技術 共役基を含む水溶性蛍光染料または有色染料

0001

（発明の背景）
（分野）
本発明は、新規な蛍光染料または有色染料、ならびにそれらの調製法および種々の分析法における使用に関する。

0002

（関連技術の説明）
蛍光染料および／または有色染料は、高感度検出試薬が望ましい用途に特に適していることが公知である。サンプル中の特定の成分または構成要素を優先的に標識し得る染料は、研究者がその特定の成分または構成要素の存在、量および／または位置を決定することを可能にする。さらに、多様な環境での空間的および時間的分布に関して、特定の系がモニターされ得る。

0003

蛍光法および比色法は、化学および生物学において極めて広く行き渡っている。これらの方法は、生体分子の存在、構造、距離、配向、錯体形成（ｃｏｍｐｌｅｘａｔｉｏｎ）および／または位置に関する有用な情報を与える。さらに、時間分解法は、ダイナミクスおよびキネティクスの測定においてますます使用されている。結果として、生体分子（例えば、核酸およびタンパク質）の蛍光または色による標識に関する多くのストラテジーが開発されてきた。

0004

ペリレンおよび関連染料は、高い光化学的持続性（化学的、熱的および光化学的安定性）および高い蛍光量子収率を有し、種々の複写プロセス、太陽電池、光起電性デバイス、および色素レーザーにおいて使用されている。しかし、ペリレン誘導体は、顔料および蛍光染料として主に使用されてきた。種々の色および光吸収特性のペリレン染料が、報告されている。例えば、Ｂｅｃｋｅｒ Ｓ．ら， Ｃｈｅｍ． Ｅｕｒ． Ｊ．， ６，２１３，９８４， （２０００）は、青色から橙色への色変化を示すサーモトロピックペリレンジカルボキシミド発色団の合成を報告する。ペリレンおよび関連発色団は、これらのタイプの分子の強く疎水性の特徴およびこれらの分子での生体分子の位置特異的標識に伴う困難に明らかに起因して、生体分子プローブとしての使用を制限してきた。
従って、事前の照射または化学的もしくは酵素的活性化なしで、生体分子の視覚的検出または蛍光検出を可能にする水溶性の染料および生体マーカーが、当該分野で必要である。理想的には、このような染料および生体マーカーは、強く有色であるかまたは蛍光性であるべきであり、種々の色および蛍光波長において利用可能であるべきである。本発明は、この必要性を満たしかつさらなる関連の利点を提供する。

0005

Ｂｅｃｋｅｒ Ｓ．ら， Ｃｈｅｍ． Ｅｕｒ． Ｊ．， ６，２１３，９８４， （２０００）

0006

（簡単な要旨）
簡潔には、本発明は一般に、生体分子および他の分析物の視覚的検出を可能にする水溶性の蛍光または有色の染料およびプローブとして有用な化合物、ならびにそれらの調製のための試薬に関する。生体分子を視覚的に検出するため、および生体分子のサイズを決定するための方法もまた、記載される。本発明の水溶性の蛍光染料または有色染料は、強く有色および／または蛍光性であり、目視または他の手段によって容易に観察され得る。いくつかの実施形態において、上記化合物は、事前の照射または化学的もしくは酵素的活性化なしに観察され得る。上記染料は、従って、種々の分析法における使用に理想的である。本明細書で記載されるように、上記染料の適切な選択によって、種々の色の視覚的に検出可能な生体分子が、得られ得る。

0007

一実施形態において、以下の構造（Ｉ）を有する化合物：



またはその立体異性体、互変異性体もしくは塩が提供され、ここでＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｌ１、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８、Ｍ１、Ｍ２、ｑ、ｗおよびｎは、本明細書で定義されるとおりである。

0008

別の実施形態において、サンプルを染色するための方法が提供され、上記方法は、上記サンプルに、本明細書で記載されるとおりの代表的化合物を、上記サンプルが適切な波長で照射される場合に光学的応答を生成するために十分な量で添加する工程を包含する。

0009

さらに他の実施形態において、本開示は、生体分子を視覚的に検出するための方法を提供し、上記方法は、
（ａ）本明細書で記載される代表的化合物を提供する工程；および
（ｂ）上記化合物をその視覚的特性によって検出する工程
を包含する。

0010

他の開示される方法は、生体分子を視覚的に検出するための方法を包含し、上記方法は、
（ａ）開示される化合物のうちのいずれかと１もしくはこれより多くの生体分子とを混合する工程；および
（ｂ）上記化合物をその視覚的特性によって検出する工程
を包含する。

0011

他の実施形態は、開示される化合物のうちのいずれか１つおよび１もしくはこれより多くの生体分子を含む組成物に関する。上記１もしくはこれより多くの生体分子の検出のための分析法におけるこのような組成物の使用もまた、提供される。

0012

本発明のこれらおよび他の局面は、以下の詳細な説明を参照すれば明らかになる。

0013

（発明の詳細な説明）
以下の説明において、ある種の具体的詳細が、本発明の種々の実施形態の完全な理解を提供するために示される。しかし、当業者は、これら詳細なしに本発明が実施され得ることを理解する。

0014

状況が別段要求しなければ、本明細書および特許請求の範囲全体を通じて、文言「含む、包含する（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」ならびにそのバリエーション（例えば、「含む、包含する（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および「含む、包含する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」）は、開放系の包括的な意味で、すなわち、「が挙げられるが、これらに限定されない」として解釈されるべきである。

0015

本明細書全体を通じて「一実施形態（ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」または「ある実施形態（ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」への言及は、上記実施形態と関連して記載される特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書全体を通じて種々の箇所での語句「一実施形態において」または「ある実施形態において」の存在は、必ずしも全てが、同じ実施形態に言及しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造、または特性は、１もしくはこれより多くの実施形態において任意の適切な様式で組み合わせられ得る。

0016

「アミノ」とは、−ＮＨ２基をいう。

0017

「カルボキシ」とは、−ＣＯ２Ｈ基をいう。

0018

「シアノ」とは、−ＣＮ基をいう。

0019

「ホルミル」とは、−Ｃ（＝Ｏ）Ｈ基をいう。

0020

「ヒドロキシ」または「ヒドロキシル」とは、−ＯＨ基をいう。

0021

「イミノ」とは、＝ＮＨ基をいう。

0022

「ニトロ」とは、−ＮＯ２基をいう。

0023

「オキソ」とは、＝Ｏ置換基をいう。

0024

「スルフヒドリル」とは、−ＳＨ基をいう。

0025

「チオキソ」とは、＝Ｓ基をいう。

0026

「アルキル」とは、炭素原子および水素原子のみからなり、飽和または不飽和であり（すなわち、１個もしくはこれより多くの二重結合および／または三重結合を含み）、１〜１２個の炭素原子（Ｃ１−Ｃ１２アルキル）、好ましくは１〜８個の炭素原子（Ｃ１−Ｃ８アルキル）または１〜６個の炭素原子（Ｃ１−Ｃ６アルキル）を有し、そして単結合によって分子の残部に結合される、直鎖状または分枝状の炭化水素鎖の基をいう（例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、１−メチルエチル（イソ−プロピル）、ｎ−ブチル、ｎ−ペンチル、１，１−ジメチルエチル（ｔ−ブチル）、３−メチルヘキシル、２−メチルヘキシル、エテニル、プロパ−１−エニル、ブタ−１−エニル、ペンタ−１−エニル、ペンタ−１，４−ジエニル、エチニル、プロピニル、ブチニル、ペンチニル、ヘキシニルなど）。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アルキル基は、必要に応じて置換され得る。

0027

「アルキレン」または「アルキレン鎖」とは、分子の残部を置換基に連結し、炭素および水素のみからなり、飽和または不飽和であり（すなわち、１個もしくはこれより多くの二重結合および／または三重結合を含み）、そして１〜１２個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の二価の炭化水素鎖（例えば、メチレン、エチレン、プロピレン、ｎ−ブチレン、エテニレン、プロペニレン、ｎ−ブテニレン、プロピニレン、ｎ−ブチニレンなど）をいう。上記アルキレン鎖は、単結合または二重結合を介して分子の残部に結合され、単結合または二重結合を介して置換基に結合される。分子の残部へのまたは置換基への上記アルキレン鎖の結合点は、上記鎖の中の１個の炭素または任意の２個の炭素を介し得る。本明細書中で別段具体的に述べられなければ、アルキレン鎖は、必要に応じて置換され得る。

0028

「アミノアルキレン」とは、１個もしくはこれより多くのアミノ置換基を含むアルキレン（定義されるとおり）をいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アミノアルキレン基は、必要に応じて置換される。

0029

「アルコキシ」とは、式−ＯＲａの基であって、ここでＲａは、１〜１２個の炭素原子を含む上記で定義されるとおりのアルキル基であるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アルコキシ基は、必要に応じて置換され得る。

0030

「アルキルアミノ」とは、式−ＮＨＲａまたは−ＮＲａＲａの基であって、ここで各Ｒａは、独立して、１〜１２個の炭素原子を含む上記で定義されるとおりのアルキル基であるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アルキルアミノ基は、必要に応じて置換され得る。

0031

「アルキルエーテル」とは、上記で定義されるとおりの任意のアルキル基であって、ここで少なくとも１個の炭素−炭素結合が炭素−酸素結合で置き換わっているものをいう。この炭素−酸素結合は、末端部分に（アルコキシ基の中にあるように）あってもよいし、炭素酸素結合は、内部に（すなわち、Ｃ−Ｏ−Ｃ）あってもよい。アルキルエーテルは、少なくとも１個の炭素酸素結合を含むが、１個より多く含んでいてもよい。例えば、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）は、アルキルエーテルの意味の中に含まれる。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アルキルエーテル基は、必要に応じて置換され得る。例えば、いくつかの実施形態において、アルキルエーテルは、アルコールまたはホスフェートで置換される。

0032

「アルキレンエーテル（ａｌｋｙｌｅｎｅｔｈｅｒ）」とは、少なくとも１個の炭素−炭素結合が炭素−酸素結合で置き換えられている、上記で定義されるとおりのアルキレン基をいう。上記炭素−酸素結合は、末端にあってもよいし（アルコキシ基にあるとおり）、上記炭素−酸素結合は、内部にあってもよい（すなわち、Ｃ−Ｏ−Ｃ）。アルキレンエーテルは、少なくとも１個の炭素−酸素結合を含むが、１個より多くの炭素−酸素結合を含んでいてもよい（すなわち、「ポリアルキレンエーテル」）。ＰＥＧ連結基は、ポリアルキレンエーテルの例である。「ヒドロキシルポリアルキレンエーテル」とは、少なくとも１個のヒドロキシル置換基を含むポリアルキレンエーテルをいう。「アミノポリアルキレンエーテル」とは、少なくとも１個のアミノ（アルキルアミノ、アリールアミノおよびアラルキルアミノを含む）置換基を含むポリアルキレンエーテルをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アルキレンエーテル、ポリアルキレンエーテル、ヒドロキシルポリアルキレンエーテルおよびアミノポリアルキレンエーテル基は、必要に応じて置換される。

0033

「アルキルホスホ」とは、−ＲＰ（＝Ｏ）（Ｒａ）Ｒｂ基であって、ここでＲは、アルキレン基であり、Ｒａは、ＯＨ、Ｏ−またはＯＲｃであり；そしてＲｂは、−Ｏアルキルまたは−Ｏアルキルエーテルであり、ここでＲｃは、対イオン（例えば、Ｎａ＋など）であるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アルキルホスホ基は、必要に応じて置換され得る。例えば、ある種の実施形態において、アルキルホスホ基の−Ｏアルキルまたは−Ｏアルキルエーテル部分（Ｒｂ）は、ヒドロキシル、アミノ、スルフヒドリル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルまたはチオホスホアルキルエーテルのうちの１個もしくはこれより多くで必要に応じて置換される。「Ｏアルキルホスホ」とは、酸素原子を介して分子の残部に接続されるアルキルホスホ基である。本明細書で別段具体的に述べられなければ、Ｏアルキルホスホ基は、必要に応じて置換され得る。

0034

「アルキルエーテルホスホ（ａｌｋｙｅｔｈｅｒｐｈｏｓｐｈｏ）」とは、−ＲＰ（＝Ｏ）（Ｒａ）Ｒｂ基であって、ここでＲは、アルキレンエーテル基であり、Ｒａは、ＯＨ、Ｏ−またはＯＲｃであり；そしてＲｂは、−Ｏアルキルまたは−Ｏアルキルエーテルであり、ここでＲｃは、対イオン（例えば、Ｎａ＋など）であるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アルキルエーテルホスホ基は、必要に応じて置換され得る。例えば、ある種の実施形態において、アルキルエーテルホスホ基の−Ｏアルキルまたは−Ｏアルキルエーテル部分（Ｒｂ）は、ヒドロキシル、アミノ、スルフヒドリル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルまたはチオホスホアルキルエーテルのうちの１個もしくはこれより多くで必要に応じて置換される。「Ｏアルキルエーテルホスホ」は、酸素原子を介して分子の残部に接続されるアルキルエーテルホスホ基である。本明細書で別段具体的に述べられなければ、Ｏアルキルエーテルホスホ基は、必要に応じて置換され得る。

0035

「アルキルチオホスホ」とは、−Ｐ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃ基であって、ここでＲａは、ＯまたはＳであり、Ｒｂは、ＯＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；そしてＲｃは、−Ｏアルキルまたは−Ｏアルキルエーテルであり、ここでＲｄは、対イオン（例えば、Ｎａ＋など）であるが、ただし：Ｒａは、Ｓであるか、またはＲｂは、Ｓ−もしくはＳＲｄであるか；あるいはただしＲａは、Ｓであり、Ｒｂは、Ｓ−もしくはＳＲｄであるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アルキルチオホスホ基は、必要に応じて置換され得る。例えば、ある種の実施形態において、アルキルチオホスホ基の−Ｏアルキルまたは−Ｏアルキルエーテル部分は、ヒドロキシル、アミノ、スルフヒドリル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルまたはチオホスホアルキルエーテルのうちの１個もしくはこれより多くで必要に応じて置換される。「Ｏアルキルチオホスホ」は、酸素原子を介して分子の残部に接続されるアルキルチオホスホ基である。本明細書で別段具体的に述べられなければ、Ｏアルキルチオホスホ基は、必要に応じて置換され得る。

0036

「アルキルエーテルチオホスホ」とは、−Ｐ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃ基であって、ここでＲａは、ＯまたはＳであり、Ｒｂは、ＯＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；そしてＲｃは、−Ｏアルキルまたは−Ｏアルキルエーテルであり、ここでＲｄは、対イオン（例えば、Ｎａ＋など）であるが、ただし：Ｒａは、Ｓであるか、またはＲｂは、Ｓ−もしくはＳＲｄであるか；あるいはただしＲａは、Ｓであり、Ｒｂは、Ｓ−もしくはＳＲｄであるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アルキルエーテルチオホスホ基は、必要に応じて置換され得る。例えば、ある種の実施形態において、アルキルエーテルチオホスホ基の−Ｏアルキルまたは−Ｏアルキルエーテル部分は、ヒドロキシル、アミノ、スルフヒドリル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルまたはチオホスホアルキルエーテルのうちの１個もしくはこれより多くで必要に応じて置換される。「Ｏアルキルエーテルチオホスホ」は、酸素原子を介して分子の残部に接続されるアルキルエーテルチオホスホ基である。本明細書で別段具体的に述べられなければ、Ｏアルキルエーテルチオホスホ基は、必要に応じて置換され得る。

0037

「アミド」とは、−ＮＲａＲｂラジカルであって、ここでＲａおよびＲｂは、独立して、Ｈ、アルキルまたはアリールであるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アミド基は、必要に応じて置換され得る。

0038

「アリール」とは、６〜１８個の炭素原子および少なくとも１個の炭素環式芳香環を含む炭素環式環系の基をいう。本発明の目的のために、このアリール基は、単環式、二環式、三環式または四環式の環系であり得、縮合環系もしくは架橋環系を含み得る。アリール基としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない：アセアントリレン、アセナフチレン、アセフェナントリレン、アントラセン、アズレン、ベンゼン、クリセン、フルオランテン、フルオレン、ａｓ−インダセン、ｓ−インダセン、インダン、インデン、ナフタレン、フェナレン、フェナントレン、プレイアデン、ピレン、およびトリフェニレンから誘導されるアリール基。本明細書で別段具体的に述べられなければ、用語「アリール」または接頭辞「アラ−（ａｒ−）」（例えば、「アラルキル」におけるように）は、必要に応じて置換されるアリール基を含むことを意味される。

0039

「アリールオキシ」とは、式−ＯＲａの基であって、ここでＲａは、アリール部分（上記で定義されるとおり）であるもの、例えば、フェノキシなどをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アリールオキシ基は、必要に応じて置換され得る。

0040

「アラルキル」とは、式−Ｒｂ−Ｒｃの基であって、ここでＲｂは、アルキレン鎖（上記で定義されるとおり）であり、Ｒｃは、１個もしくはこれより多くのアリール基（上記で定義されるとおり）であるもの、例えば、ベンジル、ジフェニルメチルなどをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、アラルキル基は、必要に応じて置換され得る。

0041

「Ｏアラルキル」は、酸素連結を介して分子の残部に接続されるアラルキル基である。「ＯＤＭＴ」とは、Ｏ原子を介して分子の残部に連結されるジメトキシトリチルをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、Ｏアラルキル基は、必要に応じて置換され得る。

0042

「シアノアルキル」とは、少なくとも１個のシアノ置換基を含むアルキル基をいう。１個もしくはこれより多くの−ＣＮ置換基は、一級、二級または三級の炭素原子上にあり得る。本明細書で別段具体的に述べられなければ、シアノアルキル基は、必要に応じて置換され得る。

0043

「炭素環式環」は、各環原子が炭素である環である。炭素環式環は、飽和していてもよいし、不飽和であってもよい（芳香環を含む）。本明細書で別段具体的に述べられなければ、炭素環式基は、必要に応じて置換される。

0044

「シクロアルキル」とは、安定な非芳香族の単環式もしくは多環式の炭素環式環であって、縮合環系もしくは架橋環系を含み得、３〜１５個の炭素原子を有し、好ましくは、３〜１０個の炭素原子を有し、そして飽和または不飽和であり、そして単結合によって分子の残部に結合されるものをいう。単環式シクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、およびシクロオクチルが挙げられる。多環式シクロアルキル基としては、例えば、アダマンチル、ノルボルニル、デカリニル、７，７−ジメチル−ビシクロ［２．２．１］ヘプタニルなどが挙げられる。本明細書で別段具体的に述べられなければ、シクロアルキル基は、必要に応じて置換され得る。

0045

「シクロアルキルアルキル」とは、式−ＲｂＲｄの基であって、ここでＲｂは、アルキレン鎖（上記で定義されるとおり）であり、Ｒｄは、シクロアルキル基（上記で定義されるとおり）であるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、シクロアルキルアルキル基は、必要に応じて置換され得る。

0046

「多環式」とは、１個より多くの環を有する任意の分子をいう。上記環は、縮合されているか、スピロ環式であるかまたは１個もしくはこれより多くの原子によって分離される（例えば、非環式リンカーによって連結される）かのいずれかであり得る。

0047

「スピロ環式」とは、２個の環が１個の炭素原子を共有する多環式分子をいう。

0048

「縮合された」とは、本発明の化合物の中に存在する環構造に縮合される、本明細書で記載される任意の環構造をいう。縮合環がヘテロシクリル環またはヘテロアリール環である場合、この縮合ヘテロシクリル環または縮合ヘテロアリール環の一部になる、存在する環構造上の任意の炭素原子が、窒素原子で置き換わっていてもよい。

0049

「ハロ」または「ハロゲン」とは、ブロモ、クロロ、フルオロまたはヨードをいう。

0050

「ハロアルキル」とは、１個もしくはこれより多くのハロ基（上記で定義されるとおり）によって置換されているアルキル基（上記で定義されるとおり）、例えば、トリフルオロメチル、ジフルオロメチル、トリクロロメチル、２，２，２−トリフルオロエチル、１，２−ジフルオロエチル、３−ブロモ−２−フルオロプロピル、１，２−ジブロモエチルなどをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ハロアルキル基は、必要に応じて置換され得る。

0051

「ヘテロシクリル」または「複素環式環」とは、少なくとも１個の環原子が、窒素、酸素および硫黄からなる群より選択されるヘテロ原子であり、その残りの環原子が、炭素、窒素、酸素および硫黄からなる群より選択される、安定な３〜１８員の芳香族（ヘテロアリール）または非芳香族の環基をいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ヘテロシクリル基は、単環式、二環式、三環式または四環式の環系であり得、縮合環系もしくは架橋環系を含み得；そして上記ヘテロシクリル基の中の窒素、炭素、または硫黄原子は、必要に応じて酸化され得；上記窒素原子は、必要に応じて四級化され得；そして上記ヘテロシクリル基は、部分的にまたは完全に飽和され得る。このようなヘテロシクリル基の例としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない：ジオキソラニル、チエニル［１，３］ジチアニル、デカヒドロイソキノリル、イミダゾリニル、イミダゾリジニル、イソチアゾリジニル、イソオキサゾリジニル、モルホリニル、オクタヒドロインドリル、オクタヒドロイソインドリル、２−オキソピペラジニル、２−オキソピペリジニル、２−オキソピロリジニル、オキサゾリジニル、ピペリジニル、ピペラジニル、４−ピペリドニル、ピロリジニル、ピラゾリジニル、キヌクリジニル、チアゾリジニル、テトラヒドロフリル、トリチアニル、テトラヒドロピラニル、チオモルホリニル、チアモルホリニル、１−オキソ−チオモルホリニル、および１，１−ジオキソ−チオモルホリニル。本明細書で別段具体的に述べられなければ、本明細書で別段具体的に述べられなければ、ヘテロシクリル基は、必要に応じて置換され得る。

0052

「Ｎ−ヘテロシクリル」とは、少なくとも１個の窒素を含むヘテロシクリル基（上記で定義されるとおり）であって、ここで分子の残部へのヘテロシクリル基の結合点がこのヘテロシクリル基の窒素原子を介するものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、Ｎ−ヘテロシクリル基は、必要に応じて置換され得る。

0053

「ヘテロシクリルアルキル」とは、式−ＲｂＲｅの基であって、ここでＲｂは、アルキレン鎖（上記で定義されるとおり）であり、Ｒｅは、ヘテロシクリル基（上記で定義されるとおり）であるものをいい、そしてこのヘテロシクリルが窒素含有ヘテロシクリルである場合に、このヘテロシクリルは、窒素原子において上記アルキル基に結合され得る。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ヘテロシクリルアルキル基は、必要に応じて置換され得る。

0054

「ヘテロアリール」とは、１〜１３個の炭素原子、窒素、酸素および硫黄からなる群より選択される１〜６個のヘテロ原子、ならびに少なくとも１個の芳香環を含む５〜１４員の環系基をいう。本発明の目的に関して、ヘテロアリール基は、縮合環系もしくは架橋環系を含み得；上記ヘテロアリール基の中の窒素、炭素または硫黄原子は、必要に応じて酸化され得；上記窒素原子は、必要に応じて四級化され得る単環式、二環式、三環式または四環式の環系であり得る。例としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない：アゼピニル、アクリジニル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾインドリル、ベンゾジオキソリル、ベンゾフラニル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾチアジアゾリル、ベンゾ［ｂ］［１，４］ジオキセピニル、１，４−ベンゾジオキサニル、ベンゾナフトフラニル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾジオキソリル、ベンゾジオキシニル、ベンゾピラニル、ベンゾピラノニル、ベンゾフラニル、ベンゾフラノニル、ベンゾチエニル（ベンゾチオフェニル）、ベンゾトリアゾリル、ベンゾ［４，６］イミダゾ［１，２−ａ］ピリジニル、カルバゾリル、シンノリニル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチオフェニル、フラニル、フラノニル、イソチアゾリル、イミダゾリル、インダゾリル、インドリル、インダゾリル、イソインドリル、インドリニル、イソインドリニル、イソキノリル、インドリジニル、イソオキサゾリル、ナフチリジニル、オキサジアゾリル、２−オキソアゼピニル、オキサゾリル、オキシラニル、１−オキシドピリジニル、１−オキシドピリミジニル、１−オキシドピラジニル、１−オキシドピリダジニル、１−フェニル−１Ｈ−ピロリル、フェナジニル、フェノチアジニル、フェノキサジニル、フタラジニル、プテリジニル、プリニル、ピロリル、ピラゾリル、ピリジニル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、キナゾリニル、キノキサリニル、キノリニル、キヌクリジニル、イソキノリニル、テトラヒドロキノリニル、チアゾリル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、トリアジニル、およびチオフェニル（すなわち、チエニル）。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ヘテロアリール基は、必要に応じて置換され得る。

0055

「Ｎ−ヘテロアリール」とは、少なくとも１個の窒素原子を含むヘテロアリール基（上記で定義されるとおり）であって、ここで上記分子の残部へのこのヘテロアリール基の結合点が、このヘテロアリール基の窒素原子を介するものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、Ｎ−ヘテロアリール基は、必要に応じて置換され得る。

0056

「ヘテロアリールアルキル」とは、式−ＲｂＲｆの基であって、ここでＲｂは、アルキレン鎖（上記で定義されるとおり）であり、Ｒｆは、ヘテロアリール基（上記で定義されるとおり）であるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ヘテロアリールアルキル基は、必要に応じて置換され得る。

0057

「ヒドロキシルアルキル」とは、少なくとも１個のヒドロキシル置換基を含むアルキル基をいう。１個もしくはこれより多くの−ＯＨ置換基は、一級、二級または三級の炭素原子上にあり得る。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ヒドロキシアルキル基は、必要に応じて置換され得る。

0058

「ヒドロキシルアルキレン」とは、少なくとも１個のヒドロキシル置換基を含むアルキレン基をいう。１個もしくはこれより多くの−ＯＨ置換基は、一級、二級または三級の炭素原子上にあり得る。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ヒドロキシアルキレン基は、必要に応じて置換される。

0059

「ヒドロキシルアルキルエーテル」とは、少なくとも１個のヒドロキシル置換基を含むアルキルエーテル基をいう。１個もしくはこれより多くの−ＯＨ置換基は、一級、二級または三級の炭素原子上にあり得る。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ヒドロキシアルキルエーテル基は、必要に応じて置換され得る。

0060

「ホスフェート」とは、−ＯＰ（＝Ｏ）（Ｒａ）Ｒｂ基であって、ここでＲａは、ＯＨ、Ｏ−またはＯＲｃであり；Ｒｂは、ＯＨ、Ｏ−、ＯＲｃ、さらなるホスフェート基（ジホスフェートおよびトリホスフェートにおけるように）、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルまたはチオホスホアルキルエーテルであり、ここでＲｃは、対イオン（例えば、Ｎａ＋など）であるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ホスフェート基は、必要に応じて置換され得る。

0061

「ホスホ」とは、二価の−ＯＰ（＝Ｏ）（Ｒａ）Ｏ−基であって、ここでＲａは、Ｏ−またはＯＲｃであり；ここでＲｃは、対イオン（例えば、Ｈ＋、Ｎａ＋など）であるものをいう。

0062

「ホスホアルキル」とは、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｒａ）Ｒｂ基であって、ここでＲａは、ＯＨ、Ｏ−またはＯＲｃであり；そしてＲｂは、−Ｏアルキルであり、ここでＲｃは、対イオン（例えば、Ｎａ＋など）であるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ホスホアルキル基は、必要に応じて置換され得る。例えば、ある種の実施形態において、ホスホアルキル基の−Ｏアルキル部分は、ヒドロキシル、アミノ、スルフヒドリルまたはホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルまたはチオホスホアルキルエーテルのうちの１個もしくはこれより多くで必要に応じて置換される。「Ｏホスホアルキル」は、酸素原子を介して分子の残部に接続されるホスホアルキル基である。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ｏホスホアルキル基は、必要に応じて置換され得る。

0063

「ホスホアルキレン」とは、二価の−ＯＰ（＝Ｏ）（Ｒａ）Ｒｂ−基であって、ここでＲａは、Ｏ−またはＯＲｃであり；そしてＲｂは、−Ｏアルキレンであり、ここでＲｃは、対イオン（例えば、Ｈ＋、Ｎａ＋など）であるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ホスホアルキレン基は、必要に応じて置換される。例えば、ある種の実施形態において、ホスホアルキル基のアルキレン部分は、ヒドロキシル、アミノ、スルフヒドリルまたはホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルまたはチオホスホアルキルエーテルのうちの１個もしくはこれより多くで必要に応じて置換され、その置換基は、必要に応じて置換される。

0064

「ホスホアルキルエーテル」とは、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｒａ）Ｒｂ基であって、ここでＲａは、ＯＨ、Ｏ−またはＯＲｃであり；そしてＲｂは、−Ｏアルキルエーテルであり、ここでＲｃは、対イオン（例えば、Ｎａ＋など）であるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ホスホアルキルエーテル基は、必要に応じて置換され得る。例えば、ある種の実施形態において、ホスホアルキルエーテル基の−Ｏアルキルエーテル部分は、ヒドロキシル、アミノ、スルフヒドリル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルまたはチオホスホアルキルエーテルのうちの１個もしくはこれより多くで必要に応じて置換される。「Ｏホスホアルキルエーテル」は、酸素原子を介して分子の残部に接続されるホスホアルキルエーテル基である。本明細書で別段具体的に述べられなければ、ｏホスホアルキルエーテル基は、必要に応じて置換され得る。

0065

「スルフヒドリルアルキル」とは、少なくとも１個のスルフヒドリル置換基を含むアルキル基をいう。１個もしくはこれより多くの−ＳＨ置換基は、一級、二級または三級の炭素原子上にあり得る。本明細書で別段具体的に述べられなければ、スルフヒドリルアルキル基は、必要に応じて置換され得る。

0066

「スルフヒドリルアルキルエーテル」とは、少なくとも１個のスルフヒドリル置換基を含むアルキルエーテル基をいう。１個もしくはこれより多くの−ＳＨ置換基は、一級、二級または三級の炭素原子上にあり得る。本明細書で別段具体的に述べられなければ、スルフヒドリルアルキルエーテル基は、必要に応じて置換され得る。

0067

「スルホネート」とは、−ＯＳ（Ｏ）２Ｒａ基であって、ここでＲａは、アルキルまたはアリールであるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、スルホネート基は、必要に応じて置換され得る。

0068

「チオアルキル」とは、式−ＳＲａの基であって、ここでＲａは、１〜１２個の炭素原子を含むアルキル基（上記で定義されるとおり）であるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、チオアルキル基は、必要に応じて置換され得る。

0069

「チオホスフェート」とは、−ＯＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃ基であって、ここでＲａは、ＯまたはＳであり；Ｒｂは、ＯＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；Ｒｃは、ＯＨ、Ｏ−、ＯＲｄ、ホスフェート基チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルまたはチオホスホアルキルエーテルであり；ここでＲｄは、対イオン（例えば、Ｎａ＋など）であるが、ただし：Ｒａは、Ｓであるか、またはＲｂは、Ｓ−もしくはＳＲｄであるか；あるいはただしＲａは、Ｓであり、Ｒｂは、Ｓ−もしくはＳＲｄであるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、チオホスフェート基は、必要に応じて置換され得る。

0070

「チオホスホ」とは、二価の−ＲｄＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃ−基であって、ここでＲａ、ＲｃおよびＲｄは、各々独立して、ＯまたはＳであり；Ｒｂは、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｅまたはＳＲｅであり；ここでＲｅは、対イオン（例えば、Ｈ＋、Ｎａ＋など）であるが、ただし：Ｒａは、Ｓであるか；またはＲｂは、Ｓ−もしくはＳＲｅであるか；またはＲｃは、Ｓであるか；またはＲｄは、Ｓ、またはこれらの組み合わせであるものをいう。

0071

「チオホスホアルキル」とは、−Ｐ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃ基であって、ここでＲａは、ＯまたはＳであり、Ｒｂは、ＯＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；Ｒｃは、−Ｏアルキルであり、ここでＲｄは、対イオン（例えば、Ｎａ＋など）であるが、ただし：Ｒａは、Ｓであるか、またはＲｂは、Ｓ−もしくはＳＲｄであるか；あるいはただしＲａは、Ｓであり、Ｒｂは、Ｓ−またはＳＲｄであるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、チオホスホアルキル基は、必要に応じて置換され得る。例えば、ある種の実施形態において、チオホスホアルキル基の−Ｏアルキル部分は、ヒドロキシル、アミノ、スルフヒドリル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルまたはチオホスホアルキルエーテルのうちの１個もしくはこれより多くで必要に応じて置換される。「Ｏチオホスホアルキル」は、酸素原子を介して分子の残部に接続されるチオホスホアルキル基である。本明細書で別段具体的に述べられなければ、Ｏチオホスホアルキル基は、必要に応じて置換され得る。

0072

「チオホスホアルキレン」とは、二価の−ＲｄＰ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃ−基であって、ここでＲａおよびＲｄは、各々独立して、ＯまたはＳであり、Ｒｂは、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｅまたはＳＲｅであり；Ｒｃは、−Ｏアルキレンまたは−Ｓアルキレンであり、ここでＲｅは、対イオン（例えば、Ｈ＋、Ｎａ＋など）であるが、ただし：Ｒａは、Ｓであるか；またはＲｂは、Ｓ−もしくはＳＲｅであるか；またはＲｃは、−Ｓアルキレンであるか；あるいはＲｄは、Ｓであるか、あるいはこれらの組み合わせであるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、チオホスホアルキレン基は、必要に応じて置換される。例えば、ある種の実施形態において、チオホスホアルキレン基のアルキレン部分は、必要に応じて、ヒドロキシル、アミノ、スルフヒドリル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルまたはチオホスホアルキルエーテルのうちの１個もしくはこれより多くで置換され、その置換基は、必要に応じて置換される。

0073

「チオホスホアルキルエーテル」とは、−Ｐ（＝Ｒａ）（Ｒｂ）Ｒｃ基であって、ここでＲａは、ＯまたはＳであり、Ｒｂは、ＯＨ、Ｏ−、Ｓ−、ＯＲｄまたはＳＲｄであり；Ｒｃは、−Ｏアルキルエーテルであり、ここでＲｄは、対イオン（例えば、Ｎａ＋など）であるが、ただし：Ｒａは、ＳであるかまたはＲｂは、Ｓ−もしくはＳＲｄであるか；あるいはただしＲａは、Ｓであり、Ｒｂは、Ｓ−もしくはＳＲｄであるものをいう。本明細書で別段具体的に述べられなければ、チオホスホアルキルエーテル基は、必要に応じて置換され得る。例えば、ある種の実施形態において、チオホスホアルキル基の−Ｏアルキルエーテル部分は、ヒドロキシル、アミノ、スルフヒドリル、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、チオホスホアルキル、ホスホアルキルエーテルまたはチオホスホアルキルエーテルのうちの１個もしくはこれより多くで必要に応じて置換される。「Ｏチオホスホアルキルエーテル」は、酸素原子を介して分子の残部に接続されるチオホスホアルキルエーテル基である。本明細書で別段具体的に述べられなければ、Ｏチオホスホアルキルエーテル基は、必要に応じて置換され得る。

0074

本明細書で使用される用語「置換された」とは、上記の基（すなわち、アルキル、アルキレン、アミノアルキレン、アルコキシ、アルキルアミノ、アルキルエーテル、アルキレンエーテル、ポリアルキレンエーテル、ヒドロキシルポリアルキレンエーテル、アミノポリアルキレンエーテル、アルキルホスホ、アルキルエーテルホスホ、アルキルチオホスホ、アルキルエーテルチオホスホ、アミド、チオアルキル、アリール、アリールオキシ、アラルキル、Ｏアラルキル、シアノアルキル、炭素環式環、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、ハロアルキル、ヘテロシクリル、Ｎ−ヘテロシクリル、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロアリール、Ｎ−ヘテロアリール、ヘテロアリールアルキル、ヒドロキシルアルキル、ヒドロキシルアルキレン、アミノアルキル、ヒドロキシルアルキルエーテル、ホスホアルキル、ホスホアルキレン、ホスホアルキルエーテル、スルフヒドリルアルキル、スルフヒドリルアルキルエーテル、スルホネート、チオホスホアルキル、チオホスホアルキレン、および／またはチオホスホアルキルエーテル）のうちのいずれかであって、 ここで少なくとも１個の水素原子が、非水素原子（例えば、以下が挙げられるが、これらに限定されない：Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、およびＩのようなハロゲン原子；ヒドロキシル基、アルコキシ基、およびエステル基のような基の中の酸素原子；チオール基、チオアルキル基、スルホン基、スルホニル基、およびスルホキシド基のような基の中の硫黄原子；アミン、アミド、アルキルアミン、ジアルキルアミン、アリールアミン、アルキルアリールアミン、ジアリールアミン、Ｎ−オキシド、イミド、およびエナミンのような基の中の窒素原子；トリアルキルシリル基、ジアルキルアリールシリル基、アルキルジアリールシリル基、およびトリアリールシリル基のような基の中のケイ素原子；ならびに種々の他の基の中の他のヘテロ原子）への結合によって置き換えられることを意味する。「置換された」とはまた、１個もしくはこれより多くの水素原子が、ヘテロ原子（例えば、オキソ、カルボニル、カルボキシル、およびエステル基の中の酸素；ならびにイミン、オキシム、ヒドラゾンおよびニトリルのような基の中の窒素）へのより高次の結合（例えば、二重結合または三重結合）によって置き換えられる上記の基のうちのいずれかを意味する。例えば、「置換された」は、１個もしくはこれより多くの水素原子が−ＮＲｇＲｈ、−ＮＲｇＣ（＝Ｏ）Ｒｈ、−ＮＲｇＣ（＝Ｏ）ＮＲｇＲｈ、−ＮＲｇＣ（＝Ｏ）ＯＲｈ、−ＮＲｇＳＯ２Ｒｈ、−ＯＣ（＝Ｏ）ＮＲｇＲｈ、−ＯＲｇ、−ＳＲｇ、−ＳＯＲｇ、−ＳＯ２Ｒｇ、−ＯＳＯ２Ｒｇ、−ＳＯ２ＯＲｇ、＝ＮＳＯ２Ｒｇ、および−ＳＯ２ＮＲｇＲｈで置き換えられる上記の基のうちのいずれかを含む。「置換された」はまた、１個もしくはこれより多くの水素原子が−Ｃ（＝Ｏ）Ｒｇ、−Ｃ（＝Ｏ）ＯＲｇ、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲｇＲｈ、−ＣＨ２ＳＯ２Ｒｇ、−ＣＨ２ＳＯ２ＮＲｇＲｈで置き換えられる上記基のうちのいずれかを意味する。前述において、ＲｇおよびＲｈは、同じであるかまたは異なっており、そして独立して、水素、アルキル、アルコキシ、アルキルアミノ、チオアルキル、アリール、アラルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、ハロアルキル、ヘテロシクリル、Ｎ−ヘテロシクリル、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロアリール、Ｎ−ヘテロアリールおよび／またはヘテロアリールアルキルである。「置換された」とは、１個もしくはこれより多くの水素原子がアミノ、シアノ、ヒドロキシル、イミノ、ニトロ、オキソ、チオキソ、ハロ、アルキル、アルコキシ、アルキルアミノ、チオアルキル、アリール、アラルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、ハロアルキル、ヘテロシクリル、Ｎ−ヘテロシクリル、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロアリール、Ｎ−ヘテロアリールおよび／またはヘテロアリールアルキル基への結合によって置き換えられる上記の基のうちのいずれかをさらに意味する。さらに、前述の置換基の各々はまた、上記の置換基のうちの１個もしくはこれより多くで必要に応じて置換され得る。

0075

「共役」とは、「Ｍ」部分に関して、１つのｐ軌道と別のｐ軌道とが、間に挟まるσ結合を横断して重なり合っていることをいう。共役は、環式または非環式の化合物で起こり得る。「共役度」とは、少なくとも１つのｐ軌道と別のｐ軌道とが間に挟まっている二重結合を横断して重なり合っていることをいう。例えば、１，３−ブタジエンは、１の共役度を有する一方で、ベンゼンおよび他の芳香族化合物は、代表的には、多重の共役度を有する。蛍光および有色化合物は、代表的には、少なくとも１の共役度を含む。

0076

「蛍光（性）（ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ）」とは、特定の周波数の光を吸収し、異なる周波数の光を発することができる分子をいう。蛍光（ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）は、当業者に周知である。

0077

「有色（の）（ｃｏｌｏｒｅｄ）」とは、有色のスペクトル内の光（すなわち、赤、黄、青など）を吸収する分子をいう。

0078

「リンカー」とは、分子の一部をその同じ分子の別の部分にまたは異なる分子、部分もしくは固体支持体（例えば、微粒子）に接続する、少なくとも１個の原子（例えば、炭素、酸素、窒素、硫黄、リンおよびこれらの組み合わせ）の連続する鎖に言及する。リンカーは、共有結合または他の手段（例えば、イオン結合または水素結合相互作用）を介して上記分子を接続し得る。

0079

本発明の目的で、用語「生体分子」とは、種々の生物学的物質のうちのいずれか（核酸、炭水化物、アミノ酸、ポリペプチド、糖タンパク質、ホルモン、アプタマーおよびこれらの混合物が挙げられる）をいう。より具体的には、この用語は、ＲＮＡ、DNA、オリゴヌクレオチド、改変または誘導体化されたヌクレオチド、酵素、レセプター、プリオン、レセプターリガンド（ホルモンを含む）、抗体、抗原、および毒素、ならびに細菌、ウイルス、血球、および組織細胞が挙げられるが、これらに限定されないことが意図される。本発明の視覚的に検出可能な生体分子（すなわち、生体分子が連結されている構造（Ｉ）の化合物）は、本明細書でさらに記載されるように、生体分子と化合物（これは、上記生体分子上のアミノ、ヒドロキシ、カルボキシル、またはスルフヒドリル基のような任意の利用可能な原子または官能基を介して上記化合物への生体分子の結合を可能にする反応性基を有する）とを接触させることによって調製される。

0080

用語「視覚的」および「視覚的に検出可能な」とは、事前の照射、または化学的活性化もしくは酵素的活性化なしで、目視によって観察可能である物質に言及するために、本明細書で使用される。このような視覚的に検出可能な物質は、約３００〜約９００ｎｍの範囲に及ぶスペクトルの領域にある光を吸収し、発する。好ましくは、このような物質は、強く有色であり、好ましくは、少なくとも約４０，０００、より好ましくは、少なくとも約５０，０００、さらにより好ましくは、少なくとも約６０，０００、なおさらにより好ましくは、少なくとも約７０，０００、および最も好ましくは、少なくとも約８０，０００Ｍ−１ｃｍ−１のモル吸光係数を有する。本発明の生体分子は、裸眼で、または光学ベースの検出デバイス（吸光分光光度計、透過型光学顕微鏡（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｇｈｔ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）、デジタルカメラおよびスキャナが挙げられるが、これらに限定されない）の助けを借りて観察することによって検出され得る。視覚的に検出可能な物質は、可視スペクトルの中の光を発するおよび／または吸収するものに限定されない。紫外線（ＵＶ）領域（約１０ｎｍ〜約４００ｎｍ）、赤外線（ＩＲ）領域（約７００ｎｍ〜約１ｍｍ）の中の光を発するおよび／または吸収する物質、ならびに電磁スペクトルの他の領域において発するおよび／または吸収する物質はまた、「視覚的に検出可能な」物質の範囲内に含まれる。

0081

本発明の目的のために、用語「光安定性視覚的染料（ｐｈｏｔｏｓｔａｂｌｅ ｖｉｓｉｂｌｅ ｄｙｅ）」とは、本明細書上記で定義されるように、視覚的に検出可能であり、そして光に曝露した際に、顕著に変化も分解もしない化学部分に言及する。好ましくは、上記光安定性視覚的染料は、少なくとも１時間光に曝された後に、顕著な漂白も分解も示さない。より好ましくは、上記視覚的染料は、少なくとも１２時間、さらにより好ましくは、少なくとも２４時間、さらになおより好ましくは、少なくとも１週間、および最も好ましくは、少なくとも１ヶ月間光に曝した後に安定である。本発明の化合物および方法における使用に適した光安定性視覚的染料の非限定的例としては、アゾ染料、チオインディゴ染料、キナクリドン顔料、ジオキサジン、フタロシアニン、ペリノン、ジケトピロロピロール、キノフタロン、およびトルアリーカルボニウム（ｔｒｕａｒｙｃａｒｂｏｎｉｕｍ）が挙げられる。

0082

本明細書で使用される場合、用語「ペリレン誘導体」とは、視覚的に検出可能である任意の置換されたペリレンを含むことが意図される。しかし、この用語は、ペリレン自体を含むことは意図されない。用語「アントラセン誘導体」、「ナフタレン誘導体」、および「ピレン誘導体」が、同様に使用される。いくつかの好ましい実施形態において、誘導体（例えば、ペリレン、ピレン、アントラセンまたはナフタレンの誘導体）は、ペリレン、アントラセン、ナフタレン、またはピレンのイミド、ビスイミドまたはヒドラザムイミド（ｈｙｄｒａｚａｍｉｍｉｄｅ）誘導体である。

0083

本発明の視覚的に検出可能な生体分子は、特定の生体分子の存在、位置、または量を決定する必要がある広く種々の生化学的および生物医学的用途に有用である。従って、別の局面において、本発明は、生体分子を視覚的に検出するための方法を提供し、上記方法は、（ａ）生物学的系に、生体分子に連結された構造（Ｉ）の化合物を含む視覚的に検出可能な生体分子を提供する工程；および（ｂ）上記生体分子をその視覚的特性によって検出する工程を包含する。本発明の目的のために、語句「生体分子をその視覚的特性によって検出する」とは、生体分子が、照射または化学的もしくは酵素的活性化なしに、裸眼で、または光学ベースの検出デバイス（吸光分光光度計、透過型光学顕微鏡、デジタルカメラおよびスキャナが挙げられるが、これらに限定されない）の助けを借りて観察されることを意味する。デンシトメーターは、存在する視覚的に検出可能な生体分子の量を定量するために使用され得る。例えば、２つのサンプル中の上記生体分子の相対的量は、相対的光学密度を測定することによって決定され得る。１生体分子あたりの染料分子の化学量論が既知でありかつ上記染料分子の吸光係数が既知である場合、上記生体分子の絶対濃度もまた、光学密度の測定から決定され得る。本明細書で使用される場合、用語「生物学的系」は、視覚的に検出可能な生体分子に加えて、１もしくはこれより多くの生体分子を含む任意の溶液または混合物をいうために使用される。このような生物学的系の非限定的例としては、細胞、細胞抽出物、組織サンプル、電気泳動ゲル、アッセイ混合物、およびハイブリダイゼーション反応混合物が挙げられる。

0084

「微粒子」とは、１つのタイプの固体支持体であり、そして本発明の化合物への結合に有用な多くの小さな粒子のうちのいずれか（ガラスビーズ、磁性ビーズ、ポリマービーズ、非ポリマービーズなどが挙げられるが、これらに限定されない）をいう。ある種の実施形態において、微粒子は、ポリスチレンビーズを含む。

0085

「塩基対合部分」とは、相補的な複素環式部分と水素結合（例えば、ワトソン−クリック塩基対合）を介してハイブリダイズし得る複素環式部分をいう。塩基対合部分は、天然および非天然の塩基を含む。塩基対合部分の非限定的例は、ＲＮＡ塩基およびＤＮＡ塩基（例えば、アデノシン、グアノシン、チミジン、シトシンおよびウリジンならびにこれらのアナログ）である。

0086

本明細書で開示される本発明はまた、１個もしくはこれより多くの原子が異なる原子質量または質量数を有する原子によって置き換わることによって、同位体標識されている構造（Ｉ）の全ての化合物を包含することが意味される。開示される化合物に組み込まれ得る同位体の例としては、水素、炭素、窒素、酸素、リン、フッ素、塩素、およびヨウ素の同位体（例えば、それぞれ、２Ｈ、３Ｈ、１１Ｃ、１３Ｃ、１４Ｃ、１３Ｎ、１５Ｎ、１５Ｏ、１７Ｏ、１８Ｏ、３１Ｐ、３２Ｐ、３５Ｓ、１８Ｆ、３６Ｃｌ、１２３Ｉ、および１２５Ｉ）が挙げられる。

0087

構造（Ｉ）の同位体標識された化合物は一般に、当業者に公知の従来技術によって、または以下でおよび以下の実施例において記載されるものに類似のプロセスによって、以前に使用されていた標識されていない試薬の代わりに適切な同位体標識された試薬を使用して調製され得る。

0088

「安定な化合物」および「安定な構造」とは、反応混合物から有用な純度への単離および有効な治療剤への製剤化に耐えるように十分に強い化合物を示すことが意味される。

0089

「選択肢的な（ｏｐｔｉｏｎａｌ）」または「必要に応じて（ｏｐｔｉｏｎａｌｌｙ）」とは、その後に記載される事象または状況が起こっても起こらなくてもよいこと、ならびにその記載が上記事象または状況が起こる場合およびそれが起こらない場合を含むことを意味する。例えば、「必要に応じて置換されたアルキル」とは、そのアルキル基が置換されていてもされていなくてもよいこと、ならびにその記載が、置換されたアルキル基および置換を有しないアルキル基の両方を含むことを意味する。

0090

「塩」とは、酸付加塩および塩基付加塩の両方を包含する。

0091

「酸付加塩」とは、無機酸（例えば、塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸などが挙げられるが、これらに限定されない）および有機酸（例えば、酢酸、２，２−ジクロロ酢酸、アジピン酸、アルギン酸、アスコルビン酸、アスパラギン酸、ベンゼンスルホン酸、安息香酸、４−アセトアミド安息香酸、カンファー酸、カンファー−１０−スルホン酸、カプリン酸、カプロン酸、カプリル酸、炭酸、ケイ皮酸、クエン酸、シクラミン酸、ドデシル硫酸、エタン−１，２−ジスルホン酸、エタンスルホン酸、２−ヒドロキシエタンスルホン酸、ギ酸、フマル酸、ガラクタル酸、ゲンチジン酸、グルコヘプトン酸、グルコン酸、グルクロン酸、グルタミン酸、グルタル酸、２−オキソ−グルタル酸、グリセロリン酸、グリコール酸、馬尿酸、イソ酪酸、乳酸、ラクトビオン酸、ラウリン酸、マレイン酸、リンゴ酸、マロン酸、マンデル酸、メタンスルホン酸、ムチン酸、ナフタレン−１，５−ジスルホン酸、ナフタレン−２−スルホン酸、１−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、ニコチン酸、オレイン酸、オロト酸、シュウ酸、パルミチン酸、パモ酸、プロピオン酸、ピログルタミン酸、ピルビン酸、サリチル酸、４−アミノサリチル酸、セバシン酸、ステアリン酸、コハク酸、酒石酸、チオシアン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、ウンデシレン酸などが挙げられるが、これらに限定されない）と形成される塩をいう。

0092

「塩基付加塩」とは、遊離酸に無機塩基または有機塩基を添加することから調製される塩をいう。無機塩基に由来する塩としては、ナトリウム、カリウム、リチウム、アンモニウム、カルシウム、マグネシウム、鉄、亜鉛、銅、マンガン、アルミニウムの塩などが挙げられるが、これらに限定されない。有機塩基に由来する塩としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない：一級、二級、および三級アミン、置換されたアミン（天然に存在する置換されたアミン、環式アミンおよび塩基性イオン交換樹脂（例えば、アンモニア、イソプロピルアミン、トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、ジエタノールアミン、エタノールアミン、デアノール、２−ジメチルアミノエタノール、２−ジエチルアミノエタノール、ジシクロヘキシルアミン、リジン、アルギニン、ヒスチジン、カフェイン、プロカイン、ヒドラバミン、コリン、ベタイン、ベネタミン、ベンザチン、エチレンジアミン、グルコサミン、メチルグルカミン、テオブロミン、トリエタノールアミン、トロメタミン、プリン、ピペラジン、ピペリジン、Ｎ−エチルピペリジン、ポリアミン樹脂など）が挙げられる）の塩。特に好ましい有機塩基は、イソプロピルアミン、ジエチルアミン、エタノールアミン、トリメチルアミン、ジシクロヘキシルアミン、コリンおよびカフェインである。

0093

しばしば、結晶化は、本発明の化合物の溶媒和物を生じる。本発明は、記載される化合物の全ての溶媒和物を包含する。本明細書で使用される場合、用語「溶媒和物」とは、１分子もしくはこれより多くの本発明の化合物と、１分子もしくはこれより多くの溶媒とを含む凝集物をいう。上記溶媒は水であり得、この場合、この溶媒和物は水和物であり得る。あるいは、上記溶媒は、有機溶媒であり得る。従って、本発明の化合物は、水和物（一水和物、二水和物、半水和物、セスキ水和物、三水和物、四水和物などが挙げられる）ならびにその対応する溶媒和形態として存在し得る。本発明の化合物は、真の溶媒和物であり得る一方で、他の場合には、本発明の化合物は、偶発の水もしくは別の溶媒を保持しているに過ぎなくてもよいし、水と何らかの偶発の溶媒との混合物であってもよい。

0094

本発明の化合物（例えば、構造Ｉ〜ＶＩＩの化合物）、またはそれらの塩、互変異性体もしくは溶媒和物は、１もしくはこれより多くの不斉中心を含み得、従って、エナンチオマー、ジアステレオマー、および絶対立体化学の点から、（Ｒ）−もしくは（Ｓ）−として、またはアミノ酸に関しては（Ｄ）−もしくは（Ｌ）−として定義され得る他の立体異性形態を生じ得る。本発明は、全てのこのような考えられる異性体、ならびにそれらのラセミ形態および光学的に純粋な形態を含むことが意味される。光学的に活性な（＋）および（−）、（Ｒ）−および（Ｓ）−、または（Ｄ）−および（Ｌ）−異性体は、キラルシントンもしくはキラル試薬を使用して調製され得るか、または従来技術（例えば、クロマトグラフィーおよび分別結晶化）を使用して分離され得る。個々のエナンチオマーの調製／単離のための従来技術としては、適切な光学的に純粋な前駆体からのキラル合成、あるいは例えば、キラル高圧液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を使用するラセミ混合物（または塩もしくは誘導体のラセミ混合物）の分離が挙げられる。本明細書で記載される化合物がオレフィン性二重結合または他の幾何的非対称性の中心を含み、そして別段特定されなければ、上記化合物がＥおよびＺ両方の幾何異性体を含むことは、意図される。同様に、全ての互変異性形態がまた、含まれることが意図される。

0095

「立体異性体」とは、同じ結合によって結合されるが、交換可能ではない異なる三次元構造を有する同じ原子から構成される化合物をいう。本発明は、種々の立体異性体およびその混合物を企図し、分子が互いに重ね合わせることができない鏡像である２つの立体異性体をいう「エナンチオマー」を含む。

0096

「互変異性体」とは、分子の１つの原子からその同じ分子の別の原子へのプロトンシフトに言及する。本発明は、任意の上記化合物の互変異性体を含む。上記化合物の種々の互変異性形態は、当業者によって容易に導き出される。

0097

本明細書で使用される化学的命名法プロトコルおよび構造図は、ＡＣＤ／Ｎａｍｅ Ｖｅｒｓｉｏｎ ９．０７ソフトウェアプログラムおよび／またはＣｈｅｍＤｒａｗ Ｖｅｒｓｉｏｎ １０．０ソフトウェア命名プログラム（ＣａｍｂｒｉｄｇｅＳｏｆｔ）を使用するＩ．Ｕ．Ｐ．Ａ．Ｃ．命名法体系の改変形態である。当業者が精通する一般名もまた、使用される。

0098

「結合（する）」とは、１個の分子または原子が別の原子または分子と会合するプロセスをいう。結合としては、イオン結合、共有結合、キレート化、会合錯体、水素結合などが挙げられる。分析物分子もしくは固体支持体と結合し得る部分は、上記分析物分子もしくは固体支持体と、上記の手段のうちのいずれかによって会合し得る部分である。一実施形態において、上記部分は、分析物分子もしくは固体支持体と共有結合によって結合する（すなわち、上記部分は、上記分析物分子もしくは固体支持体と共有結合を形成し得る）。

0099

上記のように、本発明の一実施形態において、種々の分析法において蛍光染料および／または有色染料として有用な化合物が提供される。
一実施形態において、上記化合物は、以下の構造（Ｉ）：



またはその塩もしくは立体異性体を有し、ここで：
Ｍ１およびＭ２は、各存在において、独立して、２個もしくはこれより多くの二重結合および少なくとも１の共役度を含む部分であり、そしてＭ１のうちの少なくとも１個の存在は、３個もしくはこれより多くのアリールもしくはヘテロアリール環、またはこれらの組み合わせを含む部分であり；
Ｌ１、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ６、Ｌ７およびＬ８は、各存在において、独立して、選択肢的なアルキレンまたはヘテロアルキレンリンカーであり；
Ｒ１は、各存在において、独立して、Ｈ、アルキルまたはアルコキシであり；
Ｒ２は、電子対、Ｈ、アルキル、アルキルエーテル、ヒドロキシルアルキル、アミノアルキル、ヒドロキシルアルキルエーテル、スルフヒドリルアルキル、スルフヒドリルアルキルエーテル（ｓｕｌｆｙｈｄｒｙｌａｌｋｙｌｅｔｈｅｒ）、シアノアルキル、ホスホ、チオホスホ、アルキルホスホ、アルキルチオホスホ、アルキルエーテルホスホ、アルキルエーテルチオホスホ、ホスホアルキル、ホスホアルキルエーテル、チオホスホアルキルまたはチオホスホアルキルエーテルであるか；あるいはＲ２は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｑまたは−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｓ−Ｓ−Ｌ１１−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ９−Ｉであり、ここでＩは、独立して、構造（Ｉ）のさらなる化合物を表し；
Ｒ３は、Ｈ、ＯＨ、ＳＨ、−ＮＨ２、アルキル、アルキルエーテル、ヒドロキシルアルキル、アミノアルキル、ヒドロキシルアルキルエーテル、スルフヒドリルアルキル、スルフヒドリルアルキルエーテル、シアノアルキル、−Ｏアラルキル、ホスフェート、チオホスフェート、アルキルホスホ、アルキルチオホスホ、−Ｏアルキルホスホ、−Ｏアルキルチオホスホ、アルキルエーテルホスホ、アルキルエーテルチオホスホ、−Ｏアルキルエーテルホスホ、−Ｏアルキルエーテルチオホスホ ホスホアルキル、ホスホアルキルエーテル、チオホスホアルキル、チオホスホアルキルエーテル、−Ｏホスホアルキル、Ｏ−ホスホアルキルエーテル、−Ｏチオホスホアルキルまたは−Ｏチオホスホアルキルエーテルであるか；あるいはＲ２は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｑまたは−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｓ−Ｓ−Ｌ１１−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ９−Ｉであり、ここでＩは、独立して、構造（Ｉ）のさらなる化合物を表し；
Ｒ４は、各存在において、独立して、Ｏ−、Ｓ−、ＯＺ、ＳＺまたはＮ（Ｒ６）２であり、ここでＺは、カチオンであり、各Ｒ６は、独立して、Ｈまたはアルキルであり；
Ｒ５は、各存在において、独立して、オキソ、チオキソまたは非存在であり；
Ｌ９およびＬ１１は、各存在において、独立して、選択肢的なリンカーであり；
Ｌ１０は、各存在において、独立して、ポリアルキレンエーテル、ヒドロキシルアルキレン、アミノアルキレン、ヒドロキシルポリアルキレンエーテル、アミノポリアルキレンエーテル、ホスホ、チオホスホ、ホスホアルキレンまたはチオホスホアルキレンからなる群より選択される二価の官能基であり；
Ｑは、分析物分子もしくは固体支持体と結合できる部分であるか；またはＱは、分析物分子もしくは固体支持体であり；
ｎは、１〜２０の整数であり；
ｑおよびｗは、各々独立して、ｎの各整数値に関して０または１であり、ここでｑは、ｎのうちの少なくとも２個の整数値に関して１であるか、またはここでｑおよびｗは、各々独立して、ｎのうちの少なくとも１個の整数値に関して１であり；そして
ｚは、１〜１０の整数であるが、
ただしＲ２またはＲ３のうちの少なくとも一方は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｑまたは−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｓ−Ｓ−Ｌ１１−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ９−Ｉであり、ここでＩは、独立して、構造（Ｉ）のさらなる化合物を表す。

0100

いくつかの実施形態において、ただしＲ２またはＲ３のうちの少なくとも一方は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｑである。他の実施形態において、Ｒ２またはＲ３のうちの少なくとも一方は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｓ−Ｓ−Ｌ１１−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ９−Ｉであり、ここでＩは、独立して、構造（Ｉ）のさらなる化合物を表す。

0101

いくつかの実施形態において、ｎの各整数値に関して、ｑは、１であり、ｗは、０である。

0102

前述のうちの他の実施形態において、上記化合物は、以下の構造（Ｉａ）：



を有し、ここで：
Ｍ１は、各存在において、独立して、２個もしくはこれより多くの二重結合および少なくとも１の共役度を含む部分であり、Ｍ１のうちの少なくとも１個の存在は、４個もしくはこれより多くのアリールもしくはヘテロアリール環、またはこれらの組み合わせを含む部分であり；
Ｌ１、Ｌ７およびＬ３は、各存在において、独立して、選択肢的なアルキレンまたはヘテロアルキレンリンカーであり；
Ｒ１は、各存在において、独立して、Ｈ、アルキルまたはアルコキシであり；
Ｒ２は、電子対、Ｈ、アルキル、アルキルエーテル、ヒドロキシルアルキル、アミノアルキル、ヒドロキシルアルキルエーテル、スルフヒドリルアルキル、スルフヒドリルアルキルエーテル、シアノアルキル、ホスホ、チオホスホ、アルキルホスホ、アルキルチオホスホ、アルキルエーテルホスホ、アルキルエーテルチオホスホ、ホスホアルキル、ホスホアルキルエーテル、チオホスホアルキルまたはチオホスホアルキルエーテルであるか、あるいはＲ２は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｑまたは−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｓ−Ｓ−Ｌ１１−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ９−Ｉであり、ここでＩは、独立して、構造（Ｉ）のさらなる化合物を表し；
Ｒ３は、Ｈ、ＯＨ、ＳＨ、−ＮＨ２、アルキル、アルキルエーテル、ヒドロキシルアルキル、アミノアルキル、ヒドロキシルアルキルエーテル、スルフヒドリルアルキル、スルフヒドリルアルキルエーテル、シアノアルキル、−Ｏアラルキル、ホスフェート、チオホスフェート、アルキルホスホ、アルキルチオホスホ、−Ｏアルキルホスホ、−Ｏアルキルチオホスホ、アルキルエーテルホスホ、アルキルエーテルチオホスホ、−Ｏアルキルエーテルホスホ、−Ｏアルキルエーテルチオホスホ、ホスホアルキル、ホスホアルキルエーテル、チオホスホアルキル、チオホスホアルキルエーテル、−Ｏホスホアルキル、Ｏ−ホスホアルキルエーテル、−Ｏチオホスホアルキルまたは−Ｏチオホスホアルキルエーテルであるか；あるいはＲ２は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｑまたは−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｓ−Ｓ−Ｌ１１−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ９−Ｉであり、ここでＩは、独立して、構造（Ｉ）のさらなる化合物を表し；
Ｒ４は、各存在において、独立して、Ｏ−、Ｓ−、ＯＺ、ＳＺまたはＮ（Ｒ６）２であり、ここでＺは、カチオンであり、各Ｒ６は、独立して、Ｈまたはアルキルであり；
Ｒ５は、各存在において、独立して、オキソ、チオキソまたは非存在であり；
Ｌ９およびＬ１１は、各存在において、独立して、選択肢的なリンカーであり；
Ｌ１０は、各存在において、独立して、ポリアルキレンエーテル、ヒドロキシルアルキレン、アミノアルキレン、ヒドロキシルポリアルキレンエーテル、アミノポリアルキレンエーテル、ホスホ、チオホスホ、ホスホアルキレンまたはチオホスホアルキレンからなる群より選択される二価の官能基であり；
Ｑは、分析物分子もしくは固体支持体と結合できる部分であるか；またはＱは、分析物分子であり；
ｎは、１〜１０の整数であり；そして
ｚは、１〜１０の整数であるが、
ただしＲ２またはＲ３のうちの少なくとも一方は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｑまたは−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｓ−Ｓ−Ｌ１１−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ９−Ｉであり、ここでＩは、独立して、構造（Ｉ）のさらなる化合物を表す。

0103

いくつかの他の実施形態において、上記化合物は、以下の構造（Ｉｂ）：



を有し、ここで：
Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１およびＲ１２は、各存在において、独立して、Ｈまたはアルキルであり；そして
ｘ１、ｙ１およびｚ１は、各存在において、独立して、０〜５の整数である。

0104

異なる実施形態において、上記化合物は、以下の構造（Ｉｃ）、（Ｉｄ）、（Ｉｅ）または（Ｉｆ）のうちの１つ：



を有する。

0105

さらにより多くの実施形態において、ｗは、ｎのうちの少なくとも１個の整数値に関して１である。例えば、いくつかの実施形態において、上記化合物は、以下の構造（Ｉｇ）：



を有し、ここで：
Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１およびＲ１２は、各存在において、独立して、Ｈまたはアルキルであり；そして
ｘ１、ｘ２、ｙ１、ｙ２、ｚ１およびｚ２は、各存在において、独立して、０〜５の整数である。

0106

前述のうちの他の実施形態において、Ｒ５は、オキソであり、Ｒ４は、Ｏ−またはＯＺである。

0107

いくつかの他の実施形態において、Ｒ２は、Ｈまたは電子対であり、Ｒ３は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｑである。

0108

いくつかの異なる実施形態において、Ｒ２は、ヒドロキシルアルキル、アミノアルキル、ヒドロキシルアルキルエーテル、スルフヒドリルアルキルまたはスルフヒドリルアルキルエーテルであり、Ｒ３は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｑである。例えば、いくつかの実施形態において、Ｒ２は、以下の構造のうちの１つ：



を有し、ここで：
Ｒ２ａは、−ＯＨ、−ＮＨ２、または−ＳＨであり；そして
ａは、１〜１０の整数である。

0109

前述のうちのより多くの実施形態において、Ｒ３は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚＬ１１−Ｑであり、Ｒ２は、アルキルホスホ、アルキルチオホスホ、アルキルエーテルホスホ、アルキルエーテルチオホスホ、ホスホアルキル、ホスホアルキルエーテル、チオホスホアルキルまたはチオホスホアルキルエーテルであり、ここでＲ２は、−ＯＨ、−ＮＨ２および−ＳＨから選択される置換基で必要に応じて置換される。例えば、いくつかの実施形態において、Ｒ２は、以下の構造のうちの１つ：









を有し、ここで：
Ｒ２ａは、−ＯＨ、−ＳＨ、−ＮＨ２、ホスフェートまたはチオホスフェートであり；
Ｒ４ａおよびＲ４ｂは、独立して、Ｏ−、Ｓ−、ＯＺまたはＳＺであり、ここでＺは、カチオンであり；
Ｒ５ａおよびＲ５ｂは、独立して、オキソ、またはチオキソであり；そして
ａ、ｂおよびｃは、各々独立して、１〜１０の整数である。

0110

前述のうちのより多くの実施形態において、Ｒ２は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｑであり、Ｒ３は、ＯＨまたはホスフェートである。

0111

前述のうちのさらにより多く実施形態において、Ｒ２は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｑであり、Ｒ３は、−ＯＨ、−ＮＨ２および−ＳＨから選択される置換基で必要に応じて置換された、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホ、チオホスホ、−Ｏアルキルホスホ、−Ｏアルキルチオホスホ、−Ｏアルキルエーテルホスホ、−Ｏアルキルエーテルチオホスホ、−Ｏホスホアルキル、−Ｏホスホアルキルエーテル、−Ｏチオホスホアルキルまたは−Ｏチオホスホアルキルエーテルである。例えば、いくつかの実施形態において、Ｒ３は、以下の構造のうちの１つ：



を有し、ここで：
Ｒ３ａは、−ＯＨ、−ＳＨ、−ＮＨ２、ホスフェートまたはチオホスフェートであり；
Ｒ４ａおよびＲ４ｂは、独立して、Ｏ−、Ｓ−、ＯＺまたはＳＺであり、ここでＺは、カチオンであり；
Ｒ５ａおよびＲ５ｂは、独立して、オキソ、またはチオキソであり；そして
ｂおよびｃは、各々独立して、１〜１０の整数である。

0112

前述のうちのさらにより多く実施形態において、Ｒ２は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｑであり、Ｒ３は、ＯＨまたはホスフェートである。

0113

異なる実施形態において、Ｒ４ａおよびＲ４ｂは、各々Ｏ−であり、Ｒ５ａおよびＲ５ｂは、各々オキソでである。いくつかの他の実施形態において、Ｒ４ａおよびＲ４ｂは、各々Ｏ−であり、Ｒ５ａおよびＲ５ｂは、各々チオキソである。いくつかの異なる実施形態において、Ｒ４ａおよびＲ４ｂは、各々Ｓ−であり、Ｒ５ａおよびＲ５ｂは、各々チオキソである。より多くの異なる実施形態において、Ｒ４ａおよびＲ４ｂは、各々Ｓ−であり、Ｒ５ａおよびＲ５ｂは、各々オキソである。

0114

いくつかの他の実施形態において、ａ、ｂまたはｃのうちの少なくとも１つは、２である。例えば、いくつかの実施形態において、ａ、ｂおよびｃの各々は、２である。

0115

前述のうちのより多くの実施形態において、ａ、ｂまたはｃのうちの少なくとも１つは、６である。例えば、いくつかの実施形態において、ａ、ｂおよびｃの各々は、６である。

0116

前述のうちの他の実施形態において、ｎは、１〜５の整数である。いくつかの実施形態において、ｎは、２〜１５の整数である。いくつかの異なる実施形態において、ｎは、２〜１０の整数である。いくつかの他の実施形態において、ｎは、２〜５の整数である。

0117

さらに他の実施形態は、以下の構造（ＩＩ）：



を有する化合物またはその塩もしくは立体異性体を提供し、ここで：
Ｍ１は、各存在において、独立して、２個もしくはこれより多くの二重結合および少なくとも１の共役度を含む部分であり、Ｍ１のうちの少なくとも１個の存在は、３個もしくはこれより多くのアリールもしくはヘテロアリール環、またはこれらの組み合わせを含む部分であり；
Ｌ１、Ｌ３、およびＬ７は、各存在において、独立して、選択肢的なアルキレンまたはヘテロアルキレンリンカーであり；
Ｒ１は、各存在において、独立して、Ｈ、アルキルまたはアルコキシであり；
Ｒ２は、電子対、Ｈ、ホスホ、チオホスホ、アルキルホスホ、アルキルチオホスホ、アルキルエーテルホスホ、アルキルエーテルチオホスホ、ホスホアルキル、ホスホアルキルエーテル、チオホスホアルキルまたはチオホスホアルキルエーテルであるか；あるいはＲ２は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｑまたは−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｓ−Ｓ−Ｌ１１−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ９−Ｉであり、ここでＩは、独立して、構造（Ｉ）のさらなる化合物を表し；
Ｒ３は、Ｈ、ＯＨ、ＳＨ、−ＮＨ２、アルキル、アルキルエーテル、ヒドロキシルアルキル、アミノアルキル、ヒドロキシルアルキルエーテル、スルフヒドリルアルキル、スルフヒドリルアルキルエーテル、ホスフェート、チオホスフェート、アルキルホスホ、アルキルチオホスホ、−Ｏアルキルホスホ、−Ｏアルキルチオホスホ、アルキルエーテルホスホ、アルキルエーテルチオホスホ、−Ｏアルキルエーテルホスホ、−Ｏアルキルエーテルチオホスホ、ホスホアルキル、ホスホアルキルエーテル、チオホスホアルキル、チオホスホアルキルエーテル、−Ｏホスホアルキル、−Ｏホスホアルキルエーテル、−Ｏチオホスホアルキルまたは−Ｏチオホスホアルキルエーテルであるか；あるいはＲ３は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｑまたは−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｓ−Ｓ−Ｌ１１−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ９−Ｉであり、ここでＩは、独立して、構造（Ｉ）のさらなる化合物を表し、
Ｒ４は、各存在において、独立して、Ｏ−、Ｓ−、ＯＺ、ＳＺまたはＮ（Ｒ６）２であり、ここでＺは、カチオンであり、そして各Ｒ６は、独立して、Ｈまたはアルキルであり；
Ｒ５は、各存在において、独立して、オキソ、チオキソまたは非存在であり；
Ｌ９およびＬ１１は、各存在において、独立して、選択肢的なリンカーであり；
Ｌ１０は、各存在において、独立して、ポリアルキレンエーテル、ヒドロキシルアルキレン、アミノアルキレン、ヒドロキシルポリアルキレンエーテル、アミノポリアルキレンエーテル、ホスホ、チオホスホ、ホスホアルキレンまたはチオホスホアルキレンからなる群より選択される二価の官能基であり；
Ｑは、分析物分子もしくは固体支持体と結合できる部分であるか；またはＱは、分析物分子もしくは固体支持体であり；
ｎは、１〜２０の整数であり；そして
ｚは、１〜１０の整数であるが、
ただしＲ２またはＲ３のうちの少なくとも一方は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｑまたは−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｓ−Ｓ−Ｌ１１−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ９−Ｉであり、ここでＩは、独立して、構造（Ｉ）のさらなる化合物を表す。

0118

いくつかの実施形態において、Ｒ２またはＲ３のうちの少なくとも一方は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｑである。異なる実施形態において、Ｒ２またはＲ３のうちの少なくとも一方は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｓ−Ｓ−Ｌ１１−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ９−Ｉであり、ここでＩは、独立して、構造（Ｉ）のさらなる化合物を表す。

0119

前述のうちの他の実施形態において、Ｒ３は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｑであり、Ｒ２は、電子対またはＨである。

0120

前述のうちのさらにより多く実施形態において、Ｒ３は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｑであり、Ｒ２は、アルキルホスホ、アルキルチオホスホ、アルキルエーテルホスホ、アルキルエーテルチオホスホ、ホスホアルキル、ホスホアルキルエーテル、チオホスホアルキルまたはチオホスホアルキルエーテルであり、ここでＲ２は、−ＯＨ、−ＮＨ２および−ＳＨから選択される置換基で必要に応じて置換される。例えば、いくつかの実施形態において、Ｒ２は、以下の構造のうちの１つ：






を有し、ここで：
Ｒ２ａは、−ＯＨ、−ＳＨ、−ＮＨ２、ホスフェートまたはチオホスフェートであり；
Ｒ４ａおよびＲ４ｂは、独立して、Ｏ−、Ｓ−、ＯＺまたはＳＺであり、ここでＺは、カチオンであり；
Ｒ５ａおよびＲ５ｂは、独立して、オキソ、またはチオキソであり；そして
ａ、ｂおよびｃは、各々独立して、１〜１０の整数である。

0121

いくつかの異なる実施形態において、Ｒ２は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｑであり、Ｒ３は、ＯＨまたはホスフェートである。いくつかの他の実施形態において、Ｒ２は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｑであり、Ｒ３は、−ＯＨ、−ＮＨ２、および−ＳＨから選択される置換基で必要に応じて置換された、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホ、チオホスホ、−Ｏアルキルホスホ、−Ｏアルキルチオホスホ、−Ｏアルキルエーテルホスホ、−Ｏアルキルエーテルチオホスホ、−Ｏホスホアルキル、−Ｏホスホアルキルエーテル、−Ｏチオホスホアルキルまたは−Ｏチオホスホアルキルエーテルである。

0122

前述のうちの他の実施形態において、Ｒ３は、以下の構造のうちの１つ：






を有し、ここで：
Ｒ３ａは、−ＯＨ、−ＳＨ、−ＮＨ２、ホスフェートまたはチオホスフェートであり；
Ｒ４ａおよびＲ４ｂは、独立して、Ｏ−、Ｓ−、ＯＺまたはＳＺであり、ここでＺは、カチオンであり；
Ｒ５ａおよびＲ５ｂは、独立して、オキソ、またはチオキソであり；そして
ｂおよびｃは、各々独立して、１〜１０の整数である。

0123

種々の実施形態において、各存在において、Ｒ４は、Ｏ−であり、Ｒ５は、オキソである。

0124

異なる実施形態において、Ｌ１、Ｌ３およびＬ７は、各々、アルキレンリンカーである。

0125

いくつかの他の異なる実施形態において、Ｌ１およびＬ３は、各々アルキレンリンカーであり、Ｌ７は、非存在である。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、アルキレンは、メチレンである。

0126

他の実施形態は、以下の構造（ＩＩＩ）：



を有する化合物またはその塩もしくは立体異性体を提供し、ここで：
Ｍ１は、３個もしくはこれより多くのアリールもしくはヘテロアリール環、またはこれらの組み合わせを含む部分であり；
Ｒ１は、Ｈ、アルキルまたはアルコキシであり；
Ｒ２は、Ｈ、電子対またはカチオンであるか；あるいはＲ２は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｑまたは−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｓ−Ｓ−Ｌ１１−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ９−Ｉであり、ここでＩは、独立して、構造（Ｉ）のさらなる化合物を表し；
Ｒ３は、Ｈ、ホスフェートまたはＯＨであるか；あるいはＲ３は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｑまたは−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｓ−Ｓ−Ｌ１１−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ９−Ｉであり、ここでＩは、独立して、構造（Ｉ）のさらなる化合物を表し；
Ｒ４は、Ｏ−、Ｓ−、ＯＺ、ＳＺであり、ここでＺは、カチオンであり；
Ｒ５は、オキソまたはチオキソであり；
Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１およびＲ１２は、各存在において、独立して、Ｈまたはアルキルであり；
Ｌ９およびＬ１１は、各存在において、独立して、選択肢的なリンカーであり；
Ｌ１０は、各存在において、独立して、ポリアルキレンエーテル、ヒドロキシルアルキレン、アミノアルキレン、ヒドロキシルポリアルキレンエーテル、アミノポリアルキレンエーテル、ホスホ、チオホスホ、ホスホアルキレンまたはチオホスホアルキレンからなる群より選択される二価の官能基であり；
Ｑは、分析物分子もしくは固体支持体と結合できる部分であるか；またはＱは、分析物分子もしくは固体支持体であり；そして
ｘ、ｙおよびｚは、各存在において、独立して、０〜５の整数であり；そして
ｚは、１〜１０の整数であるが、
ただしＲ２またはＲ３のうちの少なくとも一方は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｑまたは−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｓ−Ｓ−Ｌ１１−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ９−Ｉであり、ここでＩは、独立して、構造（Ｉ）のさらなる化合物を表す。

0127

いくつかの他の実施形態において、Ｒ２またはＲ３のうちの少なくとも一方は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｑである。異なる実施形態において、Ｒ２またはＲ３のうちの少なくとも一方は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｓ−Ｓ−Ｌ１１−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ９−Ｉであり、ここでＩは、独立して、構造（Ｉ）のさらなる化合物を表す。

0128

さらなる実施形態において、ｘ、ｙおよびｚは、各々１である。

0129

種々の他の実施形態において、ｘは、０であり、ｙおよびｚは、各々１である。

0130

Ｍ１は、一般に、視覚的に検出可能な部分または基質である。例えば、Ｍ１は、ＵＶスペクトル、可視スペクトルまたはＩＲスペクトルにおいて視覚的に検出可能であり得る。前述のうちのいずれかのいくつかにおいて、Ｍ１は、各存在において、独立して、蛍光性または有色である。例えば、いくつかの実施形態において、Ｍ１は、蛍光性である。

0131

ある種の実施形態において、Ｍ１は、プリン塩基またはピリミジン塩基（例えば、グアニン、シトシン、チミジンおよびアデニンが挙げられるが、これらに限定されない）ではない。他の実施形態において、Ｍ１は、ポルフィリンではない。他の実施形態において、Ｍ１は、以下のうちの１つ：

0132

ではない。

0133

前述のうちのいずれかのさらに他の実施形態において、Ｍ１は、３個もしくはこれより多くのアリールもしくはヘテロアリール環、またはこれらの組み合わせ、例えば、４個もしくはこれより多くのアリールもしくはヘテロアリール環、またはこれらの組み合わせ、あるいはさらに５個もしくはこれより多くのアリールもしくはヘテロアリール環、またはこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態において、Ｍ１は、６個のアリールまたはヘテロアリール環、またはこれらの組み合わせを含む。さらなる実施形態において、上記環は、縮合されている。例えば、いくつかの実施形態において、Ｍ１は、３個もしくはこれより多くの縮合環、４個もしくはこれより多くの縮合環、５個もしくはこれより多くの縮合環、またはさらには６個もしくはこれより多くの縮合環を含む。

0134

いくつかの実施形態において、Ｍ１は、環式である。例えば、いくつかの実施形態において、Ｍ１は、炭素環式である。他の実施形態において、Ｍ１は、複素環式である。前述のうちのさらに他の実施形態において、Ｍ１は、各存在において独立して、アリール部分を含む。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、上記アリール部分は、多環式である。他のより多くの具体例において、上記アリール部分は、縮合多環式アリール部分であり、例えば、これは、少なくとも３個、少なくとも４個、またはさらには４個より多くのアリール環を含み得る。

0135

構造（Ｉ）の前述の化合物のうちのいずれかの他の実施形態において、Ｍ１は、各存在において独立して、少なくとも１個のヘテロ原子を含む。例えば、いくつかの実施形態において、上記ヘテロ原子は、窒素、酸素または硫黄である。

0136

前述のうちのいずれかのさらにより多くの実施形態において、Ｍ１は、各存在において、少なくとも１個の置換基を独立して含む。例えば、いくつかの実施形態において、上記置換基は、フルオロ、クロロ、ブロモ、ヨード、アミノ、アルキルアミノ、アリールアミノ、ヒドロキシ、スルフヒドリル、アルコキシ、アリールオキシ、フェニル、アリール、メチル、エチル、プロピル、ブチル、イソプロピル、ｔ−ブチル、カルボキシ、スルホネート、アミド、またはホルミル基である。

0137

前述のうちのいくつかのさらにより多くの具体的実施形態において、Ｍ１は、各存在において、独立して、ジメチルアミノスチルベン、キナクリドン、フルオロフェニル−ジメチル−ＢＯＤＩＰＹ、ｈｉｓ−フルオロフェニル−ＢＯＤＩＰＹ、アクリジン、テリレン、セキシフェニル、ポルフィリン、ベンゾピレン、（フルオロフェニル−ジメチル−ジフルオロボラ−ジアザ−インダセン）フェニル、（ビス−フルオロフェニル−ジフルオロボラ−ジアザ−インダセン）フェニル、クアテルフェニル、ビ−ベンゾチアゾール、ター−ベンゾチアゾール、ビ−ナフチル、ビ−アントラシル、スクアライン、スクアリリウム、９，１０−エチニルアントラセンまたはター−ナフチル部分である。他の実施形態において、Ｍ１は、各存在において、独立して、ｐ−ターフェニル、ペリレン、アゾベンゼン、フェナジン、フェナントロリン、アクリジン、チオキサントレン（ｔｈｉｏｘａｎｔｈｒｅｎｅ）、クリセン、ルブレン、コロネン、シアニン、ペリレンイミド、もしくはペリレンアミドまたはその誘導体である。さらにより多くの実施形態において、Ｍ１は、各存在において、独立して、クマリン染料、レゾルフィン染料、ジピロメテンボロンジフルオリド染料、ルテニウムビピリジル染料、エネルギー移動染料、チアゾールオレンジ染料、ポリメチンまたはＮ−アリール−１，８−ナフタルイミド染料である。

0138

前述のうちのいずれかのさらにより多くの実施形態において、Ｍ１は、各存在において、同じである。他の実施形態において、各Ｍ１は、異なる。さらにより多くの実施形態において、１個もしくはこれより多くのＭ１は、同じであり、１個もしくはこれより多くのＭ１は、異なる。

0139

いくつかの実施形態において、Ｍ１は、ピレン、ペリレン、ペリレンモノイミドもしくは６−ＦＡＭまたはその誘導体である。いくつかの他の実施形態において、Ｍ１は、以下の構造のうちの１つ：



を有する。

0140

いくつかの実施形態において、Ｍ２は、上記のＭ１部分のうちのいずれか１つから選択される。いくつかの実施形態において、Ｍ１およびＭ２は、同じである。他の実施形態において、Ｍ１およびＭ２は、異なる。

0141

他の実施形態において、Ｍ２のうちの少なくとも１個の存在は、塩基対合部分である。例えば、いくつかの実施形態において、Ｍ２の各存在は、塩基対合部分である。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、上記塩基対合部分は、プリン、ピリミジン、ジヒドロピリミジンまたはその誘導体である。さらなる実施形態において、上記塩基対合部分は、以下の構造のうちの１つ：



を有する。

0142

本発明は、モノマー化合物（例えば、ｎ＝１）ならびにオリゴマー化合物（例えば、ｎは、２〜２０または２〜１０）を含む。前述の実施形態のうちの他のものにおいて、ｎは、１〜５の整数である。例えば、いくつかの実施形態において、ｎは、２〜１０の整数、または２〜５の整数、例えば、３である。他の実施形態において、ｎは、１である。より多くの実施形態において、ｎは、２である。他の実施形態において、ｎは、３である。より多くの実施形態において、ｎは、４である。他の実施形態において、ｎは、５である。より多くの実施形態において、ｎは、６である。他の実施形態において、ｎは、７である。より多くの実施形態において、ｎは、８である。他の実施形態において、ｎは、９である。より多くの実施形態において、ｎは、１０である。

0143

任意の数（すなわち、ｘ、ｙおよびｚ）のメチレンスペーサーユニットが、含まれ得る。いくつかの実施形態において、ｘは、０である。他の実施形態において、ｘは、１である。より多くの実施形態において、ｘは、２である。いくつかの実施形態において、ｘは、３である。他の実施形態において、ｘは、４である。より多くの実施形態において、ｘは、５である。

0144

いくつかの実施形態において、ｙは、０である。他の実施形態において、ｙは、１である。より多くの実施形態において、ｙは、２である。いくつかの実施形態において、ｙは、３である。他の実施形態において、ｙは、４である。より多くの実施形態において、ｙは、５である。

0145

いくつかの実施形態において、ｚは、１〜５である。いくつかの実施形態において、ｚは、０である。他の実施形態において、ｚは、１である。より多くの実施形態において、ｚは、２である。いくつかの実施形態において、ｚは、３である。他の実施形態において、ｚは、４である。より多くの実施形態において、ｚは、５である。

0146

他の実施形態において、ｘは、１であり、ｙは、０であり、そしてｚは、１である。他の実施形態において、ｘは、０であり、ｙは、１であり、そしてｚは、１である。

0147

種々の実施形態において、Ｌ９は、存在する。例えば、いくつかの実施形態において、Ｌ９は、Ｃ１−Ｃ６アルキレンである。

0148

種々の実施形態において、Ｌ１０は、ポリアルキレンエーテル、ホスホおよびホスホアルキレンからなる群より選択される。例えば、いくつかの実施形態において、Ｌ１０は、以下：



からなる群より選択され、ここでａは、１〜６の整数であり、ｂは、２〜１０の整数である。

0149

種々の実施形態において、（Ｌ１０）ｚは、以下の構造のうちの１つ：

0150

を有し、ここでｂは、２〜１０の整数、例えば、５である。

0151

種々の実施形態において、Ｌ９およびＬ１１は、各々独立して、Ｃ１−Ｃ６アルキレンリンカーである。いくつかの実施形態において、Ｌ９は、Ｃ２アルキレンリンカーである。他の実施形態において、Ｌ１１は、Ｃ６アルキレンリンカーである。

0152

さらに他の実施形態において、Ｑは、分析物分子もしくは固体支持体と結合し得る部分である。ある種の実施形態において、Ｑは、構造（Ｉ）の化合物を分析物分子または固体支持体に（例えば、共有結合によって）接続する手段を提供する。例えば、いくつかの実施形態において、Ｑは、分析物分子もしくは固体支持体と共有結合を形成し得る反応性基である。この点では、Ｑ基のタイプおよび構造（Ｉ）の化合物の残部へのＱ基の接続は、限定されない。ある種の実施形態において、上記Ｑは、水性条件下で加水分解を受けにくい部分であるが、分析物分子または固体支持体上の対応する基（例えば、アミン）と結合を形成するために十分に反応性である。

0153

本明細書中に記載される化合物のある種の実施形態は、生体結合反応の分野において一般に使用されるＱ基を含む。例えば、いくつかの実施形態において、Ｑは、求核反応性基、求電子反応性基もしくは環化付加反応性基である。いくつかのより具体的な実施形態において、Ｑは、スルフヒドリル、ジスルフィド、活性化エステル、イソチオシアネート、アジド、アルキン、アルケン、ジエン、ジエノフィル、酸ハライド、スルホニルハライド、ホスフィン、α−ハロアミド、ビオチン、アミノもしくはマレイミドである。いくつかの実施形態において、上記活性化エステルは、Ｎ−スクシンイミドエステル、イミドエステルまたはポリフルオロフェニルエステルである。他の実施形態において、上記アルキンは、アルキルアジドまたはアシルアジドである。

0154

例示的なＱ部分は、以下の表Ｉに提供される。

0155

いくつかの実施形態において、−ＳＨは、多くの分析物分子、二官能性リンカー基および／または固体支持体に（例えば、分析物分子または固体支持体上の遊離スルフヒドリルとのジスルフィド結合の形成によって）容易に結合され得るので、Ｑが−ＳＨである化合物を使用することは、有利である。しかし、化合物の長期の安定性の目的で、ジスルフィドダイマーの形態において化合物を貯蔵することは、望まれ得る。よって、いくつかの実施形態は、このようなジスルフィドダイマーを提供する。例えば、いくつかの実施形態において、Ｒ２またはＲ３のうちの少なくとも一方は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｑまたは−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｓ−Ｓ−Ｌ１１−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ９−Ｉであり、ここでＩは、独立して、構造（Ｉ）のさらなる化合物を表す。「構造（Ｉ）の化合物」とは、構造（Ｉ）によって包含される、本明細書で記載される化合物のうちのいずれかをいう。

0156

このダイマーは、Ｒ２またはＲ３のうちのいずれか一方とＲ２またはＲ３のうちの別の一方との間で形成され得る。限定ではなく例証を容易にするために、２個のＲ２基の間でダイマーが形成される例示的なダイマーは、以下（Ｉａ’）：



またはその塩に図示され、ここでＲ１、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｌ１、Ｌ３、Ｌ７、Ｌ９、Ｌ１０、Ｌ１１およびｚは、各々独立して、前述の実施形態のうちのいずれかに関して定義されるとおりである。

0157

上記ダイマーはまた、以下のとおり（Ｉａ’）に図示される：



。

0158

構造（Ｉ）の２個の化合物の間のジスルフィドリンカー、すなわち、−Ｌ９（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｓ−Ｓ−Ｌ１１−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ９−は、種々の構造を有し得る。いくつかの実施形態において、−Ｌ９（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｓ−Ｓ−Ｌ１１−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ９−は、以下の構造のうちの１つ：



を有する。

0159

さらに他の実施形態において、Ｑは、分析物分子もしくは固体支持体である。例えば、いくつかの実施形態において、上記分析物分子は、生体分子である。いくつかの実施形態において、上記生体分子は、核酸、アミノ酸またはこれらのポリマーである。他の実施形態において、上記生体分子は、核酸、ペプチド、炭水化物、脂質、酵素、レセプター、レセプターリガンド、抗体、糖タンパク質、アプタマー、抗原またはプリオンである。

0160

異なる実施形態において、上記分析物分子は、薬物、ビタミンまたは低分子である。

0161

種々の他の実施形態において、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１およびＲ１２は、存在する場合、各々Ｈである。

0162

いくつかの他の異なる実施形態において、ｘ１、ｙ１およびｚ１は、各々１である。

0163

より多くの異なる実施形態において、各ｘ１は、０であり、各ｙ１およびｚ１は、１である。

0164

いくつかの異なる実施形態において、各ｘ２は、１であり、各ｙ２およびｚ２は、０である。

0165

他の実施形態は、以下の構造（ＩＶ）：



を有する化合物またはその塩もしくは立体異性体に関し、ここで：
Ｍ１は、２個もしくはこれより多くの二重結合および少なくとも１の共役度を含む部分であり、Ｍ１のうちの少なくとも１個の存在は、３個もしくはこれより多くのアリールもしくはヘテロアリール環、またはこれらの組み合わせを含む部分であり；
Ｑは、分析物分子もしくは固体支持体と結合できる部分であるか；またはＱは、分析物分子もしくは固体支持体であり；
Ｒ２０は、各存在において、独立して、Ｈ、ホスフェート、ホスフェートで置換されたアルキル、Ｃ１−Ｃ６アルキルまたはＣ１−Ｃ６ヒドロキシルアルキルであり；そして
各ｘ’、ｙ’およびｚ’は、独立して、０〜１０の整数である。

0166

これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、Ｍ１は、前述の実施形態のうちのいずれか１つにおいて定義されるとおりである。例えば、いくつかの実施形態において、Ｍ１は、ペリレンである。

0167

他の実施形態において、Ｑは、前述の実施形態のうちのいずれか１つにおいて定義されるとおりである。例えば、いくつかの実施形態において、Ｑは、−ＳＨである。

0168

種々の実施形態において、各ｙ’は、０である。いくつかの異なる実施形態において、各ｚ’は、１である。前述のうちのさらにより多く実施形態において、各ｘ’は、独立して、２〜６の整数である。

0169

いくつかの他の異なる実施形態において、Ｒ２０は、ホスフェート、−ＣＨ２ＯＰＯ３２−またはＣＨ２ＯＨである。

0170

いくつかの実施形態において、上記化合物は、以下の構造：



を有する。

0171

他の実施形態は、以下の構造のうちの１つ：






を有する化合物を提供し、ここでＱは、分析物分子である。
他の実施形態は、以下の構造（Ｖ）：



を有するジスルフィドダイマーまたはその塩もしくは立体異性体に関し、ここで：
Ｍ１は、２個もしくはこれより多くの二重結合および少なくとも１の共役度を含む部分であり、Ｍ１のうちの少なくとも１個の存在は、３個もしくはこれより多くのアリールもしくはヘテロアリール環、またはこれらの組み合わせを含む部分であり；
Ｒ２０は、各存在において、独立して、Ｈ、ホスフェート、アルキルホスフェート、Ｃ１−Ｃ６アルキルまたはＣ１−Ｃ６ヒドロキシルアルキルであり；そして
各ｘ’、ｙ’およびｚ’は、独立して、０〜１０の整数である。

0172

これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、Ｍ１は、前述の実施形態のうちのいずれか１つにおいて定義されるとおりである。例えば、いくつかの実施形態において、Ｍ１は、ペリレンである。

0173

種々の実施形態において、各ｙ’は、０である。いくつかの異なる実施形態において、各ｚ’は、１である。前述のうちのさらにより多く実施形態において、各ｘ’は、独立して、２〜６の整数である。

0174

いくつかの他の異なる実施形態において、Ｒ２０は、ホスフェート、ＣＨ２ＯＰＯ３２−またはＣＨ２ＯＨである。

0175

種々の他の実施形態において、上記ジスルフィドダイマーは、以下の構造：



を有する。

0176

前述のうちのさらなる実施形態において、Ｍ１は、以下の構造を有する：



。

0177

種々の他の実施形態において、以下の構造（ＶＩ）：



を有する化合物またはその塩もしくは立体異性体が提供され、ここで：
Ｍ１は、２個もしくはこれより多くの二重結合および少なくとも１の共役度を含む部分であり、Ｍ１のうちの少なくとも１個の存在は、３個もしくはこれより多くのアリールもしくはヘテロアリール環、またはこれらの組み合わせを含む部分であり；
Ｑは、分析物分子もしくは固体支持体と結合できる部分であるか；またはＱは、分析物分子もしくは固体支持体であり；
Ｒ２０は、各存在において、独立して、Ｈ、ホスフェート、ホスフェートで置換されたアルキル、Ｃ１−Ｃ６アルキルまたはＣ１−Ｃ６ヒドロキシルアルキルであり；そして
各ｘ’、ｙ’およびｚ’は、各存在において、独立して、０〜１０の整数である。

0178

これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、Ｍ１は、前述の実施形態のうちのいずれか１つにおいて定義されるとおりである。例えば、いくつかの実施形態において、Ｍ１は、ペリレンである。

0179

他の実施形態において、Ｑは、前述の実施形態のうちのいずれか１つにおいて定義されるとおりである。例えば、いくつかの実施形態において、Ｑは、−ＳＨである。

0180

種々の実施形態において、各ｙ’は、０である。いくつかの異なる実施形態において、各ｚ’は、１である。前述のうちのさらにより多く実施形態において、各ｘ’は、独立して、２〜６の整数である。

0181

いくつかの他の異なる実施形態において、Ｒ２０は、ホスフェート、ＣＨ２ＯＰＯ３２−またはＣＨ２ＯＨである。

0182

いくつかの実施形態において、上記化合物は、以下の構造：



を有する。

0183

前述のうちのさらなる実施形態において、Ｍ１は、以下の構造：



を有する。

0184

他の実施形態は、以下の構造（ＶＩＩ）：



を有するジスルフィドダイマーまたはその塩もしくは立体異性体を提供し、ここで：
Ｍ１は、２個もしくはこれより多くの二重結合および少なくとも１の共役度を含む部分であり、Ｍ１のうちの少なくとも１個の存在は、３個もしくはこれより多くのアリールもしくはヘテロアリール環、またはこれらの組み合わせを含む部分であり；
Ｒ２０は、各存在において、独立して、Ｈ、ホスフェート、ホスフェートで置換されたアルキル、Ｃ１−Ｃ６アルキルまたはＣ１−Ｃ６ヒドロキシルアルキルであり；そして
各ｘ’、ｙ’およびｚ’は、各存在において、独立して、０〜１０の整数である。

0185

これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、Ｍ１は、前述の実施形態のうちのいずれか１つにおいて定義されるとおりである。例えば、いくつかの実施形態において、Ｍ１は、ペリレンである。

0186

種々の実施形態において、各ｙ’は、０である。いくつかの異なる実施形態において、各ｚ’は、１である。前述のうちのさらにより多く実施形態において、各ｘ’は、独立して、２〜６の整数である。

0187

いくつかの他の異なる実施形態において、Ｒ２０は、ホスフェート、ＣＨ２ＯＰＯ３２−またはＣＨ２ＯＨである。

0188

ある実施形態において、上記ジスルフィドダイマーは、以下の構造：



を有する。

0189

例えば、前述のうちのいくつかの実施形態において、Ｍ１は、以下の構造：



を有する。

0190

例証を容易にするために、リン部分（例えば、ホスフェートなど）を含む種々の化合物は、アニオン状態（例えば、−ＯＰＯ３２−）で示される。当業者は、その電荷がｐＨに依存し、荷電していない（例えば、プロトン化または塩（例えば、ナトリウムもしくは他のカチオン））形態がまた、本発明の範囲に含まれることを容易に理解する。

0191

前述の化合物のうちのいずれかおよび１もしくはこれより多くの生体分子を含む組成物は、種々の他の実施形態において提供される。いくつかの実施形態において、上記１もしくはより多くの生体分子の検出のための分析方法でのこのような組成物の使用がまた、提供される。

0192

さらに他の実施形態において、上記化合物は、種々の分析法において有用である。例えば、ある種の実施形態において、本開示は、サンプルを染色するための方法を提供し、上記方法は、上記サンプルに構造（Ｉ）の化合物（ここでＲ２は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｑであり、Ｑは、分析物分子と結合できる部分であり、かつＲ３は、Ｈ、ＯＨ、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、ホスホアルキルエーテル、チオホスホアルキルまたはチオホスホアルキルエーテルである）を、上記サンプルが適切な波長で照射される場合に光学的応答を生じるために十分な量で添加する工程を包含する。

0193

前述の方法のうちのいくつかの実施形態において、Ｒ２は、分子（例えば、生体分子への共有結合を含むリンカーである。例えば、核酸、アミノ酸またはこれらのポリマー（例えば、ポリヌクレオチドまたはポリペプチド）。さらにより多くの実施形態において、上記生体分子は、酵素、レセプター、レセプターリガンド、抗体、糖タンパク質、アプタマーまたはプリオンである。

0194

前述の方法のうちのさらに他の実施形態において、Ｒ２は、微粒子への共有結合を含むリンカーを含む。例えば、いくつかの実施形態において、上記微粒子は、ポリマービーズまたは非ポリマービーズである。

0195

さらにより多くの実施形態において、上記光学的応答は、蛍光応答である。

0196

他の実施形態において、上記サンプルは、細胞を含み、いくつかの実施形態は、フローサイトメトリーによって上記細胞を観察する工程をさらに含む。

0197

さらにより多くの実施形態において、上記方法は、上記蛍光応答を、検出可能に異なる光学的特性を有する第２の発蛍光団のものから区別する工程をさらに包含する。

0198

他の実施形態において、本開示は、分析物分子（例えば、生体分子）を視覚的に検出するための方法を提供し、上記方法は、

0199

（ａ）構造（Ｉ）の化合物（ここでＲ２は、−Ｌ９−（Ｌ１０）ｚ−Ｌ１１−Ｑであり、Ｑは、生体分子と結合できる部分であり、かつＲ３は、Ｈ、ＯＨ、ホスフェート、チオホスフェート、ホスホアルキル、ホスホアルキルエーテル、チオホスホアルキルまたはチオホスホアルキルエーテルである）を提供する工程；および
（ｂ）上記化合物をその視覚的特性によって検出する工程
を包含する。

0200

例えば、核酸、アミノ酸またはこれらのポリマー（例えば、ポリヌクレオチドまたはポリペプチド）。さらにより多くの実施形態において、上記生体分子は、酵素、レセプター、レセプターリガンド、抗体、糖タンパク質、アプタマーまたはプリオンである。

0201

他の実施形態において、生体分子を視覚的に検出するための方法が提供され、上記方法は、
（ａ）前述の化合物のうちのいずれかと１もしくはこれより多くの生体分子とを混合する工程；および
（ｂ）上記化合物をその視覚的特性によって検出する工程
を包含する。

0202

構造（Ｉ）の化合物のうちの任意の実施形態（上で示されるとおり）ならびに構造（Ｉ）の化合物においてＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｌ１、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８、Ｍ１、Ｍ２、ｑ、ｗおよびｎの変数について本明細書で示される任意の具体的選択（上で示されるとおり）は、独立して、構造（Ｉ）の化合物の他の実施形態および／または変数と組み合わされて、上では具体的には示されない本発明の実施形態を形成し得ることは理解される。さらに、選択肢のリストが、特定の実施形態および／または請求項における任意の特定のＲ基またはＭ基に関して列挙される場合において、各個々の選択は、上記特定の実施形態および／または請求項から削除され得ること、ならびにその残りの選択の列挙は、本発明の範囲内にあると考えられることは、理解される。

0203

本明細書において、示される式の置換基および／または変数の組み合わせは、このような寄与が安定な化合物を生じる場合にのみ許容可能であることは、理解される。

0204

本明細書で記載されるプロセスにおいて、中間体化合物の官能基が、適切な保護基によって保護される必要があり得ることはまた、当業者によって認識される。このような官能基としては、ヒドロキシ、アミノ、メルカプトおよびカルボン酸が挙げられる。ヒドロキシの適切な保護基としては、トリアルキルシリルまたはジアリールアルキルシリル（例えば、ｔ−ブチルジメチルシリル、ｔ−ブチルジフェニルシリルまたはトリメチルシリル）、テトラヒドロピラニル、ベンジルなどが挙げられる。アミノ、アミジノおよびグアニジノの適切な保護基としては、ｔ−ブトキシカルボニル、ベンジルオキシカルボニルなどが挙げられる。メルカプトの適切な保護基としては、−Ｃ（Ｏ）−Ｒ”（ここでＲ”は、アルキル、アリールまたはアリールアルキルである）、ｐ−メトキシベンジル、トリチルなどが挙げられる。カルボン酸の適切な保護基としては、アルキル、アリールまたはアリールアルキルエステルが挙げられる。保護基は、当業者に公知でありかつ本明細書で記載されるとおりである標準的技術に従って付加または除去され得る。保護基の使用は、Ｇｒｅｅｎ， Ｔ．Ｗ． ａｎｄ Ｐ．Ｇ．Ｍ． Ｗｕｔｚ、Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｇｒｏｕｐｓ ｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ（１９９９）、３ｒｄ Ｅｄ．， Ｗｉｌｅｙに詳細に記載される。当業者が認識するように、上記保護基はまた、ポリマー樹脂（例えば、Ｗａｎｇ樹脂、Ｒｉｎｋ樹脂または２−クロロトリチル−クロリド樹脂）であり得る。

0205

さらに、遊離塩基または酸形態で存在する全ての本発明の化合物は、当業者に公知の方法による適切な無機塩基もしくは有機塩基または無機酸もしくは有機酸での処理によって、それらの塩に変換され得る。本発明の化合物の塩は、標準的技術によってそれらの遊離塩基形態または遊離酸形態へと変換され得る。

0206

以下の反応スキームは、本発明の化合物を作製するための例示的方法を例証する。当業者がこれら化合物を類似の方法によってまたは当業者に公知の他の方法を組み合わせることによって作製する能力があり得ることは、理解される。当業者が以下に記載されるのと類似の様式で、適切な出発構成要素を使用し、必要な場合には、合成のパラメーターを改変することによって、以下で具体的に例証されない構造（Ｉ）の他の化合物を作製し得ることもまた、理解される。一般に、出発構成要素は、Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｌａｎｃａｓｔｅｒ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ， Ｉｎｃ．、Ｍａｙｂｒｉｄｇｅ、Ｍａｔｒｉｘ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、ＴＣＩ、およびＦｌｕｏｒｏｃｈｅｍ ＵＳＡなどのような供給源から得られ得るか、または当業者に公知の出典に従って合成され得る（例えば、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ：Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ， Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ， ａｎｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ、５ｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ（Ｗｉｌｅｙ， Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２０００）を参照のこと）か、または本発明において記載されるとおり調製され得る。
反応スキームＩ

0207

反応スキームＩは、構造Ｉの化合物を調製するための例示的方法を図示する。Ｒ２’およびＲ３’は、本明細書で定義されるとおりのＲ２およびＲ３部分、あるいはＲ２およびＲ３部分に対する前駆体またはその保護された誘導体を表し、これらは、当該分野で公知の、および以下の実施例において提供される技術を使用して、所望のＲ２およびＲ３部分に変換され得る。反応スキーム１を参照すると、構造ａの化合物は、購入され得るかまたは当業者に周知の方法によって調製され得る。Ｍ１−Ｘ（ここでｘは、ブロモのようなハロゲンである）との、当該分野で公知の鈴木カップリング条件下での反応は、構造ｂの化合物を生じる。構造ｂの化合物は、構造Ｉの多くの他の化合物を得るために修飾され得る。例えば、構造ｂの化合物は、構造Ｉの他の化合物（すなわち、ここでｎは、１より大きい（例えば、２〜１０））を得るためにオリゴマー化され得る。オリゴマー化の例示的な方法は、ホスホロアミダイトベースの固相オリゴヌクレオチド合成（これは、当該分野で周知である）に類似の方法を含む。
反応スキームＩＩ

0208

反応スキームＩＩは、構造Ｉの化合物の調製のための代替法を図示する。Ｒ２’およびＲ３’は、本明細書で定義されるとおりのＲ２およびＲ３部分、あるいはＲ２およびＲ３部分に対する前駆体またはその保護された誘導体を表し、これらは、当該分野で公知の、および以下の実施例において提供される技術を使用して、所望のＲ２およびＲ３部分に変換され得る。このアプローチにおいて、構造ｃの化合物（これは、購入され得るかまたは周知の技術によって調製され得る）をＭ１−Ｚと反応させて、構造ｄの化合物を得る。ここでＹおよびＺは、相補的反応性を有する官能基（すなわち、反応して共有結合を形成する官能基）を表す。Ｚは、Ｍ１へのペンダントであり得るかまたはＭの構造的骨格（例えば、環式無水物）の一部であり得る。Ｙは、アミノのような任意の数の官能基であり得る。

0209

リボース部分を含む構造（Ｉ）の化合物は、類似の手順に従って調製されるか、または市販の供給元から購入され得る（例えば、ホスホロアミダイト（ｐｈｏｓｐｈｏｒａｍａｄｉｔｅｓ）として）。

0210

ある種の実施形態において、構造Ｉの化合物は、２〜１０個の反復単位を含むオリゴマーである。このようなオリゴマーは、周知の自動化ＤＮＡ合成法に類似の方法を使用して調製され得る。ＤＮＡ合成法は、当該分野で周知である。簡潔には、２個のアルコール基は、それぞれ、ジメトキシトリチル（ＤＭＴ）基および２−シアノエチル−Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルアミノホスホロアミダイト基で官能化される。上記ホスホロアミダイト基は、代表的には、テトラゾールのような活性化因子の存在下でアルコール基にカップリングされ、続いて、ヨウ素でリン原子の酸化が行われる。上記ジメトキシトリチル基は、酸（例えば、クロロ酢酸）で除去されて、遊離アルコールを露出させ得、これは、ホスホロアミダイト基と反応させられ得る。この２−シアノエチル基は、水性アンモニアでの処理によるオリゴマー化の後に除去され得る。

0211

上記オリゴマー化方法において使用されるホスホロアミダイトの調製もまた、当該分野で周知である。例えば、一級アルコール（例えば、Ｒ３）は、ＤＭＴ−Ｃｌとの反応によって、ＤＭＴ基として保護され得る。次いで、二級アルコール（例えば、Ｒ２）は、２−シアノエチルＮ，Ｎ−ジイソプロピルクロロホスホロアミダイトのような適切な試薬との反応によってホスホロアミダイトとして官能化される。ホスホロアミダイトの調製およびそれらのオリゴマー化の方法は、当該分野で周知であり、実施例の中でより詳細に記載される。

0212

以下の実施例は、例証目的で提供されるのであって、限定目的で提供されるのではない。

0213

一般的方法
１Ｈおよび３１ＰＮＭＲスペクトルを、ＪＥＯＬ ４００ＭＨｚ分光計で得た。３１Ｐ ＮＭＲスペクトルは、８５％水性リン酸を基準とし、１Ｈスペクトルは、ＴＭＳを基準とした。逆相ＨＰＬＣ染料分析を、４５℃で保持した２．１ｍｍ×５０ｍｍ Ａｃｑｕｉｔｙ ＢＥＨ−Ｃ１８カラム付きのＷａｔｅｒｓ Ａｃｑｕｉｔｙ ＵＨＰＬＣシステムを使用して行った。質量分析を、Ｗａｔｅｒｓ／Ｍｉｃｒｏｍａｓｓ ＱｕａｔｔｒｏマイクロＭＳ／ＭＳシステムで（ＭＳのみモードで）、ＭａｓｓＬｙｎｘ ４．１獲得ソフトウェアを使用して行った。染料に関してＬＣ／ＭＳに使用した移動相は、１００ｍＭ １，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール（ＨＦＩＰ）、８．６ｍＭトリエチルアミン（ＴＥＡ）、ｐＨ８であった。ホスホロアミダイトおよび前駆体分子を、ダイオードアレイ検出器および高速オートサンプラーのＡｇｉｌｅｎｔ Ｉｎｆｉｎｉｔｙ １２６０ ＵＨＰＬＣシステムを使用して、Ａａｐｐｔｅｃ（Ｃ） ＳｐｉｒｉｔＴＭ Ｐｅｐｔｉｄｅ Ｃ１８カラム（４．６ｍｍ×１００ｍｍ、５μｍ粒度）を使用して分析した。励起および発光プロフィール実験を、Ｃａｒｙ Ｅｃｌｉｐｓｅ分光光度計で記録した。

0214

全ての反応を、別段述べられなければ、窒素雰囲気下でオーブン乾燥したガラス器具の中で行った。市販のＤＮＡ合成試薬を、Ｇｌｅｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ（Ｓｔｅｒｌｉｎｇ， ＶＡ）から購入した。無水ピリジン、トルエン、ジクロロメタン、ジイソプロピルエチルアミン、トリエチルアミン、酢酸、ピリジン、およびＴＨＦを、Ａｌｄｒｉｃｈから購入した。全ての他の化学物質を、ＡｌｄｒｉｃｈまたはＴＣＩから購入し、さらに精製せずにそのまま使用した。

0215

全てのオリゴマー染料を、ＡＢＩ３９４ＤＮＡ合成機で、ホスホロアミダイトベースのカップリングアプローチの標準プロトコルを使用して合成した。オリゴマー合成のための鎖アセンブリサイクルは、以下であった：（ｉ）脱トリチル化、ジクロロメタン中３％トリクロロ酢酸、１分間；（ｉｉ）カップリング、アセトニトリル中０．１Ｍ ホスホロアミダイトおよび０．４５Ｍテトラゾール、１０分間；（ｉｉｉ）キャップ形成、ＴＨＦ／ルチジン、１／１（ｖ／ｖ）中０．５Ｍ無水酢酸、１５秒間；（ｉｖ）酸化、ＴＨＦ／ピリジン／水、１０／１０／１（ｖ／ｖ／ｖ）中０．１Ｍヨウ素、３０秒間。

0216

上記サイクル内の化学的工程の次に、アセトニトリル洗浄および乾燥アルゴンでのフラッシュを０．２〜０．４分間行った。支持体からの切断ならびに塩基およびホスホロアミダイト保護基の除去を、１時間、室温においてアンモニアで処理することによって達成した。次いで、オリゴマー染料を、上記のように逆相ＨＰＬＣによって分析した。

0217

実施例１
活性化エステル部分を有する可溶性染料の合成

0218

実施例１は、一級アミン官能基を有する大分子に結合され得る活性化エステル基を含むように改変された、水溶性染料物質（２および３）を例示する。この実施例において、ジスルフィドリンカーを含む染料連続物（１）は、トリス（２−カルボキシエチル）ホスフィン（ＴＣＥＰ）で還元されて、２個のより小さな染料連続物を放出する（各々は、蛍光部分（ｆｌｕｏｒ）および遊離チオール末端を有する）。これらの生成物を、次いで、Ｎ−マレイミド−６−アミノカプロイル１−ヒドロキシ−２−ニトロ−４−ベンゼンスルホン酸エステル（Ｍａｌ−Ｓａｃ−ＨＮＳＡ）のマレイミド部分と反応させ、Ｈ２Ｏ媒介性加水分解に耐え、まだなお一級アミンを含む分子による求核性攻撃を受けやすい活性化エステル基を各染料連続物上に配置する。化合物１を、本明細書で記載される一般的手順（当該分野で公知の固相ＤＮＡホスホロアミダイト化学に類似の方法を含む）に従って調製した。

0219

５ｍＬのマイクロピペッターを使用して、３．８８ｍＬのＨ２Ｏを、５０ｍＬのコニカルチューブ中の１０ｍｇの乾燥化合物１に添加した。溶解した化合物１を、ボルテックスミキサーを使用しておよそ５分間混合したところ、僅かな非染料関連沈殿物が出現した。上記チューブおよびその内容物を、遠心分離機の中でその最大速度（３２８０ＲＣＦ）において５分間遠沈し、次いで、上記化合物１の上清を、ペレットを壊さないように注意深く取り出した。この清澄化した化合物１を、新しいコニカルチューブに移し、サンプルを定量およびＨＰＬＣ分析のために取り出した。ＨＰＬＣ−ＭＳから、化合物１は５２％純粋であり、質量１６４８ダルトン（Ｄａ）を有することが示された。

0220

５ｍＬの化合物１を、清澄化した溶液からマイクロピペッターを使用してサンプル採取し、Ｈ２Ｏ中で２０倍希釈した。ブランク測定を、Ｈ２Ｏを使用してＮａｎｏＤｒｏｐで行い、次いで、希釈した化合物１の吸光度を４４３ｎｍで測定した。式１を使用して、化合物１のモル濃度を計算した：
式１：化合物１のモル濃度＝｛Ａ４４３／（Ｌ×ｅ化合物１）｝×希釈係数
ｅ化合物１＝３８，０００Ｍ−１ｃｍ−１
Ｌｎａｎｏｄｒｏｐ＝０．１ｃｍ
Ａ４４３＝０．６１４ＡＵ
希釈係数＝２０
化合物１のモル濃度＝３．２３×１０−０３Ｍ化合物１。

0221

ＴＣＥＰ（トリス（２−カルボキシエチル）ホスフィン），ＨＣｌ塩のストック溶液を、４７．７ｍｇのＴＣＥＰを秤量し、これを１５ｍＬのコニカルチューブに添加することによって作製した。１．５ｍＬのＨ２Ｏをこのチューブに添加し、ＴＣＥＰを、ボルテックスミキサーを使用して溶解して、およそ５分間溶液を激しく混合した。得られた溶液は、３１．８ｍｇ／ｍＬのＴＣＥＰ、または０．１１１ＭＴＣＥＰであった。化合物１のモル数を、式２を使用して計算した：
式２：化合物１のモル数＝｛Ｍ化合物１×（Ｖ化合物１−ｍＬ／１０００）｝
Ｍ化合物１＝３．２３×１０−０３Ｍ（式１）
Ｖ化合物１＝３．８８ｍＬ
還元されるべき化合物１のモル数＝１．２３×１０−０５モルの化合物１。

0222

式３を使用して、ＴＣＥＰ対化合物１の１１．３：１のモル比を達成するために必要とされるＴＣＥＰのモル数を計算した。
式３：ＴＣＥＰのモル数＝モル数化合物１×１１．３
モル数化合物１＝１．２３×１０−０５（式２）
モル過剰：１１．３
必要とされるＴＣＥＰのモル数＝１．３９×１０−０４モルのＴＣＥＰ。

0223

式４を使用して、化合物１に添加されるべきＴＣＥＰの容積を計算した：
式４：必要とされるＴＣＥＰの容積（ｍＬ）＝｛（モル数ＴＣＥＰ／ＭＴＣＥＰ）×１０００｝
モル数ＴＣＥＰ＝１．３９×１０−０４（式３）
ＭＴＣＥＰ＝０．１１１Ｍ
必要とされるＴＣＥＰの容積＝１．２８ｍＬのＴＣＥＰ。

0224

ＴＣＥＰのＨＣｌ塩は酸性であり、化合物１の還元は、僅かに酸性から中性のｐＨ（例えば、ｐＨ６〜７）で行われる必要がある。ＮａＰＯ４緩衝液は、およそ５倍またはこれより高いモル過剰にあるはずであり、ｐＨ６．５を維持するはずである。０．６ＭのＮａＰＯ４ストック溶液の容量モル濃度は、０．１１１ＭのＴＣＥＰストック溶液より５．４５倍高いので、ＴＣＥＰに添加される等容積のストックは、反応を緩衝するために十分である。
必要とされる試薬の容積：
３．２３×１０−０３Ｍの化合物１＝３．８８ｍＬ
０．６ＭのＮａＰＯ４＝１．２８ｍＬ
０．１１１ＭのＴＣＥＰ＝１．２８ｍＬ

0225

マイクロピペッターを使用して、１．２８ｍＬのＮａＰＯ４緩衝液を、３．８８ｍＬの化合物１に添加した。１．２８ｍＬのＴＣＥＰを、最終反応容積６．４４ｍＬになるように、この化合物１−ＮａＰＯ４溶液に添加した。上記反応物を室温（約２３℃）でインキュベートした。２時間後、サンプルをＨＰＬＣ−ＭＳのために取り出した。ＨＰＬＣ分析から、これらの条件下での還元反応が部分的に完了していることが示された（おそらく、酸化ＴＣＥＰに起因する）。

0226

２種の還元された化合物１生成物が存在する：予測質量７８５ダルトンを有する５’−ＥＣＣ−ＳＨ種および予測質量８６５ダルトンを有するＨＳ−ＣＣＥ−３’種。

0227

この実施例において部分的還元に過ぎないにも拘わらず、この２種の意図した生成物を含む混合物をＮ−マレイミド−６−アミノカプロイル１−ヒドロキシ−２−ニトロ−４−ベンゼンスルホン酸エステル（ＭＳＨ）と反応させた。

0228

化学てんびんを使用して、３７ｍｇの乾燥ＭＳＨを秤量し、１５ｍＬのコニカルチューブに移した。３．７ｍＬのＨ２Ｏを、５ｍＬマイクロピペッターを使用してこのチューブに添加し、ＭＳＨの１０ｍｇ／ｍＬ（０．０２３Ｍ）溶液を作製した。３．１ｍＬのこのＭＳＨ溶液を、６．４４ｍＬの化合物１還元混合物を含むチューブに添加し、得られた溶液の容積を、０．４６ｍＬのＨ２Ｏを添加することによって１０ｍＬにした。この反応物を、室温において３０分間インキュベートした。

0229

この反応物質の最終濃度を、最終の１０ｍＬ容積に関して計算した：
化合物１：（３．２３×１０−０３Ｍの化合物１）×（３．８８ｍＬの化合物１）／１０ｍＬ＝１．２５×１０−０３Ｍの化合物１
ＴＣＥＰ：（０．１１１ＭのＴＣＥＰ）×（１．２８ｍＬのＴＣＥＰ）／１０ｍＬ＝０．０１４ＭのＴＣＥＰ
ＭＳＨ：（０．０２３ＭのＭＳＨ）×（３．１ｍＬのＭＳＨ）／１０ｍＬ＝７．１３×１０−０３ＭのＭＳＨ
ＮａＰＯ４：（０．６ＭのＮａＰＯ４×１．２８ｍＬのＮａＰＯ４）／１０ｍＬ＝０．０７７ＭのＮａＰＯ４

0230

サンプルを、ＨＰＬＣ−ＭＳ分析のために取り出したところ、ＨＰＬＣ−ＭＳ分析から、ＭＳＨのマレイミド官能基が５’−ＥＣＣ−ＳＨ種およびＨＳ−ＣＣＥ−３’種の両方に付加されること、ならびに上記生成物が化合物２および３であることが示された。

0231

半分取用逆相クロマトグラフィーを使用して、以下のように、反応混合物から生成物を単離した：
装置
・ＨＰＬＣ：Ａｋｔａ Ｐｕｒｉｆｉｅｒ １００
カラム
・Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘ Ｇｅｍｉｎｉ Ｃ１８（５ｍｍ、１１０Å、１０×２５０ｍｍ）、部品番号００Ｇ−４４３５−Ｎ０
方法１：
・流速：２ｍＬ／分
・移動相：
○Ａ＝０．１ＭのＴＥＡＡ、Ｈ２Ｏ中５％のアセトニトリル
○Ｂ＝１００％のアセトニトリル
・注入：５ｍＬの反応物質
・溶離：０〜５５％の移動相Ｂ、５ＣＶ、カラム洗浄：１００％の移動相Ｂ、１ＣＶ
・モニターされる痕跡：
○伝導度
○４４５ｎｍおよび３１０ｎｍでのＵＶ吸光度
・分画：５０ｍＡＵでのＵＶ４４５によって引き起こされた閾値、画分あたり１．２５ｍＬを１５ｍＬに集める
○１５ｍＬのコニカルチューブの中に集める
○画分をＨＰＬＣによって分析して、純度を確認した。

0232

前述のＨＰＬＣ法を使用して化合物３を精製したが、さらなるＨＰＬＣ精製を、化合物２に対して以下のとおりに行った：
装置
・ＨＰＬＣ：Ａｋｔａ Ｐｕｒｉｆｉｅｒ １００
カラム
・Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘ Ｇｅｍｉｎｉ Ｃ１８（５ｍｍ、１１０Å、１０×２５０ｍｍ）、部品番号００Ｇ−４４３５−Ｎ０
方法２：
・流速：２ｍＬ／分
・移動相：
○Ａ＝０．１ＭのＴＥＡＡ、Ｈ２Ｏ中５％のメタノール
○Ｂ＝１００％のメタノール
・注入：５ｍＬのＨＮＳＡ−Ｓ−ＣＣＥ−３’＋未反応化合物１（画分Ｂ１１）
・溶離：０〜５５％の移動相Ｂ、５ＣＶ、カラム洗浄：１００％の移動相Ｂ、１ＣＶ
・モニターされる痕跡：
○伝導度
○４４５ｎｍおよび３１０ｎｍでのＵＶ吸光度
・分画：５０ｍＡＵでのＵＶ４４５によって引き起こされた閾値、画分あたり１．２５ｍＬを１５ｍＬに集める
○１５ｍＬのコニカルチューブの中に集める
○画分をＨＰＬＣによって分析して、純度を確認した
画分Ｃ１０を、精製化合物２であると確認した。

0233

１０ｍＬのＨ２Ｏを、集めた生成物（すなわち、化合物２および３）画分の各々に添加して、有機修飾因子を１５％未満へと希釈した。このサンプルを、ドライアイス／エタノールバスの中で急速凍結し、Ｌａｂｃｏｎｃｏ ＦｒｅｅＺｏｎｅ ４．５凍結乾燥器に置き、一晩凍結乾燥させて、水分、溶媒およびＴＥＡＡ緩衝液構成要素を除去した。

0234

化合物２および３を、ＴＲＩＳ（一級アミンを含む分子）と反応させて、一級アミン含有大分子（例えば、タンパク質または抗体）への染料の結合を模擬実験した。３００ｍｌのＨ２Ｏを各構成要素に添加して、完全に溶解させた。各構成要素の５０ｍｌのアリコートを、５０μＬの水または５０μＬの１ＭのＴｒｉｓ（ｐＨ８．５）のいずれかで処理し、室温において１５分間反応させた。各々のサンプルを、ＨＰＬＣ分析に供した（図８ａおよび８ｂを参照のこと）。

0235

ＨＰＬＣ−ＭＳ分析から、ＨＮＳＡ活性化染料連続物は、分子のＨＮＳＡエステル位において、緩衝液関連メタノール付加または水和のいずれかを介して幾分分解されやすいことが示されたが、インタクトな化合物１−ＨＮＳＡは、ＴＲＩＳと予測どおりに反応することも示された。５’−ＥＣＣ−Ｓ−ＨＮＳＡ生成物の結果のみが示される。

0236

実施例２
マレイミド含有染料の合成

0237

官能性マレイミド基を有する水溶性染料を、末端一級アミンを含む水溶性染料（化合物４）とスルホスクシンイミジル−４−（Ｎ−マレイミドメチル）シクロヘキサン−１−カルボキシレート（スルホ−ＳＭＣＣ）のＮ−ヒドロキシスクシンイミジル基とを反応させることによって合成した。

0238

化合物４のモル濃度を、Ｎａｎｏｄｒｏｐおよびベールの法則を使用して、その吸光度を測定することによって決定する。希釈液としてＨ２Ｏを使用して、化合物４の１０倍希釈物（１００倍最終希釈）を２つ作製する。Ｈ２Ｏを使用して、ＮａｎｏＤｒｏｐでブランク測定を行う。４４３ｎｍにおいて化合物４の吸光度を測定する。式１を使用して、化合物４のモル濃度を吸光度から計算する。
式１（ベールの法則）：ＳＮＤ２１５のモル濃度＝｛Ａ４４３／（Ｌ×ｅ化合物４）｝×希釈係数
ｅ化合物４５＝３８，０００Ｍ−１ｃｍ−１
Ｌｎａｎｏｄｒｏｐ＝０．１ｃｍ
Ａ４４３＝０．３７２
希釈係数＝１００
ＳＮＤ２１５のモル濃度＝９．７９×１０−０３Ｍの化合物４。

0239

スルホ−ＳＭＣＣのストック溶液を作製する。２８ｍｇのスルホ−ＳＭＣＣを秤量し、これを１５ｍｌのコニカルチューブに添加する。２．８ｍｌのＨ２Ｏをこのチューブに添加する。上記スルホ−ＳＭＣＣを、ボルテックスミキサーを使用しておよそ５分間溶解させる。これは、１０ｍｇ／ｍｌのスルホ−ＳＭＣＣ溶液である。スルホ−ＳＭＣＣの容量モル濃度が、０．０２３Ｍスルホ−ＳＭＣＣであることを計算する。
式２：ＳＮＤ２１５のモル数＝｛Ｍ化合物４５×（Ｖ 化合物４−ｍｌ／１０００）｝
Ｍ 化合物４＝９．７９×１０−０３Ｍ（式１）
Ｖ 化合物４＝０．６５ｍｌ
スルホ−ＳＭＣＣと反応させるべき化合物４のモル数＝６．３６×１０−０６モルの化合物４。

0240

式３を使用して、１０：１のスルホ−ＳＭＣＣ対化合物４のモル比を達成するために必要とされるスルホ−ＳＭＣＣのモル数を計算する。
式３：スルホ−ＳＭＣＣのモル数＝化合物４のモル数×１０
化合物４のモル数＝６．３６×１０−０６（式２）
モル過剰：１０
必要とされるスルホ−ＳＭＣＣのモル数＝６．３６×１０−０５モルのスルホ−ＳＭＣＣ。

0241

式４を使用して、化合物４に添加されるスルホ−ＳＭＣＣの容積を計算する。
式４：必要とされるスルホ−ＳＭＣＣの容積（ｍｌ）＝｛（モル数スルホ−ＳＭＣＣ／Ｍスルホ−ＳＭＣＣ）×１０００｝
モル数スルホ−ＳＭＣＣ＝６．３６×１０−０５（式３）
Ｍスルホ−ＳＭＣＣ＝０．０２３Ｍ
必要とされるスルホ−ＳＭＣＣの容積＝２．７６５ｍｌのスルホ−ＳＭＣＣ。

0242

スルホ−ＳＭＣＣは酸性であるので、化合物４の添加は、僅かに塩基性から中性のｐＨ（例えば、ｐＨ７．５〜８．５）で行われるべきである。ＮａＰＯ４緩衝液は、ｐＨ７．５を維持するためにスルホ−ＳＭＣＣに対しておよそ等モルにされるべきである。この反応を緩衝するために０．４５ＭのＮａＰＯ４（ｐＨ＝８．０）を使用した。

0243

以下の容積（以下を参照のこと）を使用して、５ｍｌのコニカルチューブに反応物質を添加する。
９．７９×１０−０３Ｍの化合物４＝０．６５ｍｌ
０．４５ＭのＮａＰＯ４＝１．１５ｍｌ
０．０２３Ｍのスルホ−ＳＭＣＣ＝２．７５ｍｌ
Ｈ２Ｏ＝０．４５ｍｌ

0244

最終容積が５ｍｌである場合の反応物質の最終濃度は、以下のように計算される：
化合物４：（９．７９×１０−０３Ｍの化合物４）×（０．６５ｍｌの化合物４）／５ｍｌ＝１．２７×１０−０３Ｍの化合物４
スルホ−ＳＭＣＣ：（０．０２３Ｍのスルホ−ＳＭＣＣ）×（３．１ｍｌのスルホ−ＳＭＣＣ）／５ｍｌ＝０．０１３Ｍのスルホ−ＳＭＣＣ
ＮａＰＯ４：（０．４５ＭのＮａＰＯ４×１．１５ｍｌのＮａＰＯ４）／５ｍｌ＝０．１０４ＭのＮａＰＯ４

0245

上記反応物のｐＨは、リトマス紙を使用しておよそ７．５であった。上記反応物を一晩実験室室温（およそ２３℃）でインキュベートする。上記反応のための反応物質の最終濃度を計算する。７〜１４のｐＨ範囲にわたるリトマス紙を使用して、上記反応物のｐＨを測定する。反応する前およびいったん反応が完了した後に、ＨＰＬＣ／ＭＳ分析用のサンプルを取り出す。反応前の化合物４のＭ．Ｓ．分析：ＭＷの計算値は、８８８．４である。ＭＷの実測値は、８８７．２である。反応前の化合物５のＭ．Ｓ．分析：ＭＷの計算値は、１１０７．２である。ＭＷの実測値は、１１０６．４である。

0246

化合物５は、以下のとおり、粗製反応混合物から７８％の全体的純度へと精製された：
装置
・ＨＰＬＣ：Ａｋｔａ Ｐｕｒｉｆｉｅｒ １００
カラム
・Ｗａｔｅｒｓ Ｓｐｈｅｒｉｓｏｒｂ Ｃ６（５ｍｍ、８０Å、１０×２５０ｍｍ）、部品番号ＰＳＳ８３１０８５
方法１：
・流速：２ｍＬ／分
・移動相
○Ａ＝０．１ＭのＴＥＡＡ、Ｈ２Ｏ中５％のアセトニトリル
○Ｂ＝１００％のアセトニトリル
・注入：５ｍＬの反応物質
・溶離：０〜５５％の移動相Ｂ、５ＣＶ、カラム洗浄：１００％の移動相Ｂ、１ＣＶ
・モニターされる痕跡：
○伝導度
○４４５ｎｍおよび３１０ｎｍでのＵＶ吸光度
・分画：５０ｍＡＵでのＵＶ４４５によって引き起こされた閾値、画分あたり１．２５ｍＬを１５ｍＬに集める
○画分Ｂ６およびＢ５を１５ｍＬのコニカルチューブの中に集める
○画分をプールし、ＨＰＬＣによって分析して、純度を確認する

0247

精製された化合物５を、以下のとおり凍結乾燥させた：

0248

Ｈ２Ｏで最終容積２５ｍｌへと精製化合物５を希釈する。希釈した化合物５をドライアイス／エタノールバスの中で急速凍結する。希釈した化合物５が凍結した後、化合物５を、予め冷却しておいたＬａｂｃｏｎｃｏ ＦｒｅｅＺｏｎｅ ４．５凍結乾燥器のチャンバへと入れる。真空を適用し、化合物５を一晩凍結乾燥させる。針を使用して、少量の物質を掻きだし、これをＨ２Ｏ中で再構成する。この再構成した化合物５をＨＰＬＣによって分析する。残りの乾燥ＳＮＤ２１５−マレイミドを、−２０℃冷凍庫で貯蔵する。