專利名稱：生物相容的含n,n-二取代磺酰胺的熒光染料標記的制作方法
生物相容的含N， N-二取代磺跣胺的熒光染料標記
相關(guān)申請
本申請要求享有2005年9月2日申請的美國臨時申請 No. 60/713, 632的權(quán)益.
在此將上述申請的全部教導通過引入作為參考.
背景技術(shù)：
光學成像是一種正在發(fā)展的用穿透性光線產(chǎn)生圖像的臨床成像方 式。將紅外區(qū)和近紅外區(qū)(NIR)范圍(600-1200 nm)的光用于使組
織穿透力最大并且使天然生物吸收體例如血紅蛋白和水的吸收最小. (Wyatt， Phil. Trans. R. Soc. London B 352: 701-706, 1997 ; Tromberg等，Phil. Trans. R. Soc. London B 352: 661-667, 1997 )
除了是非-侵入性的，光學成像法還提供了許多優(yōu)于其它成像法的 優(yōu)勢它們通常提供高的靈敏度，不需要將試驗受試者或?qū)嶒炇夜ぷ?人員暴露于電離輻射下；可允許同時使用多種可區(qū)分的探針(在分子 成像中很重要)；以及提供高的時間和空間分辨率(分別在功能成像 和體內(nèi)顯微術(shù)中很重要)，
在熒光成像中，將具有確定帶寬的濾過光或激光用作激發(fā)光源. 讓激發(fā)光穿透身體組織.當它遇到報道分子(即造影劑或成像探針) 時，該激發(fā)光被吸收.報道分子隨后發(fā)出與激發(fā)光有可檢測到的不同 的特性的光。隨后可將得到的發(fā)射光用于構(gòu)建圖像。
大多數(shù)光學成像技術(shù)依賴于使用有機和無機熒光分子作為報道分子。
熒光染料通常是已知的并且通過例如熒光顯微術(shù)、熒光免疫測定 法和流式細胞術(shù)等方法用于熒光標記和檢測多種生物和非生物材料。 一種用于用熒光染料標記這些材料的典型方法是借助于染料分子上的合適基團和要標記材料上的匹配基團之間的鍵合來產(chǎn)生熒光復合物. 以這種方式，材料例如細胞、組織、氨基酸、蛋白質(zhì)、抗體、藥物、 激素、核苷酸、核酸、脂類和多糖等可以經(jīng)化學標記并得以檢測或定 量，或者可以用作可特異性結(jié)合靶物質(zhì)的熒光探針并通過熒光檢測方 法檢測.明亮的熒光染料使得能以極大的靈敏度檢測或定位所連接的 材料.
一些碳普或聚甲炔熒光染料已經(jīng)展示可用作標記試劑用于多種生
物學應用，例如Waggoner的美國專利No. 5, 627, 027 (1997)、 Brush 等的美國專利No. 5， 808， 044(1998)、 Reddington等的美國專利No.
5, 877, 310(1999)、 Shen等的美國專利No. 6， 002， 003(1999) 、 Leung 等的美國專利No. 6, 004, 536 (1999)、 Waggoner等的美國專利No.
6, 008, 373 (1999)、 Minden等的美國專利No. 6, 043, 025 (2000)、 Minden等的美國專利No. 6, 127, 134 (2000)、 Waggoner等的美國專利 No. 6，130， 094 (2000)、Waggoner等的美國專利No. 6， 133， 445 (2000)， 以及WO 97/40104、 W 0 99/51702、 WO 01/21624和EP 1 065 250 Al、 Caputo等的美國專利No. 6, 448, 008和Tetrahedron Letters 41， 9185-88 (2000),上述所有出版物都通過引入作為參考。
下面的文獻對聚甲炔染料作了全面的綜述L. G. S. Brooker， "The Theory of the Photographic Process" Mees Ed. ， Macmillan, New York, (1942)， p. 987和(1966)， p. 198; Frances M. Hamer, "The Chemistry of Heterocyclic Compounds", Vol 18， "The Cyanine Dyes and Related Compounds " ， Weissberger, Ed, Wiley Interscience， New York, (1964); G. E. Ficken，"The Chemistry of Synthetic Dyes" ， VoM, K. Venkataraman Ed. ， Academic Press, New York, (1971)， p. 211 ; A. I. Kiprianov， Usp. Khim. ， 29, 1336,(1960)， 35， 361 (1966)， 40， 594 (1971); D. W. Heseltine， "The Theory of the Photographic Process"，增補笫4版，James Ed.， Macmillan, New York, (1977)，第8章，"Sensitising and Desensitising Dyes" 5 S, Daehne， Phot. Sci. Eng. ， 12， 219 (1979) jD. J. Fry, "Rodd's Chemistry of Carbon Compounds" ， "Cyanine Dyes and Related Compounds" ， Vol. IVb, chapter 15, p. 369 Elsevier, Amsterdam, (1977); Supplement to Vol, IVb，增補笫2 版(1985), p. 267; H. Zollinger, "Color Chemistry" ， VCH, Weinhei邁(1987),第3和14章；D. M. Stur邁er, "The Chemistry of Heterocyclic Compounds" ， "Special Topics in Heterocyclic Chemistry", 笫VIII章, "Synthesis and Properties of Cyanino and Related Dyes" ， Weissberger Ed., Wiley, New York, (1977);
"The Kirk-Othmer Encyclopaedia of Chemical Technology" Vol 7, p. 782, "Cyanine Dyes" , Wiley, New-York, (1993) 多年來，聚 甲炔染料已經(jīng)作為敏化劑在照相術(shù)，尤其在光鐠的紅外和近紅外光讒 區(qū)中非常有用.然而，在更近幾年里，這些染料在創(chuàng)新技術(shù)領域，例 如激光和電光應用、光記錄介質(zhì)、醫(yī)學、生物學和診斷應用中的新用 途已有急劇增長，聚甲炔染料的這些新的應用對所需純度有高的要求， 并且合成方法和純化步驟的可重復性非常重要.
要可用作標記，熒光染料必須提供有含官能團的合適側(cè)鏈.為了 綴合或結(jié)合至另一分子例如生物分子(BM)而將含官能團的側(cè)鏈引入 結(jié)構(gòu)中的方法和位點代表了涉及使用熒光染料作為標記試劑的發(fā)明中 的創(chuàng)新步驟.設計聚曱炔標記試劑的一種方法是將官能化側(cè)臂連接至 式(1)熒光染料由聚甲炔連接物(PML)分開的雜環(huán)部分之一 (Z'或 Z2)上
Z^PML-Z2 (1)
設計聚甲炔標記試劑的另一方法是將官能化側(cè)臂連接至式(la) 熒光染料由聚甲炔連接物(PML)隔開的雜環(huán)部分之一 (例如Z2)上
Z2-PML-Z2 (la)
參見，例如J. S. Lindsey， P. A. Brown和D. A. Siesel， "Visible Light Harvesting in Covalently-Linked Porphyrin-Cyanine Dyes, Tetrahedron, 45， 4845,(1989); R. B. Mujumdar， L. A. Ernst, S. R. Mujumdar和A. S. Waggoner,"Cyanine Dye Label 1 ing ReagentsContaining Isothiocyanate Groups" ， Cytometry, 10， 11 (1989)', L. A. Ernst, R. K. Gupta, R. B. Muj咖dar和A. S. Waggoner, "Cyanine Dye Labelling Reagents for sulphydryl Groups", Cytometry, 10, 3,(1989); P. Southwick P. L. ， L A, Ernst, E. W. Tauriello, S. R. Parker, R. B, Mujumdar, S. R. Muj咖dar,
H. A. Clever 和 A. S. Waggoner, "Cyanine Dye Labelling Reagents—Carboxymethylindocyaiiine Succini邁idyl Esters M , Cytometry 11， 418 (1990); R. B. Mujumdar, L. A. Brnst, Swati R. Mujumdar, C. J. Lewis和A. S. Waggoner, "Cyanine Dye Labelling Reagents: Sulfoindocyanine Succinimidyl Esters" ， Bioconjugate Chemistry, 4, 105,(1993); A. J. G. Mank， E. J. Molenaar， H. Lingeman， C. Goojer， U. A. Th. Brinkman和N. H. Velthorst,
"Visible Diode Laser Induced Fluorescence Detection in Liquid Chromatography af ter Precolumn Derivatisation of Thiols" ， Anal. Chem., 65, 2197， (1993); H, Yu. ， J. Chao， D. Patek， S. R. Mujumdar 和 A. S. Waggoner, "Cyanine dye dUTP analogs for enzymatic labelling of ■ Probes" , Nucl. Acids Res 22， 3226， (1994); A. J. G. Mank, H. T. C. van der Laan， H. Lingeman， Cees Goojer， U. A. Th. Brinkman 和 N. H. Velthorst, " Visible Diode Laser-Induced Fluorescence Detection in Liquid Chromatography after Precolumn Derivatisation of Amines" ， Anal. Chem. ， 67， 1742,(1995); S. R. Mujumdar, R. B. Mujumdar, C. M. Grant和 A. S. Waggoner, "Cyanine Labelling Reagents: sulfobenzoindocyanine succinimidyl esters " ， Bioconjugate Chemistry, 7， 356,(1996).專利文獻P. L. Southwick和A. S. Waggoner, " Intermediate for and Fluorescent Cyanine Dyes containing Carboxylic Acid Groups",美國專利No. 4,981, 977, Jan.
I, 1991; A. S. Waggoner, L. A. Ernst和Mujumdar, R. B. ， "Method for Labelling and Detecting Materials Employing ArylsulfonateCyanine Dyes",美國專利No. 5, 268, 486， Dec. 7., 1993; A. S. Waggoner, "Cyanine Dyes as Labelling Reagents for Detection of Biological and Other Materials by Luminescence Methods", 美 國專利No. 5, 627, 027， May 6, 1996; A. S. Waggoner和R. B. Muj咖dar: "RigidisedTri坦ethine Cyanine Dyes" , W099/311181j G.-Y. Shen, T. S. Dobashi, "Cyanine Dye Activating Group with Improved Coupling Selectivity" ; G. M. Little, R. Raghavachari; N. Narayanan; H. L. Oster邁an, "Fluorescent Cyanine Dyes", 美國 專利No. 6, 027, 709, Feb. 22, 2000.
制備這些標記試劑所需的一般合成策略如下.首先，制備季銨化 的氮雜環(huán)Z1.然后，將該雜環(huán)堿與聚甲炔連接物(PML)反應以獲得半 花胥(hemicyanine )例如Z1-(CH=CH) n-CH=NHPh 或 Z1-(CH-CH)n-CH NAcPh (其中Ac是乙?；?或Z1-(CH-CH)n-0R，所述 的連接物是一種親電子試劑例如PhNH-(CH CH)n-CH-NHPh.HCl或 R0-(CH-CH)n-CH(0R)2，其中Ph是苯環(huán)而R是甲基或乙基.隨后將這 些中間產(chǎn)物與一種不同的季氮雜環(huán)(Z2)反應.將官能化側(cè)臂連接至 第一個季銨化氮雜環(huán)(Z1)或第二個季銨化氮雜環(huán)(Z2)。最終結(jié)果是 不對稱的聚甲炔標記試劑Z1-PML-Z2.半花菁中間產(chǎn)物的實例在F. M. Hamer的"Some Unsy咖etrical Pentamethincyanine Dyes and their Tetramethin Intermediates" , J. Chem. Soc， 32 (1949)和R. B. Mujumdar、 L. A. Ernst、 Swati R. Mujumdar、 C. J. Lewis和A. S. Waggoner的"Cyanine Dye Labelling Reagents: Sulfoindocyanine Succinimidyl Esters" ， Bioconjugate Chemistry, 4， 105， (1993) 中有描述.
有效且容易產(chǎn)生以及適合用于制備與生物分子的綴合物的聚甲炔 熒光染料是理想的。
發(fā)明概述
本發(fā)明人成功地合成了如本申請中描述的聚曱炔熒光染料.在一個實施方案中，本發(fā)明涉及由式(2)表示的化合物:
X!和X2獨立地選自C(CH2L) (CHX)、 0、 S和Se;
L和L獨立地選自H、 d-C2。脂族基團和被-0R，、 N(ir)2或-SR'取 代的d-C2。脂族基團；或者L和K2—起是取代或未經(jīng)取代的碳環(huán)或雜 環(huán)的一部分；
L和L各自獨立地是苯并稠合的環(huán)、萘并稠合的環(huán)或吡啶并稠合 的環(huán)；
n,是l、 2或3;
R2、 Ru和Ru獨立地是H、卣素、烷基、烷氧基、芳氧基、芳基、 磺酸根(sulfonate)、含S02NR6-Q-CHR7-(CH上的基團;i是0或1;并 且m-O-12、亞氨基季銨離子(iminium ion) 、 S-芳基、S-烷基，或者 任意兩個相鄰的R"和Rn取代基或R2和Ru取代基組合在一起時形成 4-、 5-或6-元取代或未經(jīng)取代的碳環(huán)、取代或未經(jīng)取代的非芳香碳環(huán) 或者取代或未經(jīng)取代的芳香碳環(huán)(carbocyclicaryl ring)，其中碳 環(huán)各自獨立地任選被d-Ce烷基、卣素或者Ob或SIU取代一次或多次；
在x是選自0至6的整數(shù)時，^和Ru是-H、 (CH2)XCH3;或者在n 是選自2至6的整數(shù)時，R!和Rn獨立地是(CH丄S03—或(CH2)nS03H;
R3、 R4和Rs獨立地選自H、羧酸鹽、羧酸、羧酸酯、胺、酰胺、磺 酰胺、羥基、烷氧基、磺酸部分和磺酸鹽部分；
R6選自取代或未經(jīng)取代的d-"脂族基團；取代或未經(jīng)取代的芳 基；取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中IU在不存在Q時任選被鹵素、 0R*、 N(R')2或SR^取代；為羰基；取代或未經(jīng)取代的d-C6烷基，其 中烷基的0-2個亞甲基基團被NH、 O或S替代；或者取代或未經(jīng)取代
或其鹽，的d-C6碳環(huán)、非芳香破環(huán)、雜環(huán)或非芳香雜環(huán)，其中雜環(huán)含有1-2個 雜原子；或者
在Q是羰基時，R6是H;并且
R7選自H、取代或未經(jīng)取代的d-C2。脂族基團、取代或未經(jīng)取代的 芳基、取代或未經(jīng)取代的坑基芳基，其中R，任選被由素、0R*、 N(夏'): 或Sb取代；或者
!U和R7—起形成任選被卣素、0R*、 N(hh或S^取代的4-、 5-、 6-或7元雜環(huán)或非芳香雜環(huán)；或者
NR6、 Q和CHR7—起形成取代或未經(jīng)取代或者雜環(huán)或非芳香雜環(huán)的 環(huán)體系，其中所述的環(huán)含有l(wèi)或2個雜原子，其中環(huán)任逸被-0R、N(！02 或-SI^取代；并且
W不存在或者是選自-S02NR6-Q-CHR廣、-0-、 -COO-和-CONH-的基
團；
h = 0-70; k = 0或1; d+12; m=0-12; p=0-12;
Z是N、 0或S親核性官能度或者含有N、 0或S親核性官能度， 或者是能夠與N、 0或S親核體反應的官能度或含有能夠與N、 0或S 親核體反應的官能度；并且
每個IU獨立地是-H或d-20烷基，
條件是該化合物不是<formula>formula see original document page 30</formula>在另一實施方案中，本發(fā)明涉及由式(2)表示的化合物或其鹽， 其中X!和&獨立地選自C(CH2U (CH2K2)、 0、 S和Se;
K,和K2獨立地選自H、 C廣C2。脂族基團和被-0R*、 N(R.)2或-SR,取 代的d-"脂族基團；或者Id和K2—起是取代或未經(jīng)取代的碳環(huán)或雜 環(huán)的一部分；
L和Y2各自獨立地是苯并稠合的環(huán)、萘并稠合的環(huán)或吡啶并稠合 的環(huán)；
川是1、 2或3;
R2、 Rn和Ru獨立地是H、 F、 Br、 Cl、 d-C6烷基、C廣"烷氧基、 芳氧基、含氮的雜環(huán)、含氮的芳香雜環(huán)(heteroaromatic ring)、磺酸根、亞氨基季銨離子，或者任意兩個相鄰的R"和Ru取代基或Rz和 Ru取代基組合在一起時形成4-、 5-或6-元取代或未經(jīng)取代的破環(huán)、 取代或者未經(jīng)取代的非芳香碳環(huán)或取代或未經(jīng)取代的芳香碳環(huán)，其中 所述碳環(huán)各自獨立地任選被d-C6就基、離素或者OR"o或SIU取代一次 或多次；
在x是選自0至6的整數(shù)時，R,和Ru是(CH2)xCH3;或者在n是選 自2至6的整數(shù)時，l和Ru獨立地是(CH丄SO，-或(CH丄S03H;
R3、 R,和R5獨立地選自H、羧酸鹽、羧酸、羧酸翁、胺、酰胺、橫 跣胺、羥基、烷氧基、磺酸部分和磺酸鹽部分；
R6選自取代或未經(jīng)取代的C廣Cw脂族基團；取代或未經(jīng)取代的芳 基；取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中R6在Q不存在時任選被離素、 0R*、 N(R')2或SI^取代；為羰基；取代或未經(jīng)取代的C廣C6烷基，其中 烷基的0-2個亞甲基被NH、 0或S替代；或者取代或未經(jīng)取代的d-C6 碳環(huán)、非芳香碳環(huán)、雜環(huán)或非芳香雜環(huán)，其中雜環(huán)含有1-2個雜原子； 或者
在Q是羰基時，Re是H;并且
R7選自H、取代或未經(jīng)取代的d-C2。脂族基團、取代或未經(jīng)取代的 芳基、取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中R7任選被囟素、0R*、 N(R')2 或SR，取代；或者
R6和R7—起形成任選被鹵素、0R*、 N(R"2或SR，取代的4-、 5-、 6-或7元雜環(huán)或非芳香雜環(huán)；或者
NR6、 Q和CHR7 —起形成取代或未經(jīng)取代的或者雜環(huán)或非芳香雜環(huán) 的環(huán)體系，其中所述的環(huán)含有1或2個雜原子，其中環(huán)任選被-OR*、 N(R')2或-Sl^取代;并且
W不存在或者是選自-S02NR6-Q-CHR廣、-0-、 -C00-和-C0NH-的基
團；
h = 0-70; k = 0或1; d=0-12; m=0-12; p=0-12;Z是N、 0或S親核性官能度或者含有N、 0或S親核性官能度， 或者是能夠與N、 0或S親核體反應的官能度或含有能夠與N、 0或S 親核體反應的官能度；并且
每個!^獨立地是-H或Cw。烷基.
在另一實施方案中，本發(fā)明涉及由式(2)表示的化合物或其鹽， 其中
X,和X2獨立地選自C (CH山)(CH2K2) 、 0、 S和Se;
Id和K2獨立地選自H、 C廣C2。脂族基團和被-0R、 N(R')2或-SI^取 代的C廣C2。脂族基團；或者L和K2—起是取代或未經(jīng)取代的碳環(huán)或雜 環(huán)的一部分；
Y!和Y2各自獨立地是苯并稠合的環(huán)、萘并稠合的環(huán)或吡啶并稠合
的環(huán)；
iii是l、 2或3;
R2、 Ru和Ru獨立地是H、卣素、C廣C6烷基、C「G烷氧基、芳氧基、 含氮的雜環(huán)、含氮的芳香雜環(huán)、磺酸根、亞氨基季銨離子、含 S02NR6-Q-CHR7-(CH上的基團(i是Q或1;并且m = 0-12)，或者任 意兩個相鄰的Ru和Ru取代基或R2和Rn取代基組合在一起時形成4-、 5-或6-元取代或未經(jīng)取代的碳環(huán)、取代或未經(jīng)取代的非芳香碳環(huán)或者 取代或未經(jīng)取代的芳香碳環(huán)，其中碳環(huán)各自獨立地任選被d-C6烷基、 鹵素或者Oh或SIU取代一次或多次；
在x是選自0至6的整數(shù)時，R!和Rn是(CH》xCH3;或者在n是選 自2至6的整數(shù)時，R!和Rn獨立地是(CH丄S(V或(CH丄S03H;
R3、 R4和Rs獨立地選自H、羧酸鹽、羧酸、羧酸酯、胺、酰胺、磺 酰胺、羥基、烷氧基、磺酸部分和磺酸鹽部分；
R6選自取代或未經(jīng)取代的d-C2。脂族基團；取代或未經(jīng)取代的芳 基；取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中R6在Q不存在時任選被囟素、 0R*、 N(R')2或SR"""取代；為羰基；取代或未經(jīng)取代的C！-06烷基，其中 烷基的0-2個亞甲基由NH、 0或S代替，或者取代或未經(jīng)取代的d-C6碳環(huán)、非芳香碳環(huán)、雜環(huán)或非芳香雜環(huán)，其中雜環(huán)含有1-2個雜原子； 或者
在Q是羰基時，Re是H;并且
R7選自H、取代或未經(jīng)取代的d-C2。脂族基團、取代或未經(jīng)取代的 芳基、取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中R7任選被離素、0R*、 N(IO: 或SR，取代；或者
R6和R7—起形成任選被鹵素、0R*、 N(R"2或SR，取代的4-、 5-、 6-或7元雜環(huán)或非芳香雜環(huán)；或者
NR6、 Q和C肌7—起形成取代或未經(jīng)取代的或者雜環(huán)或非芳香雜環(huán) 的環(huán)體系，其中所述的環(huán)含有l(wèi)或2個雜原子，其中環(huán)任選被-OR*、 N(R')2或-SR，取代;并且
W不存在或者是選自-S02NR6-Q-CHR7-、 -0-、 -C00-和-C0NH-的基
團；
h = 0-70; k - 0或1; d-0-12; m=0-12; p-0-12;
Z是N、 0或S親核性官能度或者含有N、 O或S親核性官能度， 或者是能夠與N、 0或S親核體反應的官能度或含有能夠與N、 0或S 親核體反應的官能度；并且
每個IU獨立地是-H或Cw。烷基。
在另一實施方案中，本發(fā)明涉及由式(2)表示的化合物或其鹽， 其中l(wèi)和Xi獨立地選自CC (CH2K2) 、 0、 S和Se;
L和K2獨立地選自H、 d-C2。脂族基團和被-0R、 N(R.)2或-SR拿取 代的d-C2。脂族基團；或者L和K2—起是取代或未經(jīng)取代的碳環(huán)或雜 環(huán)的一部分；
Y!和Y2各自獨立地是苯并稠合的環(huán)、萘并稠合的環(huán)或吡啶并稠合 的環(huán)；
n,是1、 2或3;
R2、 Ru和Ru獨立地是含S02NR6-Q-CHR7-(CH丄的基團U是0或1; 并且m-0-12)、垸基、芳基、烷氧基、囟素、S-芳基或S-烷基， ^和Ru是H;R3、 1U和^獨立地選自H、羧酸鹽、羧酸、羧酸醋、胺、酰胺、磺 酰胺、羥基、烷氧基、磺酸部分和磺酸鹽部分；
R6選自取代或未經(jīng)取代的d-Cw脂族基團；取代或未經(jīng)取代的芳 基；取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中Rs在Q不存在時任選被面素、 0R*、 N0r)2或SR,取代；為羰基；取代或未經(jīng)取代的C「C6烷基，其中 烷基的0-2個亞甲基被NH、 0或S替代；或者取代或未經(jīng)取代的C!-C6 碳環(huán)、非芳香破環(huán)、雜環(huán)或非芳香雜環(huán)，其中雜環(huán)含有l(wèi)-2個雜原子； 或者
在Q是羰基時，IU是H;并且
R7選自H、取代或未經(jīng)取代的C廣C2。脂族基團、取代或未經(jīng)取代的 芳基、取代或未經(jīng)取代的垸基芳基，其中R7任選被囟素、0R*、 N(R')2 或SIU取代；或者
R6和R7—起形成任選被卣素、0R*、 N(R"2或SIU取代的4-、 5-、 6-或7元雜環(huán)或非芳香雜環(huán)；或者
NR6、 Q和CHR7—起形成取代或未經(jīng)取代的或者雜環(huán)的或非芳香雜 環(huán)的環(huán)體系，其中所述的環(huán)含有1或2個雜原子，其中環(huán)任選被-0R*、 N(R')2或-SR-取代;并且
W不存在或者是選自-S02NR廣Q-CHR7-、 -0-、 -C00-和-C0NH-的基
團；
h = 0-70; k = 0或1; d+12; m-0-12; p+12;
Z是N、 0或S親核性官能度或者含有N、 O或S親核性官能度， 或者是能夠與N、 0或S親核體反應的官能度或含有能夠與N、 0或S 親核體反應的官能度；并且
每個IU獨立地是-H或Cw。烷基，
在另一實施方案中，本發(fā)明涉及含有一種或多種化學連接至本發(fā) 明化合物的生物分子的生物相容性熒光分子.
在另一實施方案中，本發(fā)明涉及含有化學連接至本發(fā)明化合物的 生物分子的生物相容性熒光分子，其中所述的化合物具有約400 nm 至約900 nm的吸收最大值和發(fā)射最大值。在另一實施方案中，本發(fā)明涉及含有化學連接至本發(fā)明化合物的 生物分子的生物相容性熒光分子，其中所述的化合物在與把標相互作 用后被激活.
在另一實施方案中，本發(fā)明涉及含有化學連接至本發(fā)明化合物的 生物分子的生物相容性熒光分子，其中所迷化合物對靶標具有高的親 和力.
在另一實施方案中，本發(fā)明涉及體內(nèi)光學成像的方法，該方法包
括
(a) 施用給受試者一種或多種本發(fā)明的化合物或生物相容性熒 光分子；
(b) 讓所述化合物或生物相容性熒光分子分布于受試者體內(nèi)或 者與生物靶標接觸或相互作用 一定時間；
(c )用波長可被所述化合物或生物相容性熒光分子吸收的光照 射受試者；并且
(d)檢測由所述化合物或生物相容性熒光分子發(fā)出的光信號. 在另一實施方案中，本發(fā)明涉及含有化學連接至本發(fā)明化合物的 生物分子的生物相容性熒光分子，其中所述的生物分子是經(jīng)標記的細 胞。
附圖
簡述
圖l是在熒光反射系統(tǒng)(FRI， Kodak 2000MM)上24小時后，雌 性NU/NU小鼠(6-8周大)的腫瘤中本發(fā)明化合物的熒光圖像。
圖2是在熒光反射系統(tǒng)VisEn'熒光體層攝影系統(tǒng)(FMT)上24小 時后，雌性NU/NU小鼠(6-8周大)的腫瘤中本發(fā)明化合物的熒光圖 像。
圖3是注射有本發(fā)明化合物的5天大的BALB/c x CF-1 F！小鼠在 用熒光反射成像(FRI)系統(tǒng)(Kodak 2000MM) 24小時后得到的骨生 長熒光圖像。發(fā)明詳迷接下來是本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的描迷.本發(fā)明涉及在約440至約1100 nm、約550至約800 nm、約500 至約900 nm或約600至約900 nm吸收和/或發(fā)射的明亮的、高度熒光 化合物(染料)及其級合物.應該理解，在其他光謙，例如可見光和 紫外線光譜中具有激發(fā)波長和發(fā)射波長的化合物(熒光染料)也包含 于本發(fā)明中.通常，本發(fā)明化合物的結(jié)構(gòu)是基于賦予高熒光性的N，N-二取代橫 酰胺側(cè)臂衍生物.此外，在本發(fā)明的一些實施方案中，該化合物含有 可用于與靶分子上的互補基團化學連接的官能團或活性基團."化學連接"意指通過原子之間足夠強而使得結(jié)合的聚集體能作 為一個單元起作用的吸引力連接.這包括(但不限于)化學鍵(例如 共價鍵、非共價鍵如離子鍵、金屬鍵和橋鍵)、疏水性相互作用、氫 鍵和范德華相互作用，這也包括交聯(lián)或籠閉.如在此使用的，術(shù)語"化合物"指本發(fā)明的"聚曱炔熒光染料"、 "熒色物"、"熒光染料"、"花菁染料"、"碳菁染料"和"染料" 這些術(shù)語可交換使用用于指本發(fā)明的化合物.在一個實施方案中，本發(fā)明的化合物含有根據(jù)式(l)的通過聚甲 炔連接物(PML)結(jié)合在一起的兩個雜環(huán)體系Z1-,) -Z2(1)其中^是一個雜環(huán)體系，例如吲哚鎮(zhèn)(indolinium)環(huán)，f是另一個 雜環(huán)體系，例如吲咮鎮(zhèn)環(huán)，而PML是聚甲炔連接物.^和Z'環(huán)體系用 多種取代基進一步取代或者與另外的可進一步取代的環(huán)稠合.引入取生物分子的功能性側(cè)臂.在一方面，本發(fā)明的化合物進一步由磺基或磺烷基取代一次或多 次。"磺基"意指磧酸或磧酸的鹽(磺酸鹽).類似地，"羧基"意 指羧酸、羧酸酯或羧酸鹽，"磷酸酯"是磷酸的酯，并且包括磷酸酯 的鹽。"膦酸(鹽)"指膦酸并包括膦酸的鹽。同樣，對于"羰基"，包括(但不作為限制)基團例如羰基離化物(例如，氯化物)和甲酰 胺.如在此使用的，除非另外說明，取代基的坑基部分例如烷基、烷 氧基、芳基烷基、炕基氨基、二烷基氨基、三烷基銨或全氟烴基任選 為飽和的、不飽和的、直鏈的或分支的，并且所有的烷基、烷氣基、 烷基氨基和二就基氨基取代基自身任選進一步由羧基、磺基、氨基或 羥基取代.在一個實施方案中，本發(fā)明涉及由式(2)表示的化合物或其鹽其中Xi、 &獨立地選自C(CHA) (CH2K2) 、 0、 S、 Se, K!和K2獨立地選 自H和直鏈或支鏈的、飽和或不飽和的C廣C2。烷基，其任選含有各種 形式的N、 S、 0;或者獨立地，其中L和K2—起是任選進一步被取代 的環(huán)的一部分。Yi、 L是形成苯并稠合的環(huán)或萘并稠合的環(huán)或吡啶并 稠合的環(huán)所需的非金屬原子并且ih是1、 2或3。 R2、 Ru和Ru獨立地 是H、 F、 Br、 Cl、 C「C6烷基、d-C6烷氧基、芳氧基、氮雜環(huán)、磺酸 根、亞氨基季銨離子，或者任意兩個相鄰的IU或Ru取代基或R2和Ru 取代基組合在一起時形成4-、 5-或6-元飽和或不飽和的烴環(huán)，該烴環(huán) 任選被d-Cs烷基、卣素或者具有0或S的部分取代一次或多次.l 和Rn選自H、 (CH2)nCH3、 (CH2)nSOr^(CH2)nS03H，其中當R,或R"是 (CH丄CH3時n為選自0至6的整數(shù)，并且當R!或Ru是(CH2)nS0廣或 (CH2)nS03H時n為選自2至6的整數(shù)。R3、 114和Rs獨立地選自H、羧 酸鹽、羧酸、羧酸酯、胺、酰胺、磺酰胺、羥基、烷氧基、磺酸部分 和磺酸鹽部分。Rs獨立地選自直鏈或支鏈的、飽和或不飽和的C「C20 烷基、芳基、烷基芳基，其任選含有各種形式的卣素、N、 S、 0; R7 獨立地選自H、直鏈或支鏈的、飽和或不飽和的d-C2。烷基、芳基、烷 基芳基，其任選含有各種形式的囟素、N、 S、 0; R6和R,組合在一起時 形成4-、 5-、 6-或7-元飽和或不飽和的烴環(huán)，所述烴環(huán)任選含有各種,S02NRrQ-CHR7 H(CH2)nrWKCHaV(0)^CH2)jZ形式的離素、N、 S、 0 . Q不存在或者是C廣Cs就基、C廣C6環(huán)坑基，其 中烷基或環(huán)基團含有0-2個選自N、 0、 S的雜原子.所述環(huán)基團可以 并入NR6和C肌7為環(huán)體系的一部分.Q是羰基(CO)并且R6獨立地選 自H、直鏈或支鏈的、飽和或不飽和的d-Cw烷基、芳基、烷基芳基， 其任選含有各種形式的鹵素、N、 0、 S.
W不存在或者是選自-S02NRHhCHR7-、 -0-、 -COO-和-CONH-的基 團.并且，h-0-70; k漏O或l; d-0-12;邁謹0-12; p-0-12. Z是N、 0或S親核性官能度或者含有N、 0或S親核性官能度，或者是能夠與 N、 0或S親核體反應的官能度或含有能夠與N、 0或S親核體反應的 官能度.將該式(2 )化合物化學連接至生物相容性熒光分子用于多種 應用，包括體內(nèi)成像.
在另一實施方案中，本發(fā)明涉及由式(2)表示的化合物或其鹽
其中1、 X2獨立地選自C(CH2KJ (CH2K2)、 0、 S、 Se, Ki和L獨立地選 自H和直鏈或支鏈的、飽和或不飽和的d-C2。烷基，其任選含有各種 形式的N、 S、 0;或者獨立地，其中L和K2—起是任選進一步被取代 的環(huán)的一部分。L、 Y2是形成苯并稠合的環(huán)或萘并稠合的環(huán)或吡啶并 稠合的環(huán)所需的非金屬原子并且n!是1、 2或3. R2、 Rn和L獨立地 是H、 F、 Br、 Cl、 C「C6烷基、C廣C6烷氧基、芳氧基、氮雜環(huán)、磺酸 根、亞氨基季銨離子，或者任意兩個相鄰的Ru或Ru取代基或R2和Rn 或l和Ru取代基組合在一起時形成4-、 5-或6-元飽和或不飽和的烴 環(huán)，該烴環(huán)任選被d-Ce烷基、卣素或者具有0或S的部分取代一次或 多次。Id和Rn選自(CH2)nCH3、 (CH2)nS03+(CH2)nS03H,其中當Id或Ru 是(CH丄CH3時n為選自0至6的整數(shù)，并且當Ri或R"是(CH2)。S0廠或 (CH丄S03H時n為選自2至6的整數(shù).R3、 R4和Rs獨立地選自H、羧酸 鹽、羧酸、羧酸酯、胺、酰胺、磺酰胺、羥基、烷氧基、磺酸部分和磺酸鹽部分.Re獨立地選自直鏈或支鏈的、飽和或不飽和的C廣Cw烷基、芳基、烷基芳基，其任選含有各種形式的離素、N、 S、 0; 117獨立 地選自H、直鏈或支鏈的、飽和或不飽和的C廣C"烷基、芳基、烷基芳 基，其任逸含有各種形式的鹵素、N、 S、 0; !U和R7組合在一起時形成 4-、 5-、 6-或7-元飽和或不飽和的烴環(huán)，該烴環(huán)任選含有各種形式的 鹵素、N、 S、 0. Q不存在或者是d-C6烷基、C廣Cs環(huán)烷基，其中坑基 或環(huán)基團含有0-2個選自N、 0、 S的雜原子.環(huán)基團可以并入冊6和 C肌7作為環(huán)體系的一部分.Q是羰基(C0)并且R6獨立地選自H、直 鏈或支鏈的、飽和或不飽和的d-Cw烷基、芳基、烷基芳基，其任選 含有各種形式的離素、N、 0、 S.W不存在或者是選自-S02NRHhC肌廣、-0-、 -COO-和-C0NH-的基 團。并且，h 0-70、 k ' 0或1、 d - 0-12、 m ， 0-12、 p - 0-12. Z是N、 0或S親核性官能度或者含有N、 O或S親核性官能度，或者 是能夠與N、 O或S親核體反應的官能度或含有能夠與N、 0或S親核 體反應的官能度。將該式(2 )化合物化學連接至生物相容性熒光分子 用于多種應用，包括體內(nèi)成像。在一個實施方案中，本發(fā)明涉及由下式表示t-(PML)-Z2的化合物或其鹽，其中Yi、 Y2是形成苯并稠合的環(huán)或萘并稠合的環(huán)或吡啶并稠合的環(huán)所 需要的非金屬原子。在一個實施方案中，L、 L表示形成1至2個稠合芳香環(huán)(每個 環(huán)中具有6個原子)所需要的原子，該原子選自-CH、 -C、 -018和-冊9， 其中Rs是0或1 (這樣每個環(huán)氮是季銨化的或者不是季銨化的)，并且每個Rg獨立地含有磺基、三氟甲基或鹵素；R,獨立地含有C廣C,烷基， 依次獨立地含有H、氨基或磺基.在所迷稠環(huán)上并入一個或多個非氫取代基可用于調(diào)節(jié)所產(chǎn)生的染 料的吸收和發(fā)射光謙.下面顯示，式(1)和(2)中f的基本結(jié)構(gòu)的逸擇性實例.這些 基本結(jié)構(gòu)任選被進一 步取代.在一個實施方案中，在式(2 )中，Xm X2獨立地選自C (CH^) (CH2K2)、 0、 S、 Se，其中L和K2獨立地選自H和直鏈或支鏈的、飽和或不飽和 的d-"烷基，其任選含有各種形式的N、 S、 0;或者獨立地，其中 L和L一起是環(huán)的一部分或者X獨立地選自-CR2。Rn，其中1(2。和R21(它 們可以相同或不同)是烷基、環(huán)烷基或芳基烷基， 一起為環(huán)體系的一 部分，并且任選被進一步取代。在本發(fā)明的一個方面，對于由式(2)表示的化合物，R3和IU組合 在一起時形成一個5或6元環(huán)，在一個實施方案中，在由式(2)表示的化合物中，R!和IU3選自H、 (CH2)nCH3、 (CH丄S0「和(CH丄S03H，其中當^或R"是(CH丄CH3時n為 選自0至6的整數(shù)，并且當Id或R"是(CH丄S0「或(CH2)nS03H時n為選 自2至6的整數(shù)。在本發(fā)明的一個方面，R!和I^是含有芳基磺酸鹽或 氨基或鄰苯二甲酰亞氨基的取代基.在一個實施方案中，在由式(2)表示的化合物中，R!和Ru選自 (CH2) nCH3、 (CH2) nSO廣和(CH2) nS03H，其中當Id或R"是(CH2) nCH3時n為 選自0至6的整數(shù)，并且當^或Rn是(CHJ nSO廣或(CH2) nS03H時n為選 自2至6的整數(shù)。在本發(fā)明的一個方面，^和Ru是含有芳基磺酸鹽或 氨基或鄰苯二曱酰亞氨基的取代基.由式(2)表示的化合物中的取代基R,、 R4和Rs獨立地選自H，離 素、羧酸鹽、羧酸、羧酸酯、氨基、酰胺、烷基或芳基橫跣胺、幾基、 烷氣基、芳氧基、碟酸鹽、氛基、硝基、疊氮基、烷基氨基、二烷基 氨基、三烷基銨、磷酸鹽、磷酸酯、膦酸鹽(phosphonate)、橫酸和 磺酸根部分.
在一個實施方案中，將本發(fā)明的化合物經(jīng)橫化一次或多次.如果 本發(fā)明的化合物由橫基(即例如橫酸部分、磺酸鹽部分或橫酰胺)取 代，通常在113或IU或Rs或者這三處磺化，或者獨立地在每個R,或Ru 或這兩者處磺坑基化(即，例如(CH:hS0r或(CH》nS03H),或者既經(jīng)橫 化又經(jīng)磺坑基化.
如在此使用的，術(shù)語磺酸和(CH丄SOJI或磺酸根基團和(CH上S(V 可以交換使用.然而，在一些實施方案中，術(shù)語磺酸部分、磧酸根部 分或磺酰胺指通過磺酸部分、磺酸根部分或磺酰胺部分(即-S02NR'R") 連接至分子的殘余部分的取代基.
在一個實施方案中，本發(fā)明涉及由結(jié)構(gòu)式(2)表示的化合物
Xi和X2獨立地選自C(CH&) (CH2K2) 、 0、 S和Se. 在一個實施方 案中，L和X2獨立地是C (CHA) (CH2K2),
Jd和L獨立地選自H、 d-C2。脂族基團和被-0R、 N(R.)2或-S1^取 代的d-C2。脂族基團；或者L和K2—起是取代或未經(jīng)取代的碳環(huán)或雜 環(huán)的一部分.在一個實施方案中，L和L獨立地是H或C廣C2。烷基. 在一個實施方案中，L和L獨立地是H或d-d。烷基。在一個實施方 案中，L和K2獨立地是H或d-C"烷基.
Y,和Y2各自獨立地是苯并稠合的環(huán)、萘并稠合的環(huán)或吡啶并稠合 的環(huán)。n,是l、 2或3.R2、 Ru和Ru獨立地是H、離素、烷基、烷氣基、芳氧基、芳基、 磺酸根、含S02NRHhCHR7-(Ciy ,的基團(i是0或1;并且m ■ 0-12 )、 亞氨基季銨離子、S-芳基、S-烷基，或者任意兩個相鄰的R"和Rn取 代基或112和Rn取代基組合在一起時形成4-、 5-或6-元取代或未經(jīng)取 代的碳環(huán)、取代或未經(jīng)取代的非芳香碳環(huán)或者取代或未經(jīng)取代的芳香 碳環(huán).在一個實施方案中，碳環(huán)各自獨立地任選被C廣Cs烷基、面素或 OR*或Sb取代一次或多次.在一個實施方案中，Rz、 R"和Ru獨立 地是H、烷基、芳基、磺酸根、含SO,NRHhC肌7-(CH2),的基團'(i是0 或1;并且m - 0-12)、亞氨基季銨離子、S-芳基、S-烷基，或者任 意兩個相鄰的Ru和Rn取代基或Rz和Ru取代基組合在一起時形成4-、 5-或6-元取代或未經(jīng)取代的碳環(huán)、取代或未經(jīng)取代的非芳香碳環(huán)或者 取代或未經(jīng)取代的芳香碳環(huán)，其中所述碳環(huán)各自獨立地任選被 烷基、卣素或OR*或SIU取代一次或多次.在一個實施方案中，R2、 Rn和Ru獨立地是H、 Cw。烷基、磺酸根、含S02NR6-Q-CHR7-(CH丄的基 團(i是0或l;并且m-0-12)，或者任意兩個相鄰的Ru和Ru取代 基或R2和Rn取代基組合在一起時形成4-、 5-或6-元碳環(huán)、非芳香碳 環(huán)或芳香碳環(huán).在x是選自0至6的整數(shù)時，R!和Ru是-H、 (CH2)XCH3;或者在n 是選自2至6的整數(shù)時，!U和Rn獨立地是(CH丄S0r或(CH2)nS03H。R3、 JU和Rs獨立地選自H、羧酸鹽、羧酸、羧酸酯、胺、跣胺、磺 酰胺、^基、烷氧基、磺酸部分和磺酸鹽部分.在一個實施方案中， R3、 R4和Rs獨立地選自H、磺酰胺、磺酸部分和磺酸根部分.在一些 實施方案中，R3、 R4和Rs獨立地是磺酸或其鹽.Re選自取代或未經(jīng)取代的d-C2。脂族基團，取代或未經(jīng)取代的芳 基，取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，在Q不存在時，羰基，取代或未經(jīng) 取代的C「C6烷基，其中烷基的0-2個亞甲基被NH、 O或S替代；或者 取代或未經(jīng)取代的d-C6碳環(huán)、非芳香碳環(huán)、雜環(huán)或非芳香雜環(huán)，其中 雜環(huán)含有l(wèi)-2個雜原子。在一個實施方案中，R6任選被g素、OR、N(R')2或SR傘取代.在另一實施方案中，Q-0R*、 JUrh或-SR,取代.在一個 實施方案中，R6選自C廣C26烷基，芳基，烷基芳基，在Q不存在時， 羰基，d-C6烷基或d-C6碳環(huán)、非芳香碳環(huán)、雜環(huán)或非芳香雜環(huán).在 一個實施方案中，R6是C「d。烷基，在Q不存在時，羰基、C廣Cs烷基 或d-C6碳環(huán)、非芳香破環(huán)、雜環(huán)或非芳香雜環(huán). 備選地，在Q是羰基時，l是H.R，選自H、取代或未經(jīng)取代的C廣Cw脂族基團、取代或未經(jīng)取代的 芳基、取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中R7任選被卣素、0R*、 NOT), 或Sh取代.在一個實施方案中，R7任選被0R、 N(R1或SP取代. 在一個實施方案中，1選自H、 C廣Cm坑基、芳基、烷基芳基.在一個 實施方案中，R，選自H或d-d。烷基；或者備選地，Rs和R7—起形成4-、 5-、 6-或7-元雜環(huán)或非芳香雜環(huán). 在一個實施方案中，碳環(huán)、雜環(huán)、非芳香碳環(huán)或芳香環(huán)任選被鹵素、 0R*、 N(R')2或SIU取代.在一個實施方案中，116和117組合在一起時形 成4-、 5-、 6-或7-元碳環(huán)、雜環(huán)、非芳香碳環(huán)或芳香環(huán).備選地，NR6、 Q和CHR7—起形成取代或未經(jīng)取代的或者雜環(huán)或非 芳香雜環(huán)的環(huán)體系，其中所述的環(huán)含有l(wèi)或2個雜原子.在一個實施 方案中，碳環(huán)、雜環(huán)、非芳香碳環(huán)或芳香環(huán)任選被鹵素、0R*、 N(R')2 或Sb取代.在一個實施方案中，IU和R7組合在一起時形成4-、 5-、 6-或7-元碳環(huán)、雜環(huán)、非芳香碳環(huán)或芳香環(huán)。W不存在或者是選自-S02NR6-Q-CHR7-、 -0-、 -COO-和-C0NH-的基 團。在一個實施方案中，W不存在.h - 0-70、 k 0或1、 d 一 0-12、 m豕0-12、 p 0-12,在一 個實施方案中，h = 0-10; k = 0或1; d=0-6; m-0-6; p=0-6。Z是N、 0或S親核性官能度或者含有N、 0或S親核性官能度， 或者是能夠與N、 0或S親核體反應的官能度或含有能夠與N、 0或S 親核體反應的官能度；并且每個^獨立地是-H或Cw。烷基，在一個實施方案中，每個R-獨 立地是-H或Cw。烷基.在一個實施方案中，對于由式(2)表示的化合物 R!和R"是-H，并且基團-((C(Rj-C0U)wCa2)-由選自下列的 結(jié)構(gòu)式表示其中Rg選自H、鹵素原子、S-芳基、S-烷基、烷基、芳基、烷氣 基、芳氣基和含S02NRHhCHR廣(CH2),的基團；i是0或1;并且m-0-12, 并且剩余的變量是如上描述的.在一些實施方案中，對于由式(2)表示的化合物，Z是選自-NH，、 -OH和-SH的親核性官能度，并且剩余的變量是如上描述的.在一些其他的實施方案中，對于由式(2)表示的化合物，Z是能 夠與N、 0、 S親核體反應的官能度，所述的親核體選自-COCl、 -(CO)O(CO)R、 -CONHNH2、取代和未經(jīng)取代的N-羥基琥珀酰亞胺酯、硝 基-或氟-苯酚酯、-NCS、 -CHO、 -COCHJ、亞磷酰胺和馬來跣亞胺基團， 并且剩余的變量是如上描述的.在一個實施方案中，親核體選自-C0C1 、 -(CO)O(CO)R、 -CONHNH2、取代和未經(jīng)取代的N-羥基琥珀酰亞胺酯、 -NCS、 -CHO、 -COCH2I、亞磷酰胺和馬來酰亞胺基團.在另一實施方案中，本發(fā)明涉及由式(2)表示的化合物l和X2獨立地選自C(Ciyd) (CH2K2) 、 0、 S和Se, 在一個實施方 案中，1和X2獨立地是C (CH2K!) (CH2K2)。L和K2獨立地選自H、 d-C2。脂族基團和被-0R、 N(R')2或-SIU取 代的C「Q脂族基團；或者Id和L一起是取代或未經(jīng)取代的碳環(huán)或雜 環(huán)的一部分。在一個實施方案中，L和L獨立地是H或d-C"烷基.或其鹽。在一個實施方案中，K,和L獨立地是H或d-d。烷基基團.在一個實 施方案中，^和K2獨立地是H或C廣C"烷基基團.L和Y2各自獨立地是苯并稠合的環(huán)、萘并稠合的環(huán)或吡啶并稠合的環(huán)；n,是l、 2或3;R2、 Ru和Ru獨立地是H、 F、 Br、 Cl、 C廣C6烷基、C廣Cs烷氣基、 芳氧基、含氮的雜環(huán)、含氮的芳香雜環(huán)、磺酸根、亞氨基季銨離子，或者任意兩個相鄰的R12和Ru取代基或R2和Rn取代基組合在一起時形 成4-、 5-或6-元取代或未經(jīng)取代的碳環(huán)、取代或未經(jīng)取代的非芳香碳 環(huán)或者取代或未經(jīng)取代的芳香破環(huán)，在一個實施方案中，碳環(huán)各自獨 立地任選被d-C6烷基、面素或OR*或SRo取代一次或多次.在一個 實施方案中，R2、 Ru和L獨立地是H、 C廣Cs烷基、含氮的雜環(huán)、含氛 的芳香雜環(huán)，或者任意兩個相鄰的Ru和Ru取代基或Ra和Ru取代基組 合在一起時形成4-、 5-或6-元取代或未經(jīng)取代的碳環(huán)、取代或未經(jīng)取 代的非芳香碳環(huán)或者取代或未經(jīng)取代的芳香碳環(huán)，其中所述的碳環(huán)各 自獨立地任選被d-C6烷基、卣素或者OIU或Sh取代一次或多次.在 一個實施方案中，R2、 Ru和Ru獨立地是H、 Cw烷基、含氮的雜環(huán)，或 者任意兩個相鄰的Ru和Ru取代基或R2和Ru取代基組合在一起時形成 4-、 5-或6-元的碳環(huán)、非芳香碳環(huán)或芳香碳環(huán).在x是選自0至6的整數(shù)時，l和Ru是(CH2)XH3;或者在n是選 自2至6的整數(shù)時，Id和Ru獨立地是(CH丄S(V或(CH丄S03H;R3、 R4和Rs獨立地選自H、羧酸鹽、羧酸、羧酸酯、胺、酰胺、磺 酰胺、羥基、烷氧基、磺酸部分和磺酸鹽部分，在一個實施方案中， R3、 R4和Rs獨立地選自H、磺酰胺、磺酸部分和磺酸根部分.在一些實 施方案中，R3、 R4和Rs獨立地是磺酸或其鹽。Rs選自取代或未經(jīng)取代的d-C2。脂族基團，取代或未經(jīng)取代的芳 基，取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，在Q不存在時，羰基，取代或未經(jīng) 取代的C廣Ce烷基，其中坑基的0-2個亞曱基被NH、 0或S替代，或者 取代或未經(jīng)取代的d-C6碳環(huán)、非芳香碳環(huán)、雜環(huán)或非芳香雜環(huán)，其中雜環(huán)含有1-2個雜原子.在一個實施方案中，l任選被囟素、OR*、 N (R'): 或SR,取代.在另一實施方案中，Q經(jīng)-0R,、 N0O2或-SR,取代.在一 個實施方案中，Rs選自d-C"烷基、芳基、烷基芳基，在Q不存在時， 羰基，C廣C6烷基或d-Cs碳環(huán)、非芳香破環(huán)、雜環(huán)或非芳香雜環(huán).在 一個實施方案中，Rs是C廣d。烷基，在Q不存在時，羰基，d-C6烷基 或C廣Cs碳環(huán)、非芳香碳環(huán)、雜環(huán)或非芳香雜環(huán). 備選地，在Q是羰基時，l是H.R7選自H、取代或未經(jīng)取代的d-C,。脂族基團、取代或未經(jīng)取代的 芳基、取代或未經(jīng)取代的垸基芳基，其中R7任選被離素、0R*、 N(R'), 或SR，取代.在一個實施方案中，R，任選被卣素、0R*、 N(IO,或SR* 取代.在一個實施方案中，R7選自H、 d-C,。烷基、芳基、烷基芳基. 在一個實施方案中，R，選自H或C廣d。烷基；或者備選地，l和R7—起形成4-、 5-、 6-或7-元雜環(huán)或非芳香雜環(huán). 在一個實施方案中，碳環(huán)、雜環(huán)、非芳香碳環(huán)或芳香環(huán)任選被鹵素、 0R*、 N(R')2或SIU取代.在一個實施方案中，R6和R7組合在一起時形 成4-、 5-、 6-或7-元碳環(huán)、雜環(huán)、非芳香碳環(huán)或芳香環(huán).備選地，NR6、 Q和C肌7—起形成取代或未經(jīng)取代的或者雜環(huán)或非 芳香雜環(huán)的環(huán)體系，其中所述的環(huán)含有1或2個雜原子.在一個實施 方案中，碳環(huán)、雜環(huán)、非芳香碳環(huán)或芳香環(huán)任選被鹵素、R*、 N(R')2 或Sh取代。在一個實施方案中，1和117組合在一起時形成4-、 5-、 6-或7-元碳環(huán)、雜環(huán)、非芳香碳環(huán)或芳香環(huán).W不存在或者是選自-S02NR「Q-CHR廣、-0-、 -C00-和-C0NH-的基 團。在一個實施方案中，W不存在.h - 0-70、 k - 0或1、 d - 0-12、 m = 0-12、 p 0-12'在一 個實施方案中，h = 0-10; k - 0或1; d=0-6; m=0-6; p=0—6.Z是N、 0或S親核性官能度或者含有N、 0或S親核性官能度， 或者是能夠與N、 0或S親核體反應的官能度或含有能夠與N、 0或S 親核體反應的官能度；并且每個R，獨立地是-H或Cw。烷基.在一個實施方案中，每個^獨 立地是-H或Ch。坑基.在一些實施方案中，對于由式(2)表示的化合物，Z是選自-NH2、 -0H和-SH的親核性官能度，并且剩余的變量是如上描述的.在一些其他的實施方案中，對于用式(2)表示的化合物，Z是能 夠與N、 0、 S親核體反應的官能度，所述的親核體選自-COCl、 -(C0)0(C0)R、 -C0NHNH2、取代和未經(jīng)取代的N-雍基琥珀跣亞胺酯、硝 基-或氟-苯酚酯、-NCS、 -CHO、 -C0CH2I、亞磷酰胺和馬來酰亞胺基團， 并且剩余的變量是如上描述的.在一個實施方案中，親核體選自 -C0C1、 -(C0)0(C0)R、 -CONHNH,、取代和未經(jīng)取代的N-鞋基琥珀跣亞 胺酯、-NCS、 -CHO、 -C0CH2I、亞磷酰胺和馬來跣亞胺基團.在本發(fā)明的一個實施方案中，對于由如在前面第36段中所描迷的 式(2)表示的化合物，基團l、 Rj、 IU Rs或Ru的至少兩個含有磺酸 或磺酸根基團.在本發(fā)明的一個實施方案中，對于由如在前面第37段中所描述 的式(2)表示的化合物，R" IU和Rs各自獨立地是式 -S02M「Q—CHR7- [ (CH2) ,-W- (CH2) p- (0) k] h- (CH2) dZ的基團.在本發(fā)明的一個實施方案中，對于由如在前面笫38段中所描迷的 式 (2 ) 表示的化合物，I 、 IU和 R5之 一 是 -S02NR6-Q-CHR7- [ (CH2)B-W— (CH2) p- (0) k〗h- (CH2) dZ.在本發(fā)明的一個實施方案中，對于由如前面笫39段中所描迷的式(2)表示的化合物，X!和X2兩者都是-C(CH3)2.在本發(fā)明的一個實施方案中，對于由如前面第40段中所描述的式(2)表示的化合物，基團-((C(Rn)"C(W)n廣C(R2)"由選自下面的結(jié)構(gòu)式表示其中Rs選自H或者Cl、 Br或F.在一些實施方案中，本發(fā)明的化合物由式3-5的任意之一表示:<formula>formula see original document page 48</formula>其中-.l和Ru獨立地選自(CH2)XCH3、 (CH丄S03-和(CH丄S03H;其中x是 選自0至6的整數(shù)并且n是選自2至6的整數(shù).R3選自H、羧酸鹽、羧酸、羧酸酯、胺、酰胺、磺醜胺、羥基、 烷氧基、磺酸部分和磺酸鹽部分。在一個實施方案中，本發(fā)明涉及由結(jié)構(gòu)式(2)表示的化合物R4 S02NRffOOHRH(CHa)nrW"(CH2V(OWh(CH2)a2 ■， 、 R咖 "^^R^X,和X2獨立地選自C(CH2U (CH2K2)、 0、 S和Se;K!和K2獨立地選自H、 d-C2。脂族基團和被-0R、 N(R.)2或-SR'取 代的d-C2。脂族基團；或者L和K2—起是取代或未經(jīng)取代的碳環(huán)或雜 環(huán)的一部分；L和Y2各自獨立地是苯并稠合的環(huán)、萘并稠合的環(huán)或^啶并稠合的環(huán)；n,是1、 2或3;R2、 Ru和Ru獨立地是H、離素、C「C6烷基、C廣C6烷氧基、芳氣基、 含氮的雜環(huán)、含氮的芳香雜環(huán)、磺酸根、亞氨基季銨離子、含 S02NR「Q-CHR「(CH丄的基團；i是0或1;并且m 0-12，或者任意 兩個相鄰的Ru和Rn取代基或&和Ru取代基組合在一起時形成4-、 5-或6-元取代或未經(jīng)取代的碳環(huán)、取代或未經(jīng)取代的非芳香破環(huán)或者 取代或未經(jīng)取代的芳香碳環(huán)，其中碳環(huán)各自獨立地任選被d-C6烷基、 鹵素或者0R，或SR，取代一次或多次；在x是選自0至6的整數(shù)時，^和R"是(CH丄CH3;或者在n是選 自2至6的整數(shù)時，R!和Ru獨立地是(CH丄S(V或(CH2)nS0sH;R3、 l和R5獨立地選自H、羧酸鹽、羧酸、羧酸酯、胺、跣胺、磺 酰胺、羥基、烷氧基、磺酸部分和磺酸鹽部分.R6選自取代或未經(jīng)取代的d-C2。脂族基團、取代或未經(jīng)取代的芳 基、取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中Rs在Q不存在時任選被卣素、 0R*、 N(R')2或SIU取代，為羰基、取代或未經(jīng)取代的d-Cs烷基，其中 烷基的0-2個亞甲基被NH、0或S替代；或者為取代或未經(jīng)取代的C廣C^ 碳環(huán)或雜環(huán)，其中所述的環(huán)可并入NIU和C肌7作為該環(huán)體系的一部分， 并且所述雜環(huán)含有0-2個雜原子，其中Q任選被-0IU、 N(R')2或-SR， 取代；或者在Q是羰基時，l是H;&選自H、取代或未經(jīng)取代的d-C2。脂族基團、取代或未經(jīng)取代的 芳基、取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中R7任選被鹵素、0R*、 N(R')2 或S^取代；或者Re和R7組合在一起時形成任逸被鹵素、0R*、 N(I^)2或SR* 取代的4-、 5-、 6-或7元破環(huán)、雜環(huán)、非芳香碳環(huán)或芳基；W不存在或者是選自-S02NR6-Q-CHR7-、 -0-、 -COO-和-CONH-的基團；h 0-70; k豕0或1; d= 0-12; m-0-12; p豕0-12;Z是N、 0或S親核性官能度或者含有N、 0或S親核性官能度， 或者是能夠與N、 0或S親核體反應的官能度或含有能夠與N、 0或S 親核體反應的官能度；并且每個！^獨立地是-H或Cw。烷基.在一些實施方案中，基團- ((C (Rn) "C (R12)) nl-C (R2) -由選自下面的 結(jié)構(gòu)式表示其中R8選自H、卣素原子和含S02NRHhC肌7-(CH2),的基團；i是 0或1;并且m-0-12，并且剩余的其他變量如上描述.在一個實施方案中，本發(fā)明涉及由結(jié)構(gòu)式(2)表示的化合物或其鹽，其中Xi和X2獨立地選自C(CHA) (CH2K2)、 0、 S和Se;K!和K2獨立地選自H、 d-C2。脂族基團和被-0IU、 N(R.)2或-SR'取 代的d-C2。脂族基團；或者L和K2—起是取代的或未經(jīng)取代的碳環(huán)或 雜環(huán)的一部分；L和Y2各自獨立地是苯并稠合的環(huán)、萘并稠合的環(huán)或吡啶并稠合的環(huán)；m是l、 2或3;R2、 Ru和Ru獨立地是含S02NR廣Q-CHR7-(CH2),的基團(i是0或1; 并且nH)-12)、烷基、芳基、烷氧基、卣素、S-芳基或S-烷基， R,和Rn是H;R3、 R4和Rs獨立地選自H、羧酸鹽、羧酸、羧酸酯、胺、跣胺、磺 酰胺、羥基、烷氧基、磺酸部分和磺酸鹽部分.R6選自取代或未經(jīng)取代的d-C2。脂族基團；取代或未經(jīng)取代的芳 基；取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中IU在Q不存在時任選被鹵素、,S02NRrQ"CHR7 "Cm-W-(CH2 V(0)iJh(CH^0R*、 N(R')2或Sh取代；為羰基；取代或未經(jīng)取代的C廣Cs烷基，其中 烷基的0-2個亞甲基被NH、 0或S替代；或者取代或未經(jīng)取代的d"(^ 碳環(huán)、非芳香碳環(huán)、雜環(huán)或非芳香雜環(huán)，其中所述雜環(huán)含有l(wèi)-2個雜 原子；或者在Q是羰基時，1U是H;并且R7選自H、取代或未經(jīng)取代的d-C"脂族基團、取代或未經(jīng)取代的 芳基、取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中R7任選被面素、0R*、 NOT), 或SI^取代；或者Rs和R7—起形成任選被面素、0R*、 N(I^)2或SR，取代的4-、 5-、 6-或7元雜環(huán)或非芳香雜環(huán)；或者NR6、 Q和CHR7 —起形成取代或未經(jīng)取代的或者雜環(huán)的或非芳香雜 環(huán)的環(huán)體系，其中所述的環(huán)含有l(wèi)或2個雜原子，其中環(huán)任選被-OR*、 N(R')2或-SI^取代；并且W不存在或者是選自-S02NR6-Q-CHR廣、-0-、 -C00-和-C0NH-的基團；h - 0-70; k - 0或1; d=0-12; m-0-12; p理0-12; Z是N、 0或S親核性官能度或者含有N、 0或S親核性官能度， 或者是能夠與N、 0或S親核體反應的官能度或含有能夠與N、 O或S親核體反應的官能度；并且每個！^獨立地是-H或d,烷基.在本發(fā)明的一些實施方案中，R" Rn和Rn獨立地是S-芳基或S-烷基，并且剩余的變量是如剛剛在上文中描述的.用于本發(fā)明化合物(碳胥染料)的合適的PML部分的合適實例以 前在文獻中有描述，包括結(jié)合了非氨取代基、環(huán)結(jié)構(gòu)和剛性化元素 (rigidizing element)的PML部分(Ollmann, Jr的美國專利No. 5, 831, 098 (1998)、 Patonay等的美國專利No. 6, 086, 737 (2000)、 Waggoner的美國專利No. 6, 048, 982 (2000)，以及Lee等的美國專利 No. 5, 453, 505 (1995) 、 Middendorf 等的美國專利 No. 5, 639, 874 (1997)、 Lincoln等的美國專利No. 3, 864, 644 (1975)、Simson的美國專利No. 4, 011, 086 (1977)、 Caputo的美國專利No. 6, 747, 159 (2004);將所有這些都通過引入作為參考).在本發(fā)明的一個實施方案中，可以將活性基團(或化學連接的分 子)連接至本發(fā)明的某些化合物(吲哚華染料)中的L上.除了 Y2 處的活性基團，該化合物還可以另外橫化至少4次(在R3和R4處，并 且在R,和Ru兩處為磺烷基).在本發(fā)明的一個實施方案中，可以將活 性基團(或化學連接分子)連接至本發(fā)明的一些化合物(丐l咮普染料) 中的L上.除了 Y2處的活性基團，該化合物還可以另外碌化至多4次 (在Rs和R^處，并且在^和Ru兩處為磺烷基).這種額外的磺化產(chǎn) 生了具有新特性，例如改善的水溶性的活性染料和染料綴合物.如在此使用的，"活性基團"意指能與不同化合物上的官能團進 行化學反應形成共價鍵的本發(fā)明化合物上的部分或可加成至該本發(fā)明 化合物上的部分，或者意指能與本發(fā)明化合物上的官能團進行化學反 應而形成共價鍵的不同化合物上的部分.通常，所述活性基團是可通 過暴露于相應官能團(分別為親核體或親電體)而形成共價鍵的親電 體或親核體.備選地，活性基團是可光敏化的基團，并且只有在用合 適波長的光照射后才變成是有化學活性的.通常，本發(fā)明化合物和被 綴合的物質(zhì)之間的綴合反應導致活性基團的一個或多個原子被并入新 的鍵中，該新鍵使染料連接至該綴合的物質(zhì).PML部分通常源自在本發(fā)明化合物(染料)的合成中使用的偶聯(lián) 劑.例如，N，N'-二苯基甲脒和原甲酸三乙醋產(chǎn)生PML部分.丙二搭雙 (苯基亞胺)鹽酸鹽、1,1,3-三甲氣基丙烷以及1,1,3, 3-四甲氣基丙 烷和戊烯二眵雙苯胺一氯化物也產(chǎn)生染料.PML的選擇(實際上是對m和R2、 R12、 Ru的選擇)也可以影響熒 光染料的吸收和熒光特性.^和f之間的PML的長度也影響熒光染料 的吸收和熒光特性.如果ih-l，并且吲哚銪雜環(huán)不與另外的環(huán)稠合， 則產(chǎn)生的熒光染料通常顯示吸收最大值接近550 n邁.如果nr2，則熒 光染料的最大吸收通常接近650 nm.如果n，3,則熒光染料的最大吸 收通常接近750 nm.在本發(fā)明的一方面，ih是l、 2或3; R2、 Rn和Ru獨立地是H、 F、 Br、 Cl、 C廣C6烷基、C「(^烷氧基、芳氧基、氮雜環(huán)、磺酸根、亞氛基 季銨離子，或者任意兩個相鄰的Ru或Ru取代基或l和Ru取代基組合 在一起時形成4-、 5-或6-元飽和或不飽和的烴環(huán)，所述徑環(huán)任選被 d-C6烷基、面素或者具有O或S的部分取代一次或多次.本發(fā)明的一方面是式(2)化合物，其中只有一個Ru選自官能化 的含氮雜環(huán)(經(jīng)取代的含氮雜芳環(huán)).在該實施方案中，雜環(huán)和雜芳 環(huán)指如在此定義的雜芳環(huán)，例如吡啶而官能化指取代.本發(fā)明的另一方面是式(2)化合物，其中只有一個Rn選自吡啶環(huán).在本發(fā)明的一方面，用下面顯示的丙二眵部分將PML部分引入染 料中在本發(fā)明的一方面，可使PML上的吡啶氮季銨化以改變本發(fā)明化 合物的物理和藥理學特性.可將官能側(cè)臂引入^或Z2中.該官能側(cè)臂位于由L或Y2描述的 部分中的任何位置.在本發(fā)明的一方面，式Z^(PML)-f由下列式子表示其中每個IU獨立地選自(CH2),CH3、 (CH2)nS03-—(CH2)nS03H;其中x 是選自Q至6的整數(shù)并且n是選自2至6的整數(shù)，官能側(cè)臂通常通過合適的胺官能化側(cè)臂與Y!或L上的磺酰氯基團 的反應引入.所述的胺官能化側(cè)臂可以以胺鹽的形式存在.在一個實施方案中，用于與L或Y,上的磺酰氯基團偶合的胺官能 側(cè)臂是鹽酸鹽.因此，Rs獨立地選自直鏈或支鏈的、飽和或不飽和的 d-C"烷基、芳基、烷基芳基，其任選含有各種形式的鹵素、N、 0、 S.在本發(fā)明的一方面，Rs是甲基.因此，R,獨立地選自H、直鏈或支 鏈的、飽和或不飽和的d-C"烷基、芳基、烷基芳基，其任選含有各 種形式的囟素、N、 0、 S.在一方面，Q不存在.在另一方面，Q是C廣"烷基.在另一實施 方案中，Q是d-Cs環(huán)烷基，其中烷基或環(huán)基團含有0-2個選自N、 0、 S的雜原子.該環(huán)基團可以并入NRs和C肌7作為環(huán)體系的一部分.在 另外的方面，Q是羰基(CO)并且l獨立地選自H、直鏈或支鏈的、 飽和或不飽和的d-C,。烷基、芳基、烷基芳基，其任選含有各種形式 的卣素、N、 0、 S.在一個實施方案中，部分-S02NRHhCHR廣具有下式-S02N (CH3) -CH2-在本發(fā)明的另一方面，Q、 IU和R，組合在一起時形成4-、 5-、 6-或7-元飽和或不飽和的烴環(huán)，該烴環(huán)任選含有各種形式的卣素、N、 S、 0*在一個實施方案中，部分-S02NR6-Q-CHR7-具有下式 一sor"^^^"4在本發(fā)明的一方面，當m-0、 p-0、k-0、h-0并且d - 0 時，部分-S02NR6-Q-CHR7-Z用環(huán)狀ct-氨基酸(例如脯氨酸、雍脯氨酸)、 1， 2， 3， 4-四氫異會啉-3-羧酸和合適的磺酰氯制備.在本發(fā)明的 一 方面，部分-S02NR廣Q-C肌7-具有下式在本發(fā)明的 一 方面，部分-S02NR6-Q-CHR7-具有下式、 "W不存在或者是選自-S02NR廣Q-CHR廣、-0-、 -COO-和-CONH-的基團.在本發(fā)明的一方面，值h-0-70、 k-O或l、 d-0-12、邁-0-12、 p 0-12.在一方面，Z是羧酸、羧酸的琥珀酰亞胺酯、離代乙酰胺、肼、 異硫氛酸酯、馬來酰亞胺基團、脂肪族胺、全氟苯甲酰氨基、疊氮基 全氣苯甲跣氨基或補骨脂素.在本發(fā)明的另一方面，Z是羧酸的琥珀 酰亞胺酯、馬來酰亞胺、碘乙酰胺或羧酸的琥珀酰亞胺酯.在本發(fā)明 的另外的方面，Z獨立地是選自-NH，、 -OH和-SH的親核性官能度.而 且，Z可以是能夠與N、0、S親核體(包括但不限于，、- (CO) 0 (CO) R、 -C0NHNH2、取代和未經(jīng)取代的N-羥基琥珀酰亞胺酯、-NCS、 -CHO、 -C0CH2I、亞磷酰胺和馬來酰亞胺基團)反應的官能度.在本發(fā)明的一方面，Z"C0-01^或者Z-CO-R"并且是能夠與親核體 反應的活化酯U")或碳酰鹵(R"，F(xiàn)、 Cl、 Br)的形式.羧基C0-0R" 也可以是選自C0-0苯并三唑基、CO-ON-羥基琥珀酰亞胺基、C0-0四 氟苯基、CO-0五氟苯基、C0-0咪唑基、CO-O對硝基苯基的形式.在本發(fā)明的一方面，Z - C0-0R"或者Z CO-R"并且是能夠與親 核體反應的活化酯(R15)或碳酰鹵(R" - F、 Cl、 Br)的形式.羧 基C0-0R^也可以是選自CO-0苯并三唑基、C0-0N-琥珀跣亞胺基、C0-0 四氟苯基、C0-0五氟苯基、C0-0咪唑基、CO-O對硝基苯基的形式.在發(fā)明的一方面，Z是疊氮化物。在本發(fā)明的另一方面，Z是炔烴.在本發(fā)明的一方面，當Z是活化酯時，可以將化合物在中性或堿 性條件下于合適的溶劑中化學連接至雙官能連接物例如氨乙基馬來酰 亞胺、氨丙基馬來醜亞胺、氨丙基疊氮化物、氨丙基疏醇、巰基乙胺、 炔丙胺3-氨丙醇、二氨基丙烷和二氨基丁烷，以提供額外的活性官能 團。在本發(fā)明的一方面，當Z是NH2時，可以將本發(fā)明的化合物在中 性或堿性條件下于合適的溶劑中化學連接至雙官能連接物例如丙炔酸、琥珀跣亞胺基吡咬二硤代丙酸酯、馬來跣亞胺-PEG-N-羥基琥珀酰 亞胺酯，以提供額外的活性官能團.在本發(fā)明的一方面，式Zi-(PML)-^根據(jù)下面表示，其中基團R" R3、 R4、 R5或Ru的至少兩個含有橫酸或磧酸根基團.在本發(fā)明的一方面，式Z^(PML)-f根據(jù)下面表示，其中R3、 R4 和R5都獨立地是式-S02NR6-Q-CHR廣[(CH丄-W-(CH2)p-(0)k]h-(CH丄Z的基團.在本發(fā)明的一方面，式Z^(PML)-f根據(jù)下面表示，其中)d和X, 都是-C (CH3)2.在本發(fā)明的一方面，式Z^(PML)-Z'根據(jù)下面表示，其中具有3-7 個碳原子的聚甲炔連接物選自其中R,選自H、卣素原子、基團-S-芳基、S-坑基、烷基、芳基、 烷氧基、芳氧基和含S02NR6-Q-CHR廣(CH2),的基團并且i是0或1; m=0-12.在本發(fā)明的一方面，式Z^(PML)-f根據(jù)下面表示，其中具有3-7 個碳原子的聚甲炔連接物如上顯示，其中R,是H:、 、, 在本發(fā)明的一方面，式ZL(PML)-f根據(jù)下面表示，其中具有3-7 個碳原子的聚甲炔連接物選自<formula>formula see original document page 56</formula>其中R,選自H、鹵素原子、含S02NRHhCHR7-(CH2),的基團并且i 是0或1; m-0-12.在本發(fā)明的一方面，式ZL(PML)-f根據(jù)下式表示當本發(fā)明化合物是在此通過顯示在聚甲炔連接物環(huán)中雙鍵的位置 的結(jié)構(gòu)來描述時，應該理解該結(jié)構(gòu)還包括如例如在下圖中顯示的任何 共振結(jié)構(gòu)在本發(fā)明的一些實施方案中，當IU不是氫時，不需要的側(cè)鏈反應 得以減少、防止或抑制.在一個實施方案中，本發(fā)明涉及通過下式表示Z1-(PML)-Z2-BM的 化合物其中BM是化學連接至Z以形成生物相容性分子的生物分子.BM是改變或修改或增強通式結(jié)構(gòu)Z1-(PML)-Z2的熒光染料的蓄積、 生物分布、消除、靶向、結(jié)合和/或識別的部分.BM包括但不限于抗 體及其片段、蛋白質(zhì)、肽、氨基酸、抗體(或結(jié)合抗原的抗體片段， 例如單鏈抗體)、糖蛋白、細胞受體的配體、多糖、核苷、適配體、 細胞受體本身、酶底物、輔酶因子(enzyme cof actor)、生物素、激 素、神經(jīng)激素、神經(jīng)遞質(zhì)、生長因子、細胞因子、淋巴因子、凝集素、 選擇蛋白、毒素和糖類.也可以使用利用不同生物分子的其他靶向和 遞送方法,例如葉酸介導的把向(Leamon & Low, Drug Discovery Today 6:44-51， 2001)、運鐵蛋白、維生素、糖類和靶標內(nèi)化受體的配體，Vy、包括但不限于唾液酸糖蛋白受體、生長激素抑制素、神經(jīng)生長因子、 催產(chǎn)素、蛙皮素、降鈣素、精氨酸升壓素、血管緊張素II、心房鈉尿 肽、胰島素、胰高血糖素、催乳激素、促性腺激素、各種阿片類物質(zhì) 和尿激酶型纖維蛋白溶酶原激活物.還包括膜、跨膜和核轉(zhuǎn)運倌號序列，其可源自許多來源，包括但不限于病毒和細菌.BM也可以是有 機分子、聚合物、樹狀高分子、藥物、脂類、脂聚集體(lipid assembly), 治療性藥物分子、髙分子微粒、細胞或納米顆粒.在一些實施方案中， BM還可以包括小分子藥物、光治療性分子及其衍生物.在本發(fā)明的一些實施方案中，當將BM化學連接至本發(fā)明的化合物 時，本發(fā)明化合物的熒光性增強.在一些實施方案中，與未連接的化 合物比較，熒光性增強了約10 %、約25 X、約50 %或大于約50在本發(fā)明的一方面，將幾個拷貝的BM經(jīng)由多價連接物或含幾個活 性官能團的連接物化學連接至Z,以形成結(jié)構(gòu)為(Z1-(PML)-Z2) -((L)w-(BM)q)t的生物相容性熒光分子，其中L是連接物或多價連接 物，并且t-l-6、 w"l-500而q=l-500. (L)，表示相同連接物的拷貝或 不同連接物的組合.用于本發(fā)明化合物(碳菁染料)的合適連接物部分的實例以前在 文獻中有描述(美國專利申請2002/0064794 (2002) 、 Patonay等的美 國專利 No. 6,086, 737 (2000) 、 Waggoner的美國專利No. 6, 048, 982 (2000)、 Caputo的美國專利No. 6, 747, 159 (2004)、 Caputo 的美國專利No. 6, 448, 008 (2002)，它們都通過引入作為參考) 在本發(fā)明的另一方面，可以將多于一種結(jié)構(gòu)為^-(PML)-f的本發(fā) 明化合物(熒光染料)化學連接至單個BM來形成結(jié)構(gòu)為[ZL(PML)-Zlk-BM的生物相容性熒光分子，其中k"l-500.在一個實施方案中，本發(fā)明的化合物(熒光染料)和生物相容性 熒光分子具有約440至約1100 nm、約550至約800 nm、約500至約 900 nm或約600至約900 nm的吸收最大值和發(fā)射最大值.在一個實施方案中，本發(fā)明的化合物(熒光染料)和生物相容性 熒光分子在靶標相互作用后被激活."在靶標相互作用后被激活"意指改變了熒光染料或生物相容性熒光分子的可檢測特性如光學特性的 變化.這包括(但不限于)導致熒光染料或生物相容性熒光分子的性 質(zhì)如光學特性的可檢測差異，例如熒光信號大小(例如去猝滅和猝滅) 的變化、波長、熒光壽命、光傳特性或極性的變化的修飾、改變或結(jié) 合(共價或非共價結(jié)合).在另一實施方案中，將猝滅刑分子用于猝 滅生物相容性熒光分子的熒光信號.通過采取這些活化態(tài)和非活化態(tài)， 因而能夠通過鑒定信號強度的變化來確定熒光染料或生物相容性熒光 分子在受試者中^i否是活性的還是非活性的.另外，可以設計熒光染 料和生物相容性熒光分子，這樣它們在激活以前顯示出很小信號或無 信號.激活可以通過(不限制于)酶促裂解、酶轉(zhuǎn)化、砩酸化或去磷 酸化、由結(jié)合引起的構(gòu)象變化、酶介導的剪接、酶介導的轉(zhuǎn)移、互補DNA或RNA的雜交、分析物結(jié)合(analyte binding)，例如與分析物 如Na+、 T、 Ca2+、 C1—或另一種分析物的結(jié)合、環(huán)境的疏水性的改變和 化學修飾來實現(xiàn).在一個實施方案中，本發(fā)聽的化合物(熒光染料)和生物相容性 熒光分子對靶標具有高的親和力.在這里還提供了體內(nèi)光學成像的方法，該方法包括(a)施用給受 試者本發(fā)明的化合物(熒光染料)或生浙相容性熒光分子；(b)使所迷 化合物(熒光染料)或生物相容性熒光分子分布在受試者體內(nèi)或與生 物把標接觸或相互作用一定時間；(c)用所述化合物(熒光染料)或生 物相容性熒光分子可吸收的波長的光照射受試者；以及(d)檢測由所迷 化合物(熒光染料)或生物相容性熒光分子發(fā)出的光信號.由本發(fā)明化合物(熒光染料)或生物相容性熒光分子產(chǎn)生的光倌 號也認為是本發(fā)明的一個方面，不管所述光信號是通過體層攝影、反 射成像、平面成像、內(nèi)窺鏡成像、顯微成像、手術(shù)護目鏡成像、視頻 成像技術(shù)還是通過其他方法如顯微術(shù)(包括活體內(nèi)顯微術(shù)和雙光子顯 微術(shù))收集，并且不管是定量還是定性使用.本發(fā)明的一方面是一種其中由本發(fā)明化合物(熒光染料)或生物 相容性熒光分子發(fā)出的光信號的存在、不存在、分布或水平指示出疾 病狀態(tài)的方法.本發(fā)明的特征還在于用本發(fā)明的化合物(熒光染料)和生物相容性 熒光分子來檢測患者或受試者體內(nèi)的異常，例如，與癌癥、心血管疾病、AIDS、神經(jīng)變性疾病、炎性疾病、呼吸疾病、代謝病、骨病或免疫學疾 病相關(guān)的任何異常的方法.本發(fā)明的特征還在于用本發(fā)明化合物(組 合物)評估化合物或療法對指定分子靶標的作用的方法，其中在用化合 物或療法處理之前和之后使受試者成像，并比較對應的圖像.本發(fā)明的一方面是與藥物、配體、蛋白質(zhì)、肽、大分子、聚合物、 納米顆?；蚱渌哂卸鄠€活性基團的BM綴合.這種綴合導致熒光染料的吸收藍移.這在可激活但淬滅了的熒光探針的體內(nèi)成像過程中提供了使背景熒光最小化的機制.在另一方面，本發(fā)明的特征在于體內(nèi)或體外光學成像法，該方法 包括(a)施用給樣品或受試者本發(fā)明的化合物，例如本發(fā)明的生物相容 性含N， N-二取代磺酰胺熒光染料的成像探針；(b)使所述的含N, N-二 取代磺酰胺熒光染料的成像探針分布在受試者體內(nèi)或者與生物靶標接 觸或相互作用一定時間；(c)用所迷的含N，N-二取代磺酰胺熒光染料 的成像探針可吸收的波長的光照射受試者；以及(d)檢測由所述的含 N， N-二取代磺酰胺熒光染料的成像探針發(fā)出的光倌號.也可以以預定的時間間隔重復本發(fā)明的成像方法步驟，從而使得 能評估受試者或樣品中含N, N - 二取代磺酰胺熒光染料的成像探針隨 時間所發(fā)出的信號.所發(fā)出的信號可以采取圖像的形式.所迷受試者 可以是脊推動物例如哺乳動物，包括人.該動物也可以是無脊推動物 (例如，秀麗隱桿線蟲(C. elegans)、果蠅或其他模型研究生物等). 所述樣品可以包括(不作為限制)細胞、細胞培養(yǎng)物、組織切片、器 官、器官切片、細胞離心涂片(cytospin)樣品等.本發(fā)明的特征還在于用于同時選擇性檢測和成像兩種或更多種含 N， N-二取代磺酰胺熒光染料的成像探針的體內(nèi)方法.該方法包括將兩種或更多種含N,N-二取代磺酰胺熒光染料的成像探針同時或依次施 用給受試者，這些探針的光學特性是可辨別的.該方法因而使得能記 錄多個事件或靶標.本發(fā)明的特征還在于一種用于選擇性檢測和成像一種或多種含 N， N-二取代磺醜胺熒光染料的成像探針的體內(nèi)方法，該方法同時使用一種或多種靶向或可激活的光學成像探針，或者在使用核磁共振成像、 計算機斷層攝影術(shù)(CT)、 X-射線、超聲或核醫(yī)學成像模式及它們各自 的成像刑的雙模成像方案中.該方法包括同時或依次施用給受試者一 種或多種成像探針，包括至少一種含N,N-二取代磺跣胺熒光染料的成 像探針，它的特性是可與其它探針的特性相區(qū)分.在一方面，雙棋成 像方案是依次或幾乎同時使用含N, N-二取代磺跣胺熒光染料的成像 探針和核磁共振成像試刑(例如，基于氧化鐵的試劑或基于釓的試劑 如釓噴酸鹽)的光學和核磁共振成像.該方法因此使得能用多于一種 的成像模式或成像劑來紀錄多個事件或靶標.在另一方面，本發(fā)明的特征在于一種體外光學成像法，該方法包 括將樣品與含N,N-二取代橫酰胺熒光染料的成像探針接觸；讓所述 探針被活化或結(jié)合至樣品中的目的靶標一定時間；任逸地，除去未結(jié) 合的探針；用波長可被含N, N-二取代磺酰胺熒光染料的成像探針吸收 的光照射靶標；并檢測由含N,N-二取代橫酰胺熒光染料的成像探針發(fā) 出的光倌號.在施用后，檢測可例如通過體外方法，即流式細胞術(shù)或者通過體 內(nèi)成像法，即斷層攝像、導管、平面/反射成像系統(tǒng)或內(nèi)窺鏡成像系統(tǒng) 進行.在一個實施方案中，可將N,N-二取代的磺酰胺熒光染料(或由其 衍生的成像探針)用于離體標記樣品.所述樣品例如細胞可以直接來 自受試者或來自另 一來源(例如來自另 一受試者、細胞培養(yǎng)物等).可 以將含N，N-二取代磺酰胺熒光染料的成像探針與細胞混合以便有效 地標記該細胞(共價或非共價地)，并且將得到的經(jīng)標記細胞注射進 受試者中.該方法可用于監(jiān)測某些細胞類型，包括T細胞、腫瘤細胞、免疫細胞、干細胞和其他細胞類型的運輸和定位.特別地，該方法可 用于監(jiān)測基于細胞的療法.樣品也可以來自非哺乳動物源，包括但不 限于植物、昆蟲、病毒、細菌和噬菌體.本發(fā)明另一方面的特征在于N,N-二取代磺酰胺熒光染料的成像 探針，所述探針可用于體內(nèi)成像和標記離體樣品(包括細胞)，而無 需使用通常對生物受試者或樣品有毒的二甲基亞砜(DMSO)或其他有 機溶劑(即生理緩沖液或溶液).為了標記BM或細胞，可以將本發(fā)明化合物(熒光染料)與不同濃度 的BM在約4-37 "C下孵育約5分鐘至24小時或更長時間.在孵育后， 可以例如通過本領域熟知的色謙法或超濾方法除去游離的或沒有化學連 接至BM的熒光染料.對于細胞，在孵育后，可以將細胞離心以產(chǎn)生去除 了上清液的細胞沉淀顆粒.可以將該細胞再懸浮于培養(yǎng)基或生理鹽水中 以洗掉殘留的、未結(jié)合的或游離的熒光染料.這可以被重復數(shù)次.以這 種方式，所述細胞可以通過直接綴合至內(nèi)部或外部的細胞分子或者通過 非特異性細l&m取i^多種細胞內(nèi)區(qū)室，包括但不限于胞質(zhì)溶膠、內(nèi)體、 細胞核、高爾基體和其他細胞內(nèi)細胞器中而得以標記.本發(fā)明另一方面的特征在于配制成適合施用給動物(包括人)受 試者的藥物組合物的含N， N-二取代磺酰胺熒光染料的成像探針 該藥 物組合物可以包含生理學相關(guān)栽體中的納米顆粒和一種或多種穗定 劑.本發(fā)明另 一方面的特征在于生物相容性的熒光性N， N-二取代磺 酰胺熒光染料和含N， 二取代磺跣胺熒光染料的成像探針，其被配制 為適合施用給動物(包括人)受試者和細胞的藥物組合物.所述藥物 組合物可以包含生理學相關(guān)栽體中的一種或多種穗定劑.用于本發(fā)明方法中的穩(wěn)定劑的合適實例包括但不限于低分子量的 糖類，在一方面，它是一種線性多元醇(polyalcohol)，例如山梨糖 醇和甘油；或甘露醇.也可以使用其他的低分子量糖類，例如肌醇. 生理學相關(guān)的栽體可以包括水、鹽水，并且可以進一步包括試劑如緩 沖劑和其他的試劑如可配伍用于藥物組合物中的防腐劑.本發(fā)明的特征還在于一種基因序列識別的方法，其使用熒光性N，N-二取代磺酰胺熒光染料、標記的核酸識別分子，包括DNA、 RNA、 經(jīng)修飾的核酸、PNA、分子倌標、適配體或其他的核酸結(jié)合分子(例如， 小千擾RNA或siRNA).該方法包括一種或多種熒光性N，N-二取代橫 酰胺熒光染料與技術(shù)例如雜交、連接、裂解、重組、合成、測序、突 變檢測、實時聚合酶鏈式反應、原位雜交一起使用，以及微陣列的使 用.例如，對于通過核酸雜交原理檢測樣品中的單鏈核酸(即，mRNA、 cDNA或變性的雙鏈DNA ),讓化學連接至單鏈核酸的熒光性N, N-二取 代磺跣胺熒光染料與含有一種或多種單鏈核酸的樣品接觸并檢測熒光 性N, N-二取代磺酰胺熒光染料的熒光，其中熒光性N， N-二取代磺耽胺 熒光染料發(fā)出的熒光信號的存在或水平表明樣品中核酸的存在或含 量.由N，N-二取代磺酰胺熒光染料或含N，N-二取代磺酰胺熒光染料 的成像探針或其衍生物產(chǎn)生的光信號也認為是本發(fā)明的一個方面，不 管所述光信號是通過斷層攝影、反射成像、平面成像、內(nèi)窺鏡成像、 顯微成像、手術(shù)護目鏡或成像器成像、視頻成像技術(shù)還是通過其他方 法如顯微術(shù)(包括活體內(nèi)顯微術(shù)和雙光子顯微術(shù))收集，并且不管是 定量還是定性使用，本發(fā)明另一方面的特征在于試劑盒，其包含N,N-二取代橫酰胺熒 光染料或含N，N-二取代磺酰胺熒光染料的成像探針，并且任選地，包 含使用該熒光染料或成像探針用于體內(nèi)或體外成像方法的說明書.該 試劑盒可任選包含有助于該熒光染料或成像探針用于所迷公開方法的 組分，例如緩沖劑和其他配制劑；備選地，該試劑盒可包含有助于施 用成像探針給受試者的醫(yī)療器械.本發(fā)明的N，N-二取代磺酰胺熒光染料或含N,N-二取代磺跣胺熒 光染料的成像探針以及藥物組合物可經(jīng)口、經(jīng)腸胃外、通過吸入、局 部、經(jīng)直腸、經(jīng)鼻、經(jīng)頰、經(jīng)陰道或通過植入型儲庫施用.術(shù)語"腸 胃外施用"包括靜脈內(nèi)、肌內(nèi)、皮下、動脈內(nèi)、關(guān)節(jié)內(nèi)、滑膜內(nèi)、胸 骨內(nèi)、鞘內(nèi)、腹膜內(nèi)、腦池內(nèi)、肝內(nèi)、病灶內(nèi)、顱內(nèi)和淋巴內(nèi)注射或輸注技術(shù).所迷的N， N-二取代橫酰胺熒光染料或含N, N-二取代磺醜胺 熒光染料的成像探針也可以通過導管或通過針施用給組織.在一個實施方案中，施用有效量(其為有效引起或增強熒光的量) 的本發(fā)明化合物.在一個實施方案中，施用約lng/kg至約100mg/kg、 約100 ng/kg至約10 mg/kg、約1 m g /kg至約5 mg/kg、約10 n g/kg至約2 mg/kg、約50 pg/kg至約l mg/kg的本發(fā)明化合物.優(yōu)選的N, N-二取代橫跣胺熒光染料或含N,N-二取代磺酰胺熒光 染料的成像探針具有下列特性(l)髙的量子產(chǎn)率(例如，在含水介質(zhì) 中量子產(chǎn)量大于5 %); (2)窄的發(fā)射光謙(例如小于75 nm;更優(yōu)選小 于50 nm) ; (3)光謙分開的吸收和發(fā)射光謙(例如分開大于20 nm; 更優(yōu)選大于50nm) ; (4)具有高的化學穗定性和光穗定性(例如在暴 露于光后保持熒光特性)；(5)在用于成像方案的劑量下對細胞或受試 者是無毒或極小毒性的(例如通過LDs。或刺激性試驗或本領域巳知的 其他類似方法測量)和/或(6)具有商業(yè)生存力和大量(例如克和千克 量)可稱的生產(chǎn).本發(fā)明的化合物可具有一個或多個充分酸性的質(zhì)子，其可與合適 的有機或無機堿反應形成堿加成鹽.堿加成鹽包括源自無機減如銨或 堿或堿土金屬氫氣化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽等和有機堿如醇鹽、烷基 酰胺、烷基和芳基胺等的那些.可用于制備本發(fā)明鹽的這樣的堿因此 包括氬氣化鈉、氬氣化鉀、氬氧化銨、碳酸鉀等.具有充分堿性的基團如胺的本發(fā)明化合物可與有機酸或無機酸反 應以形成酸加成鹽.通常用于由具有堿性基團的化合物形成酸加成鹽 的酸是無機酸例如鹽酸、氫溴酸、氫硪酸、疏酸、磷酸等，以及有機 酸例如對甲苯磺酸、甲磺酸、草酸、對溴苯基磺酸、碳酸、琥珀酸、 檸檬酸、苯甲酸、醋酸等.這種鹽的實例包括疏酸鹽、焦疏酸鹽、疏 酸氬鹽、亞疏酸鹽、亞硫酸氫鹽、磷酸鹽、磷酸一氫鹽、磷酸二氬鹽、 偏磷酸鹽、焦磷酸鹽、氯化物、澳化物、硪化物、醋酸鹽、丙酸鹽、 癸酸鹽、辛酸鹽、丙烯酸鹽、甲酸鹽、異丁酸鹽、己酸鹽、庚酸鹽、 丙炔酸鹽、草酸鹽、丙二酸鹽、琥珀酸鹽、辛二酸鹽、癸二酸鹽、延胡索酸鹽、馬來酸鹽、丁炔-l，4-二酸鹽、己炔-l，6-二酸鹽、苯甲酸 鹽、氯苯曱酸鹽、甲基苯甲酸鹽、二硝基苯甲酸鹽、羥苯甲酸鹽、甲 氧基苯甲酸鹽、鄰苯二甲酸鹽、磺酸鹽、二甲苯磺酸鹽、苯乙酸鹽、 苯丙酸鹽、苯丁酸鹽、檸檬酸鹽、乳酸鹽、Y-羥丁酸鹽、幾乙酸鹽、 酒石酸鹽、甲磺酸鹽、丙磺酸鹽、萘-l-橫酸鹽、萘-2-橫酸鹽、扁桃 酸鹽等.如在此使用的，術(shù)語"烷基"意指飽和的直鏈、支鏈或環(huán)狀烴.當 是直鏈或支鏈時，烷基通常為d-C2。，更典型為d-d。；當是環(huán)狀時， 坑基通常為C3-C12，更典型為C3-C7.烷基的實例包括甲基、乙基、正 丙基、異丙基、正丁基、仲丁基和叔丁基以及l(fā)，l-二甲基己基."脂族基團"是非芳香的，并且可任逸含有一個或多個不飽和單元， 例如雙鍵和/或三鍵.脂族基團可以是直鏈或支鏈的并且通常含有1-12 個碳原子，更典型含有1-6個碳原子，并且甚至更典型地含有1-4個破 原子.脂族基團中的一個或多個亞甲基基團可任選被O、 S或冊替代.如在此使用的，術(shù)語非芳香碳環(huán)或非芳香雜環(huán)(單獨使用或用作 更大部分的一部分)指含非芳香碳或雜原子的環(huán)，其可以是飽和的或 者含有一個或多個不飽和單元，具有3-14個原子包括單環(huán)和多環(huán)，其中碳環(huán)或雜環(huán)可稠合至一個或多個非芳香碳環(huán)或雜環(huán)或者一個或多個 芳香(碳環(huán)或雜環(huán))環(huán).如在此使用的，術(shù)語"烷氧基"由-0R"表示，其中R"是如上定 義的烷基.如在此使用的，術(shù)語"羰基"由-C("0)R"表示，其中R"是如上 定義的烷基.術(shù)語"芳香基"包括芳香破環(huán)和雜芳環(huán).術(shù)語"芳香基"可以與 術(shù)語"芳基"、"芳基環(huán)"、"芳香環(huán)"、"芳基基團"和"芳族基 團"交換使用.芳香碳環(huán)基團只具有碳環(huán)原子(通常6-14個)并包括單環(huán)芳香環(huán) (例如苯基)和稠合的多環(huán)芳香環(huán)體系，在所述多環(huán)芳香環(huán)中芳香破 環(huán)與一個或多個芳香環(huán)(芳香碳環(huán)或芳香雜環(huán))稠合.實例包括l-萘基、2-萘基、1-蒽基和2-蒽基.還包括在如在此使用的術(shù)語"芳香碳 環(huán)"范圍內(nèi)的是其中芳香環(huán)稠合至一個或多個非芳香環(huán)(碳環(huán)或雜環(huán)) 的基團，例如茚滿基、苯鄰二甲跣亞胺基、萘嘧焚基(naphthimidyl)、 菲啶基或四氦萘基中的基團.單獨使用或作為更大的部分如"雜芳坑基"中的一部分使用的術(shù) 語"雜芳基"、"雜芳香的"、"雜芳環(huán)"、"雜芳基基團"和"雜 芳香基團"指具有5-14個成員的雜芳香環(huán)基團，包括單環(huán)雜芳香環(huán)和 其中單環(huán)芳香環(huán)稠合至一個或多個其它芳香環(huán)(碳環(huán)或雜環(huán))的多環(huán) 芳香環(huán).雜芳基基團具有一個或多個環(huán)雜原子.雜芳基的實例包括2-呋喃基、3-呋喃基、N-咪唑基、2-咪唑基、4-咪唑基、5-咪唑基、3-異'惡唑基、4-異'悉唑基、5-異嗜唑基、喝二唑基、喁二唑基、2-喝唑 基、4-嚙峻基、5-喝唾基、N-吡喳基、3-魂唑基、4-吡峻基、 基、N-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、2-吡咬基、3-吡梵基、 基、2-嘧啶基、4-嘧啶基、5-嘧咬基、3-歧嗪基、4-歧喚基、2-噻唑 基、4-漆唑基、5-嚷唑基、三唑基、四唑基、2-漆吩基、3-漆吩基、 吵唑基、苯并噻汾基、苯并呋喃基、吲哚基、喹啉基、苯并漆唑、苯 并喁唑、苯并咪唑基、異喹啉基和異吲哚基.還包括在如在此使用的 術(shù)語"雜芳基"范圍內(nèi)的是其中芳香環(huán)稠合至一個或多個非芳香環(huán)(碳 環(huán)或雜環(huán))的基團.單獨使用或用作更大部分的一部分的術(shù)語"非芳香雜環(huán)基團"指 具有3-14個成員的非芳香雜環(huán)基團，包括單環(huán)雜環(huán)和其中單環(huán)稠合至 一個或多個其他非芳香碳環(huán)或雜環(huán)或者芳香環(huán)(碳環(huán)或雜環(huán))的多環(huán). 雜環(huán)基團具有一個或多個環(huán)雜原子，并且可以是飽和的或含有一個或 多個不飽和單元.雜環(huán)基團的實例包括哌咬基、噥喚基、吡咯烷基、 吡唑烷基、咪唑烷基、四氬喹啉基、二氫吲哚基、異二氫吲哚基、四 氫呋喃基、-悉唑烷基、噻唑烷基、二氧戊環(huán)基、二硫戊環(huán)基、四氬吡 喃基、二氫吡喃基、氮雜環(huán)庚烷基和氮雜環(huán)丁烷基.術(shù)語"雜原子"意指氮、氧或硫并且包括任何氧化形式的氮和疏, 以及任何堿性氮的季銨化形式.此外，術(shù)語"氮"包括雜芳基或非芳香雜環(huán)基的可取代的氮.例如，在具有0-3個選自氧、疏或氮的雜原 子的飽和或部分不飽和的環(huán)中，氮可以是N (如在3，4-二氬-2H-吡咯 基中)、NH (如在吡咯烷基中)或NR"(如在N-取代的吡咯烷基中)， 其中R"是在含非芳香氮的雜環(huán)基團的環(huán)中的氮原子的合適取代基(如 下定義的).優(yōu)選氮是未經(jīng)取代的.如在此定義的取代的芳基含有一個或多個可取代的環(huán)原子，例如 碳或氮環(huán)原子.芳基或脂族基團的可取代的環(huán)碳原子上的合達取代基 的實例包括面素(例如-Br、 Cl、 I和F) 、 -OH、 C「C,烷基、C廣C^面 代烷基、-N02、 d-C4烷氧基、d-C4囟代烷氣基、-CN、 -NHi、 d-C豸烷基 氨基、Cl-C4 二坑基氨基、-C (0) NH,、 -C (0) NH (C「C4烷基)、-C (0) (d-C4 烷基)、-OC(O) ( C「C4就基)、-OC(O)(芳基)、-OC(O)(取代的芳基)、 -OC (0)(芳烷基)、-OC (0)(取代的芳烷基)、-NHC (0) H、 -NHC (0) ( d-C, 烷基)、-C(0)N(C廣C4烷基)2、 -NHC(O)O-( C廣C4烷基)、-C(0)OH、 -C (0) 0- ( d-。烷基)、-NHC (0) NH2 、 -NHC (0) NH (C「G烷基)、 -NHC(0)N(d-C4烷基)2、 -NH-C( NH)NH2、 -S02NH2 -S02NH (C廣C3烷基)、 -S02N(d-Cs烷基)2、 NHS02H、 NHS(Ud-C4烷基)和芳基.芳基上的優(yōu)選 取代基是如整個說明書中所定義的.芳基可取代的環(huán)氮原子上的合適取代基的實例包括d-C4烷基、 NH2 、 C廣C4烷基氨基、d-C4 二烷基氨基、-C (0) NH2 、 -C (0) NH (C廣G烷基)、 -C(O)( C「。垸基)、-C02 R**、 -C(0)C(0)R"、 -C(O)CH" -C(0)0H、 -C (0) 0- ( d-C4烷基)、-S02NH2 -S02NH (d-C3烷基)、-S02N (d-C3烷基)2 、 NHS02H、 NHS02(d-a統(tǒng)基)、-C(-S)NH2、 -C( S)NH(CH^烷基)、 -C (-S) N (d-C4烷基)2 、 -C (=NH) -N (H) 2 、 -C ( NH) -NH (d-C4烷基)和 -C ( NH) -N (C廣C4烷基)2.如在此定義的取代的烷基、脂族基團、非芳香碳環(huán)或雜環(huán)基團含 有一個或多個取代基.烷基的合適取代基的實例包括上面列出的用于 芳基和脂族基團的可取代碳的那些取代基以及下列取代基"0、 -S、 NNHR**、 -NN(R—2、 -NNHC(0)R**、 NNHC02 (烷基)、《NNHS02 (烷基)、 NR**、螺環(huán)烷基或稠合的環(huán)烷基基團。R"每次出現(xiàn)都獨立地是-H或d-Cs烷基.烷基、脂族基團、非芳香碳環(huán)或雜環(huán)基團上的優(yōu)選取代基是如整個說明書中所定義的. 體外檢測和用途本發(fā)明的熒光染料和生物相容性熒光分子可以通過本領域技術(shù)人 員體外檢測，以評估它的生物學特征和性能特征.例如，生長于培養(yǎng) 基中的不同類型的細胞可用于評估它們的生物學特征和性能特征.焚 光染料和生物相容性熒光分子的攝取、標記、結(jié)合靶向或細胞定位可 用本領域已知的技術(shù)如光謙法、熒光顯微鏡法和流式細胞術(shù)評估.例 如，可以使本發(fā)明的熒光染料和生物相容性熒光分子與樣品接觸一段 時間，然后洗滌以除去任何游離的或未結(jié)合的分子.然后，可以用安 裝有合適濾光器的熒光顯微鏡觀察該樣品，所述濾光器與本發(fā)明熒光 染料和生物相容性熒光分子的光學特性匹配.培養(yǎng)基中的細胞的熒光 顯微鏡法也是一種用于確定在一個或多個亞細胞區(qū)室中是否發(fā)生了攝 取和結(jié)合的便捷方法.也可以將組織、組織切片和其他類型的樣品如 細胞離心涂片樣品以類似的方式用于評估所述分子的生物學特征和性 能特征.還可以使用其他的熒光檢測方法，包括但不限于流式細胞術(shù)、 免疫測定法、雜交檢測法和微陣列分析.光學成像可以將熒光、光學圖像獲取和圖像處理的一般原理應用于本發(fā)明實踐.關(guān)于光學成像技術(shù)的綜述，參見，例如Alfano等，Ann. NY Acad, Sci. 820:248-270， 1997,可用于實踐本發(fā)明的成像系統(tǒng)通常包括三個基本組件U)用于熒 光染料和生物相容性熒光分子激發(fā)的合適光源；(2)用于分開或區(qū)分發(fā) 射和用于激發(fā)的光的裝置；以及(3)檢測發(fā)射出的光倌號的檢測系統(tǒng).一般而言，光學檢測系統(tǒng)可認為包括光采集/圖像形成組件和光學 檢測/圖像記錄組件。盡管光學檢測系統(tǒng)可以是一個整合了這兩種組件 的單個集成裝置，但將分開討論光采集/圖像形成組件和光學檢測/困 像記錄組件.特別有用的光采集/圖像形成組件是內(nèi)窺鏡.內(nèi)寇鏡裝置和已經(jīng)用 于許多組織和器官的體內(nèi)光學成像的技術(shù)可用于本發(fā)明實踐，所述的組織和器官包括腹膜(Gahlen等，J. Photochem. Photobiol. B 52: 131-135， 1999)、卵巢癌(Major等，Gynecol. Oncol. 66: 122-132,1997) 、結(jié)場和直腸(Mycek等，Gastrointest Bndosc. 48:390-304, 1998;和Stepp等，Endoscopy 30: 379-386, 1998)、膽管(Izuishi等， Hepatogastroenterology 46: 804-807， 1999)、胃(Abe等，Endoscopy 32: 281-286, 2000)、膀胱(Kriegmair等，Urol. Int. 63:27-31, 1999; 和Riedl等，J. Endourol. 13: 755-759， 1999)、肺(Hirsch等，Clin Cancer Res 7: 5-220, 2001)、腦(Ward, J. Laser Appl 10: 224-228,1998) 、食道和頭頸區(qū). 可用于本發(fā)明的其他類型的光采集組件是基于導管的裝置，包括纖維光學裝置.這類裝置尤其適用于血管內(nèi)成像.參見，例如Tearney 等，Science 276:2037—2039, 1997;和Circulation 94: 3013, 1996.而且，其他成像技術(shù)，包括相控陣技術(shù)(Boas等，Proc. Natl. Acad. Sci.USA 91: 4887-4891，1994;Chance,Ann.NY Acad. Sci. 838: 29-45, 1998)、光學斷層攝影術(shù)(Cheng等，Optics Express 3:118-123， 1998;和Siegel等，Optics Express 4: 287—298, 1999)、 活體內(nèi)顯微術(shù)(Dellian等，Br. J. Cancer 82: 1513-1518, 2000; Monsky等，Cancer Res. 59-4129-4135, 1999;和Fukumura等，Cell 94:715-725， 1998)、共聚焦成像術(shù)(Korlach等，Proc. Natl Acad. Sci. USA 96: 8461-8466, 1999; Rajadhyaksha等，J. Invest. Der邊atol. 104: 946-952， 1995;和Gonzalez等，J. Med. 30: 337—356， 1999)和 熒光分子斷層攝影術(shù)(FMT) (Nziachristos等，Nature Medicine 5: 757-760， 2002;美國專利No. 6， 615, 063, PCT Application No. W0 03/102558和PCT US/03/07579)可用于本發(fā)明實踐，IVIS⑧成像系統(tǒng) (Xenogen， Ala邁eda， CA) 、 Maestro(CRI, Woburn, MA) 、 SoftScan 和explore Optix (Advanced Research Technologies, Montreal, Canada)系統(tǒng)都可用于本發(fā)明實踐.合適的光學檢測/圖像記錄組件，例如電荷耦合器件(CCD)系統(tǒng) 或照相膠片可用于本發(fā)明 光學檢測/圖像記錄的選擇將取決于包括使 用的光采集/圖像形成組件的類型在內(nèi)的多種因素.選擇適合的組件、 將它們組裝成光學成像系統(tǒng)和操作該系統(tǒng)是在本領域一般技術(shù)人貝的 能力范圍之內(nèi).診斷和疾病應用及方法本發(fā)明的方法可用于測定許多標記，包括追蹤熒光染料和生物相 容性熒光分子隨時間在受試者體內(nèi)的定位或評估該分子隨時間在受試 者體內(nèi)的代謝和/或排泄的變化或改變.該方法也可用于通過使由這種 療法調(diào)控的分子亊件和生物途徑成像來跟蹤用于該疾病的療法，包括 但不限于測定效力、最佳時間選擇、最佳劑量水平(包括用于個體患 者或試驗受試者的最佳劑量水平)和聯(lián)合療法的協(xié)同效應.本發(fā)明還可用于幫助內(nèi)科醫(yī)師或外科醫(yī)師鑒定和表征疾病如關(guān)節(jié) 炎、癌以及尤其是結(jié)腸息肉或易損斑塊的區(qū)域以區(qū)分患病的和正常的 組織，例如如在腦手術(shù)中檢測用普通手術(shù)顯微鏡很難檢測到的腫瘤邊 緣，幫助指導治療性介入或手術(shù)介入，例如通過確定病變是癌性的且 應該切除還是非癌性的且可不予理睬，或者在將疾病手術(shù)分期中，例 如手術(shù)中淋巴結(jié)分期、前哨淋巴結(jié)定位，或評估術(shù)中出血.本發(fā)明的方法還可用于檢測、表征和/或確定疾病尤其是早期疾病 的定位、疾病或疾病相關(guān)病癥的嚴重性、疾病的分期，以及監(jiān)測和引 導多種治療性干預如手術(shù)操作，并且監(jiān)測藥物療法，包括基于細胞的 療法.本發(fā)明的方法還可用于疾病或疾病病狀的預后.所迷疾病或疾 病病狀的實例包括炎癥(例如，由關(guān)節(jié)炎，如類風濕性關(guān)節(jié)炎引起的炎 癥)、癌(例如，結(jié)煬直腸癌、卵巢癌、肺癌、乳腺癌、前列腺癌、宮 頸癌、皮膚癌、腦癌、胃腸癌、口腔癌、食管癌、骨癌)、心血管疾病 (例如，動脈粥樣硬化和血管的炎性疾病、局部缺血、中風、血栓形成)、 皮膚病(例如，卡波濟肉瘤、牛皮癬)、眼科病(例如，黃斑變性、糖尿 病性視網(wǎng)膜病)、感染性疾病(例如，細菌、病毒、真菌和寄生蟲感染， 包括獲得性免疫缺陷綜合征)、免疫性疾病(例如，自身免疫性疾病、淋巴瘤、多發(fā)性硬化癥、類風濕性關(guān)節(jié)炎、糖尿病)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾 病(例如，神經(jīng)變性疾病如帕金森病或阿耳茨海默病)、遣傳性疾病、 代謝病、環(huán)境性疾病(例如鉛、汞和放射性中毒、皮膚癌)，以及骨相 關(guān)疾病(例如，骨質(zhì)疏松癥、原發(fā)性和轉(zhuǎn)移性骨腫瘤、骨關(guān)節(jié)炎).本 發(fā)明的方法因此可用于例如測定腫瘤細胞的存在和腫瘤細胞的位置、 炎癥的存在和位置(包括例如動脈粥樣硬化或關(guān)節(jié)炎中活化的巨噬細 胞的存在)、血管疾病的存在和位置，包括冠狀動脈和外周動脈中有 急性梗塞風險的區(qū)域(即，易損的斑塊)、頸動脈中膨脹性動脈瘤、 不穩(wěn)定性斑塊的區(qū)域和局部缺血區(qū)域.本發(fā)明的方法和化合物(組合 物)還可用于鑒定和評估凋亡、壞死、缺氣和血管發(fā)生.光學成像模式和測量技術(shù)包括但不限于熒光成像、內(nèi)窺鏡成像、 熒光內(nèi)寇鏡成像、光學相干的斷層攝影術(shù)、透射比成像、時間分辨透 射比成像、共聚焦成像、非線性顯微術(shù)、光聲成像、聲-光成像、光譜 法、反射光傳法、活體內(nèi)成像、雙光子成像、干涉測定法、相干干涉 測量法、擴散光斷層攝影術(shù)和熒光分子斷層攝影術(shù)，以及光散射、吸 收、偏振、發(fā)光、熒光壽命、量子產(chǎn)率和猝滅的測量.本發(fā)明的化合物(組合物)和方法可與其他的成像組合物和方法聯(lián)合使用.例如，本發(fā)明方法可與其他傳統(tǒng)成傳厲式如x射線成^^、計算機斷層攝影術(shù)(CT)、正電子發(fā)射斷層攝影術(shù)(PET)、單光子計算機 斷層攝影術(shù)(SPECT)和核磁共振成像(MRI)聯(lián)合使用.例如，本發(fā)明的 化合物(組合物)和方法可與CT和MR成像聯(lián)合使用，以便例如通過 共記錄體層攝影困像和由另一種成像棋式產(chǎn)生的困像的來同時獲得解 剖學和生物學信息.特別地，與MRI或CT組合是優(yōu)選的，因為這些成 像技術(shù)有高的空間分辨率.本發(fā)明的化合物(組合物)和方法也可與 X-射線、CT、 PET、 SPECT組合使用，并且本發(fā)明的MR造影劑或熒光 性硅納米顆粒成〗象探針也可含有組分如碘、釓原子和放^"性同位素， 其可與光學成像組合用CT、 PET、 SPECT和MR成像模式檢測.試劑盒在此描述的化合物(組合物)可以包裝成試刑盒，該試劑盒可任 選包含關(guān)于在各個實例性應用中使用熒光染料或生物相容性熒光分子的說明書.非限制性實例包括這樣一種試劑盒其包含例如粉末或凍 干形式的化合物(組合物)和使用說明書，該說明書包括用于體內(nèi)和/ 或體外應用的重構(gòu)、劑量信息和貯藏信息.試劑盒可任選包含化合物 (組合物)的容器，所述化合物(組合物)是以可立即使用或者需要 進一步與用于施用的溶液混合的液體形式.對于體內(nèi)應用，試劑盒可 以包含適用于特殊應用的劑量和形式的化合物(組合物)，例如瓶裝 液體劑、局部用乳劑等.試劑盒可以包含任選的有助于施用單位劑量給受試者的組件，例 如用于重構(gòu)粉末形式的管形瓶、注射用注射器、定制的IV遞送系統(tǒng)、 吸入器等.試劑盒可以在容器中提供，所述的容器具有適于用皮下針 進行一次或多次穿刺，同時維持無菌完整性的密封蓋(例如有皺褶的 隔膜密封蓋).這種容器可以容納單個或多個受試者劑量.另外，單 位劑量試劑盒可包含有助于體內(nèi)或體外檢測化合物(組合物)的定制 組件，例如專用內(nèi)窺鏡、濾光器.試劑盒還可以包含關(guān)于制備和施用 化合物(組合物)的說明書.可以將試劑盒制成用于一位受試者的單 次使用單位劑量、用于特殊受試者的多次使用的單位刑量；或者試刑 盒可包含適合施用給多個受試者的多個劑量("成批包裝").可以 將試劑盒的組件裝在紙盒、泡眼包裝物、瓶子、試管等中.除非另外定義，這里使用的所有技術(shù)和科學術(shù)語具有與本發(fā)明所 屬領域中的普通技術(shù)人員通常理解的相同的含義.盡管與在此描迷的 那些相似或等價的方法和材料都可用于實踐或試驗本發(fā)明，但在下面描述了合適的方法和材料.在此提及的所有出版物、專利申請、專利 和其他參考文獻都通過全文引入作為參考.此外，材料、方法和實例只是說明性的而無意于限制性。在本發(fā)明的一些實施方案中，本發(fā)明的化合物不是<formula>formula see original document page 73</formula>實施例下列非限制性實施例證實了 N, N-二取代磺酰胺熒光染料的合成. 可用于制備本發(fā)明化合物的代表性材料和方法在下文中進一步描述. 所有化學品和溶劑(試刑等級)都作為商業(yè)提供的使用，通常不需進 一步純化.通常使用的分析型和制備型HPLC方法是A 柱Agilent Zorbax 80A， Extend C 18, 4. 6 x 250咖(5 jam).流動相 乙猜，25 mM醋酸三乙銨.B 柱Varian Dynamax, 100 A, C 18, 41. 4 x 250咖，流動相 乙猜，25 mM醋酸三乙銨.C 柱Phe謹enex Jupiter, 300 A， C18,流動相 乙腈，25 mM醋酸三乙銨.實施例1樣品1的合成<formula>formula see original document page 74</formula>化合物AA部分.6-肼基-1-萘磺酸鹽I的制備<formula>formula see original document page 74</formula>將6-氨 基-l-萘磺酸鹽(10 g, 45 mmol) (TCI)、氫氧化鈉(1. 8 g, 45 mmol) (Mallinckrodt)和亞硝酸鈉(3. 7 g， 54 mmol) (Aldrich)合 并于50mL水中，并將其攪拌以獲得澄清的褐色溶液.將該溶液冷卻 至0 C并在15分鐘內(nèi)滴加入至在冰/鹽浴中冷卻至〈0 tl的50mL濃鹽酸和30g冰中.將氯化亞錫(18.7g， 99mmo1, Aldrich)溶解于 50 mL的6M鹽酸中，將其冷卻至0 1C并在15分鐘內(nèi)伴隨攪拌滴加入 至上述反應混合物中.將得到的混懸液在O IC下攪拌I小時.過濾出 黃色沉淀物并用蒸餾水、甲醇、異丙醇且最后用乙醚洗涂以收獲9 g 期望的肼(84 X).B部分.2, 3, 3-三甲基苯并吲哚-7-磺酸鹽II的制備將6-肼基-l-萘磺酸鹽(5 g, 21 mmol)、異丙甲基嗣(8.1 g, 93 mmol， Aldrich)和醋酸鉀(6 g， 61咖ol)合并于具有攪動棒的100 mL 高壓容器中的70 mL水醋酸中.將該容器密封并加熱至145 "C 22小 時.將漿液傾注入乙瞇中并借助于加熱和超聲處理將沉淀物溶解于乙 醇中，然后過濾.蒸發(fā)濾出液而獲得標題化合物的黃色吸濕性固體.C部分.乙基-4-(甲基氨基)丁酸酯鹽酸鹽III的制備將4-(甲基氨基)丁酸鹽酸鹽(7.5 g, 49咖ol， Aldrich)溶解于 75 mL無水乙醇中，并加入乙醚中的4 mL 2. 0 M HC1 ( Aldrich) 將 一旦加熱至70 C就會變澄清的該溶液回流20小時.在真空中除去溶 劑，得到定量產(chǎn)率的白色固體狀鹽酸鹽.^NMR(300 MHz, CDCl,) 5 1.20(t, J-7.2 Hz, 3H), 2.13(m， 2H)， 2.47(t ， J一7.2 Hz, 2H)5 2.67(t, J=5.7Hz, 3H)， 3.00(寬峰m， 2H), 4. 07 (q， 2 Hz, 2H), 9. 50(寬峰s， 2H).D部分.2，3，3-三甲基苯并吲哚-6-[N-甲基-N-(乙基-4-丁酸根合)]磺酰胺IV的制備<formula>formula see original document page 76</formula>將2, 3, 3-三甲基苯并吲哚-6-橫酸鉀鹽(3 g, 9. 2咖ol)置于50邁L 無水乙腈中.緩慢加入五氯化磷(4 g, 19咖ol， Aldrich)，并將 該混合物回流l小時得到具有米色固體的紅色溶液.將該紅色溶液過 濾并通過在減壓下蒸發(fā)來使溶劑減少至lOmL.將該溶液傾注入200 mL 乙醚中并通過過濾收集紅色固體沉淀物.將該固體再溶解于乙猜中并 加入乙基-4-(甲基氨基)丁酸酴鹽酸鹽(2 g, ll咖ol),之后加入三乙 胺(1.1 g， 11咖ol).將該溶液過濾、蒸發(fā)至干燥，并通過急驟色 謙法在硅膠60上用含0. 5 X三乙胺的二氯甲烷洗脫純化.E部分.2,3, 3-三甲基-l-(磺酸根合丙基)-苯并吲哚鎮(zhèn)-6-[N-甲 基-N-(乙基-4-丁酸根合)]磺酰胺V的制備<formula>formula see original document page 76</formula>將2, 3， 3-三曱基-6-[N-甲基-N-(乙基-4-丁酸根合)]磺酰胺(250 mg， 0.6 mmol)和1, 3-丙碌酸內(nèi)酯(140 mg， 1.15咖ol, Aldrich)溶 解于2 mL的鄰二氯苯中。將該溶液在120 1C下于密封試管中加熱16 小時.讓該溶液冷卻至室溫，然后加入40mL乙瞇.過濾出紫色固體， 將其用三份25mL的乙醚沖洗并在真空中干燥.得到260 mg暗紫色的 吸濕性粉末(80 , MALDI-TOF-MS m/e [M]+ C"H"!M)7Sr計算值 為539. 19,實測值539. 19.F部分.6-肼基-l， 3-萘二磺酸鹽VI的制備<formula>formula see original document page 76</formula>將6-氛基-1, 3-萘二磺酸二鈉鹽(10 g, 29咖ol) (TCI)溶解于30 邁L水中并加入至50 mL水和15 mL的濃鹽酸中.將漿液在冰/丙網(wǎng)浴 中冷卻至<0 C并在IO分鐘內(nèi)將亞硝酸鈉(2. 2g, 32咖o1, Aldrich) 滴加入40 mL冷水中.將氯化亞錫(11 g， 58咖ol) (Aldrich)溶 解于30 mL水和6邁L濃鹽酸中，在10分鐘內(nèi)將其冷卻至0 1C并加入 上述反應混合物中IO分鐘.攪拌得到的溶液并在3小時內(nèi)使其升溫至 室溫，得到澄清的褐色溶液.將該溶液通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)減少體積并通過 加入異丙醇沉淀出產(chǎn)物.將該產(chǎn)物過濾、用異丙醇洗滌并在真空中干 燥.G部分.2,3，3-三甲基苯并吲哚-5,7-二磺酸鹽VII的制備將6-肼基-l,3-萘二磺酸鹽(10 g， 25咖ol)、異丙甲基酮(12 g, 140咖o1， Aldrich)和醋酸鉀(6 g, 61咖ol)合并于有攪動棒的100邁L 高壓容器中的75 mL水醋酸中.將該容器密封并加熱至1451C 22小時. 冷卻該溶液并通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除醋酸.將殘留物溶解于甲醇中并過濾. 然后用異丙醇從甲醇濾出液中沉淀出產(chǎn)物并將其過濾、用異丙醇和乙醚洗滌并在真空中干燥.H部分.2, 3, 3-三甲基-1-(3-磺酸根合丙基)苯并吲咪鎮(zhèn)-5, 7-二磺酸鹽VIII的制備將2，3，3-三甲基苯并吲哚-6,8-二磺酸鹽(2.2g， 5 mmol)溶解于 50 mL無水DMF中，得到澄清的橙色溶液.加入1, 3-丙磺酸內(nèi)酯(2. 8 g, 23 mmol, Aldrich)并將該溶液在密封管中加熱至1451C 15小時，顏 色變成暗紫色。將溶液冷卻并傾注入150 mL的2-丙醇中.將該混合物離心并傾析出上清液.將固體產(chǎn)物在過濾器上用三個50 mL部分的 2-丙醇，之后用50 mL的乙醚洗滌并在真空中干燥，得到2.5 g暗紫 色固體(90 0 MALDI-TOF-MS m/e [M] + C"H"NO,Sr計算值為492. 05， 實測值492. 05.I部分.化合物IX的制備將三磺化的苯并丐I哚銀VIII ( 250 mg， 0.44 mmol)溶解于5 mL 水醋酸和2mL乙酸酑中，加入鹽酸丙二醛酰苯胺(112mg， 0.43mmo1) (TCI)并將該溶液在密封管中加熱至120 ^C2小時.冷卻該溶液并 加入25mL乙酸乙酯使產(chǎn)物沉淀.將該混合物離心并傾析出乙酸乙醋， 并且用25mL乙酸乙酯洗滌固體物質(zhì).將該固體物質(zhì)溶解于6mL冰醋 酸和2 mL的乙酸酐中 將磺酰胺苯并吲哚銪V ( 235 mg, 0. 44咖ol) 與300 mg醋酸鉀一同加入并將溶液在密封管中加熱至125 XH8小時. 冷卻該溶液，并加入25 mL乙酸乙酯使產(chǎn)物沉淀.將該混合物離心并 傾析出乙酸乙酯，并且用25 mL乙酸乙酯，之后用25 mL乙腈洗滌固 體物質(zhì).通過HPLC純化產(chǎn)物，得到67 mg純的乙酯染料U3 X) MALDI-TOF-MS m/e [M]+ (1"115具01635+計算值為1066. 23，得出 1066. 18.UH20) 673 nm,J部分.化合物X的制備將化合物IX ( 65 mg， 0. 048 mmol)溶解于5 mL 0. 4 M的NaOH 中并在20 1C下攪拌1小時，通過HPLC定量轉(zhuǎn)化成游離酸.將該溶液 用lMHCl酸化至pH ~3,將其脫鹽并冷凍千燥以產(chǎn)生期望的產(chǎn)物X.MALDI-TOF-MS邁/e[M]+ C"H52N3016S5、t算值為1038.20，實測值 1038. 21. u (H20) 673 n邁. K部分.樣品1的制備將化合物X ( 21 mg， 0. 019咖ol)溶解于1. 5 mL無水DMF中. 將二琥珀酰亞胺基破酸癍(37 mg， 0.14咖ol) (Aldrich)與4-二甲 氨基吡啶(2. 5 mg, 0.02咖ol) (Aldrich) —同加入.將該溶液伴隨擾 拌地加熱至60-651C 1小時.將該活性癍用20 mL乙酸乙欲沉淀并通 過離心分離.將該深藍色固體用4份20 mL的乙酸乙醋洗滌并在真空 中干燥以獲得標題化合物(化合物A) . MALDI-TOF-MS m/e [M〗+ "8115晶01835+計算值為1135.21，實測值1135.19,入』20) - 673 nm.實施例2樣品2的合成A部分.2， 3， 3-三甲基吲味5-磺酰氯(XI)的制備 cioa 一、 z將可商業(yè)獲得的5-磺-2， 3， 3-三甲基吲咮(indolinine )K鹽(5. 45 g， 19. 6咖ol)在氮氣氛下加入至安裝有空氣冷凝器的圃底燒瓶中的五 氯化磷(PCls， 6.12 g， 29.42國l， 1. 5當量)和POCl3(3邊L)混合物 中，并將其在120 X:下劇烈攪拌45分鐘.將內(nèi)含物冷卻至室溫，加 入二氯甲烷并用乙醚中的25 %己烷使磺酰氯沉淀，并且將其在氮氣氛 下過濾.重復一次，并用己烷中的10%乙酸乙酯洗滌.將固體物質(zhì)轉(zhuǎn) 移至RBF中并將其在真空下干燥30分鐘，將得到的粉末(XI)直接用 于進一步的反應(3.2 g， 53 %的產(chǎn)率).B部分.化合物XII的制備EtOOO將2.22g橫跣氯XI溶解于25mL乙猜中并冷卻至0 tJ.將1. 35 g六氫異煙酸乙酯(8.6 mmol)溶解于5 mL的乙腈中，并在2分鐘內(nèi) 滴加入3邁L三乙胺.暗褐色溶液開始變成黃色并隨后便成橙色.在0 C下攪拌30分鐘后，將反應混合物升溫至室溫.通過TLC(硅膠，二 氯曱烷中的5 %乙腈)觀察到反應的完成.通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除溶劑. 將濃縮的粗產(chǎn)物在硅膠上進行色謙法并用乙猜-二氯甲烷混合物(10 X 至50 %的梯度)純化.得出1.2 g黃色千燥固體物質(zhì)(XII)的產(chǎn)率 為43 % IR (酯為1728 cnf1).C部分.化合物XIII的制備將1. 2 g從上面獲得的磺耽胺XII (MW 395. 2， 3. 06咖ol)在20 mL的1 ，2-二氯苯中與2 mL的1, 4-丁磺酸內(nèi)酯(20咖ol)反應，并在 125 x:下加熱過夜(16小時).用乙醚沉淀該粘稠溶液并用具有 乙酸乙酯的己烷洗滌得到300 mg期望的季銨鹽XIII的暗褐色粉末(產(chǎn) 率為20 %).D部分.化合物XIV的制備將0. 1 g 2，3,3-三甲基-1-(3-橫酸根合丁基)-吲哚銪-5-磺酸鹽 (0.25 mmol)在110 1C下與10 mL乙酸酐中的0.072 g N-[5-(苯氨 基)-2，4-亞戊二烯基]苯胺一鹽酸鹽(MW 284. 8, 0. 25咖ol)—同加熱 l小時.將該內(nèi)含物攪拌冷卻至0匸.加入0. 133 g(O. 25咖ol)季銨 鹽XIII，隨后加入0. 082 g醋酸鈉(l咖ol， 4當量).在0 "C下攪拌 IO分鐘后，用15分鐘將燒瓶升溫至室溫，然后用30分鐘逐漸加熱達 到65 1C.在65 1C下繼續(xù)加熱7小時.用HPLC監(jiān)測反應進程，其顯 示所有這三種期望染料產(chǎn)物的存在，并且期望的不對稱染料相當大的 量(約55 %)存在.將該反應混合物與乙醚混合，其與醋酸鈉一起 使染料沉淀.在沙芯漏斗(中等孔徑)上過濾收集殘余物，將其用乙 瞇仔細洗涂，干燥并溶解于水中，將其在制備型RPC 18 HPLC柱上純 化.收集與上述三種染料對應的所有級分，將其在真空離心蒸發(fā)濃縮 器(speed vac)上蒸發(fā)溶劑并干燥.每種級分用MALDI鑒定. MALDI-TOF-MS m/e [M+l]+ C"H"N力"S/計算值為952.18,實測值 952.26，入』20)- 758 nm. 期望的不對稱染料XIV以42 9i的產(chǎn)率 (0.1 g)獲得.E部分.樣品2的制備將0. 05 g化合物XIV (乙酯)溶解于20 mL玻璃管形ife中的1 mL 水中，并將其攪拌冷卻至O t!.滴加入IOO uL 2M的氬氣化鈉溶液并 在0 1C下繼續(xù)攪拌1小時。HPLC顯示乙酴完全水解成羧酸.將該水溶 液用5 M鹽酸(100 uL)中和并隨后將其在真空離心蒸發(fā)濃縮器上干燥.將得到的化合物未經(jīng)進一步純化就用于下一步驟激活，其在65TC 下用DMF中的二琥珀跣亞胺基碳酸醋和DMAP進行30分鐘.入, (H20) =748 nm.實施例3樣品3的合成A部分.化合物XV的制備將如上獲得的3.0 g 2,3, 3-三甲基吲哚5-磺醜氯(9. 65咖ol)溶 解于25 mL無水乙腈中并將其冷卻至0 tJ.在2分鐘內(nèi)滴加溶解于5 mL 的乙腈和3mL三乙胺中的1.86g (N-甲基)甘氨酸乙酶(12. ll咖ol). 暗褐色溶液開始變成黃色并隨后變?yōu)槌壬?在0 C下攪拌3小時后， 將反應混合物升溫至室溫.通過TLC (硅膠，二氯甲烷中19 9i的乙請 和1 %的三乙胺)顯示反應的完成.通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除溶劑.將濃縮 的粗產(chǎn)物在硅膠上進行色謙分析并用乙猜-二氯甲烷混合物(10 X至 50%的梯度)洗脫.得到1.7g黃色物質(zhì)，產(chǎn)率為50%. IR(酯為1732 cnf1).B部分.化合物XVI的制備將1. 7 g從上面獲得的磺酰胺XV ( 5咖ol)在20 mL的1, 2-二氯 苯中與2 mL的1,4-丁磺酸內(nèi)酯(20咖ol)反應，并在125 1C下加熱 過夜(16小時).用乙醚沉淀該粘稠溶液并用己烷和丙輛的混合物洗 滌得到1.5 g期望的季銨鹽暗褐色粉末(產(chǎn)率為63 94).C部分.化合物XVII的制備將0.22 g化合物XVI (0.55 mmol)在110 t;下與10 mL乙酸酐中 的0.157 g N-[5-(苯基氨基)-2，4-亞戊二烯基]苯胺一鹽酸鹽(0. 55 咖ol)—起加熱一個半小時.將該內(nèi)容物攪拌冷卻至0 t:并加入0. 261 g(0.55咖ol)季銨鹽1-(5-磺酸根合丁基)-2,3,3-三甲基假吲哚-5-磺酸鉀，隨后加入0. 1 g醋酸鈉(1.22咖ol, 2.2當量).在0 1C下 挽拌20分鐘后，用15分鐘將燒瓶升溫至室溫，然后在45分鐘內(nèi)逐漸 加熱至70 TC.在70 1C下繼續(xù)加熱4小時.通過HPLC跟蹤反應進展， 其顯示全部三種期望的染料產(chǎn)物，期望的不對稱染料具有相當大的量 (約50 %).將反應混合物與乙醚混合，其與醋酸鈉一起使染料沉淀. 在沙芯漏斗(中等孔徑)上過濾收集剩余物，將其用乙醚充分洗滌， 并干燥有機溶劑.將粗染料溶解于水中，通過0.2uM過濾器過濾并隨 后在制備RPC 18 HPLC柱上純化，將其在真空離心蒸發(fā)濃縮器上蒸發(fā) 溶劑并干燥得到XVII(43%), MALDI-TOF-MS m/e [M+l] + C4。H53N3013S4+ 計算值為912.12，實測值912.22。D部分.化合物XVIII的制備將0.22 g化合物XVII溶解于圃底燒瓶中的10 mL水中，并將其 攪拌冷卻至0匸.滴加入0.5 mL 2M的氫氣化鈉溶液并在0 1C下繼 續(xù)攪拌1小時.HPLC顯示〉98 X的乙酯完成水解成羧酸.將該水溶液 用5 M鹽酸(0. 25 mL)中和并隨后將其在真空離心蒸發(fā)濃縮器上千燥. 將得到的化合物未經(jīng)進一步純化就用于下一步驟激活.通過質(zhì)譜分析 確認同一性(產(chǎn)率0.19 g， 90 %).E部分.化合物XIX的制備將150邁g XVIII (0.160 mmol)在室溫下與1 mL無水DMF中的206 mg DCC(l mmol)和138 mg N-羥基琥珀酰亞胺(1. 2 mmol)反應16小時. 離心二環(huán)己基脲沉淀物并收集DMF中的中間產(chǎn)物.MALDI-TOF-MS邊/e [M]+ C"H5。N4NaA5Sr計算值為1025. 10，實測值1025. 27.然后將該中間產(chǎn)物加入至冷卻至0 "C的6-氨基己酸的水溶液 (210 mg， 1.6 mmol,在2 mL水中)中，同時攪拌.級合進程通過 RP HPLC監(jiān)測。將含水DMF溶液通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮并隨后通過制備型 HPLC純化而產(chǎn)生化合物XIX.通過質(zhì)謙分析表征純化的產(chǎn)物(產(chǎn)率110 mg, 69 %).F部分.樣品3的制備通過在65 1c下加熱具有DSC和DMAP的無水DMF中的染料溶液90 分鐘來活化化合物XIX而產(chǎn)生標題化合物.509 HQ3《A部分.5-(S02-NMe-CH2CIM;H2C02Et)-2, 3, 3-三甲基-(3H)-'引咮 (XX)的制備在干燥的氮氣流下，將1.2 g磺酰氯XI(4. 0 mmol)加入至干燥的 lOOmL圓底燒瓶中，隨后加入25 mL無水乙腈，并將該溶液在冰浴中 冷卻，將N-甲基丁酸乙酯的鹽酸鹽(1. 5 g， 8. 1咖ol)溶解于25 mL 無水乙腈中并加入1. 2 mL三乙胺(8. 9 mmol)而使其轉(zhuǎn)化成相應的游離 堿.冷卻該溶液， 一旦季銨鹽沉淀，就將該溶液傾注入均壓添加漏斗 中.在Q C下在30分鐘期間伴隨激烈攪拌滴加入胺. 一旦加入完成， 去除冰浴，并讓該反應在室溫下繼續(xù)進行1小時。在減壓下通過旋轉(zhuǎn) 蒸發(fā)除去溶劑，并通過柱色謙法純化.硅石柱用二氯甲統(tǒng)中的1%的 三乙胺和20 %的乙腈并逐漸變成30 %的乙腈制備.在蒸發(fā)洗脫劑后 獲得660 mg磺酰胺XX (1. 7咖ol， 42 90的橙色油狀產(chǎn)物.隨后將 該磺酰胺在真空干燥器中干燥過夜，該真空干燥器連通氫氣化鐘以確 保假吲哚保持其游離堿形式.MALDI-TOF m/z(強度)367. 0837 (100 %).B部分.l-( y -磺酸根合丙基)-5-(S0廣雨e-CH2CH2CH2C02Bt) -2， 3, 3-三甲基-(3H) -^哚(XXI)的制備實施例4樣品4的合成將橫酰胺XX ( 660 mg， 1. 8 mmol)溶解于5 mL的1, 2-二氯苯中， 并將其轉(zhuǎn)移至100 mL的壓力管中.在加入157 ul 1,3-丙磺酸內(nèi)癍 (1.82咖ol)后，將反應容器用干燥的氮氣吹洗、密封并置于130 1C 的油浴中.在8小時后停止加熱.將油狀紫色固體與5 mL丙鵬，之 后與75 mL乙醚進行超聲處理直到該固體作為細粉沉淀.將該紫色固 體過濾并在減壓下干燥以產(chǎn)生XXI. MALDI-T0F m/z(強度) 489. 1463(100 50 C部分.化合物XXII的制備KO3i向100 mL壓力管中裝填520 mg季銨化的假吲哚(l. 3mmol)和370 mg N-[5-(苯基氨基)-2，4-亞戊二烯基]苯胺一氬氣化物(1.3咖ol). 該試劑在攪拌加入3 mL乙酸和3邁L乙酸稈后溶解.將該壓力管用千 燥的氮氣沖洗、密封并在110 1C下加熱3小時.在冷卻至室溫后，加 入50 mL乙醚使產(chǎn)物沉淀，產(chǎn)量為740 mg.D部分.乙酯(XXIII)的制備向100 mL 2-頸圃底燒瓶中裝填3 mL乙酸和3 mL乙酸酐，之后 裝填500 mg XXI (1.0 mmol).將溫度維持在75 1C并將560 mg XXII(l. 0mmol)在2小時內(nèi)以四等份加入.在第一次加入后，加入200 mg醋酸鈉(2.4 ,ol). 6小時后，將染料在乙醚中沉淀、過濾并在減 壓下干燥.用HPLC分離期望的產(chǎn)物.B部分.化合物XXIV的制備將XXIII (125 ymol)的水溶液的體積用水加至25mL并將其在 水浴中冷卻.冷卻后，激烈攪拌加入6. 2 mL IN氫氧化鈉水溶液.除 去冰浴并且讓反應在室溫下繼續(xù)進行1小時，之后在4 1C下存儲過夜. 將該反應物在0 "C下用1N鹽酸中和至pH7. 0.減少溶劑并將該反應 物在C18柱上脫鹽。將相對純的產(chǎn)物用制備型HPLC再次純化.在除 去洗脫劑后，將產(chǎn)物XXIV溶解于無水乙腈中、在乙醚中沉淀、過濾并 在真空中干燥以收獲179 mg藍色固體物質(zhì).MALDI-T0F m/z(強度) 884. 2034 (100 %) F部分.樣品4的制備將羧酸XXIV (10.7 mg, 12.2 n mol)溶解于1邁L無水二甲基甲 酰胺中，之后溶解4. 6mg二琥珀酰亞胺基碳酸酯(18 jjmol)和2.2mg 二甲氨基吡啶(18 iamol).將反應在60 t!下加熱40分鐘。在冷卻至 室溫后，在乙醚中沉淀活化酯并在0. 22 nm過濾器上回收，實施例5樣品5的合成將1.4 mg馬來酰亞胺N-乙胺三氣乙酸鹽(7. 2 nmol)和3. 8 jiL 二異丙基乙胺(22 nmol)依次加至lmL無水二甲基甲酰胺中.將該溶 液直接加至含有1. Omg無水琥珀酸亞胺酯(1. 0 Mmol)的管形瓶中. 將該管形瓶密封并在室溫下于黑暗中旋轉(zhuǎn)過夜.HPLC方法A: 8.235 分鐘(750nm).用制備型HPLC分離期望的化合物.MALDI-TOF m/z (強 度)1006. 3552 (55實施例6細胞標記將小鼠脾細胞制備成單細胞懸液，并且通過流過去除B細胞和巨 噬細胞的柱(R& D Kit,小鼠T細胞富集柱，MTCC500 )而富集脾細 胞制備物中的T細胞亞群.將T細胞離心以產(chǎn)生10'個細胞的細胞沉 淀顆粒，去除細胞沉淀顆粒中的上清液，并且加入100ul的10mg/邊l 化合物A溶液.將細胞在室溫下孵育5分鐘，之后進行2輪離心和再 懸浮于生理緩沖液中以洗掉未結(jié)合的化合物A.通過熒光顯微術(shù)評估 細胞.實施例7細胞標記和體內(nèi)成像 將小鼠4T1乳腺腺癌細胞離心以產(chǎn)生107個細胞的細胞沉淀顆粒. 去除細胞沉淀顆粒中的上清液，并且加入IOO ul中的10 mg/邁l化合 物A溶液.將細胞在室溫下孵育5分鐘，之后進行2輪離心和再懸浮于生理緩沖液中以洗掉未結(jié)合的化合物A.通過熒光顯微術(shù)評估細胞. 將該細胞以每只小鼠5 x 105個細胞靜脈內(nèi)注入小鼠中，并且在注射 后立即以及在注射后24小時通過熒光分子斷層攝影術(shù)使活小鼠成像. 由于4T1細胞主要轉(zhuǎn)移至肺，所以定量肺部熒光.實施例8將化合物A的溶液在堿性條件下化學連接至含Arg-Gly-Asp的肽 上，以產(chǎn)生生物相容性熒光分子用于體內(nèi)光學成像.從ATCC( Manassas, VA)獲得腫瘤細胞系HT-29 (人結(jié)腸癌/HTB-38) 在含5 X 002的潮 濕氣氛中，讓HT-29細胞于37 1C下在補充有10 4 FBS的McCoy's中 生長.將成指數(shù)生長的細胞進行胰蛋白酶處理并以3xl(^細胞/ml的濃 度再懸浮于漢克(Hank)平衡鹽液中.將3 x 10s HT-29細胞從兩側(cè) 皮下注入進6-8周大的雌性NU/NU小鼠(Charles River Laboratory, Wilmington, MA)的第一乳腺脂肪墊中. 一周后，當腫瘤約30咖3時， 將熒光分子(在150 p 1的1 xPBS中)靜脈內(nèi)注入小鼠并在24小時 后在熒光反射系統(tǒng)(FRI, Kodak 2000MM)和VisEn， s熒光斷層攝影 系統(tǒng)(FMT)上成像。實施例9將化合物A的溶液在堿性條件下化學連接至含雙膊酸鹽的生物分 子上，以產(chǎn)生用于體內(nèi)光學成像的生物相容性熒光分子.將5天大的 BALB/c x CF-1 FJ、鼠皮下注入該熒光分子(在15 p 1 1 x PBS中) 并在24小時后用焚光反射成像(FRI)系統(tǒng)(Kodak 2000MM)成像. 可以清晰地看見骨生長的區(qū)域.實施例10將10 mg本發(fā)明化合物X的NHS酯溶解于100 uL的無水DMF中， 向其中加入20 uL無水DMS0中的3-疊氮基丙胺(5 mg)溶液，并將該 混合物在室溫下旋轉(zhuǎn)1小時.加入1 mL乙醚該反應混合物中，并將其離心IO分鐘.棄去上清液，并將殘留物在真空離心蒸發(fā)濃縮器上干燥 5分鐘，將其再溶解于水中并在RPC18半制備型柱上純化.收集對應 產(chǎn)物的級分，并將其在真空離心蒸發(fā)濃縮器上干燥.實施例11將10 mg本發(fā)明化合物X的NHS酯溶解于100 uL的無水DMF中， 向其中加入10 uL無水DMS0中的3-炔丙胺(5 mg)溶液，并將該混合 物在室溫下旋轉(zhuǎn)l小時.加入lmL乙醚至該反應混合物中，并將其離 心IO分鐘.棄去上清液，并將殘留物在真空離心蒸發(fā)濃縮器上干燥5 分鐘，將其再溶解于水中并在RPC18半制備型柱上純化.收集對應產(chǎn) 物的級分，并將其在真空離心蒸發(fā)濃縮器上干燥.實施例12將17 mg本發(fā)明化合物X的NHS酯溶解于250 uL的無水DMF中， 向其中加入10 uL無水DMS0和4 uL三乙胺中的2- (2-氨乙基-二硫基) 吡啶鹽酸鹽(llmg)溶液，并將該混合物在室溫下旋轉(zhuǎn)過夜.加入lmL 乙酸乙酯至該反應混合物中，并將其離心IO分鐘.棄去上清液，并將 殘留物在真空離心蒸發(fā)濃縮器上干燥5分鐘，將其再溶解于水中并在 RPC18半制備型柱上純化.收集產(chǎn)品的級分，并將其在真空離心蒸發(fā) 濃縮器上干燥.雖然參考其優(yōu)選的實施方案而特別地顯示和描迷了本發(fā)明，但本 領域技術(shù)人員應理解，其中可以在形式和細節(jié)上做多種改變而不會脫 離附帶的權(quán)利要求書所包括的本發(fā)明范圍.
權(quán)利要求
1.由下列結(jié)構(gòu)式表示的化合物id="icf0001" file="S2006800403608C00011.gif" wi="146" he="24" top= "56" left = "38" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>或其鹽，其中X1和X2獨立地選自C(CH2K1)(CH2K2)、O、S和Se；K1和K2獨立地選自H、C1-C20脂族基團和被-OR*、N(R*)2或-SR*取代的C1-C20脂族基團；或者K1和K2一起是取代的或未經(jīng)取代的碳環(huán)或雜環(huán)的一部分；Y1和Y2各自獨立地是苯并稠合的環(huán)、萘并稠合的環(huán)或吡啶并稠合的環(huán)；n1是1、2或3；R2、R11和R12獨立地是H、鹵素、烷基、烷氧基、芳氧基、芳基、磺酸根、含SO2NR6-Q-CHR7-(CH2)m的基團；i是0或1；并且m ＝0-12；亞氨基季銨離子、S-芳基、S-烷基，或者任意兩個相鄰的R12和R11取代基或R2和R11取代基組合在一起時形成4-、5-或6-元取代或未經(jīng)取代的碳環(huán)、取代或未經(jīng)取代的非芳香碳環(huán)或者取代或未經(jīng)取代的芳香碳環(huán)，其中碳環(huán)各自獨立地任選被C1-C6烷基、鹵素或者OR*或SR*取代一次或多次；當x是選自0至6的整數(shù)時，R1和R13是-H、(CH2)xCH3；或者當n是選自2至6的整數(shù)時，R1和R13獨立地是(CH2)nSO3-或(CH2)nSO3H；R3、R4和R5獨立地選自H、羧酸鹽、羧酸、羧酸酯、胺、酰胺、磺酰胺、羥基、烷氧基、磺酸部分和磺酸鹽部分；R6選自取代或未經(jīng)取代的C1-C20脂族基團；取代或未經(jīng)取代的芳基；取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中R6當Q不存在時任選被鹵素、OR*、N(R*)2或SR*取代；為羰基；取代或未經(jīng)取代的C1-C6烷基，其中烷基的0-2個亞甲基被NH、O或S替代；或者取代或未經(jīng)取代的C1-C6碳環(huán)、非芳香碳環(huán)、雜環(huán)或非芳香雜環(huán)，其中雜環(huán)含有1-2個雜原子；或者當Q是羰基時，R6是H；并且R7選自H、取代或未經(jīng)取代的C1-C20脂族基團、取代或未經(jīng)取代的芳基、取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中R7任選被鹵素、OR*、N(R*)2或SR*取代；或者R6和R7一起形成任選被鹵素、OR*、N(R*)2或-SR*取代的4-、5-、6-或7元雜環(huán)或非芳香雜環(huán)；或者NR6、Q和CHR7一起形成取代或未經(jīng)取代的或者雜環(huán)或非芳香雜環(huán)的環(huán)體系，其中所述的環(huán)含有1或2個雜原子，其中環(huán)任選被-OR*、N(R*)2或-SR*取代；并且W不存在或者是選自-SO2NR6-Q-CHR7-、-O-、-COO-和-CONH-的基團；h＝0-70；k＝0或1；d＝0-12；m＝0-12；p＝0-12；Z是N、O或S親核性官能度或者含有N、O或S親核性官能度，或者是能夠與N、O或S親核體反應的官能度或含有能夠與N、O或S親核體反應的官能度；并且每個R*獨立地是-H或C1-20烷基，條件是所述化合物不是id="icf0002" file="S2006800403608C00031.gif" wi="160" he="134" top= "27" left = "35" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>
2.<image>image see original document page 3</image>其中Rs選自H、離素原子、S-芳基、S-烷基、烷基、芳基、烷氧 基、芳氧基和含S02NR6-Q-CHR7- (CH2) 的基團；i是0或1;并且m-0-12。
3. 權(quán)利要求1的化合物，其中Z是選自-NH2、 -OH和-SH的親核體 的官能度。
4. 權(quán)利要求1的化合物，其中Z是能夠與N、 0、 S親核體反應的 官能度，所述親核體選自-COCl、 -(CO)O(CO)R、 -C0NHNH2、取代和未 經(jīng)取代的N-羥基琥珀酰亞胺酯、硝基-或氟-苯酚酯、-NCS、 -CHO、 -COCIU、亞磷酰胺和馬來酰亞胺基團
5. 權(quán)利要求4的化合物，其中所述的親核體選自-C0C1、 -(C0)0(C0)R、 -C0NHNH2、取代和未經(jīng)取代的N-幾基琥珀酸亞胺酯、 -NCS、 -CHO、 -C0CIU、亞磷酰胺和馬來酰亞胺基團.
6. 權(quán)利要求l的化合物，其中基團R!、 R;、 FU、 R:或Rn的至少兩 個含有磺酸或磺酸根基團.
7. 權(quán)利要求1的化合物，其中R3、 l和R，各自獨立地是式 -SO,NR「Q-CHR7- [ (CH2),+ (CH2) 「 (0) k]h- (CH2) dZ的基團.
8. 權(quán)利要求1的化合物，其中R3 、 R4和R5之 一 是 -S02NRs-Q-CHR「 [ (CH2) B-W- (CH2) 「 (0) J h- (CH》dZ.
9. 權(quán)利要求1的化合物，其中X,和X2都是-C(CH》2.
10. 權(quán)利要求l的化合物，其中-((C(Rn)-C(Ru))m-C(R2)-由選自 下列的結(jié)構(gòu)式表示<formula>formula see original document page 5</formula>其中Rs選自H或者C1、 Br或F.
11. 權(quán)利要求l的化合物，該化合物具有式3-5的任意之一<formula>formula see original document page 5</formula> (3)<formula>formula see original document page 5</formula> (4)<formula>formula see original document page 5</formula> (5)其中l(wèi)和Ru獨立地選自(CH2)XCH3、 (CH2)nSOXCH2)nS03H;其中x是選 自0至6的整數(shù)并且n是選自2至6的整數(shù)；&選自H、羧酸鹽、羧酸、羧酸酯、胺、酰胺、磺酰胺、羥基、烷 氧基、磺酸部分和磺酸鹽部分.
12.由下列結(jié)構(gòu)式表示的化合物或其鹽，其中Xi和Xi獨立地選自C(CHA) (CHA)、 0、 S和Se;Ki和K2獨立地選自H、 C廣C2。脂族基團和被-0R、 N(R')2或-Si^取代 的d-"脂族基團；或者L和K2—起是取代的或未經(jīng)取代的碳環(huán)或雜 環(huán)的一部分；L和L各自獨立地是苯并稠合的環(huán)、萘并稠合的環(huán)或吡啶并稠合的環(huán)；n:是1、 2或3;R2、 Ru和Ru獨立地是H、 F、 Br、 Cl、 C廣C6烷基、C!-"烷氧基、 芳氧基、含氮的雜環(huán)、含氮的芳香雜環(huán)、磺酸根、亞氨基季銨離子， 或者任意兩個相鄰的Ru和Ru取代基或112和Ru取代基組合在一起時形 成4-、 5-或6-元取代或未經(jīng)取代的碳環(huán)、取代或未經(jīng)取代的非芳香碳 環(huán)或取代或未經(jīng)取代的芳香碳環(huán)，其中所述碳環(huán)各自獨立地任選被 d-Cs烷基、囟素或者011*或SI^取代一次或多次；當x是選自0至6的整數(shù)時，Ri和Ri3是(C!UxCH3;或者當n是選 自2至6的整數(shù)時，R!和Rn獨立地是(CH丄SOr或(CH丄SOJI;R3、 ^和Rs獨立地選自H、羧酸鹽、羧酸、羧酸酯、胺、酰胺、磺 酰胺、羥基、烷氧基、磺酸部分和磺酸鹽部分；R6選自取代或未經(jīng)取代的d-C2。脂族基團；取代或未經(jīng)取代的芳基； 取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中R6當在Q不存在時任選被卣素、OR* 、 N(R')2或SR-取代；為羰基；取代或未經(jīng)取代的C「C6烷基，其中烷基 的0-2個亞甲基被NH、 0或S替代；或者取代或未經(jīng)取代的d-C6碳環(huán)、 非芳香碳環(huán)、雜環(huán)或非芳香雜環(huán)，其中雜環(huán)含有l(wèi)-2個雜原子；或者當Q是羰基時，Rs是H;并且R，選自H、取代或未經(jīng)取代的d-Cw脂族基團、取代或未經(jīng)取代的 芳基、取代或未經(jīng)取代的坑基芳基，其中R7任選被囟素、0R*、 N(R')2 或SIU取代；或者R6和R，一起形成任選被鹵素、0R*、 N(R')2或-SI^取代的4-、 5-、 6-或7元雜環(huán)或非芳香雜環(huán)；或者NR6、 Q和C肌7—起形成取代或未經(jīng)取代的或者雜環(huán)或非芳香雜環(huán) 的環(huán)體系，其中所述的環(huán)含有l(wèi)或2個雜原子，其中環(huán)任選被-0R，、 N(R')2或-SI^取代；并且W不存在或者是選自-S02NR6-Q-CHR7-、 -O-、 -COO-和-CONH-的基團；h - 0-70; k = 0或1; d+12; m-0-12; p+12;Z是N、 0或S親核性官能度或者含有N、 0或S親核性官能度，或 者是能夠與N、 O或S親核體反應的官能度或含有能夠與N、 0或S親核體反應的官能度；并且每個R+獨立地是-H或d-2。烷基.
13. 權(quán)利要求12的化合物，其中Z是選自-NH2、 -OH和-SH的親核 體的官能度.
14. 權(quán)利要求12的化合物，其中Z是能夠與N、 0、 S親核體反應 的官能度，所述親核體選自-COCl、 - (C0)0(C0)R、 -C0NHNH2、取代和 未經(jīng)取代的N-羥基琥珀酰亞胺酯、硝基-或氟-苯酚酯、-NCS、 -CHO、 -C0CH2I、亞磷酰胺和馬來酰亞胺基團.
15. 權(quán)利要求14的化合物，其中所述的親核體選自-COCl、 -(C0)0(C0)R、 -C0NHNH2、取代和未經(jīng)取代的N-羥基琥珀酰亞胺酯、 -NCS、 -CHO、 -C0CH2I、亞磷酰胺和馬來酰亞胺基團。
16. 權(quán)利要求12的化合物，其中基團&、 R3、 IU、 1或1(13的至少 兩個含有磺酸或磺酸根基團。
17. 權(quán)利要求12的化合物，其中R3、 R^和Rs各自獨立地是式 -S02NR6-Q-CHR7- [ (CH2) -W- (CH2) p- (0) k] h- (CH2) dZ的基團.
18. 權(quán)利要求12的化合物，其中l(wèi)、 R4和R5之一是 -S02NRs-Q-CHR7- [ (CH2) ,-W- (CH2) p- (0) k〗h- (CH,) J.
19. 權(quán)利要求12的化合物，其中X,和X2都是-C(CH,),.
20. 權(quán)利要求12的化合物，其中基團-((C(Rn)"C0U)-廣C(R2)" 由選自下列的結(jié)構(gòu)式表示\久,,0^、 、^^V sf^fV其中R,選自H或者C1、 Br或F.
21. 權(quán)利要求12的化合物，該化合物具有式3-5的任意之一(5)其中R!和Ru獨立地選自(CH2)XCH3、 (CH丄S03-和(CH上S03H;其中x是選 自0至6的整數(shù)并且n是選自2至6的整數(shù)；R3選自H、羧酸鹽、羧酸、羧酸酯、胺、酰胺、磺酰胺、羥基、烷 氧基、磺酸部分和磺酸鹽部分.
22.由下列結(jié)構(gòu)式表示的化合物Al \ ni &3 Rg(3)或其鹽，其中l(wèi)和X2獨立地選自C(CH&) (CH2K2)、 0、 S和Se;K,和L獨立地選自H、 C廣C2。脂族基團和被-0R、 Na'),或-SR,取代 的d-Cw脂族基團；或者L和K2—起是取代的或未經(jīng)取代的破環(huán)或雜 環(huán)的一部分；L和Y2各自獨立地是苯并稠合的環(huán)、萘并稠合的環(huán)或吡啶并稠合的環(huán)；n!是l、 2或3;R2、 Rn和Ru獨立地是H、離素、C廣G烷基、d-Cs烷氧基、芳氣基、 含氮的雜環(huán)、含氮的芳香雜環(huán)、磺酸根、亞氨基季銨離子、含 S02NR6-Q-CHR廣(CH丄的基團；i是0或1;并且m = 0-12;或者任意 兩個相鄰的Ru和Ru取代基或^和Rn取代基組合在一起時形成4-、 5-或6-元取代或未經(jīng)取代的碳環(huán)、取代或未經(jīng)取代的非芳香碳環(huán)或者 取代或未經(jīng)取代的芳香碳環(huán)，其中碳環(huán)各自獨立地任選被d-C6烷基、 鹵素或者OIU或SI^取代一次或多次；當x是選自0至6的整數(shù)時，R!和R13A(CH2)XCH3;或者當n是選 自2至6的整數(shù)時，R!和Rn獨立地是(ClU nS03—或(CH2)nS03H;R3、 R4和R5獨立地選自H、羧酸鹽、羧酸、羧酸酯、胺、酰胺、磺 酰胺、幾基、烷氧基、磺酸部分和磺酸鹽部分；R6選自取代或未經(jīng)取代的Cr-Cw脂族基團；取代或未經(jīng)取代的芳基； 取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中H當Q不存在時任選被S素、0R*、 N(R')2或SIU取代；為羰基；取代或未經(jīng)取代的CrC6烷基，其中烷基 的0-2個亞甲基被NH、0或S替代；或者取代或未經(jīng)取代的C「C6碳環(huán)、 非芳香碳環(huán)、雜環(huán)或非芳香雜環(huán)，其中雜環(huán)含有1-2個雜原子；或者當Q是羰基時，Rs是H;并且R,選自H、取代或未經(jīng)取代的d-C2。脂族基團、取代或未經(jīng)取代的 芳基、取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中R7任選被鹵素、0R*、 N(R')2 或SI^取代；或者R6和R7—起形成任選被fi素、0R*、 N(R'),或-SR，取代的4-、 5-、 6-或7元雜環(huán)或非芳香雜環(huán)；或者NR" Q和CHR，一起形成取代或未經(jīng)取代的或者雜環(huán)或非芳香雜環(huán) 的環(huán)體系，其中所迷的環(huán)含有l(wèi)或2個雜原子，其中環(huán)任選被-OR*、 N(R')2或-SR，取代；并且W不存在或者是選自-S02NR6-Q-CHR7-、 -0-、 -COO-和-CONH-的基團；h - 0-70; k - 0或1; d-0-12; m-0-12; p薩0-12;Z是N、 0或S親核性官能度或者含有N、 0或S親核性官能度，或 者是能夠與N、 0或S親核體反應的官能度或含有能夠與N、 O或S親 核體反應的官能度；并且每個IU獨立地是-H或Cw。坑基.
23.權(quán)利要求22的化合物，其中基團-((C(Ru)-C0Uh「C(R2)" 由選自下列的結(jié)構(gòu)式表示<formula>formula see original document page 10</formula>其中Rs選自H、 g素原子、含S02NR6-Q-CHR7-(CH2)-的基團;i是O 或1;并且m-Q-12。
24.由下列結(jié)構(gòu)式表示的化合物<formula>formula see original document page 10</formula>或其鹽，其中X,和X2獨立地選自C(CIU》(CH2K2)、 0、 S和Se;Id和K2獨立地選自H、 d-C2。脂族基團和被-0R\ N(R')2或-SR'取代 的d-C2。脂族基團；或者Id和L一起是取代的或未經(jīng)取代的碳環(huán)或雜 環(huán)的一部分；Yi和Y2各自獨立地是苯并稠合的環(huán)、萘并稠合的環(huán)或吡啶并稠合 的環(huán)；m是1、 2或3;R2、 Rn和Ru獨立地是含S0!NR「Q-C肌7-(CH丄的基團;i是0或1; 并且m-0-12、烷基、芳基、烷氣基、離素、S-芳基或S-烷基， !^和Ru是H;R;、 R4和Rs獨立地選自H、羧酸鹽、羧酸、羧酸癍、胺、酰胺、橫 酰胺、羥基、坑氧基、磺酸部分和橫酸鹽部分；R6選自取代或未經(jīng)取代的d-C2。脂族基團；取代或未經(jīng)取代的芳基； 取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中R(當Q不存在時任選被離素、0R*、 N(R')2或SR-取代；為羰基；取代或未經(jīng)取代的C廣C6烷基，其中烷基 的0-2個亞甲基被NH、0或S替代；或者取代或未經(jīng)取代的d-Cs破環(huán)、 非芳香碳環(huán)、雜環(huán)或非芳香雜環(huán)，其中雜環(huán)含有l(wèi)-2個雜原子；或者當Q是羰基時，IU是H;并且R7選自H、取代或未經(jīng)取代的d-C"脂族基團、取代或未經(jīng)取代的 芳基、取代或未經(jīng)取代的垸基芳基，其中R7任選被鹵素、0R*、 N(R')2 或SIU取代；或者R6和R7—起形成任選被鹵素、0R*、 N(R')2或-SI^取代的4-、 5-、 6-或7元雜環(huán)或非芳香雜環(huán)；或者NR6、 Q和CHR7—起形成取代或未經(jīng)取代的或者雜環(huán)或非芳香雜環(huán) 的環(huán)體系，其中所述的環(huán)含有l(wèi)或2個雜原子，其中環(huán)任選被-OR*、N(R')2或-SI^取代；并且W不存在或者是選自-S02NR6-Q-CHR7-、 -0-、 -C00-和-CONH-的基團；h = 0-70; k = 0或1; d=0-12; m+12; p-0-12;Z是N、 0或S親核性官能度或者含有N、 0或S親核性官能度，或者是能夠與N、 O或S親核體反應的官能度或含有能夠與N、 O或S親核體反應的官能度；并且每個！^獨立地是-H或Ch?？踊?。
25. 權(quán)利要求15的化合物，其中R2、 Ru和Ru獨立地是S-芳基或 S-烷基。
26. 含有一種或多種生物分子的生物相容性熒光分子，所述的生 物分子化學連接至由下列結(jié)構(gòu)式表示的化合物<formula>formula see original document page 12</formula>或其鹽，其中l(wèi)和X2獨立地選自C(CHD (CHJ》、0、 S和S。;L和L獨立地選自H、 C廣Cw脂族基團和被-0R、 N(R')2或-SR,取代 的d-"脂族基團；或者L和2—起是取代的或未經(jīng)取代的碳環(huán)或雜 環(huán)的一部分；L和Y2各自獨立地是苯并稠合的環(huán)、萘并稠合的環(huán)或吡啶并稠合 的環(huán)；n,是1、 2或3;R2、 Rn和Ru獨立地是H、離素、烷基、烷氧基、芳氧基、芳基、 磺酸根、含S02M6-Q-CHR廣(CH2)邊的基團;i是0或1;并且m"0-12; 亞氨基季銨離子、S-芳基、S-烷基，或任意兩個相鄰的Ru和Rh取代 基或R2和Rn取代基組合在一起時形成4-、 5-或6-元取代或未經(jīng)取代 的碳環(huán)、取代或未經(jīng)取代的非芳香碳環(huán)或者取代或未經(jīng)取代的芳香碳 環(huán)，其中碳環(huán)各自獨立地任選被d-C6烷基、卣素或者011*或SI^取代一次或多次；當x是選自0至6的整數(shù)時，Ri和Rn是-H、 (CH2)XCH3;或者當n 是選自2至6的整數(shù)時，！U和Ru獨立地是(CH丄S03—或(CH丄S03H.R3、 R4和R5獨立地選自H、羧酸鹽、羧酸、羧酸酯、胺、酰胺、磺 酰胺、幾基、烷氧基、磺酸部分和磧酸鹽部分；IU選自取代或未經(jīng)取代的d-C2。脂族基團；取代或未經(jīng)取代的芳基； 取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中Re當Q不存在時任選被卣素、0R*、 N0O2或SIU取代；為羰基；取代或未經(jīng)取代的d-Ce烷基，其中烷基 的0-2個亞甲基被NH、0或S替代；或者取代或未經(jīng)取代的d-Cs碳環(huán)、 非芳香碳環(huán)、雜環(huán)或非芳香雜環(huán)，其中雜環(huán)含有1-2個雜原子；或者當Q是羰基時，l是H;并且R7選自H、取代或未經(jīng)取代的d-Cw脂族基團、取代或未經(jīng)取代的 芳基、取代或未經(jīng)取代的垸基芳基，其中R7任選被面素、0R*、 或SIU取代；或者R6和R7—起形成任選被卣素、0R*、 N(R')2或-SR，取代的4-、 5-、 6-或7元雜環(huán)或非芳香雜環(huán)；或者NR6、 Q和CHR7—起形成取代或未經(jīng)取代的或者雜環(huán)或非芳香雜環(huán) 的環(huán)體系，其中所迷的環(huán)含有l(wèi)或2個雜原子，其中環(huán)任逸被-OR*、 N0O2或-SI^取代；并且W不存在或者是選自-S02NRHhCHR廣、-0-、 -COO-和-CONH-的基團；h = 0-70; k = 0或1; d-0-12; m-0-12; p-0-12;Z是N、 0或S親核性官能度或者含有N、 0或S親核性官能度，或 者是能夠與N、 0或S親核體反應的官能度或含有能夠與N、 0或S親 核體反應的官能度；并且每個！^獨立地是-H或Cw。烷基，
27.含有生物分子的生物相容性熒光分子，所述的生物分子化學 連接至由下列結(jié)構(gòu)式表示的化合物或其鹽，其中X!和X2獨立地選自C(CH2K》(CH2K2)、 0、 S和Se;K!和K2獨立地選自H、 d-C2。脂族基團和經(jīng)-0R、 N(R')2或-SI^取代 的d-C2。脂族基團；或者L和K2—起是取代的或未經(jīng)取代的碳環(huán)或雜 環(huán)的一部分；Yi和Y2各自獨立地是苯并稠合的環(huán)、萘并稠合的環(huán)或吡啶并稠合 的環(huán)；ih是1、 2或3;R2、 Rn和Ru獨立地是H、卣素、烷基、烷氧基、芳氧基、芳基、 磺酸根、含S02NR6-Q-CHR廣(CH丄的基團；i是0或1;并且m-0-12;,SQ2NRrOCHR7 -KCHaWWKCH^CWJHzJdZ亞氨基季銨離子、S-芳基、S-烷基，或者任意兩個相鄰的Ru和Rn取 代基或112和Ru取代基組合在一起時形成4-、 5-或6-元取代或未經(jīng)取 代的碳環(huán)、取代或未經(jīng)取代的非芳香碳環(huán)或者取代或未經(jīng)取代的芳香 碳環(huán)，其中碳環(huán)各自獨立地任選被d-C6烷基、離素或者0R，或SI^取 代一次或多次；當x是選自0至6的整數(shù)時，H和R"是-H、 (CH2)XCH3;或者當n 是選自2至6的整數(shù)時，R,和Rn獨立地是(CH》,SOr或(CH丄S()3H;R3、 R4和Rs獨立地選自H、羧酸鹽、羧酸、羧酸酯、胺、酰胺、磺 酰胺、羥基、烷氣基、磺酸部分和磺酸鹽部分；Rs選自取代或未經(jīng)取代的C廣C2。脂族基團；取代或未經(jīng)取代的芳基； 取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中IU當Q不存在時任選被卣素、0R*、 N(R')2或Sh取代；為羰基；取代或未經(jīng)取代的d-Cs烷基，其中烷基 的0-2個亞曱基被NH、0或S替代；或者取代或未經(jīng)取代的d-Cs碳環(huán)、 非芳香碳環(huán)、雜環(huán)或非芳香雜環(huán)，其中雜環(huán)含有l(wèi)-2個雜原子；或者當Q是羰基時，l是H;并且R7選自H、取代或未經(jīng)取代的d-Cw脂族基團、取代或未經(jīng)取代的 芳基、取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中R7任選被卣素、0R*、 N(R')2 或SR,取代；或者R6和R7—起形成任選被面素、0R*、 N(R')2或-SIU取代的4-、 5-、 6-或7元雜環(huán)或非芳香雜環(huán)；或者NR6、 Q和C肌7—起形成取代或未經(jīng)取代的或者雜環(huán)或非芳香雜環(huán) 的環(huán)體系，其中所述的環(huán)含有1或2個雜原子，其中環(huán)任選被-OR*、 N(R')2或-SI^取代;并且W不存在或者是選自-S02NR6-Q-CHR7-、 -0-、 -COO-和-C0NH-的基團；h = 0-70; k = 0或1; d=0-12; m=0-12; p=0-12;Z是N、 0或S親核性官能度或者含有N、 0或S親核性官能度，或 者是能夠與N、 O或S親核體反應的官能度或含有能夠與N、 O或S親 核體反應的官能度；并且每個^獨立地是-H或Cw。烷基；其中該化合物具有約400 n邁至約900 nm的吸收最大值和發(fā)射最 大值.
28. 權(quán)利要求27的生物相容性熒光分子，其中所迷的化合物具有 約600 nm至約800 nm的吸收最大值和發(fā)射最大值.
29. 含有生物分子的生物相容性熒光分子，所述的生物分子化學 連接至由下列結(jié)構(gòu)式表示的化合物》 、X！和X2獨立地選自C (歸)(CH2K2) 、 0、 S和Se;L和K2獨立地選自H、 d-C2。脂族基團和被-0R、 N(R')2或-SI^取代 的d-C2。脂族基團；或者K!和L一起是取代的或未經(jīng)取代的碳環(huán)或雜 環(huán)的一部分；Yi和Y2各自獨立地是苯并稠合的環(huán)、萘并稠合的環(huán)或吡啶并稠合 的環(huán)；^是1、 2或3;R2、 Rn和Ru獨立地是H、卣素、烷基、烷氧基、芳氧基、芳基、 磺酸根、含S02NR6-Q-CHR廣(CH丄的基團；i是0或l;并且ffl"0-12; 亞氨基季銨離子、S-芳基、S-烷基，或者任意兩個相鄰的Ru和Ru取 代基或R2和Ru取代基組合在一起時形成4-、 5-或6-元取代或未經(jīng)取 代的碳環(huán)、取代或未經(jīng)取代的非芳香碳環(huán)或者取代或未經(jīng)取代的芳香 碳環(huán)，其中碳環(huán)各自獨立地任選被d-C6烷基、囟素或者0I^或SR，取 代一次或多次；當x是選自0至6的整數(shù)時，Ri和Ru是-H、 (CH2)XCH3;或者當n 是選自2至6的整數(shù)時，R,和I^獨立地是(CH丄S03—或(CH2hS03H;R3、 R4和Rs獨立地選自H、羧酸鹽、羧酸、羧酸酯、胺、酰胺、磺 酰胺、羥基、烷氧基、磺酸部分和磺酸鹽部分；或其鹽，其中Rs選自取代或未經(jīng)取代的d-Cw脂族基團；取代或未經(jīng)取代的芳基； 取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中IU當Q不存在時任選被由素、0R*、 N(R')2或SR，取代；為羰基；取代或未經(jīng)取代的d-C^就基，其中坑基 的0-2個亞甲基被NH、0或S替代；或者取代或未經(jīng)取代的CH^碳環(huán)、 非芳香破環(huán)、雜環(huán)或非芳香雜環(huán)，其中雜環(huán)含有l(wèi)-2個雜原子；或者當Q是羰基時，l是H;并且IU選自H、取代或未經(jīng)取代的d-Cw脂族基團、取代或未經(jīng)取代的 芳基、取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中R7任選被面素、0R*、 N(R')2 或S1U取代；或者FU和R7—起形成任選被面素、0R*、 N(R')2或-SR，取代的4-、 5-、 6-或7元雜環(huán)或非芳香雜環(huán)；或者NR6、 Q和C肌7—起形成取代或未經(jīng)取代的或者雜環(huán)或非芳香雜環(huán) 的環(huán)體系，其中所述的環(huán)含有l(wèi)或2個雜原子，其中環(huán)任選被-OR*、 N(R')2或-SI^取代;并且W不存在或者是選自-S02NR6-Q-CHR廣、-0-、 -COO-和-CONH-的基團；h = 0-70; k = 0或1; d+12; m+12; p+12;Z是N、 0或S親核性官能度或者含有N、 0或S親核性官能度，或 者是能夠與N、 0或S親核體反應的官能度或含有能夠與N、 0或S親 核體反應的官能度；并且每個IU獨立地是-H或d—2。烷基，其中所述化合物在與靶標相互作用后被激活.
30.含有生物分子的生物相容性熒光分子，所述的生物分子化學 連接至由下列結(jié)構(gòu)式表示的化合物或其鹽，其中X,和X2獨立地選自C(CH丄)(CH2K2)、 0、 S和Se;L和L獨立地選自H、 C廣C2。脂族基團和經(jīng)-0R，、 NOO,或-SR，取代 的C廣C2。脂族基團；或者L和L一起是取代的或未經(jīng)取代的破環(huán)或雜 環(huán)的一部分；l和Y2各自獨立地是苯并稠合的環(huán)、萘并稠合的環(huán)或吡啶并稠合 的環(huán)；m是l、 2或3;R2、 Rn和R"獨立地是H、鹵素、烷基、垸氧基、芳氣基、芳基、 磺酸根、含S02NRHhCHR7-(CH2),的基團；i是0或l;并且m-0-12; 亞氨基季銨離子、S-芳基、S-烷基，或者任意兩個相鄰的Ru和Rn取 代基或l和Ru取代基組合在一起時形成4-、 5-或6-元取代或未經(jīng)取 代的碳環(huán)、取代或未經(jīng)取代的非芳香碳環(huán)或者取代或未經(jīng)取代的芳香 碳環(huán)，其中碳環(huán)各自獨立地任選被d-Cs烷基、囟素或者OR，或SR，取 代一次或多次；當x是選自0至6的整數(shù)時，^和R"是-H、 (CH2)XCH3;或者當n 是選自2至6的整數(shù)時，R!和Rn獨立地是(CH丄S(V或(CH丄S03H;R3、 R4和Rs獨立地選自H、羧酸鹽、羧酸、羧酸酯、胺、酰胺、磺 酰胺、羥基、烷氧基、磺酸部分和磺酸鹽部分；Rs選自取代或未經(jīng)取代的d-"脂族基團；取代或未經(jīng)取代的芳基； 取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中W當Q不存在時任選被鹵素、0R*、 N(R')2或SR,取代；為羰基；取代或未經(jīng)取代的d-C6烷基，其中烷基 的0-2個亞甲基被NH、 0或S替代；或者取代或未經(jīng)取代的C廣Cs碳環(huán)、 非芳香碳環(huán)、雜環(huán)或非芳香雜環(huán)，其中雜環(huán)含有1-2個雜原子；或者當Q是羰基時，L是H;并且117選自H、取代或未經(jīng)取代的C廣C2。脂族基團、取代或未經(jīng)取代的 芳基、取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中R7任選被鹵素、0R*、 N(R')2 或SIU取代；或者R6和R7—起形成任選被卣素、0R*、 N(R')2或-SI^取代的4-、 5-、 6-或7元雜環(huán)或非芳香雜環(huán)；或者M6、 Q和CHR7—起形成取代或未經(jīng)取代的或者雜環(huán)或非芳香雜環(huán) 的環(huán)體系，其中所述的環(huán)含有l(wèi)或2個雜原子，其中環(huán)任選被-OR*、 N(R')2或-S1^取代；并且W不存在或者是選自-S02NRHhCHR7-、 -0-、 -COO-和-CONH-的基團；h - 0-70; k 0或1; d-0-12; m-0-12; p-0-12;Z是N、 0或S親核性官能度或者含有N、 0或S親核性官能度，或 者是能夠與N、 O或S親核體反應的官能度或含有能夠與N、 O或S親 核體反應的官能度；并且每個R'獨立地是-H或Cw。烷基；其中所述化合物對靶標具有高親和力.
31. —種體內(nèi)光學成像方法，該方法包括(a)施用給受試者一種或多種由下列結(jié)構(gòu)式表示的化合物 V ,、 一S02NIVCKJHRH(CH2)nrW"(CH2V(。))dh(CHii)^或其鹽，其中X!和X2獨立地選自C(CHD (CH2K2)、 0、 S和Se;K!和K2獨立地選自H、 d-C2。脂族基團和被-0R、 N(R')2或-S1^取代 的d-C2。脂族基團；或者K!和K2—起是取代的或未經(jīng)取代的碳環(huán)或雜 環(huán)的一部分；L和Y2各自獨立地是苯并稠合的環(huán)、萘并稠合的環(huán)或吡啶并稠合的環(huán)；m是1、 2或3;R2、 Ru和Ru獨立地是H、囟素、烷基、烷氧基、芳氧基、芳基、 磺酸根、含S02NR6-Q-CHR7-(CH2!L的基團；i是0或1;并且m-0-12; 亞氨基季銨離子、S-芳基、S-烷基，或者任意兩個相鄰的Ru和Ru取 代基或l和Ru取代基組合在一起時形成4-、 5-或6-元取代或未經(jīng)取 代的碳環(huán)、取代或未經(jīng)取代的非芳香碳環(huán)或者取代或未經(jīng)取代的芳香碳環(huán)，其中碳環(huán)各自獨立地任選被d-Cs就基、卣素或者0^或SR,取 代一次或多次；當x是選自0至6的整數(shù)時，R!和Ru是-H、 (CH2)XCH3;或者在n 是選自2至6的整數(shù)時,R!和Ru獨立地是(CH》nS0「或(CH2)nS03H;R3、 l和Rs獨立地選自H、羧酸鹽、羧酸、羧酸醋、胺、跣胺、橫 酰胺、羥基、烷氧基、磺酸部分和磺酸鹽部分；l選自取代或未經(jīng)取代的C廣C2。脂族基團；取代或未經(jīng)取代的芳基； 取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中l(wèi)當Q不存在時任選被卣素、0R*、 N(R')2或SI^取代；為羰基；取代或未經(jīng)取代的C廣。烷基，其中烷基 的0-2個亞甲基被NH、0或S替代；或者取代或未經(jīng)取代的C廣C《碳環(huán)、 非芳香碳環(huán)、雜環(huán)或非芳香雜環(huán)，其中雜環(huán)含有l(wèi)-2個雜原子；或者當Q是羰基時，l是H;并且R7選自H、取代或未經(jīng)取代的d-Ca。脂族基團、取代或未經(jīng)取代的 芳基、取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中R7任選被卣素、0R*、 N(R')2 或SR"""取代；或者R6和R7—起形成任選被鹵素、0R*、 N(R')2或-SR^取代的4-、 5-、 6-或7元雜環(huán)或非芳香雜環(huán)；或者NR6、 Q和C肌7—起形成取代或未經(jīng)取代的或者雜環(huán)或非芳香雜環(huán) 的環(huán)體系，其中所述的環(huán)含有1或2個雜原子，其中環(huán)任選被-OR*、 N(R')2或-SR-取代;并且W不存在或者是選自-S02M6-Q-CHR廣、-0-、 -COO-和-CONH-的基團；h = 0-70; k = 0或1; d+12; m+12; p-0-12;Z是N、 0或S親核性官能度或者含有N、 0或S親核性官能度，或 者是能夠與N、 0或S親核體反應的官能度或含有能夠與N、 O或S親核體反應的官能度；并且每個IU獨立地是-H或C!-2。烷基；(b) 讓所述化合物分布于受試者體內(nèi)或者與生物靶標接觸或相互作用一定時間；(c) 用該化合物可吸收的波長的光照射受試者；以及(d)檢測由該化合物發(fā)出的光信號.
32. 權(quán)利要求31的方法，其中將所迷化合物發(fā)出的倌號用于構(gòu)建 圖像.
33. 權(quán)利要求31的方法，其中以預定的時間間隔重復步驟(a) - (d) 從而使得能評估受試者中生物相容性熒光分子隨時間發(fā)出的倌號.
34. 權(quán)利要求31的方法，其中所述受試者是動物或人.
35. 權(quán)利要求31的方法，其中在步驟(a)中，將兩種或更多種其 信號特性可區(qū)別的化合物施用給受試者.
36. 權(quán)利要求31的方法，其中使用內(nèi)窺鏡、導管、斷層成像系統(tǒng)、 手持式光學成像系統(tǒng)、手術(shù)護目鏡或術(shù)中顯微鏡進行照射和檢測步驟.
37. 權(quán)利要求31的方法，其中由所述熒光分子發(fā)出的信號的存在、 不存在或水平指示出疾病狀態(tài).
38. 權(quán)利要求37的方法，其中所述方法用于檢測和監(jiān)測疾病.
39. 權(quán)利要求38的方法，其中所述的疾病選自癌、心血管疾病、 神經(jīng)變性疾病、免疫學疾病、自身免疫性疾病、呼吸疾病、代謝病、 遺傳性疾病、感染性疾病、骨病和環(huán)境性疾病，
40. 權(quán)利要求39的方法，其中在步驟(a)之前，將所述化合物與 細胞混合來標記細胞并且在步驟(a)中將得到的標記細胞施用給受試者.
41. 權(quán)利要求40的方法，其中將化合物發(fā)出的信號用于監(jiān)測細胞的運輸和定位或評估細胞療法.
42. 含有生物分子的生物相容性熒光分子，所述的生物分子化學 連接至由下列結(jié)構(gòu)式表示的化合物<formula>formula see original document page 20</formula>或其鹽，其中X!和X2獨立地選自C(CIUi) (CH2K2)、 0、 S和Se;L和L獨立地選自H、 C廣C2。脂族基團和被-0R、 N(R'),或-SR,取代 的C「C:。脂族基團；或者L和K2—起是取代或未經(jīng)取代的碳環(huán)或雜環(huán) 的一部分；L和Y2各自獨立地是苯并稠合的環(huán)、萘并稠合的環(huán)或吡啶并稠合 的環(huán)；ih是l、 2或3;R,、 Ru和R"獨立地是H、 F、 Br、 Cl、 C廣G烷基、d-Cs烷氣基、 芳氧基、含氮的雜環(huán)、含氮的芳香雜環(huán)、磺酸根、亞氨基季銨離子， 或者任意兩個相鄰的Rn和Ru取代基或R2和Ru取代基組合在一起時形 成4-、 5-或6-元取代或未經(jīng)取代的碳環(huán)、取代或未經(jīng)取代的非芳香碳 環(huán)或取代或未經(jīng)取代的芳香碳環(huán)，其中所述碳環(huán)各自獨立地任選被 d-C6烷基、卣素或者0b或Sb取代一次或多次；當x是選自0至6的整數(shù)時，！^和IU是(CH2)xCH3;或者當n是選 自2至6的整數(shù)時，Id和Ru獨立地是(CH丄SOr或(CH2)nS03H;R3、 R4和Rs獨立地選自H、羧酸鹽、羧酸、羧酸酯、胺、跣胺、磺 酰胺、羥基、烷氧基、磺酸部分和磺酸鹽部分；l選自取代或未經(jīng)取代的d-Cw脂族基團；取代或未經(jīng)取代的芳基； 取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中IU當Q不存在時任選被面素、0R*、 N0O2或SI^取代；為羰基；取代或未經(jīng)取代的d-C6烷基，其中烷基 的0-2個亞曱基被NH、 0或S替代；或者取代或未經(jīng)取代的C廣C6碳環(huán)、 非芳香碳環(huán)、雜環(huán)或非芳香雜環(huán)，其中雜環(huán)含有l(wèi)-2個雜原子；或者當Q是羰基時，Rs是H;并且R7選自H、取代或未經(jīng)取代的d-C2。脂族基團、取代或未經(jīng)取代的 芳基、取代或未經(jīng)取代的烷基芳基，其中R7任選被鹵素、0R*、 N(R')2 或SIU取代；或者R6和R7—起形成任選被卣素、0R*、 N(R')2或-SIU取代的4-、 5-、 6-或7元雜環(huán)或非芳香雜環(huán)；或者M6、 Q和CHR7—起形成取代或未經(jīng)取代的或者雜環(huán)或非芳香雜環(huán) 的環(huán)體系，其中所述的環(huán)含有1或2個雜原子，其中環(huán)任選被-OR*、 N(R')2或-SIU取代；并且W不存在或者是選自-S02M6-Q-CHR7-、 -0-、 -COO-和-CONH-的基團；h0-70; k - 0或1; d-0-12; m+12; p-0-12;Z是N、 0或S親核性官能度或者含有N、 0或S親核性官能度，或 者是能夠與N、 O或S親核體反應的官能度或含有能夠與N、 O或S親核體反應的官能度；并且每個h獨立地是-H或Cw。烷基； 其中所述生物分子是被標記的細胞.
全文摘要
本發(fā)明涉及新的熒光化學實體，尤其是包含生物相容性的N，N-二取代磺酰胺熒光染料的熒光分子。本發(fā)明還涉及該分子相應的活性形式。本發(fā)明也涉及具有部分例如肽、蛋白質(zhì)、不同生物分子、碳環(huán)和雜環(huán)化合物、糖的相應綴合物，以及它們的用途。
文檔編號G01N33/533GK101296927SQ200680040360
公開日2008年10月29日 申請日期2006年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月2日
發(fā)明者J·D·彼得森, K·格羅夫斯, M·拉約帕德耶, N·納拉亞南 申請人:Visen醫(yī)藥公司