試 薬組成物。 13.該増強剤が界面活性剤増強剤であり、好ましくはポリマー第四級アン モニウムおよびホスホニウム塩、モノマー第四級アンモニウムおよびホスホニウ ム塩ならびにジカチオン性第四級アンモニウムおよびホスホニウム塩、より好ま しくはビニルベンジルトリブチルホスホニウム塩およびビニルベンジルトリオク チルホスホニウム塩のコポリマーから選択される請求項12に記載の組成物。 14.該増強剤が、約3:1の比率のビニルベンジルトリブチルホスホニウ ム塩およびビニルベンジルトリオクチルホスホニウム塩基を含有するコポリマー である請求項13に記載の組成物。 15.さらに反応を促進させるのに有効な量のマグネシウム塩を含有する請 求項13または14に記載の組成物。 16.該増強剤が、カチオン性芳香族化合物の不存在下で生じるそれと比較 して化学発光を増大させるのに有効な量の該カチオン性芳香族化合物である、請 求項12に記載の組成物。 17.該カチオン性芳香族化合物がシアニン色素、カルボシアニン色素、ア ゾ色素、アクリジニウム誘導体、メチレンブルー、ナイルブルー、IR−104 0、ルシゲニンおよびパラコートジクロリドよりなる群から選択される請求項1 6に記載の組成物。 18.さらに、最大化学発光強度が到達する速度を増大させるのに有効な量 のアニオン性界面活性剤および化学発光の量を増加させるのに有効な量の非イオ ン性界面活性剤を含有する請求項16に記載の組成物。 19.該アニオン性界面活性剤が、少なくとも10個の炭素原子を含有する アルキルスルファートおよび少なくとも10個の炭素原子を含有するアルキルス ルホナート、好ましくはドデシル硫酸ナトリウムから選択され、該非イオン性界 面活性剤がポリオキシエチレン化アルキルフェノール、ポリオキシエチレン化ア ルコール、ポリオキシエチレン化エーテルおよびポリオキシエチレン化ソルビト ールエステルから選択される請求項18に記載の組成物。 20.さらに、ホスファターゼ酵素の不存在下で組成物によって生じる化学 発光を減少させるのに有効な量の亜硫酸塩、好ましくは亜硫酸ナトリウムを含有 する請求項18に記載の組成物。 21.ホスファターゼ酵素を、請求項1ないし11のいずれか1項に記載の 少なくとも1種の化合物と反応させることを含有する化学発光を生じさせる方法 。 22.該ホスファターゼ酵素が細菌アルカリ性ホスファターゼ、哺乳動物ア ルカリ性ホスファターゼ、植物酸性ホスファターゼ、哺乳動物酸性ホスファター ゼおよびアルカリ性ホスファターゼコンジュゲートよりなる群から選択される請 求項21に記載の方法。 23.該アルカリ性ホスファターゼコンジュゲートがハプテン、抗体、蛋白 質、核酸およびオリゴヌクレオチドよりなる群から選択される生物学的分子に連 結したアルカリ性ホスファターゼを含有する請求項22に記載の方法。 24. a)該化学発光を検出し;次いで、 b)該化学発光の量を分析物の量と関連付けることをさらに含有する; 化学発光アッセイ法によって試料中の分析物を検出する方法。 25.該化合物が、請求項12に記載の試薬組成物中にある請求項24に記 載の方法。 26.該増強剤が、請求項13に記載の界面活性剤増強剤である請求項25 に記載の方法。 27.さらに、 (a)第1のpHで緩衝液中で式Iの化合物をホスファターゼ酵素と第1の 時間反応させ; (b)強塩基性トリガー溶液を該緩衝液に添加して、該緩衝液のpHを化学 発光を誘導するための第2のpHまで上昇させ;次いで、 (c)化学発光を測定する; ことを含有する請求項24に記載の方法。 28.該第1のpHが5.0−9.5であり、トリガー溶液のpHが約11よ り大きく、かつ該第1の時間が約1秒ないし約10分である請求項27に記載の 方法。 29.該塩基性トリガー溶液が界面活性剤増強剤、好ましくはビニルベンジ ルトリブチルホスホニウム塩およびビニルベンジルトリオクチルホスホニウム塩 のコポリマーを含有する請求項27に記載の方法。 30.該増強剤が、カチオン性芳香族化合物の不存在下で生じるそれと比較 して化学発光を増大させるのに有効な量の該カチオン性芳香族化合物である、請 求項12に記載の試薬組成物を提供することをさらに含む、請求項21ないし2 3のいずれか1項に記載の方法。 31.請求項18ないし20のいずれか1項に記載の試薬組成物を提供する ことをさらに含む、請求項30に記載の方法。 32.該試薬組成物が、請求項16ないし20のいずれか1項に記載の成分 をさらに含有する請求項25に記載の方法。 33.検出すべき分析物がホスファターゼ酵素である請求項24または32 に記載の方法。 34.検出すべき分析物がホスファターゼ酵素の阻害剤である請求項24ま たは32に記載の方法。 35.さらに、試料中の分析物を、該分析物と特異的に結合する標識された 分析物結合性化合物と反応させることを含有し、分析物−結合性化合物をアルカ リ性ホスファターゼで標識する請求項24または32に記載の方法。 36.該分析物−結合性化合物が抗体、抗原、ハプテンおよび核酸よりなる 群から選択される請求項35に記載の方法。 37.さらに、試料中の分析物を、該分析物と特異的に結合する分析物結合 性化合物および該分析物結合性化合物用の少なくとも1種のホスファターゼ−標 識特異的結合性物質と反応させることを含有する請求項24または32に記載の 方法。 38.さらに、試料中の分析物を、 (a)該分析物と特異的に結合する分析物結合性化合物および少なくとも1 種の第2の特異的結合性物質を含有する標識された分析物結合性化合物;および (b)第2の特異的結合性物質用のホスファターゼ−標識結合性パートナー ; と反応させることを含有する請求項24または32に記載の方法。 39.検出を膜の上で行い、該膜が好ましくはニトロセルロース膜、二フッ 化ポリビニリデン膜およびナイロン膜よりなる群から選択される請求項24、お よび32ないし38のいずれか1項に記載の方法。 40.(a)初期の間の化学発光の量または強度を検出し; (b)化学発光が一定レベルに到達するまで第2の時間待ち; (c)第3の時間、化学発光の量または強度を検出し; (d)初期の時間における化学発光を酸性ホスファターゼの量に関連付け; (e)第3の時間における化学発光をアルカリ性ホスファターゼの量に関連 付ける; ことをさらに含有する化学発光アッセイ法による酸性ホスファターゼおよびア ルカリ性ホスファターゼを共に含有すると考えられる試料中の酸性ホスファター ゼおよびアルカリ性ホスファターゼを検出する方法。 41.(a)式: [式中、Het、ZおよびR6は化合物Iについての定義に同じ] を有する複素環エステルまたはチオエステル化合物VIIIを塩基と反応させ てVIIIのエノラートを形成させ; (b)該エノラートをリン酸化剤と反応させて、式: [式中、Het、ZおよびR6は前記定義に同じであって、Yは保護基である ] を有する保護されたエノールホスフェートIXを形成させ;次いで、 (c)もしカチオン性種が脱保護剤の一部でなければ、カチオン種Mの存在 下でIXを少なくとも1種の脱保護剤と反応させることによりエノールホスフェ ート塩化合物Iを形成させる; 工程を含有する式I: [式中、HetはN、OおよびS原子よりなる群から選択される少なくとも1 個のヘテロ原子を含有する少なくとも1つの五員または六員環を含有する複素環 系であり、ZはOおよびS原子よりなる群から選択され、R6は化学発光を生じ させる有機基であり、各Mは独立してHおよびカチオン中心から選択され、nは 電気的中性を満足する数である] の化合物の製法。 42.化合物VIIIのエノラートをリン酸化剤と反応させて保護されたエ ノールホスフェートIXを形成させる工程が、 (a)化合物VIIIのエノラートをオキシハロゲン化リン化合物POW3 (式中、WはF、Cl、BrおよびIから選択されるハロゲン原子)と反応させ て式: [式中、Het、ZおよびR6は化合物VIIIで定義したものと同じ] を有するエノールジハロホスフェートXを形成させ; (b)化合物Xを少なくとも2当量のヒドロキシル化合物Y−OHと反応さ せて保護されたエノールホスフェートIXを形成することを含有する請求項41 に記載の製法。 43.化合物VIIIの該エノレートをリン酸化剤と反応させて保護された エノールホスフェートIXを形成させる工程が、化合物VIIIのエノラートを 、保護基Yを含有し、式W−PO(OY)2[式中、WはF、Cl、Brおよび Iから選択されるハロゲン原子である]を有するリン酸化剤と反応させることを 含有する請求項41に記載の製法。 44.該基Yが低級アルキル基、置換された低級アルキル基、フェニル、置 換されたフェニルおよびベンジル基よりなる群から選択される請求項41に記載 の製法。 45.該基Yが連結して単一の基−CH2CH2−を形成する請求項41に記 載の製法。 46.該脱保護剤が水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、ナ トリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムt−ブトキシド、水酸化 アンモニウムのごとき有機および無機塩基、シアニドイオン、フルオリドイオン のごとき求核剤よりなる群から選択される請求項41に記載の製法。 47.YがCH2CH2CN基であって、脱保護剤が水酸化ナトリウムおよび 炭酸ナトリウムから選択される請求項41に記載の製法。 48.YがCH2CH2CN基であって、脱保護剤が水酸化ナトリウムおよび 炭酸ナトリウムから選択される請求項47に記載の製法。 49.式Iの化合物が式IIの化合物および式IIIの化合物: [式中、R1は、C、N、O、S、Pおよびハロゲン原子から選択される1な いし50個の原子を含有する有機基であって、アルキル、置換アルキル、アリー ル、置換アリール、およびアラルキル基よりなる群から選択され、 R2ないしR5の各々は化学発光を生じさせるC、H、N、O、S、Pおよびハ ロゲン原子から選択される1ないし50個の原子を含有する置換基であり、隣接 する基の対は一緒に連結されて、少なくとも1つの五員または六員環を含有する 炭素環または複素環系を形成可能であり、R6はC、N、O、S、Pおよびハロ ゲン原子よりなる群から選択される1ないし50個の原子を含有し、アルキル、 置換アルキル、アリール、置換アリールおよびアラルキル基よりなる群から選択 される] よりなる群から選択される請求項41に記載の製法。 50.式Iの該化合物が式: [式中、R7ないしR14の各々は独立してC、H、N、O、S、Pおよびハロ ゲン原子から選択される1ないし50個の原子を含有する置換基であり、これ は化学発光を生じさせ、Arはアリール環基である] を有する請求項49に記載の製法。 51.式IX: [式中、Hetは少なくとも1つのNまたはS原子を含有する少なくとも1つ の五員または六員環を含有する複素環系であり、ZはOおよびS原子よりなる群 から選択され、R6は化学発光を生じさせる有機基であり、Yは除去できてホス フェート塩化合物を形成する保護基である] の化合物。 52.式: [式中、R1は、C、N、O、S、Pおよびハロゲン原子から選択される1な いし50個の原子を含有する有機基であって、アルキル、置換アルキル、アリー ル、置換アリールおよびアラルキル基よりなる群から選択され、R2ないしR5の 各々は化学発光を生じさせるC、H、N、O、S、Pおよびハロゲン原子から選 択される1ないし50個の原子を含有する置換基であり、隣接する基の対は一緒 に連結されて、少なくとも1つの五員または六員環よりなる炭素環または複素 環系を形成可能であり、R6はC、N、O、S、Pおよびハロゲン原子よりなる 群から選択される1ないし50個の原子を含有し、アルキル、置換アルキル、ア リール、置換アリールおよびアラルキル基よりなる群から選択される] の化合物よりなる群から選択される請求項51に記載の化合物。 53.式: [式中、R7ないしR14の各々は独立してC、H、N、O、S、Pおよびハロ ゲン原子から選択される1ないし50個の置換基であり、これは化学発光を生じ させ、Arはアリール環基である] を有する請求項52に記載の化合物。 54.YがCH2CH2CN基である請求項51ないし53のいずれか1項に 記載の化合物。 55.式X: [式中、Hetは少なくとも1つのNまたはS原子を含有する少なくとも1つ の五員または六員環を含有する複素環系であり、ZはOおよびS原子よりなる群 から選択され、R6は化学発光を生じさせる有機基であり、ここに、WはF、C l、BrおよびI原子から選択されるハロゲン原子である] の化合物。 56.式: [式中、R1は、C、N、O、S、Pおよびハロゲン原子から選択される1な いし50個の原子を含有する有機基であって、アルキル、置換アルキル、アリー ル、置換アリールおよびアラルキル基よりなる群から選択され、R2ないしR5の 各々は化学発光を生じさせるC、H、N、O、S、Pおよびハロゲン原子から選 択される1ないし50個の原子を含有する置換基であり、隣接する基の対は一緒 に連結されて、少なくとも1つの五員または六員環を含有する炭素環または複素 環系を形成可能であり、R6はC、N、O、S、Pおよびハロゲン原子よりなる 群から選択される1ないし50個の原子を含有し、アルキル、置換アルキル、ア リール、置換アリールおよびアラルキル基よりなる群から選択される] の化合物よりなる群から選択される請求項55に記載の化合物。 57.式: [式中、R7ないしR14の各々は独立してC、H、N、O、S、Pおよびハ ロゲン原子から選択される1ないし50個の原子を含有する置換基であって、こ れは化学発光を生じさせ、Arはアリール環基である] を有する請求項56に記載の化合物。 58.WがCl原子である請求項55ないし57のいずれか1項に記載の化 合物。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),AU,CA,CN,J P,KR,US (72)発明者 デシルヴァ,レヌカ アメリカ合衆国 ミシガン 48167 ノー スヴィル デルタ ドライヴ 40628

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.式I: [式中、HetはN、OおよびS原子よりなる群から選択される少なくとも1個 のヘテロ原子を含有する少なくとも1つの五員または六員環を含有する複素環系 であり、ZはOおよびS原子よりなる群から選択され、R6は化学発光を生じさ せる有機基であり、各Mは独立してHおよびカチオン中心から選択され、nは電 気的中性を満足する数である] の化合物。 2.R6がC、N、O、S、Pおよびハロゲン原子よりなる群から選択される 1ないし50個の原子を含有する請求項1記載の化合物。 3.R6がアルキル、置換アルキル、アリール、置換アリールおよびアラルキ ル基よりなる群から選択される請求項2記載の化合物。 4.式IIの化合物および式IIIの化合物: [式中、R1はC、N、O、S、Pおよびハロゲン原子から選択される1ないし 50個の原子を含有する有機基であって、アルキル、置換アルキル、アリール、 置換アリールおよびアラルキル基よりなる群から選択され、R2ないしR5の各々 は化学発光を生じさせるC、H、N、O、S、Pおよびハロゲン原子から選択さ れる1ないし50個の原子を含有する置換基であり、隣接する基の対は一緒に連 結されて、少なくとも1つの五員または六員環を含有する炭素環または複素環系 を形成し得る] よりなる群から選択される請求項1記載の化合物。 5.R1がC1ないしC4アルキル基およびベンジル基よりなる群から選択され る請求項4記載の化合物。 6.式: [式中、R7ないしR14の各々が独立してC、H、N、O、S、Pおよびハロゲ ン原子から選択される1ないし50個の原子を含有し、化学発光を生じさせる置 換基であって、Arはアリール環基である] を有する請求項4記載の化合物。 7.R7ないしR14のうちの少なくとも1つがアルコキシ基であって、R7ない しR14の残りが水素である請求項6記載の化合物。 8.式: [式中、Phはフェニル基であり、各Mはアルカリ金属イオンであって、nは2 である] を有する請求項6記載の化合物。 9.MがNaであってnが2である請求項8記載の化合物。 10.式: [式中、Phはフェニル基であり、各Mはアルカリ金属イオンであって、nは2 である] を有する請求項6記載の化合物。 11.MがNaであって、nが2である請求項10記載の化合物。 12.式: を有する化合物。 13.式: を有する化合物。 14.式: を有する化合物。 15.式: を有する化合物。 16.式: を有する化合物。 17.式: を有する化合物。 18.式: を有する化合物。 19.a)ホスファターゼ酵素と反応する式I: [式中、HetはN、OおよびS原子よりなる群から選択される少なくとも1個 のヘテロ原子を含有する少なくとも1つの五員または六員環を含有する複素環系 であり、ZはOおよびS原子よりなる群から選択され、R6は化学発光を生じさ せる有機基であり、各Mは独立してHおよびカチオン中心から選択され、nは電 気的中性を満足する数である] の化合物、および b)化学発光を増強するのに有効な量の少なくとも1種の界面活性剤増強剤; を水性溶液中に含んでいるホスファターゼ酵素の存在下で化学発光を生じさせる 試薬組成物。 20.式Iの化合物が、式IIの化合物および式IIIの化合物: [式中、R1はアルキル、置換アルキル、アリール、置換アリールおよびアラル キル基よりなる群から選択され、R2ないしR5の各々は化学発光を生じさせるC 、H、N、O、S、Pおよびハロゲン原子から選択される1ないし50個の原子 を含有する置換基であり、隣接する基の対は一緒に連結されて、少なくとも1つ の五員または六員環を含有する炭素環または複素環系を形成し得る] よりなる群から選択される請求項19記載の組成物。 21.式Iの該化合物が式: [式中、R1はアルキル、ヘテロアルキルおよびアラルキル基よりなる群から選 択され、ここに、R7ないしR14の各々は独立して化学発光を生じさせるC、H 、N、O、S、Pおよびハロゲン原子から選択される1ないし50個の原子を含 有する置換基であり、Arはアリール環基である] を有する請求項20記載の組成物。 22.R7ないしR14のうちの少なくとも1つがアルコキシ基であって、R7な いしR14のうちの残りが水素である請求項21記載の組成物。 23.式Iの詰化合物が式: [式中、Phはフェニル基である] を有する請求項21記載の組成物。 24.式Iの該化合物が式: [式中、Phはフェニル基である] を有する請求項21記載の組成物。 25.式Iの該化合物が式: を有する請求項21記載の組成物。 26.該界面活性剤増強剤がポリマー第四級アンモニウムおよびホスホニウム 塩、モノマー第四級アンモニウムおよびホスホニウム塩ならびにジカチオン性第 四級アンモニウムおよびホスホニウム塩から選択される請求項19記載の組成物 。 27.該界面活性剤増強剤がビニルベンジルトリブチルホスホニウム塩および ビニルベンジルトリオクチルホスホニウム塩のコポリマーである請求項19記載 の組成物。 28.該コポリマーが約3:1の比率のビニルベンジルトリブチルホスホニウ ム塩およびビニルベンジルトリオクチルホスホニウム塩基を含有する請求項19 記載の組成物。 29.さらに反応を促進させるのに有効な量のマグネシウム塩を含有する請求 項19記載の組成物。 30.ホスファターゼ酵素を式I: [式中、HetはN、OおよびS原子よりなる群から選択される少なくとも1個 のヘテロ原子を含有する少なくとも1つの五員または六員環を含有する複素環系 であり、ZはOおよびS原子よりなる群から選択され、R6は化学発光を生じさ せる有機基であり、各Mは独立してHおよびカチオン中心から選択され、nは電 気的中性を満足する数である] の少なくとも1種の化合物と反応させることを含有する化学発光を生じさせる方 法。 31.式Iの化合物が、式IIの化合物および式IIIの化合物: [式中、R1はアルキル、置換アルキル、アリール、置換アリールおよびアラル キル基よりなる群から選択される1ないし50個の原子を含有する有機基であり 、R2ないしR5の各々は化学発光を生じさせるC、H、N、O、S、Pおよびハ ロゲン原子から選択される1ないし50個の原子を含有する置換基であり、隣接 する基の対は一緒に連結されて、少なくとも1つの五員または六員環を含有する 炭素環または複素環系を形成し得る] よりなる群から選択される請求項30記載の方法。 32.式Iの該化合物が式: [式中、R1はアルキル、ヘテロアルキルおよびアラルキル基よりなる群から選 択され、R7ないしR14の各々は独立して化学発光を生じさせるC、H、N、O 、S、Pおよびハロゲン原子から選択される1ないし50個の原子を含有し得る 置換基であり、Arはアリール環基である] を有する請求項30記載の方法。 33.R7ないしR14のうち少なくとも1つがアルコキシ基であって、R7ない しR14の残りが水素である請求項32記載の方法。 34.式Iの化合物が式: [式中、Phはフェニル基である] を有する請求項32記載の方法。 35.式Iの化合物が式: [式中、Phはフェニル基である] を有する請求項32記載の方法。 36.式Iの化合物が式: を有する請求項32記載の方法。 37.該ホスファターゼ酵素が細菌アルカリ性ホスファターゼ、哺乳動物アル カリ性ホスファターゼ、植物酸性ホスファターゼ、哺乳動物酸性ホスファターゼ およびアルカリ性ホスファターゼコンジュゲートよりなる群から選択される請求 項30記載の方法。 38.該アルカリ性ホスファターゼコンジュゲートがハプテン、抗体、蛋白質 、核酸およびオリゴヌクレオチドよりなる群から選択される生物学的分子に連結 したアルカリ性ホスファターゼを含有する請求項37記載の方法。 39.該ホスファターゼ酵素が細菌アルカリ性ホスファターゼ、哺乳動物アル カリ性ホスファターゼ、植物酸性ホスファターゼ、哺乳動物酸性ホスファターゼ およびアルカリ性ホスファターゼコンジュゲートよりなる群から選択される請求 項32記載の方法。 40.該アルカリ性ホスファターゼコンジュゲートがハプテン、抗体、蛋白質 、 核酸およびオリゴヌクレオチドよりなる群から選択される生物学的分子に連結し たアルカリ性ホスファターゼよりなる請求項39記載の方法。 41.該ホスファターゼ酵素が細菌アルカリ性ホスファターゼ、哺乳動物アル カリ性ホスファターゼ、植物酸性ホスファターゼ、哺乳動物酸性ホスファターゼ およびアルカリ性ホスファターゼコンジュゲートよりなる群から選択される請求 項34、35または36いずれか1項記載の方法。 42.該アルカリ性ホスファターゼコンジュゲートがハプテン、抗体、蛋白質 、核酸およびオリゴヌクレオチドよりなる群から選択される生物学的分子に連結 したアルカリ性ホスファターゼよりなる請求項41記載の方法。 43.a)ホスファターゼ酵素を式I: [式Iの化合物中、HetはN、OおよびS原子よりなる群から選択される少な くとも1個のヘテロ原子よりなる少なくとも1つの五員または六員環よりなる複 素環系であり、ZはOおよびS原子よりなる群から選択され、R6は化学発光を 生じさせる有機基であり、各Mは独立してHおよびカチオン中心から選択され、 nは電気的中性を満足する数である] の少なくとも1種の化合物と反応させて分析物を検出するための化学発光を生じ させ; b)該化学発光を検出し;次いで、 c)該化学発光の量を分析物の量と関連付けることを含有する; 化学発光アッセイ法によって試料中の分析物を検出する方法。 44.式Iの化合物が、式IIの化合物および式IIIの化合物: [式中、R1はアルキル、置換アルキル、アリール、置換アリールおよびアラル キル基よりなる群から選択される1ないし50個の原子を含有する有機基であり 、R2ないしR5の各々は化学発光を生じさせるC、H、N、O、S、Pおよびハ ロゲン原子から選択される1ないし50個の原子を含有する置換基であり、隣接 する基の対は一緒に連結されて、少なくとも1つの五員または六員環よりなる炭 素環または複素環系を形成し得る] よりなる群から選択される請求項43記載の方法。 45.式Iの該化合物が式: [式中、R1はアルキル、ヘテロアルキルおよびアラルキル基よりなる群から選 択され、R7ないしR14の各々は独立して化学発光を生じさせるC、H、N、O 、S、Pおよびハロゲン原子から選択される1ないし50個の原子を含有する置 換基であり、Arはアリール環基である] を有する請求項43記載の方法。 46.R7ないしR14のうち少なくとも1つがアルコキシ基であって、R7ない しR14の残りが水素である請求項45記載の方法。 47.式Iの化合物が式: [式中、Phはフェニル基である] を有する請求項43記載の方法。 48.式Iの化合物が式: [式中、Phはフェニル基である] を有する請求項43記載の方法。 49.式Iの化合物が式: を有する請求項43記載の方法。 50.検出すべき分析物がホスファターゼ酵素である請求項43記載の方法。 51.検出すべき分析物がホスファターゼ酵素の阻害剤である請求項43記載 の方法。 52.さらに、試料中の分析物を、該分析物に特異的に結合する分析物結合性 化合物と反応させることを含有し、分析物−結合性化合物をアルカリ性ホスファ ターゼで標識される請求項43記載の方法。 53.該分析物−結合性化合物が抗体、抗原、ハプテンおよび核酸よりなる群 から選択される請求項52記載の方法。 54.さらに、試料中の分析物を、該分析物に特異的に結合する分析物結合性 化合物および該分析物結合性化合物用の少なくとも1種のホスファターゼ−標識 特異的結合性物質と反応させることを含有する請求項45記載の方法。 55.さらに、試料中の分析物を、該分析物に特異的に結合する分析物結合性 化合物および該分析物結合性化合物用の少なくとも1種のホスファターゼ−標識 特異的結合性物質と反応させることを含有する請求項47、48または49いず れか1項記載の方法。 56.さらに、試料中の分析物を、 (a)該分析物と特異的に結合する分析物結合性化合物および少なくとも1種 の第2の特異的結合性物質を含有する標識した分析物結合性化合物;および (b)該第2の特異的結合性物質用のホスファターゼ−標識結合性パートナー と反応させることを含有する請求項43記載の方法。 57.検出を膜上で行う請求項43記載の方法。 58.骸膜がニトロセルロース膜、二フッ化ポリビニリデン膜およびナイロン 膜よりなる群から選択される請求項57記載の方法。 59.さらに、水性溶液中の、式Iの化合物および化学発光を増強するのに有 効な量の界面活性剤増強剤を含有する試薬組成物中に式Iの化合物を供すること を含有する請求項43記載の方法。 60.さらに、水性溶液中の式Iの化合物および化学発光を増強させるのに有 効な量の界面活性剤増強剤を含有する試薬組成物中に式Iの化合物を供すること を含有する請求項45記載の方法。 61.さらに、水性溶液中の式Iの化合物および化学発光を増強させるのに有 効な量の界面活性剤増強剤を含有する試薬組成物中に式Iの化合物を供すること を含有する請求項47、48または49いずれか1項記載の方法。 62.該界面活性剤増強剤がビニルベンジルトリブチルホスホニウム塩および ビニルベンジルトリオクチルホスホニウム塩のコポリマーである請求項59記載 の方法。 63.さらに、 (a)第1のpHで緩衝液中で式Iの化合物をホスファターゼ酵素と第1の時 間反応させ; (b)強塩基性トリガー溶液を該緩衝液に添加して、該緩衝液のpHを化学発 光を誘導するための第2のpHまで上昇させ;次いで、 (c)化学発光を測定する; ことを含有する請求項43記載の方法。 64.該第1のpHが5.0−9.5であり、トリガー溶液のpHが約11よ り大きく、かつ該第1の時間が約1秒ないし約10分である請求項63記載の方 法。 65.該塩基性トリガー溶液が界面活性剤増強剤を含有する請求項63記載の 方法。 66.該増強剤がビニルベンジルトリブチルホスホニウム塩およびビニルベン ジルトリオクチルホスホニウム塩のコポリマーである請求項65記載の方法。 67.水性溶液中の、 a)ホスファターゼ酵素と反応する式I: [式中、HetはN、OおよびS原子よりなる群から選択される少なくとも1個 のヘテロ原子を含有する少なくとも1つの五員または六員環を含有する複素環系 であり、ZはOおよびS原子よりなる群から選択され、R6は化学発光を生じさ せる有機基であり、各Mは独立してHおよびカチオン中心から選択され、nは電 気的中性を満足する数である] の化合物;および b)カチオン性芳香族化合物の不存在下で生じるそれと比較して化学発光を増 大させるのに有効な量の該カチオン性芳香族化合物; を含有するホスファターゼ酵素の存在下で化学発光を生じさせるための試薬組成 物。 68.R6がC、N、O、S、Pおよびハロゲン原子よりなる群から選択され る1ないし50個の原子を含有する請求項67記載の組成物。 69.R6がアルキル、置換アルキル、アリール、置換アリールおよびアラル キル基よりなる群から選択される請求項68記載の組成物。 70.式Iの化合物が式: [式中、R1は、C、N、O、S、Pおよびハロゲン原子から選択される1ない し50個の原子を含有する有機基であって、アルキル、置換アルキル、アリール 、置換アリールおよびアラルキル基よりなる群から選択され、R2ないしR5の各 々は化学発光を生じさせるC、H、N、O、S、Pおよびハロゲン原子から選択 される1ないし50個の原子を含有する置換基であり、隣接する基の対は一緒に 連結されて、少なくとも1つの五員または六員環よりなる炭素環または複素環系 を形成し得る] よりなる群から選択される請求項67記載の組成物。 71.式Iの該化合物が式: [式中、R1は置換および非置換のC1ないしC4アルキル基ならびに置換および 非置換のアラルキル基よりなる群から選択され、R7ないしR14の各々は独立し て化学発光を生じさせるC、H、N、O、S、Pおよびハロゲン原子から選択さ れる1ないし50個の原子を含有する置換基である] を有する請求項67記載の組成物。 72.式Iの化合物が式: を有する請求項71記載の組成物。 73.式Iの化合物が式: を有する請求項72記載の組成物。 74.該カチオン性芳香族化合物がシアニン色素、カルボシアニン色素、アゾ 色素、アクリジニウム誘導体、メチレンブルー、ナイルブルー、IR−1040 、ルシゲニンおよびパラコートジクロリドよりなる群から選択される請求項67 、68、69、70、71、72または73いずれか1項記載の組成物。 75.さらに、最大化学発光強度が到達する速度を増大させるのに有効な量の アニオン性界面活性剤および化学発光の量を増加させるのに有効な量の非イオン 性界面活性剤を含有する請求項67記載の組成物。 76.該アニオン性界面活性剤が少なくとも10個の炭素原子を含有する硫酸 アルキルおよび少なくとも10個の炭素原子を含有するスルホン酸アルキルから 選択される請求項75記載の組成物。 77.該非イオン性界面活性剤がポリオキジエチレン化アルキルフェノール、 ポリオキシエチレン化アルコール、ポリオキシエチレン化エーテルおよびポリオ キシエチレン化ソルビトールエステルから選択される請求項75記載の組成物。 78.さらに、ホスファターゼ酵素の不存在下で組成物によって生じる化学発 光を減少させるのに有効な量の亜硫酸塩を含有する請求項75記載の組成物。 79.該アニオン性界面活性剤がドデシル硫酸ナトリウムである請求項76記 載の組成物。 80.該亜硫酸塩が亜硫酸ナトリウムである請求項78記載の組成物。 81.ホスファターゼ酵素を、 a)式I: [式中、HetはN、OおよびS原子よりなる群から選択される少なくとも1個 のヘテロ原子を含有する少なくとも1つの五員または六員環を含有する複素環系 であり、ZはOおよびS原子よりなる群から選択され、R6は化学発光を生じさ せる有機基であり、各Mは独立してHおよびカチオン中心から選択され、nは電 気的中性を満足する数である] の少なくとも1種化合物;および b)カチオン性芳香族化合物の不存在下で生じるそれと比較して化学発光を増 大させるのに有効な量の該カチオン性芳香族化合物; と反応させることを含有する化学発光を生じさせる方法。 82.R6がC、N、O、S、Pおよびハロゲン原子よりなる群から選択され る1ないし50個の原子を含有する請求項81記載の方法。 83.R6がアルキル、置換アルキル、アリール、置換アリールおよびアラル キル基よりなる群から選択される請求項82記載の方法。 84.式Iの化合物が式: [式中、R1は、C、N、O、S、Pおよびハロゲン原子から選択される1ない し50個の原子を含有する有機基であって、アルキル、置換アルキル、アリール 、置換アリールおよびアラルキルおよび置換アラルキル基よりなる群から選択さ れ、R2ないしR5の各々は化学発光を生じさせるC、H、N、O、S、Pおよび ハロゲン原子から選択される1ないし50個の原子を含有する置換基であり、隣 接する基の対は一緒に連結されて、少なくとも1つの五員または六員環を含有す る炭素環または複素環系を形成し得る] よりなる群から選択される請求項81記載の方法。 85.式Iの該化合物が式: [式中、R1は置換および非置換のC1ないしC4アルキル基ならびに置換および 非置換のアラルキル基よりなる群から選択され、R7ないしR14の各々は独立し て化学発光を生じさせるC、H、N、O、S、Pおよびハロゲン原子から選択さ れる1ないし50個の原子を含有し得る置換基である] を有する請求項84記載の方法。 86.式Iの化合物が式: を有する請求項85記載の方法。 87.式Iの化合物が式: を有する請求項86記載の方法。 88.該ホスファターゼ酵素が細菌アルカリ性ホスファターゼ、哺乳動物アル カリ性ホスファターゼ、植物酸性ホスファターゼ、哺乳動物酸性ホスファターゼ およびアルカリ性ホスファターゼコンジュゲートよりなる群から選択される請求 項81、82、83、84、85、86または87いずれか1項に記載の方法。 89.該アルカリ性ホスファターゼコンジュゲートがハプテン、抗体、蛋白質 、核酸およびオリゴヌクレオチドよりなる群から選択される生物学的分子と連結 させたアルカリ性ホスファターゼを含有する請求項88記載の方法。 90.さらに、式Iの化合物およびカチオン性芳香族化合物を、さらに、水性 溶液中の、最大化学発光強度に到達する速度を増大させるのに有効な量のアニオ ン性界面活性剤および化学発光を増大させるのに有効な量の非イオン性界面活性 剤を含有する試薬組成物中に供することを含有する請求項81、82、83、8 4、85、86または87いずれか1項記載の方法。 91.(a)分析物を検出するための化学発光を生じさせるカチオン性芳香族 化合物の存在下で、ホスファターゼ酵素を、式I: [式Iの化合物において、HetはN、OおよびS原子よりなる群から選択され る少なくとも1個のヘテロ原子を含有する少なくとも1つの五員または六員環を 含有する複素環系であり、ZはOおよびS原子よりなる群から選択され、R6は 化学発光を生じさせる有機基であり、各Mは独立してHおよびカチオン中心から 選択され、nは電気的中性を満足する数である] の少なくとも1種の化合物と反応させ; (b)化学発光を検出し;次いで、 (c)化学発光の量を分析物の量に関連付ける; ことを含有する化学発光アッセイ法により試料中の分析物を検出する方法。 92.R6がC、N、O、S、Pおよびハロゲン原子よりなる群から選択され る1ないし50個の原子を含有する請求項91記載の方法。 93.R6がアルキル、置換アルキル、アリール、置換アリールおよびアラル キル基よりなる群から選択される請求項92記載の方法。 94.式Iの化合物が式: [式中、R1は、C、N、O、S、Pおよびハロゲン原子から選択される1ない し50個の原子を含有する有機基であって、アルキル、置換アルキル、アリール 、置換アリール、アラルキルおよび置換アラルキル基よりなる群から選択され、 R2ないしR5の各々は化学発光を生じさせるC、H、N、O、S、Pおよびハロ ゲン原子から選択される1ないし50個の原子を含有する置換基であり、隣接す る基の対は一緒に連結されて、少なくとも1つの五員または六員環を含有する炭 素環または複素環系を形成し得る] よりなる群から選択される請求項91記載の方法。 95.式Iの該化合物が式: [式中、R1は置換および非置換のC1ないしC4アルキル基ならびに置換および 非置換のアラルキル基よりなる群から選択され、R7ないしR14の各々は独立し て化学発光を生じさせるC、H、N、O、S、Pおよびハロゲン原子から選択さ れる1ないし50個の原子を含有する置換基である] を有する請求項91記載の方法。 96.式Iの化合物が式: を有する請求項95記載の方法。 97.式Iの化合物が式: を有する請求項96記載の方法。 98.検出すべき分析物がホスファターゼ酵素である請求項91、92、93 、94、95、96または97いずれか1項記載の方法。 99.検出すべき分析物がホスファターゼ酵素の阻害剤である請求項91、9 2、93、94、95、96または97いずれか1項記載の方法。 100.さらに、試料中の分析物を、該分析物と特異的に結合する標識された 分析物結合性化合物と反応させることを含有し、分析物−結合性化合物をアルカ リ性ホスファターゼで標識する請求項91、92、93、94、95、96また は97いずれか1項記載の方法。 101.該分析物−結合性化合物が抗体、抗原、ハプテンおよび核酸よりなる 群から選択される請求項100記載の方法。 102.さらに、試料中の分析物を、該分析物と特異的に結合する分析物結合 性化合物および該分析物結合性化合物用の少なくとも1種のホスファターゼ−標 識特異的結合性物質と反応させることを含有する請求項91、92、93、94 、95、96または97いずれか1項記載の方法。 103.さらに、試料中の分析物を、 (a)該分析物と特異的に結合する分析物結合性化合物および少なくとも1種 の第2の特異的結合性物質を含有する標識された分析物結合性化合物:および (b)第2の特異的結合性物質用のホスファターゼ−標識結合性パートナー; と反応させることを含有する請求項91、92、93、94、95、96または 97いずれか1項記載の方法。 104.検出を膜の上で行う請求項91記載の方法。 105.該膜がニトロセルロース膜、二フッ化ビニリデン膜およびナイロン膜 よりなる群から選択される請求項104記載の方法。 106.さらに、式Iの化合物およびカチオン性芳香族化合物を、水性溶液中 の、最大化学発光強度に到達する速度を増大させるのに有効な量のアニオン性界 面活性剤および化学発光を増大させるのに有効な量の非イオン性界面活性剤を含 有する試薬組成物中にて供する請求項91、92、93、94、95、96また は97いずれか1項記載の方法。 107.(a)試料を、式I: [式Iの化合物において、HetはN、OおよびS原子よりなる群から選択され る少なくとも1個のヘテロ原子を含有する少なくとも1つの五員または六員環を 含有する複素環系であり、ZはOおよびS原子よりなる群から選択され、R6は 化学発光を生じさせる有機基であり、各Mは独立してHおよびカチオン中心から 選択され、nは電気的中性を満足する数である] の少なくとも1種の化合物、最大化学発光強度に到達する速度を増大させるのに 有効な量のアニオン性界面活性剤、および化学発光を増大させるのに有効な量の 非イオン性界面活性剤を含有する試薬組成物と反応させ; (b)初期の間の化学発光の量または強度を検出し; (c)化学発光が一定レベルに到達するまで第2の時間待ち; (d)第3の時間、化学発光の量または強度を検出し; (e)初期の時間における化学発光を酸性ホスファターゼの量に関連付け; (f)第3の時間における化学発光をアルカリ性ホスファターゼの量に関連付 ける; ことを含有する化学発光アッセイ法による酸性ホスファターゼおよびアルカリ性 ホスファターゼを共に含有すると考えられる試料中の酸性ホスファターゼおよび アルカリ性ホスファターゼを検出する方法。 108.式Iの化合物が式: [式中、R1は、C、N、O、S、Pおよびハロゲン原子から選択される1ない し50個の原子を含有する有機基であって、アルキル、置換アルキル、アリール 、置換アリール、アラルキルおよび置換アラルキル基よりなる群から選択され、 R2ないしR5の各々は化学発光を生じさせるC、H、N、O、S、Pおよびハロ ゲン原子から選択される1ないし50個の原子を含有する置換基であり、隣接す る基の対は一緒に連結されて、少なくとも1つの五員または六員環を含有する炭 素環または複素環系を形成し得る] よりなる群から選択される請求項107記載の方法。 109.式Iの該化合物が式: [式中、R1は置換および非置換のC1ないしC4アルキル基ならびに置換および 非置換のアラルキル基よりなる群から選択され、ここに、R7ないしR14の各々 は独立して化学発光を生じさせるC、H、N、O、S、Pおよびハロゲン原子か ら選択される1ないし50個の原子を含有する置換基である] を有する請求項107記載の方法。 110.式Iの化合物が式: を有する請求項109記載の方法。 111.式Iの化合物が式: を有する請求項107記載の方法。 112.(a)式: [式中、Het、ZおよびR6は化合物Iについての定義に同じ] を有する複素環エステルまたはチオエステル化合物VIIIを塩基と反応させて VIIIのエノラートを形成させ; (b)該エノラートをリン酸化剤と反応させて、式: [式中、Het、ZおよびR6は前記定義に同じであって、Yは保護基である] を有する保護されたエノールホスフェートIXを形成させ;次いで、 (c)もしカチオン性種が脱保護剤の一部でなければ、カチオン種Mの存在下 でIXを少なくとも1種の脱保護剤と反応させることによりエノールホスフェー トを脱保護してエノールホスフェート塩化合物を形成させる; 工程を含有する式I: [式中、HetはN、OおよびS原子よりなる群から選択される少なくとも1個 のヘテロ原子を含有する少なくとも1つの五員または六員環を含有する複素環系 であり、ZはOおよびS原子よりなる群から選択され、R6は化学発光を生じさ せる有機基であり、各Mは独立してHおよびカチオン中心から選択され、nは電 気的中性を満足する数である] の化合物の製法。 113.化合物VIIIのエノラートをリン酸化剤と反応させて保護されたエ ノールホスフェートIXを形成させる工程が、 (a)化合物VIIIのエノラートをオキシハロゲン化リン化合物POW3( 式中、WはF、Cl、BrおよびIから選択されるハロゲン原子)と反応させて 式: [式中、Het、ZおよびR6は化合物VIIIで定義したものと同じ] を有するエノールジハロホスフェートXを形成させ; (b)化合物Xを少なくとも2当量のヒドロキシル化合物Y−OHと反応させ て保護されたエノールホスフェートIXを形成することを含有する請求項112 記載の製法。 114.化合物VIIIの該エノラートをリン酸化剤と反応させて保護された エノールホスフェートIXを形成させる工程が、化合物VIIIのエノラートを 、保護基Yを含有し、式W−PO(OY)2[式中、WはF、Cl、BrおよびI から選択されるハロゲン原子である]を有するリン酸化剤と反応させることを含 有する請求項112記載の製法。 115.該基Yが低級アルキル基、置換された低級アルキル基、フェニル、置 換されたフェニルおよびベンジル基よりなる群から選択される請求項112記載 の製法。 116.該基Yが連結して単一の基−CH2CH2−を形成する請求項112記 載の製法。 117.該脱保護剤が水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、ナ トリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムt−ブトキシド、水酸化 アンモニウムのごとき有機および無機塩基、シアニドイオン、フルオリドイオン のごとき求核剤よりなる群から選択される請求項112記載の製法。 118.YがCH2CH2CN基であって、脱保護剤が水酸化ナトリウムおよび 炭酸ナトリウムから選択される請求項112記載の製法。 119.YがCH2CH2CN基であって、脱保護剤が水酸化ナトリウムおよび 炭酸ナトリウムから選択される請求項113記載の製法。 120.式Iの化合物が式IIの化合物および式IIIの化合物: [式中、R1は、C、N、O、S、Pおよびハロゲン原子から選択される1ない し50個の原子を含有する有機基であって、アルキル、置換アルキル、アリール 、置換アリール、アラルキルおよび置換アラルキル基よりなる群から選択され、 R2ないしR5の各々は化学発光を生じさせるC、H、N、O、S、Pおよびハロ ゲン原子から選択される1ないし50個の原子を含有する置換基であり、隣接す る基の対は一緒に連結されて、少なくとも1つの五員または六員環を含有する炭 素環または複素環系を形成可能であり、R6はC、N、O、S、Pおよびハロゲ ン原子よりなる群から選択される1ないし50個の原子を含有し、アルキル、置 換アルキル、アリール、置換アリールおよびアラルキル基よりなる群から選択さ れる] よりなる群から選択される請求項112記載の製法。 121.式Iの該化合物が式: [式中、R7ないしR14の各々は独立してC、H、N、O、S、Pおよびハロゲ ン原子から選択される1ないし50個の原子を含有する置換基であり、これは化 学発光を生じさせ、Arはアリール環基である] を有する請求項120記載の製法。 122.式IX: [式中、Hetは少なくとも1つのNまたはS原子を含有する少なくとも1つの 五員または六員環を含有する複素環系であり、ここに、ZはOおよびS原子より なる群から選択され、R6は化学発光を生じさせる有機基であり、Yは除去でき てホスフェート塩化合物を形成する保護基である] の化合物。 123.式: [式中、R1は、C、N、O、S、Pおよびハロゲン原子から選択される1ない し50個の原子を含有する有機基であって、アルキル、置換アルキル、アリール 、置換アリールおよびアラルキル基よりなる群から選択され、R2ないしR5の各 々は化学発光を生じさせるC、H、N、O、S、Pおよびハロゲン原子から選択 される1ないし50個の原子を含有する置換基であり、隣接する基の対は一緒に 連結されて、少なくとも1つの五員または六員環よりなる炭素環または複素環系 を形成可能であり、R6はC、N、O、S、Pおよびハロゲン原子よりなる群か ら選択される1ないし50個の原子を含有し、アルキル、置換アルキル、アリー ル、置換アリールおよびアラルキル基よりなる群から選択される] の化合物よりなる群から選択される請求項122記載の化合物。 124.式: [式中、R7ないしR14の各々は独立してC、H、N、O、S、Pおよびハロゲ ン原子から選択される1ないし50個の置換基であり、これは化学発光を生じさ せ、Arはアリール環基である] を有する請求項123記載の化合物。 125.YがCH2CH2CN基である請求項122、123または124いず れか1項記載の化合物。 126.式X: [式中、Hetは少なくとも1つのNまたはS原子を含有する少なくとも1つの 五員または六員環を含有する複素環系であり、ZはOおよびS原子よりなる群か ら選択され、R6は化学発光を生じさせる有機基であり、ここに、WはF、Cl 、BrおよびI原子から選択されるハロゲン原子である] の化合物。 127.式: [式中、R1は、C、N、O、S、Pおよびハロゲン原子から選択される1ない し50個の原子を含有する有機基であって、アルキル、置換アルキル、アリール 、置換アリールおよびアラルキル基よりなる群から選択され、ここに、R2ない し R5の各々は化学発光を生じさせるC、H、N、O、S、Pおよびハロゲン原子 から選択される1ないし50個の原子を含有する置換基であり、隣接する基の対 は一緒に連結されて、少なくとも1つの五員または六員環を含有する炭素環また は複素環系を形成可能であり、R6はC、N、O、S、Pおよびハロゲン原子よ りなる群から選択される1ないし50個の原子を含有し、アルキル、置換アルキ ル、アリール、置換アリールおよびアラルキル基よりなる群から選択される]の 化合物よりなる群から選択される請求項126記載の化合物。 128.式: [式中、R7ないしR14の各々は独立してC、H、N、O、S、Pおよびハロゲ ン原子から選択される1ないし50個の原子を含有する置換基であって、これは 化学発光を生じさせ、Arはアリール環基である] を有する請求項127記載の化合物。 129.WがCl原子である請求項126、127または128いずれか1項 記載の化合物。
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