通过荧光镧系金属螯合物检测分析物制造技术

测定样品中分析物的存在或浓度所用的组合物和方法，其包括将该样品暴露于包括荧光镧系金属螯合复合物的指示剂分子。样品中分析物的存在或浓度是经由观察及／或测量分析物结合到该复合物中所含一或多个辨识元素时由该镧系金属螯合复合物发散出的荧光强度变化而测定的。该荧光指示剂分子可用于各种类型的荧光感测装置中且可用于各种领域，包括能源，医学和农业之中。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
相关申请案的对照本申请案为1998年3月11日提出申请的申请案序号09/037,960的部份后续申请。有关联邦监督研究或发展的叙述不适宜。
技术介绍
1、专利
本专利技术是有关可用为指示剂分子以检测介质例如液体中分析物的存在或浓度的荧光性化合物，及达到此等检测的方法。更具体地说，本专利技术是有关包含经取代配体的荧光镧系金属螯合复合物及此等作为指示剂分子以检测介质，包括液体介质例如生物液体中的分析物例如葡萄糖或其它顺式二醇化合物的存在或浓度的用途。2、相关技艺的说明某些稀上金属螯合物在用紫外光和不同形式的可见光(如，紫光或蓝光)予以照射时会发散出可见光，该发散是以经螯合的阳离子为其特性。某些镧系离子，例如铕(Eu3+)，钐(Sm3+)，铽(Tb3+)，及较佳程度者，镝(Dy3+)，和钕(Nd3+)，展现出以该离子为特性的典型荧光，特别是在其螯合到适当的激发能量媒介有机配体之时。此等化合物的荧光性质-长斯托克斯移动(Stokes shift)，窄谱带型发散谱线，及异常的长荧光寿命-使它们成为荧光免疫检定和时间解析荧光测定技术的引人注目候选物。此等荧光性镧系螯合物的主要发散谱线是由称为高敏性跃迁的跃迁所形成的且于Eu3+是在613-615nm，于Tb3+是在545(和490)nm，于Sm3+是在590和643nm，而于Dy3+是在573nm。参看Hemmila,Application of Fluorescence in Immunoassays,140-42(1991)。亦参看Spectroscopy in Inorganic Chemistry,vol.2,255-85(Academic Press1971)。辐射典型地是被螯合物以该有机配体的特性波长吸收起来及以该金属离子的特性线谱发散出来，是因为在配体至中心金属离子有分子内能量输移之故。有机配体会吸收能量且从其单线基态，S0，提升或激发到其第一单线激发态，S1，的振动多线中的任一线，于该处其快速失去其过多的振动能量。于此点会有两种可能性S1→S0跃迁所致松弛现象(配体荧光)或系统间交叉到三线态之一，T1。参看E.P.Diamandis et al.,Analytical Chemistry62:(22)1149A(1990)；亦参看Spectroscopy in Inorganic Chemistry,vol.2,255-85(Academic Press1971)。荧光铕螯合物是已知会展现出大斯托克斯位移(～290nm)而在激发光谱与发散光谱之间没有重叠者且在615nm有非常窄(10nm谱宽)发散光谱。此外，该螯合物所具长荧光寿命(可用微秒级次测量到而非传统荧光团的在毫微秒级次才可测得的寿命)有助于滤掉噪音和具有低荧光寿命的其它干扰。长荧光寿命因而促成该螯合物对于微秒-时间解析性荧光测量，其更可减少所测得的背景信号。使用铕螯合剂的其它优点包括铕螯合物不会被氧所骤熄(quenched)。两种铕(Eu)螯合物，Eu-二苯甲酰基甲基化物和Eu苯甲酰基丙酮化物，已使该等螯合物成为在雷射中的用途的引人注目候选物。参看H.Samuelson等人，(J.Chem.Physics 39(1):110-12(1963))。Samuelson等人，研究过上述两种铕螯合物于固体和于溶液中的荧光和吸光现象。Samuelson等人比较过该等铕螯合物在各种条件下的荧光寿合与在其它化合物中的铕荧光寿命。基于此种比较，Samuelson等人，推测两组铕化合物之间的寿命变异是铕螯合物中配体-Eu交互作用的结果。特别地，Samuelson等人测定出来自Eu-二苯甲酰基甲基化物的各发散谱线显示出480+/-50μs的荧光寿命，其明显地大于在其它铕化合物中的荧光寿命。Crosby等人，J.Chem.Physics 34:743(1961)先前已研究过分子内能量转移在稀土金属螯合物，包括铕二苯甲酰基甲基化物和铕苯甲酰基丙酮化物螯合物，的敏化离子发散中的角色。Whan等人，J.,Mol.Spectroscopy 8:315-27(1962)报导过来自一组镧系金属离子(Eu3+，Tb3+,Dy3+,和Sm3+)的螯合物的发散是由个别稀土金属离子的特性亮光谱线所支配。Whan等人发现Eu3+和Tb3+的苯甲酰基丙酮化物和二苯甲酰基甲基化物两者皆为特别亮的发散体且此等螯合物的亮谱线发现及低磷光产率显示在此等螯合物内的配体至Eu3+和Tb3+离子的分子内能量转移可以有效率地发生。Whan等人，于324页。N.Fillpescu等人，J.Physical Chem.68(11):3324(1964)报导铕和铽β-二酮螯合物的荧光光谱于此等螯合物的有机配体部份中所含取代基改变时会经调节。Filipescu等人讨论过铕和铽螯合物荧光谱线的相对强度，光谱分布，偏移和分裂相对于取代基本质，其位置，分子组态，和整体分子内能量转移的关联性。Filipescu等人也发现离子的特性整体荧光强度决定于两项因素1)在有机三谱线可取得的能量，及2)能量转移到离子的效率。Filipescu等人也发现上述两项因素会依不同取代基而变异。例如，用电子给予体甲氧基在螯合物的间(meta)位取代铕二苯甲酰基甲基化物螯合物时经发现可增强铕离子的荧光发散，而对位甲氧基取代则经发现会减低铕荧光。此外，对于二-比对于--甲氧基取代二苯甲酰基甲基化物有更显著的效应。相异者，对于经硝基取代的铕二苯甲酰基甲基化物则有相反的效应。接到对位或间位的电子吸取性硝基经发现会减低铕的总离子发散。此外，该效应对于二-取代比对一取代二苯甲酰基甲基化物更为显著。Filipescu等人更发现铕对-苯基二苯甲酰基甲基化物发散出的强离子荧光显示芳族系统的尺寸会增强转移到铕离子的能量。此事实由经萘基取代二酮所得发散结果获得确定，其经发现具有比二苯甲酰基甲基化物螯合物实质较高的离子发散。Filipescu等人，3328-29。E.Diamandis等人，Analytical Chemistry 62(22):1149A(1990)述及如何使用铕螯合物作为荧光免疫检定和DNA杂合检定中的标示物(label)。有关荧光检定，该等作者述及铕螯合物可在各种检定组态，包括竞争性或非竞争性检定中用为免疫标示物。美国专利第4,374,120号(Soini等人)述及一种用荧光性镧系元素螯合复合物作为标记(marker)以检测物质的方法。美国专利第4,374,120号也述及使用β-二酮类作为增强性配体以促进某些镧系元素螯合物，尤其是铕和铽的螯合物的强荧光性质。Wallac(Turku,Finland)发展出一种镧系金属螯合物以取代辐射标签(tags)来进行免疫检定，其具有下示构造 Wallac分子经发现在稀溶液中有非常有效的表现。参看，Hemmila,Applications of Fluorescence in Immunoassays,p.149(1991)。在水溶液，例如生物流体中使用镧系金属螯合物需要某些条件。例如，已知者该等螯合物首先必须溶于水溶液中及，第二，避免被倾向于填补镧系离子空配位部位的水分子所骤熄。不过，除了配体构造外已有各种加成物或路易斯碱，例如膦类，氧化膦，或氮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用以检测分析物存在或浓度的指示剂分子，其包括具有下式的荧光性镧系金属螯合复合物： Ｍ（－－Ｃｈ（－Ｒ↓［Ｘ］））↓［Ｙ］ 其中： Ｍ代表镧系金属离子；Ｃｈ为包括一配体的螯合剂；Ｒ为分析物－特定性辨识单元且Ｘ表结合到每一螯合剂的辨识单元Ｒ的数目；Ｘ＝０至４，且Ｙ＝１至４：且该辨识单元Ｒ的数目可相同或相异，其限制条件为对于一或多个螯合剂，Ｘ＞０；且其中是经由测量在该分析物通过该辨识单元结合到该复合物所含一或多个螯合剂时该镧系金属螯合复合物所发散的荧光的任何变化而检测该分析物的存在或浓度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：埃德温F厄尔曼，亚历山大V尼古拉奇克，乔治Y丹尼洛夫，戴维帕克，阿瑟E科尔文，阿里斯托尔G卡利弗雷滕诺斯，
申请(专利权)人：医药及科学传感器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]