(57)【要約】  本発明は、ＤＮＡコード化化合物ライブラリーの一部を形成し得るキメラコンジュゲート分子のミセル触媒作用による合成方法であって、ＤＮＡにカップリングした有機スターター分子を、ミセル内に位置する触媒を用いてミセル触媒作用によって別の有機化合物と反応させ、ＤＮＡ識別子タグにカップリングした有機候補化合物のコンジュゲートを形成する、方法に関する。【選択図】図１
2020507346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キメラコンジュゲート分子のミセル触媒作用による合成方法であって、該キメラコンジュゲート分子が、
（Ａ）第１の小有機分子と第２の小有機分子とを反応させることによって得ることができる小有機候補化合物と、
（Ｂ）第１のＤＮＡ識別子タグと、
を含み、前記小有機候補化合物が前記第１のＤＮＡ識別子タグに共有結合でコンジュゲートしており、前記方法は、
（ａ）水性溶媒中で、
（１）前記第１のＤＮＡ識別子タグに共有結合でコンジュゲートした前記第１の小有機分子を含むコンジュゲート出発分子と、
（２）前記第１のＤＮＡ識別子タグに共有結合で連結した前記第１の小有機分子と反応して、前記キメラコンジュゲート分子を生じる前記第２の小有機分子と、
（３）親水性ブロック及び疎水性ブロックを含み、該疎水性ブロックが前記第１の小有機分子と前記第２の小有機分子との間の反応を触媒する触媒で官能基化された両親媒性ブロック共重合体と、
を合わせることで、連続相として水性溶媒を含む反応混合物を得ることと、
なお、前記両親媒性ブロック共重合体を、前記反応混合物中の該両親媒性ブロック共重合体の最終濃度が該両親媒性ブロック共重合体の臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）を超える量で添加する；
（ｂ）工程（ａ）において得られる前記反応混合物を、前記両親媒性ブロック共重合体のミセル形成及びミセルの内部での前記第１の小有機分子と前記第２の小有機分子との間の反応を可能にする条件に供することと、
（ｃ）前記キメラコンジュゲート分子を前記反応混合物から精製することと、
を含む、方法。
【請求項２】
（ｄ）工程（ｃ）において得られる前記キメラコンジュゲート分子の前記第１のＤＮＡ識別子タグを、第２のＤＮＡ識別子タグにライゲートする工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のＤＮＡ識別子タグ及び／又は前記第２のＤＮＡ識別子タグが少なくとも４ヌクレオチド長、好ましくは少なくとも５ヌクレオチド長、少なくとも６ヌクレオチド長、少なくとも１０ヌクレオチド長又は少なくとも１４ヌクレオチド長である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のＤＮＡ識別子タグが、前記小有機候補化合物にリンカー基、好ましくはポリ（エチレングリコール）リンカー基によって共有結合で連結する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１のＤＮＡ識別子タグ又は前記リンカー基が、前記小有機候補化合物にアミド結合によって共有結合で連結する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の小有機分子が０を超えるｌｏｇ  Ｐ（分配係数）値を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の小有機分子が０を超えるｌｏｇ  Ｐ（分配係数）値を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の小有機分子が（ヘテロ）芳香族有機部分、好ましくは芳香族部分、より好ましくはフェニル部分であり、該（ヘテロ）芳香族部分が少なくとも１つのハロゲン置換基、好ましくは臭素又はヨウ素で置換される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記両親媒性ブロック共重合体が前記疎水性ブロックとしてポリ（スチレン−ｃｏ−Ｎ−ビニルイミダゾール）を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記両親媒性ブロック共重合体がポリ（アクリル酸エステル）、ポリ（アクリル酸）又はポリ（アクリルアミド）、好ましくはポリ（アクリルアミド）を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記触媒が遷移金属触媒、好ましくはパラジウム、又はスルホン酸等の酸性基である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の小有機分子と前記第２の小有機分子との間の反応が鈴木反応又はヘック反応である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
工程（ｂ）を高温、好ましくは２０℃以上、より好ましくは４０℃以上、更により好ましくは５０℃以上、更により好ましくは６０℃以上であるが、好ましくは９５℃未満で行う、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
工程（ｂ）を少なくとも１時間、より好ましくは少なくとも２時間、更により好ましくは少なくとも４時間の期間にわたって行う、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２の小有機分子を前記第１の小有機分子に対して少なくとも５０倍、好ましくは少なくとも１００倍モル過剰に使用する、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミセル触媒作用によって別の有機化合物と反応して、ＤＮＡ識別子タグにカップリングした有機候補化合物のコンジュゲートを形成する、ＤＮＡとカップリングした有機スターター分子（starter molecule）を用いたミセル触媒作用によってＤＮＡコード化化合物ライブラリーの一部を形成するＤＮＡコンジュゲートを合成する方法に関する。本発明は、このようにして得られたコンジュゲート分子、及び該コンジュゲートを含むＤＮＡコード化化合物ライブラリー、並びに本発明の方法に使用されるミセル及び水分散液に更に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＮＡコード化化学ライブラリー（DNA-encoded chemical libraries；ＤＥＣＬ）は、創薬のためのツールである。ＤＥＣＬ技術は、前例のないサイズの化学ライブラリーの合成及びスクリーニングを適度なコストで可能にする。ＤＥＣＬは、増幅可能な識別バーコードとして働くＤＮＡ断片上の個々の小有機化学部分の提示を特徴とする。ヒット化合物をＤＮＡバーコードのＰＣＲ増幅及びシークエンシングによって容易に同定し、定量化することができることから、ＤＮＡタグは、非常に多くの化合物（最大数十億もの分子）の同時スクリーニングを可能にする。幾つかのアプローチがＤＥＣＬの作成に用いられている。調製的有機合成及びコード化工程を交互に行うコンビナトリアルミックス−スプリット（mix-and-split）合成戦略が最も一般的である。
【０００３】
ライブラリー合成の前提条件は、有機化学部分の合成に用いられる合成手法のＤＮＡとの適合性である。現在、この要件を満たす反応手法は、極めて限られている。したがって、ＤＥＣＬは、或る特定の化合物空間（chemical space）に偏り、可能な限り広い化合物空間をカバーするようにスクリーニングライブラリーを設計する試みと相反する。ＤＥＣＬ合成研究の現在の課題は、ＤＮＡに適合した方法で、その後のコンビナトリアルライブラリー合成の起点となる小さな幾何学的に定義された（厳格な）スキャフォールドのＤＮＡコンジュゲートを提供する新規の合成スキームの開発である。
【０００４】
上記の不利点を克服するために、本願では、ミセル内に位置する触媒によるミセル触媒作用をＤＮＡとカップリングした化合物の合成に用いた。化学変換時にＤＮＡを触媒から保護する能力及び逆に触媒をＤＮＡによる毒作用から保護する能力は、非常に大きな可能性を有する。ＤＮＡ核酸塩基が複数の金属配位部位を有するため、ＤＮＡタグの存在下でクロスカップリング反応を行うことが困難であることがよく知られている。
【０００５】
本発明者らは、ＤＮＡに付着した小有機分子上でミセル触媒作用によって該ＤＮＡに影響を及ぼすことなく化学反応を行うことができることを見出した。この目的で、鈴木カップリング反応を触媒固定化ミセル触媒作用の実現可能性を実証する一例として用いた。詳細には、ミセルのコア内に位置する固定化触媒を用いたミセル触媒作用の概念実証を得るために、ＮＨＣ−パラジウム触媒をＤＮＡコード化化学のミセル触媒鈴木反応に用いた。
【発明の概要】
【０００６】
第１の態様では、本発明は、キメラコンジュゲート分子のミセル触媒作用による合成方法であって、該キメラコンジュゲート分子が、
（Ａ）第１の小有機分子と第２の小有機分子とを反応させることによって得ることができる小有機候補化合物と、
（Ｂ）第１のＤＮＡ識別子タグと、
を含み、小有機候補化合物が第１のＤＮＡ識別子タグに共有結合でコンジュゲートしており、上記方法は、
（ａ）水性溶媒中で、
（１）第１のＤＮＡ識別子タグに共有結合でコンジュゲートした第１の小有機分子を含むコンジュゲート出発分子と、
（２）第１のＤＮＡ識別子タグに共有結合で連結した第１の小有機分子と反応して、キメラコンジュゲート分子を生じる第２の小有機分子と、
（３）親水性ブロック及び疎水性ブロックを含み、該疎水性ブロックが第１の小有機分子と第２の小有機分子との間の反応を触媒する触媒で官能基化された両親媒性ブロック共重合体と、
を合わせることで、連続相として水性溶媒を含む反応混合物を得ることと、
なお、両親媒性ブロック共重合体を、反応混合物中の該両親媒性ブロック共重合体の最終濃度が該両親媒性ブロック共重合体の臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）を超える量で添加する；
（ｂ）工程（ａ）において得られる反応混合物を、両親媒性ブロック共重合体のミセル形成及びミセルの内部での第１の小有機分子と第２の小有機分子との間の反応を可能にする条件に供することと、
（ｃ）キメラコンジュゲート分子を反応混合物から精製することと、
を含む、方法に関する。
【０００７】
様々な実施の形態では、上記方法は、（ｄ）工程（ｃ）において得られるキメラコンジュゲート分子の第１のＤＮＡ識別子タグを、第２のＤＮＡ識別子タグにライゲートする工程を更に含む。
【０００８】
他の様々な実施の形態では、第１のＤＮＡ識別子タグ及び／又は第２のＤＮＡ識別子タグは、少なくとも４ヌクレオチド長、好ましくは少なくとも５ヌクレオチド長、少なくとも６ヌクレオチド長、少なくとも１０ヌクレオチド長又は少なくとも１４ヌクレオチド長である。
【０００９】
更に他の様々な実施の形態では、第１のＤＮＡ識別子タグは、小有機候補化合物にリンカー基、好ましくはポリ（エチレングリコール）リンカー基によって共有結合で連結する。
【００１０】
様々な実施の形態では、第１のＤＮＡ識別子タグ又はリンカー基は、小有機候補化合物にアミド結合によって共有結合で連結する。
【００１１】
更なる実施の形態では、本発明は、第１の小有機分子が０を超えるｌｏｇ  Ｐ（分配係数）値を有する方法に関する。
【００１２】
様々な実施の形態では、第２の小有機分子は、０を超えるｌｏｇ  Ｐ（分配係数）値を有する。
【００１３】
他の様々な実施の形態では、第１の小有機分子は、（ヘテロ）芳香族有機部分、好ましくは芳香族部分、より好ましくはフェニル部分であり、該（ヘテロ）芳香族部分が少なくとも１つのハロゲン置換基、好ましくは臭素又はヨウ素で置換される。より好ましい実施の形態では、第１の有機部分は、フェニルヨージド部分である。
【００１４】
更に他の様々な実施の形態では、第２の有機分子は、有機ボロン酸又はボロン酸エステル、好ましくは（ヘテロ）芳香族ボロン酸又はボロン酸エステル、アルケン又はアルキンからなる群より選択される。
【００１５】
上記方法の様々な実施の形態では、両親媒性ブロック共重合体は、疎水性ブロックとしてポリ（スチレン−ｃｏ−Ｎ−ビニルイミダゾール）を含む。
【００１６】
上記方法の更に様々な実施の形態では、両親媒性ブロック共重合体は、ポリ（アクリル酸エステル）、ポリ（アクリル酸）又はポリ（アクリルアミド）、好ましくはポリ（アクリルアミド）を含む。
【００１７】
様々な実施の形態では、触媒は、遷移金属触媒、好ましくはパラジウム、又はスルホン酸等の酸性基である。より好ましい実施の形態では、触媒は、Ｎ−複素環カルベンパラジウム錯体である。
【００１８】
様々な実施の形態では、第１の小有機分子と第２の小有機分子との間の反応は鈴木反応又はヘック反応である。
【００１９】
他の様々な実施の形態では、工程（ｂ）を高温、好ましくは２０℃以上、より好ましくは４０℃以上、更により好ましくは５０℃以上、更により好ましくは６０℃以上であるが、好ましくは９５℃未満で行う。
【００２０】
更に他の様々な実施の形態では、工程（ｂ）を少なくとも１時間、より好ましくは少なくとも２時間、更により好ましくは少なくとも４時間の期間にわたって行う。
【００２１】
様々な実施の形態では、第２の小有機分子を第１の小有機分子に対して少なくとも５０倍、好ましくは少なくとも１００倍モル過剰に使用する。
【００２２】
更なる実施の形態では、工程（ｃ）は、キメラコンジュゲート分子をクロマトグラフィー又は沈殿によって精製することを含む。
【００２３】
更なる態様では、本発明は、外側親水性部分と内側疎水性部分とを有し、（ａ）各々が親水性ブロック及び疎水性ブロックを含む複数の両親媒性ブロック共重合体分子であって、複数の両親媒性ブロック共重合体分子の親水性ブロックがミセルの外側親水性部分を形成し、複数の両親媒性ブロック共重合体分子の疎水性ブロックがミセルの内側疎水性部分を形成する、複数の両親媒性ブロック共重合体分子と、（ｂ）ＤＮＡが主にミセルの外側に位置し、小有機候補化合物がミセルの内側に位置するようにミセル内に挿入された小有機候補化合物を含む少なくとも１つのキメラコンジュゲート分子とを含むミセルに関する。
【００２４】
別の態様では、本発明は、（ａ）本発明の１つ以上のミセルと（ｂ）連続水相とを含む分散組成物に関する。
【００２５】
また更なる態様では、本発明は、本発明の方法によって得ることができるキメラ化合物（ＤＮＡコード化有機化合物）に関する。
【００２６】
また別の態様では、本発明は、本発明の方法によって得ることができるキメラ化合物の少なくとも１つを含むＤＮＡコード化化合物ライブラリーも包含する。
【００２７】
上記で開示される実施の形態の全ての組合せが本発明の範囲に含まれることも意図されると理解される。
【００２８】
非限定的な実施例及び添付の図面と併せて考慮される場合、本発明は、詳細な記載を参照することによって、より一層理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ミセル形成を用いたＤＮＡの保護の説明図である。
【図２】アミドカップリングにより出発物質を調製する合成スキームを示す図である。
【図３】カップリング試薬としてＨＡＴＵを用いたアミド結合形成の機構を示す図である。
【図４】未反応の出発物質６のキャッピングを示す図である。
【図５】ＤＮＡ沈殿の説明図である。
【図６】Ｇｌｅｎ−Ｐａｋ（商標）カートリッジの写真である。
【図７】ミセル形成Ｐｄ触媒３を用いて触媒される、ＤＮＡ−ビフェニルコンジュゲート４を生じる六量体ＤＮＡ−フェニルヨージドコンジュゲート１ａとフェニルボロン酸２とのミセル触媒鈴木反応を示す図である。
【図８】反応条件の最適化に関するデータを示す図である。
【図９】ボロン酸／エステルのスクリーニングを示す図である。
【図１０】スクリーニングしたボロネート２ａ〜ａｇを示す図である。
【図１１】ＰＥＧリンカーを用いない鈴木反応を示す図である。
【図１２】アクリル酸を用いたヘック反応を示す図である。
【図１３】ミセル形成Ｐｄ触媒３を用いて触媒される、図示したＤＮＡ−ビフェニルコンジュゲートを生じる１４量体ＤＮＡ−フェニルヨージドコンジュゲートとフェニルボロン酸２とのミセル触媒鈴木反応の生成物、及び生成物のＭＡＬＤＩ−ＭＳスペクトルを示す図である。
【図１４】ａ）ＤＮＡコンジュゲート４、ｂ）スルホン酸固定化両親媒性ブロック共重合体の構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明者らは、驚くべきことに、一方がＤＮＡタグにカップリングした２つの小有機分子が、ミセル触媒作用系において反応を行う場合にＤＮＡに影響を及ぼすことなく互いに反応し得ることを見出した。概して、ＤＮＡは、触媒によって誘導される化学的変化に対する感受性が高い。ミセル触媒作用系は、ＤＮＡと触媒との空間的分離によりＤＮＡの化学安定性を保護することが可能である。したがって、化合物を合成する本方法は、ＤＮＡにカップリングした反応物質（educts）が関与する反応に用いることができる化合物空間を広くし、例えばより多様なＤＮＡコード化化学ライブラリー（ＤＥＣＬ）の合成に有用であり得る。
【００３１】
第１の態様では、本発明は、キメラコンジュゲート分子のミセル触媒作用による合成方法であって、該キメラコンジュゲート分子が、
（Ａ）第１の小有機分子と第２の小有機分子とを反応させることによって得ることができる小有機候補化合物と、
（Ｂ）第１のＤＮＡ識別子タグと、
を含み、小有機候補化合物が第１のＤＮＡ識別子タグに共有結合でコンジュゲートしており、上記方法は、
（ａ）水性溶媒中で、
（１）第１のＤＮＡ識別子タグに共有結合でコンジュゲートした第１の小有機分子を含むコンジュゲート出発分子と、
（２）第１のＤＮＡ識別子タグに共有結合で連結した第１の小有機分子と反応して、キメラコンジュゲート分子を生じる第２の小有機分子と、
（３）親水性ブロック及び疎水性ブロックを含み、該疎水性ブロックが第１の小有機分子と第２の小有機分子との間の反応を触媒する触媒で官能基化された両親媒性ブロック共重合体と、
を合わせることで、連続相として水性溶媒を含む反応混合物を得ることと、
なお、両親媒性ブロック共重合体を、反応混合物中の該両親媒性ブロック共重合体の最終濃度が該両親媒性ブロック共重合体の臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）を超える量で添加する；
（ｂ）工程（ａ）において得られる反応混合物を、両親媒性ブロック共重合体のミセル形成及びミセルの内部での第１の小有機分子と第２の小有機分子との間の反応を可能にする条件に供することと、
（ｃ）キメラコンジュゲート分子を反応混合物から精製することと、
を含む、方法に関する。
【００３２】
「ミセル触媒作用」という用語は、本明細書で使用される場合、ミセルを形成することが可能な両親媒性物質、ここでは両親媒性ブロック共重合体を、ミセルが形成し、反応が該ミセルの環境で生じ得るように、その臨界ミセル濃度よりも高い濃度で添加することによる溶液中での化学反応に関する。特定の理論に束縛されることを望むものではないが、上記反応の発生は、例えばミセル中のより高濃度の反応物、種のより有利な配向及び溶媒和、又は界面活性剤集合体のミセル擬似相における速度定数の増大によるものであり得ると考えられる。
【００３３】
「キメラコンジュゲート分子」という用語は、本明細書で使用される場合、通例好ましくは共有結合によって、互いに化学的に連結した２つ以上のタイプの分子を含む化合物を指す。キメラコンジュゲート化合物は、核酸、好ましくはＤＮＡ部分に共有結合した小有機候補化合物を含む。核酸は一本鎖であっても又は二本鎖であってもよく、好ましくは一本鎖又は二本鎖ＤＮＡであり、より好ましくは二本鎖ＤＮＡである。安定性を増大するように修飾されたＤＮＡ誘導体も包含される。共有結合のタイプは、所望の結合化学に応じて異なり得る。好適な化学結合は、当該技術分野で既知であり、限定されるものではないが、アミド結合、ジスルフィド結合、チオエステル結合、トリアゾール結合及びエステル結合が含まれる。ＤＮＡがアミノ基で修飾され、これが次いでカルボキシル基等の有機分子上のアミノ反応性基と反応する方法が好ましい。核酸部分及び有機分子がアミド結合によって連結するのが好ましい。
【００３４】
「小有機候補化合物」という用語は、炭素系化合物、特に小有機分子を指す。有機候補化合物は、限定されるものではないが、薬剤活性、抗生物質活性、殺虫活性、除草活性又は抗真菌活性等の生物活性を示し得る。有機候補化合物は、芳香族脂環式環若しくは環系、又はそれぞれのヘテロアリール若しくは複素環構造等の（複素）環構造を含むのが好ましい。
【００３５】
「（複素）環式」という用語は本明細書で使用される場合、２個〜２０個、好ましくは２個〜１４個の環炭素原子を有し、任意にＯ、Ｓ及びＮから選ばれる１個〜５個の環原子を含有する、アニール及び縮合した環系を含む芳香族又は非芳香族の飽和した単環式、又は二環式若しくは三環式等の多環式の環系を意味する。好適な複素環系の非限定的な例としては、フラニル、イミダゾリル、イソオキサゾリル、オキサジアゾリル、オキサゾリル、ピラゾリル、ピロリル、ピリジル、ピリミジル、ピリダジニル、チアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、チエニル、カルバゾリル、ベンズイミダゾリル、ベンゾチエニル、ベンゾフラニル、インドリル、キノリニル、ベンゾトリアゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンズイミダゾリル、イソキノリニル、イソインドリル、アクリジニル、又はベンゾイソオキサゾリル等が挙げられる。好適な複素環の非限定的な例としては、アジリジニル、ピペリジニル、ピロリジニル、ピペラジニル、テトラヒドロピラニル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロチオフェニル、モルホニリル、チオモルホニリル等も挙げられる。小有機候補化合物は概して、本発明の方法では第１の小有機分子と第２の小有機分子とを反応させることによって得ることができる。一実施形態では、小有機候補化合物は、リピンスキーのルールオブファイブに従う又は従わない小分子、（環状）ペプチド、それらの混合物を含む群から選択することができる。
【００３６】
「有機分子」は、本明細書で使用される場合、リピンスキーのルールオブファイブに従う又は従わない小分子等の異なるクラスの分子を指す可能性がある。
【００３７】
「第１及び／又は第２の有機分子」という用語との関連での「小（Small）」は、本明細書で使用される場合、２個以上の炭素原子かつ最大５０個の炭素原子、より好ましくは最大３０個、最大２９個、最大２８個、最大２７個、最大２６個、最大２５個、最大２４個、最大２３個、最大２２個、最大２１個、最大２０個、最大１９個、最大１８個、最大１７個、最大１６個又は最大１５個の炭素原子からなる化合物に関する。他の様々な実施形態では、「小」有機分子は、多くとも１５００ダルトン、好ましくは多くとも７００ダルトン、より好ましくは多くとも５００ダルトンの分子量を有する。
【００３８】
また更なる実施形態では、第１及び／又は第２の小有機分子は、０を超えるｌｏｇ  Ｐ（分配係数）値を有する。第１の小有機分子が０を超える、好ましくは０．５超、１．０超、２．０超又は３．０超のｌｏｇ  Ｐ値を有するのが好ましい。ｌｏｇ  Ｐ値は、下記に規定される。
【００３９】
第１及び第２の小有機分子は、互いに反応することによって所望の候補化合物が形成されるように選択される。これを達成するために、両方の分子を、所望の反応を生じさせる官能基を含む上記で規定される有機部分から選択することができる。かかる基としては、限定されるものではないが、ハロゲン基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基、アミン基、スルホネート基、ホスホネート基等、またアミド基等の上述の組合せだけでなく、ビニル基、アリル基及びアルケニル基等の炭素二重結合及び炭素三重結合を有する基も挙げられる。化合物の骨格構造は、アルカン、シクロアルカン、アリール又はそのそれぞれのヘテロ変異体であり得る。
【００４０】
このため、様々な実施形態では、小有機分子を、各々が最大２０個の炭素原子を有する、線状若しくは分岐状の置換若しくは非置換アルキル、線状若しくは分岐状の置換若しくは非置換ヘテロアルキル、線状若しくは分岐状の置換若しくは非置換アルケニル、線状若しくは分岐状の置換若しくは非置換ヘテロアルケニル、線状若しくは分岐状の置換若しくは非置換アルキニル、線状若しくは分岐状の置換若しくは非置換ヘテロアルキニル、置換若しくは非置換シクロアルキル、置換若しくは非置換ヘテロシクロアルキル、置換若しくは非置換アリール、又は置換若しくは非置換ヘテロアリール、線状若しくは分岐状の置換若しくは非置換アルキルアリール、線状若しくは分岐状の置換若しくは非置換ヘテロアルキルアリールからなる群より選択することができる。
【００４１】
「アルキル」という用語は、単独で又は別の置換基の一部として、特に明記しない限り、完全に飽和し、二価及び多価ラジカルを含んでいてもよく、指定の炭素原子数を有する（すなわち、Ｃ１〜Ｃ１０は、１個〜１０個の炭素を意味する）、直鎖（すなわち、分岐していない）若しくは分岐鎖、又はそれらの組合せを意味する。飽和炭化水素ラジカルの例としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｔ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、シクロヘキシル、（シクロヘキシル）メチル、シクロプロピルメチル等の基、例えばｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチル等の同族体及び異性体が挙げられるが、これらに限定されない。
【００４２】
「アルキレン」という用語は、単独で又は別の置換基の一部として、限定されるものではないが、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−等のアルキルに由来する二価ラジカルを意味する。通例、アルキル（又はアルキレン）基は、１個〜２４個の炭素原子を有し、１０個以下の炭素原子を有する基が本発明では好ましい。「低級アルキル」又は「低級アルキレン」は、概して８個以下の炭素原子を有する、より短鎖のアルキル又はアルキレン基である。
【００４３】
「ヘテロアルキル」という用語は、単独で又は別の用語と組み合わせて、特に明記しない限り、少なくとも１個の炭素原子と、Ｏ、Ｎ、Ｐ、Ｓｉ及びＳからなる群より選択される少なくとも１個のヘテロ原子とからなり、窒素原子及び硫黄原子が任意に酸化していてもよく、窒素ヘテロ原子が任意に四級化していてもよい、安定した直鎖若しくは分岐鎖、若しくは環式炭化水素ラジカル、又はそれらの組合せを意味する。ヘテロ原子Ｏ、Ｎ、Ｐ及びＳ及びＳｉは、ヘテロアルキル基の任意の内部位置、又はアルキル基が分子の残りの部分に付着した位置に位置することができる。例としては、−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ３、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＮＨ−ＣＨ３、−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｎ（ＣＨ３）−ＣＨ３、−ＣＨ２−Ｓ−ＣＨ２−ＣＨ３、−ＣＨ２−ＣＨ２、−Ｓ（Ｏ）−ＣＨ３、−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｓ（Ｏ）２−ＣＨ３、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｏ−ＣＨ３、−Ｓｉ（ＣＨ３）３、−ＣＨ２−ＣＨ＝Ｎ−ＯＣＨ３、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｎ（ＣＨ３）−ＣＨ３、−Ｏ−ＣＨ３、−Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ３及び−ＣＮが挙げられるが、これらに限定されない。例えば、−ＣＨ２−ＮＨ−ＯＣＨ３及び−ＣＨ２−Ｏ−Ｓｉ（ＣＨ３）３のように最大２個のヘテロ原子が連続していてもよい。同様に、「ヘテロアルキレン」という用語は、単独で又は別の置換基の一部として、限定されるものではないが、−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｓ−ＣＨ２−ＣＨ２−及び−ＣＨ２−Ｓ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＮＨ−ＣＨ２−等のヘテロアルキルに由来する二価ラジカルを意味する。ヘテロアルキレン基については、ヘテロ原子が鎖末端のいずれか又は両方を占めていてもよい（例えば、アルキレンオキシ、アルキレンジオキシ、アルキレンアミノ、アルキレンジアミノ等）。さらに、アルキレン及びヘテロアルキレン連結基については、連結基の式が表記される方向は、連結基の配向を意味するものではない。例えば、式−Ｃ（Ｏ）２Ｒ’−は、−Ｃ（Ｏ）２Ｒ’−及び−Ｒ’Ｃ（Ｏ）２−の両方を表す。上記のように、ヘテロアルキル基は、本明細書で使用される場合、ヘテロ原子を介して分子の残りの部分に付着した基、例えば−Ｃ（Ｏ）Ｒ’、−Ｃ（Ｏ）ＮＲ’、−ＮＲ’Ｒ’’、−ＯＲ’、−ＳＲ’及び／又は−ＳＯ２Ｒ’を含む。「ヘテロアルキル」が列挙され、続いて−ＮＲ’Ｒ’’等のような特定のヘテロアルキル基が列挙される場合、ヘテロアルキル及び−ＮＲ’Ｒ’’という用語が余分又は相互排他的ではないことが理解される。むしろ、特定のヘテロアルキル基は、明確さを増すために列挙される。このため、「ヘテロアルキル」という用語は、−ＮＲ’Ｒ’’等のような特定のヘテロアルキル基を除外するものとして本明細書で解釈すべきでない。
【００４４】
「シクロアルキル」及び「ヘテロシクロアルキル」という用語は、単独で又は他の用語と組み合わせて、特に明記しない限り、それぞれ「アルキル」及び「ヘテロアルキル」の環式バージョンを表す。付加的に、ヘテロシクロアルキルについては、ヘテロ原子は、複素環が分子の残りの部分に付着した位置を占めることができる。シクロアルキルの例としては、シクロペンチル、シクロヘキシル、１−シクロヘキセニル、３−シクロヘキセニル、シクロヘプチル等が挙げられるが、これらに限定されない。ヘテロシクロアルキルの例としては、１−（１，２，５，６−テトラヒドロピリジル）、１−ピペリジニル、２−ピペリジニル、３−ピペリジニル、４−モルホリニル、３−モルホリニル、テトラヒドロフラン−２−イル、テトラヒドロフラン−３−イル、テトラヒドロチエン−２−イル、テトラヒドロチエン−３−イル、１−ピペラジニル、２−ピペラジニル等が挙げられるが、これらに限定されない。「シクロアルキレン」及び「ヘテロシクロアルキレン」は、それぞれシクロアルキル及びヘテロシクロアルキルに由来する二価ラジカルを指す。
【００４５】
「ハロ」又は「ハロゲン」という用語は、単独で又は別の置換基の一部として、特に明記しない限り、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を意味する。付加的に、「ハロアルキル」等の用語は、モノハロアルキル及びポリハロアルキルを含むことが意図される。例えば、「ハロ（Ｃ１〜Ｃ４）アルキル」という用語は、限定されるものではないが、トリフルオロメチル、２，２，２−トリフルオロエチル、４−クロロブチル、３−ブロモプロピル等を含むことが意図される。
【００４６】
「アリール」という用語は、特に明記しない限り、単環であっても、又は縮合した若しくは共有結合で連結した複数の環（好ましくは１つ〜３つの環）であってもよい多価不飽和芳香族炭化水素置換基を意味する。「ヘテロアリール」という用語は、窒素原子及び硫黄原子が任意に酸化し、窒素原子（複数の場合もある）が任意に四級化した、Ｎ、Ｏ及びＳから選択される１個〜４個のヘテロ原子を含有するアリール基（又は環）を指す。ヘテロアリール基は、炭素又はヘテロ原子を介して分子の残りの部分に付着することができる。アリール基及びヘテロアリール基の非限定的な例としては、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、４−ビフェニル、１−ピロリル、２−ピロリル、３−ピロリル、３−ピラゾリル、２−イミダゾリル、４−イミダゾリル、ピラジニル、２−オキサゾリル、４−オキサゾリル、２−フェニル−４−オキサゾリル、５−オキサゾリル、３−イソオキサゾリル、４−イソオキサゾリル、５−イソオキサゾリル、２−チアゾリル、４−チアゾリル、５−チアゾリル、２−フリル、３−フリル、２−チエニル、３−チエニル、２−ピリジル、３−ピリジル、４−ピリジル、２−ピリミジル、４−ピリミジル、５−ベンゾチアゾリル、プリニル、２−ベンズイミダゾリル、５−インドリル、１−イソキノリル、５−イソキノリル、２−キノキサリニル、５−キノキサリニル、３−キノリル及び６−キノリルが挙げられる。上述のアリール環系及びヘテロアリール環系の各々の置換基は、下記の許容可能な置換基の群から選択される。「アリーレン」及び「ヘテロアリーレン」は、それぞれアリール及びヘテロアリールに由来する二価ラジカルを指す。
【００４７】
「アリールアルキル」という用語は、アリール基がアルキル基（例えばベンジル、フェネチル、ピリジルメチル等）に付着したラジカルを含むことが意図される。「ヘテロアリールアルキル」という用語は、アルキル又はアリール部分（例えば、メチレン基）の１個以上の炭素原子が、例えば酸素原子に置き換えられた上記の基（例えばフェノキシメチル、２−ピリジルオキシメチル、３−（１−ナフチルオキシ）プロピル等）を含む。
【００４８】
ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル又はヘテロアリールが特定の数の成員を含む場合（例えば、「３員〜７員」）、「成員」という用語は、炭素又はヘテロ原子を指す。
【００４９】
上記の用語（例えば「アルキル」、「ヘテロアルキル」、「アリール」及び「ヘテロアリール」）は各々、指定のラジカルの置換及び非置換の両方の形態を含むことが意図される。各タイプのラジカルの好ましい置換基を下記に提示する。
【００５０】
アルキル、ヘテロアルキル、アルキレン、アルケニル、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、シクロアルケニル及びヘテロシクロアルケニルラジカルの置換基は、限定されるものではないが、０〜（２ｍ’＋１）（ここで、ｍ’は、かかるラジカル中の炭素原子の総数である）の範囲の数の−ＯＲ’、＝Ｏ、＝ＮＲ’、＝Ｎ−ＯＲ’、−ＮＲ’Ｒ’’、−ＳＲ’、−ハロゲン、−ＳｉＲ’Ｒ’’Ｒ’’’、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ’、−Ｃ（Ｏ）Ｒ’、−ＣＯ２Ｒ’、−ＣＯＮＲ’Ｒ’’、−ＯＣ（Ｏ）ＮＲ’Ｒ’’、−ＮＲ’’Ｃ（Ｏ）Ｒ’、−ＮＲ’−Ｃ（Ｏ）ＮＲ’’Ｒ’’’、−ＮＲ’’Ｃ（Ｏ）２Ｒ’、−ＮＲ−Ｃ（ＮＲ’Ｒ’’Ｒ’’’）＝ＮＲ’’’’、−ＮＲ−Ｃ（ＮＲ’Ｒ’’）＝ＮＲ’’’、−Ｓ（Ｏ）Ｒ’、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ’、−Ｓ（Ｏ）２ＮＲ’Ｒ’’、−ＮＲＳＯ２Ｒ’、−ＣＮ及び−ＮＯ２から選択される様々な基の１つ以上であり得る。Ｒ’、Ｒ’’、Ｒ’’’及びＲ’’’’は各々、好ましくは独立して水素、置換若しくは非置換ヘテロアルキル、置換若しくは非置換シクロアルキル、置換若しくは非置換ヘテロシクロアルキル、置換若しくは非置換アリール（例えば、１つ〜３つのハロゲンで置換されたアリール）、置換若しくは非置換アルキル、アルコキシ若しくはチオアルコキシ基、又はアリールアルキル基を指す。本発明の化合物が２つ以上のＲ基を含む場合、Ｒ基は各々独立して選択される。Ｒ’基、Ｒ’’基、Ｒ’’’基及びＲ’’’’基についても、これらの基の２つ以上が存在する場合に同じことが当てはまる。Ｒ’及びＲ’’が同じ窒素原子に付着する場合、窒素原子と化合して４員、５員、６員又は７員の環を形成することができる。例えば、−ＮＲ’Ｒ’’は、限定されるものではないが、１−ピロリジニル及び４−モルホリニルを含むことが意図される。上記の置換基の論考から、「アルキル」という用語が、ハロアルキル（例えば、−ＣＦ３及び−ＣＨ２ＣＦ３）及びアシル（例えば−Ｃ（Ｏ）ＣＨ３、−Ｃ（Ｏ）ＣＦ３、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２ＯＣＨ３等）等の水素基以外の基に結合した炭素原子を含む基を含むことが意図されることが当業者には理解される。
【００５１】
アルキルラジカルについて記載した置換基と同様、アリール基及びヘテロアリール基の置換基は多様であり、例えば０から芳香環系上の空の原子価（open valences）の総数までの範囲の数のハロゲン、−ＯＲ’、−ＮＲ’Ｒ’’、−ＳＲ’、−ハロゲン、−ＳｉＲ’Ｒ’’Ｒ’’’、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ’、−Ｃ（Ｏ）Ｒ’、−ＣＯ２Ｒ’、−ＣＯＮＲ’Ｒ’’、−ＯＣ（Ｏ）ＮＲ’Ｒ’’、−ＮＲ’’Ｃ（Ｏ）Ｒ’、−ＮＲ’−Ｃ（Ｏ）ＮＲ’’Ｒ’’’、−ＮＲ’’Ｃ（Ｏ）２Ｒ’、−ＮＲ−Ｃ（ＮＲ’Ｒ’’Ｒ’’’）＝ＮＲ’’’’、−ＮＲ−Ｃ（ＮＲ’Ｒ’’）＝ＮＲ’’’、−Ｓ（Ｏ）Ｒ’、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ’、−Ｓ（Ｏ）２ＮＲ’Ｒ’’、−ＮＲＳＯ２Ｒ’、−ＣＮ及び−ＮＯ２、−Ｒ’、−Ｎ３、−ＣＨ（Ｐｈ）２、フルオロ（Ｃ１〜Ｃ４）アルコキシ及びフルオロ（Ｃ１〜Ｃ４）アルキルから選択され、ここでＲ’、Ｒ’’、Ｒ’’’及びＲ’’’’は、好ましくは独立して水素、置換又は非置換アルキル、置換又は非置換ヘテロアルキル、置換又は非置換シクロアルキル、置換又は非置換ヘテロシクロアルキル、置換又は非置換アリール、及び置換又は非置換ヘテロアリールから選択される。本発明の化合物が２つ以上のＲ基を含む場合、Ｒ基は各々独立して選択される。Ｒ’基、Ｒ’’基、Ｒ’’’基及びＲ’’’’基についても、これらの基の２つ以上が存在する場合に同じことが当てはまる。
【００５２】
「アルケン」という用語は、本明細書で使用される場合、炭素及び水素のみから構成され、１つの炭素炭素二重結合を有し、一不飽和炭化水素の化学式ＣｎＨ２ｎ（式中、ｎは少なくとも２に等しい）を有する分子を意味する。ｎが少なくとも３、４、５又は６に等しいのが好ましい。最も好ましくは、ｎは多くとも６である。
【００５３】
第１の小有機分子は、その位置がミセル内部であることを確実にするために所望の疎水性を有するように選択されるのが好ましい。このため、アルキル基及びアリール基等の疎水性構造要素、並びにハロゲン等の置換基が好ましい。鈴木反応及びヘック反応については、第１の小有機分子は、フェニル等のハロゲン置換アリール部分であるのが好ましい。
【００５４】
「ＤＮＡ識別子タグ」という用語は、本明細書で使用される場合、上記で規定される小有機候補化合物に共有結合でカップリングし、キメラコンジュゲート分子を形成するＤＮＡ配列を指す。本明細書で区別なく用いられる「ヌクレオチド」、「核酸分子」又は「核酸配列」という用語は、ＤＮＡ（デオキシリボ核酸）分子、ＲＮＡ（リボ核酸）分子、又はＤＮＡ及びＲＮＡの両方を含む分子、好ましくはＤＮＡに関する。或る特定の実施形態では、ＤＮＡ若しくはＲＮＡの誘導体、又はその修飾変異体を使用してもよい。かかる誘導体は、核酸の安定性を増大する構造要素を含み得る。上記分子は、それらの自然な遺伝学的状況及び／又は背景とは独立して生じ得る。「核酸分子／配列」という用語は更に、一本鎖形態又は二本鎖ヘリックスのいずれかの、リボヌクレオシドのリン酸エステル重合体形態（アデノシン、グアノシン、ウリジン又はシチジン；「ＲＮＡ分子」）若しくはデオキシリボヌクレオシドのリン酸エステル重合体形態（デオキシアデノシン、デオキシグアノシン、デオキシチミジン又はデオキシシチジン；「ＤＮＡ分子」）、又はホスホロチオエート及びチオエステル等のそれらの任意のリン酸エステル類似体を指す。二本鎖ＤＮＡ−ＤＮＡ、ＤＮＡ−ＲＮＡ及びＲＮＡ−ＲＮＡヘリックスが可能である。「核酸分子」、特に「ＤＮＡ」又は「ＲＮＡ」分子という用語は、分子の一次及び二次構造のみを指し、いかなる特定の三次形態にも限定するものではない。第１及び／又は第２のＤＮＡ識別子タグは、下記の天然及び／又は非天然塩基を含み得る。ＤＮＡ識別子タグは、二本鎖であっても又は一本鎖であってもよい。好ましい実施形態では、ＤＮＡ識別子タグは二本鎖である。ＤＮＡ識別子タグは、小有機候補化合物又はリンカー基に共有結合でコンジュゲートし、キメラコンジュゲート分子を形成する。小有機候補化合物又はリンカー基は、ＤＮＡ識別子タグの３’末端又は５’末端に付着することができる。好ましい実施形態では、小有機候補化合物又はリンカー基は、ＤＮＡ識別子タグの５’末端に付着する。
【００５５】
本明細書で区別なく用いられる「ＤＮＡ」又は「デオキシリボ核酸」は、ヌクレオチドが糖である２’−デオキシリボースとアデニン（Ａ）、グアニン（Ｇ）、シトシン（Ｃ）及びチミン（Ｔ）から選択される塩基とを含有する、ヌクレオチドの鎖に関する。
【００５６】
本明細書で区別なく用いられる「塩基」又は「核酸塩基」という用語は、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）及びリボ核酸（ＲＮＡ）の基本構成要素であるヌクレオシド内の糖に連結して見られる窒素含有生体化合物（窒素塩基）に関する。塩基対を形成し、互いに積み重なるそれらの能力は、ＤＮＡ及びＲＮＡのらせん構造を直接もたらす。主要な、すなわち標準の核酸塩基は、シトシン（ＤＮＡ及びＲＮＡ）、グアニン（ＤＮＡ及びＲＮＡ）、アデニン（ＤＮＡ及びＲＮＡ）、チミン（ＤＮＡ）及びウラシル（ＲＮＡ）（それぞれＣ、Ｇ、Ａ、Ｔ及びＵと略される）である。Ａ、Ｇ、Ｃ及びＴがＤＮＡ中に見られることから、これらの分子はＤＮＡ塩基と呼ばれ、Ａ、Ｇ、Ｃ及びＵはＲＮＡ塩基と呼ばれる。ウラシル及びチミンは、ウラシルが５’メチル基を欠くこと以外は同一である。アデニン及びグアニンは、プリン（Ｒと略される）と呼ばれる二重環状分子の群に属する。シトシン、チミン及びウラシルは全て、ピリミジン（Ｙと略される）である。遺伝コードの通常部分として機能しない他の塩基は、非標準と称される。第１の及び／又は第２のＤＮＡ識別子タグに含まれ得る核酸塩基は、チミン、シトシン、ウラシル、４−アセチルシチジン、５−（カルボキシヒドロキシメチル）ウリジン、２’−Ｏ−メチルシチジン、５−カルボキシメチルアミノメチル−２−チオウリジン、５−カルボキシメチルアミノメチルウリジン、ジヒドロウリジン、２’−Ｏ−メチルシュードウリジン、１−メチルシュードウリジン、３−メチルシチジン、５−メチルシチジン、５−メチルアミノメチルウリジン、５−メトキシアミノメチル−２−チオウリジン、５−メトキシカルボニルメチル−２−チオウリジン、５−メトキシカルボニルメチルウリジン、５−メトキシウリジン、ウリジン−５−オキシ酢酸−メチルエステル、ウリジン−５−オキシ酢酸、シュードウリジン、２−チオシチジン、５−メチル−２−チオウリジン、２−チオウリジン、４−チオウリジン、５−メチルウリジン、２’−Ｏ−アルキルウリジン、２’−Ｏ−アルキルチミジン、２’−Ｏ−アルキルシチジン及び３−（３−アミノ−３−カルボキシ−プロピル）ウリジンである。
【００５７】
ミセル触媒作用のために本明細書で使用される第１の小有機分子は、任意の市販のＤＮＡ修飾因子によって修飾された一本鎖又は二本鎖ＤＮＡ配列に接続する。これらの修飾因子は、例えばGlen Research又はIba-Lifesciencesによって市販されている。ＤＮＡ識別子タグは、ＤＮＡ識別子タグの５’末端、３’末端、又は任意の内部ヌクレオチドで修飾因子にカップリングしてもよいが、５’末端が好ましい。修飾因子は、ホスホロアミダイト法によってＤＮＡ配列に導入するのが好ましい。修飾因子は、アミン、カルボン酸、チオール、ハロゲン化物、マレイミド、アミノオキシ、アルデヒド又は末端アルキン等の反応性基を含有する。反応物、すなわち第１の小有機分子は、これらの修飾因子にアミド結合形成、（チオ）尿素合成、アルキル化、ディールス−アルダー反応、ヒドラジン形成及びアジド−アルキン環化付加によってカップリングし、コンジュゲート出発分子が得られる。
【００５８】
市販の修飾因子の例は、末端修飾因子である５’−アミノ−Ｃ（６）−ホスフェートリンカー、３’−アミノ−Ｃ（７）−ホスフェートリンカー、及び内部修飾因子であるアミノ−Ｃ６  ｄＴである。好ましい実施形態では、修飾因子は、その非コンジュゲート末端にアミン基を含有し、末端又は内部ヌクレオチド、好ましくは末端ヌクレオチドの５’−ホスフェート、３’−ホスフェート又は２’−ホスフェートにカップリングした、１個〜２０個の炭素原子を有する線状又は分岐状のアルキル基である。
【００５９】
「水性」という用語は、本明細書で使用される場合、組成物中に使用される溶媒が主に水であり、すなわち少なくとも５０体積％の水を含むことを意味する。したがって、「水性」及び「水系（water-based）」は、同義語とみなすことができる。「水性溶媒」という用語は、本明細書で使用される場合、蒸留水、脱イオン水、滅菌水等の水、主溶媒として水を含む緩衝液又は塩溶液を指す。水性溶媒は任意に、１つ以上の溶解した添加剤及び／又は賦形剤、特に水と混和し、ミセル形成に悪影響を及ぼさない有機共溶媒を含む。好ましい実施形態では、水性溶媒は、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９５％又は少なくとも９９％（体積％）の水を含む。
【００６０】
「コンジュゲート出発分子」という用語は、本明細書で使用される場合、第１のＤＮＡ識別子タグに共有結合でコンジュゲートした第１の小有機分子を含む分子を指し、第１の小有機分子及びＤＮＡ識別子タグは、上記のように規定される。コンジュゲート出発分子の例は、例えば国際公開第２０１７／１０８７４１号（その全体が引用することにより本明細書の一部をなす）に該出願全体を通して開示されている。より詳細には、好適なコンジュゲート出発分子は、上記出願の７頁の最終段落から９頁の第１段落に記載されている。
【００６１】
「反応した」は、本明細書で使用される場合、キメラコンジュゲート分子を生じる、第１のＤＮＡ識別子タグに共有結合で連結した第１の小有機分子と第２の小有機分子との間の化学反応を指す。該反応は下記の触媒によって触媒され、ミセル中で生じる。反応としては、更に限定されるものではないが、合成反応、分解反応、単一置換反応若しくは二重置換反応、例えば酸化及び還元反応、錯体形成反応、酸塩基反応、沈殿反応、固相反応、又は光化学反応を挙げることができる。
【００６２】
「ブロック共重合体」という用語は、本明細書で使用される場合、２つ以上の異なるタイプの単量体サブユニットを含む共重合体を指し、ここで、単量体サブユニットは、１つのタイプの単量体サブユニットのみを含有するブロックにまとめられる。これらのブロックは、同じ重合体鎖中で異なるサブユニットを含有する他のブロックに共有結合で付着し、ブロック共重合体の単量体サブユニットは、例えばミセルを形成することによって、同様の単量体サブユニットと組織化する単量体サブユニットの親和性の結果として相分離配置（phase-segregated arrangement）を受ける。本願の両親媒性ブロック共重合体は、親水性ブロック及び疎水性ブロックを含む。好ましい実施形態では、両親媒性ブロック共重合体は、ジブロック共重合体である。「ジブロック共重合体」という用語は、本明細書で使用される場合、各々が異なるタイプの単量体サブユニットを有する２つの異なるタイプのブロック（ここでは、疎水性ブロック及び親水性ブロック）のみが存在するブロック共重合体を指す。「両親媒性」という用語は、本明細書で使用される場合、不連続な疎水性領域及び親水性領域を有する三次元構造を説明するものである。両親媒性重合体は、重合体骨格に沿って疎水性要素及び親水性要素の両方の存在を必要とする。
【００６３】
両親媒性ブロック共重合体の疎水性ブロック及び親水性ブロックは、単量体サブユニットを含み、親水性ブロックは少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％若しくは少なくとも９５％の親水性単量体サブユニットを含むか、又は親水性単量体サブユニットからなり、疎水性ブロックは少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％若しくは少なくとも９５％の疎水性単量体サブユニットを含むか、又は疎水性単量体サブユニットからなる。好ましい実施形態では、疎水性ブロック及び／又は親水性ブロックは各々、少なくとも１０個の単量体サブユニット、好ましくは少なくとも２０個、少なくとも３０個、少なくとも４０個又は少なくとも５０個の単量体サブユニットを含む。
【００６４】
それぞれの重合体ブロックを形成するために、それぞれのタイプの単量体サブユニットを重合する。
【００６５】
「親水性」又は「親水性ブロック」という用語は、本明細書で使用される場合、水に対して親和性を有する共重合体の一部を説明又は意味するものである。好ましい実施形態では、「親水性」は、単量体単位と関連して本明細書で使用される場合、１．０未満、好ましくは０．７５未満、０．５未満、０．２５未満又は０．１未満のｌｏｇ  Ｐを有する分子を指す。
【００６６】
好ましい実施形態では、親水性ブロックの単量体サブユニットは、エチレンオキシド等の親水性アルキレンオキシド、（メタ）アクリルアミド、並びにそれぞれのアルキル／ヘテロアリール基が、例えばヒドロキシル等の官能基で任意に置換された、その親水性誘導体、例えばそのＮ−（短鎖）アルキル／ヘテロアリール及びＮ，Ｎ−（短鎖）ジアルキル／ヘテロアリール誘導体（具体例としては、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−アクリロイルモルホリン、Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）メタクリルアミド、Ｎ−アクリロイルピロリジン、Ｎ−ビニルピロリドンが挙げられるが、これらに限定されない）；エチレン性不飽和アンモニウム単量体、例えばジアリルジメチルアンモニウムクロリドをベースとした第四級アンモニウム系重合体；（メタ）アクリル酸、及びエチレンオキシド単位、又はスルホン化若しくはカルボキシル化アルキル基を有するもののようなその親水性エステル、例えば２−（２−エトキシエトキシ）エチルアクリレート、アクリル酸メチルエステルメトキシエチレン、ポリエトキシ（１０）エチルメタクリレート、２−スルホエチルメタクリレート、３−スルホプロピルアクリレート、３−スルホプロピルメタクリレート；アスパラギン酸、グルタミン酸、Ｌ−リシン等のアミノ酸；ビニルアルコール、酢酸ビニル及び親水性ビニル、並びにアリルエーテル、例えば２−エトキシエチルビニルエーテル、２−メトキシエチルビニルエーテル、メチルトリ（エチレングリコール）ビニルエーテル、メチルビニルエーテル、ナトリウム１−アリルオキシ−２−ヒドロキシプロピルスルホネート；オキサゾリン、及び２−アルキル置換２−オキサゾリン、例えば２−メチル−２−オキサゾリン、２−エチル−２−オキサゾリン等のその誘導体；エチレンイミン；並びにスチレンカルボキシレート／スルホネートをベースとするもののような親水性スチレンからなる群より選択される。
【００６７】
したがって、親水性ブロックは、ポリオキシアルキレン、（ポリ）アクリル酸、又はその親水性エステル若しくはアミド、ビニルアルコール等を含み得る。例えば、（ポリ）乳酸、（ポリ）グリコール酸又はその共重合体も可能である。
【００６８】
好ましい実施形態では、下記の単量体サブユニットを重合して、両親媒性ブロック共重合体の疎水性ブロックを形成する。
【００６９】
「疎水性」又は「疎水性ブロック」という用語は、本明細書で使用される場合、水に対する親和性が欠如した共重合体の一部を説明又は意味するものである。
【００７０】
好ましい実施形態では、「疎水性」は、単量体単位と関連して本明細書で使用される場合、少なくとも１．０、好ましくは少なくとも１．５、少なくとも２．０、少なくとも２．５又は少なくとも３．０のｌｏｇ  Ｐを有する分子又は分子の部分を指す。
【００７１】
好ましい実施形態では、疎水性ブロック又は各重合体の疎水性単量体サブユニットは、（ポリ）スチレン及びその疎水性誘導体、例えばアルキル−スチレン、例えばｔｅｒｔ−ブチルスチレン、スチレン−ｃｏ−［ｐ−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシ−１−トリフルオロメチル）エチルメチルスチレン；ポリオレフィン、例えばポリプロピレン、エチレン−ｃｏ−ブチレン、イソブチレン；３個以上のＣ原子を有する単量体を有するポリオキシアルキレン、例えばプロピレンオキシド、ブチレンオキシド；２−Ｒ２−オキサゾリン（Ｒ＝２個より多いＣ原子を有するアルキル）；アルキル部分及びアリール部分及びＣ６＋ヘテロアルキル部分（アルキル鎖中に１個以上のヘテロ原子を含む炭素原子６個以上のアルキル部分）を有する（メタ）アクリレート類、例えばｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソ−ブチル（メタ）アクリレート、ｓｅｃ−ブチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソ−デシル（メタ）アクリレート、ｎ−ドデシル（メタ）アクリレート、Ｎ（ｎ−ドデシル）メタクリルアミド、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、１−ヘキサデシル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、２−ナフチル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、２−フェノキシエチル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート（Ｃ１６／Ｃ１８の混合物）、ｔｅｒｔ−ブチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、シンナモイルエチル（メタ）アクリレート、ｔ−アミル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールモノメチルエーテルモノ（メタ）アクリレート、ウンデシル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、２−（Ｎ−モルホリノエチル）（メタ）アクリレート、１，１，２，２−テトラヒドロペルフルオロオクチルアクリレート；ジエンに基づく重合体、例えばブタジエン、イソプレン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノイソプレンに基づく重合体；γ−ベンジル−Ｌ−グルタメート；ε−カプロラクトン；シロキサン、例えばジメチルシロキサンメチルフェニルシラン；疎水性アクリルアミド、例えば長鎖（Ｃ６＋）アルキルアクリルアミド、例えばＮ−（ｎ−オクタデシル）アクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、ビニルピリジン、２−ビニルピリジン、３−ビニルピリジン、４−ビニルピリジン、アクリロニトリル；イソシアネートに基づく単量体、例えばヘキシルイソシアネート及びイソシアノジペプチドからなる群より選択される。
【００７２】
好ましい疎水性ブロックは、ポリスチレン、疎水性ポリアクリレート及びポリアクリルアミドを含む。
【００７３】
様々な実施形態では、両親媒性ブロック共重合体は、上記の疎水性ブロックの少なくとも１つと上記の親水性ブロックの少なくとも１つとからなる組合せである。
【００７４】
「触媒」は、本明細書で使用される場合、化学的方法又はプロセスを容易にする化学剤を指す。一実施形態では、この用語は、それ自体が影響を受けることなく化学反応を開始又は加速する物質を指す。触媒は、炭化水素、酸化剤、溶媒及び化学変換の他の成分の間の化学反応を容易にする。
【００７５】
好ましい実施形態では、触媒は有機触媒、（遷移）金属触媒又は金属ナノ粒子（複数の場合もある）からなる群より選択することができる。「有機触媒」という用語は、本明細書で使用される場合、反応を触媒することが可能な有機分子を含む。好ましい実施形態では、有機触媒は有機酸又は有機塩基を含む。
【００７６】
好ましい実施形態では、有機触媒は、アルカンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、カルボン酸、第三級アミン、第二級アミン、例えばプロリン誘導体、チオ尿素及びイミダゾリノンからなる群より選択される。有機触媒は、アミド結合、ジスルフィド結合、チオエステル結合及びエステル結合等の当該技術分野で既知の好適な化学結合によって疎水性ブロックにカップリングすることができる。好ましい実施形態では、有機触媒は、２個以上の炭素原子、好ましくは最大５０個の炭素原子、より好ましくは最大３０個、最大２９個、最大２８個、最大２７個、最大２６個、最大２５個、最大２４個、最大２３個、最大２２個、最大２１個、最大２０個、最大１９個、最大１８個、最大１７個、最大１６個又は最大１５個の炭素原子からなる化合物に関し得る。他の様々な実施形態では、有機分子は、多くとも１５００ダルトン、好ましくは多くとも７００ダルトン、より好ましくは多くとも５００ダルトンの分子量を有する。
【００７７】
「遷移金属触媒」という用語は、本明細書で使用される場合、第ＶＩＩＩ族の金属又は銅の塩、カルボニル化合物、キレート、又は三価ドナー基を有する配位子を含む錯体を含む、第１及び第２の小有機分子の反応に有用な任意の遷移金属を意味する。第ＶＩＩＩ族金属としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ又はＰｔが挙げられる。錯体触媒は、三価ドナー原子を有する配位子を含むものであり、１つ以上の配位子によって錯体形成した第ＶＩＩＩ族金属から構成される。これらの錯体は、第ＶＩＩＩ族金属化合物と三価ドナー原子を有する配位子との反応によって形成される。かかる三価ドナー原子としては、リン、窒素、ヒ素、アンチモン及びビスマスが挙げられる。これらのタイプの錯体は当業者に既知であり、最も一般的にはリン型配位子を伴う（R. F. Heck, Palladium Reagents in Organic Syntheses, Academic Press, N.Y., N.Y., 1985, pages 1-7、S. G. Davies, Organotransition Metal Chemistry Applications to Organic Syntheses, Pergamon Press, N.Y., N.Y., 1985, pages 13-17を参照されたい）。最も一般的なリン型配位子の例としては、ホスフィンが挙げられ、中でもトリフェニルホスフィン、トリメチルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、ジメチルフェニルホスフィン、ジシクロヘキシルフェニルホスフィン、ジフェニレンフェニルホスフィン、トリ−ｐ−トリルホスフィン、トリ−（ｐ−クロロフェニル）ホスフィン、トリス（ｐ−メトキシフェニル）ホスフィン、ビス−（ジフェニルホスフィノ）メタン、１，２−ビス−（ジフェニルホスフィノ）エタン、ビス−（ジシクロヘキシルホスフィノ）エタン、ビス−（２−ジフェニルホスフィノエチル）フェニルホスフィン、１，１，１−トリス−（ジフェニルホスフィノメチル）エタン、トリス−（２−ジフェニルホスフィノエチル）ホスフィン、１，１，４，７，１０，１０−ヘキサフェニル−１，４，７，１０−テトラホスファデカン及び１，１−ビス−（ジフェニルホスフィノ）フェロセンが好ましい。錯体触媒は、三価ドナー原子を有する配位子と共に使用される。好ましい配位子は、上記に挙げたようなホスフィン又はホスフィン誘導体である。本発明による方法に使用することができるホスフィン及び第ＶＩＩＩ族金属の相対量は、ホスフィン化合物中のリンのモル数と第ＶＩＩＩ族金属のモル数との比率として最もよく表現される。好ましい触媒は、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ及びＲｕの塩、カルボニル化合物、キレート又は錯体である。特に好ましい触媒は、ＲｈＣｌ３、ＰｄＣｌ２、ＰｄＢｒ２、ＩｒＣｌ３、Ｐｄ（ＯＯＣＣＨ３）２、（ＲｈＣｌ（ＣＯ）２）２、パラジウムビストリフェニルホスフィン、パラジウムトリストリフェニルホスフィン及びＰｄ（ＯＡｃ）２である。
【００７８】
他の好ましい実施形態では、金属（イオン）触媒を両親媒性ブロック共重合体の親油性ブロックに接続するために使用される金属（イオン）触媒及び配位子は、下記の触媒及び配位子の任意の組合せである。金属（イオン）触媒は、Ｐｄ（０）、Ｐｄ（ＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ａｕ（Ｉ）、Ａｇ（Ｉ）、Ｃｕ（Ｉ）、Ｃｕ（ＩＩ）、Ｒｕ（ＩＩ）、Ｒｈ（ＩＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩＩ）及びＹｂ（ＩＩＩ）からなる群より選択することができる。配位子は、Ｎ−複素環カルベン、ホスフィン誘導体、ホスフィン／窒素誘導体、サレン（salene）誘導体、ピリジン及びビピリジン誘導体、１，３−オキサゾリジン誘導体、ピラジニル誘導体、カンファー誘導体及びオキサゾリン誘導体からなる群より選択することができる。
【００７９】
第１の小有機分子と第２の小有機分子との間の反応を触媒する好ましい金属ナノ粒子は、金属成分としてのパラジウム、白金、金、銅、ルテニウム、ロジウム、鉄、コバルト、及びＮ複素環カルベン配位子誘導体又はホスフィン配位子誘導体をベースとした金属ナノ粒子である。「ナノ粒子」という用語は、本明細書で使用される場合、ナノスケール寸法の複合構造を示す。特に、ナノ粒子は通例、約１ｎｍ〜約１０００ｎｍの範囲のサイズの粒子であり、通常は球状であるが、ナノ粒子の組成に応じて異なる形態が可能である。ナノ粒子の外部の環境と接触するナノ粒子の部分は概して、ナノ粒子の表面とされる。本明細書に記載のナノ粒子では、サイズ制限を二次元に限定することができるため、本明細書に記載のナノ粒子は、約１ｎｍ〜約１０００ｎｍの直径を有する複合構造を含み、比直径は、ナノ粒子の組成及び実験的設計に応じたナノ粒子の使用目的によって異なる。例えば、適用されるナノ粒子は通例、約２００ｎｍ以下、特に約１ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲のサイズを有する。
【００８０】
「官能基化」は、触媒及び疎水性ブロックとの関連において本明細書で使用される場合、疎水性ブロックが触媒を含み、触媒が重合体の疎水性ブロックに結合していることを意味する。これにより触媒がミセル内部に局在化することが確実となる。疎水性ブロック及び触媒の例は、上記に提示されている。好ましい実施形態では、疎水性重合体ブロックは、（ａ）有機触媒、（ｂ）遷移金属触媒と錯体形成する配位子、又は（ｃ）触媒として機能する金属ナノ粒子に配位する官能基に共有結合する。
【００８１】
本明細書で使用される場合、「連続相」は、エマルション又は分散液中の分散不連続相の外部の相を指す。連続相は水性溶媒によって形成され、分散相はミセルを含む。
【００８２】
本明細書で使用される場合、「臨界ミセル濃度」すなわち「ＣＭＣ」は、付加的な共重合体が実質的にミセルを形成する両親媒性ブロック共重合体の濃度を指す。通例、実質的にミセルが検出されなくなるまでの限界と実質的に全ての付加的な共重合体分子がミセルを形成するようになるまでの限界とを隔てる濃度範囲は比較的狭い。界面活性剤溶液（ここでは共重合体を界面活性剤と仮定することができる）の多くの特性が、濃度に対してプロットした場合、異なる比率でこの範囲の上下に変化するようである。この範囲の上下のかかる特性の位置を交差するまで外挿することにより、臨界ミセル化濃度又は臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）として知られる値を得ることができる。ＣＭＣ値は、表面張力が安定化する濃度とみなすこともできる。さらに、界面活性剤のＣＭＣ値は、液体溶媒によって異なり得る。このため、界面活性剤のＣＭＣ値は、通例純水中で見られるＣＭＣ値とは異なる可能性がある。ＣＭＣを決定する方法は、当該技術分野で既知である。ミセルの形成に影響を与え得る界面活性剤濃度以外の他のパラメーターは、溶媒、温度、大気圧等であるが、これらに限定されない。これら全てのパラメーターが「ミセル形成を可能にする条件」をなすが、界面活性剤の濃度（すなわち、ＣＭＣ）が最も重要であり、影響力が大きい可能性がある。一部の実施形態では、コンジュゲート出発分子及び／又は第２の小有機分子をトルエン等の有機溶媒に溶解した後、それらを他の成分と組み合わせて、ミセルを形成する。
【００８３】
「精製する」という用語は、本明細書で使用される場合、１つ以上の汚染物質、例えば未反応の反応物質又は中間化合物を反応混合物から除去することによって、反応混合物中のキメラコンジュゲート分子の純度を増大することを指す。汚染物質の「除去」は、完全な除去でなくてもよい。本願に従う「精製された」キメラコンジュゲート分子は通例、精製後の残存反応混合物の少なくとも７０重量％、好ましくは少なくとも８０重量％、少なくとも８５重量％、少なくとも９０重量％、少なくとも９５重量％又は少なくとも９９重量％である。
【００８４】
好ましい実施形態では、触媒（並びに第１及び第２の小有機分子）は、指定の反応を触媒することが表１中に示される触媒（並びに第１及び第２の小有機分子）の群から選択される。
【００８５】
【表１】
2020507346.tif 000003
2020507346.tif 000004
【００８６】
ここで、
【化１】
2020507346.tif 000005
は、リンカー基は存在しない（nothing）か、各々が最大２４個、好ましくは最大２０個、より好ましくは最大１８個の炭素原子を有する、線状若しくは分岐状の置換若しくは非置換アルキル、線状若しくは分岐状の置換若しくは非置換ヘテロアルキル、線状若しくは分岐状の置換若しくは非置換アルケニル、線状若しくは分岐状の置換若しくは非置換ヘテロアルケニル、線状若しくは分岐状の置換若しくは非置換アルキニル、線状若しくは分岐状の置換若しくは非置換ヘテロアルキニル、置換若しくは非置換シクロアルキル、置換若しくは非置換ヘテロシクロアルキル、置換若しくは非置換アリール、又は置換若しくは非置換ヘテロアリール、線状若しくは分岐状の置換若しくは非置換アルキルアリール、線状若しくは分岐状の置換若しくは非置換ヘテロアルキルアリールからなる群より選択され、
Ｒ、Ｒｘ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６は独立して、各々が最大２４個、好ましくは最大２０個、より好ましくは最大１８個の炭素原子を有する、線状若しくは分岐状の置換若しくは非置換アルキル、線状若しくは分岐状の置換若しくは非置換ヘテロアルキル、線状若しくは分岐状の置換若しくは非置換アルケニル、線状若しくは分岐状の置換若しくは非置換ヘテロアルケニル、線状若しくは分岐状の置換若しくは非置換アルキニル、線状若しくは分岐状の置換若しくは非置換ヘテロアルキニル、置換若しくは非置換シクロアルキル、置換若しくは非置換ヘテロシクロアルキル、置換若しくは非置換アリール、又は置換若しくは非置換ヘテロアリール、線状若しくは分岐状の置換若しくは非置換アルキルアリール、線状若しくは分岐状の置換若しくは非置換ヘテロアルキルアリールからなる群より選択される置換基であり、
【化２】
2020507346.tif 000006
は、本明細書で規定されるＤＮＡ識別子タグであり、
「アリール」は、本明細書で規定される通りである。
【００８７】
好ましい実施形態では、
【化３】
2020507346.tif 000007
は、最大２０個の炭素原子を有する線状若しくは分岐状の置換若しくは非置換アルキル又は結合である。
【００８８】
「アルキン−アルデヒド−アミン三成分反応」という用語は、本明細書で使用される場合、反応物質（１）
【化４】
2020507346.tif 000008
、（２）
【化５】
2020507346.tif 000009
及び（３）
【化６】
2020507346.tif 000010
が、
【化７】
2020507346.tif 000011
へと変換される化学反応を指し、ここでＲ１、Ｒ２及びＲ３は、上記で規定されるＲ１、Ｒ２及びＲ３と同様であり、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３の少なくとも１つが本明細書に記載されるＤＮＡ識別子タグを含む。好ましい実施形態では、アルキン−アルデヒド−アミン三成分反応に使用される触媒は、Ａｕ（Ｉ）である。
【００８９】
「アゾメチンイリドと親双極子との３＋２環化付加」という用語は、本明細書で使用される場合、反応物質（１）
【化８】
2020507346.tif 000012
及び（２）
【化９】
2020507346.tif 000013
が、
【化１０】
2020507346.tif 000014
へと変換される化学反応を指し、ここでＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は、上記で規定されるＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５と同様であり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４又はＲ５の少なくとも１つが本明細書に記載されるＤＮＡ識別子タグを含む。好ましい実施形態では、アゾメチンイリドと親双極子との３＋２環化付加に使用される触媒は、Ａｇ（Ｉ）又はＣｕ（Ｉ）である。
【００９０】
「アルコールのアルデヒドへの酸化」という用語は、本明細書で使用される場合、（末端）アルコール基を有し、上記で規定されるリンカー基及びＤＮＡ識別子タグを含む分子が、（末端）アルデヒド基を有し、上記で規定されるリンカー基及びＤＮＡ識別子タグを含む分子へと酸化される化学反応を指す。該反応、特にその反応物質及び生成物は、H. Sand, R. Weberskirch, RSC Adv. 2015, 5, 38235-38242（引用することにより本明細書の一部をなす）に規定されている。好ましい実施形態では、アルコールのアルデヒドへの酸化は、Ｃｕ（ＩＩ）によって触媒される。
【００９１】
「閉環メタセシス」という用語は、本明細書で使用される場合、２つの末端アルケンが反応してシクロアルカンを形成する化学反応を指す。２つのアルケンの少なくとも１つ及びシクロアルカンが上記のリンカー基及びＤＮＡ識別子タグを含む。好ましい実施形態では、閉環メタセシスは、Ｃｕ（ＩＩ）によって触媒される。
【００９２】
「Ｃ−Ｈ結合官能基化／付加／環化カスケードによるインダゾールの合成」という用語は、本明細書で使用される場合、リンカー基及びＤＮＡ識別子タグを含む末端アルデヒドが、表１に記載されるアニリン誘導体と反応して、表１に記載されるリンカー基及びＤＮＡ識別子タグを含むインダゾール誘導体を形成する化学反応を指す。好ましい実施形態では、Ｃ−Ｈ結合官能基化／付加／環化カスケードによるインダゾールの合成は、Ｃｏ（ＩＩＩ）によって触媒される。
【００９３】
「アルドール反応」という用語は、本明細書で使用される場合、ＤＮＡ識別子タグ及びリンカー基を含むβ−ヒドロキシカルボニル化合物（アルドール）を形成する、アルデヒド及びカルボニル基を含む化合物からなる群より選択される２つの反応物質の化学反応を指し、ここで、反応物質の少なくとも１つが本明細書に記載されるＤＮＡ識別子タグ及びリンカー基を含む。好ましい実施形態では、アルドール反応は、第二級又は第三級アミンによって触媒される。
【００９４】
「Ｂｏｃ脱保護」という用語は、本明細書で使用される場合、ＤＮＡ識別子タグ及びリンカー基を含むアミンを形成する、ＤＮＡ識別子タグ及びリンカー基を付加的に含むＮ−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルを含む化合物の化学反応を指す。好ましい実施形態では、Ｂｏｃ脱保護は、アルカンスルホン酸又はベンゼンスルホン酸によって触媒される。
【００９５】
「ピクテ−スペングラー反応」は、トリプタミン等のβ−アリールエチルアミンがアルデヒド又はケトンとの縮合後に閉環を受ける化学反応である。したがって、反応物質はβ−アリールエチルアミン及びアルデヒド又はケトンであり、反応物質の少なくとも１つがＤＮＡ識別子タグ及びリンカー基を含む。生成した複素環もＤＮＡ識別子タグ及びリンカー基を含む。好ましい実施形態では、ピクテ−スペングラー反応は、アルカンスルホン酸又はベンゼンスルホン酸によって触媒される。
【００９６】
「ディールス−アルダー反応」という用語は、本明細書で使用される場合、コンジュゲートしたジエン及び置換アルケンが反応して置換シクロヘキセンを形成する化学反応を指す。反応物質の少なくとも１つ及び置換シクロヘキセン生成物がＤＮＡ識別子タグ及びリンカー基を含む。好ましい実施形態では、置換基は窒素である。より好ましい実施形態では、置換アルケンは、表１に記載される化合物である。さらに、他の好ましい実施形態では、ディールス−アルダー反応は、Ｙｂ（ＩＩＩ）又はチオ尿素によって触媒される。
【００９７】
様々な実施形態では、上記方法は、（ｄ）工程（ｃ）において得られるキメラコンジュゲート分子の第１のＤＮＡ識別子タグを、第２のＤＮＡ識別子タグにライゲートする工程を更に含む。
【００９８】
「ライゲートする」は、本明細書で使用される場合、別個の一本鎖ポリヌクレオチドが互いに接合して単一分子を形成することを指す。これは排他的というわけではないが、一般にリガーゼを用いて達成される。「ＤＮＡリガーゼ」という用語は、本明細書で使用される場合、２つの異なるＤＮＡ鎖間の共有ホスホジエステル結合の形成、すなわちライゲーション反応を触媒する酵素のファミリーを指す。２つの原核生物ＤＮＡリガーゼ、すなわちＡＴＰ依存性Ｔ４  ＤＮＡリガーゼ（Ｔ４ファージから単離される）、及び大腸菌（E. coli）に由来するＮＡＤ＋依存性ＤＮＡリガーゼが、分子生物学用途において必須のツールとなっている。どちらの酵素も、一方のポリ核酸の３’−ヒドロキシル基と、第２のポリ核酸の５’−ホスホリル基との間でのホスホジエステル結合の合成を、例えばどちらも第３のＤＮＡ鎖にハイブリダイズする２つの鎖間のニックで触媒する。このファミリーの酵素によって触媒されるライゲーション反応の機構は通例、３つの酵素段階を必要とする。最初の段階は、ＡＴＰ又はＮＡＤのいずれかのα−ホスホリル基の攻撃を伴い、リガーゼ−アデニレート中間体の形成（ＡＭＰは、酵素のリシン残基に共有結合で連結する）、及びピロホスフェート（ＰＰｉ）又はニコチンアミドモノヌクレオチド（ＮＡＤ＋）のいずれかの同時放出を生じる。酵素反応の第２の段階では、ＡＭＰが一方のＤＮＡ鎖の遊離５’ホスフェート末端の５’末端に転移され、ＤＮＡ−アデニレートの中間体種を形成する。最終段階では、リガーゼが第２のＤＮＡ鎖の３’ヒドロキシル基によるＤＮＡ−アデニレート中間体種の攻撃を触媒し、ホスホジエステル結合の形成及び２つのＤＮＡ鎖間のニックの封着、並びにＡＭＰの同時放出を生じる。関連酵素ファミリーであるＲＮＡリガーゼは、類似の方法でＲＮＡ又はＤＮＡにハイブリダイズしたニックＲＮＡ末端のライゲーションを触媒する。Ｔ４  ＤＮＡリガーゼは、少なくともUSB及びNew England Biolabsから市販されている。ＲＮＡリガーゼは、一本鎖ＤＮＡを一本鎖ＲＮＡにＲＮＡの３’末端で容易にライゲートすることができる。ＲＮＡリガーゼは、ＲＮＡの５’末端をＲＮＡの３’末端に容易にライゲートすることもできる。本明細書に記載のライゲーション反応は概して、市販され、New England Biolabs, Inc.のカタログに記載されているようなリガーゼを用いて達成される。リガーゼとしては、Ｔ４  ＲＮＡリガーゼ１及びＴ４  ＲＮＡリガーゼ２切断型等のＡＴＰを必要とするＲＮＡリガーゼ、並びに実施例に記載されるＴ４  ＲＮＡリガーゼ２の突然変異体が挙げられる。
【００９９】
他の様々な実施形態では、第１のＤＮＡ識別子タグ及び／又は第２のＤＮＡ識別子タグは、少なくとも４ヌクレオチド長、好ましくは少なくとも５ヌクレオチド長、少なくとも６ヌクレオチド長、少なくとも１０ヌクレオチド長又は少なくとも１４ヌクレオチド長である。
【０１００】
更に他の様々な実施形態では、第１のＤＮＡ識別子タグは、小有機候補化合物にリンカー基、好ましくはポリ（エチレングリコール）リンカー基によって共有結合で連結する。
【０１０１】
本明細書で区別なく用いられる「リンカー」又は「リンカー基」という用語は、第１のＤＮＡ識別子タグを小有機候補化合物へと架橋する任意の作用物質又は分子を指す。このリンカーは、上記分子から化学的手段、酵素的手段によって、又は自然に除去され得る。一部の実施形態では、リンカーは、薬理学的に不活性であっても、又はそれ自体が追加の有益な薬理活性をもたらしてもよい。「スペーサー」という用語がリンカーの同義語として区別なく使用される場合もある。本開示において使用されるリンカーは、例えば脂質、ポリペプチド、オリゴヌクレオチド、重合体等を含み得る。２つ以上のリンカーが使用され得ることも本発明の範囲内である。例えば、第１のリンカーを第１のＤＮＡ識別子タグに付着させ、続いて第２のリンカーを第１のリンカーに付着させることができる。第３のリンカーを第２のリンカーに付着させること等もできる。
【０１０２】
様々な実施形態では、第１のＤＮＡ識別子タグ又はリンカー基は、小有機候補化合物にアミド結合によって共有結合で連結する。
【０１０３】
更なる実施形態では、本発明は、第１の小有機分子が０を超えるｌｏｇ  Ｐ（分配係数）値を有する方法に関する。
【０１０４】
様々な実施形態では、第２の小有機分子は、０を超えるｌｏｇ  Ｐ（分配係数）値を有する。
【０１０５】
本明細書で区別なく用いられる「分配係数」又は「Ｐ」は、平衡状態での多相系の２つ以上の相における化合物の化学的活性又は濃度の比率によって規定される係数を指す。例えば、二相系における分析物の分配係数（Ｐ）は、第１の相における分析物の濃度と第２の相における濃度との比率として規定することができる。多相系については、複数の分配係数が存在し得るが、各分配係数が第１の選択相及び第２の選択相における種の比率を規定する。任意の多相系における分配係数の総数が相の総数−１に等しいことが認識される。系の相が明示的に示されない場合、分配係数は、オクタノール／水分配係数であることが意図される。また、比率の対数は「ｌｏｇ  Ｐ」である。溶媒の一方が水であり、他方がオクタノール等の非極性溶媒である場合、ｌｏｇ  Ｐ値が親油性又は疎水性の尺度となる。規定の前例は、親油性及び親水性相型について常にそれぞれ分子及び分母に見られる。例えば、ｎ−オクタノール（以下、単に「オクタノール」）及び水の二相系においては、
【数１】
2020507346.tif 000015
となる。
【０１０６】
好ましい実施形態では、第１の小有機分子のｌｏｇ  Ｐ値は０超、０．５超、１超、１．５超、２超、２．５超、３超、３．５超、４超、４．５超、５超、５．５超又は６超である。
【０１０７】
第２の有機分子は、第１の小分子と同様に疎水性であり得るが、このことは、第２の小分子が同様にミセル内に入ることを確実にし得るその高い濃度ほど重要ではない。好ましい実施形態では、第２の有機分子は、少なくともその相当部分、例えば分子の総数の少なくとも１０％がミセル内に位置するのに十分に疎水性である。ミセル内に位置する割合がより高いのが好ましい。好ましい実施形態では、第２の小有機分子のｌｏｇ  Ｐ値も、０超、０．５超、１超、１．５超、２超、２．５超、３超、３．５超、４超、４．５超、５超、５．５超又は６超である。
【０１０８】
様々な実施の形態では、第１の小有機分子は、（ヘテロ）芳香族有機部分、好ましくは芳香族部分、より好ましくはフェニル部分であり、該（ヘテロ）芳香族部分が少なくとも１つのハロゲン置換基、好ましくは臭素又はヨウ素で置換される。より好ましい実施形態では、第１の有機部分は、フェニルヨージド部分である。
【０１０９】
特に指定のない限り、「複素芳香族」という用語は、本明細書で使用される場合、単独で又は別の基の一部として、窒素、酸素又は硫黄等の１個、２個、３個又は４個のヘテロ原子を含む５員又は６員の芳香環、及びアリール環、シクロアルキル環、ヘテロアリール又はシクロヘテロアルキル環（例えばベンゾチオフェニル、インドール）と縮合したかかる環を指し、可能なＮ−オキシドを含む。複素芳香族化合物は、１つ〜４つの置換基、例えば上記に提示されるアルキル置換基又はアリール置換基のいずれかで任意に置換されていてもよい。ヘテロアリール基の例としては、以下のもの：
【化１１】
2020507346.tif 000016
等が挙げられる。
【０１１０】
「芳香族部分」という用語は、本明細書で使用される場合、その当該技術分野において認識されている範囲に従って理解すべきであり、置換及び非置換の単核及び多核部分を含む。ヘテロ原子を有する芳香族性の部分も有用である。
【０１１１】
本開示に使用することができる置換芳香族化合物は、芳香核に直接結合した少なくとも１つの水素原子を有するものとする。芳香環は、１つ以上のアルキル、アリール、アルカリル、アルコキシ、アリールオキシ、シクロアルキル及びハロゲン化物で置換されていてもよい。
【０１１２】
本開示に使用することができる好適な芳香族部分としては、ベンジル、ナフチル、アントリル、ナフタセニル、ペリレニル、コロネニル（coronenyl）及びフェナントレニルが挙げられる。
【０１１３】
本開示に使用され得る好適なアルキル置換された芳香族部分としては、トルエニル、キシレニル、イソプロピルベンジル、プロピルベンジル、α−メチルナフチル、エチルベンジル、メシチレニル、ドゥレニル（durenyl）、ブチルベンジル、シュードクメニル、ｏ−ジエチルベンジル、ｍ−ジエチルベンジル、ｐ−ジエチルベンジル、イソアミルベンジル、イソヘキシルベンジル、ペンタエチルベンジル、ペンタメチルベンジル、１，２，３，４−テトラエチルベンジル、１，２，３，５−テトラメチルベンジル、１，２，４−トリエチルベンジル、１，２，３−トリメチルベンジル、ｍ−ブチルトルエニル、ｐ−ブチルトルエニル、３，５−ジエチルトルエニル、ｏ−エチルトルエニル、ｐ−エチルトルエニル、ｍ−プロピルトルエニル、４−エチル−ｍ−キシレニル、ジメチルナフチル、エチルナフチル、２，３−ジメチルアントラセニル、９−エチルアントラセニル、２−メチルアントラセニル、ｏ−メチルアントラセニル、９，１０−ジメチルフェナントレニル、及び３−メチル−フェナントレニルが挙げられる。より高分子量のアルキル芳香族炭化水素を用いることもでき、オレフィンオリゴマーとの芳香族炭化水素のアルキル化によって生成するもののような芳香族炭化水素が含まれる。かかる生成物は、当該技術分野でアルキレートと称されることが多く、ヘキシルベンジル、ノニルベンジル、ドデシルベンジル、ペンタデシルベンジル、ヘキシルトルエニル、ノニルトルエニル、ドデシルトルエニル、ペンタデシルトルエニル等が含まれる。
【０１１４】
「フェニル」という用語は、本明細書で使用される場合、非置換のフェニルラジカル、又は反応性でないか、若しくはそうでなければ条件若しくは反応下で干渉性の任意のラジカル（単数又は複数）、例えば低級アルキル、低級アルコキシ、トリフルオロメチル、ブロモ、クロロ、フルオロ、ニトロ等によって置換されたフェニルラジカルを包含する。置換フェニルラジカルは、好ましくは上記に提示されるもの等の置換基を１つ〜３つしか有さず、さらに、これらの置換基は、フェニル核の様々な利用可能な位置に存在することができ、２つ以上の置換基が存在する場合、同じであっても又は異なっていてもよく、互いに様々な位置の組合せであってもよい。低級アルキル置換基及び低級アルコキシ置換基は各々、好ましくは１個〜２４個の炭素原子を有し、これらは直鎖又は分岐鎖として配置され得る。好ましい置換基の例は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、フルオロ、ブロモ、ヨード、クロロ、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ及びトリフルオロメチルラジカルである。
【０１１５】
更に他の様々な実施形態では、第２の有機分子は、有機ボロン酸又はボロン酸エステル、好ましくは（ヘテロ）芳香族ボロン酸又はボロン酸エステル、アルケン又はアルキンからなる群より選択される。より好ましい実施形態では、第２の有機分子は、ピリミジン環を含有するボロン酸、チオフェンを含有するボロン酸及びアリールボロン酸からなる群より選択される。
【０１１６】
「有機臭素酸」という用語は、本明細書で使用される場合、少なくとも１つのブロモ置換基を含む乳酸（２−ヒドロキシプロピオン酸）、コハク酸、フランジカルボン酸、フマル酸、マレイン酸、クエン酸、グルタミン酸、アスパラギン酸、アクリル酸、シュウ酸及びグルコン酸等の有機酸を指す。「有機臭素酸エステル」という用語は、本明細書で使用される場合、少なくとも１つのブロモ置換基を含む、カルボン酸とアルコールとの反応によって形成される有機基等の有機エステルを指す。好ましい実施形態では、有機臭素酸及び／又は有機臭素酸エステルは、１つのブロモ置換基を有する。
【０１１７】
上記方法の様々な実施形態では、両親媒性ブロック共重合体は疎水性ブロックとしてポリ（スチレン−ｃｏ−Ｎ−ビニルイミダゾール）を含む。
【０１１８】
上記方法の更なる様々な実施形態では、両親媒性ブロック共重合体はポリ（アクリル酸エステル）、ポリ（アクリル酸）又はポリ（アクリルアミド）、好ましくはポリ（アクリルアミド）を含む。
【０１１９】
様々な実施形態では、触媒は、遷移金属触媒、好ましくはパラジウム、又はスルホン酸等の酸性基である。より好ましい実施形態では、触媒は、Ｎ−複素環カルベンパラジウム錯体である。
【０１２０】
「遷移金属」という用語は、本明細書で使用される場合、最新のＩＵＰＡＣナンバリングの第３族〜第１２族の元素の同義語である。遷移金属の例は銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）及び金（Ａｕ）である。
【０１２１】
「酸性基」は、本明細書で使用される場合、電子対を受け取って配位結合を形成することができる基を意味し、塩基性基は、本明細書で使用される場合、電子対を供与して配位結合を形成することができる基を意味する。
【０１２２】
様々な実施形態では、第１の小有機分子と第２の小有機分子との間の反応は鈴木反応又はヘック反応である。
【０１２３】
「鈴木反応」という用語は、本明細書で使用される場合、パラジウム（０）又はパラジウム（ＩＩ）錯体によって触媒される、カップリングパートナーがボロン酸及び有機ハロゲン化物であるカップリング反応を指す。
【０１２４】
「ヘック反応」という用語は、本明細書で使用される場合、置換アルケンを形成する、塩基及びパラジウム（０）又はパラジウム（ＩＩ）錯体等のパラジウム触媒（又はパラジウムナノ材料系の触媒）の存在下での不飽和ハロゲン化物（又はトリフレート）とアルケンとの化学反応である。
【０１２５】
他の様々な実施形態では、工程（ｂ）を高温、好ましくは２０℃以上、より好ましくは４０℃以上、更により好ましくは５０℃以上、更により好ましくは６０℃以上であるが、好ましくは９５℃未満で行う。
【０１２６】
更に他の様々な実施形態では、工程（ｂ）を少なくとも１時間、より好ましくは少なくとも２時間、更により好ましくは少なくとも４時間の期間にわたって行う。
【０１２７】
様々な実施形態では、第２の小有機分子は、第１の小有機分子に対して少なくとも５０倍、好ましくは少なくとも８０倍、少なくとも１００倍、少なくとも１２０倍、少なくとも１５０倍、少なくとも１８０倍又は少なくとも２００倍モル過剰に使用される。
【０１２８】
更なる実施形態では、工程（ｃ）は、キメラコンジュゲート分子をクロマトグラフィー又は沈殿によって精製することを含む。
【０１２９】
「クロマトグラフィー」という用語は、本明細書で使用される場合、マトリックスと相互作用する分子（単数又は複数）を対象とする任意の分子分離法を含む。マトリックスは、固体若しくは多孔質ビーズ、樹脂、粒子、膜、又は任意の他の好適な材料の形態をとることができる。特に指定のない限り、クロマトグラフィーは、フロースルー法及びバッチ法の両方を含む。「クロマトグラフィーカラム」という用語は、本明細書で使用される場合、クロマトグラフィーマトリックスを有し、移動相、例えば流体サンプル又は緩衝液がカラムを通過することで、カラム内に保持されるマトリックスを通過することができるように構成された構成要素を指す。クロマトグラフィーは、複数の分離機構の使用に関する多次元クロマトグラフィーも含む（例えば、J.C. Giddings (1990), Use of Multiple Dimensions in Analytical Separations, in Hernan Cortes Editor, Multidimensional Chromatography: Techniques and Applications (1st ed. pp. 1), New York, NY: Marcel Dekker, Inc.を参照されたい）。液体クロマトグラフィー法の例としては、ＨＰＬＣ又はＧＰＣが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１３０】
「沈殿」という用語は、本明細書で使用される場合、容器内に入った溶液からの不溶性化合物を指し、溶液相内で核生成した不溶性化合物が容器の表面上に「落下する」。
【０１３１】
更なる態様では、本発明は、（ａ）各々が親水性ブロック及び疎水性ブロックを含む複数の両親媒性ブロック共重合体分子であって、複数の両親媒性ブロック共重合体分子の親水性ブロックがミセルの外側親水性部分を形成し、複数の両親媒性ブロック共重合体分子の疎水性ブロックがミセルの内側疎水性部分を形成する、複数の両親媒性ブロック共重合体分子と、（ｂ）小有機候補化合物を含むキメラコンジュゲート分子であって、該小有機候補化合物が、第１のＤＮＡ識別子タグに共有結合でコンジュゲートした第１の小有機分子と第２の小有機分子とを反応させることによって得ることができる、キメラコンジュゲート分子とを含む、外側親水性部分と内側疎水性部分とを有するミセルに関し、ここで、小有機候補化合物は内側疎水性部分と接触し、第１のＤＮＡ識別子タグは外側親水性部分と接触する。
【０１３２】
本明細書で使用される場合、「ミセル」は、疎水性内部を含む界面活性剤分子の集合体を指す。通常のミセルは、親水性外側シェルと疎水性内側コアとを有するミセルである。ミセル形成は、２つの力の結果として生じる。一方が分子の会合をもたらす引力であり、他方が明確に巨視的な相へのミセルの無制限の成長を防ぐ斥力である。ミセルは、外側親水性シェルと内側疎水性コアとを有する。重合体ミセルは、小さな粒径（２００ｎｍ未満）を有する。重合体ミセルは、コア−シェル構造を特徴とする。重合体ミセルは、Ｘ−Ｙジブロック構造を有していてもよく、Ｘは親水性シェル部分であり、Ｙは疎水性コア重合体である。ポリ（エチレンオキシド）−ポリ（プロピレンオキシド）−ポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ−ＰＰＯ−ＰＥＯ）（Ｘ−Ｙ−Ｘ）等のマルチブロック共重合体もミセルへと自己組織化することができ、当該技術分野で記載されている（FEBS Lett. 258 (1989) 343-345）。
【０１３３】
「外側部分」という用語は、ミセルとの関連において本明細書で使用される場合、連続相と直接接触するミセルの表層を指す。「部分」という用語は、ミセルとの関連において本明細書で使用される場合、連続相と直接接触せず、外側部分に囲まれたミセルの層を指す。
【０１３４】
「複数」は、本明細書で使用される場合、２又は３以上、特に２、３、４、５、６、７、８、９、１０以上、より好ましくは１００以上、５００以上、１０００以上、１５００以上、３０００以上、５０００以上、１００００以上又は５００００以上として規定される。「１つ以上」は、本明細書で使用される場合、１、２又は３以上、特に１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０以上、より好ましくは１００以上、５００以上、１０００以上、１５００以上、３０００以上、５０００以上、１００００以上又は５００００以上として規定される。
【０１３５】
第３の態様では、本発明は、（ａ）本発明のミセルの１つ以上と、（ｂ）連続相である水相とを含む分散組成物に関する。
【０１３６】
本明細書で使用される場合、「分散液」は、液体連続相内に乳化した（emulgated）又は懸濁した第１の相である分散相を含む２相系に関する。分散相は、連続相に不溶性の固体又は連続相と混和しない液体であり得る。本発明では、分散相はミセルである。このため、分散液は、水中油型（ｏ／ｗ）エマルションを表すとみなすことができる。分散液は、安定している、すなわち有益な期間、例えば数分、数時間、数日等にわたって２つの別個の相に分離しないのが好ましい。
【０１３７】
「配列」という用語は、本明細書で使用される場合、核酸分子の一次ヌクレオチド配列又はタンパク質の一次アミノ酸配列に関する。
【０１３８】
上記に開示された実施形態の全ての組合せが本発明の範囲に含まれることも意図されると理解される。方法に関して本明細書に開示される全ての実施形態が同様に化合物、ライブラリー、ミセル及び分散液にも当てはまり、その逆も同様であることが更に意図される。
【実施例】
【０１３９】
実施例１：出発物質及び陽性対照の調製
ＤＮＡを触媒から保護する考えから、ＤＮＡタグと小分子との間の親水性スペーサー部分（ＰＥＧリンカー）が、ＤＮＡがミセルの疎水性コアに固定化された触媒といかなる相互作用も有しないようにすると仮定した（図１）。反応に対するスペーサーの重要性を調査するために、ＰＥＧリンカーを用いない鈴木反応の出発物質も合成した。また、特性評価の際に反応生成物を比較するために陽性参照分子を合成した（図２）。
【０１４０】
したがって、合成した第１の出発物質の組（６及び７）は、オリゴヌクレオチド配列の５’末端に存在するＣ−６アミノリンカーにカップリングしたポリエチレングリコールを有するものであった（図２）。オリゴヌクレオチドアダプター５の脱保護は、強い橙色を示すモノメトキシトリチルカチオンの形成によって観察することができた。色を観察することができなくなった時点で脱保護が完了し、６−アミノ−ヘキシル−５’−（３’−（ｄＣｄＡｄＧｄＴｄＣｄＧ）−５’）水素ホスフェート６及びカルボン酸によるアミドカップリングを行うことができた。アミドカップリングは、脱プロトン化カルボン酸１１と共に活性エステル１３を形成するＨＡＴＵ１２によって媒介された（図３）。５’−アミノ−Ｃ６−リンカー６の第一級アミンの求核置換後にアミド結合が形成される。ＰＥＧリンカー７をカルボン酸として用いて、ＰＥＧ化ＤＮＡコンジュゲート８を調製した。
【０１４１】
代替的には、脱保護された６−アミノ−ヘキシル−５’−（３’−（ｄＣｄＡｄＧｄＴｄＣｄＧ）−５’）水素ホスフェート６を、ｐ−ヨード安息香酸（図２）と共にＰＥＧリンカーを有しない出発物質８にカップリングした。続いて、コンジュゲート８を用いて更なるアミドカップリングを行い、ｐ−ヨード／ｐ−ブロモ−安息香酸を先に記載したものと同じ方法で付着させた。その後のアミドカップリングを行わない場合に、第２のアミドカップリングの前に未反応の第一級アミンを６から遮断する必要がある。これは、キャッピング工程にわたって乾燥ＴＨＦ中の無水酢酸、ピリジン及びメチルイミダゾールを用いて行われる（図４）。
【０１４２】
ＰＥＧ（４）−カルボン酸７が重合を回避するためにＦｍｏｃ保護アミン基を有する商業的供給源から得られることから、キャッピング工程の後にＰＥＧ化コンジュゲート８のアミン基をフルオレニルメチルオキシカルボニル（Ｆｍｏｃ）基によって保護する。このＦｍｏｃ基を、ＤＭＦ中の２０％ピペリジン溶液によって脱保護する。Ｆｍｏｃ基の脱保護に続く第２のアミドカップリング工程から、出発物質１ａ及び１ｂ並びに陽性参照分子４が得られる。オリゴヌクレオチドを固体支持体から切断した後、ＨＰＬＣ及びＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ質量分析を用いて特性評価した。
【０１４３】
出発物質及び陽性対照のＭＡＬＤＩ  ＭＳスペクトルは、ＤＮＡコンジュゲートの実際の質量に対応するピークに従う強度が減少する一連のピークを示す。これらピークは全て、それぞれ約２３単位異なり、ナトリウムイオンがオリゴヌクレオチドのホスフェート部分に結合するピークに対応する（データは示さない）。
【０１４４】
実施例２：適切な分析法の特定
ミセル触媒鈴木反応の反応条件の最適化の前に、反応を分析する適切な方法を特定する必要があった。目下の問題は、少なくとも１００倍過剰なボロン酸及び炭酸セシウムの各々の存在、並びに重合体の存在であった。
【０１４５】
ＨＰＬＣ
最初の試みでは、反応混合物を水で希釈し、ＨＰＬＣカラムに直接注入し、以下の問題が観察された：
１．  フェニルボロン酸が出発物質１ａに非常に近接して溶出した；及び、
２．  ミセル形成重合体がカラムに張り付き、カラムを汚染することから、各分析後にカラムを十分に洗浄する必要があった。
【０１４６】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ質量分析
ＨＰＬＣ法がこの反応についての更なる研究の分析法として非効率的であるとされたため、次の選択肢は質量分析であった。先の実験と同様、２’，４’，６’−トリヒドロキシアセトフェノン（ＴＨＡＰ）及びクエン酸アンモニウムをマトリックス混合物としてＭＡＬＤＩ−ＭＳ標的プレート上に反応混合物を直接スポットした。結果は、過剰な不純物が存在する場合に典型的なスペクトルとして観察される、極めて乱れた質量スペクトルであった。かかるＭＡＬＤＩ−ＭＳスペクトルからは結論を導き出すことができないため、ＤＮＡサンプルの精製がロバストな分析に不可欠であり得る。
【０１４７】
実施例３：ＤＮＡサンプルの精製
ＤＮＡ沈殿
ＤＮＡは、それを水溶性とするリン酸骨格のために極性である。しかし、エタノールは、水よりも極性がはるかに低いため、ＤＮＡのリン酸基と正に帯電したイオンとの間のイオン結合の形成を容易にし（図５）、ＤＮＡを沈殿させることができる。
【０１４８】
ＤＮＡを沈殿させることで、ＤＮＡがエタノール溶液から沈殿する一方で、（比較的）極性が低いフェニルボロン酸及びミセル重合体がエタノールに溶解したままであると仮定した。しかし、残念なことに、依然として相当な量の汚染物質がＤＮＡと共に沈殿し、ＭＡＬＤＩ−ＭＳスペクトルを乱すことが見出された。したがって、ＤＮＡサンプルをＭＡＬＤＩ−ＭＳ標的プレート上に置く前に更に精製する必要があり得る。
【０１４９】
ＺｉｐＴｉｐ
ＺｉｐＴｉｐは、クロマトグラフィー媒体床が末端に固定された１０μＬ容のピペットチップである。ＺｉｐＴｉｐは、非常に少量のオリゴヌクレオチドサンプルを分析前に精製し、より良好なデータ品質を得ることを目的とする。ＺｉｐＴｉｐを用いることで、更なる分析に使用することができる明瞭な質量スペクトルを得ることができた（データは示さない）。さらに、反応混合物を沈殿工程の前に酢酸エチルで洗浄し、可能な限り多くのフェニルボロン酸を除去した。
【０１５０】
この方法は、多数のサンプルを分析する場合に、沈殿工程が通常は６時間〜８時間超かかり、ＺｉｐＴｉｐ手順が困難なプロセスであることから大変なものであった。したがって、ライブラリーを合成する際にＤＮＡサンプルを精製するのが効率的な方法であり得る。ＤＮＡコード化ライブラリーの合成にミセル触媒鈴木反応を用いるロバストな作業手順の開発が目的の１つであったことから、迅速かつ容易に準備することができる別のＤＮＡ精製方法を見出すことが望ましい可能性がある。
【０１５１】
Ｇｌｅｎ−Ｐａｋ（商標）
Ｇｌｅｎ−Ｐａｋ（商標）は、基本的には３ミクロン〜５ミクロンのサイズのポリジビニルベンゼン充填剤（図６）であり、希水酸化アンモニウム又は水酸化アンモニウム／メチルアミン（ＡＭＡ）に対して安定である。Ｇｌｅｎ−Ｐａｋ（商標）は、ＺｉｐＴｉｐと同じ原理で機能する。すなわち、ＤＮＡを初めに高分子樹脂に結合させ、汚染物質を洗い流した後、精製ＤＮＡサンプルを樹脂から溶出させる。
【０１５２】
Ｇｌｅｎ−Ｐａｋ（商標）を用いることで沈殿工程を省くことが可能であり、したがって、反応混合物を酢酸エチルで洗浄した後、Ｇｌｅｎ−Ｐａｋ（商標）カートリッジに直接注入することができた。ＤＮＡを溶出させることにより、ＺｉｐＴｉｐを用いずにＭＡＬＤＩ−ＭＳによってサンプルを直接分析することができた。このため、この精製方法を用いてロバストな分析法を確立することができた。さらに、この精製法は、反応の分析へのＨＰＬＣの使用を容易にすることが可能であった。
【０１５３】
実施例４：反応条件の最適化
ＺｉｐＴｉｐ分析手順を最適化したことから、次の工程は、ミセル触媒鈴木反応の最適化であった（図７）。反応条件の最適化のために、出発物質の生成物への変換に対する４つの因子、すなわち１）ボロン酸の量、２）塩基の量、３）温度及び４）時間の依存性を分析した。
【０１５４】
ＤＮＡタグを有しない系では、炭酸セシウムが鈴木反応に使用するのに最も穏やかな最良の塩基であることが見出された。
【０１５５】
反応条件及びおおよその変換率の表を下記図８に示す（番号１、２及び４については図７を参照する）。
【０１５６】
温度への依存性
反応は、温度に対する明らかな依存性を示す（図８）。この温度依存性は、５０当量過剰なボロン酸で観察することができる。室温での出発物質の生成物への変換はごく僅かであり、温度の上昇と共に変換の直線的増加が観察される。律速段階である鈴木カップリングの酸化的付加工程を起こすためには、場合によっては高温が必要であり得る。これは、パラジウムが０の酸化状態から＋２の酸化状態まで変化するためである。
【０１５７】
時間への依存性
反応は、時間に対する明らかな依存性を示す（図８）。依存性は、５０当量過剰なボロン酸で観察することができる。
【０１５８】
ボロン酸の量への依存性
反応は、ボロン酸の量に対する明らかな依存性を示す（図８）。ボロン酸の量は、時間及び温度等の他のパラメーターにも影響する。これは、図８から、ほぼ全ての反応条件がほぼ完全な変換を示す５００倍過剰なボロン酸で見ることができる。かかる現象は、ミセルコア内に入り、触媒回路に関与するようになるフェニルボロン酸分子の数の統計的増加によって説明することができる。
【０１５９】
塩基への依存は、顕著ではなく、塩基の量を１００当量過剰から２００当量過剰まで変化させた場合に出発物質の生成物への変換が殆ど変化しないことが分かる。
【０１６０】
陰性対照実験
陰性対照条件として、反応成分、すなわち塩基、ボロン酸及びミセル形成重合体の各々を用いずに反応を行った。付加的に、ミセル形成の重要性を試験するために、ＣＭＣ未満の濃度のミセル重合体を用いた反応も行った（データは示さない）。
【０１６１】
予想したように、これらの成分を全く用いない場合に反応は起こらず、出発物質１ａは未反応のままである。興味深いことに、反応がミセルの形成なしに起こらないことにも留意する（データは示さない）。
【０１６２】
実施例５：反応及び触媒系の範囲
ボロン酸／エステルのスクリーニング（基質適用範囲（substrate scope））
信頼性の高い分析法を確立し、触媒固定化ミセル触媒作用を用いた鈴木カップリング反応に対して反応条件を最適化した後、この反応の基質適用範囲を試験する必要があった。この目的で、３３個のボロン酸及びボロン酸エステル（２ａ〜ａｇ）を、ＤＮＡコンジュゲート（１ａ及び１ｂ）を用いてスクリーニングし、予想される生成物４ａ〜ａｇを得た（図９及び図１０）。
【０１６３】
触媒系が基質適用範囲の点で融通が利くことを観察することができる（図１０）。反応が水中で行われることから、生じる当面の問題は、幾つかのボロン酸が水に溶解することができないことである。この問題を克服するために、疎水性が高いボロン酸及びボロン酸エステル（ボロネート）をトルエンに溶解した。疎水性ボロン酸／ボロネートが水相へと移動し、ミセルのコア内に入って反応を受けることが観察された。したがって、共溶媒としてトルエンを使用する可能性により反応の基質適用範囲が拡大した。
【０１６４】
ピリミジン環等の水溶性基を有する基質は、生成物への完全な変換を示し（エントリ２ｏ）、より長時間のインキュベーションがミセルの疎水性コア内に入る分子の僅かな疎水性を引き起こし得ることが示された。チオフェン含有ボロン酸は、通常は単純パラジウム触媒では可能でない生成物への完全な変換を示し、この特定の触媒系の融通性が示された。他の注目すべき観察結果は、最適化反応条件で強電子求引性基を有するアリールボロン酸も生成物への完全変換を受けることであり（図１０のエントリ２ｃ、２ｄ、２ａｅ、２ａｇ）、クロロ基を有するアリールボロン酸／エステルが、鈴木反応がクロロ基により起こった場合に副生成物を示さないことがＮＨＣ−パラジウム触媒について観察された。
【０１６５】
基質２ｌ及び２ａｂは、出発物質の生成物への部分変換を示す。２ｌは、基質が水又はトルエンに完全に可溶化することができないことから完全な変換を受けず、２ａｂは、おそらくは平衡状態で部分的にしかミセル内に入らないことから部分変換を示す。
【０１６６】
ＰＥＧリンカーを用いない反応
反応は当初、触媒がＤＮＡと接触しないことを確実にするために、ＤＮＡと疎水性小分子との間の親水性ＰＥＧ（４）スペーサーを用いて行うように計画された。しかし、ＰＥＧリンカーを有しないＤＮＡ−小分子コンジュゲートを合成することによって、このスペーサーの重要性を試験した（図１１の分子９）。図１１に示されるように、ＰＥＧリンカーを有しないＤＮＡコンジュゲート９を用いて反応を行い、生成物１７を得た。
【０１６７】
反応は実現可能であり、ＤＮＡタグへの損傷は見られなかった。ＰＥＧリンカーの概念を更なる実験でも残したが、ＰＥＧリンカーを用いなくとも同じ系を使用することができるという結果から、反応の融通性に関する見識が得られる。
【０１６８】
他のパラジウム触媒反応
ＮＨＣ−パラジウム触媒は、空気、水分等に対して安定した触媒系であり、様々なパラジウム触媒反応について非常に融通の利く触媒系でもある。したがって、別のパラジウム触媒反応、すなわちヘック反応を、この触媒系を用いて行った（図１２）。ヘック反応が部分的に起こることが観察された（データは示さない）。
【０１６９】
実施例６：スルホン酸固定化ミセル
スルホン酸が疎水性コア内に固定化された両親媒性ブロック共重合体（ＡＢＣ）（図１４ｂ）を、ＤＮＡ−小分子コンジュゲートとの相互作用について試験した。酸性環境は、ＤＮＡの脱プリンを引き起こす。したがって、ＡＢＣ上のスルホン酸とＤＮＡとの間で起こり得る相互作用を調査した。
【０１７０】
この目的で、ＤＮＡコンジュゲート４（図１４ａ）を、１本のエッペンドルフチューブ内の４０μＬの２％ＴＦＡ溶液（溶液中に約１０ｎｍｏｌのＴＦＡ）及び別のエッペンドルフチューブ内の１０μＬの１ｍＭ  ＡＢＣ溶液（１０ｎｍｏｌのミセル）と共にインキュベートした。ＡＢＣのＣＭＣが１μＭであるため、その１ｍＭ溶液を使用したことに留意すべきである。ＤＮＡコンジュゲートを２つの溶液と共に１８時間インキュベートした後、ＤＮＡ−サンプルを、ＺｉｐＴｉｐによって精製し、分析のためにＭＡＬＤＩ−ＭＳ標的プレート上に置いた。
【０１７１】
２つのサンプルの質量スペクトルを分析することによって、２％ＴＦＡ溶液と共にインキュベートしたＤＮＡコンジュゲート４が脱プリンを受け、２３９９という元の質量に対応する質量シグナルが全く残らないことが観察された。代わりに、脱プリンに対応するピークが観察された。一方、ミセル溶液と共にインキュベートしたＤＮＡコンジュゲート４は、脱プリンに対応するピークを示さず、分子全体が無傷であった（データは示さない）。
【０１７２】
ＤＮＡコンジュゲート４には３つのプリン、すなわち２つのグアニン及び１つのアデニンが存在する。グアニンの除去に対応する質量２２６７（質量計算値＝２２６３）が最小のピークであり、質量２１４９（質量計算値＝２１３６）に対応する第２のグアニンの除去が最大のピークであることを観察することができる。このことは、グアニン基がより適切に脱プリンを受けるという予想される傾向を反映している。また、２０１６（質量計算値＝２０１１）という質量のアデニンの除去に対応する別のピークが観察される。ミセル溶液と共にインキュベートしたＤＮＡコンジュゲートは、変化を受けないため、スルホン酸がＤＮＡと相互作用しないと結論付けることができる。さらに、このことは、ＤＮＡをミセル内に固定化された触媒から遮蔽することの概念実証にもなる（データは示さない）。
【０１７３】
本明細書で引用される全ての文献が、その全体が引用することにより本明細書の一部をなす。
【０１７４】
本明細書に実例として記載される本発明は、本明細書に具体的に開示されない任意の要素（単数又は複数）、限定（単数又は複数）のない状態で好適に実施されてもよい。したがって、例えば、「含む、含んでいる（comprising）」、「含む、含んでいる、挙げられる（including）」、「含有する、含有している（containing）」等の用語は、拡大的に、限定なく読まれるものとする。さらに、本明細書で採用される用語及び表現は、限定ではなく説明する用語として使用されており、かかる用語及び表現の使用において、示され記載される特徴又はそれらの一部の任意の等価物を除外する意図はなく、特許請求の範囲に記載の本発明の範囲において様々な変更が可能であることが認識される。したがって、本発明は好ましい実施形態及び任意の特徴によって具体的に開示されているが、本明細書に開示される好ましい実施形態及び任意の特徴に具体化される本発明の変更形態及び変形形態が当業者によって用いられてもよく、かかる変更形態及び変形形態は、本発明の範囲に含まれるものとすることが理解されるべきである。本発明を本明細書に広く一般的に記載した。一般的開示に含まれるより狭い種及び亜属集団（subgeneric groupings）の各々も本発明の一部を形成する。これは、削除される事柄が本明細書で具体的に挙げられているか否かに関わらず、その属から任意の対象を除く条件又は否定的な限定を伴う本発明の一般的記載を含む。加えて、本発明の特徴又は態様がマーカッシュ群に関して記載される場合、本発明がマーカッシュ群の任意の個々の成員又は成員のサブグループに関してもそれによって記載されることが当業者には認識される。本発明の更なる実施形態が添付の特許請求の範囲から明らかとなる。
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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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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【図８】
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【図９】
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【図１０−１】
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【図１０−２】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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