光ファイバーセンサ用の指示システム
本発明は、媒体中の分析物の存在又は量を決定するための光学的センサ、例えば光ファイバーセンサを提供し、センサは流動体の形態で提供される指示体を有する。一態様において、センサは指示体それ自体の溶液、又は指示体に結合している支持体の溶液を備える。デンドリマーが適切な支持体の例である。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、流動体の形態である指示体（ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を含有する光ファイバーセンサに関する。本発明はまた、そのセンサを備えるキット及びそのセンサの製造方法も提供する。
【０００２】
［発明の背景］
光ファイバーは、特に侵襲性又は埋め込み型センサデバイス（ｉｎｐｌａｎｔａｂｌｅ ｓｅｎｓｏｒ ｄｅｖｉｃｅ）の分野で、化学的又は生物学的センサとして近年使用されている。このような光ファイバーセンサは通常、指示体（ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を含み、指示体の光学的特性は対象とする分析物の存在下で変化する。例えば、標的分析物に結合できる受容体（ｒｅｃｅｐｔｏｒ）を有する発蛍光団（ｆｌｕｏｒｏｐｈｏｒｅ）が、このようなセンサの指示薬（ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）として使用されている。
【０００３】
指示体の光ファイバーへの付着は、指示体をファイバーに被覆されているヒドロゲルなどのポリマーマトリックス中に物理的に捕捉することによって達成できる。しかし、このような物理的な捕捉は、指示体の漏出、及びその結果生じるセンサの機能の喪失をもたらす可能性がある。漏出の問題を解決するために、指示体をマトリックス形成モノマーと重合させることによって指示体をマトリックスに化学的に結合している。これにより、ポリマーマトリックスへの指示体の固定化、及び指示体のセンサ内への有効な封じ込めがもたらされる。
【０００４】
しかし、ポリマーマトリックスに固定化されているこのような蛍光センサは、特定の欠点を有する可能性がある。蛍光センサは、センサの微環境に著しく影響される可能性がある。ポリマーは不均質構造を有し、したがって蛍光指示体にとって異なる局所的微細環境をもたらす。これにより、指示体の応答に変化がもたらされる。蛍光指示体のライフタイムディケイ（ｌｉｆｅｔｉｍｅ ｄｅｃａｙ）の測定において、ポリマーマトリックスに固定化された指示体からの信号は、減衰時間の連続分布（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｃａｙ ｔｉｍｅ）であり、望ましい単一の単純な指数関数（ｓｉｎｇｌｅ ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ）よりはむしろ複雑な多指数関数（ｍｕｌｔｉ ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌｓ）である可能性がある。蛍光指示体の強度の測定において、信号強度及び変調は、ポリマー支持体への指示体の結合に影響される可能性がある。変調の低下、すなわち分析物の量に相関すると考えられる信号量の増加は特に問題である。したがって、センサの応答において改善された変調及びより高い一貫性を有するセンサを提供することが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６，３８７，６７２号
【０００６】
［発明の概要］
本発明は、媒体中の分析物の量又は存在を決定するための光学的センサであって、（ａ）分析物用の指示体、又は（ｂ）支持体（ｓｕｐｐｏｒｔ ｍａｔｅｒｉａｌ）に結合した分析物用の指示体を具備する担持指示体を有するセルを備え、指示体又は担持指示体が流動体であり、セルが、分析物透過性膜で覆われた１つ又は複数の開口部（ｏｐｅｎｉｎｇ）を有し、膜が指示体又は担持指示体をセル内に保持するように構成されている、光学的センサを提供する。
【０００７】
したがって、本発明のセンサは、流動体のインジゲーター（ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を備える。通常、指示体又は担持指示体は溶液であり、ｉｎ ｖｉｔｒｏで使用するためにその溶液は水溶液である。一実施形態において、指示体それ自体が溶液に溶解している。別の実施形態において、指示体は可溶性の支持体（担体）、通常はポリマー又はデンドリマーなどの高分子量高分子に結合しており、担持指示体（指示体が結合した支持体）は溶液に溶解している。
【０００８】
別の実施形態において、指示体は、支持体としての高水分含量のヒドロゲルに結合している。ヒドロゲルの水分含量は、ヒドロゲルが流動体と見なされるような水分含量である。水又は水溶液と混合した場合、流動体の混合物はポリマードメインと水性ドメインとの間に境界を有さずに形成される。
【０００９】
センサ内のポリマーマトリックスに物理的に捕捉されている又は化学的に結合している指示体の場合、その指示体はポリマーマトリックス構造内の実質的に固定された位置に位置している。したがって、指示体の動きは制限されている。しかし本発明において、指示体はセル中に存在する流動体内で自由に移動できる。このことは、分析物の結合を容易にし、センサの変調を改善すると理解される。この効果は、指示体又は担持指示体の溶液が使用される場合特に有益である。
【００１０】
さらに、指示体が水などの溶媒に、指示体分子が凝集せずに単分散するような特に低い濃度で溶解している場合、均一性は最大であり、理想的な蛍光特性がこの所与の溶媒に対して得られる。これは、ライフタイムディケイの測定において単一の指数関数である信号、並びに強度測定に対する信号強度及び変調における一貫性をもたらす。
【００１１】
均一性を得るための代替の手段は、指示体を高分子量の単一分子支持体に固定化することである。好ましくは支持体が対称的であり、蛍光指示体の空間的結合は、この結果も対称的となるような方法で達成される。したがって、このような支持体に結合した各蛍光指示体分子の環境は、等価になる。加えて、このような担持分子が水などの溶媒に適切な濃度で溶解できる場合、その担持指示体の環境は均質になって、改善された信号特性が同様にもたらされる。
【００１２】
指示体がポリマーの支持体に結合している場合、このような支持体は好ましくは溶液の形態、又は少なくとも流動体の混合物の形態で提供され、したがって水性ドメインとポリマードメインとの間に固体界面は存在しない。これにより、指示体の微環境におけるさらなる一貫性、したがって、改善された信号特性がもたらされる。
【００１３】
指示体用の高分子量の支持体、又は高分子量の指示体を単独で使用する別の利点は、指示体が、指示体又は担持指示体に対して実質的に不透過性だが検出すべき分析物に対して透過性である膜内に備えられ得、したがって検出が容易になることである。これにより、分析物はセルに１つ又は複数の開口部を通って入ることができるが、指示体の損失は防止又は制限される。
【００１４】
本発明の特定の実施形態は、支持体としてのデンドリマーの使用に関する。これは、デンドリマーが均一な構造を有する、すなわちデンドリマーが単分散であるので、特定の利点を有する。さらに、デンドリマー表面の各官能基に指示体を結合させることにより対称的な構造を得ることができる。このような単分散性及び対称性は、分析物に結合するのに極めて均一な環境を提供する。これにより、分析物の結合に対する発蛍光団の応答のさらなる一貫性をもたらし、したがってより高感度なセンサをもたらす。
【００１５】
本発明はまた、本発明によるセンサと、入射光を光学的導波路に供給するように構成されている装置と、帰還信号を検出するための検出器とを備えるキットも提供する。また、本発明のセンサを製造する方法であって、１つ又は複数の開口部を有するセルを用意するステップと、セルに（ａ）指示体又は（ｂ）支持体に結合した指示体を含む担持指示体を挿入するステップであり、指示体又は担持指示体が流動体である、ステップと、セルの１つ又は複数の開口部を、指示体又は担持指示体をセル内に保持するように構成されている分析物透過性膜で覆うステップとを含む方法も提供する。
【００１６】
また、媒体中の分析物の存在又は濃度を決定する方法であって、入射光を本発明の光学的センサのセルに提供するステップと、光学的帰還信号を検出するステップとを含む方法も提供される。この方法は、指示体が発蛍光団を含む場合、蛍光強度及び／又は蛍光寿命を測定するのに使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１及び１ａは、本発明のセンサキットを示す図である。
【図２】本発明のセンサの検知領域をより詳細に示す図である。
【図３】ジボロン酸受容体が付加された世代１又は世代２のデンドリマーを示す図である。
【００１８】
［発明の詳細な説明］
本明細書では、アルキル又はアルキレンという用語は、直鎖状又は分枝状のアルキル基又は部分である。アルキレン部分は、例えば、１〜１５個の炭素原子を含有でき、Ｃ１〜１２アルキレン部分、Ｃ１〜６アルキレン部分又はＣ１〜４アルキレン部分など、例えばメチレン、エチレン、ｎ−プロピレン、ｉ−プロピレン、ｎ−ブチレン、ｉ−ブチレン及びｔ−ブチレンである。Ｃ１〜４アルキルは通常、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル又はｔ−ブチルである。誤解を避けるために言及すると、２個のアルキル基又はアルキレン部分が存在する場合、アルキル基又はアルキレン部分は、同じであってもよく又は異なってもよい。
【００１９】
アルキル基又はアルキレン部分は、非置換又は置換されていてもよく、例えば、ハロゲン、ヒドロキシル、アミン、（Ｃ１〜４アルキル）アミン、ジ（Ｃ１〜４アルキル）アミン及びＣ１〜４アルコキシから選択される１、２又は３個の置換基を持つことができる。好ましくは、アルキル基又はアルキレン部分は非置換である。
【００２０】
本明細書では、用語アリール又はアリーレンは、Ｃ６〜１４アリール基又は部分を意味し、これはフェニル、ナフチル及びフルオレニル、好ましくはフェニルなどの単環又は多環式であることができる。アリール基は、非置換又は任意の位置で置換されていてもよい。通常、アリール基は０、１、２又は３個の置換基を持つ。アリール基の好ましい置換基には、ハロゲン、Ｃ１〜１５アルキル、Ｃ２〜１５アルケニル、−Ｃ（Ｏ）Ｒ（Ｒは水素又はＣ１〜１５アルキルである）、−ＣＯ２Ｒ（Ｒは水素又はＣ１〜１５アルキルである）、ヒドロキシ、Ｃ１〜１５アルコキシが含まれ、置換基それ自体は非置換である。
【００２１】
本明細書では、ヘテロアリール基は通常、５〜１４員芳香環、例えば５〜１０員環、より好ましくは５又は６員環であり、例えばＯ、Ｓ及びＮから選択される少なくとも１個のヘテロ原子、例えば１、２又は３個のヘテロ原子を含有する。例には、チオフェニル、フラニル、ピロリル及びピリジルが含まれる。ヘテロアリール基は、非置換であってもよく又は任意の位置で置換されていてもよい。特に明記しない限り、ヘテロアリール基は、０、１、２又は３個の置換基を持つ。ヘテロアリール基の好ましい置換基には、アリール基に関して上に挙げた置換基が含まれる。
【００２２】
本明細書では、流動体の指示体又は担持指示体は、指示体又は担持指示体を含む液又は溶液を包含する。したがって、指示体は固体の支持マトリックスにつながれていない。流動体は、指示体又は担持指示体が溶解している溶液であることができる。水溶液が好ましい。あるいは、指示体は、ヒドロゲルが流動体になるのに十分な高い水分含量を有するヒドロゲル結合指示体であることができる。本発明において、通常は、少なくとも３０％ｗ／ｗの水分含量を有するヒドロゲルを流動体とみなすことができる。指示体又は担持指示体を含む溶液又は流動体は、さらなる流動体、例えば水又は水溶液と混合することができる。
【００２３】
本発明は、光学的導波路を含む任意のセンサ、例えば光ファイバーセンサ（ｆｉｂｒｅ ｏｐｔｉｃ ｓｅｎｓｏｒ）に使用することが想定されている。ｉｎ ｖｉｖｏで使用するためのセンサ、例えば侵襲性センサが特に想定されるが、本発明はこのようなセンサに限定されない。
【００２４】
本発明のセンサを使用して検出できる分析物の例には、現在光ファイバーデバイスを使用して検出されているカリウム、糖、例えばグルコース、及び他の生物学的又は非生物学的物質が含まれる。
【００２５】
本発明による光ファイバーセンサの一例を図１に示す。センサ１は、被験媒体に挿入するように構成されている検知領域（ｓｅｎｓｉｎｇ ｒｅｇｉｏｎ）３を含むチップ（ｔｉｐ）２を備える。侵襲性センサの場合、先端２は患者に挿入する、例えばカニューレを通して血管に挿入するように構成されている。検知領域３（図２に詳細に示す）は、指示体を備えるセル又はチャンバ７を備える。光ファイバーは、ケーブル４を通じてコネクタ５まで伸び、適切なモニタ８と結合するように構成されている。モニタは通常、コネクタ５と一端５ａで接続し、他端で二叉に分かれて（ａ）光学的センサ用の適切な入射光源９と（ｂ）帰還信号用の検出器１０とを接続するさらなる光学的ケーブル４ａを含む。このセンサは発蛍光団の蛍光強度を測定することができ、あるいは蛍光寿命が測定できる。
【００２６】
ここで図示されるセンサは、入射光をセルへ導くための光ファイバー導波路を備える。本発明は、光ファイバーセンサに限定されず、他の光学的導波路も想定される。
【００２７】
ここで図示されるセル７は、ファイバーの検知領域内のチャンバの形態である。指示体が入射光路に含有され得る限り、セルは任意の形態をとることができる。したがって、セルはファイバー若しくは他の導波路の遠位端に取り付けられていてもよく、又は任意の望ましい形状を有するファイバー内のチャンバの形態であってもよい。
【００２８】
セルは、使用中に分析物が周辺環境からセル中に拡散することを可能にする１つ又は複数の開口部６ａ、６ｂを備える。指示体が流動体中に備えられているので、膜はセルの各開口部を覆って指示体をセンサ内に保つように備えられなければならない。膜は、分析物が外部環境からセル中へ通過できるようにすることが可能である。しかし膜は、指示体、又は支持体に提供された場合には、担持指示体に対して好ましくは不透過性若しくは実質的に不透過性である。これにより、セルから外への指示体の漏出が確実に制限される。
【００２９】
したがって膜孔径の選択は、分析物の分子量、及び指示体又は担持指示体の分子量によって決まる。孔径は、分析物が通過できるのに十分でなければならない。しかし、孔径は、指示体又は担持指示体の移動を可能な限り制限すべきである。理想的には、膜は、分析物の分子量より少なくとも４倍、好ましくは少なくとも５倍大きい分子量カットオフを有すべきである。これは、分析物が膜を通って速やかに移動できるのに役立つ。分子量カットオフは、指示体又は担持指示体の分子量の、好ましくは少なくとも３倍、より好ましくは少なくとも４倍又は少なくとも５倍である。これは、指示体又は担持指示体の漏出を制限するのに役立つ。
【００３０】
例えば、グルコースセンサ（グルコース分子量＝１８０）の場合、少なくとも約５００、好ましくは少なくとも約８００又は少なくとも約１０００の分子量カットオフを有する膜が使用される。約５００の分子量カットオフを有する膜の場合、指示体又は担持指示体は少なくとも１５００、例えば少なくとも２０００又は少なくとも２５００の分子量を有することが好ましい。
【００３１】
適切な膜には、ポリアリールエーテルスルホン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアルカン及びセルロース系材料又はこれらの混合物若しくは変性体が含まれる。透析膜、例えばセルロース膜は、グルコースセンサに使用するのに適している。好ましい実施形態において、グルコースセンサ用の膜は、グルコースに対する透過性を確実にするがタンパク質及び糖化タンパク質などのより大きな高分子のセル中への通過を制限又は防止する孔径を有する半透膜、通常は透析膜によって提供される。膜は通常、６０００以上の分子量を有する分子、好ましくは５０００又は４０００以上の分子量を有する分子の通過を制限できる。１０００〜５０００、例えば１５００〜４０００の分子量カットオフを有する透析膜の使用が特に有用である。好ましい孔径は、３〜２０ｎｍ、好ましくは３〜１０ｎｍ、例えば約６ｎｍである。
【００３２】
特定の実施形態において、親水性及び／又は負に帯電したポリマーが、膜の孔内に存在する。これは通常、膜の孔内で、１つ若しくは複数の親水性モノマー及び／又は負に帯電した１つ若しくは複数のモノマーを含むモノマーの混合物をｉｎ ｓｉｔｕで重合することによって達成される。得られた膜は、その親水性及び／又は負電荷によりタンパク質及び糖化タンパク質に対する障壁として特に有効であり、重合工程を使用して膜の孔径を制御し、さらに減少させることができるというさらなる利点を有する。
【００３３】
ポリマーを膜の孔内に提供することは通常、１つ又は複数の適切な親水性及び／又は負に帯電したモノマーを膜中（典型的孔径６〜２０ｎｍ）に拡散させること、及び重合を例えば、開始剤の存在下で紫外線活性化を適用することによって開始することにより達成される。これは膜の孔内に起こる重合をもたらし、得られたポリマーは孔内に捕捉される（ｔｒａｐｐｅｄ）。必要に応じて、拡散及び重合化のステップを１回又は複数回繰り返して、膜孔内に形成されるポリマーの量を増加させることができる。
【００３４】
好ましくは、透析膜に組み込まれた親水性官能基は、公知の、タンパク質を通さない特性（ｐｒｏｔｅｉｎ ｒｅｐｅｌｌｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ）を有するポリエチレングリコール又はポリエチレンオキシドである。したがって、この実施形態で使用するのに適切な親水性モノマーには、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリルアミド、ポリエチレングリコールジアクリレート及びポリエチレングリコールジアクリルアミド、又はそれらの組合せが含まれる。ポリエチレングリコールジメタクリレートが好ましい。異なる分子量のポリエチレングリコールジメタクリレート及びポリエチレングリコールジアクリレート並びに各種誘導体は、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、ＵＫから容易に入手できる。
【００３５】
負に帯電した適切なモノマーには、スルホプロピルメタクリル酸カリウム、アクリル酸若しくはメタクリル酸又はそれらの組合せが含まれる。
【００３６】
通常、膜孔中に拡散される重合混合物は、親水性モノマー（複数可）に加えて鎖延長モノマー（ｃｈａｉｎ ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ ｍｏｎｏｍｅｒ）を含む。適切な鎖延長剤（ｃｈａｉｎ ｅｘｔｅｎｄｅｒ）の例には、ジ（メタ）アクリレート、及びジ（メタ）アクリルアミドが含まれる。
【００３７】
代替の実施形態において、膜は、親水性及び／又は負に帯電したポリマーをポリマー混合物に組み込んだ後、透析膜を湿式紡糸することによって作製される。したがって得られた膜は、水が通過できる親水性又は負に帯電した領域又はポケットを備える。得られた膜の親水性又は負電荷は、組み込まれる親水性又は負に帯電したポリマーの量を変化させることによって制御できる。通常、親水性及び／又は負に帯電したポリマーは、紡糸前の溶液の全ポリマー含有量の約１０％を構成している。
【００３８】
適切な親水性ポリマーの例には、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド及びポリビニルピロリドンがある。適切な負に帯電したポリマーの例には、スルホプロピルメタクリル酸カリウム、アクリル酸及びメタクリル酸から得られるポリマーがある。
【００３９】
グルコースセンサ用の適切な膜のさらなる詳細は、その内容の全体が本明細書に組み込まれている出願人の同時係属出願「ＢＡＲＲＩＥＲ ＬＡＹＥＲ ＦＯＲ ＧＬＵＣＯＳＥ ＳＥＮＳＯＲ」に見出すことができる。
【００４０】
セル内に備えられる流動体は一実施形態において、溶液であり、通常は水溶液である。使用中には、溶媒は通常、半透膜を横切ってセル中に及びセル外へ通過できる。したがって、使用される溶媒は被験環境と適合的（ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）であることが重要である。好ましくは、使用される溶媒は被験媒体の溶媒と同一である。侵襲性センサの場合、溶媒は水であるべきである。
【００４１】
本明細書では、指示体は、光学的特性が分析物との結合の際変わる化合物である。指示体は通常、分析物に選択的に結合する部分である受容体、及び発蛍光団を含む。フルオロフォア（ｆｌｕｏｒｏｐｈｏｒｅ）の発光パターン（例えば波長、強度又は両方）は分析物がレセプター（ｒｅｃｅｐｔｏｒ）に結合すると変わり、分析物の光学的検出が可能になる。受容体及び発蛍光団は、受容体−発蛍光団構造体として互いに直接結合していてもよい。あるいは、支持体が存在する場合、受容体及び発蛍光団は支持体に、受容体及び発蛍光団が支持体を介してのみ接続しているように別々に結合していてもよい。
【００４２】
適切な発蛍光団の例は、アントラセン、ピレン及びそれらの誘導体である。適切な受容体の例は、１個又は複数のボロン酸基（糖に対して選択的）、クラウンエーテル（カリウムに対して選択的）及び酵素を含有する化合物又は部分を含む。酵素は通常、高分子量を有し、単独で支持体なしに使用できる。
【００４３】
本発明の一実施形態において、受容体は糖、例えばグルコースに対して選択的である。適切な受容体の例は、少なくとも１個、好ましくは２個のボロン酸基を有する化合物である。この実施形態の好ましい態様において、受容体は以下の式（Ｉ）又は（ＩＩ）の基である。
【００４４】
【化１】
式中、Ｌ１は、アルキレン部分、例えばＣ１〜Ｃ１２アルキレン部分又はＣ１〜Ｃ６アルキレン部分などのリンカー基を表す。Ｌ１は、発蛍光団及び／又は支持体への結合点をさらに形成する。例えば、Ｌ１は、アミン又はエステル基に結合していてもよく、これは発蛍光団及び／又は支持体にさらに結合している。
【００４５】
【化２】
式中、ｍ及びｎは、同じである又は異なり、通常１又は２、好ましくは１である。Ｓｐは、脂肪族スペーサであり、通常はアルキレン部分、例えばＣ１〜Ｃ１２アルキレン部分、例えばＣ６アルキレン部分である。Ｌ１及びＬ２は、他の部分、例えば発蛍光団又は支持体への可能な結合点を表す。例えば、Ｌ１及びＬ２は、１個又は複数の、通常は１個の官能基に連結したアルキレン、アルキレン−アリーレン、又はアルキレン−アリーレン−アルキレン部分を表すことができる。他の部分への結合が想定されない場合、官能基は保護されている又は水素原子で置き換えられる。Ｌ１及びＬ２についての典型的なアルキレン基は、Ｃ１〜Ｃ４アルキレン基、例えばメチレン及びエチレンである。典型的なアリーレン基は、フェニレン基である。官能基は、発蛍光団又は支持体と反応して結合を形成できる任意の基、例えばエステル、アミド、アルデヒド又はアジドであることができる。
【００４６】
スペーサＳｐの長さを変化させることにより、受容体の選択性が変わる。通常、Ｃ６−アルキレン鎖は、グルコースに対して良好な選択性を有する受容体を提供する。より長いアルキレン鎖は、より大きな糖に対する選択性をもたらすことができる。
【００４７】
式（ＩＩ）の受容体の特定の利点は、他の部分への２つの結合点の存在である。したがってこのような受容体は、構成要素を有用に提供して、発蛍光団−受容体−支持体構造体を作ることができる。このような受容体のさらなる詳細は、その内容の全体が参照により本明細書に組み込まれている米国特許第６，３８７，６７２号に見出される。
【００４８】
式（Ｉ）及び（ＩＩ）の受容体は、公知の技術によって調製できる。例示的な合成は実施例２に提供されており、さらなる詳細は米国特許第６，３８７，６７２号に見出すことができる。
【００４９】
本発明の一実施形態において、指示体それ自体が溶液に溶解している。この実施形態は通常、指示体が分析物と比較して高分子量を有する場合に利用される。この場合、分析物は通過できるが指示体の通過はできない半透膜が提供され得る。
【００５０】
代替の好ましい実施形態において、指示体は支持体に結合しており（担持指示体をもたらす）、支持体と指示体とのこの複合体は溶液に溶解している、又はそれ自体が流動体である。複合体の性質は、指示体が支持体に結合し続ける限り重要でない。例えば、支持体は全体として指示体に結合していてもよい。あるいは、支持体は、発蛍光団及び受容体に別々に結合していてもよい。後者の場合、受容体及び発蛍光団は互いに直接結合されておらず、支持体を介してのみ連結されている。本発明の一実施形態において、複合体は発蛍光団−受容体−支持体の形態をとる。
【００５１】
通常、高分子量支持体が使用される。これによって当業者は、指示体をより高分子量の複合体内に提供することにより、指示体の膜を通じての通過を制限できる。好ましい支持体は、少なくとも５００、例えば少なくとも１０００、１５００又は２０００の分子量を有する。支持体はまた、使用される溶媒に可溶性、又はそれ自体が流動体であるべきであり、センサ自体に干渉しないという意味において不活性であるべきである。
【００５２】
支持体として使用するのに適切な材料にはポリマーが含まれる。使用する溶媒に可溶性である任意の架橋していない直鎖状ポリマーが利用できる。あるいは、支持体は、ヒドロゲルを水中で形成できる架橋ポリマー（通常は若干架橋したポリマー）であることができる。例えば支持体は、ポリマー及び水性領域の間に明瞭な界面が存在しないように少なくとも３０％の水分含量を有する若干架橋したポリマーから形成されるヒドロゲルであることができる。
【００５３】
ポリアクリルアミド及びポリビニルアルコールが、適切な水溶性直鎖状ポリマーの例である。好ましくは、使用するポリマーは低い多分散性を有する。より好ましくは、ポリマーは、均一な（又は単分散）ポリマーである。このようなポリマーは、均一な分子量及び構造を有する分子からなる。より低い多分散性は、改善されたセンサの変調をもたらす。ヒドロゲルを形成するための架橋ポリマーは、エチレングリコールジメタクリレート及び／又はヒドロキシルエチルジメタクリレートと架橋した上述の水溶性直鎖状ポリマーから形成できる。
【００５４】
一実施形態において、指示体は高い水分含量を有するヒドロゲルに結合している。この場合、センサは通常、ヒドロゲルを含有する水溶液を備える。ヒドロゲルの水分含量は、溶液／ヒドロゲル混合物がポリマー及び水性領域の間に明瞭な固体界面が存在しない流動体の混合物とみなされ得る程度に高く、好ましくは少なくとも３０％ｗ／ｗである。本明細書では、流動体の形態のヒドロゲルは、非常に高い（通常は少なくとも３０％ｗ／ｗ）水分含量を有するヒドロゲルであり、したがってヒドロゲルを水中に置いた場合、ポリマー領域と水性領域との間に明瞭な固体界面は存在しない。このようなヒドロゲルは、溶媒に溶解できる若干架橋したポリマー、又は流動性のヒドロゲルを比較的低い水分含量で形成できる若干架橋したポリマーを含むことができ、あるいはヒドロゲルは、ヒドロゲルが流動体の形態になるようにより高い水分含量を有するより多く架橋したポリマーを含むことができる。
【００５５】
特に好ましい実施形態において、支持体はデンドリマーである。本発明で使用するデンドリマーの性質は特に限定されず、いくつかの市販のデンドリマーを使用できる。例えばポリアミドアミン（ＰＡＭＡＭ）例えばスターバースト（ＳＴＡＲＢＵＲＳＴ）（登録商標）デンドリマー、及びポリプロピレンイミン（ＰＰＩ）例えばアストラモル（ＡＳＴＲＡＭＯＬ）（登録商標）デンドリマーである。想定されるデンドリマーの他の型には、フェニルアセチレンデンドリマー、フレシェ（Ｆｒｅｃｈｅｔ）（すなわちポリ（ベンジルエーテル））デンドリマー、超分枝（ｈｙｐｅｒｂｒａｎｃｈｅｄ）デンドリマー及びポリリシンデンドリマーが含まれる。本発明の一態様において、ポリアミドアミン（ＰＡＭＡＭ）デンドリマーが使用される。
【００５６】
デンドリマーは、金属コア型（ｍｅｔａｌ−ｃｏｒｅｄ）及び有機コア型（ｏｒｇａｎｉｃ−ｃｏｒｅｄ）の両方を含み、その両方を本発明で利用できる。有機コアデンドリマーが一般に好ましい。
【００５７】
デンドリマーの特性は、その表面基（ｓｕｒｆａｃｅ ｇｒｏｕｐ）に影響される。本発明において、表面基は指示体に結合するための結合点、又は適切な場合には受容体及び発蛍光団に別々に結合するための結合点として作用する。したがって、好ましい表面基にはこのような結合反応で使用できる官能基、例えばアミン基、エステル基又はヒドロキシル基が含まれ、アミン基が好ましい。しかし、表面基の性質は、特に限定されない。本発明で使用するのに想定され得るいくつかの従来の表面基には、アミドエタノール、アミドエチルエタノールアミン、ヘキシルアミド、カルボン酸ナトリウム、スクシンアミド酸、トリメトキシシリル、トリス（ヒドロキシメチル）アミドメタン及びカルボキシメトキシピロリジノン、特にアミドエタノール、アミドエチルエタノールアミン及びカルボン酸ナトリウムが含まれる。
【００５８】
デンドリマーの表面基の数は、デンドリマーの世代に影響される。好ましくは、デンドリマーは少なくとも４個、より好ましくは少なくとも８個又は少なくとも１６個の表面基を有する。通常、支持体に指示体が結合している複合体において、デンドリマーの表面基全てが指示体部分に結合していることになる。しかし、デンドリマーの表面基のうち、指示体部分に未結合のままのものがある場合、表面基を使用して、特定の所望の特性を与えることができる。例えば、ヒドロキシル基、カルボン酸基、硫酸基、ホスホン酸基又はポリヒドロキシル基などの水溶性を増強する表面基が存在し得る。硫酸基、ホスホン酸基及びポリヒドロキシル基は、水溶性表面基の好ましい例である。
【００５９】
一実施形態において、デンドリマーは、重合性基（ｐｏｌｙｍｅｒｉｓａｂｌｅ ｇｒｏｕｐ）を含有する少なくとも１個の表面基を組み込んでいる。重合性基は、重合反応を受けることができる任意の基であってもよいが、通常は炭素炭素二重結合である。重合性基を組み込んでいる適切な表面基の例は、窒素原子が式−リンカー−Ｃ＝ＣＨ２の基で置換されているアミドエタノール基である。リンカー基は通常、アルキレン、アルキレン−アリーレン又はアルキレン−アリーレン−アルキレン基である。ここでアルキレンは通常、Ｃ１又はＣ２アルキレン基であり、アリーレンは通常、フェニレンである。例えば、表面基は、窒素原子が−ＣＨ２−Ｐｈ−ＣＨ＝ＣＨ２基で置換されているアミドエタノールを含むことができる。デンドリマー表面に重合性基が存在することにより、デンドリマーはポリマーに、デンドリマーを１つ又は複数のモノマー又はポリマーと重合させることによって結合することができる。したがって、デンドリマーは、デンドリマーの水溶性を増強するために例えば水溶性ポリマーにつなぐことができ、又はデンドリマーをセル内に備える助けるためにヒドロゲル（すなわち、高度に親水的な架橋ポリマーマトリックス、例えばポリアクリルアミド）につなぐことができる。
【００６０】
好ましくは、デンドリマーは対称形である、すなわち、デンドロンの全てが同一である。
【００６１】
本発明の一態様において、本発明で使用されるデンドリマーは、一般式
ＣＯＲＥ−［Ａ］ｎ
を有する。
式中、ＣＯＲＥは、デンドリマーの金属又は有機（好ましくは有機）コアを表し、ｎは、通常４以上、例えば８以上、好ましくは１６以上である。適切なＣＯＲＥ基の例には、ベンゼン環並びに式−ＲＮ−（ＣＨ２）ｐ−ＮＲ−及びＮ−（ＣＨ２）ｐ−Ｎの基が含まれ、ｐは２〜４、例えば２であり、Ｒは水素又はＣ１〜Ｃ４アルキル基、好ましくは水素である。−ＨＮ−（ＣＨ２）２−ＮＨ−及びＮ−（ＣＨ２）２−Ｎが好ましい。
【００６２】
各基ＡはＣＯＲＥ又はさらなる基Ａのいずれかに結合していてもよく、したがって、デンドリマーの典型的なカスケード構造（ｃａｓｃａｄｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を形成できる。好ましい態様において、２個以上、例えば４個以上の基Ａが、ＣＯＲＥに結合している（第１世代基Ａ）。デンドリマーは、通常は対称的であり、すなわちＣＯＲＥは２つ以上、好ましくは４つ以上の同一のデンドロンを持つ。
【００６３】
各基Ａは、１個又は複数の分枝基（ｂｒａｎｃｈｉｎｇ ｇｒｏｕｐ）を有する基本構造から構成されている。基本構造は通常、アルキレン若しくはアリーレン部分又はそれらの組合せを含む。好ましくは、基本構造はアルキレン部分である。適切なアルキレン部分は、Ｃ１〜Ｃ６アルキレン部分である。適切なアリーレン部分は、フェニレン部分である。アルキレン及びアリーレン部分は非置換であってもよく又は置換されていてもよく、好ましくは非置換であることができる。アルキレン部分は−ＮＲ’−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、ＣＯＮＲ’−、−ＯＣＯ−及び−ＯＣＯＮＲ’から選択される官能基によって中断又は終了されていてもよく、Ｒ’は水素又はＣ１〜Ｃ４アルキル基である。
【００６４】
分枝基は、基本構造に結合しており２つ以上のさらなる結合点を有する少なくとも三価基である。好ましい分枝基には、分枝状アルキル基、窒素原子、及びアリール又はヘテロアリール基が含まれる。窒素原子が好ましい。
【００６５】
分枝基は通常、（ｉ）基Ａの基本構造、及び（ｉｉ）２個以上のさらなる基Ａに結合している。しかしデンドリマー表面にある場合、分枝基はそれ自体がデンドリマーを終了させることができ（すなわち、分枝基は表面基である）、又は分枝基は２個以上の表面基に結合していてもよい。好ましい基Ａの例は、式
−（ＣＨ２）ｑ−（ＦＧ）ｓ−（ＣＨ２）ｒ−ＮＨ２
の基である。
式中、ｑ及びｒは、同じである又は異なり、１〜４の整数、好ましくは１又は２、より好ましくは２を表す。ｓは、０又は１である。ＦＧは−ＮＲ’−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、ＣＯＮＲ’−、−ＯＣＯ−及び−ＯＣＯＮＲ’から選択される官能基を表し、Ｒ’は水素又はＣ１〜Ｃ４アルキル基である。好ましい官能基は−ＣＯＮＨ−、−ＯＣＯ−及び−ＣＯＯ−、好ましくは−ＣＯＮＨ−である。
【００６６】
上述の通り、表面基は、デンドリマーの指示体への（又は別々に受容体及び発蛍光団部分への）結合点を形成する。したがって、表面基は通常、非置換若しくは置換されたアルキレン若しくはアリーレン部分又はそれらの組合せ、好ましくは非置換若しくは置換されたアルキレン部分、及び指示体に結合するのに適切な少なくとも１個の官能基を含む。官能基は通常、アミン基又はヒドロキシル基であり、アミン基が好ましい。表面基の特定の例は、上述されている。
【００６７】
利用されるデンドリマーが金属コアデンドリマーである場合、デンドリマー自体が蛍光特性を有することができる。この場合、デンドリマー自体が発蛍光団部分を形成できると想定される。この場合、担持指示体は、デンドリマーに結合した受容体部分を単に含む。
【００６８】
本発明のさらなる実施形態において、支持体は、高分子量（すなわち、少なくとも５００、好ましくは少なくとも１０００、１５００又は２０００）を有する非デンドリマー非ポリマー高分子である。シクロデキストリン、クリプタン及びクラウンエーテルは、このような高分子の例である。このような高分子はまた、指示体にとって均一な環境も提供し、分析物の結合に対する発蛍光団の応答のさらなる一貫性をもたらす。
【００６９】
指示体は支持体に、任意の適切な手段で結合していてもよい。共有結合が好ましい。通常、発蛍光団及び受容体は連結して発蛍光団−受容体構造体を形成し、次いでこの構造体が支持体に結合している。あるいは、受容体及び発蛍光団は支持体に別々に結合していてもよい。支持体部分１つ当たりの指示体部分の数は、通常１より大きく、例えば４以上又は８以上である。
【００７０】
ポリマー支持体が使用される場合、指示体は修飾されて二重結合を含み、（メタ）アクリレート又は他の適切なモノマーと共重合されて指示体に結合したポリマーをもたらすことができる。代替の重合反応又は単純な付加反応を利用することもできる。Ｗａｎｇら（Ｗａｎｇ Ｂ．、Ｗａｎｇ Ｗ．、Ｇａｏ Ｓ．、（２００１年）、Ｂｉｏｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、２９巻、３０８〜３２０頁）は、アントラセン発蛍光団に連結したモノボロン酸グルコース受容体を含む重合反応の例を提供している。
【００７１】
デンドリマー支持体の場合、デンドリマーは、発蛍光団及び受容体部分と別々に反応するか、又はより好ましくは、予め形成された受容体−発蛍光団構造体と反応するかのいずれかである。任意の適切な結合反応を使用できる。適切な方法の一例は、表面アミン基を有するデンドリマーを、反応性アルデヒド基を有する発蛍光団−受容体構造体と還元的アミノ化によってホウ化水素型試薬の存在下で反応させる技術である。得られた構造体は限外濾過によって精製できる。ボロン酸受容体及びアントラセン発蛍光団に結合したデンドリマーの一例は、Ｊａｍｅｓら（Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｍ．、１９９６年、７０６頁）によって提供されている。
【００７２】
重合性基を表面基として有するデンドリマー支持体の場合、デンドリマーは、ポリマーがデンドリマーの表面に結合しているデンドリマー−ポリマー構造体を形成するために、１つ又は複数のモノマーと重合反応を受けることができる。通常、デンドリマーは重合反応の後期に添加されて、その結果デンドリマーはポリマー連鎖を終了させる。
【００７３】
あるいは、デンドリマーは予め形成されたポリマーと反応してもよい。これは、例えばポリマーのカルボン酸基とデンドリマーのヒドロキシル基との間の縮合反応によって達成されて、形成されたエステルを介する連結を提供できる。
【００７４】
これらの反応で使用できるモノマー及びポリマーの例は、（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド及びビニルピロリドン並びにそれらの組合せ及びそれらに対応するポリマーである。好ましいポリマーは、水溶性ポリマーである。好ましくはポリマーの水溶性は、適切な蛍光シグナルが、ポリマー／指示体が水に溶解している場合生成されるようなものである（理想的には無限の溶解性）。ポリアクリルアミドは、デンドリマーに結合した高水溶性ポリアクリルアミド鎖の形成をもたらすので特に好ましい。この実施形態の一態様において、デンドリマー支持体に結合したポリマー（例えばポリアクリルアミド）鎖は、架橋されてヒドロゲルを形成する。この場合、デンドリマー−ヒドロゲル支持体は、センサ内の溶液中にある必要はない。ヒドロゲルは水中に置かれたとき、水相とポリマー相との間に明瞭な界面が存在しないような、高い水分含量を有してもよい（本明細書では、ヒドロゲルは流動体である）。この場合、ヒドロゲルは通常、水又は水溶液との混合物の形態で提供される。
【００７５】
デンドリマーの表面からの重合は、発蛍光団と受容体部分との結合の前又は後に実施できる。
【００７６】
溶液中の指示体又は担持指示体を備えるセンサの場合、指示体の濃度は必要とされるセンサ特性によって変わり得る。溶液中の指示体の濃度又は量が高いほど、信号レベルは大きくなる。１０−６〜１０−３Ｍの指示体又は担持指示体の濃度が、有効であることが見出された。
【００７７】
本発明のセンサは、適切な光学的導波路、例えば光ファイバーを備えることによって製造でき、導波路は入射光を、指示体を備えるセルに導くように構成されている。セルは流動体の指示体を備えるのに適切である限り、任意の形態をとることができる。光ファイバーセンサの場合、セルは通常、１つ又は複数の穴をファイバーの先端の中又は近傍に例えばレーザーアブレーションにより形成することによって作製できる。指示体又は担持指示体は適切な溶媒に溶解しており、或いは流動体の形態で提供され、得られた流動体はセルに挿入される。指示体又は担持指示体をセル内に維持するために、セルのいずれの開口部も覆われなければならない。１つ又は複数の開口部は、必要に応じて不透過性材料で覆うことができる。しかし、１つ又は複数の開口部は分析物透過性材料で覆われて、使用中に分析物がセルに入ることを確実にできる。これは、例えばファイバーを半透膜のスリーブに挿入することによって達成できる。あるいは膜は、セルのいずれかの開口部を横切って別々に結合させることができる。
【００７８】
その構築の後にセンサは、指示体又は担持指示体をセル内で維持できる適切な環境に格納しなければならない。通常このセンサは、検知領域が水、又は異なる溶媒が使用される場合には、セル内に存在するものと同じ溶媒に浸漬されるように格納される。
【実施例】
【００７９】
実施例１
以下の成分を２．２１ｍｌのエタノールに溶解させることによって、ポリアクリルアミド結合指示体を調製した：
０．６３９ｇ アクリルアミド
０．０００５ｇ イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）（商標）６５１（重合開始剤）
０．００３２ｇ 指示体（発蛍光団に連結したボロン酸グルコース受容体）。
【００８０】
溶液を脱気して全ての酸素を除去した。次いで紫外線を適用し、完全に沈殿するまで溶液を撹拌した。得られたポリアクリルアミド結合指示体をエタノールで洗浄し、乾燥させた。
【００８１】
ポリアクリルアミド結合指示体（ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｍｉｄｅ−ｂｏｕｎｄ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を水に様々な濃度で溶解し、光ファイバーセンサの光学的セルに挿入した。セルロース系透析膜（キュプロファン（ｃｕｐｒｏfａｎ））のスリーブで、ファイバーの検知領域を覆い、ポリアクリルアミド結合指示体が備えられた。センサは、ポリアクリルアミド結合指示体を１０−６〜１０−３Ｍの濃度で使用するグルコースの検出に有効であることが見出された。
【００８２】
この工程は、発蛍光団に連結した任意のボロン酸グルコース受容体、例えばＷａｎｇらによって記述されている（上を参照されたい）ものを使用して利用できる。
【００８３】
実施例２
受容体部分の合成
【化３】
【００８４】
スキーム１．「クリック」化学用アジドリンカーの合成。ａ）ｉ）ＭｅＯＨ、ｉｉ）ＮａＢＨ４、０℃、７５％；ｂ）ＮａＢＨ４、ＭｅＯＨ；ｃ）ＴＨＦ、２Ｍ ＨＣｌ、１００％の２つのステップｅ）ＮａＮ３、ＤＭＦ、６０℃、９２％；ｆ）ｉ）ＭｅＯＨ、ｉｉ）ＮａＢＨ４、０℃、９８％；ｇ）ｉ）２−（２−（ブロモメチル）フェニル）−５，５−ジメチル−１，３，２−ジオキサボリナン、Ｋ２ＣＯ３、ＭｅＣＮ、還流、ｉｉ）ＴＨＦ、２Ｍ ＨＣｌ、３０％。
【００８５】
Ｎ−（４−（ジエトキシメチル）ベンジル）ヘキサン−１，６−ジアミン、１。
【化４】
【００８６】
４−（ジエトキシメチル）ベンズアルデヒド（５ｍｌ、２５ｍｍｏｌ）を、メタノール（１００ｍｌ）に溶解したヘキサン−１，６−ジアミン（１４．５ｇ、１２５ｍｍｏｌ、５当量）にゆっくり添加し、終夜撹拌した。反応混合物を、次いで０℃に冷却し、ＮａＢＨ４（１．８９ｇ、５０ｍｍｏｌ、２当量）を次いでゆっくり添加し、反応混合物を３時間撹拌し、その後溶媒を蒸発させた。得られた残渣を酢酸エチル（１００ｍｌ）及び水（１００ｍｌ）に溶解し、相を分離し、有機相を水（１００ｍｌ）で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、蒸発させた。フラッシュクロマトグラフィー（溶離液、ＤＣＭ〜ＤＣＭ／ＮＨ３飽和メタノール、９：１）によって粗生成物を精製して、透明な油として１を得た（５．７３ｇ、１８．６ｍｍｏｌ、７５％）。Ｒｆ＝０．４０（９：１ ＤＣＭ／ＮＨ３飽和ＭｅＯＨ）；１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝７．４２（ｄ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝８．１Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨＯ２に対してα位のＡｒＣＨ）、７．３０（ｄ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝８．１Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２ＮＨに対してα位のＡｒＣＨ）、５．４９（ｓ，１Ｈ，ＣＨＯ２）、３．７８（ｓ，２Ｈ，ＡｒＣＣＨ２）、３．６１（ｄｑ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．１Ｈｚ，２Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝９．５Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２ＣＨ３）、３．５３（ｄｑ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．１Ｈｚ，２Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝９．５Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２ＣＨ３）、２．６７（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝６．９Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２）、２．６１（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．２Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ）、１．５５〜１．３０（ｍ，８Ｈ，ＣＨ２）１．２４（ｂｓ，２Ｈ，ＮＨ２）、１．２３（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．１Ｈｚ，６Ｈ，ＣＨ２ＣＨ３）；１３Ｃ ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝１４０．６（ＡｒＣＣＨ２ＮＨ）、１３７．７（ＡｒＣＣＨＯ２）、１２７．９（ＣＨ２ＮＨに対してα位のＡｒＣＨ）、１２６．６（ＣＨＯ２に対してα位のＡｒＣＨ）、１０１．５（ＣＨＯ２）、６１．０（ＯＣＨ２ＣＨ３）、５３．８（ＡｒＣＣＨ２）、４９．４（ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ）、４２．２（ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２）、３３．８（ＣＨ２）、３０．１（ＣＨ２）、２７．２（ＣＨ２）、２６．８（ＣＨ２）、１５．２（ＯＣＨ２ＣＨ３）；ＨＲＭＳ（ＥＳＩ＋）：ｍ／ｚ Ｃ１８Ｈ３３Ｎ２Ｏ２［Ｍ＋Ｈ］＋の計算値：３０９．２５３７、実測値３０９．２５２７。
【００８７】
４−（ジエトキシメチル）ベンズアルデヒド、２。
【化５】
【００８８】
４−（ジエトキシメチル）ベンズアルデヒド（１０ｇ、４８ｍｍｏｌ）をメタノール（２００ｍｌ）に溶解し、０℃に冷却した。ＮａＢＨ４（４．５４ｇ、１２０ｍｍｏｌ、２．５当量）を、次いでゆっくり添加し、反応混合物を１時間撹拌し、その後溶媒を蒸発させた。得られた残渣を酢酸エチル（１００ｍｌ）及び水（１００ｍｌ）に溶解し、相を分離し、有機相を水（１００ｍｌ）で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、蒸発させて透明な油を得た。この油を、ＴＨＦ（１００ｍｌ）と２Ｍ ＨＣｌ（１００ｍｌ）の混合物に溶解し、１時間撹拌した。溶媒を蒸発させ、得られた残渣を酢酸エチル（１００ｍｌ）及び水（１００ｍｌ）に溶解した。相を分離し、有機相を水（１００ｍｌ）で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、蒸発させて白色固体として生成物を得た（６．５４ｇ、４８ｍｍｏｌ、１００％）。Ｒｆ＝０．５４（酢酸エチル／クロロホルム、１：１）；融点＝４２℃（蒸留物から）；１Ｈ ＮＭＲ（２５０ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝１０．０２（ｓ，１Ｈ，ＣＨＯ）、７．８９（ｄ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝８．１Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨＯに対してα位のＡｒＣＨ）、７．５４（ｄ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝８．１Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２ＯＨに対してα位のＡｒＣＨ）、４．８２（ｄ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝５．９Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２ＯＨ）、１．９４（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝５．９Ｈｚ，１Ｈ，ＣＨ２ＯＨ）；１３Ｃ ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝１９２．０（ＣＨＯ）、１４７．７（ＡｒＣＣＯＨ）、１３５．７（ＡｒＣＣＨＯ）、１３０．０（ＡｒＣＣＨＯに対してα位のＡｒＣＨ）、１２７．０（ＡｒＣＣＨ２ＯＨに対してα位のＡｒＣＨ）、６４．６（ＣＨ２ＯＨ）；ＨＲＭＳ（ＥＳＩ−）：ｍ／ｚ Ｃ８Ｈ７Ｏ２［Ｍ−Ｈ］−の計算値：１３５．０４４６、実測値１３５．０４４８；元素分析 Ｃ８Ｈ８Ｏ２（１３６．１５）の計算値（％）：Ｃ ７０．５７、Ｈ ５．９２；実測値：Ｃ ７０．７０、Ｈ ６．００。
【００８９】
４−（ブロモメチル）ベンズアルデヒド、３。
【化６】
【００９０】
酢酸中のＨＢｒ（２５ｍｌ）を添加する前に、４−（ヒドロキシメチル）ベンズアルデヒド２（６．１９ｇ、４５．５）をＤＣＭ（５０ｍｌ）に溶解し、終夜撹拌した。フラッシュクロマトグラフィー（溶離液、ヘキサン／酢酸エチル、９：１）によって残渣を精製して、白色固体として３を得た（６．６０ｇ、３３．２ｍｍｏｌ、７３％）。Ｒｆ＝０．７７（ＤＣＭ）；融点＝１００℃（ヘキサンから再結晶）；νｍａｘ＝１６８２、１６０４、１２０９、１２００、８３０、７７０、７２６ｃｍ−１；１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝１０．０２（ｓ，１Ｈ，ＣＨＯ）、７．８７（ｄ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝８．２Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨＯに対してα位のＡｒＣＨ）、７．５６（ｄ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝８．２Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２Ｂｒに対してα位のＡｒＣＨ）、４．５２（ｓ，２Ｈ，ＣＨ２Ｂｒ）；１３Ｃ ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝１９１．５（ＣＨＯ）、１４４．２（ＡｒＣＣＢｒ）、１３６．２（ＡｒＣＣＨＯ）、１３０．２（ＡｒＣＣＨＯに対してα位のＡｒＣＨ）、１２９．７（ＡｒＣＣＨ２Ｂｒに対してα位のＡｒＣＨ）、３１．９（ＣＨ２Ｂｒ）；ＨＲＭＳ（ＥＳＩ−）：ｍ／ｚ Ｃ８Ｈ６ＢｒＯ［Ｍ−Ｈ］−の計算値：１９６．９６０２、実測値１９６．９６０２；元素分析 Ｃ８Ｈ７ＢｒＯ（１９９．０４）の計算値（％）：Ｃ ４８．２７、Ｈ ３．５４；実測値：Ｃ ４７．４０、Ｈ ３．５３。
【００９１】
４−（アジドメチル）ベンズアルデヒド、４。
【化７】
【００９２】
４−（ブロモメチル）ベンズアルデヒド３（１８０ｍｇ、０．９０ｍｍｏｌ）を、ＤＭＦ（１０ｍｌ）に溶解した。アジ化ナトリウム（８８ｍｇ、１．３５ｍｍｏｌ）を添加した。反応混合物を、次いで６０℃で１時間加熱した。反応混合物を放冷させ、ＤＣＭ（１５０ｍｌ）及びＨ２Ｏ（１５０ｍｌ）に溶解した。相を分離し、有機相を水（２×１５０ｍｌ）で再度洗浄した。有機相を硫酸ナトリウムで乾燥させ、減圧下で蒸発させて、油として４を得た（１３４ｍｇ、０．８３ｍｍｏｌ、９２％）。Ｒｆ＝０．７０（ＤＣＭ）；νｍａｘ＝２０９４、１６９４、１６０７、１２０７、１１６７、８１２、７７３ｃｍ−１；１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝１０．０２（ｓ，１Ｈ，ＣＨＯ）、７．９０（ｄ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．９Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨＯに対してα位のＡｒＣＨ）、７．４８（ｄ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．９Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２Ｎ３に対してα位のＡｒＣＨ）、４．４５（ｓ，２Ｈ，ＣＨ２Ｎ３）；１３Ｃ ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝１９１．６（ＣＨＯ）、１４２．１（ＡｒＣＣＨ２Ｎ３）、１３６．２（ＡｒＣＣＨＯ）、１３０．２（ＡｒＣＣＨＯに対してα位のＡｒＣＨ）、１２８．４（ＡｒＣＣＨ２Ｎ３に対してα位のＡｒＣＨ）、５４．２（ＣＨ２Ｎ３）；ＨＲＭＳ（ＥＳＩ＋）：ｍ／ｚ Ｃ８Ｈ７Ｎ３ＯＮａ［Ｍ＋Ｎａ］＋の計算値：１８４．０４８１、実測値１８４．０４９７。
【００９３】
Ｎ−（４−（アジドメチル）ベンジル）−Ｎ’−（４−（ジエトキシメチル）ベンジル）−ヘキサン−１，６−ジアミン、５。
【化８】
【００９４】
４−（アジドメチル）ベンズアルデヒド４（１．３０ｇ、８．１ｍｍｏｌ）を、メタノール（４０ｍｌ）に溶解したＮ１−（４−（ジエトキシメチル）ベンジル）ヘキサン−１，６−ジアミン１（２．５ｇ、８．２ｍｍｏｌ、１．０１当量）に添加し、終夜撹拌した。反応混合物を次いで０℃に冷却し、ＮａＢＨ４（０．７６ｇ、２０．２ｍｍｏｌ、２．５当量）を次いでゆっくり添加し、反応混合物を３時間撹拌し、その後溶媒を蒸発させた。得られた残渣を酢酸エチル（１００ｍｌ）及び水（１００ｍｌ）に溶解し、相を分離し、有機相を水（１００ｍｌ）で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、蒸発させた。フラッシュクロマトグラフィー（溶離液、ＤＣＭ〜ＤＣＭ／ＮＨ３飽和メタノール、１９：１）によって粗生成物を精製して、透明な油として５を得た（３．６０ｇ、７．９ｍｍｏｌ、９８％）。Ｒｆ＝０．７３（９：１、ＤＣＭ／ＮＨ３飽和ＭｅＯＨ）；１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝７．４２（ｄ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝８．１Ｈｚ，２Ｈ，ＡｒＣＨ）、７．３６〜７．２６（ｍ，６Ｈ，ＡｒＣＨ）、５．５０（ｓ，１Ｈ，ＣＨＯ２）、４．３２（ｓ，２Ｈ，ＣＨ２Ｎ３）、３．７９（ｓ，２Ｈ，ＡｒＣＣＨ２）、３．７８（ｓ，２Ｈ，ＡｒＣＣＨ２）、３．６１（ｄｑ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．１Ｈｚ，２Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝９．５Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２ＣＨ３）、３．５２（ｄｑ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．１Ｈｚ，２Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝９．５Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２ＣＨ３）、２．６２（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．１Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２）、２．６２（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．１Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２）、１．５５〜１．４５（ｍ，４Ｈ，ＣＨ２）１．４０〜１．３０（ｍ，４Ｈ，ＣＨ２）、１．２４（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．１Ｈｚ，６Ｈ，ＣＨ２ＣＨ３）；１３Ｃ ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝１４０．９（ＡｒＣＣＨ２ＮＨ）、１４０．７（ＡｒＣＣＨ２ＮＨ）、１３７．７（ＡｒＣＣＨＯ２）、１３３．９（ＡｒＣＣＨ２Ｎ３）、１２８．５（ＡｒＣＨ）、１２８．３（ＡｒＣＨ）、１２７．９（ＡｒＣＨ）、１２６．７（ＡｒＣＨ）、１０１．５（ＣＨＯ２）、６１．０（ＯＣＨ２ＣＨ３）、５４．６（ＣＨ２Ｎ３）、５３．８（ＡｒＣＣＨ２）、５３．７（ＡｒＣＣＨ２）、４９．４（ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ）、４９．４（ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ）、３０．０（ＣＨ２）、２７．３（ＣＨ２）、１５．２（ＯＣＨ２ＣＨ３）；ＨＲＭＳ（ＥＳＩ＋）：ｍ／ｚ Ｃ２６Ｈ４０Ｎ５Ｏ２［Ｍ＋Ｈ］＋の計算値：４５４．３１７７、実測値４５４．３１８２。
【００９５】
ビスボロン酸を有するアジドアルデヒド、６。
【化９】
【００９６】
Ｎ−（４−（アジドメチル）ベンジル）−Ｎ’−（４−（ジエトキシメチル）ベンジル）−ヘキサン−１，６−ジアミン５（２５０ｍｇ、０．５９ｍｍｏｌ）、２−（２−（ブロモメチル）フェニル）−５，５−ジメチル−１，３，２−ジオキサボリナン（Ｄ．Ｋ．Ｓｃｒａｆｔｏｎ、Ｊ．Ｅ．Ｔａｙｌｏｒ、Ｍ．Ｆ．Ｍａｈｏｎ、Ｊ．Ｓ．Ｆｏｓｓｅｙ及びＴ．Ｄ．Ｊａｍｅｓ、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．、２００８年、７３巻、２８７１〜２８７４頁）（４１９ｍｇ、１．４１ｍｍｏｌ、２．４当量）、及びＫ２ＣＯ３（３２４ｍｇ、２．３４ｍｍｏｌ、４当量）を、窒素環境下で、無水アセトニトリル（５０ｍｌ）に溶解し、還流状態で６時間加熱した。溶媒を蒸発させ、得られた残渣を酢酸エチル（５０ｍｌ）及び水（５０ｍｌ）に溶解し、相を分離し、有機相を水（５０ｍｌ）で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、蒸発させた。得られた固体をＴＨＦ及び２Ｍ ＨＣｌ（１００ｍｌ）に溶解し、１時間撹拌し、その後、溶媒を蒸発させた。得られた残渣を酢酸エチル（５０ｍｌ）及び水（５０ｍｌ）に溶解し、相を分離し、有機相を水（１００ｍｌ）で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、蒸発させた。フラッシュクロマトグラフィー（ＤＣＭ〜ＭｅＯＨ〜ＮＨ３飽和ＭｅＯＨ）によって粗生成物を精製して、白色固体として生成物を得た（１１０ｍｇ、０．１７ｍｍｏｌ、３０％）。Ｒｆ＝０．４５（９：１、ＤＣＭ／ＮＨ３飽和ＭｅＯＨ）；１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３／ＣＤ３ＯＤ ９５：５）δ＝９．９７（ｓ，１Ｈ，ＣＨＯ）、７．８３（ｄ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝Ｈｚ，４Ｈ，ＡｒＣＨ）、７．４２（ｄ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝Ｈｚ，２Ｈ，ＡｒＣＨ）、７．２７〜７．３５（ｍ，８Ｈ，ＡｒＣＨ）、７．１８（ｂｓ，２Ｈ，ＡｒＣＨ）、４．３２（ｓ，２Ｈ，ＣＨ２Ｎ３）、３．７４（ｓ，２Ｈ，ＣＨ２）、３．７３（ｓ，２Ｈ，ＣＨ２）、３．６２（ｓ，２Ｈ，ＣＨ２）、３．５８（ｓ，２Ｈ，ＣＨ２）、２．３８（ｂｓ，４Ｈ，ＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、１．４７（ｂｓ，４Ｈ，ＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、１．０５（ｂｓ，４Ｈ，ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ）；１１Ｂ ＮＭＲ（９６ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３／ＣＤ３ＯＤ ９５：５）δ＝３４．６；１３Ｃ ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３／ＣＤ３ＯＤ ９５：５）δ＝１９２．２（ＣＨＯ）、１４４．１（ＡｒＣ）、１４１．３（ＡｒＣ）、１４１．１（ＡｒＣ）、１３６．６（ＡｒＣ）、１３５．４（ＡｒＣ）、１３４．５（ＡｒＣ）、１２９．９（ＡｒＣＨ）、１２９．８（ＡｒＣＨ）、１２８．２（ＡｒＣＨ）、１２７．３（ＡｒＣＨ）、１２７．２（ＡｒＣＨ）、６１．２（ＡｒＣＣＨ２Ｎ）、６１．０（ＡｒＣＣＨ２Ｎ）、５７．０（ＡｒＣＣＨ２Ｎ）、５６．６（ＡｒＣＣＨ２Ｎ）、５４．３（ＣＨ２Ｎ３）、５２．７（ＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、５２．０（ＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、２６．９（ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、２４．６（ＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、２４．５（ＣＨ２ＣＨ２Ｎ）；ＨＲＭＳ（ＥＳＩ＋）：ｍ／ｚ Ｃ３６Ｈ４２Ｂ２Ｎ５Ｏ４（無水物）［Ｍ＋Ｈ−Ｈ２Ｏ］＋の計算値：６３０．３４１７、実測値６３０．３３８２。
【００９７】
発蛍光団
上記の合成に従って生成された通りの受容体６は発蛍光団に、アルデヒド基との反応によって結合している。これは、発蛍光団のアミン基をホウ化水素型試薬の存在下で還元的にアミノ化することによって達成できる。適切な発蛍光団にはアントラセン若しくはピレン又はそれらの誘導体が含まれる。
【００９８】
デンドリマー
世代１又は２のＰＡＭＡＭデンドリマーは、Ｃｈｅｎｇら（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｅｄｉｃｉｎａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、２００５年、４０巻、１３８４〜１３８９頁）に従って合成される。合成されるデンドリマーを、以下に示す。
【００９９】
【化１０】
【０１００】
【化１１】
【０１０１】
世代１又は２のデンドリマーは受容体５に、アルデヒド基との反応によって結合して、４個の受容体又は８個の受容体のいずれかが付加されたデンドリマーが得られる。デンドリマーの受容体６への結合は、発蛍光団と連結する前又は後のいずれかにおいて実施できる。図３は、（発蛍光団が結合する前に）４個の受容体又は８個の受容体のいずれかが付加された世代１又は世代２のデンドリマーを示す。
【０１０２】
実施例３
デンドリマーを以下の手順に従って合成した。実施例２に記載の通り、デンドリマーは、（発蛍光団に結合する前又は後に）受容体６に結合している。
【０１０３】
デンドリマー合成
【化１２】
【０１０４】
スキーム２．デンドリマーの合成。ａ）アクリル酸メチル、ＭｅＯＨ、４０℃；ｂ）エチレンジアミン、４０℃；ｃ）ＮＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｘ、ＭｅＯＨ、４０℃。
【０１０５】
２−アジドエタンアミン
【化１３】
【０１０６】
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝３．３８（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝５．７Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２Ｎ３）、２．８８（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝５．７Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２ＮＨ２）；１３Ｃ ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝５４．６（ＣＨ２Ｎ３）、４１．３（ＣＨ２ＮＨ２）；ＨＲＭＳ（ＥＳＩ＋）：ｍ／ｚ Ｃ２Ｈ７Ｎ４［Ｍ＋Ｈ］＋の計算値：８７．０６６５、実測値８７．０６６３。
【０１０７】
Ｇ０．５
【化１４】
【０１０８】
黄色の油。
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝３．６６（ｓ，１２Ｈ，ＯＣＨ３）、２．７６（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．０Ｈｚ，８Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）、２．４９（ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、２．４３（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．０Ｈｚ，８Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）；１３Ｃ ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝１７２．９（ＣＯ）、５２．２（ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、５１．５（ＯＣＨ３）、４９．７（ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）、３２．６（ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）。
【０１０９】
Ｇ１
【化１５】
【０１１０】
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝３．６６（ｓ，１２Ｈ，ＯＣＨ３）、２．７６（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．０Ｈｚ，８Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）、２．４９（ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、２．４３（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．０Ｈｚ，８Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）；１３Ｃ ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝１７２．９（ＣＯ）、５２．２（ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、５１．５（ＯＣＨ３）、４９．７（ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）、３２．６（ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）；ＨＲＭＳ（ＥＳＩ＋）：ｍ／ｚ Ｃ２２Ｈ４８Ｎ１０Ｏ４Ｎａ［Ｍ＋Ｎａ］＋の計算値：５３９．３７５２、実測値５３９．３７５２。
【０１１１】
Ｇ１アジド
【化１６】
【０１１２】
反応は、完了しなかった。
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝３．６６（ｓ，１２Ｈ，ＯＣＨ３）、２．７６（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．０Ｈｚ，８Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）、２．４９（ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、２．４３（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．０Ｈｚ，８Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）；１３Ｃ ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝１７２．９（ＣＯ）、５２．２（ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、５１．５（ＯＣＨ３）、４９．７（ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）、３２．６（ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）。
【０１１３】
Ｇ１．５
【化１７】
【０１１４】
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝３．６６（ｓ，１２Ｈ，ＯＣＨ３）、２．７６（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．０Ｈｚ，８Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）、２．４９（ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、２．４３（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．０Ｈｚ，８Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）；１３Ｃ ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝１７２．９（ＣＯ）、５２．２（ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、５１．５（ＯＣＨ３）、４９．７（ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）、３２．６（ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）；ＨＲＭＳ（ＥＳＩ＋）：ｍ／ｚ Ｃ５４Ｈ９７Ｎ１０Ｏ２０［Ｍ＋Ｈ］＋の計算値：１２０５．６８７５、実測値１２０５．６８９８。
【０１１５】
Ｇ２．０
【化１８】
【０１１６】
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝３．６６（ｓ，１２Ｈ，ＯＣＨ３）、２．７６（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．０Ｈｚ，８Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）、２．４９（ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、２．４３（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．０Ｈｚ，８Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）；１３Ｃ ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝１７２．９（ＣＯ）、５２．２（ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、５１．５（ＯＣＨ３）、４９．７（ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）、３２．６（ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）。
【０１１７】
本発明は、特定の実施形態及び実施例を参照して説明されているが、本発明がこれらの実施形態及び実施例に限定されないことは理解されよう。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、流動体の形態である指示体（ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を含有する光ファイバーセンサに関する。本発明はまた、そのセンサを備えるキット及びそのセンサの製造方法も提供する。
【０００２】
［発明の背景］
光ファイバーは、特に侵襲性又は埋め込み型センサデバイス（ｉｎｐｌａｎｔａｂｌｅ ｓｅｎｓｏｒ ｄｅｖｉｃｅ）の分野で、化学的又は生物学的センサとして近年使用されている。このような光ファイバーセンサは通常、指示体（ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を含み、指示体の光学的特性は対象とする分析物の存在下で変化する。例えば、標的分析物に結合できる受容体（ｒｅｃｅｐｔｏｒ）を有する発蛍光団（ｆｌｕｏｒｏｐｈｏｒｅ）が、このようなセンサの指示薬（ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）として使用されている。
【０００３】
指示体の光ファイバーへの付着は、指示体をファイバーに被覆されているヒドロゲルなどのポリマーマトリックス中に物理的に捕捉することによって達成できる。しかし、このような物理的な捕捉は、指示体の漏出、及びその結果生じるセンサの機能の喪失をもたらす可能性がある。漏出の問題を解決するために、指示体をマトリックス形成モノマーと重合させることによって指示体をマトリックスに化学的に結合している。これにより、ポリマーマトリックスへの指示体の固定化、及び指示体のセンサ内への有効な封じ込めがもたらされる。
【０００４】
しかし、ポリマーマトリックスに固定化されているこのような蛍光センサは、特定の欠点を有する可能性がある。蛍光センサは、センサの微環境に著しく影響される可能性がある。ポリマーは不均質構造を有し、したがって蛍光指示体にとって異なる局所的微細環境をもたらす。これにより、指示体の応答に変化がもたらされる。蛍光指示体のライフタイムディケイ（ｌｉｆｅｔｉｍｅ ｄｅｃａｙ）の測定において、ポリマーマトリックスに固定化された指示体からの信号は、減衰時間の連続分布（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｃａｙ ｔｉｍｅ）であり、望ましい単一の単純な指数関数（ｓｉｎｇｌｅ ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ）よりはむしろ複雑な多指数関数（ｍｕｌｔｉ ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌｓ）である可能性がある。蛍光指示体の強度の測定において、信号強度及び変調は、ポリマー支持体への指示体の結合に影響される可能性がある。変調の低下、すなわち分析物の量に相関すると考えられる信号量の増加は特に問題である。したがって、センサの応答において改善された変調及びより高い一貫性を有するセンサを提供することが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６，３８７，６７２号
【０００６】
［発明の概要］
本発明は、媒体中の分析物の量又は存在を決定するための光学的センサであって、（ａ）分析物用の指示体、又は（ｂ）支持体（ｓｕｐｐｏｒｔ ｍａｔｅｒｉａｌ）に結合した分析物用の指示体を具備する担持指示体を有するセルを備え、指示体又は担持指示体が流動体であり、セルが、分析物透過性膜で覆われた１つ又は複数の開口部（ｏｐｅｎｉｎｇ）を有し、膜が指示体又は担持指示体をセル内に保持するように構成されている、光学的センサを提供する。
【０００７】
したがって、本発明のセンサは、流動体のインジゲーター（ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を備える。通常、指示体又は担持指示体は溶液であり、ｉｎ ｖｉｔｒｏで使用するためにその溶液は水溶液である。一実施形態において、指示体それ自体が溶液に溶解している。別の実施形態において、指示体は可溶性の支持体（担体）、通常はポリマー又はデンドリマーなどの高分子量高分子に結合しており、担持指示体（指示体が結合した支持体）は溶液に溶解している。
【０００８】
別の実施形態において、指示体は、支持体としての高水分含量のヒドロゲルに結合している。ヒドロゲルの水分含量は、ヒドロゲルが流動体と見なされるような水分含量である。水又は水溶液と混合した場合、流動体の混合物はポリマードメインと水性ドメインとの間に境界を有さずに形成される。
【０００９】
センサ内のポリマーマトリックスに物理的に捕捉されている又は化学的に結合している指示体の場合、その指示体はポリマーマトリックス構造内の実質的に固定された位置に位置している。したがって、指示体の動きは制限されている。しかし本発明において、指示体はセル中に存在する流動体内で自由に移動できる。このことは、分析物の結合を容易にし、センサの変調を改善すると理解される。この効果は、指示体又は担持指示体の溶液が使用される場合特に有益である。
【００１０】
さらに、指示体が水などの溶媒に、指示体分子が凝集せずに単分散するような特に低い濃度で溶解している場合、均一性は最大であり、理想的な蛍光特性がこの所与の溶媒に対して得られる。これは、ライフタイムディケイの測定において単一の指数関数である信号、並びに強度測定に対する信号強度及び変調における一貫性をもたらす。
【００１１】
均一性を得るための代替の手段は、指示体を高分子量の単一分子支持体に固定化することである。好ましくは支持体が対称的であり、蛍光指示体の空間的結合は、この結果も対称的となるような方法で達成される。したがって、このような支持体に結合した各蛍光指示体分子の環境は、等価になる。加えて、このような担持分子が水などの溶媒に適切な濃度で溶解できる場合、その担持指示体の環境は均質になって、改善された信号特性が同様にもたらされる。
【００１２】
指示体がポリマーの支持体に結合している場合、このような支持体は好ましくは溶液の形態、又は少なくとも流動体の混合物の形態で提供され、したがって水性ドメインとポリマードメインとの間に固体界面は存在しない。これにより、指示体の微環境におけるさらなる一貫性、したがって、改善された信号特性がもたらされる。
【００１３】
指示体用の高分子量の支持体、又は高分子量の指示体を単独で使用する別の利点は、指示体が、指示体又は担持指示体に対して実質的に不透過性だが検出すべき分析物に対して透過性である膜内に備えられ得、したがって検出が容易になることである。これにより、分析物はセルに１つ又は複数の開口部を通って入ることができるが、指示体の損失は防止又は制限される。
【００１４】
本発明の特定の実施形態は、支持体としてのデンドリマーの使用に関する。これは、デンドリマーが均一な構造を有する、すなわちデンドリマーが単分散であるので、特定の利点を有する。さらに、デンドリマー表面の各官能基に指示体を結合させることにより対称的な構造を得ることができる。このような単分散性及び対称性は、分析物に結合するのに極めて均一な環境を提供する。これにより、分析物の結合に対する発蛍光団の応答のさらなる一貫性をもたらし、したがってより高感度なセンサをもたらす。
【００１５】
本発明はまた、本発明によるセンサと、入射光を光学的導波路に供給するように構成されている装置と、帰還信号を検出するための検出器とを備えるキットも提供する。また、本発明のセンサを製造する方法であって、１つ又は複数の開口部を有するセルを用意するステップと、セルに（ａ）指示体又は（ｂ）支持体に結合した指示体を含む担持指示体を挿入するステップであり、指示体又は担持指示体が流動体である、ステップと、セルの１つ又は複数の開口部を、指示体又は担持指示体をセル内に保持するように構成されている分析物透過性膜で覆うステップとを含む方法も提供する。
【００１６】
また、媒体中の分析物の存在又は濃度を決定する方法であって、入射光を本発明の光学的センサのセルに提供するステップと、光学的帰還信号を検出するステップとを含む方法も提供される。この方法は、指示体が発蛍光団を含む場合、蛍光強度及び／又は蛍光寿命を測定するのに使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１及び１ａは、本発明のセンサキットを示す図である。
【図２】本発明のセンサの検知領域をより詳細に示す図である。
【図３】ジボロン酸受容体が付加された世代１又は世代２のデンドリマーを示す図である。
【００１８】
［発明の詳細な説明］
本明細書では、アルキル又はアルキレンという用語は、直鎖状又は分枝状のアルキル基又は部分である。アルキレン部分は、例えば、１〜１５個の炭素原子を含有でき、Ｃ１〜１２アルキレン部分、Ｃ１〜６アルキレン部分又はＣ１〜４アルキレン部分など、例えばメチレン、エチレン、ｎ−プロピレン、ｉ−プロピレン、ｎ−ブチレン、ｉ−ブチレン及びｔ−ブチレンである。Ｃ１〜４アルキルは通常、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル又はｔ−ブチルである。誤解を避けるために言及すると、２個のアルキル基又はアルキレン部分が存在する場合、アルキル基又はアルキレン部分は、同じであってもよく又は異なってもよい。
【００１９】
アルキル基又はアルキレン部分は、非置換又は置換されていてもよく、例えば、ハロゲン、ヒドロキシル、アミン、（Ｃ１〜４アルキル）アミン、ジ（Ｃ１〜４アルキル）アミン及びＣ１〜４アルコキシから選択される１、２又は３個の置換基を持つことができる。好ましくは、アルキル基又はアルキレン部分は非置換である。
【００２０】
本明細書では、用語アリール又はアリーレンは、Ｃ６〜１４アリール基又は部分を意味し、これはフェニル、ナフチル及びフルオレニル、好ましくはフェニルなどの単環又は多環式であることができる。アリール基は、非置換又は任意の位置で置換されていてもよい。通常、アリール基は０、１、２又は３個の置換基を持つ。アリール基の好ましい置換基には、ハロゲン、Ｃ１〜１５アルキル、Ｃ２〜１５アルケニル、−Ｃ（Ｏ）Ｒ（Ｒは水素又はＣ１〜１５アルキルである）、−ＣＯ２Ｒ（Ｒは水素又はＣ１〜１５アルキルである）、ヒドロキシ、Ｃ１〜１５アルコキシが含まれ、置換基それ自体は非置換である。
【００２１】
本明細書では、ヘテロアリール基は通常、５〜１４員芳香環、例えば５〜１０員環、より好ましくは５又は６員環であり、例えばＯ、Ｓ及びＮから選択される少なくとも１個のヘテロ原子、例えば１、２又は３個のヘテロ原子を含有する。例には、チオフェニル、フラニル、ピロリル及びピリジルが含まれる。ヘテロアリール基は、非置換であってもよく又は任意の位置で置換されていてもよい。特に明記しない限り、ヘテロアリール基は、０、１、２又は３個の置換基を持つ。ヘテロアリール基の好ましい置換基には、アリール基に関して上に挙げた置換基が含まれる。
【００２２】
本明細書では、流動体の指示体又は担持指示体は、指示体又は担持指示体を含む液又は溶液を包含する。したがって、指示体は固体の支持マトリックスにつながれていない。流動体は、指示体又は担持指示体が溶解している溶液であることができる。水溶液が好ましい。あるいは、指示体は、ヒドロゲルが流動体になるのに十分な高い水分含量を有するヒドロゲル結合指示体であることができる。本発明において、通常は、少なくとも３０％ｗ／ｗの水分含量を有するヒドロゲルを流動体とみなすことができる。指示体又は担持指示体を含む溶液又は流動体は、さらなる流動体、例えば水又は水溶液と混合することができる。
【００２３】
本発明は、光学的導波路を含む任意のセンサ、例えば光ファイバーセンサ（ｆｉｂｒｅ ｏｐｔｉｃ ｓｅｎｓｏｒ）に使用することが想定されている。ｉｎ ｖｉｖｏで使用するためのセンサ、例えば侵襲性センサが特に想定されるが、本発明はこのようなセンサに限定されない。
【００２４】
本発明のセンサを使用して検出できる分析物の例には、現在光ファイバーデバイスを使用して検出されているカリウム、糖、例えばグルコース、及び他の生物学的又は非生物学的物質が含まれる。
【００２５】
本発明による光ファイバーセンサの一例を図１に示す。センサ１は、被験媒体に挿入するように構成されている検知領域（ｓｅｎｓｉｎｇ ｒｅｇｉｏｎ）３を含むチップ（ｔｉｐ）２を備える。侵襲性センサの場合、先端２は患者に挿入する、例えばカニューレを通して血管に挿入するように構成されている。検知領域３（図２に詳細に示す）は、指示体を備えるセル又はチャンバ７を備える。光ファイバーは、ケーブル４を通じてコネクタ５まで伸び、適切なモニタ８と結合するように構成されている。モニタは通常、コネクタ５と一端５ａで接続し、他端で二叉に分かれて（ａ）光学的センサ用の適切な入射光源９と（ｂ）帰還信号用の検出器１０とを接続するさらなる光学的ケーブル４ａを含む。このセンサは発蛍光団の蛍光強度を測定することができ、あるいは蛍光寿命が測定できる。
【００２６】
ここで図示されるセンサは、入射光をセルへ導くための光ファイバー導波路を備える。本発明は、光ファイバーセンサに限定されず、他の光学的導波路も想定される。
【００２７】
ここで図示されるセル７は、ファイバーの検知領域内のチャンバの形態である。指示体が入射光路に含有され得る限り、セルは任意の形態をとることができる。したがって、セルはファイバー若しくは他の導波路の遠位端に取り付けられていてもよく、又は任意の望ましい形状を有するファイバー内のチャンバの形態であってもよい。
【００２８】
セルは、使用中に分析物が周辺環境からセル中に拡散することを可能にする１つ又は複数の開口部６ａ、６ｂを備える。指示体が流動体中に備えられているので、膜はセルの各開口部を覆って指示体をセンサ内に保つように備えられなければならない。膜は、分析物が外部環境からセル中へ通過できるようにすることが可能である。しかし膜は、指示体、又は支持体に提供された場合には、担持指示体に対して好ましくは不透過性若しくは実質的に不透過性である。これにより、セルから外への指示体の漏出が確実に制限される。
【００２９】
したがって膜孔径の選択は、分析物の分子量、及び指示体又は担持指示体の分子量によって決まる。孔径は、分析物が通過できるのに十分でなければならない。しかし、孔径は、指示体又は担持指示体の移動を可能な限り制限すべきである。理想的には、膜は、分析物の分子量より少なくとも４倍、好ましくは少なくとも５倍大きい分子量カットオフを有すべきである。これは、分析物が膜を通って速やかに移動できるのに役立つ。分子量カットオフは、指示体又は担持指示体の分子量の、好ましくは少なくとも３倍、より好ましくは少なくとも４倍又は少なくとも５倍である。これは、指示体又は担持指示体の漏出を制限するのに役立つ。
【００３０】
例えば、グルコースセンサ（グルコース分子量＝１８０）の場合、少なくとも約５００、好ましくは少なくとも約８００又は少なくとも約１０００の分子量カットオフを有する膜が使用される。約５００の分子量カットオフを有する膜の場合、指示体又は担持指示体は少なくとも１５００、例えば少なくとも２０００又は少なくとも２５００の分子量を有することが好ましい。
【００３１】
適切な膜には、ポリアリールエーテルスルホン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアルカン及びセルロース系材料又はこれらの混合物若しくは変性体が含まれる。透析膜、例えばセルロース膜は、グルコースセンサに使用するのに適している。好ましい実施形態において、グルコースセンサ用の膜は、グルコースに対する透過性を確実にするがタンパク質及び糖化タンパク質などのより大きな高分子のセル中への通過を制限又は防止する孔径を有する半透膜、通常は透析膜によって提供される。膜は通常、６０００以上の分子量を有する分子、好ましくは５０００又は４０００以上の分子量を有する分子の通過を制限できる。１０００〜５０００、例えば１５００〜４０００の分子量カットオフを有する透析膜の使用が特に有用である。好ましい孔径は、３〜２０ｎｍ、好ましくは３〜１０ｎｍ、例えば約６ｎｍである。
【００３２】
特定の実施形態において、親水性及び／又は負に帯電したポリマーが、膜の孔内に存在する。これは通常、膜の孔内で、１つ若しくは複数の親水性モノマー及び／又は負に帯電した１つ若しくは複数のモノマーを含むモノマーの混合物をｉｎ ｓｉｔｕで重合することによって達成される。得られた膜は、その親水性及び／又は負電荷によりタンパク質及び糖化タンパク質に対する障壁として特に有効であり、重合工程を使用して膜の孔径を制御し、さらに減少させることができるというさらなる利点を有する。
【００３３】
ポリマーを膜の孔内に提供することは通常、１つ又は複数の適切な親水性及び／又は負に帯電したモノマーを膜中（典型的孔径６〜２０ｎｍ）に拡散させること、及び重合を例えば、開始剤の存在下で紫外線活性化を適用することによって開始することにより達成される。これは膜の孔内に起こる重合をもたらし、得られたポリマーは孔内に捕捉される（ｔｒａｐｐｅｄ）。必要に応じて、拡散及び重合化のステップを１回又は複数回繰り返して、膜孔内に形成されるポリマーの量を増加させることができる。
【００３４】
好ましくは、透析膜に組み込まれた親水性官能基は、公知の、タンパク質を通さない特性（ｐｒｏｔｅｉｎ ｒｅｐｅｌｌｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ）を有するポリエチレングリコール又はポリエチレンオキシドである。したがって、この実施形態で使用するのに適切な親水性モノマーには、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリルアミド、ポリエチレングリコールジアクリレート及びポリエチレングリコールジアクリルアミド、又はそれらの組合せが含まれる。ポリエチレングリコールジメタクリレートが好ましい。異なる分子量のポリエチレングリコールジメタクリレート及びポリエチレングリコールジアクリレート並びに各種誘導体は、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、ＵＫから容易に入手できる。
【００３５】
負に帯電した適切なモノマーには、スルホプロピルメタクリル酸カリウム、アクリル酸若しくはメタクリル酸又はそれらの組合せが含まれる。
【００３６】
通常、膜孔中に拡散される重合混合物は、親水性モノマー（複数可）に加えて鎖延長モノマー（ｃｈａｉｎ ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ ｍｏｎｏｍｅｒ）を含む。適切な鎖延長剤（ｃｈａｉｎ ｅｘｔｅｎｄｅｒ）の例には、ジ（メタ）アクリレート、及びジ（メタ）アクリルアミドが含まれる。
【００３７】
代替の実施形態において、膜は、親水性及び／又は負に帯電したポリマーをポリマー混合物に組み込んだ後、透析膜を湿式紡糸することによって作製される。したがって得られた膜は、水が通過できる親水性又は負に帯電した領域又はポケットを備える。得られた膜の親水性又は負電荷は、組み込まれる親水性又は負に帯電したポリマーの量を変化させることによって制御できる。通常、親水性及び／又は負に帯電したポリマーは、紡糸前の溶液の全ポリマー含有量の約１０％を構成している。
【００３８】
適切な親水性ポリマーの例には、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド及びポリビニルピロリドンがある。適切な負に帯電したポリマーの例には、スルホプロピルメタクリル酸カリウム、アクリル酸及びメタクリル酸から得られるポリマーがある。
【００３９】
グルコースセンサ用の適切な膜のさらなる詳細は、その内容の全体が本明細書に組み込まれている出願人の同時係属出願「ＢＡＲＲＩＥＲ ＬＡＹＥＲ ＦＯＲ ＧＬＵＣＯＳＥ ＳＥＮＳＯＲ」に見出すことができる。
【００４０】
セル内に備えられる流動体は一実施形態において、溶液であり、通常は水溶液である。使用中には、溶媒は通常、半透膜を横切ってセル中に及びセル外へ通過できる。したがって、使用される溶媒は被験環境と適合的（ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）であることが重要である。好ましくは、使用される溶媒は被験媒体の溶媒と同一である。侵襲性センサの場合、溶媒は水であるべきである。
【００４１】
本明細書では、指示体は、光学的特性が分析物との結合の際変わる化合物である。指示体は通常、分析物に選択的に結合する部分である受容体、及び発蛍光団を含む。フルオロフォア（ｆｌｕｏｒｏｐｈｏｒｅ）の発光パターン（例えば波長、強度又は両方）は分析物がレセプター（ｒｅｃｅｐｔｏｒ）に結合すると変わり、分析物の光学的検出が可能になる。受容体及び発蛍光団は、受容体−発蛍光団構造体として互いに直接結合していてもよい。あるいは、支持体が存在する場合、受容体及び発蛍光団は支持体に、受容体及び発蛍光団が支持体を介してのみ接続しているように別々に結合していてもよい。
【００４２】
適切な発蛍光団の例は、アントラセン、ピレン及びそれらの誘導体である。適切な受容体の例は、１個又は複数のボロン酸基（糖に対して選択的）、クラウンエーテル（カリウムに対して選択的）及び酵素を含有する化合物又は部分を含む。酵素は通常、高分子量を有し、単独で支持体なしに使用できる。
【００４３】
本発明の一実施形態において、受容体は糖、例えばグルコースに対して選択的である。適切な受容体の例は、少なくとも１個、好ましくは２個のボロン酸基を有する化合物である。この実施形態の好ましい態様において、受容体は以下の式（Ｉ）又は（ＩＩ）の基である。
【００４４】
【化１】
式中、Ｌ１は、アルキレン部分、例えばＣ１〜Ｃ１２アルキレン部分又はＣ１〜Ｃ６アルキレン部分などのリンカー基を表す。Ｌ１は、発蛍光団及び／又は支持体への結合点をさらに形成する。例えば、Ｌ１は、アミン又はエステル基に結合していてもよく、これは発蛍光団及び／又は支持体にさらに結合している。
【００４５】
【化２】
式中、ｍ及びｎは、同じである又は異なり、通常１又は２、好ましくは１である。Ｓｐは、脂肪族スペーサであり、通常はアルキレン部分、例えばＣ１〜Ｃ１２アルキレン部分、例えばＣ６アルキレン部分である。Ｌ１及びＬ２は、他の部分、例えば発蛍光団又は支持体への可能な結合点を表す。例えば、Ｌ１及びＬ２は、１個又は複数の、通常は１個の官能基に連結したアルキレン、アルキレン−アリーレン、又はアルキレン−アリーレン−アルキレン部分を表すことができる。他の部分への結合が想定されない場合、官能基は保護されている又は水素原子で置き換えられる。Ｌ１及びＬ２についての典型的なアルキレン基は、Ｃ１〜Ｃ４アルキレン基、例えばメチレン及びエチレンである。典型的なアリーレン基は、フェニレン基である。官能基は、発蛍光団又は支持体と反応して結合を形成できる任意の基、例えばエステル、アミド、アルデヒド又はアジドであることができる。
【００４６】
スペーサＳｐの長さを変化させることにより、受容体の選択性が変わる。通常、Ｃ６−アルキレン鎖は、グルコースに対して良好な選択性を有する受容体を提供する。より長いアルキレン鎖は、より大きな糖に対する選択性をもたらすことができる。
【００４７】
式（ＩＩ）の受容体の特定の利点は、他の部分への２つの結合点の存在である。したがってこのような受容体は、構成要素を有用に提供して、発蛍光団−受容体−支持体構造体を作ることができる。このような受容体のさらなる詳細は、その内容の全体が参照により本明細書に組み込まれている米国特許第６，３８７，６７２号に見出される。
【００４８】
式（Ｉ）及び（ＩＩ）の受容体は、公知の技術によって調製できる。例示的な合成は実施例２に提供されており、さらなる詳細は米国特許第６，３８７，６７２号に見出すことができる。
【００４９】
本発明の一実施形態において、指示体それ自体が溶液に溶解している。この実施形態は通常、指示体が分析物と比較して高分子量を有する場合に利用される。この場合、分析物は通過できるが指示体の通過はできない半透膜が提供され得る。
【００５０】
代替の好ましい実施形態において、指示体は支持体に結合しており（担持指示体をもたらす）、支持体と指示体とのこの複合体は溶液に溶解している、又はそれ自体が流動体である。複合体の性質は、指示体が支持体に結合し続ける限り重要でない。例えば、支持体は全体として指示体に結合していてもよい。あるいは、支持体は、発蛍光団及び受容体に別々に結合していてもよい。後者の場合、受容体及び発蛍光団は互いに直接結合されておらず、支持体を介してのみ連結されている。本発明の一実施形態において、複合体は発蛍光団−受容体−支持体の形態をとる。
【００５１】
通常、高分子量支持体が使用される。これによって当業者は、指示体をより高分子量の複合体内に提供することにより、指示体の膜を通じての通過を制限できる。好ましい支持体は、少なくとも５００、例えば少なくとも１０００、１５００又は２０００の分子量を有する。支持体はまた、使用される溶媒に可溶性、又はそれ自体が流動体であるべきであり、センサ自体に干渉しないという意味において不活性であるべきである。
【００５２】
支持体として使用するのに適切な材料にはポリマーが含まれる。使用する溶媒に可溶性である任意の架橋していない直鎖状ポリマーが利用できる。あるいは、支持体は、ヒドロゲルを水中で形成できる架橋ポリマー（通常は若干架橋したポリマー）であることができる。例えば支持体は、ポリマー及び水性領域の間に明瞭な界面が存在しないように少なくとも３０％の水分含量を有する若干架橋したポリマーから形成されるヒドロゲルであることができる。
【００５３】
ポリアクリルアミド及びポリビニルアルコールが、適切な水溶性直鎖状ポリマーの例である。好ましくは、使用するポリマーは低い多分散性を有する。より好ましくは、ポリマーは、均一な（又は単分散）ポリマーである。このようなポリマーは、均一な分子量及び構造を有する分子からなる。より低い多分散性は、改善されたセンサの変調をもたらす。ヒドロゲルを形成するための架橋ポリマーは、エチレングリコールジメタクリレート及び／又はヒドロキシルエチルジメタクリレートと架橋した上述の水溶性直鎖状ポリマーから形成できる。
【００５４】
一実施形態において、指示体は高い水分含量を有するヒドロゲルに結合している。この場合、センサは通常、ヒドロゲルを含有する水溶液を備える。ヒドロゲルの水分含量は、溶液／ヒドロゲル混合物がポリマー及び水性領域の間に明瞭な固体界面が存在しない流動体の混合物とみなされ得る程度に高く、好ましくは少なくとも３０％ｗ／ｗである。本明細書では、流動体の形態のヒドロゲルは、非常に高い（通常は少なくとも３０％ｗ／ｗ）水分含量を有するヒドロゲルであり、したがってヒドロゲルを水中に置いた場合、ポリマー領域と水性領域との間に明瞭な固体界面は存在しない。このようなヒドロゲルは、溶媒に溶解できる若干架橋したポリマー、又は流動性のヒドロゲルを比較的低い水分含量で形成できる若干架橋したポリマーを含むことができ、あるいはヒドロゲルは、ヒドロゲルが流動体の形態になるようにより高い水分含量を有するより多く架橋したポリマーを含むことができる。
【００５５】
特に好ましい実施形態において、支持体はデンドリマーである。本発明で使用するデンドリマーの性質は特に限定されず、いくつかの市販のデンドリマーを使用できる。例えばポリアミドアミン（ＰＡＭＡＭ）例えばスターバースト（ＳＴＡＲＢＵＲＳＴ）（登録商標）デンドリマー、及びポリプロピレンイミン（ＰＰＩ）例えばアストラモル（ＡＳＴＲＡＭＯＬ）（登録商標）デンドリマーである。想定されるデンドリマーの他の型には、フェニルアセチレンデンドリマー、フレシェ（Ｆｒｅｃｈｅｔ）（すなわちポリ（ベンジルエーテル））デンドリマー、超分枝（ｈｙｐｅｒｂｒａｎｃｈｅｄ）デンドリマー及びポリリシンデンドリマーが含まれる。本発明の一態様において、ポリアミドアミン（ＰＡＭＡＭ）デンドリマーが使用される。
【００５６】
デンドリマーは、金属コア型（ｍｅｔａｌ−ｃｏｒｅｄ）及び有機コア型（ｏｒｇａｎｉｃ−ｃｏｒｅｄ）の両方を含み、その両方を本発明で利用できる。有機コアデンドリマーが一般に好ましい。
【００５７】
デンドリマーの特性は、その表面基（ｓｕｒｆａｃｅ ｇｒｏｕｐ）に影響される。本発明において、表面基は指示体に結合するための結合点、又は適切な場合には受容体及び発蛍光団に別々に結合するための結合点として作用する。したがって、好ましい表面基にはこのような結合反応で使用できる官能基、例えばアミン基、エステル基又はヒドロキシル基が含まれ、アミン基が好ましい。しかし、表面基の性質は、特に限定されない。本発明で使用するのに想定され得るいくつかの従来の表面基には、アミドエタノール、アミドエチルエタノールアミン、ヘキシルアミド、カルボン酸ナトリウム、スクシンアミド酸、トリメトキシシリル、トリス（ヒドロキシメチル）アミドメタン及びカルボキシメトキシピロリジノン、特にアミドエタノール、アミドエチルエタノールアミン及びカルボン酸ナトリウムが含まれる。
【００５８】
デンドリマーの表面基の数は、デンドリマーの世代に影響される。好ましくは、デンドリマーは少なくとも４個、より好ましくは少なくとも８個又は少なくとも１６個の表面基を有する。通常、支持体に指示体が結合している複合体において、デンドリマーの表面基全てが指示体部分に結合していることになる。しかし、デンドリマーの表面基のうち、指示体部分に未結合のままのものがある場合、表面基を使用して、特定の所望の特性を与えることができる。例えば、ヒドロキシル基、カルボン酸基、硫酸基、ホスホン酸基又はポリヒドロキシル基などの水溶性を増強する表面基が存在し得る。硫酸基、ホスホン酸基及びポリヒドロキシル基は、水溶性表面基の好ましい例である。
【００５９】
一実施形態において、デンドリマーは、重合性基（ｐｏｌｙｍｅｒｉｓａｂｌｅ ｇｒｏｕｐ）を含有する少なくとも１個の表面基を組み込んでいる。重合性基は、重合反応を受けることができる任意の基であってもよいが、通常は炭素炭素二重結合である。重合性基を組み込んでいる適切な表面基の例は、窒素原子が式−リンカー−Ｃ＝ＣＨ２の基で置換されているアミドエタノール基である。リンカー基は通常、アルキレン、アルキレン−アリーレン又はアルキレン−アリーレン−アルキレン基である。ここでアルキレンは通常、Ｃ１又はＣ２アルキレン基であり、アリーレンは通常、フェニレンである。例えば、表面基は、窒素原子が−ＣＨ２−Ｐｈ−ＣＨ＝ＣＨ２基で置換されているアミドエタノールを含むことができる。デンドリマー表面に重合性基が存在することにより、デンドリマーはポリマーに、デンドリマーを１つ又は複数のモノマー又はポリマーと重合させることによって結合することができる。したがって、デンドリマーは、デンドリマーの水溶性を増強するために例えば水溶性ポリマーにつなぐことができ、又はデンドリマーをセル内に備える助けるためにヒドロゲル（すなわち、高度に親水的な架橋ポリマーマトリックス、例えばポリアクリルアミド）につなぐことができる。
【００６０】
好ましくは、デンドリマーは対称形である、すなわち、デンドロンの全てが同一である。
【００６１】
本発明の一態様において、本発明で使用されるデンドリマーは、一般式
ＣＯＲＥ−［Ａ］ｎ
を有する。
式中、ＣＯＲＥは、デンドリマーの金属又は有機（好ましくは有機）コアを表し、ｎは、通常４以上、例えば８以上、好ましくは１６以上である。適切なＣＯＲＥ基の例には、ベンゼン環並びに式−ＲＮ−（ＣＨ２）ｐ−ＮＲ−及びＮ−（ＣＨ２）ｐ−Ｎの基が含まれ、ｐは２〜４、例えば２であり、Ｒは水素又はＣ１〜Ｃ４アルキル基、好ましくは水素である。−ＨＮ−（ＣＨ２）２−ＮＨ−及びＮ−（ＣＨ２）２−Ｎが好ましい。
【００６２】
各基ＡはＣＯＲＥ又はさらなる基Ａのいずれかに結合していてもよく、したがって、デンドリマーの典型的なカスケード構造（ｃａｓｃａｄｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を形成できる。好ましい態様において、２個以上、例えば４個以上の基Ａが、ＣＯＲＥに結合している（第１世代基Ａ）。デンドリマーは、通常は対称的であり、すなわちＣＯＲＥは２つ以上、好ましくは４つ以上の同一のデンドロンを持つ。
【００６３】
各基Ａは、１個又は複数の分枝基（ｂｒａｎｃｈｉｎｇ ｇｒｏｕｐ）を有する基本構造から構成されている。基本構造は通常、アルキレン若しくはアリーレン部分又はそれらの組合せを含む。好ましくは、基本構造はアルキレン部分である。適切なアルキレン部分は、Ｃ１〜Ｃ６アルキレン部分である。適切なアリーレン部分は、フェニレン部分である。アルキレン及びアリーレン部分は非置換であってもよく又は置換されていてもよく、好ましくは非置換であることができる。アルキレン部分は−ＮＲ’−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、ＣＯＮＲ’−、−ＯＣＯ−及び−ＯＣＯＮＲ’から選択される官能基によって中断又は終了されていてもよく、Ｒ’は水素又はＣ１〜Ｃ４アルキル基である。
【００６４】
分枝基は、基本構造に結合しており２つ以上のさらなる結合点を有する少なくとも三価基である。好ましい分枝基には、分枝状アルキル基、窒素原子、及びアリール又はヘテロアリール基が含まれる。窒素原子が好ましい。
【００６５】
分枝基は通常、（ｉ）基Ａの基本構造、及び（ｉｉ）２個以上のさらなる基Ａに結合している。しかしデンドリマー表面にある場合、分枝基はそれ自体がデンドリマーを終了させることができ（すなわち、分枝基は表面基である）、又は分枝基は２個以上の表面基に結合していてもよい。好ましい基Ａの例は、式
−（ＣＨ２）ｑ−（ＦＧ）ｓ−（ＣＨ２）ｒ−ＮＨ２
の基である。
式中、ｑ及びｒは、同じである又は異なり、１〜４の整数、好ましくは１又は２、より好ましくは２を表す。ｓは、０又は１である。ＦＧは−ＮＲ’−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、ＣＯＮＲ’−、−ＯＣＯ−及び−ＯＣＯＮＲ’から選択される官能基を表し、Ｒ’は水素又はＣ１〜Ｃ４アルキル基である。好ましい官能基は−ＣＯＮＨ−、−ＯＣＯ−及び−ＣＯＯ−、好ましくは−ＣＯＮＨ−である。
【００６６】
上述の通り、表面基は、デンドリマーの指示体への（又は別々に受容体及び発蛍光団部分への）結合点を形成する。したがって、表面基は通常、非置換若しくは置換されたアルキレン若しくはアリーレン部分又はそれらの組合せ、好ましくは非置換若しくは置換されたアルキレン部分、及び指示体に結合するのに適切な少なくとも１個の官能基を含む。官能基は通常、アミン基又はヒドロキシル基であり、アミン基が好ましい。表面基の特定の例は、上述されている。
【００６７】
利用されるデンドリマーが金属コアデンドリマーである場合、デンドリマー自体が蛍光特性を有することができる。この場合、デンドリマー自体が発蛍光団部分を形成できると想定される。この場合、担持指示体は、デンドリマーに結合した受容体部分を単に含む。
【００６８】
本発明のさらなる実施形態において、支持体は、高分子量（すなわち、少なくとも５００、好ましくは少なくとも１０００、１５００又は２０００）を有する非デンドリマー非ポリマー高分子である。シクロデキストリン、クリプタン及びクラウンエーテルは、このような高分子の例である。このような高分子はまた、指示体にとって均一な環境も提供し、分析物の結合に対する発蛍光団の応答のさらなる一貫性をもたらす。
【００６９】
指示体は支持体に、任意の適切な手段で結合していてもよい。共有結合が好ましい。通常、発蛍光団及び受容体は連結して発蛍光団−受容体構造体を形成し、次いでこの構造体が支持体に結合している。あるいは、受容体及び発蛍光団は支持体に別々に結合していてもよい。支持体部分１つ当たりの指示体部分の数は、通常１より大きく、例えば４以上又は８以上である。
【００７０】
ポリマー支持体が使用される場合、指示体は修飾されて二重結合を含み、（メタ）アクリレート又は他の適切なモノマーと共重合されて指示体に結合したポリマーをもたらすことができる。代替の重合反応又は単純な付加反応を利用することもできる。Ｗａｎｇら（Ｗａｎｇ Ｂ．、Ｗａｎｇ Ｗ．、Ｇａｏ Ｓ．、（２００１年）、Ｂｉｏｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、２９巻、３０８〜３２０頁）は、アントラセン発蛍光団に連結したモノボロン酸グルコース受容体を含む重合反応の例を提供している。
【００７１】
デンドリマー支持体の場合、デンドリマーは、発蛍光団及び受容体部分と別々に反応するか、又はより好ましくは、予め形成された受容体−発蛍光団構造体と反応するかのいずれかである。任意の適切な結合反応を使用できる。適切な方法の一例は、表面アミン基を有するデンドリマーを、反応性アルデヒド基を有する発蛍光団−受容体構造体と還元的アミノ化によってホウ化水素型試薬の存在下で反応させる技術である。得られた構造体は限外濾過によって精製できる。ボロン酸受容体及びアントラセン発蛍光団に結合したデンドリマーの一例は、Ｊａｍｅｓら（Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｍ．、１９９６年、７０６頁）によって提供されている。
【００７２】
重合性基を表面基として有するデンドリマー支持体の場合、デンドリマーは、ポリマーがデンドリマーの表面に結合しているデンドリマー−ポリマー構造体を形成するために、１つ又は複数のモノマーと重合反応を受けることができる。通常、デンドリマーは重合反応の後期に添加されて、その結果デンドリマーはポリマー連鎖を終了させる。
【００７３】
あるいは、デンドリマーは予め形成されたポリマーと反応してもよい。これは、例えばポリマーのカルボン酸基とデンドリマーのヒドロキシル基との間の縮合反応によって達成されて、形成されたエステルを介する連結を提供できる。
【００７４】
これらの反応で使用できるモノマー及びポリマーの例は、（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド及びビニルピロリドン並びにそれらの組合せ及びそれらに対応するポリマーである。好ましいポリマーは、水溶性ポリマーである。好ましくはポリマーの水溶性は、適切な蛍光シグナルが、ポリマー／指示体が水に溶解している場合生成されるようなものである（理想的には無限の溶解性）。ポリアクリルアミドは、デンドリマーに結合した高水溶性ポリアクリルアミド鎖の形成をもたらすので特に好ましい。この実施形態の一態様において、デンドリマー支持体に結合したポリマー（例えばポリアクリルアミド）鎖は、架橋されてヒドロゲルを形成する。この場合、デンドリマー−ヒドロゲル支持体は、センサ内の溶液中にある必要はない。ヒドロゲルは水中に置かれたとき、水相とポリマー相との間に明瞭な界面が存在しないような、高い水分含量を有してもよい（本明細書では、ヒドロゲルは流動体である）。この場合、ヒドロゲルは通常、水又は水溶液との混合物の形態で提供される。
【００７５】
デンドリマーの表面からの重合は、発蛍光団と受容体部分との結合の前又は後に実施できる。
【００７６】
溶液中の指示体又は担持指示体を備えるセンサの場合、指示体の濃度は必要とされるセンサ特性によって変わり得る。溶液中の指示体の濃度又は量が高いほど、信号レベルは大きくなる。１０−６〜１０−３Ｍの指示体又は担持指示体の濃度が、有効であることが見出された。
【００７７】
本発明のセンサは、適切な光学的導波路、例えば光ファイバーを備えることによって製造でき、導波路は入射光を、指示体を備えるセルに導くように構成されている。セルは流動体の指示体を備えるのに適切である限り、任意の形態をとることができる。光ファイバーセンサの場合、セルは通常、１つ又は複数の穴をファイバーの先端の中又は近傍に例えばレーザーアブレーションにより形成することによって作製できる。指示体又は担持指示体は適切な溶媒に溶解しており、或いは流動体の形態で提供され、得られた流動体はセルに挿入される。指示体又は担持指示体をセル内に維持するために、セルのいずれの開口部も覆われなければならない。１つ又は複数の開口部は、必要に応じて不透過性材料で覆うことができる。しかし、１つ又は複数の開口部は分析物透過性材料で覆われて、使用中に分析物がセルに入ることを確実にできる。これは、例えばファイバーを半透膜のスリーブに挿入することによって達成できる。あるいは膜は、セルのいずれかの開口部を横切って別々に結合させることができる。
【００７８】
その構築の後にセンサは、指示体又は担持指示体をセル内で維持できる適切な環境に格納しなければならない。通常このセンサは、検知領域が水、又は異なる溶媒が使用される場合には、セル内に存在するものと同じ溶媒に浸漬されるように格納される。
【実施例】
【００７９】
実施例１
以下の成分を２．２１ｍｌのエタノールに溶解させることによって、ポリアクリルアミド結合指示体を調製した：
０．６３９ｇ アクリルアミド
０．０００５ｇ イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）（商標）６５１（重合開始剤）
０．００３２ｇ 指示体（発蛍光団に連結したボロン酸グルコース受容体）。
【００８０】
溶液を脱気して全ての酸素を除去した。次いで紫外線を適用し、完全に沈殿するまで溶液を撹拌した。得られたポリアクリルアミド結合指示体をエタノールで洗浄し、乾燥させた。
【００８１】
ポリアクリルアミド結合指示体（ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｍｉｄｅ−ｂｏｕｎｄ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を水に様々な濃度で溶解し、光ファイバーセンサの光学的セルに挿入した。セルロース系透析膜（キュプロファン（ｃｕｐｒｏfａｎ））のスリーブで、ファイバーの検知領域を覆い、ポリアクリルアミド結合指示体が備えられた。センサは、ポリアクリルアミド結合指示体を１０−６〜１０−３Ｍの濃度で使用するグルコースの検出に有効であることが見出された。
【００８２】
この工程は、発蛍光団に連結した任意のボロン酸グルコース受容体、例えばＷａｎｇらによって記述されている（上を参照されたい）ものを使用して利用できる。
【００８３】
実施例２
受容体部分の合成
【化３】
【００８４】
スキーム１．「クリック」化学用アジドリンカーの合成。ａ）ｉ）ＭｅＯＨ、ｉｉ）ＮａＢＨ４、０℃、７５％；ｂ）ＮａＢＨ４、ＭｅＯＨ；ｃ）ＴＨＦ、２Ｍ ＨＣｌ、１００％の２つのステップｅ）ＮａＮ３、ＤＭＦ、６０℃、９２％；ｆ）ｉ）ＭｅＯＨ、ｉｉ）ＮａＢＨ４、０℃、９８％；ｇ）ｉ）２−（２−（ブロモメチル）フェニル）−５，５−ジメチル−１，３，２−ジオキサボリナン、Ｋ２ＣＯ３、ＭｅＣＮ、還流、ｉｉ）ＴＨＦ、２Ｍ ＨＣｌ、３０％。
【００８５】
Ｎ−（４−（ジエトキシメチル）ベンジル）ヘキサン−１，６−ジアミン、１。
【化４】
【００８６】
４−（ジエトキシメチル）ベンズアルデヒド（５ｍｌ、２５ｍｍｏｌ）を、メタノール（１００ｍｌ）に溶解したヘキサン−１，６−ジアミン（１４．５ｇ、１２５ｍｍｏｌ、５当量）にゆっくり添加し、終夜撹拌した。反応混合物を、次いで０℃に冷却し、ＮａＢＨ４（１．８９ｇ、５０ｍｍｏｌ、２当量）を次いでゆっくり添加し、反応混合物を３時間撹拌し、その後溶媒を蒸発させた。得られた残渣を酢酸エチル（１００ｍｌ）及び水（１００ｍｌ）に溶解し、相を分離し、有機相を水（１００ｍｌ）で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、蒸発させた。フラッシュクロマトグラフィー（溶離液、ＤＣＭ〜ＤＣＭ／ＮＨ３飽和メタノール、９：１）によって粗生成物を精製して、透明な油として１を得た（５．７３ｇ、１８．６ｍｍｏｌ、７５％）。Ｒｆ＝０．４０（９：１ ＤＣＭ／ＮＨ３飽和ＭｅＯＨ）；１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝７．４２（ｄ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝８．１Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨＯ２に対してα位のＡｒＣＨ）、７．３０（ｄ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝８．１Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２ＮＨに対してα位のＡｒＣＨ）、５．４９（ｓ，１Ｈ，ＣＨＯ２）、３．７８（ｓ，２Ｈ，ＡｒＣＣＨ２）、３．６１（ｄｑ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．１Ｈｚ，２Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝９．５Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２ＣＨ３）、３．５３（ｄｑ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．１Ｈｚ，２Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝９．５Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２ＣＨ３）、２．６７（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝６．９Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２）、２．６１（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．２Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ）、１．５５〜１．３０（ｍ，８Ｈ，ＣＨ２）１．２４（ｂｓ，２Ｈ，ＮＨ２）、１．２３（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．１Ｈｚ，６Ｈ，ＣＨ２ＣＨ３）；１３Ｃ ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝１４０．６（ＡｒＣＣＨ２ＮＨ）、１３７．７（ＡｒＣＣＨＯ２）、１２７．９（ＣＨ２ＮＨに対してα位のＡｒＣＨ）、１２６．６（ＣＨＯ２に対してα位のＡｒＣＨ）、１０１．５（ＣＨＯ２）、６１．０（ＯＣＨ２ＣＨ３）、５３．８（ＡｒＣＣＨ２）、４９．４（ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ）、４２．２（ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２）、３３．８（ＣＨ２）、３０．１（ＣＨ２）、２７．２（ＣＨ２）、２６．８（ＣＨ２）、１５．２（ＯＣＨ２ＣＨ３）；ＨＲＭＳ（ＥＳＩ＋）：ｍ／ｚ Ｃ１８Ｈ３３Ｎ２Ｏ２［Ｍ＋Ｈ］＋の計算値：３０９．２５３７、実測値３０９．２５２７。
【００８７】
４−（ジエトキシメチル）ベンズアルデヒド、２。
【化５】
【００８８】
４−（ジエトキシメチル）ベンズアルデヒド（１０ｇ、４８ｍｍｏｌ）をメタノール（２００ｍｌ）に溶解し、０℃に冷却した。ＮａＢＨ４（４．５４ｇ、１２０ｍｍｏｌ、２．５当量）を、次いでゆっくり添加し、反応混合物を１時間撹拌し、その後溶媒を蒸発させた。得られた残渣を酢酸エチル（１００ｍｌ）及び水（１００ｍｌ）に溶解し、相を分離し、有機相を水（１００ｍｌ）で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、蒸発させて透明な油を得た。この油を、ＴＨＦ（１００ｍｌ）と２Ｍ ＨＣｌ（１００ｍｌ）の混合物に溶解し、１時間撹拌した。溶媒を蒸発させ、得られた残渣を酢酸エチル（１００ｍｌ）及び水（１００ｍｌ）に溶解した。相を分離し、有機相を水（１００ｍｌ）で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、蒸発させて白色固体として生成物を得た（６．５４ｇ、４８ｍｍｏｌ、１００％）。Ｒｆ＝０．５４（酢酸エチル／クロロホルム、１：１）；融点＝４２℃（蒸留物から）；１Ｈ ＮＭＲ（２５０ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝１０．０２（ｓ，１Ｈ，ＣＨＯ）、７．８９（ｄ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝８．１Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨＯに対してα位のＡｒＣＨ）、７．５４（ｄ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝８．１Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２ＯＨに対してα位のＡｒＣＨ）、４．８２（ｄ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝５．９Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２ＯＨ）、１．９４（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝５．９Ｈｚ，１Ｈ，ＣＨ２ＯＨ）；１３Ｃ ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝１９２．０（ＣＨＯ）、１４７．７（ＡｒＣＣＯＨ）、１３５．７（ＡｒＣＣＨＯ）、１３０．０（ＡｒＣＣＨＯに対してα位のＡｒＣＨ）、１２７．０（ＡｒＣＣＨ２ＯＨに対してα位のＡｒＣＨ）、６４．６（ＣＨ２ＯＨ）；ＨＲＭＳ（ＥＳＩ−）：ｍ／ｚ Ｃ８Ｈ７Ｏ２［Ｍ−Ｈ］−の計算値：１３５．０４４６、実測値１３５．０４４８；元素分析 Ｃ８Ｈ８Ｏ２（１３６．１５）の計算値（％）：Ｃ ７０．５７、Ｈ ５．９２；実測値：Ｃ ７０．７０、Ｈ ６．００。
【００８９】
４−（ブロモメチル）ベンズアルデヒド、３。
【化６】
【００９０】
酢酸中のＨＢｒ（２５ｍｌ）を添加する前に、４−（ヒドロキシメチル）ベンズアルデヒド２（６．１９ｇ、４５．５）をＤＣＭ（５０ｍｌ）に溶解し、終夜撹拌した。フラッシュクロマトグラフィー（溶離液、ヘキサン／酢酸エチル、９：１）によって残渣を精製して、白色固体として３を得た（６．６０ｇ、３３．２ｍｍｏｌ、７３％）。Ｒｆ＝０．７７（ＤＣＭ）；融点＝１００℃（ヘキサンから再結晶）；νｍａｘ＝１６８２、１６０４、１２０９、１２００、８３０、７７０、７２６ｃｍ−１；１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝１０．０２（ｓ，１Ｈ，ＣＨＯ）、７．８７（ｄ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝８．２Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨＯに対してα位のＡｒＣＨ）、７．５６（ｄ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝８．２Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２Ｂｒに対してα位のＡｒＣＨ）、４．５２（ｓ，２Ｈ，ＣＨ２Ｂｒ）；１３Ｃ ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝１９１．５（ＣＨＯ）、１４４．２（ＡｒＣＣＢｒ）、１３６．２（ＡｒＣＣＨＯ）、１３０．２（ＡｒＣＣＨＯに対してα位のＡｒＣＨ）、１２９．７（ＡｒＣＣＨ２Ｂｒに対してα位のＡｒＣＨ）、３１．９（ＣＨ２Ｂｒ）；ＨＲＭＳ（ＥＳＩ−）：ｍ／ｚ Ｃ８Ｈ６ＢｒＯ［Ｍ−Ｈ］−の計算値：１９６．９６０２、実測値１９６．９６０２；元素分析 Ｃ８Ｈ７ＢｒＯ（１９９．０４）の計算値（％）：Ｃ ４８．２７、Ｈ ３．５４；実測値：Ｃ ４７．４０、Ｈ ３．５３。
【００９１】
４−（アジドメチル）ベンズアルデヒド、４。
【化７】
【００９２】
４−（ブロモメチル）ベンズアルデヒド３（１８０ｍｇ、０．９０ｍｍｏｌ）を、ＤＭＦ（１０ｍｌ）に溶解した。アジ化ナトリウム（８８ｍｇ、１．３５ｍｍｏｌ）を添加した。反応混合物を、次いで６０℃で１時間加熱した。反応混合物を放冷させ、ＤＣＭ（１５０ｍｌ）及びＨ２Ｏ（１５０ｍｌ）に溶解した。相を分離し、有機相を水（２×１５０ｍｌ）で再度洗浄した。有機相を硫酸ナトリウムで乾燥させ、減圧下で蒸発させて、油として４を得た（１３４ｍｇ、０．８３ｍｍｏｌ、９２％）。Ｒｆ＝０．７０（ＤＣＭ）；νｍａｘ＝２０９４、１６９４、１６０７、１２０７、１１６７、８１２、７７３ｃｍ−１；１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝１０．０２（ｓ，１Ｈ，ＣＨＯ）、７．９０（ｄ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．９Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨＯに対してα位のＡｒＣＨ）、７．４８（ｄ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．９Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２Ｎ３に対してα位のＡｒＣＨ）、４．４５（ｓ，２Ｈ，ＣＨ２Ｎ３）；１３Ｃ ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝１９１．６（ＣＨＯ）、１４２．１（ＡｒＣＣＨ２Ｎ３）、１３６．２（ＡｒＣＣＨＯ）、１３０．２（ＡｒＣＣＨＯに対してα位のＡｒＣＨ）、１２８．４（ＡｒＣＣＨ２Ｎ３に対してα位のＡｒＣＨ）、５４．２（ＣＨ２Ｎ３）；ＨＲＭＳ（ＥＳＩ＋）：ｍ／ｚ Ｃ８Ｈ７Ｎ３ＯＮａ［Ｍ＋Ｎａ］＋の計算値：１８４．０４８１、実測値１８４．０４９７。
【００９３】
Ｎ−（４−（アジドメチル）ベンジル）−Ｎ’−（４−（ジエトキシメチル）ベンジル）−ヘキサン−１，６−ジアミン、５。
【化８】
【００９４】
４−（アジドメチル）ベンズアルデヒド４（１．３０ｇ、８．１ｍｍｏｌ）を、メタノール（４０ｍｌ）に溶解したＮ１−（４−（ジエトキシメチル）ベンジル）ヘキサン−１，６−ジアミン１（２．５ｇ、８．２ｍｍｏｌ、１．０１当量）に添加し、終夜撹拌した。反応混合物を次いで０℃に冷却し、ＮａＢＨ４（０．７６ｇ、２０．２ｍｍｏｌ、２．５当量）を次いでゆっくり添加し、反応混合物を３時間撹拌し、その後溶媒を蒸発させた。得られた残渣を酢酸エチル（１００ｍｌ）及び水（１００ｍｌ）に溶解し、相を分離し、有機相を水（１００ｍｌ）で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、蒸発させた。フラッシュクロマトグラフィー（溶離液、ＤＣＭ〜ＤＣＭ／ＮＨ３飽和メタノール、１９：１）によって粗生成物を精製して、透明な油として５を得た（３．６０ｇ、７．９ｍｍｏｌ、９８％）。Ｒｆ＝０．７３（９：１、ＤＣＭ／ＮＨ３飽和ＭｅＯＨ）；１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝７．４２（ｄ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝８．１Ｈｚ，２Ｈ，ＡｒＣＨ）、７．３６〜７．２６（ｍ，６Ｈ，ＡｒＣＨ）、５．５０（ｓ，１Ｈ，ＣＨＯ２）、４．３２（ｓ，２Ｈ，ＣＨ２Ｎ３）、３．７９（ｓ，２Ｈ，ＡｒＣＣＨ２）、３．７８（ｓ，２Ｈ，ＡｒＣＣＨ２）、３．６１（ｄｑ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．１Ｈｚ，２Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝９．５Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２ＣＨ３）、３．５２（ｄｑ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．１Ｈｚ，２Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝９．５Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２ＣＨ３）、２．６２（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．１Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２）、２．６２（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．１Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２）、１．５５〜１．４５（ｍ，４Ｈ，ＣＨ２）１．４０〜１．３０（ｍ，４Ｈ，ＣＨ２）、１．２４（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．１Ｈｚ，６Ｈ，ＣＨ２ＣＨ３）；１３Ｃ ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝１４０．９（ＡｒＣＣＨ２ＮＨ）、１４０．７（ＡｒＣＣＨ２ＮＨ）、１３７．７（ＡｒＣＣＨＯ２）、１３３．９（ＡｒＣＣＨ２Ｎ３）、１２８．５（ＡｒＣＨ）、１２８．３（ＡｒＣＨ）、１２７．９（ＡｒＣＨ）、１２６．７（ＡｒＣＨ）、１０１．５（ＣＨＯ２）、６１．０（ＯＣＨ２ＣＨ３）、５４．６（ＣＨ２Ｎ３）、５３．８（ＡｒＣＣＨ２）、５３．７（ＡｒＣＣＨ２）、４９．４（ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ）、４９．４（ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ）、３０．０（ＣＨ２）、２７．３（ＣＨ２）、１５．２（ＯＣＨ２ＣＨ３）；ＨＲＭＳ（ＥＳＩ＋）：ｍ／ｚ Ｃ２６Ｈ４０Ｎ５Ｏ２［Ｍ＋Ｈ］＋の計算値：４５４．３１７７、実測値４５４．３１８２。
【００９５】
ビスボロン酸を有するアジドアルデヒド、６。
【化９】
【００９６】
Ｎ−（４−（アジドメチル）ベンジル）−Ｎ’−（４−（ジエトキシメチル）ベンジル）−ヘキサン−１，６−ジアミン５（２５０ｍｇ、０．５９ｍｍｏｌ）、２−（２−（ブロモメチル）フェニル）−５，５−ジメチル−１，３，２−ジオキサボリナン（Ｄ．Ｋ．Ｓｃｒａｆｔｏｎ、Ｊ．Ｅ．Ｔａｙｌｏｒ、Ｍ．Ｆ．Ｍａｈｏｎ、Ｊ．Ｓ．Ｆｏｓｓｅｙ及びＴ．Ｄ．Ｊａｍｅｓ、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．、２００８年、７３巻、２８７１〜２８７４頁）（４１９ｍｇ、１．４１ｍｍｏｌ、２．４当量）、及びＫ２ＣＯ３（３２４ｍｇ、２．３４ｍｍｏｌ、４当量）を、窒素環境下で、無水アセトニトリル（５０ｍｌ）に溶解し、還流状態で６時間加熱した。溶媒を蒸発させ、得られた残渣を酢酸エチル（５０ｍｌ）及び水（５０ｍｌ）に溶解し、相を分離し、有機相を水（５０ｍｌ）で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、蒸発させた。得られた固体をＴＨＦ及び２Ｍ ＨＣｌ（１００ｍｌ）に溶解し、１時間撹拌し、その後、溶媒を蒸発させた。得られた残渣を酢酸エチル（５０ｍｌ）及び水（５０ｍｌ）に溶解し、相を分離し、有機相を水（１００ｍｌ）で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、蒸発させた。フラッシュクロマトグラフィー（ＤＣＭ〜ＭｅＯＨ〜ＮＨ３飽和ＭｅＯＨ）によって粗生成物を精製して、白色固体として生成物を得た（１１０ｍｇ、０．１７ｍｍｏｌ、３０％）。Ｒｆ＝０．４５（９：１、ＤＣＭ／ＮＨ３飽和ＭｅＯＨ）；１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３／ＣＤ３ＯＤ ９５：５）δ＝９．９７（ｓ，１Ｈ，ＣＨＯ）、７．８３（ｄ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝Ｈｚ，４Ｈ，ＡｒＣＨ）、７．４２（ｄ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝Ｈｚ，２Ｈ，ＡｒＣＨ）、７．２７〜７．３５（ｍ，８Ｈ，ＡｒＣＨ）、７．１８（ｂｓ，２Ｈ，ＡｒＣＨ）、４．３２（ｓ，２Ｈ，ＣＨ２Ｎ３）、３．７４（ｓ，２Ｈ，ＣＨ２）、３．７３（ｓ，２Ｈ，ＣＨ２）、３．６２（ｓ，２Ｈ，ＣＨ２）、３．５８（ｓ，２Ｈ，ＣＨ２）、２．３８（ｂｓ，４Ｈ，ＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、１．４７（ｂｓ，４Ｈ，ＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、１．０５（ｂｓ，４Ｈ，ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ）；１１Ｂ ＮＭＲ（９６ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３／ＣＤ３ＯＤ ９５：５）δ＝３４．６；１３Ｃ ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３／ＣＤ３ＯＤ ９５：５）δ＝１９２．２（ＣＨＯ）、１４４．１（ＡｒＣ）、１４１．３（ＡｒＣ）、１４１．１（ＡｒＣ）、１３６．６（ＡｒＣ）、１３５．４（ＡｒＣ）、１３４．５（ＡｒＣ）、１２９．９（ＡｒＣＨ）、１２９．８（ＡｒＣＨ）、１２８．２（ＡｒＣＨ）、１２７．３（ＡｒＣＨ）、１２７．２（ＡｒＣＨ）、６１．２（ＡｒＣＣＨ２Ｎ）、６１．０（ＡｒＣＣＨ２Ｎ）、５７．０（ＡｒＣＣＨ２Ｎ）、５６．６（ＡｒＣＣＨ２Ｎ）、５４．３（ＣＨ２Ｎ３）、５２．７（ＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、５２．０（ＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、２６．９（ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、２４．６（ＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、２４．５（ＣＨ２ＣＨ２Ｎ）；ＨＲＭＳ（ＥＳＩ＋）：ｍ／ｚ Ｃ３６Ｈ４２Ｂ２Ｎ５Ｏ４（無水物）［Ｍ＋Ｈ−Ｈ２Ｏ］＋の計算値：６３０．３４１７、実測値６３０．３３８２。
【００９７】
発蛍光団
上記の合成に従って生成された通りの受容体６は発蛍光団に、アルデヒド基との反応によって結合している。これは、発蛍光団のアミン基をホウ化水素型試薬の存在下で還元的にアミノ化することによって達成できる。適切な発蛍光団にはアントラセン若しくはピレン又はそれらの誘導体が含まれる。
【００９８】
デンドリマー
世代１又は２のＰＡＭＡＭデンドリマーは、Ｃｈｅｎｇら（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｅｄｉｃｉｎａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、２００５年、４０巻、１３８４〜１３８９頁）に従って合成される。合成されるデンドリマーを、以下に示す。
【００９９】
【化１０】
【０１００】
【化１１】
【０１０１】
世代１又は２のデンドリマーは受容体５に、アルデヒド基との反応によって結合して、４個の受容体又は８個の受容体のいずれかが付加されたデンドリマーが得られる。デンドリマーの受容体６への結合は、発蛍光団と連結する前又は後のいずれかにおいて実施できる。図３は、（発蛍光団が結合する前に）４個の受容体又は８個の受容体のいずれかが付加された世代１又は世代２のデンドリマーを示す。
【０１０２】
実施例３
デンドリマーを以下の手順に従って合成した。実施例２に記載の通り、デンドリマーは、（発蛍光団に結合する前又は後に）受容体６に結合している。
【０１０３】
デンドリマー合成
【化１２】
【０１０４】
スキーム２．デンドリマーの合成。ａ）アクリル酸メチル、ＭｅＯＨ、４０℃；ｂ）エチレンジアミン、４０℃；ｃ）ＮＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｘ、ＭｅＯＨ、４０℃。
【０１０５】
２−アジドエタンアミン
【化１３】
【０１０６】
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝３．３８（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝５．７Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２Ｎ３）、２．８８（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝５．７Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ２ＮＨ２）；１３Ｃ ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝５４．６（ＣＨ２Ｎ３）、４１．３（ＣＨ２ＮＨ２）；ＨＲＭＳ（ＥＳＩ＋）：ｍ／ｚ Ｃ２Ｈ７Ｎ４［Ｍ＋Ｈ］＋の計算値：８７．０６６５、実測値８７．０６６３。
【０１０７】
Ｇ０．５
【化１４】
【０１０８】
黄色の油。
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝３．６６（ｓ，１２Ｈ，ＯＣＨ３）、２．７６（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．０Ｈｚ，８Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）、２．４９（ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、２．４３（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．０Ｈｚ，８Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）；１３Ｃ ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝１７２．９（ＣＯ）、５２．２（ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、５１．５（ＯＣＨ３）、４９．７（ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）、３２．６（ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）。
【０１０９】
Ｇ１
【化１５】
【０１１０】
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝３．６６（ｓ，１２Ｈ，ＯＣＨ３）、２．７６（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．０Ｈｚ，８Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）、２．４９（ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、２．４３（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．０Ｈｚ，８Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）；１３Ｃ ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝１７２．９（ＣＯ）、５２．２（ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、５１．５（ＯＣＨ３）、４９．７（ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）、３２．６（ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）；ＨＲＭＳ（ＥＳＩ＋）：ｍ／ｚ Ｃ２２Ｈ４８Ｎ１０Ｏ４Ｎａ［Ｍ＋Ｎａ］＋の計算値：５３９．３７５２、実測値５３９．３７５２。
【０１１１】
Ｇ１アジド
【化１６】
【０１１２】
反応は、完了しなかった。
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝３．６６（ｓ，１２Ｈ，ＯＣＨ３）、２．７６（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．０Ｈｚ，８Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）、２．４９（ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、２．４３（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．０Ｈｚ，８Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）；１３Ｃ ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝１７２．９（ＣＯ）、５２．２（ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、５１．５（ＯＣＨ３）、４９．７（ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）、３２．６（ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）。
【０１１３】
Ｇ１．５
【化１７】
【０１１４】
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝３．６６（ｓ，１２Ｈ，ＯＣＨ３）、２．７６（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．０Ｈｚ，８Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）、２．４９（ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、２．４３（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．０Ｈｚ，８Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）；１３Ｃ ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝１７２．９（ＣＯ）、５２．２（ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、５１．５（ＯＣＨ３）、４９．７（ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）、３２．６（ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）；ＨＲＭＳ（ＥＳＩ＋）：ｍ／ｚ Ｃ５４Ｈ９７Ｎ１０Ｏ２０［Ｍ＋Ｈ］＋の計算値：１２０５．６８７５、実測値１２０５．６８９８。
【０１１５】
Ｇ２．０
【化１８】
【０１１６】
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝３．６６（ｓ，１２Ｈ，ＯＣＨ３）、２．７６（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．０Ｈｚ，８Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）、２．４９（ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、２．４３（ｔ，３Ｊ（Ｈ，Ｈ）＝７．０Ｈｚ，８Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）；１３Ｃ ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ＝１７２．９（ＣＯ）、５２．２（ＮＣＨ２ＣＨ２Ｎ）、５１．５（ＯＣＨ３）、４９．７（ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）、３２．６（ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＯ）。
【０１１７】
本発明は、特定の実施形態及び実施例を参照して説明されているが、本発明がこれらの実施形態及び実施例に限定されないことは理解されよう。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体中の分析物の量又は存在を決定するための光学的センサであって、（ａ）分析物用の指示体、又は（ｂ）支持体に結合した分析物用の指示体を具備する担持指示体を有するセルを備え、前記指示体又は担持指示体が流動体であり、前記セルが、分析物透過性膜で覆われた１つ又は複数の開口部を有し、前記膜が前記指示体又は担持指示体を前記セル内に保持するように構成されている、光学的センサ。
【請求項２】
前記セルが、前記指示体又は担持指示体の溶液を有する、請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記セルが担持指示体を備え、前記支持体がデンドリマーである、請求項２に記載のセンサ。
【請求項４】
前記デンドリマーがポリアミドアミンデンドリマーである、請求項３に記載のセンサ。
【請求項５】
前記デンドリマーが少なくとも４個の指示体部分に結合している、請求項３又は４に記載のセンサ。
【請求項６】
前記デンドリマーが対称形である、請求項３〜５のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項７】
前記デンドリマーが水溶性ポリマーに結合している、請求項３〜５のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項８】
前記セルが、（ｉ）水又は水溶液、及び（ｉｉ）担持指示体を具備する流動性混合物を有し、前記支持体が、内部に分散された水を具備するヒドロゲルであり、内部に水が分散された前記ヒドロゲルが流動体の形態である、請求項１に記載のセンサ。
【請求項９】
前記ヒドロゲルが少なくとも３０％ｗ／ｗの水分含量を具備する、請求項８に記載のセンサ。
【請求項１０】
前記指示体が受容体及び発蛍光団を含み、前記受容体及び前記発蛍光団が支持体に別々に結合している、請求項１〜９のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項１１】
前記分析物がグルコースであり、前記指示体が、１つ又は複数のボロン酸基を有する受容体部分を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項１２】
前記発蛍光団の蛍光強度をモニタリングするように構成されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項１３】
前記発蛍光団の蛍光寿命をモニタリングするように構成されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載のセンサと、入射光を光学的導波路に供給するように構成されている装置と、帰還信号を検出するための検出器とを備えるキット。
【請求項１５】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光学的センサを製造する方法であって、
１つ又は複数の開口部を有するセルを用意するステップと、
前記セルに、（ａ）指示体又は（ｂ）支持体に結合した指示体を含む担持指示体を挿入するステップであり、前記指示体又は担持指示体が流動体である、ステップと、
前記セルの１つ又は複数の開口部を、前記指示体又は担持指示体を前記セル内に保持するように構成されている分析物透過性膜で覆うステップと、を備える、方法。
【請求項１６】
媒体中の分析物の存在又は濃度を決定する方法であって、入射光を請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光学的センサのセルに導入するステップと、光学的帰還信号を検出するステップとを備える方法。
【請求項１７】
前記指示体が発蛍光団を含み、前記方法が前記発蛍光団の蛍光強度を測定するステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記指示体が発蛍光団を含み、前記方法が前記発蛍光団の蛍光寿命を測定するステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１】
媒体中の分析物の量又は存在を決定するための光学的センサであって、（ａ）分析物用の指示体、又は（ｂ）支持体に結合した分析物用の指示体を具備する担持指示体を有するセルを備え、前記指示体又は担持指示体が流動体であり、前記セルが、分析物透過性膜で覆われた１つ又は複数の開口部を有し、前記膜が前記指示体又は担持指示体を前記セル内に保持するように構成されている、光学的センサ。
【請求項２】
前記セルが、前記指示体又は担持指示体の溶液を有する、請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記セルが担持指示体を備え、前記支持体がデンドリマーである、請求項２に記載のセンサ。
【請求項４】
前記デンドリマーがポリアミドアミンデンドリマーである、請求項３に記載のセンサ。
【請求項５】
前記デンドリマーが少なくとも４個の指示体部分に結合している、請求項３又は４に記載のセンサ。
【請求項６】
前記デンドリマーが対称形である、請求項３〜５のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項７】
前記デンドリマーが水溶性ポリマーに結合している、請求項３〜５のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項８】
前記セルが、（ｉ）水又は水溶液、及び（ｉｉ）担持指示体を具備する流動性混合物を有し、前記支持体が、内部に分散された水を具備するヒドロゲルであり、内部に水が分散された前記ヒドロゲルが流動体の形態である、請求項１に記載のセンサ。
【請求項９】
前記ヒドロゲルが少なくとも３０％ｗ／ｗの水分含量を具備する、請求項８に記載のセンサ。
【請求項１０】
前記指示体が受容体及び発蛍光団を含み、前記受容体及び前記発蛍光団が支持体に別々に結合している、請求項１〜９のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項１１】
前記分析物がグルコースであり、前記指示体が、１つ又は複数のボロン酸基を有する受容体部分を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項１２】
前記発蛍光団の蛍光強度をモニタリングするように構成されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項１３】
前記発蛍光団の蛍光寿命をモニタリングするように構成されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載のセンサと、入射光を光学的導波路に供給するように構成されている装置と、帰還信号を検出するための検出器とを備えるキット。
【請求項１５】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光学的センサを製造する方法であって、
１つ又は複数の開口部を有するセルを用意するステップと、
前記セルに、（ａ）指示体又は（ｂ）支持体に結合した指示体を含む担持指示体を挿入するステップであり、前記指示体又は担持指示体が流動体である、ステップと、
前記セルの１つ又は複数の開口部を、前記指示体又は担持指示体を前記セル内に保持するように構成されている分析物透過性膜で覆うステップと、を備える、方法。
【請求項１６】
媒体中の分析物の存在又は濃度を決定する方法であって、入射光を請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光学的センサのセルに導入するステップと、光学的帰還信号を検出するステップとを備える方法。
【請求項１７】
前記指示体が発蛍光団を含み、前記方法が前記発蛍光団の蛍光強度を測定するステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記指示体が発蛍光団を含み、前記方法が前記発蛍光団の蛍光寿命を測定するステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【図１】
【図１ａ】
【図２】
【図３】
【図１ａ】
【図２】
【図３】
【公表番号】特表２０１３−５１９８９４（Ｐ２０１３−５１９８９４Ａ）
【公表日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５５３３９１（Ｐ２０１２−５５３３９１）
【出願日】平成２３年２月１５日（２０１１．２．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２０１１／０００２０７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／１０１６２４
【国際公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（５１２２１２８６３）ライトシップ メディカル リミテッド (4)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１５日（２０１１．２．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２０１１／０００２０７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／１０１６２４
【国際公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（５１２２１２８６３）ライトシップ メディカル リミテッド (4)
【Ｆターム（参考）】
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