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Patent Searching and Data


Title:
REAGENT FOR MEASUREMENT OF REACTIVE OXYGEN
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/107769
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a reagent for measuring reactive oxygen, which has excellent tissue permeability and can utilize wavelengths falling within the near-infrared region. The reagent is characterized by the following items (i) to (iii): (i) the reagent comprises a first cyanine compound residue and a second cyanine compound residue bound together; (ii) the first cyanine compound residue can react with a reactive oxygen species readily and can be decomposed; and (iii) the second cyanide compound residue is stable against a reactive oxygen species at a level equal to or higher than the first cyanide compound residue, and the first cyanide compound residue acts on the second cyanide compound residue as a quenching group.

Inventors:
NAGANO TETSUO (JP)
KOJIMA HIROTATSU (JP)
OUSHIKI DAIHI (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/053658
Publication Date:
September 03, 2009
Filing Date:
February 27, 2009
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Assignee:
UNIV TOKYO (JP)
NAGANO TETSUO (JP)
KOJIMA HIROTATSU (JP)
OUSHIKI DAIHI (JP)
International Classes:
C07D209/14; G01N31/00; G01N31/22
Domestic Patent References:
WO2007041923A12007-04-19
WO2008108074A12008-09-12
Foreign References:
JP2003501540A2003-01-14
Other References:
KOJIMA H.: "Kinosei Cyanine Shikiso no Kaihatsu to Seimei Kagaku eno Oyo", SANKYO FOUNDATION OF LIFE SCIENCE KENKYU HOKOKUSHU, vol. 24, 31 October 2008 (2008-10-31), pages 55 - 64
OSHIKI D. ET AL.,: "Cyanine Shikiso no Kassei Sanso Kanjusei no Kento to Kore ni Motozuku Atarashii Kassei Sanso Kenshutsu Probe no Kaihatsu", ABSTRACTS OF THE SYMPOSIUM OF THE JAPAN SOCIETY FOR ANALYTICAL CHEMISTRY, vol. 69, 1 May 2008 (2008-05-01), pages 118
OSHIKI D. ET AL.,: "Kin Sekigai Ryoiki de Sokutei Kano na Kassei Sanso Probe no Kaihatsu to Oyo", PROCEEDINGS OF THE ANNUAL MEETING OF THE PHARMACEUTICAL SOCIETY OF JAPAN, vol. 128, 5 March 2008 (2008-03-05), pages 6
Attorney, Agent or Firm:
SIKs & Co. (JP)
Patent business corporation patent firm Sykes (JP)
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Claims:
活性酸素測定用試薬であって、以下の(i)~(iii)の特徴を有する第一のシアニン化合物残基と第二のシアニン化合物残基が結合した化合物を含む試薬。
(i)  第一のシアニン化合物残基と第二のシアニン化合物残基とが、第一のシアニン化合物残基と第二のシアニン化合物残基のそれぞれに置換した置換基で直接結合しているか、又は第一のシアニン化合物残基と第二のシアニン化合物残基がリンカーを介して結合されており、
(ii) 第一のシアニン化合物残基は活性酸素種と容易に反応して分解する性質を有しており、
(iii)  第二のシアニン化合物残基は活性酸素種に対して第一のシアニン化合物残基と同等以上に安定であり、第一のシアニン化合物残基が第二のシアニン化合物残基に対して消光団として作用する性質を有している。
第一のシアニン化合物残基の共役ポリメチン鎖の1つの炭素に-S-基が置換している請求項1に記載の試薬。
第二のシアニン化合物残基の含窒素複素環部位に1つ又は2つのスルホ基を有している請求項1又は2に記載の試薬
第一のシアニン化合物残基が蛍光団中に下記の部分構造:
を有するシアニン化合物残基である請求項1ないし3に記載の試薬。
第二のシアニン化合物残基が近赤外領域に極大蛍光波長を有しており、かつ蛍光量子収率が0.03以上である請求項1ないし4に記載の試薬。
第一のシアニン化合物残基と第二のシアニン化合物残基をリンカーを介して結合させた請求項1ないし5に記載のいずれか1項に記載の試薬。
第二のシアニン化合物残基がカルボキシ基又はスルホ基でリンカーと結合する請求項6に記載の試薬。
第一のシアニン化合物残基及び第二のシアニン化合物残基がテトラメチルインドカルボシアニン化合物残基である請求項1ないし7のいずれか1項に記載の試薬。
下記の式で表される活性酸素測定用蛍光プローブ。
活性酸素種の測定方法であって、下記の工程:(A)請求項1に記載の試薬と活性酸素種とを反応させる工程、及び(B)上記工程(A)で生成した請求項1に記載の試薬由来の分解物の蛍光を測定する工程を含む方法。
Description:
活性酸素測定用試薬

 本発明は2個のシアニン化合物残基をリン カーを介して結合させた活性酸素測定用試薬 に関するものである。

 活性酸素種は生体において様々な重要な 割を演じていることが報告されている。例 ば、一酸化窒素は情報伝達のセカンドメッ ンジャーとして作用しており、循環器系に いて血圧の制御を行うなど多様な生理作用 発揮していることが知られている。スーパ オキサイドアニオンや過酸化水素は免疫系 どにおいて重要な生理作用を発揮している とが明らかにされている。ヒドロキシルラ カルは血管障害や虚血後の脳障害、あるい 紫外線によるDNA修飾に関わる知見が多数報 され、病因・病態との関係で特に障害性が い活性酸素種と考えられている。

 また、一酸化窒素とスーパーオキサイドア オンが反応することにより生成するパーオ シナイトライト(ONOO - )は芳香環のニトロ化が可能であるなど高い 化能を有しており、チロシンのニトロ化を 率よく行うなど、特徴的な反応性を有する 最近の報告によれば、チロシンがニトロ化 れることにより、チロシンのリン酸化が阻 され、MAPK、PI3K/Aktカスケードなどの情報伝 に重要な影響を及ぼすことが指摘されてい 。さらに、近年、次亜塩素酸イオンの生体 での作用が注目されている。好中球による 菌作用は主に次亜塩素酸イオンによると考 られており、アズール顆粒中のミエロペル キシダーゼにより、過酸化水素と塩化物イ ンから次亜塩素酸イオンが生成することが ン・ビトロで示された(Klebanoff, S. J. et al.,  The Neutrophils: Function and Clinical Disorders, No rth-Holland Publishing Company, Amsterdam, Netherlands, 1978)。また、次亜塩素酸イオンは血小板活性 化因子に誘導される微小循環障害の血管内皮 表面の損傷において重要な役割を果たすとの 報告がある(Suematsu, M., et al., J. Biochem., 106 , pp.355-360, 1989)。

 このように活性酸素種は炎症、老化、動脈 化等の各種疾患や情報伝達に関与している とから、種々の活性酸素種の生体内での役 の解明の重要性が高まっており、生体内の 性酸素種を測定するため、いくつかの蛍光 ローブが提案されている。例えば、国際公 WO 01/64664の活性酸素蛍光プローブ(J. Biol. C hem., 278, pp.3170-3175, 2003)、国際公開WO99/51586 及び国際公開WO02/18362に記載の一重項酸素蛍 プローブ、特開平10-226688、及び国際公開WO  2004/76466に記載の一酸化窒素蛍光プローブ、H 2 DCFDA(2',7'-ジクロロジヒドロフルオレセインジ アセテート、モレキュラー・プローブス社、 カタログ番号D-399)などが知られている。また 、ウミホタルルシフェリン誘導体MCLAを用い 化学発光法によってスーパーオキサイドア オンを測定する方法(Clinica Chimica Acta, 179,  pp.177-182, 1989)、一重項酸素を測定する方法(J.  Biolumin. Chemilumin., 6, pp.69-72, 1991)、及びル フェリン誘導体を活性酸素種に対する生物 光プローブとして使用した活性酸素種の測 方法(国際公開WO2007/111345)などが提案されて る。しかしながら、これらの蛍光プローブ 多くは組織透過性の低い可視光領域に吸収 び蛍光(発光)波長を有しており、イン・ビ において活性酸素種を可視化できるプロー ではない。

 一方、近年、生命化学研究において非侵 的に生体現象をイメージングするための蛍 プローブとして650nm~950nm付近の近赤外領域 吸収・蛍光波長を利用したイメージング技 が注目されている。例えば、カルボシアニ 系色素は、生体分子による吸収が比較的少 い650nm~950nm付近の近赤外領域に極大吸収波長 及び極大蛍光波長を持つため、生体組織の深 部まで透過できる波長の光を使用できる利点 を有する。加えて、近赤外領域は生体成分か らの自家蛍光も少ない。すなわち、カルボシ アニン系色素の特性はイン・ビボイメージン グにとって好適である。最近、生体分子を直 接蛍光ラベルするためのシアニン系色素に加 え、生体分子と特異的に反応することで蛍光 強度が変化するカルボシアニン色素が開発さ れた。一つはカルシウムイオンに対する近赤 外蛍光プローブであり(Ozmen, B., et al., Tetrah edron Lett., 41, pp.9185-9188, 2000)、もう一つは 酸化窒素(NO)に対する近赤外蛍光プローブで る(国際公開WO2005/080331)。これらの蛍光プロ ブは生体分子との特異的な反応の前後で励 /蛍光波長が変化することなく、蛍光強度の みが変化するプローブである。

 また、本発明者は、レシオ法により亜鉛イ ン濃度がイメージング可能なトリカルボシ ニン系蛍光プローブ(国際公開WO2005/080331)お びレシオ法によりpHがイメージング可能な リカルボシアニン系蛍光プローブ(国際公開W O2008/099914)を提案している。これらは亜鉛イ ン濃度、pH変化に応じて励起波長が移動する レシオ蛍光プローブである。さらに本発明者 らは、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)による蛍 光変化を利用したpH測定用のトリカルボシア ン系蛍光プローブも提案している(国際公開 WO2008/108074)。これらのレシオ法による蛍光プ ーブは、プローブ濃度、光源強度、細胞の きさなどに関係なく測定対象を定量的に測 可能である利点を有する。さらに様々な酵 に対するトリカルボシアニン系色素を利用 たプローブも提案されている。例えば、国 公開WO99/58161に記載のプロテアーゼに対する 蛍光プローブ、J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 4158 -4159に記載のβ-ラクタマーゼに対する蛍光プ ーブ、Nat. Chem. Biol. 2007, 10, 668-677に記載 システインプロテアーゼに対する蛍光プロ ブなどがある。これらの様々な酵素に対す 蛍光プローブはリンカーを介して蛍光色素 消光団が結合しており、酵素反応によって 光色素と消光団の結合が切断され活性な蛍 色素が形成されるものである。しかしなが 、カルボシアニン色素を活性酸素種に対す 蛍光プローブとして使用する方法について NOに対する蛍光プローブ以外はほとんど知 れていなかった。

国際公開WO01/64664

国際公開WO99/51586

国際公開WO02/18362

特開平10-226688号公報

国際公開WO2004/76466

国際公開WO2007/111345

国際公開WO2005/080331

国際公開WO2008/099914

国際公開WO2008/108074

国際公開WO99/58161 Clinica Chimica Acta, 179, pp.177-182, 1989 J. Biolumin. Chemilumin., 6, pp.69-72, 1991 J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 4158-4159 Nat. Chem. Biol. 2007, 10, 668-677

 本発明の課題は活性酸素測定用試薬を提 することにあり、より詳しくは、組織透過 に優れた近赤外領域の波長を利用可能な蛍 プローブとしての活性酸素測定用試薬を提 することが本発明の課題である。

 シアニン化合物は近赤外領域の蛍光測定 広く利用されている代表的な色素である。 発明者らは、シアニン化合物を利用して近 外領域において活性酸素種を測定可能なプ ーブを提供すべく鋭意研究を行った。シア ン化合物は長い共役ポリメチン鎖を有して ることから、活性酸素種と該共役ポリメチ 鎖が容易に反応して分解し、近赤外領域に ける吸収及び蛍光を失うという性質を有し いる。そこで、この性質を利用して、長い 役ポリメチン鎖を有する第一のシアニン化 物残基を活性酸素種の捕捉(反応)部位とし 、活性酸素種に対して安定な第二のシアニ 化合物残基と組み合わせ、第一のシアニン 合物残基を第二のシアニン化合物残基に対 て消光団として作用させるように活性酸素 定用試薬を設計した。この試薬を活性酸素 定用の蛍光プローブとして使用したところ 第一のシアニン化合物残基が活性酸素種と 応して分解することにより、第二のシアニ 化合物残基の蛍光が回復して近赤外領域の 照射により強い蛍光を発することが確認さ 、活性酸素測定用試薬として極めて優れた 質を有していることが確認できた。本発明 上記の知見を基にして完成された。

 すなわち、本発明により、活性酸素測定用 薬であって、以下の(i)~(iii)の特徴を有する 一のシアニン化合物残基と第二のシアニン 合物残基が結合した化合物を含む試薬が提 される。
(i)  第一のシアニン化合物残基と第二のシ ニン化合物残基とが、第一のシアニン化合 残基と第二のシアニン化合物残基のそれぞ に置換した置換基で直接結合しているか、 は第一のシアニン化合物残基と第二のシア ン化合物残基がリンカーを介して結合され おり、
(ii) 第一のシアニン化合物残基は活性酸素種 と容易に反応して分解する性質を有しており 、
(iii)  第二のシアニン化合物残基は活性酸素 種に対して第一のシアニン化合物残基と同等 以上に安定であり、第一のシアニン化合物残 基が第二のシアニン化合物残基に対して消光 団として作用する性質を有している。

 この発明の好ましい態様によれば、上記 試薬として、第一のシアニン化合物残基の 役ポリメチン鎖の1つの炭素に-S-基が置換し ており、第二のシアニン化合物残基の含窒素 複素環部位に1つ又は2つのスルホ基を有して る試薬が提供される。

 さらに、この発明の好ましい態様によれば 第一のシアニン化合物残基が蛍光団中に下 の部分構造:
を有するシアニン化合物残基である上記の試 薬;第二のシアニン化合物残基が近赤外領域 好ましくは650 nm以上に極大蛍光波長を有し おり、かつ蛍光量子収率が0.03以上である上 記の試薬;第一のシアニン化合物残基と第二 シアニン化合物残基とをリンカーを介して 合させた上記の試薬;リンカーが第二のシア ン化合物残基のカルボキシ基又はスルホ基 結合する上記の試薬;第一のシアニン化合物 残基及び第二のシアニン化合物残基がテトラ メチルインドカルボシアニン化合物残基であ る上記の試薬;リンカーの連結原子数が4から1 0個である上記の試薬;が提供される。

 上記発明の特に好ましい態様として、下記 式:
で表される活性酸素測定用蛍光プローブが上 記の試薬として提供される。

 別の観点からは、本発明により、活性酸 種の測定方法であって、下記の工程:(A)上記 の試薬と活性酸素種とを反応させる工程、及 び(B)上記工程(A)で生成した上記試薬由来の分 解物の蛍光を測定する工程を含む方法が提供 される。

 本発明により提供される活性酸素測定用 薬は、それ自体は極僅かな蛍光性を有し、 様な活性酸素種と反応した後に近赤外領域 強い蛍光を発する性質を有していることか 、細胞や組織に傷害を与えることなしにイ ・ビボにおいて活性酸素種を高い感度で測 することができるという優れた特徴を有し いる。

実施例の例1で得られた化合物2(第二の アニン化合物残基を構成するシアニン化合 )及び化合物3(第一のシアニン化合物残基を 成するシアニン化合物)のUVスペクトル及び 光スペクトルを示した図である。 Cy5、Cy7、実施例の例1で得られた化合物 2及び実施例の例1で得られた化合物3をヒドロ キシルラジカル、パーオキシナイトライト、 次亜塩素酸イオン、スーパーオキサイドアニ オンと反応させて極大吸収波長における吸光 度変化を測定した結果を示した図である。 本発明の活性酸素測定用試薬と各種の 性酸素種とを反応させた結果を示した図で る。図中、(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、及び(f)は れぞれヒドロキシルラジカル、パーオキシ イトライト、次亜塩素酸イオン、スーパー キサイドアニオン、一重項酸素、過酸化水 を示す。 本発明の活性酸素測定用試薬を用い、P MA添加によってHL60細胞が産生するスーパーオ キサイドアニオンを測定した結果を示した図 である。

 本発明の試薬において、第一のシアニン化 物残基としては活性酸素種と容易に反応し 分解する性質を有し、かつ第二のシアニン 合物残基の消光団として機能するシアニン 合物残基を選択する必要がある。本明細書 おいて「シアニン化合物残基」とは、シア ン化合物(例えば、カルボシアニン化合物、 チアカルボシアニン化合物、テトラメチルイ ンドカルボシアニン化合物;以下、これらを 称してカルボシアニン化合物と呼ぶ場合が る)の1つの水素原子を除いて生成する一価の 基を意味する。活性酸素種と容易に反応して 分解する性質については、例えば、活性酸素 種の1つであるヒドロキシルラジカル(・OH)を 成する標準的な方法として広く用いられて るフェントン反応により色素が分解する度 いに基づいて判定することができる。例え 、10μMのシアニン化合物のリン酸緩衝液溶 (0.1 M、pH 7.4)をフラスコ内で激しく攪拌し がら1 M 過酸化水素(H 2 O 2 )水溶液を終濃度1 mMとなるように加え、10 mM  鉄(II)水溶液を終濃度50μMとなるように滴下 る。シアニン化合物の極大吸収波長におけ 吸光度をこの操作を行う前後で比較し、そ 減少の有無で活性酸素種に対する反応性を 義することができる。例えば、このフェン ン反応により、37℃において1分以内に20%以 分解する場合に活性酸素種と容易に反応し 分解すると判定することができる。第一の アニン化合物残基は、活性酸素種に対して 二のシアニン化合物残基と同等か、又はそ 以上の反応性を有していればよく、第二の アニン化合物残基は、実質的に活性酸素種 対して安定であることが好ましい。ここで 活性酸素種に対して実質的に安定とは、活 酸素種による反応(分解や修飾)を全く受け い場合だけでなく、活性酸素種による反応 受けた場合でも、第二のシアニン残基の蛍 特性が、第一のシアニン化合物残基と第二 シアニン化合物残基の関係において変化し いことを指す。

 第一のシアニン化合物残基としては、例え 、上記[化1]に示した部分構造を有するシア ン化合物残基が好ましい。より具体的には 例えば、下記の一般式(I):
〔式中、R 1 、R 2 、R 3 、R 4 、R 5 、R 6 、R 7 、及びR 8 はそれぞれ独立に水素原子、スルホ基、ホス ホ基、ニトロ基、ハロゲン原子、又は置換基 を有していてもよいC 1-6 アルキル基を示し;R 9 及びR 10 はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい C 1-18 アルキル基を示し;R 11 は水素原子又は置換基を有していてもよいC 1-18 アルキル基を示す;Zは酸素原子、硫黄原子、 は-N(R 12 )-(式中、R 12 は水素原子又は置換基を有していてもよいC 1-6 アルキル基を示す。ただし、Zが-N(R 12 )-の場合、R 11 とR 12 は、活性酸素種と反応して、第二のシアニン 化合物残基の蛍光特性に影響を与える基は除 かれる)を示し;Y 1 及びY 2 はそれぞれ独立に-O-、-S-、又は-C(R 13 )(R 14 )-(式中、R 13 及びR 14 はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい C 1-6 アルキル基を示す)を示し;M - は電荷の中和に必要な個数の対イオンを示す 〕で表されるシアニン化合物の残基が好まし い。

 本明細書において、特に言及しない場合 はアルキル基は直鎖状、分枝鎖状、環状、 はそれらの組み合わせのいずれでもよい。 ルキル基が置換基を有する場合には、置換 の種類、個数、置換位置は特に限定されな が、例えば、アルキル基、アルコキシ基、 リール基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素 原子、臭素原子、ヨウ素原子のいずれでもよ い)、ヒドロキシ基、アミノ基、ニトロ基、 ルボキシ基若しくはそのエステル、スルホ 若しくはそのエステルなどを置換基として していてもよい。

 R 1 、R 2 、R 3 、R 4 、R 5 、R 6 、R 7 、又はR 8 が示すC 1-6 アルキル基としては、メチル基又はエチル基 などが好ましく、R 1 、R 2 、R 3 、R 4 、R 5 、R 6 、R 7 、又はR 8 が示すハロゲン原子としてはフッ素原子、塩 素原子などが好ましい。R 1 、R 2 、R 3 、R 4 、R 5 、R 6 、R 7 、又はR 8 が示すスルホ基又はホスホ基は、それぞれエ ステルを形成していてもよい。R 1 、R 2 、R 3 、R 4 、R 5 、R 6 、R 7 、又はR 8 がすべて水素原子であってもよい。

 R 9 、R 10 、及びR 11 が示すC 1-18 アルキル基としては、例えば、メチル基、エ チル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n- チル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert- チル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネ オペンチル基、tert-ペンチル基、1-メチルブ ル基、2-メチルブチル基、1-エチルプロピル 、n-ヘキシル基、1-メチルペンチル基、2-メ ルペンチル基、3-メチルペンチル基、4-メチ ルペンチル基、2,3-ジメチルブチル基、1,3-ジ チルブチル基、1,2-ジメチルブチル基、1-エ ルブチル基、2-エチルブチル基、1-イソプロ ピルプロピル基、n-ヘプチル基、n-オクチル 、n-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基 n-ドデシル基、n-トリデシル基、n-テトラデ ル基、n-ペンタデシル基、n-ヘキサデシル基 n-ヘプタデシル基、又はn-オクタデシル基な どを挙げることができる。アルキル基として は、直鎖状のアルキル基が好ましい。R 9 及びR 10 が示すC 1-18 アルキル基上に存在可能な置換基としては、 例えば、アルコキシ基、アリール基、ハロゲ ン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、 ウ素原子のいずれでもよい)、ヒドロキシ基 アミノ基、ニトロ基、カルボキシ基若しく そのエステル、又はスルホ基若しくはその ステルなどを挙げることができるが、これ のうち、カルボキシ基、スルホ基又はアミ 基などが好ましく、特にカルボキシ基又は ルホ基が好ましい。R 9 及びR 10 の両者が無置換のC 1-18 アルキル基であってもよく、あるいはそれら のいずれか片方のC 1-18 アルキル基が置換基を有することも好ましい 。R 9 及びR 10 がともに無置換アルキル基であることが好ま しく、ともにメチル基であることがより好ま しい。R 11 はカルボキシ基で置換されたC 1-4 アルキル基であることが好ましく、このカル ボキシ基でリンカーに結合することが好まし い。リンカーとの結合様式は特に限定されな いが、例えば、エステル結合やアミド結合な どが挙げられる。第一のシアニン化合物残基 と第二のシアニン化合物残基が第一のシアニ ン化合物残基と第二のシアニン化合物残基に 置換した置換基で直接結合する場合には、R 9 、R 10 、及びR 11 が示す置換基を有していてもよいC 1-18 アルキル基に置換したカルボキシ基、スルホ 基又はアミノ基などを利用してエステル結合 やアミド結合で第二のシアニン化合物残基と 結合することが好ましい。

 Zはリンカーに結合する酸素原子、硫黄原子 、又は-N(R 12 )-(Zが-N(R 12 )-の場合、R 11 とR 12 は、活性酸素種と反応して、第二のシアニン 化合物残基の蛍光特性に影響を与える基は除 かれる)を示し、R 12 は水素原子又は置換基を有していてもよいC 1-6 アルキル基を示す。Zがイオウ原子であるこ が好ましい。Zがイオウ原子である場合には 一のシアニン化合物残基の酸化電位が低下 、活性酸素種に対する反応性が増す効果が られる。R 12 は水素原子又はメチル基などが好ましい。Y 1 及びY 2 はそれぞれ独立に-O-、-S-、又は-C(R 13 )(R 14 )-を示し、R 13 及びR 14 はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい C 1-6 アルキル基を示す。Y 1 及びY 2 が-C(R 13 )(R 14 )-であることが好ましく、R 13 及びR 14 としてはメチル基が好ましい。M - は電荷の中和に必要な個数の対イオンを示す 。対イオンとしては、例えば、塩化物イオン 、硫酸イオン、硝酸イオン、過塩素酸アニオ ン、メタンスルホン酸アニオン、p-トルエン ルホン酸アニオン、シュウ酸アニオン、ク ン酸アニオン、酒石酸アニオンなどの有機 アニオン、グリシンなどのアミノ酸のイオ 、ナトリウムイオン、カリウムイオン、マ ネシウムイオンなどの金属イオン、4級アン モニウムイオンなどを挙げることができる。 例えば、一般式(I)においてR 9 及びR 10 が示すC 1-18 アルキル基にカルボキシ基、スルホ基などが 存在する場合、あるいはR 1 、R 2 、R 3 、R 4 、R 5 、R 6 、R 7 、及びR 8 のうちのいずれか1個以上がスルホ基又はホ ホ基であり、対イオンとしてナトリウムイ ンを用いる場合には、M - として2個以上の対イオンが必要になる場合 ある。また、一般式(I)においてR 9 又はR 10 が示す一方のC 1-18 アルキル基に1個のカルボキシ基又はスルホ などが存在する場合には、R 10 が結合する4級窒素原子上の陽電荷とカルボ シ基又はスルホ基のアニオンとが分子内ツ ッターイオンを形成するので、電荷の中和 必要な対イオンが不必要になる場合もある さらに、第二のシアニン化合物残基に電荷 中和に必要な数のカルボキシ基又はスルホ などを有する場合には、それらのアニオン 分子内ツビッターイオンを形成するので、 荷の中和に必要な対イオンが不必要になる 合もある。

 第一のシアニン化合物残基を構成するシア ン化合物として特に好ましい化合物の一例 下記に挙げるが、第一のシアニン化合物残 を構成するシアニン化合物は下記の特定の 合物に限定されることはない。この化合物 カルボキシ基がリンカーとアミド結合など 形成することが好ましい。

 第二のシアニン化合物残基は、活性酸素 に対して実質的に安定であり、消光団とし 機能する第一のシアニン化合物残基と同等 上に安定であればよく、多様なシアニン化 物残基を用いることができる。例えば、近 外領域、好ましくは650 nm以上に極大蛍光波 長を有しており、かつ蛍光量子収率が0.03以 であるシアニン化合物の残基を用いること 好ましく、蛍光団中に下記の部分構造:-CH=CH- CH=CH-CH=を有するものが特に好ましい。

 第二のシアニン化合物の残基としては、例 ば、下記の一般式(II):
〔式中、R 21 、R 22 、R 23 、R 24 、R 25 、R 26 、R 27 、及びR 28 はそれぞれ独立に水素原子、スルホ基、ホス ホ基、ハロゲン原子、又は置換基を有してい てもよいC 1-6 アルキル基を示し;R 29 及びR 30 はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい C 1-18 アルキル基を示し;Y 11 及びY 12 はそれぞれ独立に-O-、-S-、又は-C(R 31 )(R 32 )-(式中、R 31 及びR 32 はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい C 1-6 アルキル基を示す)を示す〕で表されるシア ン化合物の残基が好ましい。

 R 21 、R 22 、R 23 、R 24 、R 25 、R 26 、R 27 、又はR 28 が示すC 1-6 アルキル基としては、メチル基又はエチル基 などが好ましく、R 21 、R 22 、R 23 、R 24 、R 25 、R 26 、R 27 、又はR 28 が示すハロゲン原子としてはフッ素原子、塩 素原子などが好ましい。R 21 、R 22 、R 23 、R 24 、R 25 、R 26 、R 27 、又はR 28 が示すスルホ基又はホスホ基は、それぞれエ ステルを形成していてもよい。R 21 、R 22 、R 23 、R 24 、R 25 、R 26 、R 27 、又はR 28 がすべて水素原子であってもよい。R 21 、R 22 、R 23 、又はR 24 の内の1つがスルホ基などの電子吸引性の基( し、ニトロ基を除く)であるか、R 25 、R 26 、R 27 、又はR 28 の内の1つがスルホ基などの電子吸引性の基( し、ニトロ基を除く)であることが好ましく 、R 21 、R 22 、R 23 、又はR 24 の内の1つがスルホ基などの電子吸引性の基( し、ニトロ基を除く)であり、かつR 25 、R 26 、R 27 、又はR 28 の内の1つがスルホ基などの電子吸引性の基( し、ニトロ基を除く)であることがより好ま しく、特にR 22 及びR 26 が共にスルホ基であることが好ましい。この ような場合には、第二のシアニン化合物残基 の酸化電位が高まり、活性酸素種に対する安 定性が増す効果が得られる。

 R 29 及びR 30 はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい C 1-18 アルキル基を示す。アルキル基としては、例 えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、 ソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基 sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、 イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペン ル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基 、1-エチルプロピル基、n-ヘキシル基、1-メチ ルペンチル基、2-メチルペンチル基、3-メチ ペンチル基、4-メチルペンチル基、2,3-ジメ ルブチル基、1,3-ジメチルブチル基、1,2-ジメ チルブチル基、1-エチルブチル基、2-エチル チル基、1-イソプロピルプロピル基、n-ヘプ ル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル 、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、n-トリデ ル基、n-テトラデシル基、n-ペンタデシル基 、n-ヘキサデシル基、n-ヘプタデシル基、又 n-オクタデシル基などを挙げることができる 。アルキル基としては、直鎖状のアルキル基 が好ましい。R 29 及びR 30 が示すC 1-18 アルキル基上に存在可能な置換基としては、 例えば、アルコキシ基、アリール基、ハロゲ ン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、 ウ素原子のいずれでもよい)、ヒドロキシ基 アミノ基、ニトロ基、カルボキシ基若しく そのエステル、又はスルホ基若しくはその ステルなどを挙げることができるが、これ のうち、カルボキシ基、スルホ基又はアミ 基などが好ましく、特にカルボキシ基又は ルホ基が好ましい。R 29 及びR 30 の両者が無置換のC 1-18 アルキル基であってもよく、あるいはそれら のいずれか片方のC 1-18 アルキル基が置換基を有することも好ましい 。R 29 及びR 30 のうちのいずれかに置換するカルボキシ基又 はスルホ基がリンカーと結合することが好ま しい。リンカーとの結合様式は特に限定され ないが、例えばアミド結合、エステル結合、 スルホアミド結合などが挙げられる。R 29 及びR 30 のうちのいずれかに置換するカルボキシ基又 はスルホ基がリンカーを介さずに第一のシア ニン化合物残基の-Z-R 11 (ただし、R 11 は水素原子を示す)とアミド結合、エステル 合、チオエステル結合、スルホアミド結合 どで直接結合してもよく、R 29 及びR 30 のうちのいずれかに置換するカルボキシ基、 スルホ基又はアミノ基がリンカーを介さずに 一般式(I)で表される第一のシアニン化合物の 残基のR 9 、R 10 、及びR 11 が示す置換基を有していてもよいC 1-18 アルキル基に置換したカルボキシ基、スルホ 基又はアミノ基とアミド結合、エステル結合 、スルホアミド結合などで直接結合してもよ い。Y 11 及びY 12 はそれぞれ独立に-O-、-S-、又は-C(R 31 )(R 32 )-を示し、R 31 及びR 32 はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい C 1-6 アルキル基を示す。Y 11 及びY 12 が-C(R 31 )(R 32 )-であることが好ましく、R 31 及びR 32 としてはメチル基が好ましい。

 第二のシアニン化合物の残基を構成するシ ニン化合物の特に好ましい例として下記の 合物を挙げることができるが、第二のシア ン化合物残基を構成するシアニン化合物は 記の例に限定されることはない。この化合 の2個のカルボン酸のうちの1個の水素原子 除去して得られる残基が好ましく、該カル ン酸がリンカーとアミド結合することがさ に好ましい。

 リンカーは、第一のシアニン化合物残基が 二のシアニン化合物残基に対して消光団と て作用することができるように選択される 、この性質を有している限り、リンカーの 類は特に限定されることはない。リンカー 炭素原子のみからなるリンカーであっても いが、窒素原子、イオウ原子、又は酸素原 などのヘテロ原子を1個又は2個以上含むリ カーでもよい。リンカーは直鎖状、分枝鎖 、環状、又はそれらの組み合わせからなる のであってもよい。例えば、リンカーの連 原子数は1から10個程度であり、4から10個程 であることが好ましい。本明細書において リンカーの連結原子数とは、リンカーの一 の末端の原子から他方の末端の原子に至る 短経路に含まれる原子個数を意味する。リ カーは1又は2個以上の置換基を有していても よい。リンカーの一例として、例えば、下記 のリンカーを挙げることができるが、このリ ンカーの連結原子数は6である。

 第一のシアニン化合物残基が第二のシア ン化合物残基に対して消光団として作用す か否かは、例えば、第二のシアニン化合物 基の蛍光スペクトルに対して十分に吸収ス クトルが重なる第一のシアニン化合物残基 選択して、第一のシアニン化合物残基と第 のシアニン化合物残基の蛍光量子収率をそ ぞれ測定し、両者の蛍光量子収率を比較す ことにより予測可能であり、第二のシアニ 化合物残基の蛍光量子収率に対して第一の アニン化合物残基の蛍光量子収率が4分の1 下であることが好ましい。

 また、第二のシアニン化合物残基から第 のシアニン化合物残基に効率的にFRETが起る ように第二のシアニン化合物残基の蛍光スペ クトルに対して十分に吸収スペクトルが重な る第一のシアニン化合物残基を選択すれば、 第一のシアニン化合物残基は消光団に限らず 実質的に蛍光量子収率の高い蛍光団であって もよい(本明細書中、第一のシアニン化合物 基としての「消光団」には、第二のシアニ 化合物残基からのFRETによって効率的に蛍光 発する蛍光団も含む)。この場合、本発明の 活性酸素測定用試薬は、第二のシアニン化合 物残基の極大吸収波長で励起すると、活性酸 素種との反応前には、FRETによって第一のシ ニン化合物残基からの蛍光が観察され、活 酸素種との反応後には、第一のシアニン化 物残基が活性酸素種によって分解されるた にFRETが起らず第二のシアニン化合物残基か の蛍光が観察されることから、一波長励起 波長蛍光測定型のFRET蛍光プローブとして活 性酸素種を測定する試薬とすることもできる 。

 消光団として機能する第一のシアニン化合 残基と第二のシアニン化合物残基の組み合 せは、第一のシアニン化合物残基が活性酸 種に対して第二のシアニン化合物残基と同 か、又はそれ以上の反応性を有している組 合わせであればよく、言い換えれば、第二 シアニン化合物残基は活性酸素種に対して 一のシアニン化合物残基と同等以上に安定 あればよい。一方、インドカルボシアニン 合物などのカルボシアニン化合物では、化 物中の共役ポリメチン鎖が長くなるほど酸 電位が低くなり活性酸素種に対する反応性 上昇する。よって、第一のシアニン化合物 基と第二のシアニン化合物残基の組み合わ は、例えば、ジカルボシアニン化合物とジ ルボシアニン化合物、トリカルボシアニン 合物とトリカルボシアニン化合物、トリカ ボシアニン化合物とジカルボシアニン化合 の組み合わせが好ましい。

 一般式(I)のR 1 ないしR 10 および一般式(II)のR 21 ないしR 30 のうち1つ又は2つは細胞膜内に埋没可能な基 あってもよい。この場合、本発明の試薬を 局在型の蛍光プローブとして使用して、細 膜近傍で生成する活性酸素種を効率的に測 できる。細胞膜内に埋没可能な基としては 直鎖又は分岐C 7-18 アルキル基及びリン脂質(例えば、ホスファ ジルエタノールアミン類、ホスファリジル リン類、ホスファチジルセリン類、ホスフ チジルイノシトール類、ホスファチジルグ セロール類、カルジオリピン類、スフィン ミエリン類、セラミドホスホリルエタノー アミン類、セラミドホスホリルグリセロー 類、セラミドホスホリルグリセロールホス ァート類、1,2-ジミリストイル-1,2-デオキシ スファチジルコリン類、プラスマロゲン類 又はホスファチジン酸類が挙げられるが、 れらのリン脂質における脂肪酸残基は特に 定されず、炭素数12~20個程度の飽和又は不飽 和の脂肪酸残基を1個又は2個有するリン脂質 用いることができる)が好ましい。

 本発明の試薬を細胞、生体組織又はイン・ ボで使用する場合には、一般式(I)のR 1 ないしR 10 及び一般式(II)のR 21 ないしR 30 に置換する基、又は一般式(I)のR 1 ないしR 10 及び一般式(II)のR 21 ないしR 30 の置換基を有していてもよいアルキル基の置 換基を適宜選択して本発明の試薬の水溶性を 調節し、細胞膜透過型及び非膜透過型のプロ ーブとして使用することができる。例えば、 スルホ基及びカルボキシ基を1つ又は2つ、好 しくは3つ以上有する本発明の化合物は水溶 性が非常に高く非膜透過性を示して細胞内に 取り込まれないため、細胞外に放出される活 性酸素種の検出に好適に用いることができる 。また、例えば、置換基としてポリエチレン グリコールやポリプロピレングリコールなど のポリアルキレングリコール鎖を置換基とし て1つ又は2つ導入すれば、導入したポリアル レングリコール置換基の数とポリアルキレ グリコール鎖の長さによって所望の水溶性 適宜本発明の試薬に付加できる。

 本発明の試薬は水和物又は溶媒和物とし 存在する場合もあるが、いずれも本発明の 囲に包含される。また、本発明の試薬は、 換基の種類により、1個又は2個以上の不斉 素を有する場合があるが、1個又は2個以上の 不斉炭素に基づく光学活性体や2個以上の不 炭素に基づくジアステレオ異性体などの立 異性体のほか、立体異性体の任意の混合物 ラセミ体などは、いずれも本発明の範囲に 含される。

 本発明の試薬の代表的化合物の製造方法 本明細書の実施例に具体的に示した。従っ 、当業者は、これらの説明を基にして反応 料、反応条件、及び反応剤などを適宜選択 、必要に応じてこれらの方法に修飾や改変 加えることによって、本発明の試薬を容易 製造することができる。

 本明細書において用いられる「測定」と う用語は、定量、定性、又は診断などの目 で行われる測定、検査、検出などを含めて 最も広義に解釈しなければならない。本発 の活性酸素種の測定方法は、一般的には、( A)上記の試薬と活性酸素種とを反応させる工 、及び(B)上記工程(A)で生成した上記試薬由 の分解物の蛍光を測定する工程を含んでい 。 本発明の試薬により測定可能な活性酸 種としては、ヒドロキシルラジカル、パー キシナイトライト、次亜塩素酸イオン、一 化窒素、過酸化水素、スーパーオキサイド ニオン、及び一重項酸素などを挙げること できる。

 本発明の試薬を用いた蛍光測定手段は特 限定されないが、イン・ビトロで蛍光スペ トルを測定する方法や、バイオイメージン の手法を用いてイン・ビボで蛍光スペクト を測定する方法などを採用することができ 。例えば、定量を行う場合には、常法に従 て予め検量線を作成しておくことが望まし が、例えば定量的なヒドロキシルラジカル 発生系としてガンマーラジオリシス法など 利用することができ、一重項酸素の発生系 して、例えば、ナフタレンエンドパーオキ ド系(Saito, I,. et al., J. Am. Chem. Soc., 107, pp.6329-6334, 1985)などを利用することができる 。本発明の試薬はマイクロインジェクション 法等により細胞内に取り込ませれば、個々の 細胞内に局在する活性酸素種をバイオイメー ジング手法により高感度にリアルタイムで測 定することができるほか、細胞培養液又は組 織切片等の培養液又は灌流液中に用いること で細胞や生体組織が放出する活性酸素種を測 定できる。すなわち、本発明の試薬を用いる ことにより、細胞又は生体組織での酸化スト レスをリアルタイムに測定することが可能で あり、疾患病態の原因究明、治療薬の開発な どに好適に利用できる。

 本発明の試薬は、必要に応じて試薬の調 に通常用いられる添加剤を配合して組成物 して用いてもよい。例えば、生理的環境で 薬を用いるための添加剤として、溶解補助 、pH調節剤、緩衝剤、等張化剤などの添加 を用いることができ、これらの配合量は当 者に適宜選択可能である。これらの組成物 、粉末形態の混合物、凍結乾燥物、顆粒剤 錠剤、液剤など適宜の形態の組成物として 供される。

 以下、実施例により本発明をさらに具体的 説明するが、本発明の範囲は下記の実施例 限定されることはない。
例1:本発明の活性酸素測定用試薬の製造

(1)化合物5
 ヒドラジノベンゼンスルホン酸 4 (12.9 g,  67 mmol)と3-メチル-2-ブタノン (7 mL, 67 mmol) 酢酸 (30 mL) に溶解させ、攪拌しながら14時 間加熱還流した。室温まで放冷後、濾取して 得られる沈殿物をジエチルエーテルで洗い目 的物 (18.0 g)を得た。

(2)化合物6
 化合物5 (18.0 g, 59 mmol)をメタノール (20 m L) に溶解させ、飽和水酸化カリウムイソプ ピルアルコール溶液 (300 mL) を加えて攪拌 た。濾取して得られる黄色い沈殿物をイソ ロピルアルコールで洗い目的物 (15.2 g) を 得た。

(3)化合物7
 化合物6 (30.5 g, 0.11 mol)及び3-ヨードプロ オン酸 (25.0 g 0.13 mol) をo-ジクロロベンゼ ン (150 mL) に溶解させ、攪拌しながら110℃ 19時間加熱した。室温まで放冷後、上清を捨 て、残渣をイソプロピルアルコール及びジエ チルエーテルで洗い目的物 (26.5 g) を得た

(4)化合物2
 マロンアルデヒドジアニリド・塩酸塩 (2.5 g, 9.8 mmol) を塩化メチレン (15 mL) 及びN,N- ジイソプロピルエチルアミン (1.5 mL) 混合 に溶解させた。室温で攪拌しながら、この 液に無水酢酸 (1.5 mL) と塩化メチレン (5 m L) の混合液を滴下し、さらに室温で4時間攪 した。化合物7 (6.8 g, 19 mmol) 及び酢酸カ ウム (1.0 g, 10 mmol) のメタノール溶液 (20  mL)を 加熱還流させ、上記で得られた黄色 液を滴下した。さらに10時間加熱し、室温ま で放冷後、濾取して得られる沈殿物をイソプ ロピルアルコール及びジエチルエーテルで洗 い、逆相シリカゲルを用いたカラムクロマト グラフィーにより精製して目的物 (1.1 g) を 得た。

(5)化合物3
 IR-786 過塩素酸塩 (CAS No.115970-66-6, 1.5 g, 2 .6 mmol) をジメチルホルムアミド (DMF, 10 mL)  に溶解させ、 3-メルカプトプロピオン酸 ( 265μL, 3.0 mmol) 及びトリエチルアミン (425μL , 3.0 mmol)を加えた後、室温で20時間攪拌した 。反応液に塩化メチレンを加えて、塩化メチ レン/飽和食塩水で抽出した。有機層を集め 硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過後、溶媒 留去した。イソプロピルアルコールより再 晶して目的物 (1.3 g) を得た。

(6)化合物8
 化合物 3 (217 mg, 0.39 mmol) 及び O-(ベンゾ トリアゾール-1-イル)-N,N,N',N'-テトラメチルウ ロニウムヘキサフルオロリン酸塩(HBTU ,173 mg , 0.46 mmol) を塩化メチレン (10 mL) に溶解 せ、さらにN-tert-ブトキシカルボニル-trans-1,4 -シクロヘキサンジアミン (98 mg, 0.46 mmol)  び N,N-ジイソプロピルエチルアミン (75μL) を加えた。室温にて4時間攪拌した後、反応 に塩化メチレンを加えて、塩化メチレン/飽 和炭酸水素ナトリウム水溶液で抽出した。有 機層を集めて硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾 過後、溶媒を留去した。この化合物を精製せ ずに次の反応に用いた。

(7)化合物9
 化合物 8 を50%トリフルオロ酢酸/塩化メチ ン溶液 (20 mL) に溶解させ、室温で3時間攪 拌した。溶媒を留去し、少量のメタノールに 溶解させた後、ジエチルエーテル (約200 mL) を加えて再沈殿させた。濾過して得られる 殿物をイソプロピルアルコールより再結晶 て目的物 (104 mg) を得た。

(8)化合物1(FOSCY-1)
 化合物 2 (233 mg, 0.33 mmol) をジメチルホ ムアミド (10 mL) に溶解させ、これにHBTU (1 08 mg, 0.28 mmol) のジメチルホルムアミド溶  (10 mL)、続いて化合物 9 (80 mg, 0.12 mmol)  及びN,N-ジイソプロピルエチルアミン (25μL)  のジメチルホルムアミド 溶液(10 mL) を滴下 した。室温で9時間攪拌したのち、溶媒を留 した。得られる残渣を分取HPLCにより精製し 目的物 (40 mg) を得た。
1 H NMR (300 MHz, DMF-d 7 ): δ 8.77 (d, 2H, J = 14.1 Hz), 8.47 (m, 2H), 8 .33 (br, 1H), 7.85-7.26 (m, 15H), 6.64-6.53 (m, 2H),  6.37 (m, 3H), 4.42 (br, 4H), 3.78 (s, 6H), 3.04  (t, 2H, J = 7.2 Hz), 2.63 (m, 4H), 2.46 (t, 2H,  J = 7.2 Hz), 1.83-1.68 (m, 30H), 1.20-1.07 (m, 4H).
13 C-NMR (100 MHz, DMF-d 7 ): δ 179.6, 178.9, 178.4, 177.8, 174.6, 174.5, 168. 2, 167.9, 161.0, 160.0, 151.8, 151.6, 150.7, 149.0,  147.8, 147.7, 146.8, 146.5, 146.4, 138.9, 134.2, 131. 9, 131.8, 130.5, 128.0, 125.6, 125.5, 116.7, 116.1,  115.8, 110.1, 109.5, 107.2, 54.9, 54.7, 54.6, 53.2,  53.1, 51.6, 51.5, 51.2, 41.5, 38.9, 37.6, 36.7, 32.8 , 32.3, 31.6, 26.5, 14.1, 14.0, 13.7.
HRMS (ESI - ): m/z calcd for (M - H) - , 1287.53328; found, 1287.53710.

 上記で得られた化合物2(第二のシアニン化 物残基を構成するシアニン化合物)及び化合 3(第一のシアニン化合物残基を構成するシ ニン化合物)のUVスペクトル及び蛍光スペク ルを図1に示す。図中、実線は吸収スペクト を、点線は蛍光スペクトルを示している。 の結果、化合物2の蛍光スペクトルと化合物 3の吸収スペクトルは大きな重なりがあり、 鳴エネルギー移動を起こす組み合わせとし 適していることが分かる。
 また、化合物1(FOSCY-1)の光化学的性状は以下 のとおりであった。
極大吸収波長: 644 nm(100mMリン酸バッファー(p H 7.4)中)
極大蛍光波長: 668 nm(100mM リン酸バッファー (pH 7.4)中)
量子収率φ: 0.014(メタノール中のクレジルバ オレットを蛍光標準0.54とした相対値)
モル吸光係数ε (×10 5 M -1 cm -1 ):1.5

例2
 Cy5、Cy7、上記で得られた化合物2(第二のシ ニン化合物残基を構成するシアニン化合物) び化合物3(第一のシアニン化合物残基を構 するシアニン化合物)をヒドロキシルラジカ 、パーオキシナイトライト、次亜塩素酸イ ン、スーパーオキサイドアニオンと反応さ て極大吸収波長における吸光度変化を測定 た。測定は、10μMのCy5、Cy7、化合物2及び化 物3の0.1Mリン緩衝液を調製し、調製した溶 を以下の条件:
(a)ヒドロキシルラジカル
過酸化水素及び過塩素酸鉄(II)をそれぞれ終 度1mM、50μMとなるよう添加
(b)パーオキシナイトライト
パーオキシナイトライトを終濃度10μMとなる う添加
(c)次亜塩素酸イオン
次亜塩素酸イオンを終濃度10μMとなるよう添
(d)スーパーオキサイドアニオン
キサンチンオキシダーゼ及びキサンチンをそ れぞれ終濃度4mU、33μMとなるよう添加、
で行った。結果を図2に示す。図中、各活性 素種における測定結果は、左からCy5、化合 2、Cy7及び化合物3の順で示している。

 図2より、トリカルボシアニン化合物であ るCy7は、全ての活性酸素種の添加によってジ カルボシアニン化合物であるCy5より大きな吸 光度の減少を示しており、Cy5より活性酸素種 に対する反応性が高いことが確認された。ま た、共役ポリメチン鎖にチオエーテル基を導 入したCy7誘導体である化合物3は、全ての活 酸素種に対してCy7より大きな吸光度の減少 示しており、Cy7より活性酸素種に対する反 性が高いことが確認された。このことから 共役ポリメチン鎖にチオエーテル基を導入 ることにより、シアニン化合物の活性酸素 に対する反応性が向上することが示された 一方、インドレニン部位に電子吸引性のス ホ基を導入したCy5誘導体である化合物2では 全ての活性酸素種に対して最も吸光度の減 が小さく、特にスーパーオキサイドアニオ では全く吸光度が減少しなかった。このこ から、インドレニン部位にスルホ基などの 子吸引性の置換基を導入することで、シア ン化合物の活性酸素種に対する安定性が向 することが示された。

例3
 本発明の活性酸素測定用試薬を種々の活性 素種と反応させて蛍光スペクトル変化を測 した。測定は以下のように行った。
(1)ヒドロキシルラジカル
 1μMの化合物1のリン酸緩衝液溶液(0.1 M、pH  7.4、共溶媒として0.1% DMFを含む)を室温下、 ラスコ内で激しく攪拌しながら1 M H 2 O 2 水溶液を終濃度0.1 mMとなるように加え、次 で1 mMの過塩素酸鉄(II)水溶液を終濃度0μM、0 .13μM、0.25μM、0.5μM、1μM、2μM、3μMとなるよ に滴下した。1分後に蛍光光度計で644nmの励 光にて蛍光スペクトルを測定した。

(2)パーオキシナイトライト
 1μMの化合物1のリン酸緩衝液溶液(0.1 M、pH  7.4、共溶媒として0.1% DMFを含む)を室温下、 ュベット中で攪拌しながら、1 mM パーオキ ナイトライトの0.1N水酸化ナトリウム水溶液 を終濃度0μM、0.3μM、0.7μM、1μM、2μMとなるよ うに滴下した。1分後に蛍光光度計で644nmの励 起光にて蛍光スペクトルを測定した。
(3)次亜塩素酸イオン
 1μMの化合物1のリン酸緩衝液溶液(0.1 M、pH  7.4、共溶媒として0.1% DMFを含む)を室温下、 ュベット中で攪拌しながら、1 mM次亜塩素酸 ナトリウムの0.1N水酸化ナトリウム水溶液を 濃度0μM、0.3μM、0.7μM、1μM、2μM、3μMとなる うに滴下した。1分後に蛍光光度計で644nmの 起光にて蛍光スペクトルを測定した。

(4)スーパーオキサイドアニオン
 1μMの化合物1のリン酸緩衝液溶液(0.1 M、pH  7.4、共溶媒として0.1% DMFを含む)を室温下、 ュベット中で攪拌しながら、終濃度4 mU/mLと なるようキサンチンオキシダーゼ水溶液を加 え、続いて終濃度33μMのキサンチン-DMF溶液を 添加した。30分後に蛍光光度計で644nmの励起 にて蛍光スペクトルを測定した。スーパー キサイドジスムターゼで処理した場合には 終濃度60 U/mLのスーパーオキサイドジスムタ ーゼ水溶液をキサンチンオキシダーゼ水溶液 を添加する前に加えた。
(5)一重項酸素
1μMの化合物1の重水溶液を37℃、キュベット で攪拌しながら、熱依存的に一重項酸素を 出することが知られている一重項酸素放出 EP-1(3-(1,4-ジヒドロ-1,4-エピジオキシ-1-ナフチ ル)プロピオン酸)のDMF溶液を終濃度0.2 mMにな るように添加し、30分後に蛍光光度計で644nm 励起光にて蛍光スペクトルを測定した。

(6)過酸化水素
1μMの化合物1のリン酸緩衝液溶液(0.1 M、pH 7. 4、共溶媒として0.1% DMFを含む)を室温下、キ ベット中で攪拌しながら1 M H 2 O 2 水溶液を終濃度10 mMとなるように添加し、30 後に蛍光光度計で644nmの励起光にて蛍光ス クトルを測定した。
 結果を図3に示す。図3より、本発明の化合 1は、ヒドロキシルラジカル、パーオキシナ トライト、次亜塩素酸イオンと濃度依存的 反応して668nmの蛍光強度が上昇することが 認できる。また、スーパーオキサイドアニ ン、一重項酸素の添加によっても668nmの蛍光 強度が上昇することが確認できることから、 化合物1はヒドロキシルラジカル、パーオキ ナイトライト、次亜塩素酸イオン、スーパ オキサイドアニオン、一重項酸素を644nmの近 赤外領域の励起光を使って測定可能であるこ とが示された。

例4
 ヒト前骨髄性白血病由来のHL60細胞が産生す るスーパーオキサイドアニオンの測定
10%(V/V)ウシ胎児血清、ペニシリン(100U/mL)スト プトマイシン(100μg/mL)を含むRoswell Park Memor ial Institute (RPMI) 培地でCO 2 インキュベーターを用いて培養したHL60細胞 Hanks' balanced salts solution (HBSS)で1×10 6 cell/mLとなるように希釈し、3mLをプラスチッ キュベット中に移した。化合物1を最終濃度0 .1μM(共溶媒としてDMF 0.1%を含む)を加え、溶 をゆっくりと37℃攪拌した。測定開始後1分 Phorbol 12-Myristate 13- Acetate(PMA)1μg(共溶媒と てDMF 0.2%を含む)、又は対象としてDMF 3μLを えた。スーパーオキサイドジスムターゼで 理した場合には、終濃度60 U/mLのスーパー キサイドジスムターゼ(SOD)をPMA添加前に加え た。励起光645nm、蛍光波長668nmで一分毎に蛍 強度を測定した。結果を図4に示す。PMA添加 に顕著な蛍光上昇が観察され、HL60細胞から スーパーオキサイドアニオンが細胞外に産生 放出されていることが分かる。測定液内にあ らかじめSODを添加するとこの上昇が抑制され ることから活性酸素種がスーパーオキサイド アニオンであることが確認できる。このよう に、本発明の活性酸素測定用試薬を使用する と生細胞が産生する活性酸素種を感度良く測 定することができる。