本発明は、特に、疎水性コアおよび親水性キャップを含む官能化発色性ポリマードット、ならびにその生物共役体を提供する。官能化発色性ポリマードットを製造するための改良された方法も提供される。in vivo画像処理および分子標識のための方法も開示される。一態様では、本発明は、疎水性コアおよび親水性キャップを有する官能化発色性ポリマードットを提供する。一実施形態では、官能化Ｐドットは、発色性ポリマー、ならびに疎水性部分および反応性官能基と結合される親水性部分を有する両親媒性分子を含み、発色性ポリマーがＰドットの疎水性コア内に包埋され；そして両親媒性分子の一部分がＰドットのコア内に包埋されて、反応性官能基が親水性キャップ中に位置する。好ましい一実施形態では、発色性ポリマーは半導電性ポリマーである。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアおよびキャップを含む官能化発色性ポリマードット（Ｐドット）であって、前記コアが発色性ポリマーを含み、前記キャップが１つ以上の官能基を保有する官能基化剤を含むが、但し、キャップのすべてが有機ケイ酸塩というわけではないポリマードット。
【請求項２】
疎水性コアおよび親水性キャップを有する請求項１記載の官能化発色性ポリマードット（Ｐドット）であって、前記Ｐドットが、以下の：
（ａ）発色性ポリマー；ならびに
（ｂ）疎水性部分および反応性官能基と結合される親水性部分を有する両親媒性分子
を含み、
前記発色性ポリマーが前記Ｐドットの疎水性コア内に包埋され；そして
前記両親媒性分子の一部分が前記Ｐドットのコア内に包埋されて、前記反応性官能基が親水性キャップ中に位置する
ポリマードット。
【請求項３】
前記ポリマードットが発色性ポリマーの配合物を含む請求項１または２記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項４】
前記発色性ポリマーが半導電性ポリマーである請求項１〜３のいずれか一項に記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項５】
前記ナノ粒子が半導電性ポリマーの配合物を含む請求項４記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項６】
前記半導電性ポリマーの配合物がＰＦ−ＴＢＴ半導電性ポリマーを包含する請求項５記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項７】
前記ＰＦ−ＴＢＴ半導電性ポリマーがＰＦ−０．１ＴＢＴである請求項６記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項８】
前記両親媒性分子対発色性ポリマーの重量比が約１％〜約５０％である請求項１〜７のいずれか一項に記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項９】
前記両親媒性分子対発色性ポリマーの重量比が約５％〜約２５％である請求項８記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項１０】
前記両親媒性分子の親水性部分がポリアルキレングリコールを含む請求項２〜８のいずれか一項に記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項１１】
前記ポリアルキレングリコールがポリエチレングリコールである請求項１０記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項１２】
前記両親媒性分子が両親媒性ポリマーである請求項１〜１１のいずれか一項に記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項１３】
前記両親媒性ポリマーが両親媒性櫛型ポリマーである請求項１２記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項１４】
前記両親媒性ポリマーがポリエチレングリコール−グラフト化ポリスチレンである請求項１２または１３記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項１５】
前記両親媒性ポリマーのポリエチレングリコール部分が１つ以上のカルボキシル基と結合される請求項１４記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項１６】
前記両親媒性ポリマーがポリ（スチレン−コ−無水マレイン酸）である請求項１２または１３記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項１７】
前記両親媒性ポリマーが半導電性ポリマーである請求項１２または１３記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項１８】
前記両親媒性ポリマーが非半導電性ポリマーである請求項１２または１３記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項１９】
前記両親媒性ポリマーの親水性部分が１つ以上の反応性官能基と結合される請求項２〜１８のいずれか一項に記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項２０】
前記反応性官能基が、カルボキシル、アミノ、メルカプト、アジド、アルキン、アルデヒド、ヒドロキシル、カルボニル、スルフェート、スルホネート、ホスフェート、シアネート、スクシンイミジルエステル、歪みアルキン、アジド、ジエン、アルケン、テトラジン、歪みアルケン、シクロオクチン、ホスフィン基、およびその誘導体からなる群から選択される請求項１〜１８のいずれか一項に記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項２１】
前記反応性官能基が、アルキン、アジド、歪みアルキン、ジエン、アルケン、テトラジン、歪みアルケン、シクロオクチン、ホスフィン、または生体直交型反応を介して分子と共役され得るその他の部分である請求項２０記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項２２】
前記生体直交型反応がクリックケミストリー反応である請求項２１記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項２３】
前記ポリマードットが、蛍光染料、無機発光物質、磁気物質、およびナノ粒子のコア内に包埋された金属からなる群から選択される構成成分をさらに含む請求項１〜２２のいずれか一項に記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項２４】
生物学的分子がポリマードットの表面の反応性官能基と共役される請求項１〜２３のいずれか一項に記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項２５】
前記生物学的分子が、合成または天然タンパク質、糖タンパク質、ポリペプチド、アミノ酸、核酸、炭水化物、脂質、脂肪酸およびその組合せからなる群から選択される分子を含む請求項２４記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項２６】
前記生物学的分子がポリペプチドまたは核酸である請求項２５記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項２７】
前記生物学的分子が抗体である請求項２５記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項２８】
前記生物学的分子がアプタマーである請求項２５記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項２９】
前記ポリマードットが１つ以上の非反応性化学基とさらに共役される請求項１〜２８のいずれか一項に記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項３０】
前記非反応性化学基が水溶性ポリマーである請求項２９記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項３１】
前記水溶性ポリマーがポリエチレングリコールである請求項３０記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項３２】
前記ポリマードットが約７００ｎｍ〜約１５００ｎｍのピーク発光を示す請求項１〜３１のいずれか一項に記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項３３】
前記ポリマードットが約６００ｎｍ〜約７００ｎｍのピーク発光を示す請求項１〜３１のいずれか一項に記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項３４】
前記ポリマードットが感温染料と共役される請求項１〜３３のいずれか一項に記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項３５】
前記ポリマードットがｐＨ感受性染料と共役される請求項１〜３３のいずれか一項に記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項３６】
前記ポリマードットがカルシウム感受性染料と共役される請求項１〜３３のいずれか一項に記載の官能化発色性ポリマードット。
【請求項３７】
官能化発色性ポリマードットの製造方法であって、発色性ポリマーと非プロトン溶媒中で溶媒和化される反応性官能基と結合される両親媒性分子との混合物をプロトン溶媒を含む溶液中に導入するステップを包含する方法。
【請求項３８】
以下の：
（ａ）発色性ポリマーと非プロトン溶媒中の反応性官能基と結合される両親媒性分子との混合物を調製するステップ；
（ｂ）混合物の全部または一部をプロトン溶媒を含む溶液中に注入し、それにより前記発色性ポリマーおよび前記両親媒性分子を潰してナノ粒子にするステップ；ならびに
（ｃ）ステップ（ｂ）で生成された混合物から前記非プロトン溶媒を除去し、それにより官能化発色性ポリマードットの懸濁液を生成するステップ
をさらに包含する請求項３７記載の方法であって、前記両親媒性分子の一部分が前記ポリマードットのコア内に包埋され、前記反応性官能基が前記ポリマードットの表面に位置する方法。
【請求項３９】
以下の：
（ｄ）前記懸濁液を濾過して、特定サイズのポリマードットの集団を単離するステップ
をさらに包含する請求項３８記載の方法。
【請求項４０】
前記非プロトン溶媒の沸点が前記プロトン溶媒の沸点より低く、窒素ストリッピングによりステップ（ｂ）で生成された前記混合物から前記非プロトン溶媒が除去される請求項３８または３９記載の方法。
【請求項４１】
前記プロトン溶媒が水である請求項３７〜４０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４２】
前記発色性ポリマーが半導電性ポリマーである請求項３７〜４１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４３】
前記両親媒性ポリマーがさらに、プロトン溶媒を含む溶液中に混合物を導入する前に反応性官能基を介してエフェクター分子と共役される請求項３７〜４２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４４】
生物学的分子を官能化発色性ポリマードットと共役するための方法であって、生物学的分子を官能化発色性ポリマードットと共役するのに適した条件下で、遮断剤を含有する溶液中で、官能化発色性ポリマードットを生物学的分子とともにインキュベートすることを包含する方法であり、溶液中の遮断剤の存在がポリマードットの表面への生物学的分子の非特異的吸着を低減する方法。
【請求項４５】
前記遮断剤がポリアルキレングリコールである請求項４４記載の方法。
【請求項４６】
前記ポリアルキレングリコールがポリエチレングリコールである請求項４５記載の方法。
【請求項４７】
前記遮断剤が洗剤である請求項４４記載の方法。
【請求項４８】
前記洗剤がトリトンＸ−１００である請求項４７記載の方法。
【請求項４９】
前記遮断剤が炭水化物である請求項４４記載の方法。
【請求項５０】
前記炭水化物がデキストランである請求項４９記載の方法。
【請求項５１】
官能化発色性ポリマードットが、以下の：
（ａ）発色性ポリマー；および
（ｂ）反応性官能基と結合される両親媒性分子
を含み、前記両親媒性分子の一部分が前記ポリマードットのコア内に包埋され、前記反応性官能基がポリマーの表面に位置する請求項４４〜５０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５２】
前記発色性ポリマーが半導電性ポリマーである請求項５１記載の方法。
前記両親媒性ポリマーが１つ以上の反応性官能基と結合される請求項５１または５２記載の方法。
【請求項５３】
前記官能基がカルボキシル基である請求項４４〜５２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５４】
生物学的試料中の標的分子を標識するための方法であって、生物学的試料を生体共役化発色性ポリマードットと接触させることを包含する方法であり、生体共役化発色性ポリマードットが、以下の：
（ａ）発色性ポリマー；および
（ｂ）反応性官能基を介して標的部分と結合される両親媒性分子
を含み、前記両親媒性分子の一部分が前記ポリマードットのコア内に包埋され、前記標的部分が前記ポリマードットの表面に位置する方法。
【請求項５５】
前記発色性ポリマーが半導電性ポリマーである請求項５４記載の方法。
【請求項５６】
前記両親媒性ポリマーが１つより多い反応性官能基と結合される請求項５４または５５記載の方法。
【請求項５７】
前記標的分子が細胞の表面に存在する受容体である請求項５４または５５記載の方法。
【請求項５８】
前記細胞が癌細胞である請求項５７記載の方法。
【請求項５９】
前記標的部分がポリペプチドまたは核酸である請求項５４〜５８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６０】
前記標的部分が抗体である請求項５９記載の方法。
【請求項６１】
前記標的部分がアプタマーである請求項５９記載の方法。
【請求項６２】
細胞性標的の生体直交型標識のための方法であって、生体直交型反応に関与し得る第一表面曝露官能基を有する細胞性標的を官能化発色性ポリマードットと接触させることを包含する方法であり、官能化発色性ポリマードットが、以下の：
（ａ）半導電性ポリマー；および
（ｂ）生体直交型反応において第一官能基と反応し得る第二官能基と結合される両親媒性分子
を含み、前記両親媒性分子の一部分が前記ポリマードットのコア内に包埋され、第二官能基が前記ポリマードットの表面に位置する方法。
【請求項６３】
前記両親媒性ポリマーが１つより多い反応性官能基と結合される請求項６２記載の方法。
【請求項６４】
前記生体直交型反応がクリックケミストリー反応である請求項６２または６３記載の方法。
【請求項６５】
前記細胞性標的がその側鎖中にアルキン基を保有する非天然アミノ酸を含有するポリペプチドである請求項６２〜６４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６６】
前記細胞性標的がその側鎖中にアジド基を保有する非天然アミノ酸を含有するポリペプチドである請求項６２または６４記載の方法。
【請求項６７】
前記第二官能基が、アルキン、アジド、歪みアルキン、アジド、ジエン、アルケン、テトラジン、歪みアルケン、シクロオクチンおよびホスフィン基からなる群から選択される請求項６２〜６６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６８】
前記第二官能基がアルキン基である請求項６７記載の方法。
【請求項６９】
前記第二官能基がアジド基である請求項６７記載の方法。
【請求項７０】
半導電性ポリマーの配合物を含む発色性ポリマーであって、前記半導電性ポリマーの１つがＰＦＴＢＴコポリマーである発色性ポリマードット。
【請求項７１】
前記半導電性ポリマーの配合物がＰＦＢＴおよびＰＦ−０．１ＴＢＴを含む請求項７０記載の発色性ポリマードット。
【請求項７２】
前記ＰＦＢＴ対ＰＦ−０．１ＴＢＴの比が多くても１９：１である請求項７１記載の発色性ポリマードット。
【請求項７３】
前記ＰＦＢＴ対ＰＦ−０．１ＴＢＴの比が多くても９：１である請求項７２記載の発色性ポリマードット。
【請求項７４】
前記発色性ポリマードットが反応性官能基と結合される両親媒性分子をさらに含み、前記両親媒性分子の一部分が両親媒性分子ポリマードットのコア内に包埋され、両親媒性分子反応性官能基が両親媒性分子ポリマードットの表面に位置する請求項７０〜７３のいずれか一項に記載の発色性ポリマードット。

【図２Ａ】

【図４Ａ】

【図４Ｂ】

【図５Ａ】

【図５Ｂ】

【図９Ａ】

【図９Ｂ】

【図１２Ａ】

【図１２Ｂ】

【図１８】

【図１９】

【図２０】

【図２１】

【図２２】

【図２５Ａ】

【図３２】

【図３３Ａ−３３Ｂ】

【図４３】

【図５４】

【図５５】

【図１】

【図２Ｂ】

【図３】

【図６Ａ】

【図６Ｂ】

【図７】

【図８】

【図１０】

【図１１】

【図１２Ｃ】

【図１３】

【図１４】

【図１５】

【図１６】

【図１７】

【図２３】

【図２４】

【図２５Ｂ】

【図２５Ｃ】

【図２６】

【図２７】

【図２８】

【図２９】

【図３０】

【図３１】

【図３３Ｃ】

【図３４】

【図３５】

【図３６】

【図３７】

【図３８】

【図３９】

【図４０】

【図４１】

【図４２】

【図４４】

【図４５】

【図４６】

【図４７】

【図４８】

【図４９】

【図５０】

【図５１】

【図５２】

【図５３】

【公表番号】特表２０１３−５１１７００（Ｐ２０１３−５１１７００Ａ）
【公表日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３８９１５（Ｐ２０１２−５３８９１５）
【出願日】平成２２年１１月９日（２０１０．１１．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５６０７９
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０５７２９５
【国際公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【出願人】（５１２１２０７４２）ユニバーシティ　オブ　ワシントン　センター　フォー　コマーシャライゼーション (1)
【出願人】（５１２１２０３４０）クレムソン　ユニバーシティ (1)
【Ｆターム（参考）】