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公開番号2025037539
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-18
出願番号2023144522
出願日2023-09-06
発明の名称化合物、組成物、蛍光色素剤、蛍光色素剤キット、及び、検出方法
出願人国立研究開発法人物質・材料研究機構,学校法人芝浦工業大学
代理人スプリング弁理士法人
主分類C07D 487/22 20060101AFI20250311BHJP(有機化学)
要約【課題】生細胞等の蛍光検出に使用され得る新規なピラジナセン類(化合物)の提供。
【解決手段】式(1)で表される化合物。
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式中、R¹、R²、R³、及び、R⁴は、それぞれ独立して親水性基を含む基を表し、同一でも異なってもよく、x、及び、yは、0、1、2、又は、3を表し、xとyは同一である。
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項１】
式１で表される化合物。
TIFF
2025037539000017.tif
40
150
（式１中、Ｒ
１
、Ｒ
２
、Ｒ
３
、及び、Ｒ
４
は、それぞれ独立して親水性基を含む基を表し、同一でも異なってもよく、ｘ、及び、ｙは、０、１、２、又は、３を表し、ｘとｙは同一である。）
続きを表示（約 680 文字）【請求項２】
前記親水性基は、ノニオン性基である、請求項１に記載の化合物。
【請求項３】
前記親水性基は、カチオン性基、又は、アニオン性基である、請求項１に記載の化合物。
【請求項４】
前記親水性基は、（ポリ）オキシアルキレン基を含む、請求項１に記載の化合物。
【請求項５】
前記親水性基を含む基が、以下の式２で表される基である、請求項１～４のいずれか１項に記載の化合物。
TIFF
2025037539000018.tif
31
150
（式２中、Ｚは前記親水性基を表し、ｎは、１～５の数を表し、＊は結合位置を表す。）
【請求項６】
請求項１～５のいずれか１項に記載の化合物と、界面活性剤とを含む組成物。
【請求項７】
前記化合物の含有量に対する、前記界面活性剤の含有量のモル基準の含有量比が１．０×１０
３
以上、３．０×１０
６
以下である、請求項６に記載の組成物。
【請求項８】
前記界面活性剤が、シクロデキストリン、又は、その誘導体を含む請求項６又は７に記載の組成物。
【請求項９】
前記界面活性剤が、ヒドロキシアルキル化シクロデキストリンを含む、請求項６又は７に記載の組成物。
【請求項１０】
請求項１～５のいずれか１項に記載の化合物、又は、請求項６～９のいずれか１項に記載の組成物を含む、蛍光色素剤。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は化合物、組成物、蛍光色素剤、蛍光色素剤キット、及び、検出方法に関する。
続きを表示（約 5,900 文字）【背景技術】
【０００２】
細胞、組織、又は、器官等をリアルタイムで連続的にイメージング（ライブイメージング）する目的で、有機分子により構成される蛍光プローブが用いられている。多くの蛍光プローブは、紫外－可視光の波長領域における高エネルギーの光の照射をその発光に必要としてきた。また、これらの蛍光プローブは、紫外可視光の照射を受けることで分解され、経時的に蛍光を失う場合があった。また、このような波長域の光は生体内での透過深度が浅く、３次元イメージングを行うにも不十分であった。
【０００３】
このような問題を解決するため、「生物学的窓（生体の窓）」（「ＮＩＲ－Ｉ」：６５０－９００ｎｍ、「ＮＩＲ－ＩＩ」：１０００－１３５０ｎｍ、「ＮＩＲ－ＩＩＩ」：１５５０－１８７０ｎｍ）と呼ばれる、生物組織における透過性の高い波長域の光により効率的に発光する蛍光プローブの開発が進められている（例えば、非特許文献１、及び、非特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
中国特許出願公開第１０４６２８６６０号明細書（ＣＮ１０４６２８６６０Ａ）
【非特許文献】
【０００５】
ＣｕｒｒｅｎｔＯｐｉｎｉｏｎｉｎＣｈｅｍｉｃａｌＢｉｏｌｏｇｙＶｏｌｕｍｅ１４，Ｉｓｓｕｅ１，Ｆｅｂｒｕａｒｙ２０１０，Ｐａｇｅｓ６４－７０
ＮａｎｏｓｃａｌｅＨｏｒｉｚｏｎｓｖｏｌｕｍｅ１，Ｉｓｓｕｅ３，Ｊａｎｕａｒｙ２０１６，Ｐａｇｅｓ１６８－１８４
ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙＶｏｌｕｍｅ１４１，Ｉｓｓｕｅ５０，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ，Ｐａｇｅｓ１９５７０－１９５７４
ＴｈｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＯｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｓｔｒｙＶｏｌｕｍｅ７４，Ｉｓｓｕｅ２３，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ２００９，Ｐａｇｅｓ８９１４－８９２３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ピラジナセン類は、１，４－ピラジン単位が直鎖状に縮合したアセン系複素環式化合物であり、ピラジン単位により電子吸収、及び、蛍光発光の波長を調整できる化合物群として近年注目を浴びている（例えば、非特許文献３、及び、非特許文献４）。これらのなかには、「生物学的窓」の波長領域において蛍光発光するものも知られている。
しかし、ピラジナセン類は、水系溶媒への溶解性が低く、又、その分子構造等に起因して凝集性も高いため、発光可能な状態（分散状態で）生細胞等に導入するのが難しく、３次元イメージング等に用いる蛍光色素剤への適用は難しいと考えられていた。
【０００７】
本開示の新規なピラジナセン類（化合物）は、生細胞等の蛍光検出に使用され得る。また、本開示は、上記化合物を含む組成物、蛍光色素剤、及び、蛍光色素剤キットも含む。また、本開示は、上記化合物等を用いた検出方法を含む。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の化合物の第１の実施形態は、以下の式１で表される化合物である。
TIFF
2025037539000002.tif
40
150
式１中、Ｒ
１
、Ｒ
２
、Ｒ
３
、及び、Ｒ
４
は、それぞれ独立して親水性基を含む基を表し、同一でも異なってもよく、ｘ、及び、ｙは、０、１、２、又は、３を表し、ｘとｙは同一である。
なお、発明の内容は、特許請求の範囲により定義される。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の新規なピラジナセン類（化合物）は、生細胞等の蛍光検出に使用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
ｄ８－テトラヒドロフラン／トリフルオロ酢酸中のＴＥＧ
８
Ｎ
１４
の
１
Ｈ－ＮＭＲスペクトルである。
ｄ８－テトラヒドロフラン／トリフルオロ酢酸中のＴＥＧ
８
Ｎ
１４
の
１３
Ｃ－ＮＭＲスペクトルである。
ＴＥＧ
８
Ｎ
１４
のエレクトロスプレーイオン化（－）質量スペクトルである。
脱イオン水中で測定したＴＥＧ
８
Ｎ
１４
の吸光スペクトル（ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒｕｍ）である。
脱イオン水中で測定したＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＨＰβＣＤの吸光スペクトルである。
脱イオン水中で測定したＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＣＴＡＢの吸光スペクトルである。
脱イオン水中で測定したＴＥＧ
８
Ｎ
１４
、ＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＨＰβＣＤ、及び、ＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＣＴＡＢの励起スペクトル（ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒｕｍ）である。
脱イオン水中で測定したＴＥＧ
８
Ｎ
１４
、ＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＨＰβＣＤ、及び、ＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＣＴＡＢの発光スペクトル（ｅｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｃｔｒｕｍ）である。
脱イオン水中で測定したＴＥＧ
８
Ｎ
１４
、ＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＨＰβＣＤ、及び、ＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＣＴＡＢの発光スペクトル（ｅｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｃｔｒｕｍ）である。
ｐＨ３に調整されたリン酸ナトリウム緩衝液（０．１Ｍ）中で測定されたＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＨＰβＣＤの吸光スペクトルである。
ｐＨ４に調整されたリン酸ナトリウム緩衝液（０．１Ｍ）中で測定されたＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＨＰβＣＤの吸光スペクトルである。
ｐＨ５に調整されたリン酸ナトリウム緩衝液（０．１Ｍ）中で測定されたＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＨＰβＣＤの吸光スペクトルである。
ｐＨ６に調整されたリン酸ナトリウム緩衝液（０．１Ｍ）中で測定されたＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＨＰβＣＤの吸光スペクトルである。
ｐＨ６．６に調整されたリン酸ナトリウム緩衝液（０．１Ｍ）中で測定されたＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＨＰβＣＤの吸光スペクトルである。
ｐＨ７に調整されたリン酸ナトリウム緩衝液（０．１Ｍ）中で測定されたＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＨＰβＣＤの吸光スペクトルである。
ｐＨ８に調整されたリン酸ナトリウム緩衝液（０．１Ｍ）中で測定されたＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＨＰβＣＤの吸光スペクトルである。
ｐＨ９に調整されたリン酸ナトリウム緩衝液（０．１Ｍ）中で測定されたＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＨＰβＣＤの吸光スペクトルである。
ｐＨ１０に調整されたリン酸ナトリウム緩衝液（０．１Ｍ）中で測定されたＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＨＰβＣＤの吸光スペクトルである。
リン酸ナトリウム緩衝液（０．１Ｍ）中で測定されたＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＨＰβＣＤの励起スペクトルである。
リン酸ナトリウム緩衝液（０．１Ｍ）中で、励起波長６７５ｎｍに対して測定されたＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＨＰβＣＤの蛍光スペクトルである。
リン酸ナトリウム緩衝液（０．１Ｍ）中で、励起波長７４３ｎｍに対して測定されたＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＨＰβＣＤの蛍光スペクトルである。
異なる濃度のＴＥＧ
８
Ｎ
１４
で２４時間処理したＨｅｐＧ２細胞の細胞生存率の結果を表す図である。
異なる濃度のＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＨＰβＣＤで２４時間処理したＨｅｐＧ２細胞の細胞生存率の結果を表す図である。
異なる濃度のＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＣＴＡＢで２４時間処理したＨｅｐＧ２細胞の細胞生存率の結果を表す図である。
ＴＥＧ
８
Ｎ
１４
、ＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＨＰβＣＤ、及び、ＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＣＴＡＢでそれぞれ染色したＨｅｐＧ２細胞の共焦点顕微鏡像である。
ＨｅｐＧ２の細胞内オルガネラにおけるＴＥＧ
８
Ｎ
１４
、ＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＨＰβＣＤ、ＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＣＴＡＢの発光スペクトル（Ｅｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｃｔｒｕｍ）である。励起波長は６７５ｎｍである。
ＨｅｐＧ２の細胞内オルガネラにおけるＴＥＧ
８
Ｎ
１４
、ＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＨＰβＣＤ、ＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＣＴＡＢの発光スペクトル（Ｅｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｃｔｒｕｍ）である。励起波長は７４３ｎｍである。
ＴＥＧ
８
Ｎ
１４
とＨｏｅｃｈｓｔ３３３４２による様々なタイプの細胞の染色結果である。
レーザー波長６３７ｎｍで励起したＨｅｐＧ２細胞内のＴＥＧ
８
Ｎ
１４
の共焦点蛍光顕微鏡像であり、タイムラプスイメージングのスタート時の画像であり、破線で囲まれた観察領域を示している。
レーザー波長６３７ｎｍで励起したＨｅｐＧ２細胞内のＴＥＧ
８
Ｎ
１４
の共焦点蛍光顕微鏡像であり、各観察領域の０．５ｈ、６ｈ、１２ｈ、及び、２４ｈ経過後の同一視野の画像である。
リソトラッカーグリーン（ｌｙｓｏｔｒａｃｋｅｒｇｒｅｅｎ）と、ＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＨＰβＣＤで染色したＨｅｐＧ２細胞の共焦点顕微鏡像である。
ＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＨＰβＣＤ、ｍｉｔｏｔｒａｃｋｅｒｇｒｅｅｎ、及び、Ｈｏｅｃｈｓｔ３３３４２を用いたＨｅｐＧ２細胞のマルチカラー共焦点顕微鏡像である。
脱イオン水中における、ＴＥＧ
８
Ｎ
１４
とＨＰβＣＤのＵＶ－ｖｉｓ滴定の結果を表す図である（ＲａｔｉｏｏｆＮ１４：ＨＰβＣＤ＝１：２７３１）。
脱イオン水中における、ＴＥＧ
８
Ｎ
１４
とＨＰβＣＤのＵＶ－ｖｉｓ滴定の結果を表す図である（ＲａｔｉｏｏｆＮ１４：ＨＰβＣＤ＝１：５４６１）。
脱イオン水中における、ＴＥＧ
８
Ｎ
１４
とＨＰβＣＤのＵＶ－ｖｉｓ滴定の結果を表す図である（ＲａｔｉｏｏｆＮ１４：ＨＰβＣＤ＝１：１１０００）。
脱イオン水中における、ＴＥＧ
８
Ｎ
１４
とＨＰβＣＤのＵＶ－ｖｉｓ滴定の結果を表す図である（ＲａｔｉｏｏｆＮ１４：ＨＰβＣＤ＝１：２１９２３）。
脱イオン水中における、ＴＥＧ
８
Ｎ
１４
とＨＰβＣＤのＵＶ－ｖｉｓ滴定の結果を表す図である（ＲａｔｉｏｏｆＮ１４：ＨＰβＣＤ＝１：８７６９２）。
脱イオン水中における、ＴＥＧ
８
Ｎ
１４
とＨＰβＣＤのＵＶ－ｖｉｓ滴定の結果を表す図である（ＲａｔｉｏｏｆＮ１４：ＨＰβＣＤ＝１：１７５３０７）。
脱イオン水にＴＥＧ
８
Ｎ
１４
と、過剰量のαシクロデキストリンとを加えた場合の紫外可視吸光度を表す図である。
エタノール－水（３：７）にＴＥＧ
８
Ｎ
１４
と、過剰量のβシクロデキストリンとを加えた場合の紫外可視吸光度を表す図である。
脱イオン水に、ＴＥＧ
８
Ｎ
１４
と、過剰量のγシクロデキストリンとを加えた場合の紫外可視吸光度を表す図である。
脱イオン水に、ＴＥＧ
８
Ｎ
１４
と、過剰量のウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）とを添加した場合の吸光度を表す図である。
ＴＥＧ
８
Ｎ
１４
、及び、ＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＨＰβＣＤとインキュベートしたＨｅｐＧ２の低倍率での共焦点顕微鏡像である。
図２０ＡのＴＥＧ
８
Ｎ
１４
の蛍光像における矢印線に沿った、シグナル強度を表す図である。
図２０ＡのＴＥＧ
８
Ｎ
１４
－ＨＰβＣＤの蛍光像における矢印線に沿った、シグナル強度を表す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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