專利名稱：用于測定糖類的熒光單體化合物、熒光敏感物質(zhì)及用于植入體內(nèi)的糖類測定用傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及糖類檢測能力優(yōu)良的熒光單體化合物、熒光敏感物質(zhì)、其制備方法、以及使用上述物質(zhì)的用于植入體內(nèi)的糖類測定用傳感器(senor)等。
背景技術(shù)：
體內(nèi)植入型傳感器有效用于觀察各種疾病的病程、監(jiān)視療效等，近年成為廣為研究的領(lǐng)域之一。特別是在糖尿病治療中，據(jù)說，通過連續(xù)測定血糖而進(jìn)行血糖控制，有助于延緩病情發(fā)展或減少并發(fā)癥。
目前，多數(shù)糖尿病患者為了自我管理血糖而采用扎破手指等方法來采集血樣，利用血糖儀讀取測定值。但是該方法在使患者痛苦、或簡便性方面存在問題。目前的現(xiàn)狀是以一日測定次數(shù)有限，難以頻繁測定來把握血糖值變化的規(guī)律。鑒于上述理由，認(rèn)為體內(nèi)植入型連續(xù)血糖儀的有用性較高。
另外，長久以來既在開發(fā)用于連續(xù)測定生物體內(nèi)葡萄糖濃度的技術(shù)，例如，有利用能夠與葡萄糖發(fā)生可逆反應(yīng)而發(fā)出熒光的物質(zhì)，通過熒光量的變化測定葡萄糖濃度的方法。作為上述熒光物質(zhì)，公開了一種具有下述分子結(jié)構(gòu)的發(fā)熒光性化合物，即，具有發(fā)熒光性原子團(tuán)、至少一個苯基硼酸部位、和至少一個胺基氮原子，胺基氮原子位于苯基硼酸部位附近，且與該苯基硼酸進(jìn)行分子內(nèi)鍵合(特開平8-53467號公報)。發(fā)熒光性原子團(tuán)可以使用萘基、蒽基等。所述化合物通過苯基硼酸部位與糖分子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物時發(fā)出熒光。
另外，作為用于檢測存在于水性環(huán)境中的樣品濃度的指示高分子，也公開了一種具有親水性單體、和蒽硼酸酯衍生物等形成激發(fā)物(excimer)的多環(huán)芳烴的化合物(WO 02/12251)。由于所述形成激發(fā)物的多環(huán)芳烴在水中的溶解性不充分，因而導(dǎo)入甲基丙烯酰胺等親水性基團(tuán)，使其即使在水性環(huán)境中也能夠檢測樣品的濃度。
另外，作為熒光傳感器也公開了在塑料薄膜等固相中直接固定熒光物質(zhì)的方法(美國專利第6,319,540號說明書)。美國專利第6,319,540號說明書中使用了在具有發(fā)光性、發(fā)熒光性、及發(fā)色性的原子團(tuán)中僅附加苯基硼酸的物質(zhì)。
發(fā)明內(nèi)容
但是，上述特開平8-53467號公報中記載的化合物作為發(fā)熒光性原子團(tuán)具有萘基、蒽基等體積較大且為疏水性的部位，因此不易與水溶性的糖類結(jié)合，期待提高檢測的靈敏度。另外，WO 02/12251記載的化含物在實(shí)施例6的G步驟中與甲基丙烯酸等親水性單體進(jìn)行聚合時以乙二醇作為溶液。使用有機(jī)溶劑進(jìn)行聚合的情況下，在水溶液中進(jìn)行測定時，可能得到產(chǎn)生偏差等不良性狀的凝膠。
另外，將熒光物質(zhì)直接固定在基體材料上以作為熒光傳感器使用時，由于固定于表面的熒光物質(zhì)的自由度有限，得到的信號變?nèi)趸蛘弋?dāng)高密度地固定熒光物質(zhì)時可能發(fā)生消光，因此可能使熒光物質(zhì)對被檢測物質(zhì)的檢出能力低于固定前。
在該情形下，本發(fā)明的目的在于提供一種對葡萄糖等糖類的檢測能力優(yōu)良的熒光單體化合物、熒光敏感物質(zhì)、以及使用所述熒光敏感物質(zhì)的糖類測定用傳感器。
本發(fā)明人等深入研究了糖類測定用熒光單體化合物與糖類的結(jié)合形態(tài)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在用于檢測糖類的單體化合物中導(dǎo)入親水性基團(tuán)、或者在與糖類結(jié)合而發(fā)出熒光的疏水性部位中僅導(dǎo)入一種由聚亞烷基等形成的親水性基團(tuán)，則能夠確保該疏水性部位的自由度，同時也能促進(jìn)其與糖類的結(jié)合，若進(jìn)一步使該熒光單體化合物與(甲基)丙烯酰胺共聚，則即使將其固定在基體材料上測定糖類時，在血液、體液等水溶液中的檢測靈敏度也不會降低，從而完成了本發(fā)明。
本發(fā)明的糖類測定用熒光單體化合物、熒光敏感物質(zhì)及檢測層的糖類檢測能力優(yōu)良。另外，由于體液中的糖類檢測能力優(yōu)良，因此成為可以經(jīng)受長期植入的熒光傳感器。
通過對下述優(yōu)選方案的說明以及附圖來闡明本發(fā)明的上述及其它目的、方案及優(yōu)點(diǎn)。
圖1示出9，10-雙[[N-甲基-N-(二羥硼基芐基)氨基]甲基]蒽-2-羧酸-1-(6-丙烯酰胺-正己基)酰胺(F-AAm)的合成過程之一例。
圖2示出9，10-雙(亞甲基)[[N-(二羥硼基芐基)亞甲基]-N-[(丙烯酰聚氧乙烯)羰基氨基]-正六亞甲基]-2-乙酰蒽(F-PEG-AAm-1)的合成過程之一例。
圖3示出9，10-雙(亞甲基)[[N-(二羥硼基芐基)亞甲基]-N-[(丙烯酰聚氧乙烯)羰基氨基]-正六亞甲基]蒽-2-甲酸甲酯(F-PEG-AAm-2)的合成過程之一例。
圖4示出將本發(fā)明的熒光敏感物質(zhì)固定在基體材料上得到的檢測層之一例的簡圖。
圖5示出本發(fā)明的用于植入體內(nèi)測定糖類的傳感器的外觀斜視圖。
圖6示出本發(fā)明的用于植入體內(nèi)測定糖類的傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)斜視圖。
圖7示出實(shí)施例3～10的熒光敏感物質(zhì)的葡萄糖應(yīng)答性。
圖8示出實(shí)施例3～9的熒光敏感物質(zhì)的葡萄糖應(yīng)答性。
圖9示出實(shí)施例16及比較例1的檢測層的葡萄糖應(yīng)答性。
圖10示出實(shí)施例18、實(shí)施例20及比較例2的檢測層的葡萄糖應(yīng)答性。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的第一個方案為化學(xué)式1表示的熒光單體化合物。
化學(xué)式1中，Q、Q’及D3可相同亦可不同，也可以共同形成稠環(huán)，是選自氫、鹵素、羥基、可被取代的烷基、?；⑼檠趸?、羧基、羧酸酯基、羧酰胺基、氰基、硝基、氨基及氨烷基的取代基。Q及Q’優(yōu)選為氫、乙?；⒒蛳趸?。
D1、D2及D4中的至少一個為末端具有乙烯基、使所述熒光單體化合物能夠溶于水的取代基。末端具有乙烯基可使熒光單體化合物之間的聚合、與其它聚合性單體的聚合、以及其在基體材料上的固定變得容易。
本發(fā)明中“使熒光單體化合物能夠溶于水”是指不存在有機(jī)溶劑、增溶劑的情況下，熒光單體化合物在溫度25℃、pH7.0的條件下可以1mM或1mM以上的濃度溶于水中。作為使該熒光單體化合物能夠溶于水的取代基，可以優(yōu)選地舉出下述化學(xué)式2或下述化學(xué)式3所示的取代基。關(guān)于下述化學(xué)式2或下述化學(xué)式3所示的取代基，在后面進(jìn)行詳述。
D1、D2、D3及D4進(jìn)一步優(yōu)選為下述(i)或下述(ii)。
(i)D1及D2可相同亦可不同，為可被取代的烷基，D3為氫，D4為下述化學(xué)式2所表示的取代基。作為烷基，優(yōu)選甲基、乙基、丙基、丁基、或戊基等，更優(yōu)選甲基或乙基。
(ii)D1及D2可相同亦可不同，為下述化學(xué)式3所示的取代基，D3及D4可相同亦可不同，可以共同形成稠環(huán)，為選自氫、鹵素、羥基、可被取代的烷基、?；⑼檠趸?、羧基、羧酸酯基、羧酰胺基、氰基、硝基、氨基及氨烷基的取代基。作為烷基，優(yōu)選碳原子數(shù)為1～10的烷基，具體可以舉出甲基、乙基、丙基、丁基、或戊基等，?；梢耘e出甲?；?、乙?；?、丙?；?、丁酰基、或異丁?；龋檠趸梢耘e出甲氧基、乙氧基等，鹵素可以舉出F-、Cl-、Br-、或I-等，氨烷基可以舉出甲氨基、乙氨基等。當(dāng)Q、Q’、D3及D4中導(dǎo)入硝基、氰基或?；葧r，具有賦予熒光紅移或擴(kuò)大激發(fā)波長峰和熒光波峰的間隔的效果，從而使熒光測定的結(jié)果容易解析。
本發(fā)明中當(dāng)D1、D2、D3及D4為(ii)時，優(yōu)選使Q、Q’、D3及D4中至少一個為選自乙?；?、羧酸酯基及氰基的1種基團(tuán)，其余為氫。
[化學(xué)式3] 首先說明化學(xué)式1中D1、D2、D3及D4為上述(i)的情況。
上述(i)的情況下，-X為選自-COO-、-OCO-、-CH2NR-、-CH2S-、-CH2O-、-NR-、-NRCO-、-CONR-、-SO2NR-、-NRSO2-、-O-、-S-、-SS-、-NRCOO-、-OCONR-及-CO-的取代基。作為烷基，可以舉出甲基、乙基、丙基、丁基、或戊基等。X優(yōu)選為-NRCO-及-CONR-。
上述(i)的情況下，R”表示氫、或者可以被取代的烷基。作為烷基，優(yōu)選碳原子數(shù)為1～10的烷基，更優(yōu)選碳原子數(shù)為1～5的烷基。具體可以舉出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基等。
上述(i)的情況下，Y為可被取代的2價有機(jī)殘基，使該熒光單體化合物能夠溶于水。本發(fā)明中“使熒光單體化合物能夠溶于水”是指不存在有機(jī)溶劑、增溶劑的情況下，熒光單體化合物在溫度25℃、pH7.0的條件下能夠以1mM或1mM以上的濃度溶于水中。Y可以優(yōu)選地舉出具有氨基、羧基、磺基、硝基、磷酸基及羥基等親水性基團(tuán)的基團(tuán)；以及結(jié)構(gòu)中具有醚鍵、酰胺鍵及酯鍵等親水性鍵的基團(tuán)。
另外，Y優(yōu)選在上述有機(jī)殘基中含有下述化學(xué)式4或下述化學(xué)式5所示結(jié)構(gòu)，并且也可以具有其它取代基或2價有機(jī)殘基。化學(xué)式4、化學(xué)式5中，n優(yōu)選為2～4，更優(yōu)選為2或3，j優(yōu)選為1～3，更優(yōu)選為1，m優(yōu)選為20～150，更優(yōu)選為40～120。Y’及Y”可相同亦可不同，表示氫或烷基，烷基優(yōu)選碳原子數(shù)為1～4的烷基，例如可以舉出甲基、乙基、丙基及丁基等。Y”及Y”特別優(yōu)選為如下兩種情況，即，Y’及Y”為氫，或者Y’為氫、Y”為碳原子數(shù)為1～4的烷基，特別是甲基。
[化學(xué)式5] Y優(yōu)選原子數(shù)為3～500的基團(tuán)，更優(yōu)選原子數(shù)為3～12的基團(tuán)。
下面說明化學(xué)式1中，D1，D2，D3及D4為上述(ii)的情況。
上述(ii)的情況下，X為含有至少一種選自-COO-、-OCO-、-CH2NR-、-NR-、-NRCO-、-CONR-、-SO2NR-、-NRSO2-、-O-、-S-、-SS-、-NRCOO-、-OCONR-及-CO-的取代基的碳原子數(shù)為1～30的亞烷基。R表示氫或可被取代的烷基。本說明書中“含有至少一種取代基的亞烷基”是指亞烷基的端部結(jié)合有取代基，以及亞烷基的鏈中含有取代基。亞烷基的碳原子數(shù)優(yōu)選為1～30，更優(yōu)選為3～12。具體可以舉出亞丙基、亞己基及亞辛基等。上述亞烷基中含有的取代基優(yōu)選-NRCO-及-CONR-，R為烷基時，優(yōu)選碳原子數(shù)為1～10的烷基、更優(yōu)選為1～5的烷基。具體可以舉出甲基、乙基、丙基、丁基、或戊基等。R優(yōu)選為氫。
上述(ii)的情況下，Z表示-O-或-NR”-，R”表示氫或可被取代的烷基。作為烷基，優(yōu)選碳原子數(shù)為1～10的烷基，更優(yōu)選碳原子數(shù)為1～5的烷基。具體可以舉出甲基、乙基、丙基、丁基或戊基等。Z優(yōu)選為-O-。
上述(ii)的情況下，Y為可被取代的2價有機(jī)殘基，使該熒光單體化合物能夠溶于水。本發(fā)明中“使熒光單體化合物能夠溶于水”是指不存在有機(jī)溶劑、增溶劑的情況下，熒光單體化合物在溫度25℃、pH7.0的條件下能以1mM或1mM以上的濃度溶于水中。Y可以優(yōu)選地舉出具有氨基、羧基、磺基、硝基、磷酸基及羥基等親水性基團(tuán)的基團(tuán)；或結(jié)構(gòu)中具有醚鍵、酰胺鍵及酯鍵等親水性鍵的基團(tuán)。
上述(ii)的情況下，Y優(yōu)選為分子量500～10,000的基團(tuán)，更優(yōu)選分子量為1,000～5,000的基團(tuán)。
作為本發(fā)明特征的熒光單體化合物通過導(dǎo)入親水性鏈Y，具體可以獲得下述(1)、(2)、(3)及(4)的效果。
(1)由于熒光單體化合物變成水溶性，因此能夠有效地進(jìn)行熒光敏感物質(zhì)形成時的固定化或聚合反應(yīng)。例如在制備丙烯酰胺凝膠時，能夠僅以水作為溶劑進(jìn)行聚合而得到具有較高的物理強(qiáng)度、穩(wěn)定性、均勻性的凝膠。對于疏水性的單體化合物，為了使其可溶化而需要使用有機(jī)溶劑等，因此可能成為性狀不良的凝膠。(2)親水性鏈的導(dǎo)入改變了與被檢測物質(zhì)相互作用的苯基硼酸周圍的環(huán)境、移動性，從而有助于提高靈敏度、精度、應(yīng)答速度、及作為待測物質(zhì)的糖類的選擇性。(3)親水性鏈?zhǔn)篃晒饷舾形镔|(zhì)整體的例如聚合后的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定化。(4)由于熒光單體化合物僅在水中即可反應(yīng)，因此在容易被有機(jī)溶劑腐蝕的基體材料，例如丙烯酸酯制的板等之上也可以發(fā)生聚合。
本發(fā)明的熒光單體化合物的特征還在于，通過上述X在用于檢測糖類的化合物中導(dǎo)入Y，由此可以提高熒光單體化合物的物理性質(zhì)、穩(wěn)定性、檢測靈敏度、檢測精度、作為待測物質(zhì)的糖類的選擇性等。具體而言，當(dāng)導(dǎo)入上述化學(xué)式4、化學(xué)式5所示的親水性基團(tuán)時，增加了該熒光單體化合物中含有的苯基硼酸部位在血液、體液等水溶液中的自由度，從而能夠與糖類迅速地相互作用，增加對糖類的親和性，提高檢測靈敏度。
特別是在化學(xué)式1采用上述(i)所述方案的情況下，由于在與糖類結(jié)合而發(fā)出熒光的疏水性部位僅導(dǎo)入一個親水性基團(tuán)，因此能夠在確保該疏水性部位的自由度的同時促進(jìn)其與糖類的結(jié)合。
另外，如上所述，已知本發(fā)明的熒光單體化合物是含有蒽骨架的苯基硼酸衍生物，蒽骨架作為發(fā)熒光性原子團(tuán)發(fā)揮作用。當(dāng)苯基硼酸部位和糖形成穩(wěn)定的復(fù)合體時，通過發(fā)熒光性原子團(tuán)發(fā)出熒光，由于本發(fā)明的熒光單體化合物有兩個苯基硼酸部位，因此糖類的檢測靈敏度特別優(yōu)良。需要說明的是，結(jié)合在化學(xué)式2中的NR”、及化學(xué)式3中的Z上的COCHCH2是為了使所述熒光單體化合物與基體材料等結(jié)合以使其不溶于血液等體液而導(dǎo)入的基團(tuán)。
本發(fā)明的第二個方案為至少由以下記載的(I)及(II)的2種化合物共聚得到的糖類測定用熒光敏感物質(zhì)。
(I)上述化學(xué)式1所示的熒光單體化合物(II)具有乙烯基的至少1種親水性非熒光性聚合性單體利用上述熒光單體化合物檢測血液或體液等水溶液中含有的糖類時，必須將該熒光單體化合物固定，以使其不溶解在血液或體液等水溶液中或者從其中流出。但是，如果僅將熒光單體化合物固定在基體材料上，則影響該熒光單體化合物與糖的接觸及結(jié)合，檢測靈敏度降低。本發(fā)明使該熒光單體化合物和具有乙烯基的至少1種親水性非熒光性聚合性單體共聚，從而在該熒光單體化合物中導(dǎo)入親水性的聚合性單體將其固定，制成熒光敏感物質(zhì)，由此可以使熒光單體化合物不溶化，并且能夠確保該熒光單體化合物和糖類的親合性。
上述具有乙烯基的至少1種親水性非熒光性聚合性單體在制備熒光敏感物質(zhì)時，即使在聚合所需要的濃度下也能夠溶于水。因此，例如制備作為熒光敏感物質(zhì)的凝膠時，能夠得到不易在測定時產(chǎn)生不均的良好凝膠。在制備具有乙烯基的至少1種親水性非熒光性聚合性單體的熒光敏感物質(zhì)時，反應(yīng)溶液中單體的濃度優(yōu)選為0.5～50質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為3～30質(zhì)量％。
作為含有乙烯基的至少1種親水性非熒光性聚合性單體，例如可以優(yōu)選地舉出含有丙烯酸殘基的聚合性單體、或者含有(甲基)丙烯酰胺殘基的聚合性單體，更優(yōu)選含有(甲基)丙烯酰胺殘基的聚合性單體。含有(甲基)丙烯酰胺殘基的聚合性單體具有特別優(yōu)良的水溶性及操作性。
作為含有丙烯酸殘基的聚合性單體，只要是得到的聚合物結(jié)構(gòu)中含有丙烯酰基即可，可以舉出丙烯酸4-羥丁基酯、丙烯酸2-羥乙基酯、丙烯酸羥丙基酯、丙烯酸甲氧乙基酯、丙烯酸聚乙二醇酯、丙烯酸等。
作為含有(甲基)丙烯酰胺殘基的聚合性單體，只要是得到的聚合物結(jié)構(gòu)中含有丙烯?；王０锋I即可，包括(甲基)丙烯酰胺及其衍生物。例如可以舉出丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N-異丙基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-三羥基甲基丙烯酰胺、N-羥基甲基丙烯酰胺、N-(正丁氧基甲基)丙烯酰胺、N-丙烯酰賴氨酸或N-丙烯酰六亞甲基二胺等(甲基)丙烯酰氯和氨基酸或具有活性氨基的化合物的縮聚產(chǎn)物及化學(xué)式6表示的化合物等。
化學(xué)式6中，A為氫或甲基，U及U’可相同也可不同，表示氫或可被取代的烷基。作為烷基可以舉出甲基、乙基、丙基、丁基、或戊基等。
由含有(甲基)丙烯酰胺殘基的聚合性單體形成的聚合物親水性較高，因此當(dāng)其與熒光單體化合物結(jié)合時，存在于該熒光單體化合物中的含有苯基硼酸部位的疏水性較強(qiáng)的發(fā)熒光性原子團(tuán)被引入親水性高的結(jié)構(gòu)體中。由此即使在測定血液、體液中含有的糖類時，水溶性的糖類也容易接近該發(fā)熒光性原子團(tuán)并與之結(jié)合。
構(gòu)成熒光敏感物質(zhì)的所述熒光單體化合物(I)和含有上述丙烯酰胺殘基的聚合性單體(II)形成的共聚物的組成摩爾比((I)∶(II))，在熒光單體化合物中的D1、D2、D3及D4為(i)的情況下，優(yōu)選為1∶10～1∶4,000，更優(yōu)選為1∶50～1∶4,000，特別優(yōu)選為1∶100～1∶2,000。當(dāng)熒光單體化合物(I)的比例較大，使摩爾比大于1∶10時，則可能由于該熒光單體化合物的疏水性部位的體積較大而降低了自由度，使其與糖類的相互作用減弱。另一方面，如果熒光單體化合物(I)的比例較小，使摩爾比小于1∶4,000時，則可能無法確保熒光強(qiáng)度的絕對量。
熒光單體化合物中的D1、D2、D3及D4為(ii)的情況下，(I)∶(II)優(yōu)選為1∶50～1∶6,000，更優(yōu)選為1∶150～1∶3,000。當(dāng)熒光單體化合物(I)的比例較大，使摩爾比大于1∶50時，則由于該熒光單體化合物的疏水性部位體積較大而降低了自由度，從而可能使其與糖類的相互作用減弱。另一方面，如果熒光單體化合物(I)的比例較小，使摩爾比小于1∶6,000時，則可能無法確保熒光強(qiáng)度的絕對量。
由上述兩種成分形成的熒光敏感物質(zhì)的重均分子量在熒光單體化合物中的D1、D2、D3及D4為(i)的情況下，利用GPC進(jìn)行聚環(huán)氧乙烷換算時，優(yōu)選為50,000～500,000，更優(yōu)選為100,000～300,000。
熒光單體化合物中的D1、D2、D3及D4為(ii)的情況下，重均分子量利用GPC進(jìn)行聚環(huán)氧乙烷換算時，優(yōu)選為50,000～750,000，更優(yōu)選為150,000～450,000。
本發(fā)明的熒光敏感物質(zhì)中除了上述熒光單體化合物和含有(甲基)丙烯酰胺殘基的聚合性單體之外，還可以并用其它成分。所述成分有交聯(lián)性單體、其它交聯(lián)性成分、能夠在水中成為陽離子的陽離子性單體、能夠在水中成為陰離子的陰離子性單體、以及在水中不解離成離子的非離子性單體。
作為交聯(lián)性單體，廣泛地包括能夠通過聚合性雙鍵在熒光敏感物質(zhì)中導(dǎo)入三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)的單體，因使用的熒光敏感物質(zhì)的取代基不同而不同，有N，N’-亞甲基雙(甲基)丙烯酰胺、N，N’-(1，2-二羥亞乙基)-雙(甲基)丙烯酰胺、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯，丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、甘油丙烯酸酯甲基丙烯酸酯、環(huán)氧乙烷改性三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等二乙烯基化合物。本發(fā)明也可以將上述單體中的2種或2種以上并用。
作為其它交聯(lián)性成分，廣泛地包括含有2個或2個以上官能團(tuán)的化合物，根據(jù)使用的熒光敏感物質(zhì)的取代基不同而異，可以舉出氰脲酸三烯丙酯、異氰脲酸三烯丙酯、磷酸三烯丙酯、三烯丙基胺、聚(甲基)烯丙氧基烷、(聚)乙二醇二縮水甘油醚、甘油二縮水甘油醚、乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、甘油、季戊四醇、乙二胺、聚乙二亞胺、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、三羥甲基丙烷二(甲基)烯丙基醚、四烯丙氧基乙烷或甘油丙氧基三丙烯酸酯等。本發(fā)明也可以將上述化合物中的2種或2種以上并用。
作為能夠在水中成為陽離子的陽離子性單體，可以舉出二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯或4-乙烯基吡啶等。本發(fā)明也可以將上述單體中的2種或2種以上并用。
作為能夠在水中成為陰離子的陰離子性單體，可以舉出(甲基)丙烯酸、乙烯基丙酸或4-乙烯基苯磺酸等。本發(fā)明也可以將上述單體中的2種或2種以上并用。
作為在水中不解離成離子的非離子類單體，可以舉出2-羥基乙基(甲基)丙烯酸酯，3-甲氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、4-羥基丁基(甲基)丙烯酸酯、2-甲氧基乙基丙烯酸酯或1，4-環(huán)己二甲醇單丙烯酸酯等。本發(fā)明也可以將上述單體中的2種或2種以上并用。
也可以將上述交聯(lián)性單體、其它交聯(lián)性成分、陽離子性單體、陰離子性單體及非離子類單體中的2種或2種以上并用。上述其它成分的配合量優(yōu)選為熒光單體化合物和含有(甲基)丙烯酰胺殘基的聚合性單體總量的0.1～10摩爾％，更優(yōu)選為2～7摩爾％。通過并用上述其它成分可使其形成三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)，并且，可以調(diào)節(jié)親水性、導(dǎo)入反應(yīng)起點(diǎn)等。關(guān)于三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)在后面予以說明。
本發(fā)明的熒光敏感物質(zhì)優(yōu)選具有化學(xué)式7表示的結(jié)構(gòu)。
化學(xué)式7中，Q及Q’與化學(xué)式1中表示的熒光單體化合物相同。
D10、D20、D30及D40為下述(x)或下述(xx)。
(x)D10及D20可相同亦可不同，為可被取代的烷基，D30為氫，D40為下述化學(xué)式8所示的取代基。烷基優(yōu)選為甲基、乙基、丙基、丁基、或戊基等，更優(yōu)選為甲基或乙基。
(xx)D10及D20可相同亦可不同，為下述化學(xué)式9所示的取代基，D30及D40可相同亦可不同，也可以共同形成稠環(huán)，為選自氫、鹵素、羥基、可被取代的烷基、?；?、烷氧基、羧基、羧酸酯基、羧酰胺基、氰基、硝基、氨基、及氨烷基的取代基。烷基優(yōu)選碳原子數(shù)為1～10的烷基，具體可以舉出甲基、乙基、丙基、丁基、或戊基等，?；梢耘e出甲?；?、乙?；?、丙?；?、丁?；虍惗□；?，烷氧基可以舉出甲氧基、乙氧基等，鹵素可以舉出F-、Cl-、Br-、或I-等，氨烷基可以舉出甲氨基、乙氨基等。作為Q、Q’、D30及D40，當(dāng)導(dǎo)入硝基、氰基或?；葧r，可具有使熒光發(fā)生紅移或增大激發(fā)波長峰和熒光波長峰間距的效果。
本發(fā)明中的D10、D20、D30及D40為(xx)的情況下，優(yōu)選使Q、Q’、D30及D40中的至少一個為選自乙?；?、羧酸酯基及氰基中的1種基團(tuán)，其余為氫。
首先對化學(xué)式7中D10、D20、D30及D40為上述(x)的情況進(jìn)行說明。
上述(x)的情況下，X為選自-COO-、-OCO-、-CH2NR-、-CH2S-、-CH2O-、-NR-、-NRCO-、-CONR-、-SO2NR-、-NRSO2-、-O-、-S-、-SS-、-NRCOO-、-OCONR-、及-CO-的取代基。烷基可以舉出甲基、乙基、丙基、丁基、或戊基等。X優(yōu)選為-NRCO-及-CONR-。
上述(x)的情況下，Y及R”與化學(xué)式1表示的熒光單體化合物相同，U、U’、及A與化學(xué)式6表示的含有(甲基)丙烯酰胺殘基的聚合性單體相同。
上述(x)的情況下，化學(xué)式8中的p和q的摩爾比(p∶q)優(yōu)選為1∶10～1∶4,000，更優(yōu)選為1∶50～1∶4,000，特別優(yōu)選為1∶100～1∶2,000。如果p變大，使得摩爾比大于1∶10，則可能由于p的疏水性部位較大的體積而使自由度降低，從而減弱了其與糖類的相互作用。另外，如果p變小，使得摩爾比小于1∶4,000，則可能無法確保熒光強(qiáng)度的絕對量。
下面對化學(xué)式7中的D10、D20、D30及D40為上述(xx)的情況進(jìn)行說明。
上述(xx)的情況下，X為含有至少1種選自-COO-、-OCO-、-CH2NR-、-NR-、-NRCO-、-CONR-、-SO2NR-、-NRSO2-、-O-、-S-、-SS-、-NRCOO-、-OCONR-及-CO-的取代基的碳原子數(shù)為1～30的亞烷基。R表示氫或可被取代的烷基。本說明書中“至少含有1種取代基的亞烷基”是指亞烷基的端部結(jié)合有取代基、及亞烷基的鏈中具有取代基。亞烷基的碳原子數(shù)優(yōu)選為1～30，更優(yōu)選為3～12。具體可以舉出亞丙基、亞己基、及亞辛基等。亞烷基中具有的取代基優(yōu)選為-NRCO-及-CONR-。R為烷基時，碳原子數(shù)優(yōu)選為1～10，更優(yōu)選為1～5。具體優(yōu)選甲基、乙基、丙基、丁基、或戊基等。R優(yōu)選為氫。
上述(xx)的情況下，Y及Z與化學(xué)式1表示的熒光單體化合物相同，U、U’及A與化學(xué)式5表示的含有(甲基)丙烯酰胺殘基的聚合性單體相同。
上述(xx)的情況下，化學(xué)式7中的p和q的摩爾比(p/q)優(yōu)選為1∶50～1∶6,000，更優(yōu)選為1∶150～1∶3,000。如果p的比例變大，使摩爾比大于1∶50時，則可能由于p的體積較大而使自由度降低，從而使其與糖類的相互作用減弱。另外，如果p的比例變小，使摩爾比小于1∶6,000時，則可能無法確保熒光強(qiáng)度的絕對量。
本發(fā)明使用的熒光敏感物質(zhì)中，上述共聚物的至少一部分也可以形成分子間交聯(lián)，具有三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)。在聚(甲基)丙烯酰胺鏈中形成三維交聯(lián)，可使上述熒光單體化合物不易流出，因此是優(yōu)選方案。需要說明的是，本發(fā)明的熒光單體化合物具有上述與糖類結(jié)合并發(fā)出熒光的疏水性部位，所述疏水性部位通過Y表示的二價有機(jī)殘基結(jié)合在聚(甲基)丙烯酰胺鏈上，因此確保了在水溶液中具有能夠與糖類結(jié)合程度的自由度。因此即使使其形成三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)也不會降低糖類的檢測靈敏度。
本發(fā)明的熒光單體化合物或熒光敏感物質(zhì)的制備方法、及三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)的形成方法沒有特別限定，可以利用以下的方法制備。
(1-1)熒光單體化合物的制備方法按照圖1所示合成路線說明下述化合物的制備方法之一例，該化合物為化學(xué)式1中Q及Q’為氫、D1及D2為甲基、D3為氫、D4為化學(xué)式2表示的取代基、X為-CONH、Y為-C6H12-、R”為氫的化合物(9，10-雙[[N-甲基-N-(二羥硼基芐基)氨基]甲基]蒽-2-羧酸-1-(6-丙烯酰胺-正己基)酰胺)。
以9，10-二甲基蒽-2-甲酸甲酯為原料，使其與N-溴琥珀酰亞胺(NBS)反應(yīng)生成9，10-雙(溴甲基)蒽-2-甲酸甲酯，然后加入甲胺，使溴甲基變?yōu)榘被谆?。使得到?，10-雙(氨基甲基)蒽-2-甲酸甲酯與2-(2-溴甲基苯基)-1，3-二氧-5，5-二甲基硼雜環(huán)己烷(borinane)反應(yīng)得到9，10-雙[[N-甲基-N-(二羥硼基芐基)氨基]甲基]蒽-2-甲酸甲酯。使其與堿反應(yīng)進(jìn)行脫酯化得到9，10-雙[[N-甲基-N-(二羥硼基芐基)氨基]甲基]蒽-2-甲酸。在所述甲酸中結(jié)合1-丙烯酰胺-6-氨基己烷則可以得到上述目標(biāo)化合物。
更詳細(xì)地說，制備濃度為1～20g/L、更優(yōu)選為10～15g/L的9，10-二甲基蒽-2-甲酸甲酯溶液，在其中配合相對于9，10-二甲基蒽-2-甲酸甲酯以摩爾比計為2～2.5倍、更優(yōu)選為2.1～2.2倍的NBS。另外，可在上述目標(biāo)化合物的合成反應(yīng)中使用適合于對象化合物的溶劑，該類溶劑有氯仿、四氯化碳、正己烷、乙腈、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜。也可以將上述溶劑中的2種或2種以上合并使用。例如，為了溶解9，10-二甲基蒽-2-甲酸甲酯，可優(yōu)選使用氯仿、四氯化碳、乙腈等。也可以將其中的2種或2種以上合并作為混合溶劑使用。此時的配合比例也可以任意設(shè)定。反應(yīng)溫度為60～120℃，更優(yōu)選為80～100℃，反應(yīng)時間為0.5～6小時，更優(yōu)選為2～4小時。
然后，在1摩爾用溶劑溶解至濃度為1～30g/L、更優(yōu)選為2～10g/L的9，10-雙(溴甲基)蒽-2-甲酸甲酯中混合2～30摩爾倍、更優(yōu)選為6～20摩爾倍的甲基胺使其發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)溫度為0～60℃，更優(yōu)選為20～30℃，反應(yīng)時間為1～10小時，更優(yōu)選為2～5小時。
得到的9，10-雙(氨基甲基)蒽-2-甲酸甲酯和2-(2-溴甲基苯基)-1，3-二氧-5，5-二甲基硼雜環(huán)己烷的反應(yīng)中，按2-(2-溴甲基苯基)-1，3-二氧-5，5-二甲基硼雜環(huán)己烷相對于9，10-雙(氨基甲基)蒽-2-甲酸甲酯以摩爾比為2～8倍、更優(yōu)選為3～5倍進(jìn)行混合。需要說明的是，9，1 -雙(氨基甲基)蒽-2-甲酸甲酯的濃度為10～200g/L、更優(yōu)選為50～100g/L。反應(yīng)溫度為0～80℃、更優(yōu)選為20～40℃，反應(yīng)時間為1～48小時，更優(yōu)選為2～24小時。
接下來利用堿水解9，10-雙[[N-甲基-N-(二羥硼基芐基)氨基]甲基]蒽-2-甲酸甲酯。使用的堿可以為氫氧化鈉、氫氧化鉀等任一種堿試劑。反應(yīng)溫度為0～100℃，更優(yōu)選為20～60℃，反應(yīng)時間為1～24小時，更優(yōu)選為2～6小時。
然后相對于1摩爾9，10-雙[[N-甲基-N-(二羥硼基芐基)氨基]甲基]蒽-2-甲酸，混合1.05～3.0摩爾、更優(yōu)選為1.2～1.4摩爾的1-丙烯酰胺-6-氨基己烷以及1.0～3.0摩爾、更優(yōu)選為1.1～2.0摩爾的稠合劑。稠合劑可以使用二環(huán)己基碳二亞胺、1-[3-(二甲基氨基)丙基]-3-乙基碳二亞胺等。反應(yīng)溫度為0～60℃、更優(yōu)選為20～30℃，反應(yīng)時間為1～24小時，更優(yōu)選為2～15小時。
另外，對于原料化合物，當(dāng)使用的原料化合物的蒽骨架中化學(xué)式1的Q、Q’表示的取代基與上述化合物不同時，可以通過適當(dāng)?shù)剡x擇溶劑、添加劑、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間及分離方法等來制備相應(yīng)的化合物。另外，如果使用蒽骨架中具有磺?；幕衔锎婢哂屑姿峒柞セ幕衔?，則作為X可以導(dǎo)入-SO2NH-。如果使用氨基-(C2H4O)m-丙烯酰胺代替1-丙烯酰胺-6-氨基己烷進(jìn)行反應(yīng)，則作為Y可以導(dǎo)入-(C2H4O)m-。
需要說明的是，9，10-雙[[N-甲基-N-(二羥硼基芐基)氨基]甲基]蒽-2-甲酸也可以如特開平8-53467號公報的實(shí)施例3所述以蒽二胺-2-甲酸代替蒽二胺進(jìn)行制備。
(1-2)熒光單體化合物的制備方法按照圖2所示的合成路線說明下述化合物的制備方法之一例，該化合物為化學(xué)式1中Q、Q’及D3為氫、D4為-COCH3、D1及D2為化學(xué)式3表示的取代基、D1及D2相同，X為-C6H12-NHCO-、Y為PEG殘基、Z為-O-的化合物{9，10-雙(亞甲基)[[N-(二羥硼基芐基)亞甲基]-N-[(丙烯酰聚氧乙烯)羰基氨基]-正六亞甲基]-2-乙?；?F-PEG-AAm-1)}。
以2-乙?；?9，10-二甲基蒽為原料，加熱四氯化碳/氯仿溶劑，使其與N-溴琥珀酰亞胺(NBS)及過氧化苯甲酰(BPO)發(fā)生反應(yīng)，生成2-乙?；?9，10-雙(溴亞甲基)蒽。然后將其在二甲基甲酰胺(DMF)等溶劑中，二異丙基乙基胺(DIEA)等堿存在下，與N-(叔丁氧基羰基)-己基二胺發(fā)生反應(yīng)，使溴亞甲基變?yōu)閇(叔丁氧基羰基氨基)己基氨基]亞甲基。將其在DMF等溶劑中，DIEA等堿存在下，與2-(2-溴甲基苯基)-1，3-二氧-5，5-二甲基硼雜環(huán)己烷發(fā)生反應(yīng)，則可以得到9，10-雙[[N-6’-(叔丁氧基羰基氨基)己基-N-[2-(5，5-二甲基-1，3-二氧硼雜環(huán)己烷-2-基)芐基]氨基]甲基]-2-乙?；?。使鹽酸等酸與其反應(yīng)進(jìn)行脫保護(hù)，即得到9，10-雙(亞甲基)[[N-(二羥硼基芐基)亞甲基]-N-(氨基己基)]-2-乙?；?。接下來在堿性緩沖液中與丙烯酰-(聚乙二醇)-N-羥基琥珀酰亞胺酯反應(yīng)，即可得到目標(biāo)化合物。
另外，作為原料化合物，當(dāng)使用蒽骨架中化學(xué)式1中D4表示的取代基與上述化合物不同的原料化合物時，可以通過適當(dāng)?shù)剡x擇溶劑、添加劑、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間及分離方法等來制備D4為乙酰基之外的基團(tuán)的化合物。
(1-3)熒光單體化合物的制備方法按照圖3所示的合成路線說明下述化合物的制備方法之一例，該化合物為化學(xué)式1中的Q、Q’及D3為氫、D4為-COOCH3、D1及D2為化學(xué)式3表示的取代基、D1及D2相同、X為-C6H12-NHCO-、Y為PEG殘基、Z為-O-的化合物{9，10-雙(甲基)[[N-(二羥硼基芐基)亞甲基]-N-[(丙烯酰聚氧乙烯)羰基氨基]-正六亞甲基]蒽-2-甲酸甲酯(F-PEG-AAm-2)}。
以9，10-二甲基-2-乙?；熳鳛樵?，加入至二噁烷/高氯酸鈉水溶液中，加熱攪拌后加入酸，得到9，10-二甲基蒽-2-甲酸的沉淀物。然后將其溶解在鹽酸/甲醇溶劑中并加熱回流，從而得到9，10-二甲基蒽-2-甲酸甲酯。將其溶解于四氯化碳/氯仿溶劑中，加熱與N-溴琥珀酰亞胺(NBS)及過氧化苯甲酰(BPO)反應(yīng)，生成9，10-雙(溴亞甲基)蒽-2-甲酸甲酯。接著在二甲基甲酰胺(DMF)等溶劑中、二異丙基乙胺(DIEA)等堿存在下與N-(叔丁氧基羰基)-己基二胺反應(yīng)，使溴亞甲基變?yōu)閇(叔丁氧基羰基氨基)己基氨基]亞甲基。使其在DMF等溶劑中、DIEA等堿存在下與2-(2-溴甲基苯基)-1，3-二氧-5，5-二甲基硼雜環(huán)己烷反應(yīng)，則可以得到9，10-雙[[N-6’-(叔丁氧基羰基氨基)己基-N-[2-(5，5-二甲基-1，3-二氧硼雜環(huán)己烷-2-基)芐基]氨基]甲基]蒽-2-甲酸甲酯。使鹽酸等酸與其發(fā)生反應(yīng)進(jìn)行脫保護(hù)，則可以得到9，10-雙(甲基)[[N-(二羥硼基芐基)亞甲基]-N-(氨基己基)]蒽-2-甲酸甲酯。接著使丙烯?；?(聚乙二醇)-N-羥基琥珀酰亞胺酯在堿性緩沖液中與其反應(yīng)，即可得到目標(biāo)化合物。
另外，作為原料化合物，當(dāng)使用蒽骨架中化學(xué)式1中D4表示的取代基與上述化合物不同的原料化合物時，可以通過適當(dāng)?shù)剡x擇溶劑、添加劑、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間及分離方法等來制備D4為甲酸甲酯基之外的基團(tuán)的化合物。
(2)熒光敏感物質(zhì)的制備方法可以在溶劑中利用聚合促進(jìn)劑或聚合引發(fā)劑使化學(xué)式1表示的熒光單體化合物和含有(甲基)丙烯酰胺殘基的聚合性單體發(fā)生共聚反應(yīng)?；瘜W(xué)式1中的D1、D2、D3及D4為(i)的情況下，溶劑優(yōu)選為從二甲基亞砜、二甲基甲酰胺、乙二醇、或二甘醇中選出的1種或1種以上物質(zhì)。所述溶劑也可以與水混合使用，尤其是使用二甲基亞砜、二甲基甲酰胺與水的混合液時，能夠促進(jìn)聚合的進(jìn)行。與水混合時，優(yōu)選使用二甲基亞砜及/或二甲基甲酰胺的濃度為40～80質(zhì)量％的溶劑，更優(yōu)選濃度為50～70質(zhì)量％的溶劑。上述濃度范圍可以促進(jìn)聚合的進(jìn)行，以較高的收率得到目標(biāo)熒光敏感物質(zhì)。如果溶劑濃度低于40質(zhì)量％，則熒光單體化合物可能在聚合開始之前便析出。當(dāng)化學(xué)式1中的D1、D2、D3及D4為(ii)的情況下，可以使用水作為溶劑。通過導(dǎo)入使熒光單體化合物變成水溶性程度的親水性Y，即使溶劑僅為水的情況下也能夠發(fā)生聚合反應(yīng)。另外，也可以使用在水中混合了二甲基亞砜、二甲基甲酰胺、乙二醇、二甘醇等中的任一種或一種以上而得到的混合溶劑。本發(fā)明中，混合有機(jī)溶劑時，其含量優(yōu)選為10～50質(zhì)量％，更優(yōu)選為20～30質(zhì)量％。
化學(xué)式1表示的熒光單體化合物和含有(甲基)丙烯酰胺殘基的聚合性單體發(fā)生共聚反應(yīng)時，還可以配合其它成分。配合其它成分時，其配合量優(yōu)選為熒光單體化合物和含有(甲基)丙烯酰胺殘基的聚合性單體總量的0.1～10摩爾％，更優(yōu)選為2～7摩爾％。配合其它成分時，優(yōu)選在聚合時預(yù)先同時添加好聚合引發(fā)劑、聚合促進(jìn)劑。
聚合引發(fā)劑可以舉出例如過硫酸鈉、過硫酸鉀、或過硫酸銨等過硫酸鹽；過氧化氫；偶氮二-2-甲基丙酸脒鹽酸鹽或偶氮異丁腈等偶氮化合物；過氧化苯甲酰、過氧化月桂酰、氫過氧化枯烯、或過氧化苯甲酰等過氧化物等，可以使用其中的1種、2種或2種以上。此時，作為聚合促進(jìn)劑，可以合并使用下述化合物中的1種、2種、或2種以上亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉、莫爾鹽、焦亞硫酸氫鈉、次硫酸甲醛鈉或抗壞血酸等還原劑；乙二胺、乙二胺四乙酸鈉、氨基乙酸或N，N，N’，N’ -四甲基乙二胺等胺化合物等。聚合溫度優(yōu)選為15～75℃，更優(yōu)選為20～60℃，聚合時間為1～20小時，更優(yōu)選為2～8小時。需要說明的是，從在室溫下能夠聚合方面考慮，特別優(yōu)選將作為聚合引發(fā)劑的過硫酸鹽和作為聚合促進(jìn)劑的N，N，N’，N’ -四甲基乙二胺合并使用。
另外，上述化學(xué)式7表示的化合物也可以不通過化學(xué)式1表示的熒光單體化合物和含有(甲基)丙烯酰胺殘基的聚合性單體共聚而制備。由于化學(xué)式1表示的熒光單體化合物經(jīng)多個步驟合成，因此也可以不以化學(xué)式1表示的熒光單體化合物為原料，而是使其它化合物與其中間產(chǎn)物反應(yīng)，也能夠最終制得化學(xué)式7表示的熒光敏感物質(zhì)，例如，也可以在偶合劑的存在下，使圖2的合成路線中給出的9，10-雙[[N-(6’-氨基己基)-N-(二羥硼基芐基)氨基]甲基]-2-乙?；?、或圖3的合成路線中給出的9，10-雙[[N-(6’-氨基己基)-N-(二羥硼基芐基)氨基]甲基]蒽-2-甲酸甲酯和在由含有(甲基)丙烯酰胺殘基的聚合性單體形成的聚合物中導(dǎo)入羧基得到的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，制備化學(xué)式7表示的熒光敏感物質(zhì)。另外，例如，也可以預(yù)先使含有(甲基)丙烯酰胺殘基的聚合性單體聚合之后，在聚合引發(fā)劑、或聚合促進(jìn)劑的存在下使其與上述熒光單體化合物發(fā)生共聚，制備化學(xué)式7表示的熒光敏感物質(zhì)。
(3)三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)的形成方法優(yōu)選使本發(fā)明熒光敏感物質(zhì)的至少一部分形成分子間交聯(lián)，具有三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)。如上所述，當(dāng)聚(甲基)丙烯酰胺鏈中形成三維交聯(lián)時，上述熒光單體化合物變得不易溶出，因此容易進(jìn)行糖類的檢測。
三維交聯(lián)的導(dǎo)入方法沒有限定，例如有使熒光敏感物質(zhì)與交聯(lián)成分發(fā)生反應(yīng)從而在熒光敏感物質(zhì)和熒光敏感物質(zhì)的至少一部分形成分子間交聯(lián)的方法。
另外，如前所述，在化學(xué)式1表示的熒光單體化合物和含有(甲基)丙烯酰胺殘基的聚合性單體發(fā)生共聚時，在反應(yīng)溶劑中添加交聯(lián)成分也能夠使其形成三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)。
將熒光敏感物質(zhì)用作植入體內(nèi)以測定糖類的傳感器時，為了防止熒光敏感物質(zhì)的流出，通常將其固定在基體材料上，作為所述基體材料，使用含有(甲基)丙烯酰胺殘基的聚合性單體或其聚合物，并根據(jù)需要在化學(xué)式1表示的熒光單體化合物中使用交聯(lián)成分，使它們聚合則可以同時完成基體材料上的固定和三維交聯(lián)。
作為上述交聯(lián)成分，可以優(yōu)選使用能夠配合前述熒光敏感物質(zhì)的其它成分部分記載的交聯(lián)性單體、其它交聯(lián)性成分、陽離子性單體、陰離子性單體、及非離子類單體，更優(yōu)選使用交聯(lián)性單體及其它交聯(lián)性成分。本發(fā)明可以將2種或2種以上的上述成分合并使用。
本發(fā)明的第三個方案為將上述熒光敏感物質(zhì)固定在基體材料上形成的檢測層。另外，本發(fā)明的第四個要點(diǎn)為具有上述熒光敏感物質(zhì)或上述檢測層的用于植入體內(nèi)測定糖類的傳感器。
用于植入體內(nèi)測定糖類的傳感器為了不使熒光敏感物質(zhì)流出，優(yōu)選通過共價鍵、疏水鍵、或者電、及其它的相互作用，將熒光敏感物質(zhì)固定在基體材料等固定材料上。以圖4說明使用本發(fā)明的熒光敏感物質(zhì)的糖類檢測方法的大致情況。圖4為示出將本發(fā)明的熒光敏感物質(zhì)固定在基體材料上形成檢測層之一例的簡圖。
該傳感器具備檢測層10，在檢測層10中，熒光敏感物質(zhì)部位30被固定在基體材料40上。熒光敏感物質(zhì)部位30為至少含有由黑色圓圈表示的熒光單體化合物部位33和白色圓圈表示的含有(甲基)丙烯酰胺殘基的聚合性單體部位35的共聚物，水溶液中的糖類70與熒光單體化合物33相互作用從而發(fā)出熒光。檢測層10也可以含有光學(xué)分離層20。從光源50向檢測層10照射波長為350～420nm的光，利用檢測器60檢測被反射的熒光量或波長的變化，即可以知道對應(yīng)于熒光量的糖類濃度。作為本發(fā)明的檢測層中使用的基體材料，可以廣泛使用例如玻璃、金屬等無機(jī)材料，塑料薄膜等有機(jī)材料。作為糖類測定用傳感器所使用的檢測層的基體材料，優(yōu)選透明性良好、即使在體液中也不發(fā)生溶解或溶出的材料，本發(fā)明中，優(yōu)選使用上述玻璃或塑料薄膜中的聚(甲基)丙烯酰胺膜、或聚(甲基)丙烯酸酯膜等。需要說明的是，如上所述，在使用聚(甲基)丙烯酰胺膜作為基體材料時，從能夠同時完成熒光敏感物質(zhì)在基體材料上的固定和三維交聯(lián)的形成方面考慮較為有利。如圖4所示，使用交聯(lián)性聚合物時，在含有(甲基)丙烯酰胺殘基的聚合性單體部位35和含有(甲基)丙烯酰胺殘基的聚合性單體部位35之間、熒光單體化合物部位33和含有(甲基)丙烯酰胺殘基的聚合性單體部位35之間、或含有(甲基)丙烯酰胺殘基的聚合性單體部位35和基體材料40之間形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。
將熒光敏感物質(zhì)固定在由無機(jī)材料或有機(jī)材料形成的基體材料表面時，也可以使用交聯(lián)劑等使基體材料和熒光敏感物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)結(jié)合。所述交聯(lián)劑有化學(xué)式10表示的硅烷偶合劑。
(RO)3-Si-E在化學(xué)式10中，RO表示甲氧基、乙氧基、丙氧基等碳原子數(shù)為1～5的烷氧基，優(yōu)選為甲氧基或乙氧基。無機(jī)材料能夠與該烷氧基進(jìn)行化學(xué)結(jié)合。E為乙烯基、乙氧基、氨基、巰基、丙烯?；?、甲基丙烯?；?、(甲基)丙烯?；?、或它們的衍生物等能夠與有機(jī)材料化學(xué)結(jié)合的官能團(tuán)。作為本發(fā)明優(yōu)選使用的硅烷偶合劑，有乙烯基三甲氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基乙氧硅烷、3-巰基丙基三甲氧基硅烷，3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、及3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧硅烷等。
上述硅烷偶合劑中，當(dāng)E為乙烯基、丙烯?；?、甲基丙烯酰基、(甲基)丙烯酰基等具有聚合性雙鍵的取代基時，只要將其預(yù)先涂布在玻璃、金屬等無機(jī)材料的表面上，就可以使含有苯基硼酸殘基和丙烯酰胺殘基的熒光單體化合物與含有(甲基)丙烯酰胺殘基的聚合性單體在上述表面發(fā)生共聚，同時直接進(jìn)行固定化。另外，也可以在用硅烷偶合劑進(jìn)行了表面處理的基體材料表面上直接固定熒光敏感物質(zhì)。
另外，為了將熒光敏感物質(zhì)固定在塑料薄膜等有機(jī)材料表面上，也可以在塑料薄膜中導(dǎo)入含有反應(yīng)活性基團(tuán)的取代基，并使其與熒光敏感物質(zhì)結(jié)合。上述反應(yīng)活性基團(tuán)的導(dǎo)入方法例如有特開平5-245198號公報中記載的利用等離子體、電子射線、放射線等的縮水甘油(甲基)丙烯酸酯的接枝聚合法等。
為了使熒光敏感物質(zhì)更容易結(jié)合在上述硅烷偶合劑處理后的無機(jī)材料、或有機(jī)材料、或者導(dǎo)入了反應(yīng)活性基團(tuán)的塑料薄膜上，可以在合成熒光敏感物質(zhì)時預(yù)先使用具有反應(yīng)活性取代基的單體作為共聚成分，也可以在熒光敏感物質(zhì)合成后再導(dǎo)入反應(yīng)活性基團(tuán)。所述單體可以使用熒光敏感物質(zhì)部分記載的單體。所述反應(yīng)活性基團(tuán)有氨基、羧基、羥基、鹵代羧基、磺酰基、硫醇基、異氰酸酯基、異硫氰酸酯基、或乙氧基等。另外，硅烷偶合劑處理后的無機(jī)材料或有機(jī)材料上的反應(yīng)活性基團(tuán)和熒光敏感物質(zhì)的結(jié)合可以在存在或者不存在適當(dāng)?shù)娜軇?、催化劑、稠合劑的條件下進(jìn)行。
本發(fā)明用于植入體內(nèi)測定糖類的傳感器優(yōu)選具有熒光檢測裝置，并優(yōu)選將其與光源配置于適當(dāng)?shù)臍んw(housing)內(nèi)。
將本發(fā)明的熒光敏感物質(zhì)及檢測層用于植入體內(nèi)的糖類測定用傳感器中時，優(yōu)選如圖4所示在檢測層10上層合光學(xué)分離層20。將光學(xué)分離層20配置在傳感器的外表面?zhèn)饶軌虮苊夂性跈z測層10中的熒光敏感物質(zhì)和作為體液成分的自由基、氧化性物質(zhì)、或還原性物質(zhì)等相接觸，從而可以防止上述體液內(nèi)成分引起熒光敏感物質(zhì)發(fā)生劣化。另外，層合光學(xué)分離層20，可以防止因從光源50發(fā)出的激發(fā)光發(fā)生反射、散射而引起的檢測能力降低。并且，即使糖類以外的生物體物質(zhì)被光源的激發(fā)光激發(fā)時，也由于光學(xué)分離層20的存在，而可以屏蔽來源于光源50的激發(fā)光之外的光，進(jìn)而可以排除生物體內(nèi)有色物質(zhì)或熒光物質(zhì)的影響。
具有上述作用的光學(xué)分離層20由光學(xué)分離層基體材料和不透明物質(zhì)形成。光學(xué)分離層基體材料選自可被交聯(lián)或化學(xué)修飾的高分子，高分子例如有葡聚糖、聚(甲基)丙烯酰胺、聚(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚酰胺、聚氨酯、上述物質(zhì)的混合物或共聚物等。另外，光學(xué)分離層基體材料也可以被維生素E、聚苯酚類、或金屬螯合物類等修飾，或承載上述物質(zhì)。不透明物質(zhì)可以使用炭黑、富勒烯、碳納米管、或氧化鐵等。
檢測層10和光學(xué)分離層20可以通過共價鍵、離子鍵、或疏水鍵等化學(xué)鍵進(jìn)行層合。例如，光學(xué)分離層中使用葡聚糖作為基體材料、使用炭黑作為不透明物質(zhì)時，將葡聚糖溶解于溶劑中后加入炭黑，經(jīng)超聲波處理使其均勻化，向其中進(jìn)一步添加堿水溶液和乙二醇二縮水甘油醚。接下來用噴霧器向檢測層均勻地噴灑上述溶液，加熱并干燥，從而在檢測層上層合光學(xué)分離層。
圖5示出本發(fā)明用于植入體內(nèi)測定糖類的傳感器的外觀斜視圖。該用于植入體內(nèi)測定糖類的傳感器具有保持內(nèi)部液密性的殼體110、僅使光學(xué)分離層或檢測層露出的窗部120、及用于與體外系統(tǒng)通信的天線部130。
圖6示出該用于植入體內(nèi)測定糖類的傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。為了保持光學(xué)分離層20、或檢測層10內(nèi)部的液密性而設(shè)計有用于閉擋的窗部120，并搭載有發(fā)射激發(fā)光的光源50、將來自光源50的光導(dǎo)入檢測層10的光學(xué)導(dǎo)向通路170、檢測來自檢測層10的熒光的熒光檢測裝置60、處理來自熒光檢測裝置60的信號數(shù)據(jù)的集成電路140、及作為內(nèi)部電源的電池150。另外，天線部130上配置有天線用線圈160。需要說明的是，圖5及圖6為概念圖，實(shí)施本發(fā)明時不受其限制?？梢愿鶕?jù)需要自由設(shè)定各構(gòu)件的大小、形狀、配置。
通過使用植入體內(nèi)的糖類測定用傳感器，可以避免糖尿病患者自己控制血糖值時的復(fù)雜性、以及連續(xù)測定血糖值時發(fā)生延時。另外，通過使用植入體內(nèi)的糖類測定用傳感器，糖尿病患者以外的人也能夠簡便地測定血糖值以進(jìn)行健康管理。
下面舉出實(shí)施例具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不受到下述實(shí)施例的限制。
實(shí)施例19，10-雙[[N-甲基-N-(二羥硼基芐基)氨基]甲基]蒽-2-羧酸-1-(6-丙烯酰胺-正己基)酰胺(以下記為F-AAm)的合成A)9，10-雙(溴甲基)蒽-2-甲酸甲酯的合成將360mg 9，10-二甲基蒽-2-甲酸甲酯、540mg N-溴琥珀酰亞胺、5mg過氧化苯甲酰加入到4ml氯仿和10ml四氯化碳的混合物中，進(jìn)行2小時加熱回流。除去溶劑后，用甲醇提取殘渣，得到430mg的目標(biāo)物質(zhì)。
B)9，10-雙(氨基甲基)蒽-2-甲酸甲酯的合成將400mg上述A)中得到的9，10-雙(溴甲基)蒽-2-甲酸甲酯溶解在60ml氯仿中，加入8ml 2M的甲基胺的甲醇溶液，并在室溫下攪拌4小時。除去溶劑后，用以甲醇/氯仿為洗脫液的硅膠柱進(jìn)行純化，得到目標(biāo)物質(zhì)235mg。
C)9，10-雙[[N-甲基-N-(二羥硼基芐基)氨基]甲基]蒽-2-甲酸的合成將200mg上述B)中得到的9，10-雙(氨基甲基)蒽-2-甲酸甲酯、700mg 2-(2-溴甲基苯基)-1，3-二氧-5，5-二甲基硼雜環(huán)己烷、0.35ml N，N-二異丙基乙胺溶解在3ml的二甲基甲酰胺中，室溫下攪拌16小時。除去溶劑后，用以甲醇/氯仿為洗脫液的硅膠柱進(jìn)行純化，得到194mg作為目標(biāo)物質(zhì)的甲酯。將該物質(zhì)溶解在5ml的甲醇中，加入1ml4N的氫氧化鈉，并在室溫下攪拌10小時。用鹽酸中和，采用凝膠過濾除去無機(jī)鹽，得到180mg目標(biāo)物質(zhì)。產(chǎn)物的熔點(diǎn)為121℃，DMSO-d6中的1H-NMR數(shù)據(jù)如下2.15ppm(d，6H，N-CH3)，4.10ppm(m，4H，N-CH2-苯)，4.45ppm(m，4H，N-CH2-蒽)，7.55-8.90ppm(m，15H，芳香族氫)。
D)F-AAm的合成將70mg上述C)中得到的9，10-雙[[N-甲基-N-(二羥硼基芐基)氨基]甲基]蒽-2-甲酸、22mg 1-丙烯酰胺-6-氨基己烷、50mg 1-[3-(二甲基氨基)丙基]-3-乙基碳二亞胺溶解在5ml含有50μl N，N-二異丙基乙胺的二甲基甲酰胺中，在60℃下攪拌18小時。將反應(yīng)混合物溶解在50ml氯仿中，用蒸餾水洗滌3次、飽和食鹽水洗滌1次，氯仿層經(jīng)無水硫酸鈉干燥后，減壓下，蒸發(fā)干燥固化，得到目標(biāo)物質(zhì)85mg。
實(shí)施例29，10-雙[[N-甲基-N-(二羥硼基芐基)氨基]甲基]蒽-2-羧酸-(末端丙烯酰胺-PEG3400)酰胺的合成將10mg實(shí)施例1-C)中得到的9，10-雙[[N-甲基-N-(二羥硼基芐基)氨基]甲基]蒽-2-甲酸、50mg氨基-PEG3400-丙烯酰胺(Nektar社制)、22mg 1-[3-(二甲基氨基)丙基]-3-乙基碳二亞胺溶解在3ml 100mM的磷酸緩沖液(pH＝6.0)中，60℃下攪拌24小時。將反應(yīng)混合物進(jìn)行凝膠過濾，收集熒光高分子部分，得到目標(biāo)物質(zhì)36mg。
實(shí)施例3～9配制F-AAm濃度為10質(zhì)量％的二甲基亞砜(以下記為DMSO)溶液、丙烯酰胺(以下記為AAm)濃度為30質(zhì)量％的80質(zhì)量％DMSO-水混合溶液、過硫酸鈉(以下記為SPS)濃度為3質(zhì)量％的50質(zhì)量％DMSO-水混合溶液，N，N，N’，N’ -四甲基乙二胺(以下記為TEMED)濃度為2質(zhì)量％的DMSO溶液。利用上述試劑溶液、DMSO及水配制最終濃度為表1所示組成的反應(yīng)溶液。將配制的上述反應(yīng)溶液在室溫下聚合2小時得到F-AAm與AAm的共聚物。以其作為實(shí)施例3～9。將得到的共聚物在丙酮中晶析，分離提取后溶于水，在丙酮中再次晶析，進(jìn)行兩次重復(fù)操作將其純化。然后將得到的熒光敏感物質(zhì)真空干燥。
表1
實(shí)施例109，10-雙[[N-甲基-N-(二羥硼基芐基)氨基]甲基]蒽-2-羧酸-(末端丙烯酰胺-PEG3400)酰胺/AAm共聚物的制備配制10質(zhì)量％的9，10-雙[[N-甲基-N-(二羥硼基芐基)氨基]甲基]蒽-2-羧酸-(末端丙烯酰胺-PEG3400)酰胺水溶液、30質(zhì)量％的AAm水溶液、3質(zhì)量％的SPS水混合溶液、及2質(zhì)量％的TEMED水溶液。用上述試劑溶液、水配制最終濃度為如下的反應(yīng)溶液實(shí)施例2中合成的熒光單體化合物0.6質(zhì)量％、AAm4.5質(zhì)量％、SPS0.3質(zhì)量％、TEMED0.08質(zhì)量％(熒光單體化合物/AAm的加料摩爾比為1/427)，在室溫下聚合8小時得到共聚物。共聚物用丙酮晶析、分離提取，溶于水，再次進(jìn)行丙酮晶析，將上述操作重復(fù)10次以進(jìn)行純化后，將得到的熒光敏感物質(zhì)進(jìn)行真空干燥。
實(shí)施例11將實(shí)施例3～10中得到的共聚物以濃度為0.05mg/ml溶解于甲醇/磷酸緩沖液＝1/2(v/v)的溶液中，用分光光度計測定265nm下的吸光度。對丙烯酰胺均聚物(分子量150,000)也同樣測定吸光度，并以此作為空白值從各實(shí)施例共聚物的吸光度值中減去。
利用預(yù)先制作的熒光單體化合物的標(biāo)準(zhǔn)曲線求出熒光敏感物質(zhì)中的熒光單體化合物/AAm的組成比，結(jié)果在表2中給出。
從表2可知，吸光度與實(shí)施例3～9中加入F-AAm的含量成比例地增加，F(xiàn)-AAm以一定比例用作各熒光敏感物質(zhì)中的成分。
表2
熒光單體化合物標(biāo)準(zhǔn)曲線方程式y(tǒng)＝20.158x(r＝1，xF-AAm濃度[μmol/ml])實(shí)施例12為了利用實(shí)施例3～10中合成的共聚物中熒光單體化合物的濃度研究熒光強(qiáng)度對葡萄糖濃度的應(yīng)答性，將共聚物溶解于pH7.0的磷酸緩沖液中，配制成265nm的吸光度為0.05的濃度。葡萄糖濃度為500mg/dL時各熒光敏感物質(zhì)溶液的相對熒光強(qiáng)度(Ex＝405nm、Em＝442nm)如圖7所示，在吸光度一定、即共聚物溶液中熒光單體化合物濃度一定的條件下，實(shí)施例3(F-AAm/AAm＝1/14)的熒光敏感物質(zhì)的相對熒光強(qiáng)度在同樣的F-AAm/AAm共聚物類熒光敏感物質(zhì)中較低。另一方面，將熒光單體化合物的“Y”部分延長了的實(shí)施例10表現(xiàn)出非常高的相對熒光強(qiáng)度。
實(shí)施例13除了將實(shí)施例3～9中合成的共聚物濃度固定在10μg/ml以外，與實(shí)施例12同樣地研究熒光強(qiáng)度對500mg/dL葡萄糖濃度的應(yīng)答性。結(jié)果在圖8中給出。
實(shí)施例14在80質(zhì)量％的DMSO水溶液中溶解、混合AAm、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺(以下記為BIS)、SPS、TEMED、以及F-AAm試劑溶液而配制溶液，使各成分的最終濃度分別為AAm15質(zhì)量％、BIS0.15質(zhì)量％、SPS0.3質(zhì)量％、TEMED0.08質(zhì)量％、及F-AAm0.50質(zhì)量％(加料摩爾比F-AAm/AAm＝1/300)。
首先間隔空隙地設(shè)置經(jīng)硅烷偶合劑進(jìn)行了表面處理的玻璃板和未經(jīng)處理的玻璃板，使上述溶液流入空隙內(nèi)，使其在氮?dú)猸h(huán)境氣體、室溫下聚合2小時。聚合結(jié)束后將玻璃板浸入純水中，僅剝離未經(jīng)處理的玻璃板，從而得到玻璃基體材料上固定有F-AAm/AAm的共聚物的凝膠片材。將得到的凝膠片材在甲醇和50mM的磷酸緩沖液(pH＝7.0)中交替地各浸漬5分鐘，重復(fù)交替浸漬3次后，在磷酸緩沖液中浸漬洗滌10小時或10小時以上，得到檢測層。
實(shí)施例15將350mg實(shí)施例1-C)中合成的9，10-雙[[N-甲基-N-(二羥硼基芐基)氨基]甲基]蒽-2-甲酸、200mg甲基-6-氨基己酸酯、220mg 1-[3-(二甲基氨基)丙基]-3-乙基碳二亞胺溶解于30ml含有0.2ml N，N-二異丙基乙胺的二甲基甲酰胺中，在室溫下攪拌4小時。將反應(yīng)混合物溶于100ml氯仿中，以蒸餾水洗滌3次、飽和食鹽水洗滌1次，氯仿層用無水硫酸鈉干燥后，減壓下蒸發(fā)干燥固化，得到360mg甲酯中間體。將該中間體進(jìn)一步溶解于10ml甲醇中，加入1ml 4N的氫氧化鈉水溶液，使其在室溫下反應(yīng)15小時。反應(yīng)混合物經(jīng)離子交換柱除去堿，進(jìn)行濃縮干燥固化，從而得到310mg 9，10-雙[[N-甲基-N-(二羥硼基芐基)氨基]甲基]蒽-2-羧酸-1-(6’-羧酸-正己基)酰胺。
實(shí)施例16將8g高氯酸水溶液(有效氯濃度為5質(zhì)量％)和30ml 6N的氫氧化鈉水溶液裝入10cm×10cm的淺方形不銹鋼容器中，并冷卻至0℃。將切至10cm見方的聚丙烯酰胺膜輕緩地浸入上述溶液，在0℃下使其反應(yīng)2小時。除去反應(yīng)液，得到的膜用40ml蒸餾水輕緩地洗滌4次、20ml二甲基甲酰胺輕緩地洗滌2次，從而得到活化聚丙烯酰胺膜。
將20mg實(shí)施例15中合成的熒光單體化合物9，10-雙[[N-甲基-N-(二羥硼基芐基)氨基]甲基]蒽-2-羧酸-1-(6’-羧酸-正己基)酰胺、12mg 1-[3-(二甲基氨基)丙基]-3-乙基碳二亞胺、8mg 1-羥基苯并三唑用10ml二甲基甲酰胺溶解，裝入10cm×10cm的淺方形不銹鋼容器中，然后浸入上述反應(yīng)中制備的活化聚丙烯酰胺膜。室溫下反應(yīng)17小時后，用20ml的二甲基甲酰胺洗滌3次、40ml的0.01N鹽酸洗滌2次、40ml的蒸餾水洗滌3次，用50mM的磷酸緩沖液(pH＝7.0)浸漬洗滌10小時或10小時以上，從而得到聚丙烯酰胺膜中固定有前述熒光單體化合物的檢測層。
在50℃、攪拌下，使7g葡聚糖溶解在175ml的蒸餾水中，進(jìn)一步加入5g炭黑后進(jìn)行超聲波處理直至均勻分散。向其中加入3.5ml 50質(zhì)量％的氫氧化鈉水溶液和6.5g乙二醇二縮水甘油醚，在45℃下攪拌30分鐘。進(jìn)一步加入230ml的蒸餾水，將該混合溶液裝入噴霧器。將前一步驟中制備的檢測層固定在平玻璃板上，均勻地噴霧上述混合溶液，然后在45℃的恒溫箱中干燥30分鐘，從而得到層合了光學(xué)分離層的檢測層。
比較例19，10-雙(亞甲基)[N-(丙烯酰基氨基己基)-N-(二羥硼基芐基)亞甲基]-蒽(以下記為F-AAm-2)的合成和聚合A’)9，10-雙[6’-(叔丁氧基羰基氨基)己基氨基甲基]蒽的合成將500mg 9，10-雙(氯甲基)-蒽、1.3g N-BOC-己二胺、1.25ml二異丙基乙胺溶解于10ml二甲基亞砜中，在60℃下攪拌6小時使其反應(yīng)。反應(yīng)混合物用60ml氯仿稀釋，用100ml水洗滌3次、100ml飽和食鹽水洗滌1次，有機(jī)相用無水硫酸鈉干燥。將干燥劑過濾后濃縮，用以氯仿/甲醇為洗脫液的硅膠柱色譜純化濃縮物，得到56mg目標(biāo)物質(zhì)。
B’)9，10-雙[[N-6’(叔丁氧基羰基氨基)己基-N-[2-(5，5-二甲基-1，3-二氧硼雜環(huán)己烷-2-基)芐基]氨基]甲基]蒽的合成將50mg上述A)中得到的產(chǎn)物、170mg 2-(2-溴甲基苯基)-1，3-二氧-5，5-二甲基硼雜環(huán)己烷、0.1ml N，N-二異丙基乙胺溶解于1ml的二甲基甲酰胺中，在25℃下攪拌5小時。除去溶劑后，用以甲醇/氯仿為洗脫液的硅膠柱進(jìn)行純化，從而得到35mg目標(biāo)物質(zhì)。
C’)9，10-雙[[N-(6’-氨基己基)-N-(二羥硼基芐基)氨基]甲基)蒽的合成將35mg上述B’)得到的產(chǎn)物溶解在1ml的甲醇中，加入0.5ml 4N的鹽酸，在25℃下攪拌10小時。蒸發(fā)干燥固化后，經(jīng)凝膠過濾除去無機(jī)鹽，從而得到26mg目標(biāo)物質(zhì)。
D’)F-AAm-2的合成將25mg上述C’)中得到的產(chǎn)物溶解在0.5ml的DMF中，氮?dú)猸h(huán)境、-10℃下加入20mg N，N-二異丙基乙胺、12mg丙烯酰氯，攪拌30分鐘使其反應(yīng)。將反應(yīng)混合物注入冰水中，并以氯仿提取，用飽和食鹽水洗滌。氯仿層干燥后，蒸發(fā)干燥固化，從而得到26mg化學(xué)式11所表示的目標(biāo)產(chǎn)物。
E’)聚合在80質(zhì)量％的DMSO水溶液中溶解混合下述物質(zhì)，配制成各成分的最終濃度分別為AAm單體15質(zhì)量％、BIS0.15質(zhì)量％、SPS0.3質(zhì)量％、TEMED0.08質(zhì)量％、及化學(xué)式11表示的F-AAm-20.50質(zhì)量％(加料摩爾比F-AAm-2/AAm＝1/300)的溶液。
預(yù)先間隔空隙地設(shè)置經(jīng)硅烷偶合劑進(jìn)行了表面處理的玻璃板和未經(jīng)處理的玻璃板，使上述溶液流入空隙內(nèi)，使其在氮?dú)猸h(huán)境、室溫下聚合2小時。聚合結(jié)束后將玻璃板浸入純水中，僅剝離未經(jīng)處理的玻璃板，從而得到玻璃基體材料上固定有F-AAm-2和AAm的共聚物的凝膠片材。將得到的凝膠片材在甲醇和50mM的磷酸緩沖液(pH＝7.0)中交替地各浸漬5分鐘，重復(fù)交替浸漬3次后，在磷酸緩沖液中浸漬洗滌10小時或10小時以上，得到檢測層預(yù)制片。與實(shí)施例16同樣地層合光學(xué)分離層作為檢測層。
實(shí)施例179，10-雙(亞甲基)[[N-(二羥硼基芐基)亞甲基]-N-[(丙烯?；垩跻蚁?羰基氨基]-正六亞甲基]-2-乙酰蒽(以下記為F-PEG-AAm-1)的合成A)9，10-雙(溴甲基)-2-乙酰蒽的合成將600mg 9，10-二甲基-2-乙酰蒽、800mg N-溴琥珀酰亞胺、5mg過氧化苯甲酰加入到6ml氯仿和20ml四氯化碳的混合物中，在80℃下加熱回流2小時。除去溶劑后，殘渣用甲醇提取，從而得到780mg的目標(biāo)物質(zhì)。
B)9，10-雙[6’-(叔丁氧基羰基氨基)己基氨基甲基]-2-乙酰蒽的合成將500mg上述A)中得到的產(chǎn)物、1.125g N-BOC-己二胺、1.25ml二異丙基乙胺溶解在10ml二甲基甲酰胺中，在45℃下攪拌1小時使其反應(yīng)。反應(yīng)混合物用60ml氯仿稀釋，以100ml水洗滌3次、100ml飽和食鹽水洗滌1次，有機(jī)層用無水硫酸鈉干燥。過濾干燥劑后濃縮，用以氯仿/甲醇為洗脫液的硅膠柱色譜進(jìn)行純化，從而得到367mg的目標(biāo)物質(zhì)。
C)9，10-雙[[N-6’-(叔丁氧基羰基氨基)己基-N-[2-(5，5-二甲基-1，3-二氧硼雜環(huán)己烷-2-基)芐基]氨基]甲基]-2-乙酰蒽的合成將200mg上述B)中得到的產(chǎn)物、700mg 2-(2-溴甲基苯基)-1，3-二氧-5，5-二甲基硼雜環(huán)己烷、0.35ml N，N-二異丙基乙胺溶解在3ml二甲基甲酰胺中，25℃下攪拌16小時。除去溶劑后，用以甲醇/氯仿為洗脫液的硅膠柱進(jìn)行純化，得到194mg目標(biāo)物質(zhì)。
D)9，10-雙[[N-(6’-氨基己基)-N-(二羥硼基芐基)氨基]甲基]-2-乙酰蒽的合成將100mg上述C)中得到的產(chǎn)物溶解于2ml甲醇中，加入2ml 4N的鹽酸，在25℃下攪拌10小時。蒸發(fā)干燥固化后，利用凝膠過濾除去無機(jī)鹽，得到95mg目標(biāo)物質(zhì)。
E)F-PEG-AAm-1的合成將160mg上述D)中得到的產(chǎn)物溶解于0.5ml的二甲基甲酰胺中，將其加入至1.22g丙烯酰-(聚乙二醇)-N-羥基琥珀酰亞胺酯(PEG分子量3400)的10ml 100mM磷酸緩沖液(pH＝8.0)溶液中，25℃下攪拌20小時。將反應(yīng)混合物進(jìn)行凝膠過濾，收集熒光高分子成分，冷凍干燥后，得到1.2g目標(biāo)物質(zhì)。上述A)～E)在圖1的合成路線中給出。F-PEG-AAm-1在不存在有機(jī)溶劑或增溶劑的情況下，于溫度25℃、pH7.0的條件下溶于水中，濃度為100mM。氘代氯仿中的1H-NMR數(shù)據(jù)如下。
δ1.30-1.65(m，C-CH2-C)，2.90(s，Ac)，2.78(m，-C(-C)N-CH2-C)，3.25(m，CH2-NH-COO)，3.50-3.80(s，PEG)，5.80(d，COCH＝C)，6.17(m，C＝CH2)，7.20-8.20(m，芳香族氫)，未確認(rèn)有與來源于PEG殘基的峰重疊的氫的信號。
實(shí)施例18在純水中溶解混合下述物質(zhì)，配制成各成分的最終濃度分別為丙烯酰胺15質(zhì)量％、實(shí)施例17中合成的F-PEG-AAm-110質(zhì)量％、亞甲基雙丙烯酰胺0.3質(zhì)量％、及過硫酸鈉0.18質(zhì)量％、N，N，N’，N’-四甲基乙二胺0.36質(zhì)量％的溶液。預(yù)先間隔空隙地設(shè)置經(jīng)硅烷偶合劑進(jìn)行了表面處理的玻璃板和未經(jīng)處理的玻璃板，使上述溶液流入空隙內(nèi)，使其在氮?dú)猸h(huán)境、25℃下聚合8小時。聚合結(jié)束后將玻璃板浸入純水中，僅剝離未經(jīng)處理的玻璃板，從而得到玻璃基體材料上固定有丙烯酰胺/F-PEG-AAm-1共聚物(160/1摩爾比)的凝膠片材。
在得到的凝膠片材表面上層合下述溶液，使其在氮?dú)猸h(huán)境、25℃下聚合24小時，所述溶液為將下述物質(zhì)在純水中溶解、混合而制成的，其中各物質(zhì)的最終濃度為丙烯酰胺20質(zhì)量％、亞甲基雙丙烯酰胺1質(zhì)量％、及過硫酸鈉0.18質(zhì)量％、N，N，N’，N’-四甲基乙二胺0.36質(zhì)量％、炭黑5質(zhì)量％。將得到的凝膠片材在葡萄糖濃度為500mg/dl的50mM磷酸緩沖液(pH7.0)中浸漬洗滌30分鐘，重復(fù)操作10次后，在50mM的磷酸緩沖液(pH7.0)中浸漬洗滌30分鐘，重復(fù)操作4次后，沖洗去葡萄糖，得到檢測層。
實(shí)施例199，10-雙(亞甲基)[[N-(二羥硼基芐基)]-N-[(丙烯酰基聚氧乙烯)羰基氨基]-正六亞甲基]-蒽-2-甲酸甲酯(以下記為F-PEG-AAm-2)的合成a)9，10-二甲基蒽-2-甲酸的合成將1.2g 9，10-二甲基-2-乙酰蒽溶解于24ml的二噁烷中，加入10ml的高氯酸鈉水溶液(有效氯濃度為10質(zhì)量％)，在85℃下攪拌反應(yīng)8小時。反應(yīng)混合物冷卻后用稀鹽酸使其呈酸性，將析出的沉淀過濾、并用少量的水洗滌后，進(jìn)行真空干燥，得到1.16g目標(biāo)物質(zhì)。
b)9，10-二甲基蒽-2-甲酸甲酯的合成將1g上述a)中得到的產(chǎn)物溶解于5質(zhì)量％的鹽酸-甲醇中，加熱回流20小時。濃縮反應(yīng)混合物，加入30ml的水，并用100ml氯仿提取。氯仿層用碳酸氫鈉水溶液、飽和食鹽水洗滌，以無水硫酸鈉干燥。將其蒸發(fā)干燥固化，得到915mg的目標(biāo)物質(zhì)。
c)9，10-雙(溴亞甲基)蒽-2-甲酸甲酯的合成將600mg上述b)中得到的產(chǎn)物、800mg N-溴琥珀酰亞胺、5mg過氧化苯甲酰加入至6ml氯仿和20ml四氯化碳的混合物中，加熱回流2小時。除去溶劑后，殘渣用甲醇提取，得到767mg的目標(biāo)物質(zhì)。
d)9，10-雙[6’-(叔丁氧基羰基氨基)己基氨基甲基]蒽-2-甲酸甲酯的合成將500mg上述c)中得到的產(chǎn)物、1.125g N-BOC-己二胺、1.25ml二異丙基乙胺溶解在10ml二甲基甲酰胺中，45℃下攪拌反應(yīng)2小時。反應(yīng)混合物用60ml氯仿稀釋，并用100ml水洗滌3次、100ml飽和食鹽水洗滌1次，有機(jī)層以無水硫酸鈉干燥。將干燥劑過濾后濃縮，用以氯仿/甲醇為洗脫液的硅膠柱色譜純化，得到307mg的目標(biāo)物質(zhì)。
e)9，10-雙[[N-6’-(叔丁氧基羰基氨基)己基-N-[2-(5，5-二甲基-1，3-二氧硼雜環(huán)己烷-2-基)芐基]氨基]甲基]蒽-2-甲酸甲酯的合成將200mg上述d)中得到的產(chǎn)物、700mg 2-(2-溴甲基苯基)-1，3-二氧-5，5-二甲基硼雜環(huán)己烷、0.35ml N，N-二異丙基乙胺溶解在3ml二甲基甲酰胺中，25℃下攪拌16小時。除去溶劑后，用以甲醇/氯仿為洗脫液的硅膠柱進(jìn)行純化，得到203mg目標(biāo)物質(zhì)。
f)9，10-雙(亞甲基)[[N-(二羥硼基芐基)亞甲基]-N-(氨基己基)]蒽-2-甲酸甲酯的合成將100mg上述e)中得到的產(chǎn)物溶解在3ml甲醇中，加入0.5ml的8N鹽酸，并在25℃下攪拌2天。蒸發(fā)干燥固化后，經(jīng)凝膠過濾除去無機(jī)鹽，得到82mg目標(biāo)物質(zhì)。
g)F-PEG-AAm-2的合成將160mg上述f)中得到的產(chǎn)物溶解在0.5ml的二甲基甲酰胺中，將其加入至1.22g丙烯酰-(聚乙二醇)-N-羥基琥珀酰亞胺酯(PEG分子量3400)的10ml 100mM磷酸緩沖液(pH＝8.0)中，25℃下攪拌20小時。對反應(yīng)混合物進(jìn)行凝膠過濾，收集熒光高分子成分，冷凍干燥后，得到1.1g目標(biāo)物質(zhì)。上述a)～e)在圖3的合成路線中給出。F-PEG-AAm-2在不存在有機(jī)溶劑或增溶劑、且溫度為25℃、pH7.0的條件下溶解在水中，濃度為100mM。氘代氯仿中的1H-NMR數(shù)據(jù)如下。δ1.30-1.65(m，C-CH2-C)，2.78(m，-C(-C)N-CH2-C)，3.25(m，CH2-NH-COO)，3.50-3.80(s，PEG)，4.10(s，COOCH3)，5.80(d，COCH＝C)，6.17(m，C＝CH2)，7.20-8.20(m，芳香族氫)，未確認(rèn)有與PEG鏈峰重疊的氫的信號。
實(shí)施例20用實(shí)施例19中合成的F-PEG-AAm-2，以與實(shí)施例18同樣的方法得到在玻璃基體材料上固定有丙烯酰胺/F-PEG-AAm-2(160/1摩爾比)的凝膠片材。進(jìn)一步用與實(shí)施例18同樣的方法得到檢測層。
比較例2AAm-2的合成和聚合與比較例1的A’)～D’)同樣地制備化學(xué)式11表示的F-AAm-2。
E”)聚合將下述物質(zhì)在80v/v％的二甲亞砜水溶液中溶解、混合，配制成最終濃度為丙烯酰胺15質(zhì)量％、亞甲基雙丙烯酰胺0.3質(zhì)量％、F-AAm-21.2質(zhì)量％、及過硫酸鈉0.18質(zhì)量％、N，N，N’，N’-四甲基乙二胺0.36質(zhì)量％的溶液。
預(yù)先間隔空隙地設(shè)置經(jīng)硅烷偶合劑進(jìn)行了表面處理的玻璃板和未經(jīng)處理的玻璃板，使上述溶液流入空隙內(nèi)，使其在氮?dú)猸h(huán)境、25℃下聚合8小時。聚合結(jié)束后將玻璃板浸入純水中，并僅剝離未經(jīng)處理的玻璃板，從而得到玻璃基體材料上固定有丙烯酰胺/F-AAm-2共聚物(150/1摩爾比)的凝膠片材。
在得到的凝膠片材表面上層合下述溶液，并使其在氮?dú)猸h(huán)境、25℃下聚合24小時，所述溶液為在純水中溶解、混合將下述物質(zhì)而得到的溶液，所述各物質(zhì)的最終濃度為丙烯酰胺20質(zhì)量％、亞甲基雙丙烯酰胺1質(zhì)量％、及過硫酸鈉0.18質(zhì)量％、N，N，N’，N’-四甲基乙二胺0.36質(zhì)量％、炭黑5質(zhì)量％。將得到的凝膠片材在葡萄糖濃度為500mg/dl的50mM磷酸緩沖液(pH7.0)中浸漬洗滌30分鐘，重復(fù)操作共計10次后，在50mM的磷酸緩沖液(pH7.0)中浸漬洗滌30分鐘，重復(fù)操作共計4次后，沖洗去葡萄糖，得到檢測層。
實(shí)施例21將實(shí)施例16及比較例1中得到的檢測層分別固定在評價裝置中，以熒光強(qiáng)度評價磷酸緩沖液(pH＝7.0)中各濃度的葡萄糖應(yīng)答性，結(jié)果在圖9中示出。
評價裝置的結(jié)構(gòu)為具備固定有檢測層、并且可使液體在內(nèi)部循環(huán)的池，將光學(xué)纖維束的一個末端固定在池后面、另一末端連接在熒光分光光度計上。光學(xué)纖維束被構(gòu)成為一部分光學(xué)纖維用于將激發(fā)光輸送至池中、其余部分光學(xué)纖維用于將熒光發(fā)射光從池中返回。
從圖9中可以明確，實(shí)施例16的檢測層對葡萄糖的應(yīng)答性優(yōu)于比較例1的檢測層。
實(shí)施例22將實(shí)施例18、實(shí)施例20、及比較例2中得到的檢測層分別固定在評價裝置中，以熒光強(qiáng)度評價磷酸緩沖液(pH＝7.0)中各濃度的葡萄糖應(yīng)答性，結(jié)果在圖10中示出。評價裝置使用與實(shí)施例21相同的裝置。
從圖10中可以明確，實(shí)施例18、實(shí)施例20中由水溶性單體形成的檢測層與現(xiàn)有的由疏水性單體形成的檢測層相比，前者顯著地改善了對葡萄糖的應(yīng)答性。
實(shí)施例23將實(shí)施例16、實(shí)施例18、實(shí)施例20、及比較例2中得到的檢測層分別固定在評價裝置中，測定磷酸緩沖液(pH7.0)中的熒光光譜。
比較例的檢測層在377nm激發(fā)、最大熒光波長為403nm和430nm，與其相反，實(shí)施例16的檢測層在400nm激發(fā)、最大熒光波長為450nm，實(shí)施例18的檢測層在400nm激發(fā)、最大熒光波長為480nm，實(shí)施例20的檢測層在400nm激發(fā)、最大熒光波長為455nm。認(rèn)為本發(fā)明的檢測層熒光波長向長波長側(cè)移動，從而使激發(fā)波長和熒光波長的差值增大，在熒光特性方面較為有利，測定精度較高。
權(quán)利要求
1.化學(xué)式1表示的熒光單體化合物，[化學(xué)式1] 化學(xué)式1中，Q及Q’可相同亦可不同，也可以共同形成稠環(huán)，是選自氫、羥基、鹵素、可被取代的烷基、酰基、烷氧基、羧基、羧酸酯基、羧酰胺基、氰基、硝基、氨基及氨烷基中的取代基，D1、D2、D3及D4為下述(i)或下述(ii)中的基團(tuán)(i)D1及D2可相同亦可不同，為可被取代的烷基，D3為氫，D4為下述化學(xué)式2表示的取代基，或者(ii)D1及D2可相同亦可不同，為下述化學(xué)式3表示的取代基，D3及D4可相同亦可不同，也可以共同形成稠環(huán)，為選自氫、羥基、鹵素、可以被取代的烷基、?；⑼檠趸?、羧基、羧酸酯基、羧酰胺基、氰基、硝基、氨基及氨烷基中的取代基，[化學(xué)式2] [化學(xué)式3] 在化學(xué)式2及化學(xué)式3中，在上述(i)的情況下，X為選自-COO-、-OCO-、-CH2NR-、-CH2S-、-CH2O-、-NR-、-NRCO-、-CONR-、-SO2NR-、-NRSO2-、-O-、-S-、-SS-、-NRCOO-、-OCONR-及-CO-中的取代基；在上述(ii)的情況下，X為含有選自-COO-、-OCO-、-CH2NR-、-NR-、-NRCO-、-CONR-、-SO2NR-、-NRSO2-、-O-、-S-、-SS-、-NRCOO-、-OCONR-及-CO-中的至少一種取代基的碳原子數(shù)為1～30的亞烷基，R表示氫或可被取代的烷基，Y為可被取代的2價有機(jī)殘基，Z表示-O-或-NR”-，R”表示氫或可被取代的烷基。
2.如權(quán)利要求1所述的熒光單體化合物，其特征為，所述Y具有化學(xué)式4或化學(xué)式5表示的結(jié)構(gòu)，[化學(xué)式4] [化學(xué)式5] 化學(xué)式4及化學(xué)式5中，n為2～5，j為1～5，m為1～200，Y’及Y”可相同亦可不同，表示氫或者烷基。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的熒光單體化合物，其特征為，所述D1、D2、D3及D4為所述(i)的情況下，所述Y為原子數(shù)為3～500、可以具有取代基的直鏈2價有機(jī)殘基。
4.一種用于測定糖類的熒光敏感物質(zhì)，其特征為，所述物質(zhì)至少由(I)及(II)2種化合物共聚而得到，(I)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的熒光單體化合物，(II)具有乙烯基的至少1種親水性非熒光性聚合性單體。
5.如權(quán)利要求4所述的熒光敏感物質(zhì)，其特征為，所述(II)為含有(甲基)丙烯酰胺殘基的聚合性單體。
6.如權(quán)利要求4或5所述的熒光敏感物質(zhì)，其特征為，所述D1、D2、D3及D4為所述(i)的情況下，所述(I)和所述(II)的共聚物組成摩爾比((I)∶(II))為1∶10～1∶4,000。
7.如權(quán)利要求4或5所述的熒光敏感物質(zhì)，其特征為，所述D1、D2、D3及D4為所述(ii)的情況下，所述(I)和所述(II)的共聚組成摩爾比((I)∶(II))為1∶50～1∶6,000。
8.如權(quán)利要求4～7中任一項(xiàng)所述的熒光敏感物質(zhì)，其特征為，所述(II)為化學(xué)式6表示的化合物，[化學(xué)式6] 化學(xué)式6中，A為氫或者甲基，U及U’可相同亦可不同，表示氫、或可被取代的烷基。
9.化學(xué)式7表示的熒光敏感物質(zhì)，[化學(xué)式7] 化學(xué)式7中，Q及Q’可相同亦可不同，也可以共同形成稠環(huán)，是選自氫、羥基、鹵素、可被取代的烷基、?；?、烷氧基、羧基、羧酸酯基、羧酰胺基、氰基、硝基、氨基及氨烷基中的取代基，D10、D20、D30及D40為下述(x)或下述(xx)的基團(tuán)(x)D10及D20可相同亦可不同，為可被取代的烷基，D30為氫，D40為下述化學(xué)式8表示的取代基，或者(xx)D10及D20可相同亦可不同，為下述化學(xué)式9表示的取代基，D30及D40可相同亦可不同，也可以共同形成稠環(huán)，為選自氫、羥基、鹵素、可被取代的烷基、?；?、烷氧基、羧基、羧酸酯基、羧酰胺基、氰基、硝基、氨基、及氨烷基中的取代基，[化學(xué)式8] [化學(xué)式9] 化學(xué)式8及化學(xué)式9中，在上述(x)的情況下，X為選自-COO-、-OCO-、-CH2NR-、-CH2S-、-CH2O-、-NR-、-NRCO-、-CONR-、-SO2NR-、-NRSO2-、-O-、-S-、-SS-、-NRCOO-、-OCONR-、及-CO-中的取代基；在上述(xx)的情況下，X為含有選自-COO-、-OCO-、-CH2NR-、-NR-、-NRCO-、-CONR-、-SO2NR-、-NRSO2-、-O-、-S-、-SS-、-NRCOO-、-OCONR-及-CO-中的至少1種取代基的碳原子數(shù)為1～30的亞烷基，R表示氫或可被取代的烷基，Y為可被取代的2價有機(jī)殘基，Z為-O-或-NR”-，R”為氫或可被取代的烷基，A可相同亦可不同，表示氫或者甲基，U及U’可相同亦可不同，表示氫或者可被取代的烷基。
10.如權(quán)利要求9所述的熒光敏感物質(zhì)，其特征為，所述Y具有化學(xué)式4或化學(xué)式5表示的結(jié)構(gòu)，[化學(xué)式4] [化學(xué)式5] 化學(xué)式4及化學(xué)式5中，n為2～5，j為1～5，m為1～200，Y及Y”可相同亦可不同，表示氫或者烷基。
11.如權(quán)利要求9或10所述的熒光敏感物質(zhì)，其特征為，所述D10、D20、D30及D40為所述(x)的情況下，所述Y為原子數(shù)為3～500、可以具有取代基的直鏈2價有機(jī)殘基。
12.如權(quán)利要求9～11中任一項(xiàng)所述的熒光敏感物質(zhì)，其特征為，所述D10、D20、D30及D40為所述(x)的情況下，所述p與所述q的摩爾比p∶q為1∶10～1∶4000。
13.如權(quán)利要求9或10所述的熒光敏感物質(zhì)，其特征為，所述D10、D20、D30及D40為所述(xx)的情況下，所述p與所述q的摩爾比p∶q為1∶50～1∶6000。
14.如權(quán)利要求4～13中任一項(xiàng)所述的熒光敏感物質(zhì)，其特征為，所述共聚物的至少一部分形成分子間交聯(lián)，具有三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)。
15.一種用于植入體內(nèi)的糖類測定用傳感器，其特征為，含有權(quán)利要求4～14中任一項(xiàng)所述的熒光敏感物質(zhì)。
16.化學(xué)式1表示的熒光單體化合物，[化學(xué)式1] 化學(xué)式1中，Q、Q’及D3可相同亦可不同，也可以共同形成稠環(huán)，是選自氫、羥基、鹵素、可被取代的烷基、?；⑼檠趸?、羧基、羧酸酯基、羧酰胺基、氰基、硝基、氨基及氨烷基中的取代基，D1、D2、及D4中的至少一個基團(tuán)為末端具有乙烯基、可使所述熒光單體化合物溶解于水的基團(tuán)。
17.如權(quán)利要求16所述的熒光單體化合物，其特征為，所述D1、D2、D3及D4為下述(i)或(ii)的基團(tuán)(i)D1及D2可相同亦可不同，為可被取代的烷基，D3為氫，D4為化學(xué)式2表示的取代基，(ii)D1及D2可相同亦可不同，為化學(xué)式3表示的取代基，D3及D4可相同亦可不同，也可以共同形成稠環(huán)，為選自氫、羥基、鹵素、可以被取代的烷基、?；?、烷氧基、羧基、羧酸酯基、羧酰胺基、氰基、硝基、氨基及氨烷基中的取代基，[化學(xué)式2] [化學(xué)式3] 化學(xué)式2及化學(xué)式3中，在上述(i)的情況下，X為選自-COO-、-OCO-、-CH2NR-、-CH2S-、-CH2O-、-NR-、-NRCO-、-CONR-、-SO2NR-、-NRSO2-、-O-、-S-、-SS-、-NRCOO-、-OCONR-及-CO-中的取代基；在上述(ii)的情況下，X為含有選自-COO-、-OCO-、-CH2NR-、-NR-、-NRCO-、-CONR-、-SO2NR-、-NRSO2-、-O-、-S-、-SS-、-NRCOO-、-OCONR-及-CO-中的至少一種取代基的碳原子數(shù)為1～30的亞烷基，R表示氫或可被取代的烷基，Y為可被取代的2價有機(jī)殘基，Z為-O-或-NR”-，R”為氫或可被取代的烷基。
18.一種用于測定糖類的熒光敏感物質(zhì)，其特征為，所述物質(zhì)至少由(I)及(II)2種化合物共聚而形成，(I)權(quán)利要求16、或者17所述的熒光單體化合物，(II)具有乙烯基的至少1種親水性非熒光性聚合性單體。
19.如權(quán)利要求18所述的熒光單體化合物，其特征為，所述(II)為含有(甲基)丙烯酰胺殘基的聚合性單體。
20.一種用于植入體內(nèi)的糖類測定用傳感器，其特征為，含有權(quán)利要求18或19所述的熒光敏感物質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種對葡萄糖等糖類的檢測能力優(yōu)良的熒光單體化合物、熒光敏感物質(zhì)，以及使用所述熒光敏感物質(zhì)的糖類測定用傳感器。本發(fā)明涉及在與糖類結(jié)合而發(fā)出熒光的疏水性部位僅導(dǎo)入一種親水性基團(tuán)而得到的熒光單體化合物、以及該熒光單體化合物和含有(甲基)丙烯酰胺殘基的聚合性單體共聚而得到的熒光敏感物質(zhì)。通過導(dǎo)入親水性基團(tuán)可以提高熒光敏感物質(zhì)對糖類的結(jié)合能力。
文檔編號G01N33/66GK1900212SQ20051008519
公開日2007年1月24日 申請日期2005年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月23日
發(fā)明者落合莊司, 川西徹朗, 松本淳 申請人:泰爾茂株式會社