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二价金属用于增强荧光信号的应用制造技术

技术编号:26610521 阅读:84 留言:0更新日期:2020-12-04 21:36
本文公开包含荧光或着色染料的组合物和将其与二价金属盐组合用来分析样品的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二价金属用于增强荧光信号的应用背景部分
本专利技术一般地涉及具有间隔基团的二聚体和聚合物荧光或着色染料,及其与二价或三价金属盐组合在各种分析方法中应用的方法。有关技术的描述荧光和/或着色染料已知特别适于希望高度敏感的检测试剂的应用。能够在生物学样品中优先标记特定成分或组分的染料使得研究者可以确定所述特定成分或组分的存在、量和/或位置。此外,能够监测特定体系在不同环境中的空间和时间分布。荧光和比色方法在化学和生物学中是极度广泛的。这些方法提供关于生物分子存在,结构,距离,取向,复合和/或位置的有用信息。此外,时间分辨方法越来越多地用于动态学和动力学的测量中。作为结果,已开发出用于荧光或颜色标记生物分子比如核酸和蛋白质的许多策略。由于生物分子的分析一般在含水环境中进行,关注的焦点一直是开发和使用水可溶的染料。高度荧光的或着色的染料是希望的,原因是使用这种染料提高信噪比且提供其它有关益处。相应地,已尝试增加来自已知荧光和/或着色部分的信号。例如,已制备包含两个或更多个荧光和/或着色部分的二聚体和聚合物化合物,预期这种化合物会引起更高亮的染料。然而,作为分子内荧光猝灭的结果,已知的二聚体和聚合物染料并未实现所希望的亮度提高。从而,本领域需要使用具有增加的摩尔亮度的水可溶染料的方法。理想地,使用所述染料和生物标记的方法应是强着色的或荧光的并且应以各种颜色和荧光波长可获得。本专利技术实现该需要和提供其它有关优势。专利技术概要简言之,本专利技术的实施方式一般涉及荧光和/或着色染料和/或探针的化合物的组合物和使用方法,其使得分析物分子比如生物分子的视觉检测成为可能,以及用于它们的制备的试剂。也描述用染料来视觉检测分析物分子的方法。在实施方式中,本公开提供包含下述的组合物:a)聚合物染料,其包含:i)两个或更多个荧光或着色部分;ii)至少一个带负电基团;和iii)反应性基团Q;和b)二价或三价金属盐。任何适宜的聚合物染料可以用于本公开的任何方法或组合物。在实施方式中,本公开提供用于形成聚合物染料和靶向部分的共价缀合物的方法,所述方法包括制备包含聚合物染料、靶向部分和二价或三价金属盐的混合物,和让混合物陈化,其持续的时间和所处的温度足以形成共价缀合物,其中:a)聚合物染料包含:i)两个或更多个荧光或着色部分;ii)至少一个带负电基团;和iii)能够与靶向部分上的互补反应性基团Q′形成共价键的反应性基团Q;和b)靶向部分具有对靶标分析物的亲和力且包含互补反应性基团Q′。在某些实施方式中,本公开提供检测靶标分析物的方法,所述方法包括:a)在二价或三价金属盐存在下使共价缀合物与靶标分析物结合以形成分析物-靶向部分复合物,所述共价缀合物包含:i)靶向部分,其具有对靶标分析物的亲和力和包含与聚合物染料共价键合的反应性基团Q′;ii)聚合物染料,其包含:A)两个或更多个荧光或着色部分;B)至少一个带负电基团;和C)与靶向部分互补反应性基团Q的共价键,所述Q与反应性基团Q′共价键合;和b)检测来自分析物-靶向部分复合物的荧光或着色信号。在某些实施方式中,本公开提供检测靶标分析物的方法,所述方法包括:a)使共价缀合物与靶标分析物结合以形成分析物-靶向部分复合物,所述共价缀合物包含:i)靶向部分,其具有对靶标分析物的亲和力和包含与聚合物染料共价键合的反应性基团Q′;和ii)聚合物染料,包含:A)两个或更多个荧光或着色部分;B)至少一个带负电基团;和C)与靶向部分上的反应性基团Q′共价键合的互补反应性基团Q;b)用包含二价或三价金属盐的洗涤溶液处理分析物-靶向部分复合物;c)检测来自分析物-靶向部分复合物的荧光或着色信号。本专利技术的这些和其它方面在参照下文详述之后更加明显。附图说明在附图中,相同的标记数字鉴定相似的要素。要素在图中的尺寸和相对位置不一定按比例画出和这些要素中的某些被人为地扩大和定位以改善图的可辨认性。此外,画出的要素具体形状并不期望传递有关该特定要素的真实形状的任何信息,而是仅仅为了便于在图中识别而选用。图1提供包含三甘醇间隔物的代表性化合物和比较化合物于5μm和pH9的紫外吸光度谱图。图2是包含六乙二醇间隔物的代表性化合物和比较化合物于5μm和pH9的UV吸光度数据。图3是包含三甘醇间隔物的代表性化合物和比较化合物于50nM和pH9的荧光发射谱图。图4代表包含六乙二醇间隔物的代表性化合物和比较化合物于50nM和pH9的荧光发射谱图。图5是包含4个六乙二醇间隔物和2或3个荧光素部分的代表性化合物相比具有单个荧光素部分的比较化合物于5μm的UV吸光度数据。图6是这样的图:包含4个六乙二醇间隔物和2或3个荧光素部分的代表性化合物相对具有单个荧光素部分的比较化合物于5μm的荧光发射数据。图7显示比较具有各种m值的示例性化合物的荧光发射响应。图8提供数据比较"HEG"化合物,其中m是1、2或3,相对化合物A的荧光发射。图9提供化合物I-32,化合物I-46和化合物B的吸光度数据。图10显示三聚体化化合物I-42的反应的PAGE分析结果。图11图解免疫荧光方法中的阳离子配置。图12图解涉及信号增强和猝灭的二价金属阳离子配置。图解用阳离子存在于试剂或方法的方法步骤(即缀合,洗脱,贮藏,温育,洗涤或可视化)编码,例如S+、I+、W+、V-。将这些方法与标准方法对比,其中二价阳离子的存在未知或已知痕量有助于猝灭。图13显示观察概要,显微技术中的固定和可渗透化的人PBMC:通过与二价阳离子,MgCl2梯度,10xI-16UCHT1温育,细胞外和细胞内CD3荧光分辨率得到增强(然后猝灭)。显示分析概要,其使用检测表面和细胞内CD3的五个I-16UCHT1荧光显微技术实验的单向ANOVA统计学分析。数据显示为在MgCl2滴定(pH7.4)(范围0-1000mM)存在下的代表性CD3表达的积分密度(人为指定单位)。统计学显著性通过共同或不同的字母指出,例如;250mM(a)显著不同于50mM(b),而1000mM(a)并不显著不同于0mM(a,c)。N=5描述在2天内对相同样本进行的单独实验,第1天2次和第2天3次。图14显示固定和可渗透化的人PBMC的荧光显微技术的第一个实施例结果。通过与二价阳离子,MgCl2梯度,10xI-16UCHT1温育,细胞外和细胞内CD3荧光分辨率得到增强(然后猝灭)。仅在与靶向部分(10xI-16UCHT1)温育期间施用MgCl2滴定(pH7.4)(范围0-1000mM)以检测表面和细胞内CD3,然后用不含阳离子的缓冲液洗涤。图15显示固定和可渗透化的人PBMC的荧光显微技术。通过与二价阳离子,MgCl2梯度,5xI-32UCHT1温育,细胞外和细胞内CD3荧光分辨率得到增强(然后猝灭)。仅在与靶向部分(5xI-32UCHT1)温育期间施用MgCl2滴定(pH7.4)以检测表面和细胞内CD3,然后用不含阳离子的缓冲液洗涤。图16显示低聚甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于形成聚合物染料和靶向部分的共价缀合物的方法,所述方法包括制备包含聚合物染料、靶向部分和二价或三价金属盐的混合物,并且让混合物陈化,其持续的时间和所处的温度足以形成共价缀合物,其中:/na)聚合物染料包含:/ni)两个或更多个荧光或着色部分;/nii)至少一个带负电基团;和/niii)反应性基团Q,其能够与靶向部分上的互补反应性基团Q′形成共价键;和/nb)靶向部分具有对靶标分析物的亲和力且包含互补反应性基团Q′。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180319 US 62/645,1211.用于形成聚合物染料和靶向部分的共价缀合物的方法,所述方法包括制备包含聚合物染料、靶向部分和二价或三价金属盐的混合物,并且让混合物陈化,其持续的时间和所处的温度足以形成共价缀合物,其中:
a)聚合物染料包含:
i)两个或更多个荧光或着色部分;
ii)至少一个带负电基团;和
iii)反应性基团Q,其能够与靶向部分上的互补反应性基团Q′形成共价键;和
b)靶向部分具有对靶标分析物的亲和力且包含互补反应性基团Q′。


2.检测靶标分析物的方法,所述方法包括:
a)在二价或三价金属盐存在下使共价缀合物与靶标分析物结合以形成分析物-靶向部分复合物,所述共价缀合物包含:
i)靶向部分,其具有对靶标分析物的亲和力且包含与聚合物染料的共价键;
ii)聚合物染料,其包含:
A)两个或更多个荧光或着色部分;
B)至少一个带负电基团;和
C)与靶向部分的共价键;
b)检测来自分析物-靶向部分复合物的荧光或着色信号。


3.权利要求2的方法,还包括用包含二价或三价金属盐的洗涤溶液处理分析物-靶向部分复合物。


4.检测靶标分析物的方法,所述方法包括:
a)使共价缀合物与靶标分析物结合以形成分析物-靶向部分复合物,所述共价缀合物包含:
i)靶向部分,其具有对靶标分析物的亲和力且包含与聚合物染料的共价键;和
ii)聚合物染料,其包含:
A)两个或更多个荧光或着色部分;
B)至少一个带负电基团;和
C)与靶向部分的共价键;
b)下述处理:
i)在使共价缀合物与靶标分析物结合期间用二价或三价金属盐处理共价缀合物和靶标分析物;和/或
ii)在使共价缀合物与靶标分析物结合之后用包含二价或三价金属盐的洗涤溶液处理分析物-靶向部分复合物;和
c)检测来自分析物-靶向部分复合物的荧光或着色信号。


5.权利要求4的方法,其中使共价缀合物与靶标分析物结合在二价或三价金属盐存在下进行。


6.权利要求2-5中任一项的方法,还包括在检测荧光或着色信号之前从分析物-靶向部分复合物实质上除去全部二价或三价盐。


7.权利要求6的方法,其中二价或三价金属盐是从包含分析物-靶向部分复合物的缓冲液除去的。


8.权利要求2-7中任一项的方法,还包括形成共价缀合物。


9.权利要求3-8中任一项的方法,其中在形成共价缀合物之前聚合物染料和二价或三价盐已混合形成包含聚合物染料和二价或三价盐的组合物。


10.权利要求9的方法,还包括在形成共价缀合物之前陈化包含聚合物染料和二价或三价盐的组合物。


11.权利要求8或9的方法,其中在形成共价缀合物时二价或三价盐实质上不存在。


12.包含共价缀合物和二价或三价盐的组合物,所述共价缀合物包含:
i)靶向部分,其包含与聚合物染料的共价键;
ii)聚合物染料,其包含:
a)两个或更多个荧光或着色部分;
b)至少一个带负电基团;和
c)与靶向部分的共价键。


13.权利要求12的组合物,其中靶向部分具有对靶标分析物的亲和力。


14.权利要求13的组合物,其中靶向部分包含抗体。


15.权利要求1-14中任一项的方法或组合物,其中二价或三价盐是二价盐。


16.权利要求15的方法或组合物,其中二价盐是镁盐。


17.权利要求16的方法或组合物,其中镁盐是氯化镁。


18.权利要求1-17中任一项的方法或组合物,其中荧光或着色部分是荧光部分。


19.权利要求1-18中任一项的方法或组合物,其中荧光或着色部分的各具体值独立地选自芘,苝,苝一酰亚胺和6-FAM部分。


20.权利要求1-19中任一项的方法或组合物,其中荧光或着色部分的各具体值独立地具有下述结构之一:





21.权利要求1-20中任一项的方法或组合物,其中聚合物染料包含多个带负电基团。


22.权利要求1-21中任一项的方法或组合物,其中聚合物染料包含两个或更多个荧光或着色部分,所述两个或更多个荧光或着色部分各自经由包含至少一个带负电基团的连接体联接至相邻的荧光或着色部分。


23.权利要求22的方法或组合物,其中连接体还包含一个或多个亚烷基或氧化烯烃部分。


24.权利要求23的方法或组合物,其中氧化烯烃部分包含聚氧化乙烯部分。


25.权利要求1-24中任一项的方法或组合物,其中带负电基团是磷酸盐/酯。


26.权利要求1-25中任一项的方法或组合物,其中聚合物染料包含2至100个荧光或着色部分,所述荧光或着色部分经由包含至少一个带负电基团的连接体联接至相邻的荧光或着色部分。


27.权利要求26的方法或组合物,其中聚合物染料包含2至10个荧光或着色部分,所述荧光或着色部分经由包含至少一个带负电基团的连接体联接至相邻的荧光或着色部分。


28.权利要求1-27中任一项的方法或组合物,还包括纯化共价缀合物。


29.权利要求28的方法或组合物,其中纯化包含从共价缀合物实质上除去全部二价或三价盐。


30.权利要求1-29中任一项的方法或组合物,其中共价缀合物具有在二价或三价盐不存在的情况下制备的相应缀合物的至少1.1倍的荧光消光系数。


31.权利要求1-30中任一项的方法或组合物,其中共价缀合物具有在二价或三价盐不存在的情况下制备的相应缀合物的至少1.2倍的荧光消光系数。


32.权利要求1-31中任一项的方法或组合物,其中靶向部分是抗体。


33.权利要求1-32中任一项的方法或组合物,其中聚合物染料具有下述结构(I):



或其立体异构体、盐或互变异构体,其中:
M的各具体值独立地是包含荧光或着色部分的部分;
L1的各具体值独立地是:i)任选的亚烷基,亚烯基,亚炔基,杂亚烷基,杂亚烯基,杂亚炔基或杂原子连接体;或ii)连接体,其包含通过两个互补反应性基团的反应能够形成的官能团;
L2和L3的各具体值独立地是任选的亚烷基,亚烯基,亚炔基,杂亚烷基,杂亚烯基,杂亚炔基或杂原子连接体;
L4的各具体值独立地是亚烷基或氧化烯烃连接体;
R1的各具体值独立地是H,烷基或烷氧基;
R2和R3各自独立地是H,OH,SH,烷基,烷氧基,烷基醚,杂烷基,-OP(=Ra)(Rb)Rc,Q,或其经保护的形式,或L';
R4的各具体值独立地是OH,SH,O-,S-,ORd或SRd;
R5的各具体值独立地是氧代,硫代或不存在;
Ra是O或S;
Rb是OH,SH,O-,S-,ORd或SRd;
Rc是OH,SH,O-,S-,ORd,OL',SRd,烷基,烷氧基,杂烷基,杂烷氧基,烷基醚,烷氧基烷基醚,磷酸盐/酯,硫代磷酸盐/酯,磷酸基烷基,硫代磷酸基烷基,磷酸基烷基醚或硫代磷酸基烷基醚;
Rd是平衡离子;
L'的各具体值独立地是包含与Q的共价键的连接体,包含与靶向部分的共价键的连接体,包含与分析物分子的共价键的连接体,包含与固体载体的共价键的连接体,包含与固体载体残基的共价键的连接体,包含与核苷的共价键的连接体或包含与又一结构(I)化合物的共价键的连接体;
m的各具体值独立地是0或更大的整数,条件是m的至少一个具体值是1或更...

【专利技术属性】
技术研发人员:M·杰克逊C·博伊斯E·松井M·范布伦特S·辛格T·马特雷
申请(专利权)人:索尼公司美国索尼公司
类型:发明
国别省市:日本;JP

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