具有连接体基团的聚合物串联染料的制作方法

本公开一般地涉及具有间隔基团的二聚和聚合的生色团化合物(例如包含荧光染料部分的聚合物化合物)，及其制备方法和在各种分析方法中的用途。

背景技术：

1、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。

2、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发生，从而焦点集中于开发和使用与含水系统相容的染料，其能够阐明希望的空间信息和生物分子相互作用。

3、相应地，已开发牵涉共振能量转移的技术来揭示所述结构信息。特别地，förster共振能量转移("fret" -有时也与荧光共振能量转移可互换地使用)技术产生可靠度量生物分子距离和相互作用变化的信息。共振能量转移技术成本相对低并且能够快速获得测量；然而，fret受累于数种局限，其涉及生色团的取向和定位以及由于游离荧光团和不希望的ph敏感性导致的能量转移掩蔽。额外地，已知fret试剂(例如修饰的藻红蛋白或brilliant violet™)受累于缺少光稳定性，具有不希望的物理特征(例如尺寸、细胞渗透性)，和具有批次间变化高(需要设备再校准)。

4、本领域需要水可溶的染料、特别是共振能量转移染料，其具有增加的摩尔亮度和/或增加的fret发射信号。理想地，所述染料和生物标记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。本公开实现该需要和提供其它有关优势。

技术实现思路

1、简言之，本公开的实施方式一般涉及用作水可溶的荧光和/或着色染料和/或探针的化合物，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。尤其是，在某些实施方式中，本公开化合物有用的原因是它们使得与其有关的fret荧光发射成为可能。也描述用染料来视觉检测分析物分子的方法。

2、目前公开的染料的实施方式包括通过连接体(例如"l4")共价连接的两个或更多个荧光和/或着色部分(也即生色团)。与先前报告的基于蛋白质的二聚和/或聚合的染料相比，本文染料显著更光亮，使得分子内相互作用导致的fret吸收和发射成为可能，和可用本领域已知的容易方法(也即自动化dna合成方法)稳健地重现。

3、本公开实施方式的水可溶的荧光或着色的染料是强烈着色和/或荧光的，使得fret过程(例如吸收、发射、斯托克斯位移)成为可能，并且能够通过视觉检查或其它手段容易地观察。在某些实施方式中，可以观察化合物而不用事先光照或化学或酶活化。通过适当选取如本文描述的染料，可以获得各种颜色的视觉可检测的分析物分子以及靶标分子的有价值的空间信息。

4、在一种实施方式中，提供具有下述结构(i)的化合物：

5、

6、(i)

7、或其立体异构体、互变异构体或盐，其中r1，r2，r3，r4，r5，l1，l2，l3，l4，m1，m2，m和n如本文所定义。

8、又一实施方式提供具有下述结构(ii)的化合物：

9、

10、(ii)

11、或其立体异构体、盐或互变异构体，其中r1，r2，r3，r4，r5，l1，l2，l3，l4，l5，l6，l7a，l7b，m1，m3，q，w，m和n如本文所定义。

12、又一实施方式提供具有下述结构(iii)的化合物：

13、

14、(iii)

15、或其立体异构体、盐或互变异构体，其中r1，r2，r3，r4，r5，l1，l2，l3，l4，l8，m1，m2，m和n如本文所定义。

16、一种实施方式提供具有下述结构(iv)的化合物：

17、(iv)

18、或其立体异构体、盐或互变异构体，其中r1，r2，r3，r4，r5，l1，l2，l3，l4，l5，l6，l7a，l7b，l8，m1，m2，m和n如本文所定义。

19、又一实施方式提供包含受体生色团和供体生色团的聚合物化合物，所述具有受体跃迁偶极矩并且共价地连接至聚合物骨架而所述供体生色团具有供体跃迁偶极矩并且共价地连接至所述聚合物骨架，其中受体生色团和供体生色团具有大于约1×1010的j-值并且所述聚合物化合物在生理学条件下在溶液中采取这样的构象，其中在受体生色团与供体生色团之间的有效距离小于约50.0 nm并且受体跃迁偶极和供体跃迁偶极实质上平行或实质上反平行。

20、前述的实施方式描述了用于许多应用的化合物，包括在各种分析方法中用作fret、荧光和/或着色的染料。

21、相应地，又一实施方式提供染色样品的方法，所述方法包括向所述样品加入前述化合物之一，其量足以在以适当波长光照所述样品的情况下产生光学响应。

22、在其它实施方式中，本公开提供视觉检测分析物分子的方法，包括：

23、(a) 提供前述化合物之一(例如结构(i)，(ii)，(iii)或(iv)的化合物)；和

24、(b)通过其可视特性检测化合物。

25、其它公开的方法包括视觉检测生物分子的方法，所述方法包括：

26、(a) 将前述化合物之一(例如结构(i)，(ii)，(iii)或(iv)的化合物)与一种或多种生物分子混合；和

27、(b)通过其可视特性检测化合物。

28、其它实施方式涉及组合物，其包含至少一种前述化合物(例如结构(i)、(ii)、(iii)或(iv)的化合物)和一种或多种生物分子。还提供所述组合物在分析方法中用于检测一种或多种分析物(例如生物分子)的用途。

29、本公开的这些和其它方面在参照下文详述之后更加明显。

1.具有下述结构(i)的化合物：

2.权利要求1的化合物，其中所述化合物具有下述结构(ia)：

3.权利要求2的化合物，其中z的各具体值独立地是1至30的整数。

4.权利要求2-3中任一项的化合物，其中z的各具体值独立地是3或6。

5.权利要求1的化合物，其中m的各具体值独立地是2-4的整数。

6.权利要求1的化合物，其中m的各具体值是2。

7.权利要求1的化合物，其中l1包含下述结构之一：

8.权利要求1的化合物，其中r4的各具体值独立地是oh，o-或ord。

9.权利要求1的化合物，其中r5的各具体值是氧代。

10.权利要求1的化合物，其中r1的各具体值是h。

11.权利要求1的化合物，其中r2或r3之一是oh或-op(=ra)(rb)rc，而r2或r3中另一个是q或包含与q的共价键的连接体。

12.权利要求1的化合物，其中r2和r3各自独立地包含-op(=ra)(rb)rc。

13.权利要求12的化合物，其中rc是ol'。

14.权利要求13的化合物，其中l'是与下述的杂亚烷基连接体：q，靶向部分，分析物分子，固体载体，固体载体残基，核苷，或者其它结构(i)化合物。

15.权利要求13或14的化合物，其中l'包含氧化烯烃或磷酸二酯部分或其组合。

16.权利要求13的化合物，其中l'具有下述结构：

17.权利要求1的化合物，其中r2或r3之一是oh或-op(=ra)(rb)rc，并且r2或r3中另一个是包含与分析物分子的共价键的连接体或包含与固体载体的共价键的连接体。

18.权利要求17的化合物，其中所述分析物分子是核酸或其聚合物，或者氨基酸或其聚合物。

19.权利要求17的化合物，其中所述分析物分子是酶，受体，受体配体，抗体，糖蛋白，适体或朊病毒。

20.权利要求17的化合物，其中所述固体载体是聚合物珠或非聚合物珠。

21.权利要求1的化合物，其中r2或r3具有下述结构之一：

22.权利要求1的化合物，其中r2或r3之一是oh或-op(=ra)(rb)rc，并且r2或r3中另一个包含下述结构：

23.权利要求1的化合物，其中所述fret对具有大于1×1011的j-值。

24.权利要求1的化合物，其中所述化合物选自：