耐氧化的指示剂分子制造技术

本发明专利技术公开了一种具有增强的氧化稳定性的化合物。所述化合物具有芳基硼酸残基，其中所述残基在含有硼酸残基的芳香族部分上具有一种或多种吸电子基，使得与没有一种或多种吸电子基的相应分子相比，所述分子具有增强的耐氧化性。所述化合物优选是用于测定葡萄糖的存在或浓度的蒽基指示剂化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及耐氧化增强的可检测的指示剂，包括荧光指示剂。
技术介绍
荧光分子被用于各种应用，包括织物和增白剂、招牌、各种印刷油墨、 当与抗体或其他分子连接时作为标记(tag)和探针(probe)的诊断学，并可以在 分子水平下构造，以用作化学和生物化学活性指示剂，具体被设计用于检 测某些分析物，例如葡萄糖。碳水化合物(包括葡萄糖)与苯基硼酸的络合已知己久，并且这种相互作 用的可逆性已经用作糖的色谱分离的基础。具体而言，在1959年，Lorand和Edwards报道了苯基硼酸与许多饱和多元醇的水缔合的缔合常数结合相互作用的范围从极弱(例如，乙二醇，Kd二360mM)至中等强度(例如，葡萄糖，Kd=9.1 mM)。参见J.Yoon等人， 所oorg朋/c朋dMe^"'"a/C/zew'Wo; 1(4): 267-71 (1993)。据认为，结合机理 是通过用葡萄糖上的相邻羟基置换硼酸根部分上的羟基而发生的。美国专利5,503,770 (James等人)描述了一种含有硼酸的荧光化合物，该 化合物经与糖类(包括葡萄糖)结合发射高强度荧光。荧光化合物的分子结构 包括荧光团、至少一个苯基硼酸部分和至少一个提供胺的氮原子，其中氮 原子位于苯基硼酸部分附近，从而与硼酸发生分子内相互作用。因此这种相互作用导致化合物与糖结合而发射荧光。参见T. James等人J. C/ze肌 Soc. 117(35): 8982-87 (1995)。此外，使用含有蒽基硼酸的化合物检测血糖的荧光传感器在本领域中 是已知的。例如，J. Yoon等人，■/ C77e附.5bc 114: 5874-5875 (1992)描述了蒽基硼酸可以用作碳水化合物结合(包括葡萄糖和果糖结合)的信号 的荧光化学传感器。荧光分子易于分解，从而由于氧化速率经常变化而随着时间推移失去 其荧光强度(或亮度)。氧化通常与光致褪色相关，技术上也被称作"光氧化"， 或者可以在荧光分子的局部环境内被各种活性氧物质氧化。环境和大气如 臭氧中存在着多种潜在的氧化剂，或者可以存在于从人类到细菌范围的活 体内部。在活体内部，常见的活性氧物质(ROS)可以包括典型的健康复原反 应中涉及到的那些，如过氧化物、羟基自由基、过氧亚硝酸盐、超氧化物 等。在活体体系内部，也被称作加氧酶的特异性酶用于分子分解时的特定 氧化目的。活性氧物质或加氧酶活性对荧光分子的不利结果通常是损失荧 光。在指示剂分子或无源标记(passive tag)、探针或标记的情况下，装置的 使用寿命和灵敏度或者诊断结果受到限制，或者由于荧光信号的氧化分解 而完全无效。因此，仍然需要耐氧化增强的荧光分子。
技术实现思路
在一个方面中，本专利技术涉及一种在氧化性条件下使用分子的方法，所述方法包括a) 得到具有芳基硼酸残基的分子，其中所述残基在含有硼酸残基的芳 香族部分上具有一种或多种吸电子基，使得与没有一种或多种吸电子基的 相应分子相比，所述分子具有增强的耐氧化性；和b) 使所述具有一种或多种吸电子基的分子经历氧化性条件。 在另一个方面中，本专利技术涉及一种在氧化性环境中检测样品中的分析物的存在或浓度的方法，所述方法包括a)使样品接触具有可检测性质的指示剂分子，所述可检测性质在所述 指示剂分子接触分析物时变化，所述分子包括芳基硼酸残基，所述残基在 含有硼酸残基的芳香族部分上具有一种或多种吸电子基，使得与没有一种或多种吸电子基的相应分子相比，所述指示剂分子具有增强的耐氧化性； 和b)测量所述可检测性质的任何变化，从而测定所述样品中所述分析物 的存在或浓度。在另一个方面中，本专利技术涉及一种具有以下结构的化合物其中-每一个Ar是芳基基团；-每一个R,和R2相同或不同并且是吸电子基； -m和n每一个独立地是1~10的整数； -R4是可检测部分；和-每一个R独立地是具有0 10个相邻或枝化的碳原子和/或杂原子的连 接基团，至少一个R还含有聚合性单体单元；和与没有一种或多种吸电子基的相应化合物相比，其中所述化合物具有 增强的耐氧化性。在另一个方面中，本专利技术涉及一种具有以下结构的化合物其中-每一个Ar是除苯基之外的芳基基团； -每一个Ri和112相同或不同并且是吸电子基; -m和n每一个独立地是1 10的整数；-^是可检测部分；和-每一个R独立地是具有0~10个相邻或枝化的碳原子和/或杂原子的连 接基团，至少一个R包含能够与固体载体或聚合物基质结合的连接基团； 和与没有一种或多种吸电子基的相应化合物相比，其中所述化合物具有 增强的耐氧化性。在另一个方面中，本专利技术涉及一种制备用于在氧化性环境中检测分析 物的存在或浓度的指示剂大分子的方法，所述方法包括将a) —种或多种指示剂组分单体，各自单体的水溶性不足以允许其在用 于检测所述分析物的存在或浓度的水性环境中使用，其中所述指示剂组分单体包括具有以下结构的化合物其中-每一个Ar是芳基基团；-每一个R,和R2相同或不同并且是吸电子基；-m和n每一个独立地是1~10的整数； -R4是可检测部分；和-每一个R独立地是具有0~10个相邻或枝化的碳原子和/或杂原子的连 接基团，至少一个R还含有聚合性单体单元；和 b) —种或多种亲水性单体 进行共聚；使得生成的大分子能够在水性环境中检测所述分析物的存在或浓度， 并且与没有一种或多种吸电子基的相应化合物相比，其中所述化合物具有 增强的耐氧化性。在另一个方面中，本专利技术涉及一种具有以下结构的化合物其中-Ar是芳基基团；-每一个R,相同或不同并且是吸电子基； -n是1 10的整数；和-R是具有0~10个相邻或枝化的碳原子和/或杂原子的连接基团，所述 连接基团还含有聚合性单体单元和可检测部分；和与没有吸电子基的相应化合物相比，其中所述化合物具有增强的耐氧 化性。在另一个方面中，本专利技术涉及一种具有以下结构的化合物其中-Ar是芳基基团；-每一个Ri相同或不同并且是吸电子基； -n是l 10的整数；和-R是针对色谱载体的连接基团，所述连接基团具有0~10个相邻或枝化 的碳原子和/或杂原子；和与没有吸电子基的相应化合物相比，其中所述化合物具有增强的耐氧 化性。附图说明 图1示出实施例1中的实验的结果。图2示出实施例2中的一个实验的结果。图3示出实施例1中的一个实验的结果。 图4示出实施例3中的实验的结果。 图5A和B示出本专利技术的几个优选的化合物。 图6示出实施例4中的一个实验的结果。 图7示出实施例4中的另一个实验的结果。 图8示出实施例4中的另一个实验的结果。具体实施例方式在本专利技术人持续研究基于荧光指示剂分子的可植入的葡萄糖传感器的 工作中，观察到除了作为定量的累积曝光的直接和可预测作用的光氧化之 外，对于体内试验的一系列荧光指示剂分子而言，存在在体内发生但在体 外不明显发生的额外的、严重的快速荧光信号损失。将荧光指示剂的样品植入，然后在几周后植出。然后，在信号严重损 失之后化学分析样品。分析表明了指示剂体系的硼酸根识别成分被特定氧 化成羟基基团的特定反应，从而使分子的活性(具体而言，荧光调节)完全 损失。这种体内氧化反应如下所示标准指示剂分子 体内改变的指示剂分子 键能C-C = 358 kJ/mol C-B = 323 kJ/mol B-0 = 519 kJ本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在氧化性条件下使用分子的方法，所述方法包括：　ａ）得到具有芳基硼酸残基的分子，所述残基在含有硼酸残基的芳香族部分上具有一种或多种吸电子基，使得与没有一种或多种吸电子基的相应分子相比，所述分子具有增强的耐氧化性；和　ｂ）使所述 具有一种或多种吸电子基的分子经历氧化性条件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：AE科尔文，MA莫尔泰拉罗，A莫泽来夫斯卡，
申请(专利权)人：医药及科学传感器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]