用标记编码的复杂组合化学文库制造技术

本发明专利技术涉及编码组合化学，其中使用有机分子记录按顺序合成的反应路线，所述有机分子定义反应剂的选择和阶段，以相同或不同的二进制码情报表示。各种产物可以用多阶段合成产生，例如低聚物和合成非重复有机分子。采用成套的化合物族作为鉴定剂很适宜，其中取代基的数量和／或位置可以定义选择。此外可采用能检测之官能团，例如放射性同位素、荧光物质、卤素等，其中两种不同基团的存在和比例可用于定义阶段或选择。尤其是许多鉴定剂可用于提供二进码或高阶码，以便仅用很少几种可检测标记便可定义许多选择。可针对感兴趣之特征对颗粒进行筛选，特别是结合亲合性，其中产物可以从颗粒上解离下来或仍保留于其上。具有有用特性的颗粒之反应历程，可以通过释放标记，并进行针对定义颗粒反应历程的分析来测定。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利
涉及组合化学，所谓组合化学包含多级合成，而每一级又纳入多种选择，由此获得组成不同的大量产物。
技术介绍
寻求容易的方法，合成大量各种不同的化合物，然后就其各种可能的生理及其它活性加以筛选，此种途径具有十分重要的意义。一般这样的合成包括多级连续步骤，而每一步又包括将得到的分子加以化学修饰。例如，化学修饰可以包括将某种单元如单体或合成聚合物加入到增长序列中或进行官能团修饰。因为采用涉及化学修饰的合成法，加入可以是天然存在的、合成的，或二者结合的某些单元物质，例如氨基酸、核苷酸、糖、类脂、或杂环化合物等，可以创造出大量化合物。因此，即使仅将合成限制于天然存在的单元物质或结构单元，可供选择的数量仍然极大，即有4种核苷酸、20种普通氨基酸、以及基本上数量无限的糖可供选择。而在生产大量不同化合物，其中每步合成有很多选择余地时，一个固有的不利因素是每种个体化合物存在量甚少。虽然特定化合物之特性(如生理活性)可以测定出，但往往不可能鉴定出该存在的具体化合物的化学结构。并且，生理活性化合物历史上是使用Edisonian或概率技术，通过检测未加工的液体培养基发现的，而每次只有相当少的化合物被测出，或者说只检测到有限量的天然存在的生理活性化合物的类似结构的同系物。有两个主要问题与使用此种未加工液体培养基相关，即必需将反应混合物提纯为单一组份化合物，并需要耗费很多努力来确定经纯化之化合物的结构。为了寻求解决这些缺点和问题，现已开发出种种新技术，其中之一是，以加以控制或随机方式加入各种个体单元作为按顺序化学合成的部份，产生在合成每个顺序阶段可能出现的，由于不同选择所造成的所有按比例，或基本上按比例的可能化合物。然而，为使该项技术获得成功，则制备化合物的该技术必需是能让人们测定出具体化合物组成，以便使其证明有感兴趣之特征的适宜方法。一个这样的方法包括采用一种片状物，该片状物表面的物理分离位点能进行分离分析(Fodor等人，Science 251767 )。因为已知其中反应剂是按顺序加入到该各位点的，人们便可以记录发生顺序，由此也就可记下反应系列。然后假如人们将该片状物用针对具体所需之特征的筛选方法处理，并检测该特征，人们便可很容易地测定出表现该特征的位点所合成的化合物。另一技术包括与合成感兴趣之低肽类化合物相似的寡核苷酸推理合成法(Brenner和Lerner，PNAS USA 815381-5383)。其它技术也披露在下述公开文献中Amoto，Science(1992)257，330-331，讨论利用共合成DNA标记鉴定多肽；Lam等人，Nature(1991)354，82-84，介绍制备大型肽库的方法；Houghton等人，Nature(1991)354，84-86，以及Tung和Beck-Sickinger，Angew.Chem.Int.Ed.Engl.(1992)91，367-383，介绍建立大型肽文库的方法；Kerr等人，J.Amer.Chem.Soc.，(1993)115，2529-31，讲解合成由肽链编码的低聚物文库的方法；最后，国际专利申请WO91/17823和WO92/09300也涉及组合文库。但是，因为前述一般方法需相同部份连续加进，因此，主要感兴趣的问题在于专利技术一种不局限于相同部份连续加入而生产化合物的方法。此种方法例如可以在甾族化合物、抗生素、糖、辅酶、酶抑制剂、配位体等等的修饰中找到应用，这些修饰反应常常涉及多步合成，其中，人们希望改变反应试剂和/或条件得到多样性化合物。此类方法中所述试剂可以是有机试剂或无机试剂，其中可以引入或加以修饰官能团，连接侧基或除去侧基，开环或闭环，改变立体化学结构等等(例如见Bunin和Ellman，JACS 114，10997 )。然而为使该法可行，需要一个方便的方法鉴定由不同修饰的极广变化所产生的大量化合物之结构。因此，需要找到可以记录下来反应历程的方法，并希望所得化合物的结构得到鉴定。最后，随着合成的化合物文库规律扩大，解释结构和分离产物的已知技术已经基本上失效和不确定，阻碍了对有重要鉴定的任何化合物结构的精确测定。因此，对新方法的基本要求是，能合成复杂组合的化学文库，其中能很容易对文库中有重要鉴定的个体化合物进行精确结构测定。前述方法的许多缺点以及许多未满足之要求，由本专利技术便可解决，正如后面将要全面叙述的，本专利技术提供了超过前述方法的诸多优点。专利技术概述现对编码组合文库提供方法和组成，即，在合成的每一阶段，在化合物进行合成的载体(例如颗粒)上，被专一地进行标记，以定义随同该载体上化合物合成时伴随的特定事项(通常指所加化学试剂)。所述标记使用鉴定剂分子来完成，该分子记录合成期间载体颗粒所经历的按顺序的事项。由此提供在该载体上生产化合物的反应历程。各鉴定剂分子特征在于，在所采用的合成条件下是稳定的，在合成期间保持与载体相结合，在能反映给定合成阶段特定的反应选择的合成期间，独特地定义特定事项，可区别于检测期间可能存在的其它成份，以及可以移除由便捷分析技术加以辨别的标记成份。本专利技术所用鉴定剂相互结合，形成二进制或更高阶编码体系，能用相当少量的鉴定剂编码相当大量的反应产物。例如，当用于二进码时，N种鉴定剂可以独特地编码多达2N种不同化合物。而且，本专利技术的鉴定剂不需逐次通过前面的鉴定剂结合，而是独立地结合到基质上，直接结合或通过合成的产物结合。所述鉴定剂是非可排序的。并且所述鉴定剂含有可裂解成份或部份，它可使容易分析的标记成份移除。组合合成采用限定性固体载体很方便，其上可以进行反应且鉴定剂可与之结合。可将携载最终产品的个体固体载体或基质针对所需特性进行筛选，并通过分析相应的鉴定剂标记测定出反应历程。附图简述附图说明图1表示标记4的质谱分析，观察到相应于标记4的两个信号。图2表示标记11的质谱分析，观察到相应于标记11的二个信号。图3表示标记13的质谱分析，观察到相应于标记13的二个信号。图4表示各自以近似相等之易混合在一起时的标记4、11和13的正化学电离质谱图(PCIMS)，相应于各分离标记的二个信号可很容易地加以区别。图5表示仅有未衍生的d-7样品时的质谱和色谱图。图6表示由于标记的衍生作用，显示出色谱法得到改善后的质谱和色谱图，d-5和d-7混合物样品被评价。本专利技术的详细描述本申请中所谓“标记”或“T”意指具两种特性的化学物质部份。第一，它能与所有其它化学物质部份相区别，第二，当以10-18-10-9摩尔之量存在时能被检测出。这两种性质被包容于单一化学结构中。此外，这两种性质还可包容在连接在一起的分离化学结构中。就后者而言，化学结构之一(称之为C，如果有一个以上此种结构，则称为C，C’等等)提供使该标记与其它标记可区分的特性，而另一化学结构E，则提供使该标记可检测的特性，并且或许还可任意提供使该标记可与其它标记分开之特性。本申请中所谓“接头”或“L”意指具有三种特性的化学物质部份，第一，它可连接于固体载体上，第二，可连接于标记上，第三，当其与固体载体和标记相连时，该连接可裂解，以使该标记可从固体载体上释放出来。该三种特性可包容于单一化学结构中，此外，还可包容于连接在一起的三种化学结构中。就后者而言，化学结构之一(可称之为F1)可提供使该接头连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种记录在许多专用固体载体的每一个上进行的反应系列的反应历程之方法，其中所述反应系列包括至少两个要求不同化学剂或反应条件的阶段，结果产生与众多所述专用固体载体相关的不同修饰，在不同专用固体载体上得到许多种不同的最终产物，采用一组鉴定剂记录所述反应历程，所述鉴定剂的特征在于，能定义化学剂或反应条件的选择，并能定义所述反应系列的阶段，能就其选择和阶段加以分析，所述方法包括：在所述系列的第一或中间阶段，对所述专用固体载体的每一组，以不同化学剂或采用不同的反应条件进行反应，所述组 包括至少一个所述专用固体载体和一组鉴定剂，其中所述鉴定剂组定义有关所述专用固体载体每一组的化学剂选择和所述系列中的阶段，所述鉴定剂的每一种直接地，或者通过除前面的鉴定剂之外的物质独立地结合于所述专用固体载体上；将各组载体混合在一起，然后 再将所述许多专用固体载体分成许多新的组，再进行第二中间阶段或最终阶段；并重复所述反应至少一次，提供不同产物在不同个体专用固体载体上的许多种最终产物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：WC施蒂，MH韦格勒，MHJ奥迈耶，LW迪拉德，JC里德，
申请(专利权)人：纽约市哥伦比亚大学信托人，冷泉港实验室，
类型：发明
国别省市：US[美国]