(57)【要約】  蛍光または発色色素として有用な化合物が開示されている。本化合物は、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3、Ｌ4、Ｍ1、Ｍ2、ｍおよびｎが本明細書で定義されている通りである、以下の構造（Ｉ）、またはその立体異性体、互変異性体もしくは塩を有する。このような化合物の調製および使用に関連する方法も提供される。
2021518410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の構造（Ｉ）を有する化合物またはその立体異性体、塩もしくは互変異性体。
【化１】
2021518410.tif 000075
(I)
（式中、
Ｍ1およびＭ2は、出現毎に独立して、発色団であり、ただし、Ｍ1およびＭ2の少なくとも１つは、ＦＲＥＴドナーであり、Ｍ1およびＭ2のもう一方は、対応するＦＲＥＴアクセプターであることを条件とし、
Ｌ1は、出現毎に、任意に用いてもよいリンカーであり、
Ｌ2およびＬ3は、出現毎に独立して、任意に用いてもよいアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンまたはヘテロ原子リンカーであり、
Ｌ4は、出現毎に独立して、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、出現毎に独立して、Ｈ、アルキルまたはアルコキシであり、
Ｒ2およびＲ3は、それぞれ独立して、Ｈ、ＯＨ、ＳＨ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、ヘテロアルキル、−ＯＰ（＝Ｒa）（Ｒb）Ｒc、Ｑもしくはその保護形態、またはＬ’であり、
Ｒ4は、出現毎に独立して、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ-、Ｓ-、ＯＲdまたはＳＲdであり、
Ｒ5は、出現毎に独立して、オキソ、チオキソであるか、または存在せず、
Ｒaは、ＯまたはＳであり、
Ｒbは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ-、Ｓ-、ＯＲdまたはＳＲdであり、
Ｒcは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ-、Ｓ-、ＯＲd、ＯＬ’、ＳＲd、アルキル、アルコキシ、ヘテロアルキル、ヘテロアルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、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であり、
Ｒdは、対イオンであり、
Ｑは、出現毎に独立して、分析対象分子、標的指向性部分、固体支持体または相補性反応性基Ｑ’と共有結合を形成することが可能な、反応性基またはその保護形態を含む部分であり、
Ｌ’は、出現毎に独立して、Ｑへの共有結合を含むリンカー、標的指向性部分への共有結合を含むリンカー、分析対象分子への共有結合を含むリンカー、固体支持体への共有結合を含むリンカー、固体支持体残基への共有結合を含むリンカー、ヌクレオシドへの共有結合を含むリンカー、または構造（Ｉ）のさらなる化合物への共有結合を含むリンカーであり、
ｍは、出現毎に独立して、０以上の整数であり、
ｎは、１以上の整数であり、
ただし、Ｍ1およびＭ2が、フルオレセイン、ピレンおよびペリレン発色団から選択される場合、出現するＬ4の少なくとも１つは、ヘテロアルキレンであるか、または出現するｍの少なくとも１つは０であることを条件とする）
【請求項２】
出現するＬ4の少なくとも１つがヘテロアルキレンである、請求項１に記載の化合物。
【請求項３】
ヘテロアルキレンがアルキレンオキシドを含む、請求項２に記載の化合物。
【請求項４】
ヘテロアルキレンが、エチレンオキシドを含む、請求項２〜３のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項５】
出現するＬ4の少なくとも１つがアルキレンである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項６】
少なくとも１つのアルキレンが、エチレンである、請求項５に記載の化合物。
【請求項７】
アルキレンが、出現毎に、エチレンである、請求項５に記載の化合物。
【請求項８】
以下の構造（ＩＡ）を有する、請求項１〜７に記載の化合物。
【化２】
2021518410.tif 000076
(IA)
（式中、
ｚは、出現毎に独立して、１〜１００の整数であり、
ｍ1、ｍ2およびｍ3は、出現毎に独立して、０〜６の整数である）
【請求項９】
以下の構造（ＩＢ）を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の化合物。
【化３】
2021518410.tif 000077
(IB)
（式中、
ｚは、出現毎に独立して、１〜１００の整数である）
【請求項１０】
以下の構造（ＩＣ）を有する、請求項１〜４または９のいずれか１項に記載の化合物。
【化４】
2021518410.tif 000078
(IC)
（式中、
ｘ1、ｘ2、ｘ3およびｘ4は、出現毎に独立して、０〜６の整数である）
【請求項１１】
ｚが、１つまたは複数の出現において、３〜６の整数である、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項１２】
ｘ1およびｘ3が、出現毎に、それぞれ０であり、ｘ2およびｘ4が、出現毎に、それぞれ１である、請求項１０〜１１のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項１３】
ｘ1、ｘ2、ｘ3およびｘ4が、出現毎に、それぞれ１である、請求項１０〜１１のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項１４】
以下の構造（ＩＤ）を有する、請求項８に記載の化合物。
【化５】
2021518410.tif 000079
(ID)
【請求項１５】
以下の構造（ＩＥ）を有する、請求項１に記載の化合物。
【化６】
2021518410.tif 000080
(IE)
【請求項１６】
以下の構造（ＩＩ）を有する化合物またはその立体異性体、塩もしくは互変異性体。
【化７】
2021518410.tif 000081
(II)
（式中、
Ｍ1およびＭ2は、出現毎に独立して、発色団であり、ただし出現するＭ1およびＭ2の少なくとも１つは一緒になって、ＦＲＥＴアクセプター−ドナー対を形成することを条件とし、
Ｌ1は、出現毎に、任意に用いてもよいリンカーであり、
Ｌ2およびＬ3は、出現毎に独立して、任意に用いてもよいアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンまたはヘテロ原子リンカーであり、
Ｌ4は、出現毎に独立して、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、出現毎に独立して、Ｈ、アルキルまたはアルコキシであり、
Ｒ2およびＲ3は、それぞれ独立して、Ｈ、ＯＨ、ＳＨ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、ヘテロアルキル、−ＯＰ（＝Ｒa）（Ｒb）Ｒc、Ｑもしくはその保護形態、またはＬ’であり、
Ｒ4は、出現毎に独立して、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ-、Ｓ-、ＯＲdまたはＳＲdであり、
Ｒ5は、出現毎に独立して、オキソ、チオキソであるか、または存在せず、
Ｒaは、ＯまたはＳであり、
Ｒbは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ-、Ｓ-、ＯＲdまたはＳＲdであり、
Ｒcは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ-、Ｓ-、ＯＲd、ＯＬ’、ＳＲd、アルキル、アルコキシ、ヘテロアルキル、ヘテロアルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、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であり、
Ｒdは、対イオンであり、
Ｑは、出現毎に独立して、分析対象分子、標的指向性部分、固体支持体または相補性反応性基Ｑ’と共有結合を形成することが可能な、反応性基またはその保護形態を含む部分であり、
Ｌ’は、出現毎に独立して、Ｑへの共有結合を含むリンカー、標的指向性部分への共有結合を含むリンカー、分析対象分子への共有結合を含むリンカー、固体支持体への共有結合を含むリンカー、固体支持体残基への共有結合を含むリンカー、ヌクレオシドへの共有結合を含むリンカー、または構造（ＩＩ）のさらなる化合物への共有結合を含むリンカーであり、
ｍは、出現毎に独立して、０〜２、または６より大きい整数であり、
ｎは、１以上の整数である）
【請求項１７】
Ｌ1が、出現毎に、２つの相補性反応性基の反応により形成可能な官能基を含むリンカーである、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項１８】
出現するＬ1の少なくとも１つについて、官能基が、アルデヒド、オキシム、ヒドラゾン、アルキン、アミン、アジド、アシルアジド、アシルハライド、ニトリル、ニトロン、スルフヒドリル、ジスルフィド、ハロゲン化スルホニル、イソチオシアネート、イミドエステル、活性化エステル、ケトン、α，β−不飽和カルボニル、アルケン、マレイミド、α−ハロイミド、エポキシド、アジリジン、テトラジン、テトラゾール、ホスフィン、ビオチンまたはチイラン官能基と、相補性反応性基との反応によって形成され得る、請求項１７に記載の化合物。
【請求項１９】
出現するＬ1の少なくとも１つについて、官能基が、アルキンおよびアジドの反応によって形成され得る、請求項１７に記載の化合物。
【請求項２０】
出現するＬ1の少なくとも１つについて、官能基が、アルケン、エステル、アミド、チオエステル、ジスルフィド、炭素環式、複素環式またはヘテロアリール基を含む、請求項１７に記載の化合物。
【請求項２１】
出現するＬ1の少なくとも１つについて、Ｌ1が、トリアゾリル官能基を含むリンカーである、請求項１７に記載の化合物。
【請求項２２】
出現するＬ1の少なくとも１つについて、Ｌ1−Ｍが、以下の構造を有する、請求項１７に記載の化合物。
【化８】
2021518410.tif 000082
（式中、Ｌ1aおよびＬ1bは、それぞれ独立して、任意に用いてもよいリンカーである）
【請求項２３】
出現するＬ1の少なくとも１つについて、Ｌ1−Ｍが、以下の構造を有する、請求項１７に記載の化合物。
【化９】
2021518410.tif 000083
（式中、Ｌ1aおよびＬ1bは、それぞれ独立して、任意に用いてもよいリンカーである）
【請求項２４】
Ｌ1aもしくはＬ1b、またはそれらの両方が存在しない、請求項２２〜２３のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項２５】
Ｌ1aまたはＬ1b、またはどちらも存在する、請求項２２〜２３のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項２６】
Ｌ1aおよびＬ1bが、存在する場合、それぞれ独立して、アルキレンまたはヘテロアルキレンである、請求項２５に記載の化合物。
【請求項２７】
Ｌ1aおよびＬ1bが、存在する場合、独立して、以下の構造のうちの１つを有する、請求項２５に記載の化合物。
【化１０】
2021518410.tif 000084
【請求項２８】
Ｌ1が、出現毎に独立して、任意に用いてもよいアルキレンまたはヘテロアルキレンリンカーである、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項２９】
Ｌ2およびＬ3が、出現毎に独立して、Ｃ1−Ｃ6アルキレン、Ｃ2−Ｃ6アルケニレンまたはＣ2−Ｃ6アルキニレンである、請求項１〜２８のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項３０】
Ｌ1が、以下の構造のうちの１つを有する、請求項１〜１６または２８のいずれか１項に記載の化合物。
【化１１】
2021518410.tif 000085
（式中、
ａ、ｂおよびｃは、それぞれ独立して、１〜６の範囲の整数である）
【請求項３１】
Ｒ4が、出現毎に独立して、ＯＨ、Ｏ-またはＯＲdである、請求項１〜３０のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項３２】
Ｒ5が、出現毎に、オキソである、請求項１〜３１のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項３３】
Ｒ1が、出現毎に、Ｈである、請求項１〜３２のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項３４】
Ｒ2またはＲ3の一方が、ＯＨまたは−ＯＰ（＝Ｒa）（Ｒb）Ｒcであり、Ｒ2またはＲ3のもう一方が、ＱまたはＱへの共有結合を含むリンカーである、請求項１〜３３のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項３５】
Ｒ2およびＲ3が、それぞれ独立して、−ＯＰ（＝Ｒa）（Ｒb）Ｒcである、請求項１〜３３のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項３６】
ＲcがＯＬ’である、請求項３５に記載の化合物。
【請求項３７】
Ｌ’が、Ｑ、標的指向性部分、分析対象分子、固体支持体、固体支持体残基、ヌクレオシドまたは構造（Ｉ）のさらなる化合物、または構造（ＩＩ）のさらなる化合物へのヘテロアルキレンリンカーである、請求項３６に記載の化合物。
【請求項３８】
Ｌ’が、アルキレンオキシドもしくはホスホジエステル部分、またはそれらの組合せを含む、請求項３７に記載の化合物。
【請求項３９】
Ｌ’が、以下の構造を有する、請求項３６〜３８のいずれか１項に記載の化合物。
【化１２】
2021518410.tif 000086
（式中、
ｍ”およびｎ”は、独立して、１〜１０の整数であり、
Ｒeは、Ｈ、電子対または対イオンであり、
Ｌ”は、Ｒe、またはＱ、標的指向性部分、分析対象分子、固体支持体、固体支持体残基、ヌクレオシドもしくは構造（Ｉ）のさらなる化合物、もしくは構造（ＩＩ）のさらなる化合物への直接結合もしくは連結基である）
【請求項４０】
Ｑが、求核性反応性基、求電子性反応性基または環化付加反応性基を含む、請求項１〜３９のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項４１】
Ｑが、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、求ジエン体、酸ハロゲン化物、ハロゲン化スルホニル、ホスフィン、α−ハロアミド、ビオチン、アミノまたはマレイミド官能基を含む、請求項１〜４０のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項４２】
Ｑが、マレイミド官能基を含む、請求項１〜４１のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項４３】
アジドが、アルキルアジドまたはアシルアジドである、請求項４１に記載の化合物。
【請求項４４】
活性化エステルが、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、請求項４１に記載の化合物。
【請求項４５】
Ｑが、以下の構造のうちの１つを有する、請求項１〜４４のいずれか１項に記載の化合物。
【化１３】
2021518410.tif 000087
2021518410.tif 000088
（式中、Ｘはそれぞれ、独立して、ハロゲンである）
【請求項４６】
標的指向性部分が、抗体または細胞表面受容体アンタゴニストである、請求項３７または４０のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項４７】
Ｒ2またはＲ3の一方が、ＯＨまたは−ＯＰ（＝Ｒa）（Ｒb）Ｒcであり、Ｒ2またはＲ3のもう一方が、分析対象分子への共有結合を含むリンカー、または固体支持体への共有結合を含むリンカーである、請求項１〜３３のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項４８】
分析対象分子が、核酸、アミノ酸またはそれらのポリマーである、請求項４７に記載の化合物。
【請求項４９】
分析対象分子が、酵素、受容体、受容体リガンド、抗体、糖タンパク質、アプタマーまたはプリオンである、請求項４７に記載の化合物。
【請求項５０】
固体支持体が、ポリマー製ビーズまたは非ポリマー製ビーズである、請求項４７に記載の化合物。
【請求項５１】
Ｒ2またはＲ3が、以下の構造のうちの１つを有する、請求項１〜３３のいずれか１項に記載の化合物。
【化１４】
2021518410.tif 000089
2021518410.tif 000090
【請求項５２】
ｍが、出現毎に独立して、１〜１０の整数である、請求項１〜５１のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項５３】
ｍが、出現毎に独立して、１〜５の整数である、請求項１〜５１のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項５４】
ｎが、１〜１００の整数である、請求項１〜５３のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項５５】
ｎが、１〜１０の整数である、請求項１〜５３のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項５６】
Ｍ1もしくはＭ2、またはそれらの両方が、出現毎に独立して、４つ以上のアリールもしくはヘテロアリール環、またはそれらの組合せを含む部分である、請求項１〜５５のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項５７】
Ｍ1もしくはＭ2、またはそれらの両方が、出現毎に独立して、蛍光性または発色性である、請求項１〜５６のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項５８】
Ｍ1もしくはＭ2、またはそれらの両方が、蛍光性である、請求項５７に記載の化合物。
【請求項５９】
Ｍ1もしくはＭ2、またはそれらの両方が、出現毎に独立して、少なくとも４つの縮合環を含む、縮合多環式アリール部分を含む、請求項１〜５８のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項６０】
Ｍ1もしくはＭ2、またはそれらの両方が、出現毎に独立して、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、請求項１〜５９のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項６１】
Ｍ1もしくはＭ2、またはそれらの両方が、出現毎に独立して、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、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、またはそれらの誘導体である、請求項１〜５９のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項６２】
Ｍ1もしくはＭ2、またはそれらの両方が、出現毎に独立して、クマリン色素、レゾルフィン色素、ジピロメテンボロンジフルオリド色素、ルテニウムビピリジル色素、チアゾールオレンジ色素、ポリメチンまたはＮ−アリール−１，８−ナフタルイミド色素である、請求項１〜５９のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項６３】
Ｍ1およびＭ2が、出現毎に独立して、ホウ素−ジピロメテン、ローダミン、シアニン、ピレン、ペリレン、ペリレンモノイミドもしくは６−ＦＡＭ、またはそれらの誘導体である、請求項１〜５９のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項６４】
Ｍ1およびＭ2が、出現毎に独立して、以下の構造のうちの１つを有する、請求項１〜６３のいずれか１項に記載の化合物。
【化１５】
2021518410.tif 000091
【請求項６５】
表２から選択される、請求項１〜６４のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項６６】
表３から選択される、請求項１６〜６５のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項６７】
アクセプター遷移双極子モーメントを有しており、ポリマー主鎖に共有結合により連結されているアクセプター発色団、および
ドナー遷移双極子モーメントを有しており、ポリマー主鎖に共有結合により連結されているドナー発色団
を含むポリマー化合物あって、
生理的条件にある溶液中でアクセプター発色団とドナー発色団との間の有効距離が約５０．０ｎｍ未満であり、アクセプター遷移双極子およびドナー遷移双極子が実質的に平行となる立体配置をとる、
ポリマー化合物。
【請求項６８】
アクセプター発色団とドナー発色団との間の有効距離が、約２５．０ｎｍ未満である、請求項６７に記載のポリマー化合物。
【請求項６９】
アクセプター発色団とドナー発色団との間の有効距離が、約１０．０ｎｍ未満である、請求項６７〜６８のいずれか１項に記載のポリマー化合物。
【請求項７０】
アクセプター発色団が、蛍光色素部分である、請求項６７〜６９のいずれか１項に記載のポリマー化合物。
【請求項７１】
ドナー発色団が、蛍光色素部分である、請求項６７〜７０のいずれか１項に記載のポリマー化合物。
【請求項７２】
アクセプター発色団およびドナー発色団のどちらも、蛍光色素部分である、請求項６７〜７１のいずれか１項に記載のポリマー化合物。
【請求項７３】
アクセプター遷移双極子モーメントとドナー遷移双極子モーメントとの間の角度が、１２０°〜１８０°の範囲である、請求項６７〜７２のいずれか１項に記載のポリマー化合物。
【請求項７４】
アクセプター遷移双極子モーメントとドナー遷移双極子モーメントとの間の角度が、０°〜６０°の範囲である、請求項６７〜７３のいずれか１項に記載のポリマー化合物。
【請求項７５】
ポリマー主鎖の近位端部において、共有結合により連結されている第１のアクセプター発色団、
ポリマー主鎖の遠位端部において、共有結合により連結されている第２のアクセプター発色団、および
ポリマー主鎖の近位端部および遠位端部の間で共有結合により連結されているドナー発色団
をさらに含む、請求項６７〜７４のいずれか１項に記載のポリマー化合物。
【請求項７６】
ポリマー主鎖がホスフェートリンカーを含む、請求項６７〜７５のいずれか１項に記載のポリマー化合物。
【請求項７７】
ポリマー主鎖が、アルキレンオキシドリンカーを含む、請求項６７〜７６のいずれか１項に記載のポリマー化合物。
【請求項７８】
アルキレンオキシドがエチレンオキシドである、請求項７７に記載のポリマー化合物。
【請求項７９】
約２０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有する、請求項６７〜７８のいずれか１項に記載のポリマー化合物。
【請求項８０】
約１７，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有する、請求項６７〜７９のいずれか１項に記載のポリマー化合物。
【請求項８１】
約１５，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有する、請求項６７〜８０のいずれか１項に記載のポリマー化合物。
【請求項８２】
試料を染色する方法であって、前記試料に、前記試料が適切な波長で照射されると光学応答を生じるのに十分な量で請求項１〜８１のいずれか１項に記載の化合物を添加するステップを含む方法。
【請求項８３】
前記光学応答が、蛍光応答である、請求項８２に記載の方法。
【請求項８４】
前記試料が細胞を含む、請求項８２〜８３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８５】
フローサイトメトリーによって前記細胞を観察するステップをさらに含む、請求項８４に記載の方法。
【請求項８６】
蛍光応答を、検出可能な形で異なる光学特性を有する第２のフルオロフォアの蛍光応答と区別するステップをさらに含む、請求項８３に記載の方法。
【請求項８７】
分析対象分子を目視で検出する方法であって、
（ａ）分析対象分子への共有結合を含む、請求項１〜８１のいずれか１項に記載のポリマー化合物を用意するステップ、および
（ｂ）ポリマー化合物をその可視特性によって検出するステップ
を含む方法。
【請求項８８】
分析対象分子を目視で検出する方法であって、
（ａ）表１から選択されるＱへの共有結合を含む、請求項１〜８１のいずれか１項に記載のポリマー化合物を分析対象分子と混合するステップ、
（ｂ）ポリマー化合物および分析対象分子のバイオコンジュゲートを形成するステップ、および
（ｃ）バイオコンジュゲートをその可視特性によって検出するステップ
を含む方法。
【請求項８９】
請求項１〜８１のいずれか１項に記載の化合物、および１つまたは複数の分析対象分子を含む組成物。
【請求項９０】
１つまたは複数の分析対象分子を検出するための分析法における、請求項８９に記載の組成物の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、間隔基を有する二量体およびポリマー発色団化合物（例えば、蛍光色素部分を含むポリマー化合物）、ならびにその調製法、ならびに様々な分析法におけるその使用方法を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
蛍光および／または発色色素は、非常に感度の高い検出試薬が望ましい用途にとって特に好適であることが知られている。試料中の特定の成分または構成成分を優先的に標識することが可能な色素によって、研究者は、その特定の成分または構成成分の存在、量および／または位置を判定することが可能となる。さらに、特定の系は、多様な環境における、その空間的および時間的分布に関するモニタリングが行われ得る。
蛍光および比色定量方法は、化学および生物学において、非常に広範囲に普及している。これらの方法は、生体分子に関する、存在、構造、距離、配向、複合体形成および／または位置に関する有用な情報をもたらす。さらに、時間分解法は、動力学および速度の測定に使用されることが次第に増加している。その結果、核酸およびタンパク質などの生体分子の蛍光または着色標識化に関する多数の戦略が開発されてきた。生体分子の分析は、通常、水性環境で行われるので、所望の空間情報および生体分子の相互作用を明らかにすることが可能な水性系と適合可能な色素の開発および使用に重点が置かれてきた。
したがって、そのような構造情報を明らかにするために、共鳴エネルギー移動を含む技法が開発されてきた。具体的には、Ｆｏｒｓｔｅｒ共鳴エネルギー移動（「ＦＲＥＴ」  −  時に、蛍光共鳴エネルギー移動と互換的に使用されることもある）技法は、生体分子の距離および相互作用の変化を信頼性高く測定する情報を生成する。共鳴エネルギー移動技法は、比較的安価であり、測定値を迅速に得ることができる。しかし、ＦＲＥＴは、発色団の配向および配置、ならびに遊離フルオロフォアおよび望ましくないｐＨへの感受性のために、エネルギー移動の遮蔽に関連するいくつかの制限を受ける。
【発明の概要】
【０００３】
したがって、モル輝度が増大したおよび／またはＦＲＥＴ発光シグナルが増大した、水溶性色素、とりわけ共鳴エネルギー移動色素が当分野において必要とされている。理想的には、このような色素およびバイオマーカーは、強い着色または蛍光となるべきであり、様々な色および蛍光波長に利用可能であるべきである。本発明は、この必要性を満足し、さらに関連する利点を実現する。
手短に述べると、本発明の実施形態は、概して、生体分子などの分析対象分子の目視検出を可能にする、水溶性蛍光色素および／または発色色素および／またはプローブとして有用な化合物、ならびにそれらを調製するための試薬を対象とする。特に、一部の実施形態では、本開示の化合物により、この化合物に結合したＦＲＥＴ蛍光発光が可能となるので、本開示の化合物は有用である。色素を使用する分析対象分子を目視検出する方法もまた記載されている。
【０００４】
本開示の色素の実施形態は、リンカー（「Ｌ4」）によって共有結合により連結されている、２つ以上の蛍光および／または発色部分（すなわち、発色団）を含む。二量体および／またはポリマー色素の以前の報告とは対照的に、本色素は、対応するモノマー色素化合物よりもかなり高輝度であり、分子内相互作用の結果として、ＦＲＥＴ吸光（ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ）および発光を可能にする。理論に拘泥することを望むものではないが、特定のリンカーにより、分子内ＦＲＥＴが最適化されるよう蛍光および／または発色部分の間が十分に近づけられると考えられる。
本発明の実施形態の水溶性蛍光または発色色素は、強く発色し、ＦＲＥＴ過程（例えば、吸光、発光、ストークスシフト）および／または蛍光を可能にし、目視検査または他の手段によって容易に観察することができる。一部の実施形態では、本化合物は、事前の照射、または化学的もしくは酵素的活性化なしに、観察することができる。色素の適切な選択により、本明細書に記載されている通り、様々な発色の目視により検出可能な分析対象分子、および標的分子に関する価値のある空間情報を得ることができる。
【０００５】
一実施形態では、以下の構造（Ｉ）を有する化合物：
【化１】
2021518410.tif 000003
(I)
またはその立体異性体、互変異性体もしくは塩（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3、Ｌ4、Ｍ1、Ｍ2、ｍおよびｎは、本明細書で定義されている通りである）が提供される。
【０００６】
別の実施形態は、以下の構造（ＩＩ）を有する化合物：
【化２】
2021518410.tif 000004
(II)
またはその立体異性体、塩もしくは互変異性体（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3、Ｌ4、Ｍ1、Ｍ2、ｍおよびｎは、本明細書で定義されている通りである）を提供する。
【０００７】
さらに別の実施形態は、アクセプター遷移双極子モーメントを有しており、ポリマー主鎖に共有結合により連結されているアクセプター発色団、およびドナー遷移双極子モーメントを有しており、ポリマー主鎖に共有結合により連結されているドナー発色団を含むポリマー化合物であって、生理的条件にある溶液中で、アクセプター発色団とドナー発色団との間の有効距離が約５０．０ｎｍ未満であり、アクセプター遷移双極子およびドナー遷移双極子が実質的に平行となる立体配置（ｃｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎ）をとる、ポリマー化合物を提供する。
上述の実施形態は、様々な分析法における、ＦＲＥＴ色素、蛍光色素および／または発色色素としての使用を含む、いくつかの用途に利用が見いだされる化合物を記載している。
【０００８】
別の実施形態では、試料を染色する方法であって、前記試料に、前記試料が適切な波長で照射されると光学応答を生じるのに十分な量で上記の化合物のうちの１つを添加するステップを含む方法が提供される。
さらに他の実施形態では、本開示は、分析対象分子を目視で検出する方法であって、
（ａ）上述の化合物（例えば、構造（Ｉ）または構造（ＩＩ）の化合物）のうちの１つを用意するステップ、および
（ｂ）該化合物をその可視特性によって検出するステップ
を含む方法を提供する。
【０００９】
他の開示されている方法は、生体分子を目視で検出するための方法であって、
（ａ）上述の化合物（例えば、構造（Ｉ）または構造（ＩＩ）の化合物）のうちの１つを１つまたは複数の生体分子と混合するステップ、および
（ｂ）該化合物をその可視特性によって検出するステップ
を含む方法を含む。
他の実施形態は、上述の化合物（例えば、構造（Ｉ）または構造（ＩＩ）の化合物）のうちの少なくとも１つ、および１つまたは複数の生体分子を含む組成物を対象とする。１つまたは複数の分析対象（例えば、生体分子）を検出するための分析法における、このような組成物の使用も提供される。
本発明のこれらの態様および他の態様が、以下の詳細な説明を参照すると明白になろう。
【００１０】
図面では、同一の参照番号は、同様の要素と識別する。図面における要素のサイズおよび相対位置は、必ずしも、縮尺通りに描かれておらず、これらの要素の一部は、任意に、拡大されて、図面の見易さを改善するように配置されている。さらに、図示されている要素の具体的な形状は、その具体的な要素の実際の形状に関するいかなる情報も伝えることを意図しているわけではなく、図面における認識の容易さを理由に単に選択されているに過ぎない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】化合物Ｉ−１〜Ｉ−４の発光スペクトルを示すグラフであり、各々は、ペンダントホウ素−ジピロメテン（「ＢＯＤＩＰＹ」）とフルオレセインをベースとする発色団との間に様々なスペーサー長さを有する。
【図２】化合物Ｉ−５〜Ｉ−８の発光スペクトルを示すグラフであり、各々は、ペンダントテキサスレッドとフルオレセインをベースとする発色団との間に様々なスペーサー長さを有する。
【図３】代表的なポリマー色素化合物に関するドナーの発光量と比較した、化合物Ｉ−９〜Ｉ−１２の発光スペクトルのグラフである。
【図４】ポリマー化合物の変化が発光量にどのように影響を及ぼすかを比較した、化合物Ｉ−１３〜Ｉ−１９の発光スペクトルを示すグラフである。
【図５】化合物Ｉ−２０〜Ｉ−２３の発光スペクトル、およびこれらの化合物上のスペーサー長さの影響を示すグラフである。
【図６】ポリマー主鎖に対してペンダントとなる３つの個別の色素部分を有する、化合物Ｉ−２４の吸光度スペクトルを示すグラフである。
【図７】７．０および９．０のｐＨ値の場合の、化合物Ｉ−２４の発光スペクトルを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の記載において、ある種の具体的な詳細は、本発明の様々な実施形態の完全な理解をもたらすために説明される。しかし、当業者は、本発明は、これらの詳細なしに行われ得ることを理解していよう。
文脈上異なる解釈を要する場合を除き、本明細書および特許請求の範囲の全体を通して、語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、ならびに「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および「含むこと（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などのその変化形は、オープンな包括的な意味、すなわち、「以下に限定されないが、含む」として解釈されるべきである。
本明細書全体を通じて、「一実施形態」または「ある１つの実施形態」という場合、これらの実施形態に関連して記載されている、特定の特色、構造または特徴が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味する。したがって、本明細書の全体における様々な位置における、「一実施形態では」または「ある１つの実施形態では」という言い回しが現れる場合、必ずしも、すべてが、同じ実施形態を指すわけではない。さらに、特定の特色、構造または特徴は、１つまたは複数の実施形態における、任意の好適な方法において組み合わされ得る。
【００１３】
「アミノ」とは、−ＮＨ2基を指す。
「カルボキシ」とは、−ＣＯ2Ｈ基を指す。
「シアノ」とは、−ＣＮ基を指す。
「ホルミル」とは、−Ｃ（＝Ｏ）Ｈ基を指す。
「ヒドロキシ」または「ヒドロキシル」とは、−ＯＨ基を指す。
「イミノ」とは、＝ＮＨ基を指す。
「ニトロ」とは、−ＮＯ2基を指す。
「オキソ」とは、＝Ｏ置換基を指す。
「スルフヒドリル」とは、−ＳＨ基を指す。
「チオキソ」とは、＝Ｓ基を指す。
【００１４】
「アルキル」とは、不飽和を含まず、１〜１２個の炭素原子（Ｃ1−Ｃ12アルキル）、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）を有する、炭素および水素原子のみからなる直鎖状または分岐状の炭化水素鎖の基であって、単結合によって分子の残りに結合している炭化水素鎖の基、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−メチルヘキシルなどを指す。本明細書において特に具体的に明記しない限り、アルキル基は、置換されていてもよい。
「アルキレン」または「アルキレン鎖」とは、不飽和を含まず、１〜１２個の炭素原子を有する、炭素および水素のみからなる、分子の残りをラジカル基に連結する、二価の直鎖状または分岐状炭化水素鎖、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−ブチニレンなどを指す。アルキレン鎖は、単結合を介して分子の残りに、および単結合を介してラジカル基に結合している。分子の残りおよびラジカル基へのアルキレン鎖の結合点は、この鎖内の１個の炭素または任意の２個の炭素を介することができる。本明細書において特に具体的に明記しない限り、アルキレンは、置換されていてもよい。
【００１５】
「アルケニレン」または「アルケニレン鎖」とは、少なくとも１つの炭素−炭素二重結合を含み、２〜１２個の炭素原子を有する、炭素および水素のみからなる、分子の残りをラジカル基に連結する、二価の直鎖状または分岐状炭化水素鎖、例えば、エテニレン、プロペニレン、ｎ−ブテニレンなどを指す。アルケニレン鎖は、単結合を介して分子の残りに、および二重結合または単結合を介してラジカル基に結合している。分子の残りおよびラジカル基へのアルケニレン鎖の結合点は、この鎖内の１個の炭素または任意の２個の炭素を介することができる。本明細書において特に具体的に明記しない限り、アルケニレンは、置換されていてもよい。
「アルキニレン」または「アルキニレン鎖」とは、少なくとも１つの炭素−炭素三重結合を含み、２〜１２個の炭素原子を有する、炭素および水素のみからなる、分子の残りをラジカル基に連結する、二価の直鎖状または分岐状炭化水素鎖、例えば、エテニレン、プロペニレン、ｎ−ブテニレンなどを指す。アルキニレン鎖は、単結合を介して分子の残りに、および二重結合または単結合を介してラジカル基に結合している。アルキニレン鎖の、分子の残りおよびラジカル基への結合点は、この鎖内の１個の炭素または任意の２個の炭素を介することができる。本明細書において特に具体的に明記しない限り、アルキニレンは、置換されていてもよい。
【００１６】
「アルキルエーテル」とは、少なくとも１つの炭素−炭素結合が、炭素−酸素結合により置き換えられている、上で定義されている任意のアルキル基を指す。炭素−酸素結合は、末端（アルコキシ基のように）に存在していてもよく、または炭素酸素結合は内部（すなわち、Ｃ−Ｏ−Ｃ）に存在していてもよい。アルキルエーテルは、少なくとも１つの炭素酸素結合を含むが、１つより多く含むことがある。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範囲内に含まれている。本明細書において特に具体的に明記しない限り、アルキルエーテル基は置換されていてもよい。例えば、一部の実施形態では、アルキルエーテルは、アルコールまたは−ＯＰ（＝Ｒa）（Ｒb）Ｒcにより置換されており、Ｒa、ＲbおよびＲcはそれぞれ、構造（Ｉ）の化合物に関して定義されている通りである。
「アルコキシ」とは、式−ＯＲaの基を指し、Ｒaは、１〜１２個の炭素原子を含有する、上で定義したアルキル基である。本明細書において特に具体的に明記しない限り、アルコキシ基は置換されていてもよい。
「ヘテロアルキレン」とは、アルキレン鎖内、またはアルキレン鎖の末端において、少なくとも１個のヘテロ原子（例えば、Ｎ、Ｏ、ＰまたはＳ）を含む、上で定義したアルキレン基を指す。一部の実施形態では、ヘテロ原子は、アルキレン鎖内に存在する（すなわち、ヘテロアルキレンは、少なくとも１個の炭素−［ヘテロ原子］−炭素結合を含み、ｘは、１、２または３である）。他の実施形態では、ヘテロ原子は、アルキレンの末端に存在し、こうして、このアルキレンを分子の残りに結合させるよう働く（例えば、Ｍ１−Ｈ−Ａ−Ｍ２であり、Ｍ１およびＭ２は、分子の部分であり、Ｈは、ヘテロ原子であり、Ａは、アルキレンである）。本明細書において特に具体的に明記しない限り、ヘテロアルキレン基は置換されていてもよい。例示的なヘテロアルキレン基には、エチレンオキシド（例えば、ポリエチレンオキシド）、ならびに以下に例示されている連結基である、「Ｃ」、「ＨＥＧ」、「ＴＥＧ」、「ＰＥＧ  １Ｋ」およびそれらの変形体が含まれる。
【００１７】
【化３】
2021518410.tif 000005
上記のＣ−リンカー、ＨＥＧリンカーおよび／またはＰＥＧ  １Ｋリンカーの多量体が、ヘテロアルキレンリンカーの様々な実施形態に含まれる。
【００１８】
一部の実施形態では、
ＰＥＧ  １Ｋリンカーの一部の実施形態では、ｎは２５である。多量体は、例えば、以下の構造：
【化４】
2021518410.tif 000006
（式中、ｘは、０または０より大きい整数であり、例えばｘは、０〜１００（例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０）の範囲である）を含むことができる。
「ヘテロアルケニレン」は、少なくとも１つの炭素−炭素二重結合を含む、上で定義したヘテロアルキレンである。本明細書において特に具体的に明記しない限り、ヘテロアルケニレン基は置換されていてもよい。
「ヘテロアルキニレン」は、少なくとも１つの炭素−炭素三重結合を含む、ヘテロアルキレンである。本明細書において特に具体的に明記しない限り、ヘテロアルキニレン基は置換されていてもよい。
【００１９】
「ヘテロ原子リンカー」に関連する「ヘテロ原子」とは、１個または複数のヘテロ原子からなる、リンカー基を指す。例示的なヘテロ原子リンカーには、Ｏ、Ｎ、ＰおよびＳからなる群から選択される単一原子、ならびに複数のヘテロ原子、例えば、式−Ｐ（Ｏ-）（＝Ｏ）Ｏ−または−ＯＰ（Ｏ-）（＝Ｏ）Ｏ−を有するリンカーおよび多量体、ならびにそれらの組合せが含まれる。
「ホスフェート」とは、−ＯＰ（＝Ｏ）（Ｒa）Ｒb基（Ｒaは、ＯＨ、Ｏ-またはＯＲcであり、Ｒbは、ＯＨ、Ｏ-、ＯＲcである）、チオホスフェート基、またはさらなるホスフェート基（Ｒcは、対イオン（例えば、Ｎａ＋など）である）を指す。
「ホスホアルキル」とは、−ＯＰ（＝Ｏ）（Ｒa）Ｒb基を指し、Ｒaは、ＯＨ、Ｏ-またはＯＲcであり、Ｒbは、−Ｏアルキルであり、Ｒcは、対イオン（例えば、Ｎａ＋など）である。本明細書において特に具体的に明記しない限り、ホスホアルキル基は置換されていてもよい。例えば、ある種の実施形態では、ホスホアルキル基中の−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つまたは複数により置換されていてもよい。
【００２０】
「ホスホアルキルエーテル」とは、−ＯＰ（＝Ｏ）（Ｒa）Ｒb基を指し、Ｒaは、ＯＨ、Ｏ-またはＯＲcであり、Ｒbは、−Ｏアルキルエーテルであり、Ｒcは、対イオン（例えば、Ｎａ＋など）である。本明細書において特に具体的に明記しない限り、ホスホアルキルエーテル基は置換されていてもよい。例えば、ある種の実施形態では、ホスホアルキルエーテル基中の−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つまたは複数により置換されていてもよい。
「チオホスフェート」とは、−ＯＰ（＝Ｒa）（Ｒb）Ｒc基を指し、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、ＳＨ、Ｏ-、Ｓ-、ＯＲd、ＳＲd、ホスフェート基、またはさらなるチオホスフェート基であり、Ｒdは、対イオン（例えば、Ｎａ＋など）であり、ただし、ｉ）ＲaはＳである、ｉｉ）ＲbはＳ-もしくはＳＲdである、ｉｉｉ）Ｒcは、ＳＨ、Ｓ-もしくはＳＲdである、またはｉｖ）  ｉ）、ｉｉ）および／もしくはｉｉｉ）の組合せであることを条件とする。
【００２１】
「チオホスホアルキル」とは、−ＯＰ（＝Ｒa）（Ｒb）Ｒc基を指し、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、Ｒdは、対イオン（例えば、Ｎａ＋など）であり、ただし、ｉ）ＲaはＳである、ｉｉ）Ｒbは、Ｓ-もしくはＳＲdである、またはｉｉｉ）Ｒaは、Ｓであり、Ｒbは、Ｓ-もしくはＳＲdであることを条件とする。本明細書において特に具体的に明記しない限り、チオホスホアルキル基は置換されていてもよい。例えば、ある種の実施形態では、チオホスホアルキル基中の−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つまたは複数により置換されていてもよい。
【００２２】
「チオホスホアルキルエーテル」とは、−ＯＰ（＝Ｒa）（Ｒb）Ｒc基を指し、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、Ｒdは、対イオン（例えば、Ｎａ＋など）であり、ただし、ｉ）ＲaはＳである、ｉｉ）Ｒbは、Ｓ-もしくはＳＲdである、またはｉｉｉ）Ｒaは、Ｓであり、Ｒbは、Ｓ-もしくはＳＲdであることを条件とする。本明細書において特に具体的に明記しない限り、チオホスホアルキルエーテル基は置換されていてもよい。例えば、ある種の実施形態では、チオホスホアルキル基中の−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つまたは複数により置換されていてもよい。
「炭素環式」とは、３〜１８個の炭素原子を含む、安定な３〜１８員の芳香族または非芳香族環を指す。本明細書において特に具体的に明記しない限り、炭素環式環は、単環式、二環式、三環式または四環式環系とすることができ、これらは、縮合または架橋環系を含んでもよく、部分または完全飽和であってもよい。非芳香族カルボシクリルラジカルには、シクロアルキルが含まれる一方、芳香族カルボシクリルラジカルには、アリールが含まれる。本明細書において特に具体的に明記しない限り、炭素環式基は置換されていてもよい。
「シクロアルキル」とは、安定な非芳香族単環式または多環式炭素環式環を指し、これらは、３〜１５個の炭素原子、好ましくは３〜１０個の炭素原子を有する、飽和または不飽和な縮合または架橋環系であって、単結合によって分子の残りに結合している、縮合または架橋環系を含んでもよい。単環式シクロアルキル（ｃｙｃｌｏｃａｌｋｙｌ）には、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（ｃｙｃｌｏｈｅｐｔｌｙ）およびシクロオクチルが含まれる。多環式シクロアルキルには、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］ヘプタニルなどが含まれる。本明細書において特に具体的に明記しない限り、シクロアルキル基は置換されていてもよい。
【００２３】
「アリール」とは、少なくとも１つの炭素環式芳香族環を含む環系を指す。一部の実施形態では、アリールは、６〜１８個の炭素原子を含む。アリール環は、単環式、二環式、三環式または四環式環系であってもよく、これらは、縮合または架橋環系を含んでもよい。アリールには、以下に限定されないが、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が含まれる。本明細書において特に具体的に明記しない限り、アリール基は置換されていてもよい。
【００２４】
「複素環式」は、１〜１２個の炭素原子、ならびに窒素、酸素および硫黄からなる群から選択される１〜６個のヘテロ原子を含む、安定な３〜１８員の芳香族または非芳香族環を指す。本明細書において特に具体的に明記しない限り、複素環式環は、単環式、二環式、三環式または四環式環系であってもよく、これらは、縮合または架橋環系を含んでもよく、複素環式環中の窒素、炭素または硫黄原子は、酸化されていてもよい。窒素原子は四級化されていてもよい。複素環式環は、部分または完全飽和であってもよい。芳香族複素環式環の例は、ヘテロアリールの定義において、以下に列挙されている（すなわち、ヘテロアリールは、複素環式の部分集合である）。非芳香族複素環式環の例には、以下に限定されないが、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、ピラゾロピリミジニル、キヌクリジニル、チアゾリジニル、テトラヒドロフリル、トリオキサニル、トリチアニル、トリアジナニル、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−チオモルホリニルが含まれる。本明細書において特に具体的に明記しない限り、複素環式基は置換されていてもよい。
【００２５】
「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から選択される１〜６個のヘテロ原子、および少なくとも１つの芳香族環を含む、５〜１４員の環系を指す。本発明のある種の実施形態の目的のため、ヘテロアリールラジカルは、単環式、二環式、三環式または四環式環系であってもよく、これらは、縮合または架橋環系を含んでもよく、ヘテロアリールラジカル中の窒素、炭素または硫黄原子は、酸化されていてもよく、窒素原子は、四級化されていてもよい。例には、以下に限定されないが、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、ベンゾオキサゾリノニル、ベンゾイミダゾールチオニル、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、プテリジノニル、プリニル、ピロリル、ピラゾリル、ピリジニル、ピリジノニル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリミジノニル（ｐｒｙｒｉｍｉｄｉｎｏｎｙｌ）、ピリダジニル、ピロリル、ピリド［２，３−ｄ］ピリミジノニル、キナゾリニル、キナゾリノニル、キノキサリニル、キノキサリノニル、キノリニル、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、チエノ［３，２−ｄ］ピリミジン−４−オニル、チエノ［２，３−ｄ］ピリミジン−４−オニル、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）が含まれる。本明細書において特に具体的に明記しない限り、ヘテロアリール基は置換されていてもよい。
【００２６】
接尾辞「−エン（−ｅｎｅ）」は、単結合を介して分子の残りに、および単結合を介してラジカル基に結合した特定の構造的特徴（例えば、アルキル、アリール、ヘテロアルキル）を指す。言い換えると、接尾辞「−エン」とは、分子とラジカル基との間のリンカーである、本明細書において提示されている説明を有する、特定の構造的特徴を指す。「−エン」鎖の、分子の残りおよびラジカル基への結合点は、この鎖内の任意の２個の原子の１個、またはこの任意の２個の原子を介することができる。例えば、アルキレンヘテロアルキレンとは、アルキレン部分およびヘテロアルキレン部分を含むリンカーを指す。
「縮合した」とは、少なくとも２つの環を含む環系を指し、２つの環は、少なくとも１個の共通の環原子、例えば、２つの共通の環原子を共有する。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、共通の環原子は、炭素または窒素とすることができる。縮合環は、二環式、三環式、四環式（ｔｅｒｔｒａｃｙｃｌｉｃ）などを含む。
【００２７】
「共役」とは、介在するシグマ結合全体に、１つのｐ軌道と別のｐ軌道とに重なりがあることを指す。共役は、環式または非環式化合物に起こり得る。「共役度」とは、介在するシグマ結合全体に、少なくとも１つのｐ軌道と別のｐ軌道とに重なりがあることを指す。例えば、１，３−ブタジエンは、一共役度を有する一方、ベンゼンおよび他の芳香族化合物は、通常、複数の共役度を有する。蛍光および発色化合物は、通常、少なくとも一共役度を含む。
「蛍光」とは、特定の周波数の光を吸収して、異なる周波数の光を放出することが可能な分子を指す。蛍光は、当業者に周知である。
「発色」とは、有色スペクトル（すなわち、赤色、黄色、青色など）内の光を吸収する分子を指す。
【００２８】
「ＦＲＥＴ」とは、Ｆｏｒｓｔｅｒ共鳴エネルギー移動を指し、１つの部分（例えば、第１の発色団または「ドナー」）の励起に起因するエネルギーが、隣接部分（例えば、第２の発色団または「アクセプター」）に移動する物理的相互作用を指す。「ＦＲＥＴ」は、時として、蛍光共鳴エネルギー移動とも互換的に使用される（すなわち、各発色団は、蛍光部分である）。一般に、ＦＲＥＴは、（１）アクセプター発色団の励起または吸収スペクトルが、ドナー発色団の発光スペクトルと重なること、（２）アクセプターおよびドナー発色団の遷移双極子モーメントが、実質的に平行である（すなわち、約０°または１８０°）こと、および（３）アクセプターおよびドナー発色団が、空間的に近接している（すなわち、互いに近い）ことが必要である。ドナーからアクセプターへのエネルギー移動は、非放射的な双極子−双極子カップリングにより発生し、ドナー発色団とアクセプター発色団との間の距離は、一般に、光の波長よりかなり短い。
【００２９】
「ドナー」または「ドナー発色団」とは、励起した電子状態に誘発される、またはこの状態に誘発されることができる発色団（例えば、フルオロフォア）を指し、長距離双極子−双極子相互作用により非放射的に、その励起エネルギーを近傍のアクセプター発色団に移動させることができる。理論に拘泥することを望むものではないが、個々の発色団の振動双極子が類似の共鳴周波数を有するので、エネルギー移動が起こると考えられる。これらの類似の共鳴周波数を有するドナーおよびアクセプターは、「ドナー−アクセプター対」と称され、これは、「ＦＲＥＴ部分」または「ＦＲＥＴ色素」と互換的に使用される。
「アクセプター」または「アクセプター発色団」とは、ドナー発色団からの励起エネルギーが、長距離双極子−双極子相互作用による非放射的移動を介して移動する、発色団（例えば、フルオロフォア）を指す。
【００３０】
「ストークスシフト」とは、電子遷移（例えば、励起状態から非励起状態へ、またはその逆）の吸収および発光スペクトルのバンド極大の位置の間の差異（例えば、波長）を指す。一部の実施形態では、本化合物は、２５ｎｍを超える、３０ｎｍを超える、３５ｎｍを超える、４０ｎｍを超える、４５ｎｍを超える、５０ｎｍを超える、５５ｎｍを超える、６０ｎｍを超える、６５ｎｍを超える、７０ｎｍを超える、７５ｎｍを超える、８０ｎｍを超える、８５ｎｍを超える、９０ｎｍを超える、９５ｎｍを超える、１００ｎｍを超える、１１０ｎｍを超える、１２０ｎｍを超える、１３０ｎｍを超える、１４０ｎｍを超える、１５０ｎｍを超える、１６０ｎｍを超える、１７０ｎｍを超える、１８０ｎｍを超える、１９０ｎｍを超える、または２００ｎｍを超えるストークスシフトを有する。
「リンカー」とは、炭素、酸素、窒素、硫黄、リンおよびそれらの組合せなどの少なくとも１個の原子の連続鎖であって、分子のある部分を同一分子の別の部分に、または異なる分子、部分もしくは固体支持体（例えば、マイクロ粒子）に連結させる連続鎖を指す。リンカーは、イオン性相互作用または水素結合相互作用などの、共有結合または他の手段を介して分子に連結することができる。
【００３１】
「生理的条件」は、約２０〜４０℃の範囲の温度、約１ａｔｍ（１０１ｋＰａまたは１４．７ｐｓｉ）の大気圧、約６〜８のｐＨ、約１〜２０ｍＭのグルコース濃度を有する溶液または媒体、大気酸素濃度、および／または地球の重力を指す。「生理的条件」は、これらの特性（例えば、２０〜４０℃の範囲の温度、および約６〜８のｐＨを有する）の部分集合を有する溶液または媒体を含む。このような条件はまた、以下に限定されないが、リン酸塩、炭酸水素塩、ヘモグロビンおよび／またはタンパク質を含めた、緩衝液の構成成分または系を含むことができる。
【００３２】
用語「生体分子」は、核酸、炭水化物、アミノ酸、ポリペプチド、グリコタンパク質、ホルモン、アプタマーおよびそれらの混合物を含めた、様々な生体物質のいずれかを指す。より詳細には、この用語は、非限定的に、ＲＮＡ、ＤＮＡ、オリゴヌクレオチド、修飾または誘導体化ヌクレオチド、酵素、受容体、プリオン、受容体リガンド（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、血液細胞および組織細胞を含むことが意図されている。本発明の目視により検出可能な生体分子（例えば、構造（Ｉ）または（ＩＩ）の化合物に連結した生体分子を有する構造（Ｉ）または（ＩＩ）の化合物）は、本明細書にさらに記載されている通り、生体分子を、該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などの任意の利用可能な原子または官能基を介して、生体分子を本化合物に結合させることを可能にする反応性基を有する化合物に接触させることによって調製される。
【００３３】
「反応性基」は、例えば、置換、酸化、還元、付加または環化付加反応によって、第２の反応性基（例えば、「相補性反応性基」）と反応して、１つまたは複数の共有結合を形成することができる部分である。例示的な反応性基が、表１に提示されており、例えば、求核剤、求電子剤、ジエン、求ジエン体、アルデヒド、オキシム、ヒドラゾン、アルキン、アミン、アジド、アシルアジド、アシルハライド、ニトリル、ニトロン、スルフヒドリル、ジスルフィド、ハロゲン化スルホニル、イソチオシアネート、イミドエステル、活性化エステル、ケトン、α，β−不飽和カルボニル、アルケン、マレイミド、α−ハロイミド、エポキシド、アジリジン、テトラジン、テトラゾール、ホスフィン、ビオチン、チイランなどを含む。
【００３４】
「バイオコンジュゲート（ｂｉｏ−ｃｏｎｊｕｇａｔｉｏｎ）」または「バイオコンジュゲート（ｂｉｏ−ｃｏｎｊｕｇａｔｅ）」、および関連する変形語とは、２つの分子間の安定な共有結合を形成させるための化学反応戦略を指す。用語「バイオコンジュゲート」は、分子の１つが生体分子（例えば、抗体）である場合に一般に使用されるが、非生体分子（例えば、ポリマー樹脂）と共有結合を形成することを記載するために使用することができる。このような反応戦略に由来する生成物または化合物は、「コンジュゲート」、「バイオコンジュゲート」または文法的等価物である。
用語「目視可能な」および「目視により検出可能な」は、本明細書において、事前の照射、または化学的もしくは酵素的活性化なしに、目視検査によって観察可能な物質を指すために使用される。このような目視により検出可能な物質は、約３００〜約９００ｎｍの範囲のスペクトル領域の光を吸収して、放出する。好ましくは、このような物質は、強く色を呈し、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５０，０００Ｍ、さらにより好ましくは少なくとも約６０，０００、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。本発明の化合物は、裸眼による観察によって検出され得るか、または非限定的に、吸収スペクトル光度計、透過型光学顕微鏡、デジタルカメラおよびスキャナを含めた光学に基づく検出デバイスを用いて検出され得る。目視により検出可能な物質は、可視スペクトルの光を発光および／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（ＩＲ）領域（約７００ｎｍ〜約１ｍｍ）の光を放出および／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放出および／または吸収する物質も、「目視により検出可能な」物質の範囲内に含まれる。
【００３５】
本発明の実施形態の目的のため、用語「光安定性可視色素」とは、本明細書の上で定義されている通り、目視により検出可能であり、かつ光への曝露時に有意には改変または分解しない化学部分を指す。好ましくは、光安定性可視色素は、少なくとも１時間の光への曝露後に、有意な脱色または分解を示さない。より好ましくは、可視色素は、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、さらにより好ましくは少なくとも１週間、最も好ましくは少なくとも１か月間の光への曝露後に安定である。本発明の化合物および方法において使用するのに好適な光安定性可視色素の非限定例は、アゾ色素、チオインジゴ色素、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リアリールカルボニウム（ｔｒｕａｒｙｃａｒｂｏｎｉｕｍ）を含む。
【００３６】
本明細書で使用する場合、用語「ペリレン誘導体」は、目視により検出可能な任意の置換ペリレンを含むことが意図されている。しかし、この用語は、ペリレンそれ自体を含むことを意図するものではない。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」は、類似的に使用される。一部の好ましい実施形態では、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。
【００３７】
本発明の様々な実施形態のポリマー化合物は、特定の分析対象（例えば、生体分子）の存在、位置、空間的相互作用または量を決定することが必要な、生化学的および生物医学的用途などの幅広い種類の分析用途に有用である。したがって、別の態様では、本発明は、生体分子を目視で検出する方法であって、（ａ）生物系に、生体分子に連結されている、本明細書において開示されている実施形態の化合物（例えば、構造（Ｉ）または構造（ＩＩ））を含む目視により検出可能な生体分子を提供するステップ、および（ｂ）該生体分子をその可視特性によって検出するステップを含む方法を提供する。本発明の目的のために、言い回し「その可視特性によって生体分子を検出する」とは、照射、または化学的もしくは酵素的活性化なしに、生体分子が、裸眼により、または非限定的に、吸収スペクトル光度計、透過型光学顕微鏡、デジタルカメラおよびスキャナを含めた光学に基づく検出デバイスを用いて観察されることを意味する。密度計を使用して、存在する目視により検出可能な生体分子の量を定量することができる。例えば、２つの試料中の生体分子の相対量は、相対光学密度を測定することによって決定することができる。生体分子あたりの色素分子の化学量論が既知であり、かつ色素分子の吸光係数が既知である場合、生体分子の絶対濃度は、光学密度の測定値から求めることもできる。本明細書で使用する場合、用語「生物系」は、目視により検出可能な生体分子に加えて、１つまたは複数の生体分子を含む任意の溶液または混合物を指すために使用される。このような生物系の非限定例には、細胞、細胞抽出物、組織試料、電気泳動用ゲル、アッセイ混合物およびハイブリッド化反応混合物が含まれる。
【００３８】
「固体支持体」または「固体支持体残基」とは、分子を固相に支持するための当分野で公知の任意の固体基材を指し、例えば「マイクロ粒子」とは、以下に限定されないが、ガラス製ビーズ、磁気ビーズ、ポリマー製ビーズ、非ポリマー製ビーズなどを含めた、本発明の化合物への結合に有用ないくつかの小型粒子のいずれかを指す。ある種の実施形態では、マイクロ粒子はポリスチレン製ビーズを含む。
「塩基対部分」とは、水素結合を介して、相補性複素環式部分とハイブリダイズすることが可能な複素環式部分を指す（例えば、ワトソン−クリック塩基対）。塩基対部分は、天然および非天然塩基を含む。塩基対部分の非限定例は、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、ならびにそれらの類似体などの（ｓｕｃｈ）ＲＮＡおよびＤＮＡ塩基である。
本明細書において開示されている本発明の実施形態はまた、１個または複数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えられることによって、同位体標識されている構造（Ｉ）または（ＩＩ）の化合物のすべてを包含することが意図されている。開示されている化合物に組み込まれ得る同位体の例には、それぞれ、2Ｈ、3Ｈ、11Ｃ、13Ｃ、14Ｃ、13Ｎ、15Ｎ、15Ｏ、17Ｏ、18Ｏ、31Ｐ、32Ｐ、35Ｓ、18Ｆ、36Ｃｌ、123Ｉおよび125Ｉなどの水素、炭素、窒素、酸素、リン、フッ素、塩素およびヨウ素の同位体が含まれる。
構造（Ｉ）または（ＩＩ）の同位体標識化合物は、一般に、当業者に公知の従来技法によって、または以前に使用された非標識試薬の代わりに適切な同位体標識試薬を使用して、以下および以下の実施例に記載されているものに類似した方法によって一般に調製することができる。
【００３９】
「安定な化合物」および「安定な構造」は、反応混合物から有用な純度の程度までの単離および有効な治療剤への製剤化に分解しない（ｓｕｒｖｉｖｅ）ほど十分に頑強な化合物を示すことが意図されている。
【００４０】
「任意に用いてもよい（ｏｐｔｉｏｎａｌ）」または「してもよい（ｏｐｔｉｏｎａｌｌｙ）」は、その後に記載されている事象または状況が発生することがあるか、または発生しないことがあることを意味する。このような記載は、該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。例えば、「置換されていてもよいアルキル」は、このアルキル基が置換されていてもよいこと、または置換されていなくてもよいこと、およびこの記載は置換アルキル基と置換を有していないアルキル基の両方を含むことを意味する。
「塩」は、酸付加塩と塩基付加塩の両方を含む。
「酸付加塩」とは、以下に限定されないが、塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸などの無機酸、および以下に限定されないが、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、シヨウノウ酸、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、桂皮酸、クエン酸、シクラミン酸、ドデシル硫酸、エタン−１，２−二スルホン酸、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、粘液酸、ナフタレン−１，５−二スルホン酸、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、オロチン酸、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−アミノサルチル酸、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の有機酸と共に形成される塩を指す。
【００４１】
「塩基付加塩」とは、無機塩基または有機塩基の遊離酸への付加から調製される塩を指す。無機塩基に由来する塩には、以下に限定されないが、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含まれる。有機塩基に由来する塩には、以下に限定されないが、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、リシン、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の、天然置換アミン、環式アミンおよび塩基性イオン交換樹脂を含めた、一級、二級および三級アミン、置換アミンの塩が含まれる。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。
【００４２】
結晶化は、本明細書において記載されている化合物の溶媒和物を生じることがある。本発明の実施形態は、記載されている化合物の溶媒和物のすべてを含む。本明細書で使用する場合、用語「溶媒和物」とは、本発明の化合物の１つまたは複数の分子と溶媒の１つまたは複数の分子を含む凝集物を指す。溶媒は水であってもよく、この場合、溶媒和物は水和物となり得る。代替的に、溶媒は、有機溶媒であってもよい。したがって、本発明の化合物は、一水和物、二水和物、ヘミ水和物、セスキ水和物、三水和物、四水和物など、ならびに対応する溶媒和物形態を含めた、水和物として存在することがある。本発明の化合物は、真の溶媒和物であってもよい一方、他の場合では、本発明の化合物は、単に偶発的な水または別の溶媒を保持することがあるか、または水とある偶発的な溶媒との混合物であってもよい。
【００４３】
本発明の化合物（例えば、構造ＩまたはＩＩの化合物）の実施形態、またはその塩、互変異性体もしくは溶媒和物は、１個または複数の不斉中心を含むことがあり、したがって、絶対立体化学に関して、（Ｒ）−もしくは（Ｓ）−、またはアミノ酸の場合、（Ｄ）−もしくは（Ｌ）−と定義され得る、鏡像異性体、ジアステレオマーおよび他の立体異性体が生じることがある。本発明の実施形態は、すべてのこのような可能な異性体、ならびにそのラセミ体および光学的に純粋な形態を含むことが意図されている。光学活性な（＋）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することができるか、または従来の技法、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割され得る。個々の鏡像異性体の調製／単離に関する従来の技法には、好適な光学的に純粋な前駆体からのキラル合成、または例えば、キラル高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を使用するラセミ体（または、塩もしくは誘導体のラセミ体）の分割が含まれる。本明細書において記載されている化合物が、オレフィン性二重結合または幾何学的不斉の他の中心を含有している場合、および特に指定しない限り、本化合物は、ＥおよびＺ幾何異性体の両方を含むことが意図されている。同様に、互変異性体のすべてが、含まれることも意図されている。
【００４４】
「立体異性体」とは、同じ結合によって結合した同一原子から構成されているが、相互変換することができない異なる三次元構造を有する化合物を指す。本発明は、様々な立体異性体およびそれらの混合物を企図しており、２つの立体異性体であって、それらの分子が互いに重なり合わない鏡像である、２つの立体異性体を指す「鏡像異性体」を含む。
「互変変異性体」とは、分子の１個の原子から同一分子の別の原子へのプロトン移動を指す。本発明は、任意の前記化合物の互変異性体を含む。本化合物の様々な互変異性体は、当業者によって容易に誘導可能である。
本明細書において使用される化学命名プロトコールおよび構造略図は、ＡＣＤ／命名バージョン９．０７ソフトウェアプログラムおよび／またはＣｈｅｍＤｒａｗ  Ｕｌｔｒａバージョン１１．０ソフトウェア命名プログラム（ＣａｍｂｒｉｄｇｅＳｏｆｔ）を使用する、Ｉ．Ｕ．Ｐ．Ａ．Ｃ．命名法システムの修正版である。当業者が精通している一般名称も使用する。
【００４５】
上記の通り、本発明の一実施形態では、様々な分析法におけるＦＲＥＴ、蛍光および／または発色色素として有用な化合物が提供される。他の実施形態では、ＦＲＥＴ、蛍光および／または発色色素として有用な化合物を調製する合成中間体として有用な化合物が提供される。一般用語では、本発明の実施形態は、ＦＲＥＴ、蛍光および／または発色部分の二量体以上のポリマーを対象としている。ＦＲＥＴ、蛍光および／または発色部分は、連結部分によって連結される。理論に拘泥することを望むものではないが、リンカーは、ドナー−アクセプター対の間に十分な空間距離／近接状態を維持する一助となり、こうして、分子内消光が低減されるかまたはなくなると同時に、エネルギーの非放射的移動を容易にするほど十分な近接状態を維持すると考えられる。
【００４６】
したがって、一部の実施形態では、本化合物は、以下の構造（Ａ）：
【化５】
2021518410.tif 000007
(A)
（式中、Ｌは、１つまたは複数の（例えば、各々の）Ｍ基の間の空間隔離を維持するのに十分なリンカーであり、その結果、分子内消光が低減されるか、またはなくなり、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3およびｎは、構造（Ｉ）または構造（ＩＩ）に関して定義されている通りである）を有する。
【００４７】
他の実施形態では、以下の構造（Ｉ）を有する化合物：
【化６】
2021518410.tif 000008
(I)
またはその立体異性体、塩もしくは互変異性体（式中、
Ｍ1およびＭ2は、出現毎に独立して、発色団であり、ただし出現するＭ1およびＭ2の少なくとも１つは一緒になって、ＦＲＥＴドナー−アクセプター対を形成することを条件とし、
Ｌ1は、出現毎に、任意に用いてもよいリンカーであり、
Ｌ2およびＬ3は、出現毎に独立して、任意に用いてもよいアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンまたはヘテロ原子リンカーであり、
Ｌ4は、出現毎に独立して、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、出現毎に独立して、Ｈ、アルキルまたはアルコキシであり、
Ｒ2およびＲ3は、それぞれ独立して、Ｈ、ＯＨ、ＳＨ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、ヘテロアルキル、−ＯＰ（＝Ｒa）（Ｒb）Ｒc、Ｑもしくはその保護形態、またはＬ’であり、
Ｒ4は、出現毎に独立して、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ-、Ｓ-、ＯＲdまたはＳＲdであり、
Ｒ5は、出現毎に独立して、オキソ、チオキソであるか、または存在せず、
Ｒaは、ＯまたはＳであり、
Ｒbは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ-、Ｓ-、ＯＲdまたはＳＲdであり、
Ｒcは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ-、Ｓ-、ＯＲd、ＯＬ’、ＳＲd、アルキル、アルコキシ、ヘテロアルキル、ヘテロアルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、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であり、
Ｒdは、対イオンであり、
Ｑは、出現毎に独立して、分析対象分子、標的指向性部分、固体支持体または相補性反応性基Ｑ’と共有結合を形成することが可能な、反応性基またはその保護形態を含む部分であり、
Ｌ’は、出現毎に独立して、Ｑへの共有結合を含むリンカー、標的指向性部分への共有結合を含むリンカー、分析対象分子への共有結合を含むリンカー、固体支持体への共有結合を含むリンカー、固体支持体残基への共有結合を含むリンカー、ヌクレオシドへの共有結合を含むリンカー、または構造（Ｉ）のさらなる化合物への共有結合を含むリンカーであり、
ｍは、出現毎に独立して、０以上の整数であり、
ｎは、１以上の整数である）
が提供される。
【００４８】
一部の実施形態では、出現するＬ4の少なくとも１つは、ヘテロアルキレンである。より具体的な実施形態では、ヘテロアルキレンは、アルキレンオキシドを含む。一部の関連する実施形態では、ヘテロアルキレンは、エチレンオキシドを含む。
【００４９】
実施形態では、出現するＬ4の少なくとも１つは、アルキレンである。一部のより具体的な実施形態では、少なくとも１つのアルキレンはエチレンである。一部の実施形態では、アルキレンは、出現毎に、エチレンである。
【００５０】
一部の実施形態では、Ｌ1は、出現毎に独立して、任意に用いてもよいアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンまたはヘテロ原子リンカーである。一部の実施形態では、Ｌ1は、２つの相補性反応性基（例えば、アジドとアルキン）の反応により形成可能な官能基を含むリンカーである。一部の実施形態では、Ｌ1は、出現毎に独立して、任意に用いてもよいアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレン、アルキレンヘテロアリーレンアルキレン、アルキレンヘテロシクリレンアルキレン、アルキレンカルボシクリレンアルキレン、ヘテロアルキレンヘテロアリーレンアルキレン、ヘテロアルキレンヘテロシクリレンアルキレン、ヘテロアルキレンカルボシクリレンアルキレン、ヘテロアルキレンヘテロアリーレンヘテロアルキレン、ヘテロアルキレンヘテロシクリレンヘテロアルキレン、ヘテロアルキレンカルボシクリレンヘテロアルキレン、アルキレンヘテロアリーレンヘテロアルキレン、アルキレンヘテロシクリレンヘテロアルキレン、アルキレンカルボシクリレンヘテロアルキレン、ヘテロアリーレン、ヘテロシクリレン、カルボシクリレン、アルキレンヘテロアリーレン、アルキレンヘテロシクリレン、ヘテロアリーレンアルキレン、アルキレンカルボシクリレン、カルボシクリレンアルキレン、ヘテロアルキレンヘテロアリーレン、ヘテロアルキレンヘテロシクリレン、ヘテロアリーレンヘテロアルキレン、ヘテロアルキレンカルボシクリレン、カルボシクリレンヘテロアルキレンまたはヘテロ原子リンカーである。一部の実施形態では、Ｌ1は、置換されていてもよい。
【００５１】
一部の実施形態では、本化合物は、以下の構造（ＩＡ）：
【化７】
2021518410.tif 000009
(IA)
（式中、
ｚは、出現毎に独立して、１〜１００の整数であり、
ｍ1、ｍ2およびｍ3は、出現毎に独立して、０〜６の整数である）
を有する。
【００５２】
一部の他の実施形態では、本化合物は、以下の構造（ＩＢ）：
【化８】
2021518410.tif 000010
(IB)
（式中、
ｚは、出現毎に独立して、１〜１００の整数である）
を有する。
【００５３】
異なる実施形態では、本化合物は、以下の構造（ＩＣ）：
【化９】
2021518410.tif 000011
(IC)
（式中、
ｚは、出現毎に独立して、１〜１００の整数であり、
ｘ1、ｘ2、ｘ3およびｘ4は、出現毎に独立して、０〜６の整数である）
を有する。
【００５４】
ある種の関連する実施形態では、ｚは、１つまたは複数の出現において、３〜６の整数である。一部の具体的な実施形態では、ｘ1およびｘ3は、出現毎に、それぞれ０であり、ｘ2およびｘ4は、出現毎に、それぞれ１である。一部の実施形態では、ｘ1、ｘ2、ｘ3およびｘ4は、出現毎に、それぞれ１である。特定の一実施形態では、Ｌ4は、以下の構造：
【化１０】
2021518410.tif 000012
（式中、
ｐは、出現毎に独立して、０〜６の整数であり、
ｙは、出現毎に独立して、１〜１００の整数である）
を有する。
【００５５】
一部の実施形態では、Ｒ3は、以下の構造：
【化１１】
2021518410.tif 000013
（式中、
ｐは、出現毎に独立して、０〜６の整数であり、
ｙは、出現毎に独立して、１〜１００の整数である）
を含む。
【００５６】
ある種の実施形態では、本化合物は、以下の構造（ＩＤ）：
【化１２】
2021518410.tif 000014
(ID)
を有する。
【００５７】
一部の関連する実施形態では、本化合物は、以下の構造（ＩＥ）：
【化１３】
2021518410.tif 000015
(IE)
を有する。
【００５８】
別の実施形態は、以下の構造（ＩＩ）を有する化合物：
【化１４】
2021518410.tif 000016
(II)
またはその立体異性体、塩もしくは互変異性体（式中、
Ｍ1およびＭ2は、出現毎に独立して、発色団であり、ただし出現するＭ1およびＭ2の少なくとも１つは一緒になって、ＦＲＥＴアクセプター−ドナー対を形成することを条件とし、
Ｌ1は、出現毎に、任意に用いてもよいリンカーであり、
Ｌ2およびＬ3は、出現毎に独立して、任意に用いてもよいアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンまたはヘテロ原子リンカーであり、
Ｌ4は、出現毎に独立して、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、出現毎に独立して、Ｈ、アルキルまたはアルコキシであり、
Ｒ2およびＲ3は、それぞれ独立して、Ｈ、ＯＨ、ＳＨ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、ヘテロアルキル、−ＯＰ（＝Ｒa）（Ｒb）Ｒc、Ｑもしくはその保護形態、またはＬ’であり、
Ｒ4は、出現毎に独立して、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ-、Ｓ-、ＯＲdまたはＳＲdであり、
Ｒ5は、出現毎に独立して、オキソ、チオキソであるか、または存在せず、
Ｒaは、ＯまたはＳであり、
Ｒbは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ-、Ｓ-、ＯＲdまたはＳＲdであり、
Ｒcは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ-、Ｓ-、ＯＲd、ＯＬ’、ＳＲd、アルキル、アルコキシ、ヘテロアルキル、ヘテロアルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、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であり、
Ｒdは、対イオンであり、
Ｑは、出現毎に独立して、分析対象分子、標的指向性部分、固体支持体または相補性反応性基Ｑ’と共有結合を形成することが可能な、反応性基またはその保護形態を含む部分であり、
Ｌ’は、出現毎に独立して、Ｑへの共有結合を含むリンカー、標的指向性部分への共有結合を含むリンカー、分析対象分子への共有結合を含むリンカー、固体支持体への共有結合を含むリンカー、固体支持体残基への共有結合を含むリンカー、ヌクレオシドへの共有結合を含むリンカー、または構造（ＩＩ）のさらなる化合物への共有結合を含むリンカーであり、
ｍは、出現毎に独立して、０〜２、または６より大きい整数であり、
ｎは、１以上の整数である）
を提供する。
【００５９】
構造（Ｉ）および（ＩＩ）の化合物中の様々なリンカーおよび置換基（例えば、Ｍ1、Ｍ2、Ｑ、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒc、Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3およびＬ4）は、さらにもう１つの置換基により置換されていてもよい。例えば、一部の実施形態では、任意に用いてもよい置換基は、構造（Ｉ）または（ＩＩ）の化合物の水溶解度または他の特性を最適化するよう選択される。ある種の実施形態では、構造（Ｉ）および（ＩＩ）の化合物中のアルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、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およびチオホスホアルキルエーテルはそれぞれ、ヒドロキシル、アルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、スルフヒドリル、アミノ、アルキルアミノ、カルボキシル、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およびチオホスホアルキルエーテルからなる群から選択される、さらに１つの置換基により置換されていてもよい。
【００６０】
任意に用いてもよいリンカーＬ1は、化合物の残りへのＭ1およびＭ2部分の結合点として使用することができる。例えば、一部の実施形態では、構造（Ｉ）または構造（ＩＩ）の化合物への合成前駆体が調製され、Ｍ1および／またはＭ2部分は、任意の数の、当分野において公知の容易な方法、例えば、「クリックケミストリー」と称される方法を使用して合成前駆体に結合される。この目的の場合、迅速かつ実質的に不可逆な任意の反応を使用して、構造（Ｉ）または構造（ＩＩ）の化合物を形成するための合成前駆体にＭ1もしくはＭ2、またはそれらの両方を結合することができる。例示的な反応には、アジドとアルキンとのトリアゾールを形成する銅触媒反応（Ｈｕｉｓｇｅｎの１，３−双極子環化付加）、ジエンと求ジエンとの反応（Ｄｉｅｌｓ−Ａｌｄｅｒ）、歪みにより促進されるアルキン−ニトロン環化付加、歪アルケンとアジド、テトラジンまたはテトラゾールの反応、アルケンとアジドの［３＋２］環化付加、アルケンとテトラジンの逆需要Ｄｉｅｌｓ−Ａｌｄｅｒ、アルケンとテトラゾールの光反応、ならびに求電子性原子への求核攻撃による脱離基の置換などの様々な置換反応が含まれる。一部の実施形態では、Ｌ1を形成する反応は、水性環境中で行われてもよい。
したがって、一部の実施形態では、Ｌ1は、出現毎に、２つの相補性反応性基の反応によって形成可能な官能基、例えば、上述の「クリック」反応の１つの生成物である官能基を含むリンカーである。様々な実施形態では、出現するＬ1の少なくとも１つについて、官能基は、アルデヒド、オキシム、ヒドラゾン、アルキン、アミン、アジド、アシルアジド、アシルハライド、ニトリル、ニトロン、スルフヒドリル、ジスルフィド、ハロゲン化スルホニル、イソチオシアネート、イミドエステル、活性化エステル、ケトン、α，β−不飽和カルボニル、アルケン、マレイミド、α−ハロイミド、エポキシド、アジリジン、テトラジン、テトラゾール、ホスフィン、ビオチンまたはチイラン官能基と、相補性反応性基との反応によって形成され得る。
【００６１】
他の実施形態では、出現するＬ1の少なくとも１つについて、官能基は、アルキンおよびアジドの反応によって形成され得る。
より多くの実施形態では、出現するＬ1の少なくとも１つについて、官能基は、アルケン、エステル、アミド、チオエステル、ジスルフィド、炭素環式、複素環式またはヘテロアリール基を含む。一部のより具体的な実施形態では、出現するＬ1の少なくとも１つについて、Ｌ1は、トリアゾリル官能基を含むリンカーである。
【００６２】
さらに他の実施形態では、出現するＬ1の少なくとも１つについて、Ｌ1−Ｍは、以下の構造：
【化１５】
2021518410.tif 000017
（式中、Ｌ1aおよびＬ1bは、それぞれ独立して、任意に用いてもよいリンカーである）を有する。
【００６３】
異なる実施形態では、出現するＬ1の少なくとも１つについて、Ｌ1−Ｍは、以下の構造：
【化１６】
2021518410.tif 000018
（式中、Ｌ1aおよびＬ1bは、それぞれ独立して、任意に用いてもよいリンカーである）を有する。
上述の様々な実施形態では、Ｌ1aもしくはＬ1b、またはそれらの両方が、存在しない。他の実施形態では、Ｌ1aもしくはＬ1b、またはそれらの両方が存在する。
一部の実施形態では、Ｌ1aおよびＬ1bは、存在する場合、それぞれ独立して、アルキレンまたはヘテロアルキレンである。例えば、一部の実施形態では、Ｌ1aおよびＬ1bは、存在する場合、独立して、以下の構造：
【化１７】
2021518410.tif 000019
のうちの１つを有する。
【００６４】
さらに他の異なる実施形態では、Ｌ1は、出現毎に独立して、任意に用いてもよいアルキレンまたはヘテロアルキレンリンカーである。
より多くの実施形態では、Ｌ2およびＬ3は、出現毎に独立して、Ｃ1−Ｃ6アルキレン、Ｃ2−Ｃ6アルケニレンまたはＣ2−Ｃ6アルキニレンである。
【００６５】
一部の実施形態では、出現するＬ1の少なくとも１つは、以下の構造：
【化１８】
2021518410.tif 000020
（式中、
ａ、ｂおよびｃは、それぞれ独立して、１〜６の範囲の整数である）
のうちの１つを有する。
【００６６】
一部の実施形態では、Ｌ1の各出現は、以下の構造：
【化１９】
2021518410.tif 000021
（式中、
ａ、ｂおよびｃは、それぞれ独立して、１〜６の範囲の整数である）
のうちの１つを有する。
【００６７】
一部の実施形態では、出現するＬ1の少なくとも１つは、以下の構造：
【化２０】
2021518410.tif 000022
のうちの１つを有する。
【００６８】
一部の実施形態では、Ｌ1の各出現は、以下の構造：
【化２１】
2021518410.tif 000023
のうちの１つを有する。
さらに他の実施形態では、Ｒ4は、出現毎に独立して、ＯＨ、Ｏ-またはＯＲdである。「ＯＲd」および「ＳＲd」は、陽イオンに結合した、Ｏ-およびＳ-を指すことが意図されることが理解される。例えば、ホスフェート基の二ナトリウム塩は、以下の通り表すことができる：
【００６９】
【化２２】
2021518410.tif 000024
（式中、Ｒaは、ナトリウム（Ｎａ+）である）。
他の実施形態では、Ｒ5は、出現毎に、オキソである。
上述の化合物のいずれかの一部の異なる実施形態では、Ｒ1は、Ｈである。
他の様々な実施形態では、Ｒ2およびＲ3は、それぞれ独立して、ＯＨまたは−ＯＰ（＝Ｒa）（Ｒb）Ｒcである。一部の異なる実施形態では、Ｒ2またはＲ3は、ＯＨまたは−ＯＰ（＝Ｒa）（Ｒb）Ｒcであり、Ｒ2またはＲ3のもう一方は、Ｑ、またはＱへの共有結合を含むリンカーである。一部の実施形態では、Ｒ2およびＲ3は、それぞれ独立して、−ＯＰ（＝Ｒa）（Ｒb）Ｒcである。一部の具体的な実施形態では、Ｒcは、ＯＬ’である。それらの実施形態の一部では、Ｌ’は、Ｑ、標的指向性部分、分析対象分子、固体支持体、固体支持体残基、ヌクレオシドまたは構造（Ｉ）のさらなる化合物、または構造（ＩＩ）のさらなる化合物へのヘテロアルキレンリンカーである。一部の実施形態では、Ｌ’は、アルキレンオキシドもしくはホスホジエステル部分、またはそれらの組合せを含む。ある種の実施形態では、Ｌ’は、以下の構造：
【００７０】
【化２３】
2021518410.tif 000025
（式中、
ｍ”およびｎ”は、独立して、１〜１０の整数であり、
Ｒeは、Ｈ、電子対または対イオンであり、
Ｌ”は、Ｒe、またはＱ、標的指向性部分、分析対象分子、固体支持体、固体支持体残基、ヌクレオシドもしくは構造（Ｉ）のさらなる化合物、もしくは構造（ＩＩ）のさらなる化合物への直接結合もしくは連結基である）
を有する。
【００７１】
さらに他の実施形態では、Ｑは、出現毎に独立して、分析対象分子または固体支持体と共有結合を形成することが可能な反応性基を含む部分である。他の実施形態では、Ｑは、出現毎に独立して、相補性反応性基Ｑ’と共有結合を形成することが可能な反応性基を含む部分である。例えば、一部の実施形態では、Ｑ’は、構造（Ｉ）または構造（ＩＩ）のさらなる化合物に存在し（例えば、Ｒ2またはＲ3の位置）、ＱおよびＱ’は、相補性反応性基を含み、こうして、構造（Ｉ）または構造（ＩＩ）の化合物と構造（Ｉ）または構造（ＩＩ）のさらなる化合物との反応により、構造（Ｉ）または構造（ＩＩ）の化合物の共有結合による二量体をもたらす。構造（Ｉ）または構造（ＩＩ）の多量体化合物もまた、類似の方法で調製することができ、本発明の実施形態の範囲内に含まれる。
【００７２】
Ｑ基のタイプ、および構造（Ｉ）または構造（ＩＩ）の化合物の残りへのＱ基の結合性は、特に限定されず、ただし、Ｑは、所望の結合を形成するために適切な反応性を有する部分を含むことを条件とする。
ある種の実施形態では、Ｑは、水性条件下で加水分解を受けにくいが、分析対象分子または固体支持体の表面の対応する基（例えば、アミン、アジドまたはアルキン）と結合を形成するのに十分な反応性のある部分である。
【００７３】
構造（Ｉ）および／または構造（ＩＩ）の化合物のある種の実施形態は、バイオコンジュゲートの分野において、一般に使用されているＱ基を含む。例えば一部の実施形態では、Ｑは、求核性反応性基、求電子性反応性基または環化付加反応性基を含む。一部のより具体的な実施形態では、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、求ジエン体、酸ハロゲン化物、ハロゲン化スルホニル、ホスフィン、α−ハロアミド、ビオチン、アミノまたはマレイミド官能基を含む。一部の実施形態では、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（ｐｏｌｙｆｌｏｕｒｏｐｈｅｎｙｌ）エステルである。他の実施形態では、アルキンは、アルキルアジドまたはアシルアジドである。一部の実施形態では、Ｑは、マレイミド官能基を含む。
【００７４】
例示的なＱ部分は、以下の表Ｉに提示されている。
【表１−１】
2021518410.tif 000026
【表１−２】
2021518410.tif 000027
【表１−３】
2021518410.tif 000028
一部の実施形態では、ＱがＳＨである場合、ＳＨ部分は、構造（Ｉ）または構造（ＩＩ）の別の化合物の別のスルフヒドリル基とジスルフィド結合を形成する傾向があることに留意すべきである。したがって、一部の実施形態は、ジスルフィド二量体の形態にある、構造（Ｉ）の化合物を含み、ジスルフィド結合は、ＳＨであるＱ基から誘導される。他の実施形態は、ジスルフィド二量体の形態にある、構造（ＩＩ）の化合物を含み、ジスルフィド結合は、ＳＨであるＱ基から誘導される。
一部の他の実施形態では、Ｒ2またはＲ3の一方はＯＨまたは−ＯＰ（＝Ｒa）（Ｒb）Ｒcであり、Ｒ2またはＲ3のもう一方は、分析対象分子への共有結合を含むリンカー、または固体支持体への共有結合を含むリンカーである。例えば、一部の実施形態では、分析対象分子は、核酸、アミノ酸またはそれらのポリマーである。他の実施形態では、分析対象分子は、酵素、受容体、受容体リガンド、抗体、グリコタンパク質、アプタマーまたはプリオンである。さらに異なる実施形態では、固体支持体は、ポリマー製ビーズまたは非ポリマー製ビーズである。一部の実施形態では、標的指向性部分は、抗体または細胞表面受容体アンタゴニストである。
【００７５】
ある種の具体的な実施形態では、Ｒ2またはＲ3は、以下の構造：
【化２４】
2021518410.tif 000029
2021518410.tif 000030
のうちの１つを有する。
【００７６】
ｍの値は、発色団、蛍光の間の所望の距離、および／または発色強度に基づいて選択され得る別の可変因子である。一部の実施形態では、ｍは、出現毎に独立して、１〜１０の整数である。他の実施形態では、ｍは、出現毎に独立して、１〜５の整数、例えば、１、２、３、４または５である。
蛍光強度もまた、異なるｎの値を選択することによって調節することができる。ある種の実施形態では、ｎは、１〜１００の整数である。他の実施形態では、ｎは、１〜１０の整数である。
【００７７】
Ｍ1およびＭ2は、所望の光学特性に基づいて、例えば、所望のストークスシフト、吸光度／発光量の重なり、特定の発色および／または蛍光発光波長に基づいて選択される。一部の実施形態ではＭ1（または代替として、Ｍ2）は、出現毎に同じである。しかし、Ｍ1またはＭ2の各出現は、それぞれ、同一のＭ1またはＭ2である必要はないことに留意することが重要である。ある種の実施形態は、Ｍ1が、出現毎に同じではない化合物を含む。一部の実施形態は、Ｍ2が、出現毎に同じではない化合物を含む。
【００７８】
一部の実施形態では、Ｍ1およびＭ2は、ＦＲＥＴ法において使用するための、吸光度および／または発光特徴を有するよう選択される。例えば、このような実施形態では、ＦＲＥＴ機構によって、異なる波長でのＭ2による照射の発光を誘発する１つの波長において、Ｍ1が照射の吸光度を有するような、異なるＭ1およびＭ2部分が選択される。例示的なＭ1およびＭ2部分は、所望の最終使用に基づいて、当業者により適切に選択することができる。
個々のＭ1およびＭ2はそれぞれ、Ｍ1またはＭ2上の任意の位置（すなわち、原子）からの分子の残りに結合することができる。当業者は、Ｍ1またはＭ2が分子の残りに結合するための手段を認識していよう。例示的な方法には、本明細書に記載されている「クリック」反応が含まれる。
【００７９】
一部の実施形態では、Ｍ1またはＭ2は、ＦＲＥＴ、蛍光または発色部分である。任意の蛍光および／または発色部分が使用されて、ＦＲＥＴドナー−アクセプター対を形成することができ、例えば、当分野での公知のもの、および通常、比色分析アッセイ、ＵＶアッセイおよび／または蛍光アッセイに使用されるものが使用され得る。一部の実施形態では、Ｍ1もしくはＭ2、またはそれらの両方が、出現毎に独立して、蛍光性または発色性である。本発明の様々な実施形態に有用なＭ1またはＭ2部分の例には、以下に限定されないが、キサンテン誘導体（例えば、フルオレセイン、ローダミン、オレゴングリーン、エオシンまたはテキサスレッド）；シアニン誘導体（例えば、シアニン、インドカルボシアニン、オキサカルボシアニン、チアカルボシアニンまたはメロシアニン）；スクアライン誘導体および環置換スクアライン（セタ、セタウおよびスクエア色素を含む）；ナフタレン誘導体（例えば、ダンシルおよびポロダン誘導体）；クマリン誘導体；オキサジアゾール誘導体（例えば、ピリジルオキサゾール、ニトロベンゾオキサジアゾールまたはベンゾオキサジアゾール）；アントラセン誘導体（例えば、ＤＲＡＱ５、ＤＲＡＱ７およびＣｙＴＲＡＫオレンジを含むアントラキノン）；カスケードブルーなどのピレン誘導体；オキサジン誘導体（例えば、ナイルレッド、ナイルブルー、クレシルバイオレット、オキサジン１７０）；アクリジン誘導体（例えば、プロフラビン、アクリジンオレンジ、アクリジンイエロー）；アリールメチン誘導体：アウラミン、クリスタルバイオレット、マラカイトグリーン；およびテトラピロール誘導体（例えば、ポルフィン、フタロシアニンまたはビリルビン）が含まれる。他の例示的なＭ部分には、シアニン色素、キサンテート色素（例えば、Ｈｅｘ、Ｖｉｃ、Ｎｅｄｄ、ＪｏｅまたはＴｅｔ）；ヤキマイエロー；レッドモンドレッド；タムラ；テキサスレッドおよびａｌｅｘａ  ｆｌｕｏｒ（登録商標）色素が含まれる。
【００８０】
上述のいずれかのさらに他の実施形態では、Ｍ1もしくはＭ2、またはそれらの両方が、出現毎に独立して、３つ以上のアリールもしくはヘテロアリール環、またはそれらの組合せ、例えば、４つ以上のアリールもしくはヘテロアリール環、またはそれらの組合せ、あるいは５つ以上のアリールもしくはヘテロアリール環、またはそれらの組合せさえも含む。一部の実施形態では、Ｍ1もしくはＭ2、またはそれらの両方が、出現毎に独立して、６つのアリールもしくはヘテロアリール環、またはそれらの組合せを含む。さらなる実施形態では、環は縮合している。例えば、一部の実施形態では、Ｍ1もしくはＭ2、またはそれらの両方が、出現毎に独立して、３つ以上の縮合環、４つ以上の縮合環、５つ以上の縮合環、または６つ以上の縮合環さえも含む。
【００８１】
一部の実施形態では、Ｍ1もしくはＭ2、またはそれらの両方が、環式である。例えば、一部の実施形態では、Ｍ1もしくはＭ2、またはそれらの両方は、炭素環式である。他の実施形態では、Ｍ1もしくはＭ2、またはそれらの両方は、複素環式である。上述のさらに他の実施形態では、Ｍ1もしくはＭ2、またはそれらの両方は、出現毎に独立して、アリール部分を含む。これらの実施形態の一部では、アリール部分は、多環式である。他のさらなる具体例では、アリール部分は、縮合多環式アリール部分であり、例えば、この縮合多環式アリール部分は、少なくとも３つ、少なくとも４つ、または４つを超えることさえあるアリール環を含んでもよい。
上記の構造（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＡ）、（ＩＢ）、（ＩＣ）、（ＩＤ）または（ＩＥ）の化合物のいずれかの他の実施形態では、Ｍ1もしくはＭ2、またはそれらの両方は、出現毎に独立して、少なくとも１個のヘテロ原子を含む。例えば、一部の実施形態では、ヘテロ原子は、窒素、酸素または硫黄である。
上述のいずれかのさらにより多くの実施形態では、Ｍ1もしくはＭ2、またはそれらの両方は、出現毎に独立して、少なくとも１つの置換基を含む。例えば、一部の実施形態では、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。
【００８２】
上述の一部のさらにより具体的な実施形態では、Ｍ1もしくはＭ2、またはそれらの両方は、出現毎に独立して、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。他の実施形態では、Ｍ1もしくはＭ2、またはそれらの両方は、出現毎に独立して、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、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、またはそれらの誘導体である。さらにより多くの実施形態では、Ｍ1もしくはＭ2、またはそれらの両方は、出現毎に独立して、クマリン色素、レゾルフィン色素、ジピロメテンボロンジフルオリド色素、ルテニウムビピリジル色素、エネルギー移動色素、チアゾールオレンジ色素、ポリメチンまたはＮ−アリール−１，８−ナフタルイミド色素である。ある種の実施形態では、Ｍ1およびＭ2は、出現毎に独立して、ホウ素−ジピロメテン、ローダミン、シアニン、ピレン、ペリレン、ペリレンモノイミドもしくは６−ＦＡＭ、またはそれらの誘導体である。
上述のいずれかのさらにより多くの実施形態では、Ｍ1は、出現毎に、同じである。他の実施形態では、Ｍ1はそれぞれ、異なる。さらにより多くの実施形態では、１つまたは複数のＭ1は同じであり、１つまたは複数のＭ1は異なる。
【００８３】
上述のいずれかのさらにより多くの実施形態では、Ｍ2は、出現毎に、同じである。他の実施形態では、Ｍ2はそれぞれ、異なる。さらにより多くの実施形態では、１つまたは複数のＭ2は同じであり、１つまたは複数のＭ2は異なる。
【００８４】
一部の実施形態では、Ｍ1もしくはＭ2、またはそれらの両方は、出現毎に独立して、ホウ素−ジピロメテン、ローダミン、シアニン、ピレン、ペリレン、ペリレンモノイミドもしくは６−ＦＡＭ、またはそれらの誘導体である。一部の他の実施形態では、Ｍ1およびＭ2は、出現毎に独立して、以下の構造：
【００８５】
【化２５】
2021518410.tif 000031
のうちの１つを有する。
【００８６】
一部の具体的な実施形態では、本化合物は、表２から選択される化合物である。他の具体的な実施形態では、本化合物は、表３から選択される化合物である。表２および３中の化合物は、実施例に説明されている手順に準拠して調製し、それらの構造（ｉｄｅｎｔｉｔｙ）は、質量分析法によって確認した。
【表２−１】
2021518410.tif 000032
【表２−２】
2021518410.tif 000033
【表２−３】
2021518410.tif 000034
【表２−４】
2021518410.tif 000035
【表２−５】
2021518410.tif 000036
【表２−６】
2021518410.tif 000037
【表２−７】
2021518410.tif 000038
【表２−８】
2021518410.tif 000039
【表２−９】
2021518410.tif 000040
【表２−１０】
2021518410.tif 000041
【表２−１１】
2021518410.tif 000042
【表２−１２】
2021518410.tif 000043
【表２−１３】
2021518410.tif 000044
【表２−１４】
2021518410.tif 000045
【表２−１５】
2021518410.tif 000046
【表２−１６】
2021518410.tif 000047
【表２−１７】
2021518410.tif 000048
【表２−１８】
2021518410.tif 000049
【表２−１９】
2021518410.tif 000050
【表２−２０】
2021518410.tif 000051
【表２−２１】
2021518410.tif 000052
【表２−２２】
2021518410.tif 000053
【表２−２３】
2021518410.tif 000054
【表２−２４】
2021518410.tif 000055
【表２−２５】
2021518410.tif 000056
【表３−１】
2021518410.tif 000057
【表３−２】
2021518410.tif 000058
【表３−３】
2021518410.tif 000059
【００８７】
上の表２および３、ならびに本開示の全体で使用されている通り、ＦおよびＦ’は、それぞれ、以下の構造を有するフルオレセイン部分を指す：
【化２６】
2021518410.tif 000060
【００８８】
上の表２および３、ならびに本開示の全体で使用されている通り、ｄＴは、以下の構造を指す：
【化２７】
2021518410.tif 000061
dT
（式中、
Ｒは、Ｈまたは直接結合である）。
【００８９】
上の表２および３、ならびに本開示の全体で使用されている通り、ＢおよびＢ’は、それぞれ、以下の構造を指す：
【化２８】
2021518410.tif 000062
【００９０】
上の表２および３、ならびに本開示の全体で使用されている通り、Ｔは、以下の構造を指す：
【化２９】
2021518410.tif 000063
T
【００９１】
上の表２および３、ならびに本開示の全体で使用されている通り、Ｃは、以下の構造を指す：
【化３０】
2021518410.tif 000064
C
【００９２】
上の表２および３、ならびに本開示の全体で使用されている通り、Ｙは、以下の構造を指す：
【化３１】
2021518410.tif 000065
Y
代替的に、本明細書において開示されているＦ、Ｆ’、Ｂ、Ｂ’、ＣおよびＹの実施形態のいずれかに関すると、オキソ部分
【化３２】
2021518410.tif 000066
は、分子の残りへの直接結合により置き換えられていてもよい。上述の実施形態のうちの一部では、Ｌ1は、アルキレン、例えばメチレンまたはエチレンである。
【００９３】
現在開示されている色素の組合せ物は、「調節可能」であり、これは、当業者は、上述の化合物のいずれかにおける可変因子を適切に選択することにより、所望のおよび／または所定のＦＲＥＴ特性（例えば、蛍光発光シグナル、ストークスシフト）を有する化合物に到達することができることを意味する。本化合物の「調節可能性」により、使用者は、特定のアッセイにおいて使用するため、または特定の目的分析対象を特定するための所望のスロークスシフト、蛍光シグナルおよび／または発色を有する化合物に容易に到達することが可能となる。すべての可変因子は、本化合物のＦＲＥＴ特性に影響を及ぼし得るが、Ｍ1、Ｍ2、Ｌ4、ｍおよびｎの適切な選択は、本化合物のモル蛍光光度において重要な役割を果たすと考えられる。したがって、一実施形態では、所望のＦＲＥＴ蛍光特性を有する化合物を得るための方法であって、既知の相互反応特性を有するＭ1およびＭ2部分を選択するステップ、Ｍ1およびＭ2部分を含む構造（Ｉ）または（ＩＩ）の化合物を調製するステップ、および所望のＦＲＥＴ特性（例えば、スロークスシフト、ドナー発光シグナルの低下）に行き着くためのＬ4、ｍおよびｎに関する適切な可変因子を選択するステップを含む方法が提供される。
【００９４】
ＦＲＥＴ蛍光発光シグナルは、ある種の実施形態では、親フルオロフォア（例えば、モノマー）のＦＲＥＴ蛍光発光シグナルに比べた、増加倍率または低下倍率に関して表すことができる。一部の実施形態では、本化合物のＦＲＥＴ蛍光発光シグナルは、親発色団／フルオロフォアに対して、１．１×、１．５×、２×、３×、４×、５×、６×、７×、８×、９×、１０×、または１０×より大きい。様々な実施形態は、Ｌ4、ｍおよびｎの適切な選択によって、親フルオロフォアに比べて、所望の増加倍率の蛍光光度を有する化合物を調製することを含む。
例示を容易にするため、リン部分（例えば、ホスフェートなど）を含む様々な化合物は、陰イオン性状態（例えば、−ＯＰＯ（ＯＨ）Ｏ-、−ＯＰＯ32-）で図示されている。当業者は、電荷はｐＨに依存し、非電荷（例えば、プロトン化されているか、またはナトリウムもしくは他の陽イオンなどの塩）形態も、本発明の実施形態の範囲内に含まれることを容易に理解するであろう。
【００９５】
上述の化合物のいずれか、および１つまたは複数の分析対象分子（例えば、生体分子）を含む組成物が、様々な他の実施形態において提供される。一部の実施形態では、１つまたは複数の分析対象分子を検出するための分析法でのこのような組成物の使用も提供される。
さらに他の実施形態では、本化合物は、様々な分析法に有用である。例えば、ある種の実施形態では、本開示は、試料を染色する方法であって、前記試料に、前記試料が適切な波長で照射されると光学応答を生じるのに十分な量で上述の実施形態（例えば、構造（Ｉ）または（ＩＩ）の化合物）のいずれかの化合物を添加するステップを含む方法を提供する。
【００９６】
上述の方法の一部の実施形態では、Ｒ2は、生体分子などの分析対象分子への共有結合連結基を含むリンカーである。例えば、核酸、アミノ酸またはそれらのポリマー（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では、生体分子は、酵素、受容体、受容体リガンド、抗体、糖タンパク質、アプタマーまたはプリオンである。
上述の方法のさらに他の実施形態では、Ｒ2は、マイクロ粒子などの固体支持体への共有結合連結基を含むリンカーである。例えば、一部の実施形態では、マイクロ粒子は、ポリマー製ビーズまたは非ポリマー製ビーズである。
【００９７】
さらにより多くの実施形態では、光学応答は蛍光応答である。
他の実施形態では、前記試料は細胞を含み、一部の実施形態は、フローサイトメトリーによって前記細胞を観察するステップをさらに含む。
さらにより多くの実施形態では、本方法は、蛍光応答を、検出可能な形で異なる光学特性を有する第２のフルオロフォアの蛍光応答と区別するステップをさらに含む。
他の実施形態では、本開示は、生体分子などの分析対象分子を目視で検出する方法であって、
（ａ）分析対象分子への共有結合を含む、上述の実施形態によるポリマー化合物（例えば、構造（Ｉ）または構造（ＩＩ））（例えば、Ｒ2またはＲ3の一方は、分析対象分子への共有結合を含むリンカーであり、Ｒ2またはＲ3のもう一方は、Ｈ、ＯＨ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテルまたは−ＯＰ（＝Ｒa）（Ｒb）Ｒcである）を用意するステップ、および
（ｂ）該化合物をその可視特性によって検出するステップ
を含む方法を提供する。
【００９８】
一部の実施形態では、分析対象分子は、核酸、アミノ酸またはそれらのポリマー（例えば、ポリヌクレオチドまたはポリペプチド）である。さらにより多くの実施形態では、分析対象分子は、酵素、受容体、受容体リガンド、抗体、糖タンパク質、アプタマーまたはプリオンである。
他の実施形態では、生体分子などの分析対象分子を目視で検出する方法であって、
（ａ）表１から選択されるＱへの共有結合を含む上述のポリマー化合物のいずれかを分析対象分子と混合するステップ
（ｂ）ポリマー化合物および分析対象分子のバイオコンジュゲートを形成するステップ、および
（ｃ）バイオコンジュゲートをその可視特性によって検出するステップ
を含む方法が提供される。
一部の実施形態は、１つまたは複数の分析対象分子を検出するための分析法における本組成物の使用を提供する。
【００９９】
上記の方法に加えて、構造（Ｉ）および構造（ＩＩ）の化合物の実施形態は、以下に限定されないが、がん組織および他の組織を特定するための内視鏡手順における画像化；単一細胞および／もしくは単一分子の分析法、例えば、増幅をほとんどもしくは全く伴わないポリヌクレオチドの検出；例えば、構造（Ｉ）および構造（ＩＩ）の化合物の、抗体もしくは糖、もしくはがん細胞に優先的に結合する他の部分へのコンジュゲートによるがんの画像化；外科手術における画像化；様々な疾患を特定するためのヒストンの結合；例えば、構造（Ｉ）および構造（ＩＩ）の化合物中のＭ1および／もしくはＭ2部分を活性薬物部分によって置き換えることによる薬物送達；ならびに／または歯科作業における造影剤、および例えば、構造（Ｉ）および構造（ＩＩ）の化合物の様々な微生物叢および／もしくは生物への優先的な結合による他の手順を含めた、様々な分野および方法における利用を見いだす。
【０１００】
上で説明されている構造（Ｉ）および構造（ＩＩ）の化合物の任意の実施形態、ならびに上で説明されている構造（Ｉ）または（ＩＩ）の化合物中の可変因子Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3、Ｌ4、Ｍ1、Ｍ2、ｍおよび／またはｎに関して本明細書において説明されている任意の特定の選択肢は、他の実施形態および／または構造（Ｉ）もしくは（ＩＩ）の化合物の可変因子と独立して組み合わされて、上記に具体的に説明されていない本発明の実施形態を形成してもよいことが理解される。さらに、選択肢のリストが、特定の実施形態および／または特許請求の範囲における任意の特定の可変因子Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3、Ｌ4、Ｍ1、Ｍ2、ｍおよび／またはｎに関して一覧表示されている場合、個々の選択肢はそれぞれ、特定の実施形態および／または特許請求の範囲から削除され得ること、および選択肢の残りのリストは、本発明の範囲内にあると見なされることが理解される。
本記載では、図示されている式の置換基および／または可変因子の組合せは、このような寄与が安定な化合物をもたらす場合のみ許容可能となることが理解される。
【０１０１】
本明細書に記載されている方法では、中間化合物の官能基が好適な保護基によって保護される必要があり得ることも、当業者によって理解されよう。このような官能基には、ヒドロキシ、アミノ、メルカプトおよびカルボン酸が含まれる。ヒドロキシに好適な保護基には、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、ベンジルなどが含まれる。アミノ、アミジノおよびグアニジノに好適な保護基には、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含まれる。メルカプトに好適な保護基には、−Ｃ（Ｏ）−Ｒ”（式中、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、トリチルなどが含まれる。カルボン酸に好適な保護基には、アルキル、アリールまたはアリールアルキルエステルが含まれる。保護基は、当業者に公知であり、本明細書に記載されている、標準技法に準拠して、付加または除去することができる。保護基の使用は、Green, T.W. and P.G.M. Wutz, Protective Groups in Organic Synthesis (1999), 3rd Ed., Wileyに詳述されている。当業者が理解している通り、保護基はまた、Ｗａｎｇ樹脂、Ｒｉｎｋ樹脂または塩化２−クロロトリチル樹脂などのポリマー樹脂であってもよい。
さらに、遊離塩基または酸形態で存在する本発明の化合物はすべて、当業者に公知の方法によって、適切な無機または有機の塩基または酸による処理によってその塩に変換することができる。本発明の化合物の塩は、標準技法によってその遊離塩基または酸形態に変換することができる。
【０１０２】
以下の反応スキームは、本発明の化合物を作製する例示的な方法を例示している。当業者は、類似の方法により、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り、これらの化合物を作製することが可能であり得ることが理解される。当業者は、適切な出発構成成分を使用し、必要に応じて合成のパラメーターを修正することにより、以下に具体的に例示されていない構造（Ｉ）または（ＩＩ）の他の化合物を、以下に記載されている類似の方法で、作製することが可能であることも理解される。一般に、出発構成成分は、Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｌａｎｃａｓｔｅｒ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，Ｉｎｃ．、Ｍａｙｂｒｉｄｇｅ、Ｍａｔｒｉｘ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、ＴＣＩおよびＦｌｕｏｒｏｃｈｅｍ  ＵＳＡなどの供給元から得ることができるか、または当業者に公知（例えば、Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 5th edition (Wiley, December 2000)を参照されたい）の情報源に従い合成することができるか、または本発明において記載されている通り調製することができる。
【０１０３】
特に、本明細書において開示されている化合物（例えば、構造（Ｉ）および（ＩＩ））の実施形態を調製する方法は、それらの各々の全体が参照により本明細書に組み込まれている、例えば、ＰＣＴ公開番号ＷＯ２０１５／０２７１７６、ＷＯ２０１６／１３８４６１、ＷＯ２０１６／１８３１８５、ＷＯ２０１７／１７３３４８、ＷＯ２０１７／１７３３５５、ＷＯ２０１７／１７７０６５、ＷＯ２０１７／１９６９５４、ＷＯ２０１７／２１４１６５およびＷＯ２０１８／０２２９２５に見いだすことができる。
【０１０４】
反応スキームＩ
【化３３】
2021518410.tif 000067
【０１０５】
反応スキームＩは、Ｒ1、Ｌ2およびＬ3が、上で定義されている通りであり、Ｒ2およびＲ3が、上で定義されている通りであるか、またはそれらの保護変形体であり、Ｌが任意に用いてもよいリンカーである、構造（Ｉ）および（ＩＩ）の化合物の調製に有用な中間体を調製する例示的な方法を例示する。反応スキーム１を参照すると、構造ａの化合物は購入することができるか、または当業者に周知の方法により調製することができる。当分野で公知のＳｕｚｕｋｉカップリング条件下でのＸがブロモなどのハロゲンであるＭ−Ｘとの反応により、構造ｂの化合物をもたらす。構造ｂの化合物は、以下に記載されている、構造（Ｉ）または（ＩＩ）の化合物の調製に使用することができる。
【０１０６】
反応スキームＩＩ
【化３４】
2021518410.tif 000068
反応スキームＩＩは、構造（Ｉ）および（ＩＩ）の化合物の調製に有用な中間体の調製の代替法を例示している。Ｒ1、Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3およびＧが、上で定義されている通りであり、Ｒ2およびＲ3が、上で定義されている通りであるか、またはそれらの保護変形体である、反応スキームＩＩを参照すると、購入することができるか、または周知技法によって調製することができる構造ｃの化合物を、Ｍ−Ｇ’と反応させると、構造ｄの化合物が生成する。ここで、ＧおよびＧ’は、相補性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。Ｇ’は、Ｍへのペンダント基、またはＭの構造上の主鎖の一部であり得る。Ｇは、アルキンまたはアミンなどの本明細書に記載されている官能基の任意の数とすることができる。
【０１０７】
構造（Ｉ）および（ＩＩ）の化合物は、構造ｂまたはｄの１つから、周知の自動化ＤＮＡ合成条件下で、以下の構造（ｅ）：
【化３５】
2021518410.tif 000069
(e)
（式中、Ｌ4はそれぞれ、独立して、任意に用いてもよいリンカーである）を有するホスホロアミダイト化合物との反応によって調製することができる。
ＤＮＡ合成法は、当分野において周知である。手短に述べると、２つのアルコール基、例えば上の中間体ｂまたはｄ中のＲ2およびＲ3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により官能基化されている。ホスホロアミダイト基は、通常、テトラゾールなどの活性化剤の存在下で、アルコール基とカップリングさせて、次いで、ヨウ素によりリン原子を酸化する。ジメトキシトリチル基を酸（例えば、クロロ酢酸）により除去することができ、遊離アルコールを露出させ、これをホスホロアミダイト基と反応させることができる。２−シアノエチル基は、アンモニア水による処理によってオリゴマー化した後に除去され得る。
【０１０８】
オリゴマー化法に使用されるホスホロアミダイトの調製もまた、当分野で周知である。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。次に、二級アルコール（例えば、Ｒ2）を、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などの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基化する。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、当分野で周知であり、実施例中にさらに詳細に記載する。
【０１０９】
構造（Ｉ）または（ＩＩ）の化合物は、上記の周知のホスホロアミダイト化学反応に従って、中間体ｂまたはｄおよびｅのオリゴマー化により調製する。ホスホロアミダイトカップリングを所望の回数、繰り返すことによって、所望の数のｍ個およびｎ個の繰り返し単位を分子に組み込む。以下に記載されている通り、構造（ＩＩＩ）の化合物は、類似法により調製することができることが理解されよう。
様々な他の実施形態では、構造（Ｉ）または（ＩＩ）の化合物の調製に有用な化合物が提供される。本化合物は、上記の通り、モノマー、二量体および／またはオリゴマー形態で調製することができ、次に、Ｍ1および／またはＭ2部分は、任意の数の合成法（例えば、上記の「クリック」反応）により、本化合物に共有結合により結合されて、構造（Ｉ）または（ＩＩ）の化合物を形成する。したがって、様々な実施形態では、以下の構造（ＩＩＩ）を有する化合物：
【化３６】
2021518410.tif 000070
(III)
またはその立体異性体、塩もしくは互変異性体（式中、
Ｇ1およびＧ2は、出現毎に独立して、相補性反応性基と共有結合を形成することが可能な反応性基を含む部分であり、
Ｌ1aおよびＬ1bは、出現毎に、任意に用いてもよいリンカーであり、
Ｌ2およびＬ3は、出現毎に独立して、任意に用いてもよいアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンまたはヘテロ原子リンカーであり、
Ｌ4は、出現毎に独立して、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、出現毎に独立して、Ｈ、アルキルまたはアルコキシであり、
Ｒ2およびＲ3は、それぞれ独立して、Ｈ、ＯＨ、ＳＨ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、−ＯＰ（＝Ｒa）（Ｒb）Ｒc、Ｑ、Ｑへの共有結合を含むリンカー、分析対象分子への共有結合を含むリンカー、固体支持体への共有結合を含むリンカー、または構造（ＩＩ）のさらなる化合物への共有結合を含むリンカーであり、Ｒaは、ＯまたはＳであり、Ｒbは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ-、Ｓ-、ＯＲdまたはＳＲdであり、Ｒcは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ-、Ｓ-、ＯＲd、ＳＲd、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、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であり、Ｒdは、対イオンであり、
Ｒ4は、出現毎に独立して、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ-、Ｓ-、ＯＲdまたはＳＲdであり、
Ｒ5は、出現毎に独立して、オキソ、チオキソであるか、または存在せず、
Ｑは、出現毎に独立して、分析対象分子、固体支持体または相補性反応性基Ｑ’と共有結合を形成することが可能な、反応性基を含む部分であり、
ｍは、出現毎に独立して、０以上の整数であり、ただし、出現するｍの少なくとも１つは、１以上の整数であることを条件とし、
ｎは、１以上の整数である）
が提供される。
【０１１０】
様々な実施形態では、以下の構造（ＩＶ）を有する化合物：
【化３７】
2021518410.tif 000071
(IV)
またはその立体異性体、塩もしくは互変異性体（式中、
Ｇ1およびＧ2は、出現毎に独立して、相補性反応性基と共有結合を形成することが可能な反応性基を含む部分であり、
Ｌ1aおよびＬ1bは、出現毎に独立して、任意に用いてもよいリンカーであり、
Ｌ2およびＬ3は、出現毎に独立して、任意に用いてもよいアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニレン、ヘテロアルキニレンまたはヘテロ原子リンカーであり、
Ｌ4は、出現毎に独立して、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、出現毎に独立して、Ｈ、アルキルまたはアルコキシであり、
Ｒ2およびＲ3は、それぞれ独立して、Ｈ、ＯＨ、ＳＨ、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、−ＯＰ（＝Ｒa）（Ｒb）Ｒc、Ｑ、Ｑへの共有結合を含むリンカー、分析対象分子への共有結合を含むリンカー、固体支持体への共有結合を含むリンカー、または構造（ＩＩ）のさらなる化合物への共有結合を含むリンカーであり、Ｒaは、ＯまたはＳであり、Ｒbは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ-、Ｓ-、ＯＲdまたはＳＲdであり、Ｒcは、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ-、Ｓ-、ＯＲd、ＳＲd、アルキル、アルコキシ、アルキルエーテル、アルコキシアルキルエーテル、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であり、Ｒdは、対イオンであり、
Ｒ4は、出現毎に独立して、ＯＨ、ＳＨ、Ｏ-、Ｓ-、ＯＲdまたはＳＲdであり、
Ｒ5は、出現毎に独立して、オキソ、チオキソであるか、または存在せず、
Ｑは、出現毎に独立して、分析対象分子、固体支持体または相補性反応性基Ｑ’と共有結合を形成することが可能な、反応性基を含む部分であり、
ｍは、出現毎に独立して、０以上の整数であり、ただし、出現するｍの少なくとも１つは、１以上の整数であることを条件とし、
ｎは、１以上の整数である）
が提供される。
【０１１１】
構造（ＩＩＩ）および（ＩＶ）の化合物中のＧ1およびＧ2部分は、Ｍ1またはＭ2部分上の相補性基と共有結合を形成するための適切な反応性基を有する基を含む任意の部分から選択され得る。例示的な実施形態では、Ｇ1およびＧ2部分は、表１に提示されているそれらの具体例を含めた、本明細書に記載されているＱ部分のいずれかから選択することができる。一部の実施形態では、Ｇ1もしくはＧ2、またはそれらの両方が、出現毎に独立して、アジドとアルキンとのトリアゾールを形成する銅触媒反応（Ｈｕｉｓｇｅｎ  １，３−双極子環化付加）、ジエンと求ジエンとの反応（Ｄｉｅｌｓ−Ａｌｄｅｒ）、歪みにより促進されるアルキン−ニトロン環化付加、歪アルケンとアジド、テトラジンまたはテトラゾールとの反応、アルケンとアジド［３＋２］環化付加、アルケンおよびテトラジンの逆需要Ｄｉｅｌｓ−Ａｌｄｅｒ、アルケンおよびテトラゾールの光反応、ならびに求電子性原子への求核攻撃による脱離基の置換などの様々な置換反応を含めた反応に好適な部分を含む。
【０１１２】
一部の実施形態では、Ｇ1もしくはＧ2、またはそれらの両方が、出現毎に独立して、アルデヒド、オキシム、ヒドラゾン、アルキン、アミン、アジド、アシルアジド、アシルハライド、ニトリル、ニトロン、スルフヒドリル、ジスルフィド、ハロゲン化スルホニル、イソチオシアネート、イミドエステル、活性化エステル、ケトン、α，β−不飽和カルボニル、アルケン、マレイミド、α−ハロイミド、エポキシド、アジリジン、テトラジン、テトラゾール、ホスフィン、ビオチンまたはチイラン官能基を含む部分である。
【０１１３】
他の実施形態では、Ｇ1もしくはＧ2、またはそれらの両方が、出現毎に独立して、アルキンまたはアジド基を含む。異なる実施形態では、Ｇ1もしくはＧ2、またはそれらの両方が、出現毎に独立して、相補性反応性基との反応時に、アルケン、エステル、アミド、チオエステル、ジスルフィド、炭素環式、複素環式またはヘテロアリール基を含む官能基を形成することが可能な反応性基を含む。例えば、一部の実施形態では、ヘテロアリールは、トリアゾリルである。
【０１１４】
構造（ＩＩＩ）および（ＩＶ）の化合物の様々な他の実施形態では、Ｌ2およびＬ3は、出現毎に独立して、Ｃ1−Ｃ6アルキレン、Ｃ2−Ｃ6アルケニレンまたはＣ2−Ｃ6アルキニレンである。
構造（ＩＩＩ）および（ＩＶ）の他の実施形態では、Ｌ1aはそれぞれ、存在しない。他の実施形態では、Ｌ1aはそれぞれ存在し、例えば、Ｌ1aは、出現毎に独立して、ヘテロアルキレンである。ある種の実施形態では、Ｌ1aは、以下の構造：
【化３８】
2021518410.tif 000072
を有する。
構造（ＩＩＩ）および（ＩＶ）の上述の実施形態のいずれかの他のものでは、Ｇ1もしくはＧ2、またはそれらの両方が、出現毎に独立して、
【化３９】
2021518410.tif 000073
である。
【０１１５】
様々な実施形態では、Ｇ1は、出現毎に、エチニルなどのアルキニルであり、Ｇ2は−ＮＨ2である。他の実施形態では、Ｇ1は、出現毎に、アジドであり、Ｇ2は、出現毎に、−ＮＨ2である。
様々な実施形態では、Ｇ2は、出現毎に、エチニルなどのアルキニルであり、Ｇ1は−ＮＨ2である。他の実施形態では、Ｇ2は、出現毎に、アジドであり、Ｇ1は、出現毎に、−ＮＨ2である。
ＦＲＥＴ過程の効率は、発色団の特徴に一部、依存する。具体的には、高い効率のＦＲＥＴは、ドナー発色団の吸光度スペクトルと、アクセプター発色団の発光スペクトルとの間に大きな重なりが必要である。さらに、発色団の距離および配向は、重要な役割を果たす。ＦＲＥＴ効率は、発色団間の距離の６乗に反比例し、遷移双極子モーメントの角度は、実質的に、並行に並んでいるべきである（すなわち、０°または１８０°に近い）。したがって、ある種の実施形態では、第１および第２の発色団のポリマー主鎖への共有結合は、第１の発色団と第２の発色団との距離が最小化し、遷移双極子モーメントが実質的に並ぶように選択される。ＦＲＥＴの効率は、以下の式：
【０１１６】
【数１】
2021518410.tif 000074
（式中、ＥFRETは、ＦＲＥＴ効率であり、Ｒは、発色団間の距離であり、Ｒｏは、以下の式：
Ｒｏ＝（８．８×１０23ＪＫ2Ｑoｎ-4）1/6
（式中、Ｊは、アクセプターの吸光度スペクトルとドナーの発光スペクトルとのスペクトルの重なりであり、Ｑoは、ドナーの量子効率であり、ｎ-4は、ドナーとアクセプターとの間の媒体の指数（一定）であり、Ｋ2は、双極子配向整合（ｄｉｐｏｌｅ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ  ｍａｔｃｈｉｎｇ）である）により表される）により表すことができる。
したがって、一実施形態は、アクセプター遷移双極子モーメントを有しており、ポリマー主鎖に共有結合により連結されているアクセプター発色団、およびドナー遷移双極子モーメントを有しており、ポリマー主鎖に共有結合により連結されているドナー発色団を含むポリマー化合物であって、生理的条件にある溶液中で、アクセプター発色団とドナー発色団との間の有効距離が約５０．０ｎｍ未満であり、アクセプター遷移双極子およびドナー遷移双極子が実質的に平行となる立体配置をとる、ポリマー化合物を提供する。
【０１１７】
一部の実施形態では、アクセプター発色団とドナー発色団との間の有効距離は、約２５．０ｎｍ未満である。一部の実施形態では、アクセプター発色団とドナー発色団との間の有効距離は、約１０．０ｎｍ未満である。一部の実施形態では、アクセプター発色団とドナー発色団との間の有効距離は、約３０．０ｎｍ未満、約２７．０ｎｍ未満、約２２．０ｎｍ未満、約２０．０ｎｍ未満、約１７．０ｎｍ未満、約１５．０ｎｍ未満、約１２．０ｎｍ未満、約１１．０ｎｍ未満、約９．０ｎｍ未満、約８．０ｎｍ未満、約７．０ｎｍ未満、約６．０ｎｍ未満、約５．０ｎｍ未満、約４．０ｎｍ未満、約３．０ｎｍ未満、約２．０ｎｍ未満、または約１．０ｎｍ未満である。
【０１１８】
一部の実施形態では、アクセプター発色団は、蛍光色素部分である。ある種の実施形態では、ドナー発色団は、蛍光色素部分である。ある種の関連する実施形態では、アクセプター発色団およびドナー発色団はどちらも、蛍光色素部分である。
一部の実施形態では、アクセプター遷移双極子モーメントとドナー遷移双極子モーメントとの間の角度は、１２０°〜１８０°の範囲である。例えば、一部の実施形態では、アクセプター遷移双極子モーメントとドナー遷移双極子モーメントとの間の角度は、１２５°〜１８０°、１３０°〜１８０°、１４０°〜１８０°、１５０°〜１８０°、１６０°〜１８０°、１７０°〜１８０°、１７２°〜１８０°、１７５°〜１８０°または１７７°〜１８０°の範囲である。
ある種の実施形態では、アクセプター遷移双極子モーメントとドナー遷移双極子モーメントとの間の角度は、０°〜６０°の範囲である。例えば、一部の実施形態では、アクセプター遷移双極子モーメントとドナー遷移双極子モーメントとの間の角度は、０°〜５０°、０°〜４０°、０°〜３０°、０°〜２０°、０°〜１０°、０°〜８°、０°〜５°、０°〜３°、または０°〜２°の範囲である。
【０１１９】
一部のより具体的な実施形態では、本ポリマー化合物は、ポリマー主鎖の近位端部において共有結合により連結されている第１のアクセプター発色団、ポリマー主鎖の遠位端部において共有結合により連結されている第２のアクセプター発色団、およびポリマー主鎖の近位端部と遠位端部との間に共有結合により連結されているドナー発色団をさらに含む。
ある種の実施形態では、本ポリマー主鎖は、ホスフェートリンカーを含む。一部の実施形態では、本ポリマー主鎖は、複数のホスフェートリンカーを含む。
一部の関連する実施形態では、ポリマー主鎖は、アルキレンオキシドリンカーを含む。一部のより具体的な実施形態では、アルキレンオキシドはエチレンオキシドである。一部の具体的な実施形態では、ポリマー主鎖は、ＨＥＧリンカー、Ｃリンカーまたはそれらの組合せを含む。
【０１２０】
一部の実施形態では、本ポリマー化合物は、２０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有する。一部の実施形態では、本ポリマー化合物は、１９，０００ｇ／ｍｏｌ、１８，５００ｇ／ｍｏｌ、１８，０００ｇ／ｍｏｌ、１７，５００ｇ／ｍｏｌ、１７，０００ｇ／ｍｏｌ、１６，５００ｇ／ｍｏｌ、１６，０００ｇ／ｍｏｌ、１５，５００ｇ／ｍｏｌ、１５，０００ｇ／ｍｏｌ、１４，５００ｇ／ｍｏｌ、１４，０００ｇ／ｍｏｌ、１３，５００ｇ／ｍｏｌ、１３，０００ｇ／ｍｏｌ、１２，５００ｇ／ｍｏｌ、１１，５００ｇ／ｍｏｌ、１１，０００ｇ／ｍｏｌ、１０，５００ｇ／ｍｏｌ、１０，０００ｇ／ｍｏｌ、９，５００ｇ／ｍｏｌ、９，０００ｇ／ｍｏｌ、８，５００ｇ／ｍｏｌ、８，０００ｇ／ｍｏｌ、７，５００ｇ／ｍｏｌ、７，０００ｇ／ｍｏｌ、６，５００ｇ／ｍｏｌ、６，０００ｇ／ｍｏｌ、５，５００ｇ／ｍｏｌ、５，０００ｇ／ｍｏｌ、４，５００ｇ／ｍｏｌ、４，０００ｇ／ｍｏｌ、３，５００ｇ／ｍｏｌ、３，０００ｇ／ｍｏｌ、２，５００ｇ／ｍｏｌ、２，０００ｇ／ｍｏｌ、１，５００ｇ／ｍｏｌまたは１，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有する。
一部の実施形態では、本ポリマー化合物は、ペプチドでもタンパク質でもない。一部の他の実施形態では、本ポリマー主鎖は、アミド結合を有さない。
以下の実施例は、限定ではなく、例示目的のために提示される。
【実施例】
【０１２１】
一般方法
質量スペクトル分析は、ＭａｓｓＬｙｎｘ  ４．１アクイジションソフトウェアを使用する、Ｗａｔｅｒｓ／Ｍｉｃｒｏｍａｓｓ  ＱｕａｔｔｒｏマイクロＭＳ／ＭＳシステム（ＭＳモードのみ）で行った。色素に関してＬＣ／ＭＳに使用した移動相は、１００ｍＭの１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール（ＨＦＩＰ）、８．６ｍＭのトリエチルアミン（ＴＥＡ）、ｐＨ８とした。ホスホロアミダイトおよび前駆体分子も、アセトニトリル／水の移動相のグラジエントを使用し、４５℃に保持した２．１ｍｍｘ５０ｍｍ  Ａｃｑｕｉｔｙ  ＢＥＨ−Ｃ１８カラムを備えるＷａｔｅｒｓ  Ａｃｑｕｉｔｙ  ＵＨＰＬＣシステムを使用して分析した。モノマー中間体の分子量は、Ｗａｔｅｒｓ／Ｍｉｃｒｏｍａｓｓ  ＱｕａｔｔｒｏマイクロＭＳ／ＭＳシステム（ＭＳモードのみ）で、トロピリウム陽イオン注入増強イオン化を使用して得た。励起および発光プロファイル実験を、Ｃａｒｙ  Ｅｃｌｉｐｓｅスペクトル光度計で記録した。
反応はすべて、特に明記しない限り、窒素雰囲気下、オーブン乾燥したガラス器具中で行った。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は、Ａｌｄｒｉｃｈから購入した。他の化学品はすべて、ＡｌｄｒｉｃｈまたはＴＣＩから購入し、さらに精製することなくそのまま使用した。
【０１２２】
（実施例１）
ポリマー主鎖の合成および誘導体化
代表的なアミン／アルキンポリマー化合物の合成
ポリマーは、０．５〜１μｍｏｌスケールで、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ３９４  ＤＮＡ／ＲＮＡ合成装置を使用して合成した。ポリマー化合物は、ＣＰＧビーズまたはポリスチレン固体支持体上に直接、合成した。合成は、標準固相ＤＮＡ合成法を使用して、３’から５’の方向に行った（すなわち、β−シアノエチルホスホロアミダイトカップリング化学反応）。モノマー試薬（例えば、フルオロシドホスホロアミダイト、Ｃ2アルキルホスホロアミダイト、ヘキサエチレングリコールホスホロアミダイト、アミノホスホロアミダイトおよびアルキンホスホロアミダイト）をアセトニトリルおよびジクロロメタンに溶解し、０．１Ｍ保存溶液を作製した。モノマー試薬は、以下の合成サイクルを使用する連続的な順序で加えた：
１）ジクロロメタンまたはトルエン中、５’−ジメトキシトリチル保護基をジクロロ酢酸により除去する、
２）活性剤試薬（０．２Ｍ  ＥＴＴ）を用いて、アセトニトリル中、次のホスホロアミダイトモノマー試薬をカップリングする、
３）ホスフェート（ＩＩＩ）をヨウ素／ピリジン／水で酸化して、安定なホスフェート（ｖ）を形成させる、
４）未反応５’−ヒドロキシル基を無水酢酸／１−メチルイミダゾール（１−ｍｅｔｈｙｌｉｍｉｄｉｚｏｌｅ）／アセトニトリルによりキャップする。
【０１２３】
所望のポリマー化合物が組み立てられるまで、この合成サイクルを繰り返した。完了すると、ジクロロメタンまたはトルエン中、ジクロロ酢酸を使用して末端モノメトキシトリチル（ＭＭＴ）基またはジメトキシトリチル（ＤＭＴ）基を除去した。合成後、アセトニトリル中、２０％ジエチルアミンにより１５分間、支持体を処理した。
次に、濃水酸化アンモニウム水溶液を５５℃で２時間、使用し、固体支持体から代表的なアミンポリマーを開裂させた。構築物は、ＥＳＩ−ＭＳによって特徴付け、質量および純度を確認した。濃度はＵＶによって決定した。
【０１２４】
アミン／アルキンポリマー化合物への発色団のカップリング
代表的なポリマー構築物は、直交反応性基（例えば、アミンおよびアルキン）を有するように合成し、そうして、個別の色素部分を付加することができた。例えばクリックケミストリーを使用して、ポリマーのアルキンに第１のフルオロフォアを結合させた。
１００ｍＭアスコルビン酸ナトリウム溶液および５００ｍＭリン酸緩衝液ｐＨ７．６を調製した。アジド官能基を含む第１の所望の色素部分を、１００ｍＭの濃度でジメチルスルホキシドに溶解した（「色素溶液」）。
等量のＴＨＴＰＡおよび硫酸銅を添加することによって、１００ｍＭアスコルビン酸ナトリウム溶液を調製し（すなわち、１００ｍＭアスコルビン酸ナトリウム／１００ｍＭ  ＴＨＴＰＡ／５０ｍＭ硫酸銅の２．５：１：１混合物）、この混合物を５〜１０分間、静置して、次いで、アスコルビン酸ナトリウムを添加した。
【０１２５】
リン酸緩衝液、色素溶液、ポリマー化合物および余分のＤＭＳＯを一緒に混合し、次いでアスコルビン酸ナトリウム溶液を混合した。０．５ｍＭの最終ポリマー濃度、１００ｍＭのリン酸緩衝液濃度、５０〜６０％のＤＭＳＯおよび５〜１０倍過剰の色素を有する反応物を調製した。反応物を暗所中、回転器またはボルテックス上で一晩、置いた。試料を水により希釈し、Ｇ−２５  Ｓｅｐｈａｄｅｘ樹脂を使用して脱塩した。試料を採取し、ＥＳＩ−ＭＳによって特徴付け、質量および純度を確認した。試料分析後、ポリマー化合物を凍結乾燥した。
代表的なポリマー化合物への第２の所望の色素部分（例えば、フルオロフォアまたは他の標識）の付加は、ＮＨＳ−エステル／アミンカップリング化学反応を使用して実現した。四ホウ酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ９）の保存溶液（「ホウ酸緩衝液」）を最初に調製した。ＮＨＳ−エステルを含む第２の色素部分は、ＤＭＳＯ中の１００〜２００ｍＭの濃度で溶解した。１〜２ｍＭのポリマー濃度、１００ｍＭのホウ酸緩衝液濃度、３０〜７５％のＤＭＳＯおよび５〜１０倍過剰の色素を有するよう反応物を調製した。反応物を暗所中、回転器またはボルテックス上で一晩、置いた。試料を水により希釈し、Ｇ−２５  Ｓｅｐｈａｄｅｘ樹脂を使用して脱塩した。試料を採取し、ＥＳＩ−ＭＳによって特徴付け、質量および純度を確認した。さらに、ＵＶおよび蛍光分光法による特徴付けを使用して、ＦＲＥＴ特性を決定した。
【０１２６】
（実施例２）
発色団間のポリマー主鎖の長さの最適化  −  試験１
ペンダント発色団間のポリマー主鎖の長さの変化を比較して、最適スペーサー長さ（すなわち、ヘキサエチレングリコールまたは「ＨＥＧ」単位の数）を決定した。
溶液は、化合物Ｉ−１、Ｉ−２、Ｉ−３およびＩ−４に関して、１００ｍＭの濃度で調製した。各試料の発光スペクトルを４９４ｎｍの励起波長を使用して検出した。この実験結果により、この組合せ（すなわち、ＢＯＤＩＰＹ−ＴＭＲおよび６−ＦＡＭ）に関する最適間隔は、２つのヘキサエチレングリコール単位のスペーサーであることが示される。図１に示されている実験結果により、ドナー発光シグナルが最小化され、アクセプターの発光シグナルは比較的高いことが示される。分子モデリングの計算は、化合物Ｉ−１のトランス型を除き、実験データと実質的に一致した。
【０１２７】
（実施例３）
発色団間のポリマー主鎖の長さの最適化  −  試験２
代表的なポリマー化合物を試験し、各々は、ＦＡＭ発色団（ＦＲＥＴドナー）およびテキサスレッド発色団（ＦＲＥＴアクセプター）を有した。代表的なポリマー化合物を比較し、最適スペーサー長さを決定した。
溶液は、化合物Ｉ−５、Ｉ−６、Ｉ−７およびＩ−８に関して、２００ｎＭの濃度ならびにｐＨ７．０で調製した。各試料の発光スペクトルを４８８ｎｍの励起波長（６２０ｎｍの発光を検出）を使用して検出した。これらの結果が、図２に示されている。データにより、個々の発色団間のスペーサーの長さは、必ずしも、より高いＦＲＥＴ効率を示さないことが示唆される。この組合せ（すなわち、ＦＡＭおよびテキサスレッド）に関すると、分子モデリングの計算は、実験結果と実質的に一致する。
【０１２８】
（実施例４）
ドナー発光の特徴付け
ポリマー化合物を調製し、代表的な化合物の発光スペクトルの輝度に及ぼす相対位置の影響を決定した。代表的な試料ポリマー（すなわち、化合物Ｉ−９、Ｉ−１０、Ｉ−１１およびＩ−１２）を、１００ｎＭの濃度およびｐＨ７．０の溶液で調製した。試料は、４９４ｎｍの励起波長を使用して試験し、得られたスペクトルを図３に示す。データが示す通り、ドナー発光シグナルは、個々の試料の各々に対して検出されたアクセプター発光シグナルと実質的に類似する。
【０１２９】
理論に拘泥することを望むものではないが、本出願人らは、ドナー発色団とアクセプター発色団との間の間隔を最適化し、またポリマー主鎖に沿って、アクセプター発色団間にドナー発色団を位置決めすることを試みた。この戦略を使用して、ドナー発光シグナルを低下させると同時に、アクセプター発色団のシグナル強度を維持した。様々なスペーサー長さ、ならびにアクセプターおよびドナー発色団の相対位置を有する試料を、５００ｎＭの濃度、ｐＨ７で調製して試験（すなわち、化合物Ｉ−１３、Ｉ−１４、Ｉ−１５、Ｉ−１６、Ｉ−１７、Ｉ−１８およびＩ−１９）し、それらの結果を図４に示す。本出願人らは、ポリマー主鎖上のアクセプター発色団間にドナー発色団を位置決めすると、ドナー発光シグナルの有意な低下がもたらされることを予期せぬことに見いだした。さらに、最適間隔長さは、化合物Ｉ−１４に図示される通り、２つのヘキサエチレングリコールまたは「ＨＥＧ」単位であることを発見した。
発色団の間隔と相対発光シグナル強度との間の関係をさらに明らかにするため、様々な数のＨＥＧ単位を有する試料を調製して試験した。具体的には、化合物Ｉ−２０、Ｉ−２１、Ｉ−２２およびＩ−２３をそれぞれ、５μＭの濃度、ｐＨ７．２の溶液で調製した。個々の化合物のそれぞれに対する発光スペクトルが図５に示されている。
【０１３０】
（実施例５）
三価ポリマー化合物の合成
３つの個別の発色団を有する代表的なポリマー化合物を合成した。ＮＨＳ／アミンカップリングによりＦＡＭ発色団を付加した、アジド／アルキンカップリング（すなわち、「クリック」反応）によりＢＯＤＩＰＹ−ＴＭＲ発色団を付加した、およびＮＨＳ／アミンカップリングによりテキサスレッド発色団を付加したポリマー化合物を実施例１に準拠して合成した。所望の生成物（すなわち、化合物Ｉ−２４）は、ＥＳＩ−ＭＳによって、［Ｍ＋Ｈ］+＝４９０９．５であると確認した。
【０１３１】
所望の生成物を、ｐＨ７において、５μＭの濃度で溶液に溶解し、その吸光度スペクトルを得た。ＦＡＭ、ＢＯＤＩＰＹ−ＴＭＲおよびテキサスレッドに対する吸光度ピークは、それぞれ、約５１０ｎｍ、５４０ｎｍおよび５９５ｎｍで観察した（図６）。ｐＨ７およびｐＨ９の溶液を使用して、化合物Ｉ−２４の発光スペクトルを決定し（図７）、それぞれ、約５１５ｎｍ、５７５ｎｍおよび６１０ｎｍにおいて、ＦＡＭ、ＢＯＤＩＰＹ−ＴＭＲおよびテキサスレッドの三価のポリマー化合物のＦＲＥＴ発光シグナルを示した。
【０１３２】
この明細書に言及されている、および／または出願データシートに一覧表示されている米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願および非特許刊行物のすべてが、２０１８年３月２１日に出願の米国仮特許出願第６２／６４６，２３４号を含め、本記載と矛盾しない程度に、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれている。
【０１３３】
上述から、本発明の具体的な実施形態が、例示目的のために本明細書に記載されているが、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく様々な修正が行われ得ることが理解されよう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲によるもの以外の限定は受けない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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