铁(II)离子检测剂以及使用其的检测方法技术

本发明专利技术提供一种能够用荧光检测快速且高灵敏度地检测铁(II)离子的铁(II)离子检测剂以及一种使用所述检测剂的铁(II)离子检测方法。本发明专利技术涉及一种铁(II)离子检测剂，其通过组合具有至少三个配位位置的化合物和由通式(I)表示的化合物(荧光探针)形成(式中，R1和R2是低级烷基等；R3和R4是氢原子等；R5是氢原子、羟基或由式(A)：‑NR51R52表示的基团(式中，R51和R52是低级烷基等)；R6和R7是氢原子等；环A是芳环等；V是O或SiR10R11(R10和R11相同或不同，并且表示氢原子或低级烷基)；W是CH2、CO等；Z是O等；m和n相同或不同，并且是0或1)。本发明专利技术还涉及使用所述检测剂的铁(II)离子检测方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种Fe(II)离子检测剂。具体地，本专利技术涉及一种能够以高灵敏度选择性测量在试管中或在活细胞中的Fe(II)离子的Fe(II)离子检测剂。
技术介绍
铁是人体内最丰富的过渡金属物质，并参与多种生命现象，包括呼吸系统的氧传输和电子转移。然而，已提出铁在体内的异常水平与严重的疾病有关，例如癌症、阿尔茨海默氏病和帕金森氏病。特别是，代表体内大部分游离铁离子的Fe(II)离子已被怀疑会导致石棉癌或丙型肝炎，因为它们具有产生活性氧物质的巨大潜势(例如，专利文献1和2，以及非专利文献1至5)。如果开发出能够在活细胞或活组织中选择性检测Fe(II)离子，并同时敏锐地检测浓度变化的荧光探针，这将成为一种例如研究与Fe(II)离子相关的疾病和生命现象以及药物开发的极为重要的技术。近年来已经见证了用于标记生物分子、离子等的荧光探针的蓬勃发展。例如，已经报道了许多具有作为骨架结构的荧光团(诸如荧光素和罗丹明)的荧光探针(例如，专利文献3和4以及非专利文献6和7)。迄今为止报道的用于检测铁离子的荧光探针包括淬灭铁离子检测探针(例如，非专利文献8和9)。然而，由于其对铁离子的低检测灵敏度或选择性，难以使用该探针敏锐地检测浓度变化。专利文献5报道了用于测量铝离子和/或铁离子的荧光探针。然而，该探针的靶标是Fe(III)离子，而不是Fe(II)离子。而且，该探针对金属离子的选择性不能令人满意。为了解决上述问题，专利文献6报道了具有N-氧化物部分的Fe(II)离子检测荧光探针(例如，RhoNox-1；参见图1)。该荧光探针利用以下特点；即，N-氧化物部分与Fe(II)离子反应，从而进行脱氧反应，由此增加荧光。该响应于Fe(II)离子而产生荧光发射的荧光探针很有创意，与产生淬灭响应的传统荧光探针明显不同。该荧光探针还对Fe(II)离子具有优异的检测灵敏度和选择性。非专利文献10至12报道了对专利文献6所公开的荧光探针(例如，RhoNox-1)进行了改进的荧光探针。具体地，专利文献10至12的荧光探针是用羟基代替RhoNox-1的罗丹明骨架结构中的羧基而得到的化合物(例如，图1中的HMRhoNox-M和HMRhoNox-E)。引文列单专利文献专利文献1：JP2011-79834A；专利文献2：US2009/137612A；专利文献3：WO01/62755；专利文献4：WO99/01447；专利文献5：JP2004-101389A；专利文献6：JP2013-193990A。非专利文献非专利文献1：Bartzokis,G.et al.In vivo evaluation of brain iron in Alzheimer’s disease and normal subjects using MRI.Biol.Psychiatry 35,480-487(1994)；非专利文献2：Cuajungco,M.P.et al.Metal chelation as a potential therapy for Alzheimer’s disease.Ann.N.E.Acad.Sci.920:292-304(2000)；非专利文献3：Dexter,D.T.et al.Increased Nigral Iron Content and Alterations in Other Metal Ions Occurring in Brain in Parkinson’s Disease.J.Neurochem.52,1830-1836(1989)；非专利文献4：Toyokuni,S.Elucidation of Asbestos-induced Carcinogenesis and Its Application to Prevention,Diagnosis and Treatment in Relation to Iron.Japan.J.of Lung Cancer 49(4),362-367(2009)；非专利文献5：Nishina S.,Korenaga M.,Hidaka I.,Shinozaki A.,Sakai A.,Gondo T.,Tabuchi M.,Kishi F.,Hino K.Hepatitis C virus protein and iron overload induce hepatic steatosis through the unfolded protein response in mice.Liver Int.30(5)683-92(2010)；非专利文献6：Kikuchi,K.,Komatsu,K.&Nagano,T.Zinc sensing for cellular application.Current opinion in chemical biology 8,182-91(2004)；非专利文献7：Que,E.L.,Domaille,D.W.&Chang,C.J.Metals in neurobiology:probing their chemistry and biology with molecular imaging.Chemical reviews 108,1517-49(2008)；非专利文献8：Fakih,S.et al.Targeting the lysosome:fluorescent iron(III)chelators to selectively monitor endosomal/lysosomal labile iron pools.Journal of medicinal chemistry 51,4539-52(2008)；非专利文献9：Rauen,U.et al.Assessment of Chelatable Mitochondrial Iron by Using Mitochondrion-Selective Fluorescent Iron Indicators with Different Iron-Binding Affinities.ChemBioChem 8,341-352(2007)；非专利文献10：日本化学生物学会第八次年会(2013)学会概要集159页；非专利文献11：第七次生物相关化学学术研讨会(2013)学会概要集101页；非专利文献12：日本化学会第93次春季年会(2013)学会概要集，发表序号2E3-49。
技术实现思路
技术问题专利文献6报道了对Fe(II)离子具有优异的检测灵敏度和选择性的荧光探针。然而，对Fe(II)离子的响应速度不一定令人满意。为了开发探针在例如，临床诊断、检测试剂盒和自动分析仪中的应用，需要具有更快的荧光响应性能的Fe(II)离子检测剂。本专利技术的目的是提供一种能够比专利文献6中公开的荧光探针更灵敏、更快速地荧光检测Fe(II)离子的Fe(II)离子检测剂，并且提供一种使用该检测剂的检测方法。技术方案本专利技术人进行了广泛的研究以达到上述目的，结果发现，使氨基乙酸类螯合化合物，例如氮川三乙酸(NTA)和乙二胺四乙酸(EDTA)与专利文献6所公开的Fe(II)离子选择性荧光探针同时存本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Fe(II)离子检测剂，包括与具有至少三个配位位置的化合物组合的由式(I)表示的化合物(荧光探针)：其中，R1和R2相同或不同，并且表示低级烷基、羧基低级烷基、芳基或芳基低级烷基；R3和R4相同或不同，并且表示氢、卤素或低级烷基；R1和R2可与它们所连接的氮原子一起形成吡咯烷环、哌啶环、吗啉环或任选取代的哌嗪环；R1和R3可一起形成三亚甲基；R2和R4可一起形成三亚甲基；R5表示氢、任选受保护的羟基、低级烷氧基或由式(A)：‑NR51R52表示的基团，其中R51和R52相同或不同，并且表示低级烷基、羧基低级烷基、芳基或芳基低级烷基，或R51和R52可与它们所连接的氮原子一起形成吡咯烷环、哌啶环、吗啉环或任选取代的哌嗪环；R6和R7相同或不同，并且表示氢、卤素或低级烷基；当R5是由式(A)表示的基团时，R51和R6可一起形成三亚甲基，或R52和R7可一起形成三亚甲基；环A表示任选取代的芳环或任选取代的杂芳环；V表示O或SiR10R11，其中，R10和R11相同或不同，并且表示氢或低级烷基；W表示CH2、CO或S(O)p；Z表示O或NR9，其中R9表示氢或烷基；m和n相同或不同，并且表示0或1；以及p表示1或2。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.17 JP 2014-0071401.一种Fe(II)离子检测剂，包括与具有至少三个配位位置的化合物组合的由式(I)表示的化合物(荧光探针)：其中，R1和R2相同或不同，并且表示低级烷基、羧基低级烷基、芳基或芳基低级烷基；R3和R4相同或不同，并且表示氢、卤素或低级烷基；R1和R2可与它们所连接的氮原子一起形成吡咯烷环、哌啶环、吗啉环或任选取代的哌嗪环；R1和R3可一起形成三亚甲基；R2和R4可一起形成三亚甲基；R5表示氢、任选受保护的羟基、低级烷氧基或由式(A)：-NR51R52表示的基团，其中R51和R52相同或不同，并且表示低级烷基、羧基低级烷基、芳基或芳基低级烷基，或R51和R52可与它们所连接的氮原子一起形成吡咯烷环、哌啶环、吗啉环或任选取代的哌嗪环；R6和R7相同或不同，并且表示氢、卤素或低级烷基；当R5是由式(A)表示的基团时，R51和R6可一起形成三亚甲基，或R52和R7可一起形成三亚甲基；环A表示任选取代的芳环或任选取代的杂芳环；V表示O或SiR10R11，其中，R10和R11相同或不同，并且表示氢或低级烷基；W表示CH2、CO或S(O)p；Z表示O或NR9，其中R9表示氢或烷基；m和n相同或不同，并且表示0或1；以及p表示1或2。2.根据权利要求1所述的Fe(II)离子检测剂，其中，所述具有至少三个配位位置的化合物具有相同或不同的至少三个配位位置，所述至少三个配位位置选自由氨基、羟基、羧基、膦酸基和含氮杂芳环组成的组。3.根据权利要求1或2所述的Fe(II)离子检测剂，其中，所述具有至少三个配位位置的化合物是亚氨基二乙酸(IDA)、氮川三乙酸(NTA)、N,N,N’,N’-乙二胺四乙酸(EDTA)、1,3-丙二胺四乙酸(PDTA)、二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)、羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)、三亚乙基四胺六乙酸(TTHA)、1,2-二氨基环己烷四乙酸(CyDTA)、乙二醇醚二胺四乙酸(GEDTA或EGTA)、N,N-双(2-羟基苄基)乙二胺二乙酸(HBED)、乙二胺二丙酸(EDDP)、乙二胺二乙酸(EDDA)、乙二胺二琥珀酸(EDDS)、1,3-二氨基-2-羟基丙烷四乙酸(DPTA-OH)、二羟乙基甘氨酸(DHEG)、六亚甲基二胺四乙酸(HDTA)、羟乙基亚氨基二乙酸(HIDA)、二氨基丙烷四乙酸(甲基-EDTA)、氮川三丙酸(NTP)、L-谷氨酸二乙酸(GLDA)、O,O’-双-2-氨基苯基-N,N,N’,N’-四乙酸(BAPTA)、乙二胺四(亚甲基膦酸)(EDTPO)、氮川三(亚甲基膦酸)(NTPO)、羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、膦酰基丁烷三羧酸(PBTC)、三(2-吡啶基甲基)胺(TPA)、二甲基吡啶胺(DPA)、邻氨基苯酚-N,N,O-三乙酸(APTRA)、卟啉或其衍生物、酞菁或其衍生物、1,4,7-三氮杂环壬烷(TACN)、1,4,7,10-四氮杂环十二烷(CYCLEN)、1,4,8,11-四氮杂环十四烷(CYCLAM)，或它们的盐。4.根据权利要求1至3中任一项所述的Fe(II)离子检测剂，其中，式(I)中的环A由式(a)表示：其中，R8表示任选受保护的羟基、低级烷氧基、卤素、羧基、低级烷氧羰基、-N＝C＝O、-N＝C＝S、磺基或活性...

【专利技术属性】
技术研发人员：永泽秀子，平山祐，
申请(专利权)人：梅托珍尼克斯株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP