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用于淀粉样蛋白原纤维、淀粉样蛋白斑块、RNA和核仁的检测和成像的组合物和方法

摘要

化合物用于检测蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者和/或对其进行成像,用于筛选或测试抑制剂对蛋白质或肽的淀粉样变性和/或原纤维生长的功效,和/或用于检测RNA和核仁成像。所述化合物是d8或d10金属配合物或其盐。所述化合物的金属配合物可以结合到蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者和/或RNA、核仁或两者。该结合诱导金属配合物的积聚和超分子自组装,从而引起金属配合物的光物理性质的变化。

著录项

  • 公开/公告号CN112912732A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-06-04

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 香港大学;

    申请/专利号CN201980065186.X

  • 发明设计人 任咏华;罗善仪;杨靖琳;

    申请日2019-08-02

  • 分类号G01N33/58(20060101);

  • 代理机构11280 北京泛华伟业知识产权代理有限公司;

  • 代理人郭广迅;李渤

  • 地址 中国香港薄扶林道

  • 入库时间 2023-06-19 11:14:36

说明书

发明领域

本发明总体上涉及检测分析物和/或对分析物进行成像,更具体地涉及检测蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者和/或对其进行成像。本发明也属于筛选或测试淀粉样蛋白原纤维形成和/或淀粉样蛋白斑块形成的抑制剂的功效的领域,以及检测与神经退行性疾病、痴呆和其他相关疾病或病症有关的淀粉样蛋白原纤维形成和斑块形成和/或对其进行成像的领域。本发明还涉及检测RNA和对核仁进行成像。

淀粉样蛋白是蛋白质或肽的线状聚集体,其通常以β-折叠构象排列,使异常蛋白质或肽在组织中积累。它们与许多具有多种不同症状的病症相关,包括阿尔茨海默氏病、2型糖尿病、亨廷顿氏病、帕金森氏病、痴呆以及其他相关疾病或病症。这些疾病或病症被统称为淀粉样变性或蛋白质病,已被确定为源自多种蛋白质或肽的异常聚集,并因此破坏组织和/或器官的功能。

阿尔茨海默氏病是最常见的由蛋白质病引起的神经退行性疾病之一,也是痴呆的主要原因。认为细胞外淀粉样β肽的形成和沉积是疾病过程中的主要事件,其次是τ蛋白的过度磷酸化和神经原纤维缠结的形成(Hamley,Chem.Rev.,112:5147-5192(2012))。这些可能首先导致神经元细胞的生化通讯功能障碍,随后导致神经元细胞死亡。

帕金森氏病是蛋白质病引起的神经退行性疾病的另一个代表性实例。帕金森氏病的社会影响随着老年人群数量的增加而增大。通常,帕金森氏病与α-突触核蛋白聚集体异常积聚以形成淀粉样蛋白原纤维以及中脑中产生多巴胺的神经元的过早死亡有关(Singleton等人,Science,302:841-841(2003))。这些导致纹状体中多巴胺的急剧消耗。由于帕金森氏病主要影响运动系统,因此最明显的症状是平衡障碍、运动迟缓、痉挛和震颤。

尽管淀粉样变性和蛋白质病构成生物医学研究,尤其是神经科学研究的重要课题,但是对这些病症的早期诊断仍然是一项尚未解决的挑战。有多种方法可用于检测淀粉样蛋白原纤维形成,这些方法包括比色染色、荧光染色和酶联免疫吸附测定(ELISA)。然而,这些现有的检测方法具有限制其应用的缺点。例如,使用染料如刚果红进行比色染色通常需要使用偏振光显微镜,而且染料的双折射难以解释(Biancalana等人,Biochim.Biophys.Acta,1804:1405-1412(2010))。使用硫黄素T的荧光染色被广泛用于鉴定错误折叠的蛋白质聚集体和对其染色。但是,硫黄素T的发射信号不在红色或近红外(NIR)区域。因此,由于荧光发射光谱的重叠,硫黄素T的评估被来自各种生物分子的自发荧光复杂化(Anderson等人,J.Clin.Pathol.,27:656-663(1974))。此外,硫黄素T具有不利的小斯托克斯位移,进一步限制了蛋白质或肽的淀粉样蛋白和斑块的检测。ELISA还具有固有的缺点,因为它需要在化学发光检测过程中使用昂贵的酶联抗体和致癌物(Yu等人,Angew.Chem.,Int.Ed.,53:12832-12835(2014))。它还承担着低估或假阳性确定淀粉样蛋白水平的风险(Stenh等人,Ann.Neurol.,58:147-150(2005);Sehlin等人,J.AlzheimersDis.,21:1295-1301(2010))。

作为真核细胞细胞核中的关键组分以及最大的结构,核仁是最熟知的核糖体生物发生的位点(Olson等人,Trends Cell Biol.,10:189-196(2000);Németh等人,TrendsGenet.,27:149-156(2011);O’Sullivan等人,Biomol.Concepts,4:277-286(2013))。核仁参与核糖体RNA(rRNA)的转录和加工,并在核糖体蛋白的组装中发挥作用。相关数目的核仁的异常形态变化或改变可能是特定类型的癌症和其他人类病症的原因(Busch等人,CancerRes.,23:313-339(1963);Kelemen等人,Cancer,65:1017-1020(1990);Krystosek,Exp.Cell Res.,241:202-209(1998);Derenzini等人,J.Pathol.,191:181-186(2000);Lammerding等人,J.Cell Biol.,170:781-791(2005);Quin等人,Biochim.Biophys.Acta,1842:802-816(2014);Woods等人,Biochim.Biophys.Acta,1849:821-829(2015))。结果,核仁被认为是用于恶性病变的病理检测的诊断生物标志物,并且作为癌症化疗的靶点正在被研究。核糖核酸酶(RNA酶)是一类核酸酶,其催化RNA降解成较小的组分(Raines,Chem.Rev.,98:1045-1066(1998))。例如,胰腺RNA酶,通常缩写为RNA酶A,是人体器官和组织中主要的内切核糖核酸酶(Huang等人,PLoS One,9:e96490(2014))。已经发现它在自身免疫性疾病、肾衰竭和胰腺疾病中起作用。也已经报道了抗肿瘤活性,因为RNA酶A家族的一些成员具有细胞抑制作用和细胞毒性作用。它们显示出针对肿瘤细胞而不是正常细胞的不同细胞毒性,因为正常细胞由于其对RNA酶抑制剂的高亲和力而受到保护(Gaur等人,J.Biol.Chem.,276:24978-24984(2001))。

尽管核仁在疾病治疗诊断学中起着关键作用,但到目前为止,只有一种可商购的用于核仁成像的探针,即SYTO

迫切需要开发一种用于快速检测蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者和/或对其进行成像的方法,以实现由淀粉样变性病和蛋白质病引起的疾病和病症的早期诊断。迫切需要开发一种用于快速筛选或评价抑制剂对蛋白质或肽的淀粉样变性和/或原纤维生长的功效的方法。还迫切需要开发一种用于RNA的快速检测和核仁成像的方法,实现早期诊断特定类型的癌症和其他人类病症。

本发明的目的是提供化合物以检测分析物和/或对其进行成像或筛选和/或测试抑制剂,特别是(1)检测蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者和/或对其进行成像,(2)筛选或测试抑制剂对蛋白质或肽的淀粉样变性和/或原纤维生长的功效,和/或(3)检测RNA和对核仁进行成像。

本发明的另一个目的是提供用于检测分析物和/或对其进行成像或筛选和/或测试抑制剂的方法,特别是用于(1)检测蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者和/或对其进行成像,(2)筛选或测试抑制剂对蛋白质或肽的淀粉样变性和/或原纤维生长的功效,和/或(3)检测RNA和对核仁进行成像的方法。

本发明的又一个目的是提供用于检测分析物和/或对其进行成像或筛选和/或测试抑制剂的试剂盒,特别是用于(1)检测蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者和/或对其进行成像,(2)筛选或测试抑制剂对蛋白质或肽的淀粉样变性和/或原纤维生长的功效,和/或(3)检测RNA和对核仁进行成像的试剂盒。

公开了用于检测分析物和/或对其进行成像或筛选和/或测试抑制剂的化合物、混合物、组合物、试剂盒和方法。

例如,在某些形式中,化合物是d

(a)配位数为2、3或4的金属原子,其选自Pt(II)、Pd(II)、Ni(II)、Ir(I)、Rh(I)、Au(III)、Ag(III)、Cu(III)、Ni(0)、Pd(0)、Pt(0)、Cu(I)、Ag(I)、Au(I)、Zn(II)、Cd(II)和Hg(II);和

(b)一个或多个具有供体原子的配体,所述供体原子独立地选自碳(C)、氮(N)、氧(O)、磷(P)、硫(S)、砷(As)和硒(Se)。

金属配合物可以具有平面结构或部分平面结构。金属配合物可以结合到分析物,其中金属配合物与分析物的结合通过非共价金属-金属相互作用诱导金属配合物的聚集和超分子自组装。非共价相互作用,如π-π堆积相互作用、静电相互作用、氢键相互作用、疏水相互作用及其组合可有助于金属配合物与分析物的结合,这导致金属配合物的聚集和超分子自组装。

在某些形式中,分析物是蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者。在某些形式中,分析物是RNA、核仁或两者。

金属配合物的聚集和超分子自组装可产生金属配合物的光物理性质的变化。在某些形式中,光物理性质的变化可包括吸光度、发光、共振光散射(RLS)或其组合的变化。在某些形式中,发光的变化可包括发光量子产率和/或发射强度的增加。在某些形式中,发光的变化可以是或包括发射能量或波长的偏移,优选红移。

在某些形式中,金属配合物通过非共价相互作用,例如但不限于π-π堆积相互作用、静电相互作用、氢键相互作用、疏水相互作用及其组合,结合到分析物。然后,该金属配合物-分析物集合体(ensemble)使金属配合物极紧密组装以形成聚集体,从而增强金属配合物的分子之间的非共价金属-金属相互作用,并引起金属配合物的光物理性质如发光的变化。

金属配合物对给定分析物的特异性基于它们之间的非共价相互作用的组合。如以下描述和实例所证明的,可以通过分子工程设计金属配合物与分析物之间的非共价相互作用。d

通过选择金属中心和/或金属中心的配体,特别是金属配合物的配体上的官能团,可以设计和/或改造d

优选地,分析物具有重复结构以实现金属配合物在其上的聚集和超分子自组装。在某些形式中,分析物被静电吸引到金属配合物,并且分析物与金属配合物之间的静电相互作用可以是结合的驱动力之一。在某些形式中,分析物是电中性的或对金属配合物具有静电排斥力,并且金属配合物可以通过其他类型的非共价相互作用,例如但不限于π-π堆积相互作用、氢键相互作用、疏水相互作用及其组合,结合到这样的分析物。

所述化合物可具有式I的结构:

其中

(a)M表示选自Pt(II)、Pd(II)、Ni(II)、Ir(I)、Rh(I)、Au(III)、Ag(III)和Cu(III)的金属原子,

(b)L

(c)n+/-表示式中金属配合物携带的正电荷或负电荷的数目,其中n为零或正整数,如1、2、3、4和5,

(d)X

(e)

(f)虚线表示任选的两个配体之间的共价键、任选的来自两个配体的环部分的稠合或其组合。

在某些形式中,L

所述化合物可以具有式II的结构:

其中M′表示选自Ni(0)、Pd(0)、Pt(0)、Cu(I)、Ag(I)、Au(I)、Zn(II)、Cd(II)和Hg(II)的金属原子,

其中L

所述化合物也可以具有式III的结构:

其中L

公开了制备示例性化合物的方法。所述方法与多种官能团、配体、金属配合物和化合物兼容,且因此可以由所公开的方法获得多种衍生物。

公开了检测包含蛋白质或肽的样品中的蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者的方法。所述方法包括(a)将一种或多种所公开的化合物与样品组合,和(b)检测化合物的金属配合物的光物理性质的变化。金属配合物的光物理性质变化的检出表明存在金属配合物的聚集和超分子自组装,其中存在金属配合物的聚集和超分子自组装表明样品中存在蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者。

公开了对包含蛋白质或肽的样品中的蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者进行成像的方法。所述方法包括(a)在允许化合物的金属配合物与蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者结合并随后发生金属配合物的聚集和超分子自组装的条件下将一种或多种公开的化合物与样品组合,其中金属配合物的聚集和超分子自组装产生化合物的金属配合物的光物理性质的变化,和(b)基于对聚集和超分子自组装后的金属配合物具有特异性的一种或多种光物理性质对蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者进行成像。

在某些形式中,样品包含人或非人动物体液、人或非人动物组织或其组合。体液可以是脑脊髓液;组织可以是脑组织。在某些形式中,样品中蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者含有蛋白质或肽的线状聚集体,所述聚集体以β-折叠构象排列。

公开了用于测试抑制剂对蛋白质或肽的淀粉样变性和/或原纤维生长的功效的方法。所述方法包括(a)将一种或多种公开的化合物与含有蛋白质或肽的经抑制剂处理的样品组合,以及将其分开地与含有蛋白质或肽的未经处理的样品组合,以及(b)比较两个样品之间的化合物的金属配合物的光物理性质。两个样品之间的金属配合物的光物理性质差异的大小表明金属配合物的聚集和超分子自组装状态的变化程度;金属配合物的聚集和超分子自组装状态的变化程度表明抑制剂的功效。

公开了检测样品中的RNA、核仁或两者的方法。所述方法包括(a)将一种或多种公开的化合物与样品组合,以及(b)检测化合物的金属配合物的光物理性质的变化。金属配合物的光物理性质变化的检出表明存在金属配合物的聚集和超分子自组装,其中存在金属配合物的聚集和超分子自组装表明样品中存在RNA、核仁或两者。

公开了对样品中的核仁进行成像的方法。所述方法包括(a)在允许化合物的金属配合物与核仁结合以及随后发生金属配合物的聚集和超分子自组装的条件下,将一种或多种公开的化合物与样品组合,其中金属配合物的聚集和超分子自组装产生化合物的金属配合物的光物理性质的变化,和(b)基于对聚集和超分子自组装后的金属配合物具有特异性的一种或多种光物理性质对核仁进行成像。

在某些形式中,样品包含真核细胞。所述细胞可以是但不限于3T3细胞、A549细胞、中国仓鼠卵巢(CHO)细胞、HEK 293细胞、HeLa细胞、Hep G2细胞和HT1080细胞。

还公开了用于检测蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者和/或对其进行成像,用于筛选或测试抑制剂对蛋白质或肽的淀粉样变性和/或原纤维生长的功效,和/或用于检测RNA和对核仁进行成像的试剂盒。试剂盒可以在一个或多个容器中包含一种或多种公开的化合物和任选的使用说明书。试剂盒还可以包含载体。

公开的化合物、混合物、组合物、试剂盒和方法的其他优点部分将在下面的描述中部分阐述,部分将从描述中理解,或者可以通过实践所公开的化合物、混合物、组合物、试剂盒和方法认识到。所公开的化合物、混合物、组合物、试剂盒和方法的优点将通过所附权利要求中特别指出的要素和组合来实现和获得。应当理解,前面的一般性描述和下面的详细描述两者都只是示例性和说明性的,并不限制所要求保护的发明。还应理解,所公开的化合物、混合物、组合物、试剂盒和方法不限于所描述的特定方法学、方案和/或试剂,因为它们可以变化。

结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图说明所公开的化合物、混合物、组合物、试剂盒和方法的几个实施方案,并且与说明一起用于解释所公开的化合物、混合物、组合物、试剂盒和方法的原理。

图1示出配合物1-Pt在298K下在二甲基甲酰胺(DMF)(线a)和水(线b)溶液中的UV-可见吸收光谱。

图2示出配合物1-Pt在298K下在DMF(线a)和水(线b)溶液中的归一化发射光谱。

图3A示出在PBS缓冲液中添加不同量的胰岛素淀粉样蛋白(0-10μM)后,配合物1-Pt(50μM)的UV-可见吸收光谱。箭头指示光谱变化的趋势。图3B示出在550nm处的吸光度相对于胰岛素淀粉样蛋白的浓度的关系图。

图4A示出在PBS缓冲液中添加不同量的胰岛素淀粉样蛋白(0-10μM)后,配合物1-Pt(50μM)的校正发射光谱。箭头指示光谱变化的趋势。图4B示出在650nm处的相对发射强度相对于胰岛素淀粉样蛋白的浓度的关系图。

图5A示出在PBS缓冲液中添加不同量的胰岛素淀粉样蛋白(0-10μM)后,配合物1-Pt(50μM)的RLS光谱。箭头指示光谱变化的趋势。图5B示出在550nm处的相对RLS强度相对于胰岛素淀粉样蛋白的浓度的关系图。

图6A示出在PBS缓冲液中添加不同量的天然胰岛素(0-10μM)后,配合物1-Pt(50μM)的UV-可见吸收光谱。图6B示出在550nm处的吸光度相对于天然胰岛素的浓度的关系图。

图7A示出在PBS缓冲液中添加不同量的天然胰岛素(0-10μM)后,配合物1-Pt(50μM)的校正发射光谱。图7B示出在650nm处的相对发射强度相对于天然胰岛素的浓度的关系图。

图8A示出在PBS缓冲液中添加不同量的天然胰岛素(0-10μM)后,配合物1-Pt(50μM)的RLS光谱。图8B示出在550nm处的相对RLS强度相对于天然胰岛素的浓度的关系图。

图9A示出在不同的孵育时间下在添加胰岛素样品(10μM)后硫黄素T(10μM)的校正发射光谱。箭头指示光谱变化的趋势。图9B示出在490nm处的相对发射强度相对于孵育时间的关系图。

图10A示出在不同的孵育时间下在添加胰岛素样品(10μM)后配合物1-Pt(50μM)的UV-可见吸收光谱。箭头指示光谱变化的趋势。图10B示出在550nm处的吸光度相对于孵育时间的关系图。

图11A示出在不同的孵育时间下在添加胰岛素样品(10μM)后配合物1-Pt(50μM)的校正发射光谱。箭头指示光谱变化的趋势。图11B示出在650nm处的相对发射强度相对于孵育时间的关系图。

图12A示出在不同的孵育时间下在添加胰岛素样品(10μM)后配合物1-Pt(50μM)的RLS光谱。箭头指示光谱变化的趋势。图12B示出在550nm处的相对RLS强度相对于孵育时间的关系图。

图13示出使用d

图14A示出在PBS缓冲液中添加胰岛素淀粉样蛋白(10μM)后不同量的配合物1-Pt(0-50μM)的校正发射光谱。箭头指示光谱变化的趋势。图14B示出在650nm处的相对发射强度相对于配合物1-Pt的浓度的关系图。

图15A示出在PBS缓冲液中由被配合物1-Pt(50μM)染色的胰岛素淀粉样蛋白(10μM)制备的发光共聚焦图像。图15B示出在PBS缓冲液中由被配合物1-Pt(50μM)染色的胰岛素淀粉样蛋白(10μM)制备的明场共聚焦图像。图15C示出在PBS缓冲液中由被配合物1-Pt(50μM)染色的胰岛素淀粉样蛋白(10μM)制备的合并共聚焦图像。

图16示出硫黄素T(10μM)和不同胰岛素样品(10μM)的混合物的集合体在490nm处的相对发射强度相对于孵育时间的关系图。将胰岛素样品在变性缓冲溶液中在不同浓度的L-抗坏血酸(0(■)、10(●)、20(▲)、50(▼)、70

图17示出配合物1-Pt(50μM)和不同胰岛素样品(10μM)的混合物的集合体在650nm处的相对发射强度相对于孵育时间的关系图。将胰岛素样品在变性缓冲溶液中在不同浓度的L-抗坏血酸(0(■)、10(●)、20(▲)、50(▼)、70

图18是条形图,示出在PBS缓冲液中包含配合物1-Pt(50μM)、胰岛素淀粉样蛋白(10μM)和不同金属离子(100μM)的混合物的集合体在650nm处的相对发射强度。(A)没有金属离子,(B)Mg

图19A是条形图,示出在PBS缓冲液中包含配合物1-Pt(50μM)和不同生物分子的溶液在650nm处的相对发射强度。(A)α-淀粉酶(10μM),(B)来自牛血清的白蛋白(10μM),(C)来自人血清的白蛋白(10μM),(D)碱性磷酸酶(10μM),(E)胰蛋白酶(10μM),(F)DNA(10μg mL

图20A是条形图,示出在37℃下用不同浓度的配合物1-Pt(0、6.25、12.5、25、50、100μM)孵育24小时后,HeLa细胞的细胞活力。图20B是条形图,示出在37℃下用不同浓度的配合物1-Pt(0、6.25、12.5、25、50、100μM)孵育24小时后CHO细胞的细胞活力。

图21示出在298K下水溶液中的配合物2-Pt的UV-可见吸收光谱。

图22示出在298K下水溶液中的配合物2-Pt的归一化发射光谱。

图23A示出在PBS缓冲液中添加不同量的RNA(0-10μg mL

图24A示出在PBS缓冲液中添加不同量的RNA(0-10μg mL

图25A示出在PBS缓冲液中添加不同量的RNA(0-10μg mL

图26是条形图,示出在PBS缓冲液中添加不同量的RNA(0-10μgmL

图27A示出在PBS缓冲液中添加RNA(10μg mL

图28A示出在37℃下用配合物2-Pt(20μM)染色1小时的固定的HeLa细胞的发光共聚焦图像。图28B示出在37℃下用配合物2-Pt(20μM)染色1小时的固定的HeLa细胞的明场共聚焦图像。图28C示出在37℃下用配合物2-Pt(20μM)染色1小时的固定的HeLa细胞的合并共聚焦图像。

图29A示出在37℃下用配合物2-Pt(20μM)染色1小时的固定的CHO细胞的发光共聚焦图像。图29B示出在37℃下用配合物2-Pt(20μM)染色1小时的固定的CHO细胞的明场共聚焦图像。图29C示出在37℃下用配合物2-Pt(20μM)染色1小时的固定的CHO细胞的合并共聚焦图像。

图30示出使用d

图31A示出在37℃下用配合物2-Pt(20μM)染色1小时的固定的HeLa细胞的发光共聚焦图像。图31B示出来自图31A的固定的HeLa细胞的整体相对发射强度分布。x轴表示扫描距离。

图32A示出在37℃下用配合物2-Pt(20μM)染色1小时的固定的CHO细胞的发光共聚焦图像。图32B示出来自图32A的固定的CHO细胞的整体相对发射强度分布。x轴表示扫描距离。

图33A示出在37℃下用配合物2-Pt(20μM)染色1小时,然后在37℃下用RNA酶(30μgmL

图34A示出在37℃下用配合物2-Pt(20μM)染色1小时,然后在37℃下用RNA酶(30μgmL

图35A示出在37℃下用配合物2-Pt(20μM)染色1小时,然后在37℃下用SYTO

图36A示出在37℃下用配合物2-Pt(20μM)染色1小时,然后在37℃下用SYTO

图37A是条形图,示出在37℃下用不同浓度的配合物2-Pt(0、1.25、2.5、5、10、20μM)孵育24小时后HeLa细胞的细胞活力。图37B是条形图,示出在37℃下用不同浓度的配合物2-Pt(0、1.25、2.5、5、10、20μM)孵育24小时后CHO细胞的细胞活力。

公开了用于检测分析物和/或对其进行成像或筛选和/或测试抑制剂,特别是用于(1)检测蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者和/或对其进行成像,(2)筛选或测试抑制剂对蛋白质或肽的淀粉样变性和/或原纤维生长的功效,和/或(3)检测RNA和对核仁进行成像的化合物、混合物、组合物和试剂盒。

在某些形式中,化合物包含可结合到分析物的d

通过参考以下对具体实施方案的详细描述和其中包括的实施例以及附图及其之前和之后的说明,可以更容易地理解所公开的化合物、混合物、组合物、试剂盒和方法。除非另外指出或以其他方式与上下文明显矛盾,否则本文描述的所有方法可以以任何合适的顺序执行。

除非另外要求,否则本文提供的任何和所有实例或示例性语言(例如,“如”)的使用仅旨在更好地说明本发明,并且不对本发明的范围构成限制。说明书中的任何语言都不应解释为指示任何未要求保护的要素对于实施本发明是必不可少的。

所公开的化合物、混合物、组合物和试剂盒可以用于所公开的方法,可以与所公开的方法结合使用,可以用于制备所公开的方法的产物,或者是所公开的方法的产物。应当理解,当公开了这些化合物、混合物、组合物和试剂盒的组合、子集、相互作用、组等时,虽然可能没有明确公开具体提及了这些材料的每种不同的单独的和共同的组合,但是在本文中均具体地考虑和描述了每种。例如,如果公开并讨论了化合物,并且讨论了可对包含该化合物的许多分子进行的许多修饰,则除非相反地特别指出,否则将具体考虑化合物的每种组合和排列以及可能的修饰。因此,如果公开了一类分子A、B和C以及一类分子D、E和F,并且公开了组合分子A-D的一个实例,那么即使没有单独叙述每个分子,每个也都被单独和共同考虑。因此,在该实例中,组合A-E、A-F、B-D、B-E、B-F、C-D、C-E和C-F中的每一个都被具体地考虑并且应当被认为是由A、B和C;D、E和F以及示例组合A-D的公开内容公开的。同样地,这些的任何子集或组合也被具体地考虑和公开。因此,例如,具体地考虑了A-E、B-F和C-E的子组,并且应该被认为是由A、B和C;D、E和F;以及示例组合A-D的公开内容公开的。此外,以上考虑和公开的化合物、混合物、组合物、试剂盒、组分等中的每一种也可以具体地和独立地被包括或从这样的材料的任何组、子组、列表、集等中被排除。这些概念适用于本申请的所有方面,包括但不限于制备和使用所公开的化合物、组合物、混合物和试剂盒的方法中的步骤。因此,如果存在可以执行的多个附加步骤,则应理解,这些附加步骤中的每一个都可以用所公开的方法的任何具体实施方案或实施方案的组合来执行,并且每种这样的组合都被具体地考虑并且应当被认为是公开的。

在本申请的整个说明书和权利要求书中,词语“包含(comprise)”和该词的变体,诸如“包含(comprising)”和“包含(comprises)”意指“包括但不限于”,并且不旨在排除例如其他添加剂、组分、整数或步骤。

已经包括在本申请中的对文件、行为、材料、装置、物品等的任何讨论均不应因为其在本申请的每项权利要求的优先权日之前存在而被视为承认任何或所有这些事项构成现有技术基础的一部分或为与本公开内容相关的领域中的公知常识。

I.定义

除非上下文另外明确指出,否则单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”均包括复数指称。例如,对“一种化合物”的提及包括多种化合物,并且对“所述化合物”的提及是对本领域技术人员已知的一种或多种化合物及其等同物的提及。

除非上下文中另有明确说明,术语“可能”、“可能是”、“可以”和“可以是”以及相关术语旨在表示所涉及的主题是任选的(也就是说,该主题存在于一些实施方案中,而不存在于其他实施方案中),而不涉及主题的能力或概率。

术语“任选的”和“任选地”是指随后描述的事件、情况或物质可能发生或存在,或可能不发生或不存在,并且该描述包括事件、情况或物质发生或存在的情况以及其不发生或不存在的情况。

术语“约”的使用旨在描述在约+/-10%范围内高于或低于所述值的值;在其他实施方案中,所述值的值范围可在约+/-5%的范围内高于或低于所述值;在其他实施方案中,所述值的值范围可在约+/-2%的范围内高于或低于所述值;在其他实施方案中,所述值的值范围可在约+/-1%的范围内高于或低于规定值。前述范围旨在通过上下文明确,并且不暗示进一步的限制。

范围可以在本文中表示为从“约”一个具体值和/或至“约”另一具体值。当表达这样的范围时,除非上下文另外明确指出,否则还具体考虑和认为公开的是从一个具体值和/或至另一具体值的范围。类似地,当值通过使用先行词“约”被表示为近似值时,将理解的是,除非上下文另外明确指出,否则该具体值构成应当被视为公开的另一种具体考虑的实施方案。还将理解的是,除非上下文另外明确指出,否则每个范围的端点相对于其他端点都是明显的并且与其他端点无关。应该理解的是,除非上下文另外明确指出,否则明确公开的范围内包含的所有单个值和值的子范围也都被具体考虑,并且应视为被公开。最后,应该理解,所有范围都是指作为范围,以及作为从第一端点(含第一端点)到第二端点(含第二端点)的单个数字的集合的所述的范围。在后一种情况下,应该理解,任何单个数字都可以选择为范围所指的数量、值或特征的一种形式。以此方式,范围描述了从第一端点(含第一端点)到第二端点(含第二端点)的一组数字或值,从该组数字或值可以选择该组的单个成员(即单个数字)作为范围所指的数量、值或特征。不管是否在特定情况下明确公开了这些实施方案中的一些或全部,前述内容均适用。

碳范围(例如,C

术语“衍生物”和“多种衍生物”是指具有与母体化合物/部分的结构相似的结构,但在一种或多种组分、官能团、原子等方面与之不同的化学化合物/部分。衍生物可由母体化合物/部分通过(多种)化学反应形成。衍生物与母体化合物/部分之间的差异可包括但不限于用一个或多个不同的官能团代替一个或多个官能团,或引入或去除氢原子的一个或多个取代基。衍生物在质子化状态方面也可以不同于母体化合物/部分。

如本文所用,“卤素”或“卤化物”是指氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)或砹(At)。

术语“烷基”是指通过从任何碳原子上除去氢原子而衍生自烷烃的一价基团。烷烃代表饱和烃,包括环状(单环或多环)的那些烃。烷基基团可以是直链、支链或环状的。优选的烷基基团具有1至30个碳原子,即C

术语“杂烷基”是指其中一个或多个碳原子被杂原子,例如O、N或S替代的烷基基团。杂烷基基团可以是直链、支链或环状的(单环或多环的)。优选的杂烷基基团具有1至30个碳原子,即C

术语“烯基”是指通过从任何碳原子上除去氢原子而衍生自烯烃的一价基团。烯烃是含有至少一个碳-碳双键的不饱和烃。烯基基团可以是直链、支链或环状的(单环或多环的)。优选的烯基基团具有2至30个碳原子,即C

术语“杂烯基”是指其中一个或多个双键碳原子被杂原子替代的烯基基团。杂烯基基团可以是直链、支链或环状的(单环或多环的)。优选的杂烯基基团具有1至30个碳原子,即C

术语“炔基”是指通过从任何碳原子上除去氢原子而衍生自炔烃的单价基团。炔烃是包含至少一个碳-碳三键的不饱和烃。炔基基团可以是直链、支链或环状的(单环或多环的)。优选的炔基基团具有2至30个碳原子,即C

术语“杂炔基”是指其中一个或多个三价键合的碳原子被杂原子替代的炔基基团。杂炔基基团可以是直链、支链或环状的(单环或多环的)。优选的杂炔基基团具有1至30个碳原子,即C

术语“芳基””是指通过从环原子上除去氢原子而由芳烃衍生的一价基团。芳烃是单环或多环芳族烃。在多环芳烃中,所述环可以侧接的方式连接在一起或可以稠合。优选的芳烃具有6至50个碳原子,即C

术语“杂芳基”是指通过从环原子上除去氢原子而衍生自杂芳烃的一价基团。杂芳烃是以保持芳族体系的连续的π-电子体系特征和与Hückel规则(4n+2)对应的许多平面外π-电子的方式,通过以三价或二价杂原子分别替代一个或多个次甲基(-C=)和/或亚乙烯基(-CH=CH-)基团而衍生自芳烃的杂环化合物。杂芳烃可以是单环或多环的。在多环杂芳烃中,所述环可以侧接方式连接在一起或可以稠合。优选的杂芳烃具有3至50个碳原子,即C

术语“亚芳基”是指通过从两个环碳原子上除去氢原子而由芳烃衍生的二价基团。在多环亚芳基基团中,环可以侧接方式连接在一起或可以稠合。优选的亚芳基基团具有6至50个碳原子,即C

术语“杂亚芳基”是指通过从两个环原子上除去氢原子而衍生自杂芳烃的二价基团。在多环杂亚芳基基团中,环可以侧接方式连接在一起或可以稠合。优选的杂亚芳基基团具有3至50个碳原子,即C

术语“氨基氧基”是指-O-NH

术语“羟基氨基”是指-NH-OH,其中氢原子可以被取代基取代。

术语“异羟肟酸”是指-C(=O)NH-OH,其中氢原子可被取代基取代。

术语“共轭体系”是指分子实体,其结构可以表示为交替的单键和多键的体系,例如,CH

如本文所用,术语“取代的”是指化学基团或部分包含一个或多个替代化学基团或部分中的氢原子的取代基。所述取代基包括但不限于:

卤素原子、烷基基团、杂烷基基团、烯基基团、杂烯基基团、炔基基团、杂炔基基团、芳基基团、杂芳基基团、-OH、-SH、-NH

其中,R

在一些情况下,“取代的”还指代碳链(例如,烷基、烯基、炔基和芳基基团)中的碳原子中的一个或多个碳原子被杂原子例如但不限于,氮、氧和硫一次或多次取代。

应当理解,“取代”或“取代的”包括隐含的条件,即这样的取代是根据取代的原子和取代基的允许的价态,并且该取代产生稳定的化合物,即不自发地经历转化,如重排、环化、消除等的化合物。

术语“d

术语“配体”和“多种配体”是指通过一个或多个供体原子结合到中心金属原子从而形成金属配合物的离子或分子。金属配体键合的性质的范围可以是共价键至离子键。金属配体键级范围可为一至三个。与金属原子的键合一般地涉及从供体原子正式提供一个或多个电子对。供体原子可以是碳(C)、氮(N)、氧(O)、磷(P)、硫(S)、砷(As)和硒(Se)。

术语“配位数”是指与金属配合物中的中心金属原子配位的供体原子的总数。

本文所采用的术语“淀粉样蛋白”和“斑块”可以是任何蛋白质或肽的线状聚集体。聚集体可按β折叠构象排列;它们可以分布在溶液中或固定到固体载体的表面上。术语“斑块”还指蛋白质、肽或淀粉样蛋白的纤维状沉积物。

本文所采用的术语“RNA”是指核糖核酸,其是在基因的编码、解码、调节和表达中的各种生物学作用中必不可少的聚合物分子。它可以分布在溶液中,位于细胞器(如核仁)中,或固定到固体载体的表面上。

本文所用的术语“核仁”是指真核细胞的核中最大的结构。核仁由蛋白质、DNA和RNA构成。众所周知,它们充当合成和加工核糖体RNA(rRNA)的位点。

术语“发光”是指不是由热引起的物质的发光。它可能是由化学反应、电能、亚原子运动或晶体上的应力引起的,其最终都是由自发发射引起的。它可以指化学发光,即由于化学反应而发光。它也可以指光致发光,即由于吸收光子而发光。光致发光包括荧光和磷光。

术语“载体”和“多种载体”是指制剂或组合物中存在的除活性成分或多种活性成分以外的所有组分。它们可以包括但不限于稀释剂、粘结剂、润滑剂、崩解剂、填料、增塑剂、颜料、着色剂、稳定剂和助流剂。

如本文所用,“受试者”包括但不限于人或非人哺乳动物。该术语不表示特定的年龄或性别。因此,旨在覆盖成年和新生受试者以及胎儿,无论是男性还是女性。患者是指患有疾病或病症的受试者。术语“患者”包括人和非人哺乳动物受试者。

应当理解,除非另有说明,否则所公开的方法和组合物不限于特定的合成方法、特定的分析技术或特定的试剂,并且因此可以变化。还应理解,本文所使用的术语仅出于描述具体实施方案的目的,而无意于进行限制。

II.化合物

本文公开了用于检测分析物和/或对其进行成像或筛选和/或测试抑制剂的化合物。

在某些形式中,分析物是蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者。在某些形式中,分析物是RNA、核仁或两者。所述化合物可用于筛选或测试抑制剂对蛋白质或肽的淀粉样变性和/或原纤维生长的功效。所述化合物也可用于核仁成像。

例如,在某些形式中,化合物是d

(a)配位数为2、3或4的金属原子,其选自Pt(II)、Pd(II)、Ni(II)、Ir(I)、Rh(I)、Au(III)、Ag(III)、Cu(III)、Ni(0)、Pd(0)、Pt(0)、Cu(I)、Ag(I)、Au(I)、Zn(II)、Cd(II)和Hg(II);和

(b)一个或多个具有供体原子的配体,所述供体原子独立地选自碳(C)、氮(N)、氧(O)、磷(P)、硫(S)、砷(As)和硒(Se)。

在某些形式中,金属原子不是Au(III)。

在某些形式中,配体不具有以下结构:

在某些形式中,金属原子是Pt(II),并且配体不具有以下结构:

1.金属配合物

化合物的金属配合物可以具有平面结构或部分平面的结构。值得注意的是,正方形平面的d

金属配合物可以结合到分析物,其中金属配合物与分析物的结合通过非共价金属-金属相互作用诱导金属配合物的聚集和超分子自组装。非共价相互作用,如π-π堆积相互作用、静电相互作用、氢键相互作用、疏水相互作用及其组合可有助于金属配合物与分析物的结合,这导致金属配合物的聚集和超分子自组装。结果,可以形成金属配合物的聚集体。

在某些形式中,金属配合物可以结合到一种或多种蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者,所述蛋白质或肽包括但不限于淀粉样蛋白-β肽、α-突触核蛋白、胰岛素、亨廷顿蛋白、τ蛋白、过度磷酸化的τ蛋白(pτ)、朊病毒蛋白、IAPP(胰岛淀粉样多肽)、降钙素、PrP

在某些形式中,金属配合物不能结合或形成天然蛋白质或肽上的自组装聚集体。优选地,金属配合物不能通过天然蛋白质或肽上的非共价金属-金属相互作用而形成自组装聚集体。

在某些形式中,金属配合物可以结合到一种或多种类型的RNA,包括但不限于信使RNA(mRNA)、转移RNA(tRNA)、核糖体RNA(rRNA)、转移信使RNA(tmRNA)、反义RNA(asRNA)、增强子RNA(eRNA)、向导RNA(gRNA)、核糖酶、短发夹RNA(shRNA)、小时序RNA(stRNA)、小干扰RNA(siRNA)和反式作用siRNA(ta-siRNA)。

在某些形式中,金属配合物不能结合或形成双链DNA上的自组装聚集体。优选地,金属配合物不能通过双链DNA上的非共价金属-金属相互作用形成自组装聚集体。在某些形式中,金属配合物可以通过非共价相互作用,如π-π堆积相互作用、静电相互作用、氢键相互作用或其组合结合双链DNA;然而,由于DNA的双链结构,不能诱导金属配合物的聚集或自组装。金属配合物可能经历插入,使得它们被插入DNA的碱基对之间,使其不能通过非共价金属-金属相互作用聚集或自组装。

金属配合物的聚集和超分子自组装可产生金属配合物的光物理性质的变化。在某些形式中,光物理性质的变化可以包括吸光度、发光、共振光散射(RLS)或其组合的变化。

在某些形式中,发光的变化可以是或包括发光量子产率和/或发射强度的增加,如图13和30所示。在某些形式中,发光的变化可以是或包括与非聚集或非超分子自组装形式相比发射能量或波长的偏移,优选红移。在某些形式中,发光量子产率和/或发射强度的增加和/或发射能量或波长的偏移可能是由金属配合物通过非共价金属-金属相互作用发生的聚集和超分子自组装引起的,与激子耦合作用类似。非共价相互作用,如π-π堆积相互作用、静电相互作用、氢键相互作用、疏水相互作用及其组合,可以有助于金属配合物与分析物的结合,这导致金属配合物的聚集和超分子自组装。发光量子产率和/或发射强度的增加可以与红色至近红外(NIR)区域中,例如在约600nm至约1000nm之间的发光信号相关。优选地,发光信号与大的斯托克斯位移相关。在某些形式中,斯托克斯位移大于100nm,大于150nm,大于200nm,大于250nm,大于300nm,大于350nm或大于400nm。更优选地,斯托克斯位移大于400nm。与非聚集或非超分子自组装形式相比,发光的变化可以是或包括发射能量或波长的偏移,优选红移。发光信号可以源自单重态激发态与单重态基态之间的跃迁,或者源自三重态激发态与单重态基态之间的跃迁。

在某些形式中,RLS的改变可以是或包括RLS信号强度的增加。

在某些形式中,金属配合物通过非共价相互作用,例如但不限于π-π堆积相互作用、静电相互作用、氢键相互作用、疏水相互作用及其组合结合到分析物。然后,该金属配合物-分析物集合体使金属配合物紧密组装以形成聚集体,从而增强金属配合物的分子之间的非共价金属-金属相互作用,并引起金属配合物的光物理性质如发光的变化。

金属配合物对给定分析物的特异性基于它们之间的非共价相互作用的组合。如以下描述和实例所证明的,可以通过分子工程设计金属配合物与分析物之间的非共价相互作用。d

通过选择金属中心和/或金属中心的配体,特别是金属配合物的配体上的官能团,可以设计和/或改造d

优选地,分析物具有重复结构以实现金属配合物在其上的聚集和超分子自组装。在某些形式中,分析物被静电吸引到金属配合物,并且分析物与金属配合物之间的静电相互作用可以是结合的驱动力之一。在某些形式中,分析物带中性电荷或对金属配合物具有静电排斥力,并且金属配合物可以通过其他类型的非共价相互作用,例如但不限于π-π堆积相互作用、氢键相互作用、疏水相互作用及其组合,结合到这样的分析物。

2.金属配合物的配体

配体与金属配合物中的金属原子之间的键合一般地涉及从配体的供体原子正式提供一个或多个电子对。供体原子可以是碳(C)、氮(N)、氧(O)、磷(P)、硫(S)、砷(As)和硒(Se)。

示例性配体包括任选取代的C

示例性的配体还包括卤素离子、SCN

在这些配体的某些形式中,R、R

氢原子、卤素原子、磺酸、叠氮基团、氰酸酯基团、异氰酸酯基团、硝酸酯基团、腈基团、异腈基团、亚硝基氧基团、亚硝基基团、硝基基团、醛基团、酰基卤基团、羧酸基团、羧酸酯基团、任选取代的烷基基团、任选取代的杂烷基基团、任选取代的烯基基团、任选取代的杂烯基基团、任选取代的炔基基团、任选取代的杂炔基基团、任选取代的芳基基团、任选取代的杂芳基基团;

在羟基氧上任选地包含一个取代基的羟基基团,其中所述取代基是任选取代的烷基基团、任选取代的杂烷基基团、任选取代的烯基基团、任选取代的杂烯基基团、任选取代的炔基基团、任选取代的杂炔基基团、任选取代的芳基基团或任选取代的杂芳基基团;

在硫醇硫上任选地含有一个取代基的硫醇基团,其中所述取代基为任选取代的烷基基团、任选取代的杂烷基基团、任选取代的烯基基团、任选取代的杂烯基基团、任选取代的炔基基团、任选取代的杂炔基基团、任选取代的芳基基团或任选取代的杂芳基基团;

含有任选取代的烷基基团、任选取代的杂烷基基团、任选取代的烯基基团、任选取代的杂烯基基团、任选取代的炔基基团、任选取代的杂炔基基团、任选取代的芳基基团或任选取代杂芳基基团的磺酰基基团;

在氨基氮上任选地包含一个或两个取代基的氨基基团,其中所述取代基是任选取代的烷基基团、任选取代的杂烷基基团、任选取代的烯基基团、任选取代的杂烯基基团、任选取代的炔基基团、任选取代的杂炔基基团、任选取代的芳基基团、任选取代的杂芳基基团或其组合;

在酰胺氮上任选地包含一个或两个取代基的酰胺基团,其中取代基是任选取代的烷基基团、任选取代的杂烷基基团、任选取代的烯基基团、任选取代的杂烯基基团、任选取代的炔基基团、任选取代的杂炔基基团、任选取代的芳基基团、任选取代的杂芳基基团或其组合;

含有任选取代的烷基基团、任选取代的杂烷基基团、任选取代的烯基基团、任选取代的杂烯基基团、任选取代的炔基基团、任选取代的杂炔基基团、任选取代的芳基基团或任选取代的杂芳基基团的偶氮基团;

含有任选取代的烷基基团、任选取代的杂烷基基团、任选取代的烯基基团、任选取代的杂烯基基团、任选取代的炔基基团、任选取代的杂炔基基团、任选取代的芳基基团或任选取代的杂芳基基团的酰基基团;

含有任选取代的烷基基团、任选取代的杂烷基基团、任选取代的烯基基团、任选取代的杂烯基基团、任选取代的炔基基团、任选取代的杂炔基基团、任选取代的芳基基团或任选取代的杂芳基基团的酯基团;

含有任选取代的烷基基团、任选取代的杂烷基基团、任选取代的烯基基团、任选取代的杂烯基基团、任选取代的炔基基团、任选取代的杂炔基基团、任选取代的芳基基团或任选取代的杂芳基基团的碳酸酯基团;

含有任选取代的烷基基团、任选取代的杂烷基基团、任选取代的烯基基团、任选取代的杂烯基基团、任选取代的炔基基团、任选取代的杂炔基基团、任选取代的芳基基团或任选取代的杂芳基基团的醚基团;

在氨基氮上任选地包含一个或两个取代基的氨氧基基团,其中取代基是任选取代的烷基基团、任选取代的杂烷基基团、任选取代的烯基基团、任选取代的杂烯基基团、任选取代的炔基基团、任选取代的杂炔基基团、任选取代的芳基基团、任选取代的杂芳基基团或其组合;或

任选地包含一个或两个取代基的羟氨基基团,其中所述取代基为任选取代的烷基基团、任选取代的杂烷基基团、任选取代的烯基基团、任选取代的杂烯基基团、任选取代的炔基基团、任选取代的杂炔基基团、任选取代的芳基基团、取代的杂芳基基团、或其组合;

在某些形式中,R、R

卤素原子、烷基基团、杂烷基基团、烯基基团、杂烯基基团、炔基基团、杂炔基基团、芳基基团、杂芳基基团、-OH、-SH、-NH

其中,R

在某些形式中,配体不具有以下结构:

在某些形式中,金属原子是Pt(II),并且配体不具有以下结构:

每个配体可以独立地为天然形式或去质子化形式。

3.化合物的示例性式和结构

在某些形式中,金属配合物具有带有单齿、二齿、三齿或四齿配体的正方形平面的分子几何形状。在某些形式中,化合物可以具有式I的结构:

其中

(a)M表示选自Pt(II)、Pd(II)、Ni(II)、Ir(I)、Rh(I)、Au(III)、Ag(III)和Cu(III)的金属原子,

(b)L

(c)n+/-表示式中金属配合物携带的正电荷或负电荷的数目,其中n为零或正整数,如1、2、3、4和5,

(d)X

(e)

(f)虚线表示任选的两个配体之间的共价键、任选的来自两种配体的环部分的稠合或其组合。

当X

式I的示例性结构包括以下:

其中曲线代表任选的两个配体之间的共价键、任选的来自两个配体的环部分的稠合或其组合。

在某些形式中,该化合物不具有以下结构:

在某些形式中,L

在某些形式中,L

在某些形式中,L

在某些形式中,金属原子不是Au(III)。在某些形式中,金属原子是Au(III),并且该化合物不具有以下结构:

在某些形式中,配体不具有以下结构:

在某些形式中,金属原子是Pt(II),并且配体不具有以下结构:

在某些形式中,金属配合物具有直链的平面分子几何形状。在某些形式中,化合物可具有式II的结构:

其中M′代表选自Ni(0)、Pd(0)、Pt(0)、Cu(I)、Ag(I)、Au(I)、Zn(II)、Cd(II)和Hg(II)的金属原子,

其中L

在某些形式中,金属配合物具有带有单齿、二齿、三齿配体的三角平面分子几何形状。在某些形式中,化合物还可以具有式III的结构:

其中L

式III的示例性结构包括以下:

其中曲线代表任选的两个配体之间的共价键、任选的来自两个配体的环部分的稠合或其组合。

式I、II或III的化合物中的金属配合物的示例性结构如下所示。

其中M是Pt(II)(配合物1-Pt)、Pd(II)(配合物1-Pd)、Ni(II)(配合物1-Ni)、Ir(I)(配合物1-Ir)、Rh(I)(配合物1-Rh)、Au(III)(配合物1-Au)、Ag(III)(配合物1-Ag)或Cu(III)(配合物1-Cu),

其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是零或正整数,

其中X

其中

其中M是Pt(II)(配合物2-Pt)、Pd(II)(配合物2-Pd)、Ni(II)(配合物2-Ni)、Ir(I)(配合物2-Ir)、Rh(I)(配合物2-Rh)、Au(III)(配合物2-Au)、Ag(III)(配合物2-Ag)或Cu(III)(配合物2-Cu),

其中n+是式中金属配合物携带的正电荷的数目,其中n是正整数,

其中X

其中

其中M是Pt(II)(配合物3-Pt)、Pd(II)(配合物3-Pd)、Ni(II)(配合物3-Ni)、Ir(I)(配合物3-Ir)、Rh(I)(配合物3-Rh)、Au(III)(配合物3-Au)、Ag(III)(配合物3-Ag)或Cu(III)(配合物3-Cu),

其中n+/-是式中金属配合物携带的正电荷或负电荷的数目,其中n是零或正整数,

其中X

其中

其中M为Pt(II)(配合物4-Pt)、Pd(II)(配合物4-Pd)、Ni(II)(配合物4-Ni)、Ir(I)(配合物4-Ir)、Rh(I)(配合物4-Rh)、Au(III)(配合物4-Au)、Ag(III)(配合物4-Ag)或Cu(III)(配合物4-Cu),

其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是正整数,

其中X

其中

其中M是Pt(II)(配合物5-Pt)、Pd(II)(配合物5-Pd)、Ni(II)(配合物5-Ni)、Ir(I)(配合物5-Ir)、Rh(I)(配合物5-Rh)、Au(III)(配合物5-Au)、Ag(III)(配合物5-Ag)或Cu(III)(配合物5-Cu),

其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是零或正整数,

其中X

其中

其中M为Pt(II)(配合物6-Pt)、Pd(II)(配合物6-Pd)、Ni(II)(配合物6-Ni)、Ir(I)(配合物6-Ir)、Rh(I)(配合物6-Rh)、Au(III)(配合物6-Au)、Ag(III)(配合物6-Ag)或Cu(III)(配合物6-Cu),

其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是正整数,

其中X

其中

其中M是Pt(II)(配合物7-Pt)、Pd(II)(配合物7-Pd)、Ni(II)(配合物7-Ni)、Ir(I)(配合物7-Ir)、Rh(I)(配合物7-Rh)、Au(III)(配合物7-Au)、Ag(III)(配合物7-Ag)或Cu(III)(配合物7-Cu),

其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是零或正整数,

其中X

其中

其中M是Pt(II)(配合物8-Pt)、Pd(II)(配合物8-Pd)、Ni(II)(配合物8-Ni)、Ir(I)(配合物8-Ir)、Rh(I)(配合物8-Rh)、Au(III)(配合物8-Au)、Ag(III)(配合物8-Ag)或Cu(III)(配合物8-Cu),

其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是正整数,

其中X

其中

其中M是Pt(II)(配合物9-Pt)、Pd(II)(配合物9-Pd)、Ni(II)(配合物9-Ni)、Ir(I)(配合物9-Ir)、Rh(I)(配合物9-Rh)、Au(III)(配合物9-Au)、Ag(III)(配合物9-Ag)或Cu(III)(配合物9-Cu),

其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是正整数,

其中X

其中

其中M为Pt(II)(配合物10-Pt)、Pd(II)(配合物10-Pd)、Ni(II)(配合物10-Ni)、Ir(I)(配合物10-Ir)、Rh(I)(配合物10-Rh)、Au(III)(配合物10-Au)、Ag(III)(配合物10-Ag)或Cu(III)(配合物10-Cu),

其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是正整数,其中X

其中

其中M是Pt(II)(配合物11-Pt)、Pd(II)(配合物11-Pd)、Ni(II)(配合物11-Ni)、Ir(I)(配合物11-Ir)、Rh(I)(配合物11-Rh)、Au(III)(配合物11-Au)、Ag(III)(配合物11-Ag)或Cu(III)(配合物11-Cu),

其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是零或正整数,

其中X

其中

其中M是Pt(II)(配合物12-Pt)、Pd(II)(配合物12-Pd)、Ni(II)(配合物12-Ni)、Ir(I)(配合物12-Ir)、Rh(I)(配合物12-Rh)、Au(III)(配合物12-Au)、Ag(III)(配合物12-Ag)或Cu(III)(配合物12-Cu),

其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是正整数,其中X

其中

其中M′是Ni(0)(配合物13-Ni)、Pd(0)(配合物13-Pd)、Pt(0)(配合物13-Pt)、Cu(I)(配合物13-Cu)、Ag(I)(配合物13-Ag)、Au(I)(配合物13-Au)、Zn(II)(配合物13-Zn)、Cd(II)(配合物13-Cd)或Hg(II)(配合物13-Hg),

其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是零或正整数,

其中X

其中

其中M′是Ni(0)(配合物14-Ni)、Pd(0)(配合物14-Pd)、Pt(0)(配合物14-Pt)、Cu(I)(配合物14-Cu)、Ag(I)(配合物14-Ag)、Au(I)(配合物14-Au)、Zn(II)(配合物14-Zn)、Cd(II)(配合物14-Cd)或Hg(II)(配合物14-Hg),

其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是零或正整数,

其中X

其中

式I、II或III的化合物可以使用合成有机和无机化学家通常已知的技术容易地合成。在公开的实施例中描述了合成式I的具体化合物,即配合物1-Pt和配合物2-Pt的示例性方法。

III.混合物和组合物

公开了通过实施或准备实施所公开的方法形成的混合物、组合物和试剂盒。

1.混合物和组合物

例如,公开了包含用于检测分析物和/或对其进行成像或筛选和/或测试抑制剂的多种化合物的混合物。在某些形式中,分析物是蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者。在某些形式中,分析物是RNA、核仁或两者。所述混合物可用于筛选或测试抑制剂对蛋白质或肽的淀粉样变性和/或原纤维生长的功效。混合物也可用于核仁成像。

在某些形式中,混合物包含多种具有式I、II或III的结构的化合物。

在某些形式中,混合物中的化合物对不同类型的淀粉样蛋白或斑块可具有不同的特异性。供选择地,混合物中的化合物对不同蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者可具有不同的特异性。混合物中的化合物在聚集和超分子自组装后可表现出不同的光物理性质,从而能够同时检测不同类型的淀粉样蛋白或斑块和/或对其进行成像和/或同时检测不同的蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者和/或对其进行成像。

在某些形式中,混合物中的化合物对不同类型的RNA也可以具有不同的特异性。混合物中的化合物在聚集和超分子自组装后可表现出不同的光物理性质,从而能够同时检测不同类型的RNA。

在另一个实例中,公开了包含一种或多种公开的化合物,如具有式I、II或III的结构的化合物以及一种或多种其他化合物、溶剂或材料的组合物。在某些形式中,一种或多种其他化合物、溶剂或材料可以改善所公开的化合物的性能和/或增加其稳定性。所述组合物可以是溶液、悬浮液、乳液、粉末或固体团块的形式。

2.试剂盒

可以将上述化合物、混合物和组合物与其他组分以任何合适的组合包装在一起,作为用于实施或帮助实施所公开的方法的试剂盒。如果给定试剂盒中的组分经设计并适于在公开的方法中一起使用,则其是有用的。

试剂盒在一个或多个容器中包含一种或多种公开的化合物、混合物和组合物。试剂盒还可以包含一种或多种其他组分,如化合物、溶剂和材料作为载体。载体在发挥其功能时不干扰所公开的化合物的有效性。试剂盒可包含使用说明。

试剂盒可用于检测分析物和/或对其进行成像。在某些形式中,分析物是蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者。在某些形式中,分析物是RNA、核仁或两者。试剂盒可用于筛选或测试抑制剂对蛋白质或肽的淀粉样变性和/或原纤维生长的功效。试剂盒还可用于核仁成像。

试剂盒还可包含一种或多种阳性对照。在某些形式中,阳性对照是一种或多种蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者的溶液、悬浮液或干粉。在某些形式中,阳性对照是RNA的溶液、悬浮液或干粉。

IV.使用方法

公开了用于检测分析物和/或对其进行成像或筛选和/或测试抑制剂的方法。

在某些形式中,分析物是蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者。在某些形式中,分析物是RNA、核仁或两者。化合物可用于筛选或测试抑制剂对蛋白质或肽的淀粉样变性和/或原纤维生长的功效。化合物也可用于核仁成像。

例如,用于检测样品中的分析物的方法可以包括(a)将一种或多种公开的化合物与样品组合,以及(b)检测化合物的金属配合物的光物理性质的变化。金属配合物的光物理性质变化的检出表明金属配合物的聚集和超分子自组装的存在,其中金属配合物的聚集和超分子自组装的存在表明样品中分析物的存在。

例如,用于对样品中的分析物进行成像的方法可以包括:(a)在允许化合物的金属配合物与分析物结合以及随后发生金属配合物的聚集和超分子自组装的条件下,将一种或多种公开的化合物与样品组合,其中金属配合物的聚集和超分子自组装产生金属配合物的光物理性质的变化,和(b)基于对聚集和超分子自组装后的金属配合物具有特异性的一种或多种光物理性质对分析物进行成像。

1.检测蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者和/或对其进行成像

公开了用于检测包含蛋白质或肽的样品中的一种或多种蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者和/或对其进行成像的方法。所述方法包括(a)将一种或多种所公开的化合物与样品组合,以及(b)检测化合物的金属配合物的光物理性质的变化。金属配合物的光物理性质变化的检出表明存在金属配合物的聚集和超分子自组装,其中金属配合物的聚集和超分子自组装的存在表明样品中存在蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者。

根据金属配合物的光物理性质变化的类型,可以使用不同的技术,例如比色测定、发光测定、RLS分析或其组合对蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者进行检测和/或成像。

在某些形式中,可以使用如图13所示的发光开启测定法对蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者进行检测和/或成像。通过将金属配合物结合到蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者诱导的金属配合物的聚集和超分子自组装可诱导其发光强度的增加。发光强度的增加可以是由金属配合物通过非共价金属-金属相互作用发生的聚集和超分子自组装引起的,与激子耦合的作用类似。非共价相互作用,例如π-π堆积相互作用、静电相互作用、氢键相互作用、疏水相互作用及其组合可有助于金属配合物结合到蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者,这导致金属配合物的聚集和超分子自组装。

在某些形式中,使用例如来自比色杯、小型样品架或多孔板的非成像光谱仪测量样品。在某些形式中,使用成像光谱仪,例如共聚焦显微镜测量样品。

在某些形式中,所述方法还包括对其他蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者的一个或多个样品或者对同一蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者的一个或多个样品进行平行测量,其中这些样品中淀粉样蛋白、斑块或两者的结构性质是先前已知和/或表征的。通过使用已知结构性质的淀粉样蛋白或斑块进行这样的测量,组合的信息集可以提供一种推导正在研究的样品中淀粉样蛋白、斑块或两者的结构性质的途径。

还公开了研究在不同条件下一种或多种蛋白质或肽的淀粉样蛋白原纤维形成和斑块形成的过程的方法。所述方法包括(a)将一种或多种公开的化合物与在不同时间和/或在不同条件下收集或制备的蛋白质或肽的样品组合,以及(b)比较样品之间金属配合物的光物理性质。样品之间金属配合物的光物理性质的差异表示淀粉样蛋白原纤维形成和斑块形成的程度或阶段的差异。淀粉样蛋白原纤维形成和斑块形成的动力学可以从在不同时间收集或制备的样品之间金属配合物的光物理性质的时间依赖性比较中推导得出。

2.评价抑制剂对蛋白质或肽的淀粉样变性和/或原纤维生长的功效

公开了用于测试抑制剂对一种或多种蛋白质或肽的淀粉样变性和/或原纤维生长的功效的方法。所述方法包括(a)将一种或多种公开的化合物与含有蛋白质或肽的经抑制剂处理的样品组合,以及将其分开地与含有蛋白质或肽的未经处理的样品组合,以及(b)比较两个样品之间的化合物的金属配合物的光物理性质。两个样品之间的金属配合物的光物理性质差异的大小表明金属配合物的聚集和超分子自组装状态的变化程度;金属配合物的聚集和超分子自组装状态的变化程度表明抑制剂的功效。

在某些形式中,可以通过用一种或多种抑制剂处理含有蛋白质和肽的样品达足以使抑制剂起作用的时间段来制备经抑制剂处理的样品。抑制剂可以在蛋白质或肽的淀粉样变性和/或原纤维生长之前、期间或之后添加。

还公开了用于筛选针对一种或多种蛋白质或肽的淀粉样变性和/或原纤维生长的抑制剂的方法。所述方法包括评价和然后比较抑制剂对蛋白质或肽的淀粉样变性和/或原纤维生长的功效。

3.检测RNA和对核仁进行成像

公开了用于检测样品中的RNA、核仁或两者的方法。所述方法包括(a)将一种或多种公开的化合物与样品组合,以及(b)检测化合物的金属配合物的光物理性质的变化。金属配合物的光物理性质变化的检出表明金属配合物的聚集和超分子自组装的存在,其中金属配合物的聚集和超分子自组装的存在表明样品中RNA、核仁或两者的存在。

根据金属配合物的光物理性质的变化类型,可以使用不同的技术,例如比色测定、发光测定、RLS分析或其组合来进行RNA的检测和核仁成像。

在某些形式中,可以使用如图30所示的发光开启测定法进行RNA的检测和核仁成像。通过金属配合物与RNA、核仁或两者的结合诱导的金属配合物的聚集和超分子自组装可以诱导其发光强度的增加。发光强度的增加可以是由金属配合物通过非共价金属-金属相互作用发生的聚集和超分子自组装引起的,与激子耦合作用类似。非共价相互作用,如π-π堆积相互作用、静电相互作用、氢键相互作用、疏水相互作用及其组合可有助于金属配合物结合到RNA、核仁或两者,这导致金属配合物的聚集和超分子自组装。

在某些形式中,使用非成像光谱仪如由比色杯、小型样品架或多孔板测量样品。在某些形式中,使用成像光谱仪,如共聚焦显微镜测量样品。

公开了对样品中的核仁成像的方法。所述方法包括(a)在允许化合物的金属配合物与核仁结合以及随后发生金属配合物的聚集和超分子自组装的条件下将一种或多种公开的化合物与样品组合,其中金属配合物的聚集和超分子自组装产生化合物的金属配合物的光物理性质的变化,并且(b)基于对聚集和超分子自组装后的金属配合物具有特异性的一种或多种光物理性质对核仁进行成像。

在某些形式中,样品包含真核细胞。所述细胞可以是但不限于3T3细胞、A549细胞、中国仓鼠卵巢(CHO)细胞、HEK 293细胞、HeLa细胞、Hep G2细胞和HT1080细胞。

在某些形式中,使用成像光谱仪,例如共聚焦显微镜对样品成像。

4.组合使用

所公开的方法还包括多于一种所公开的化合物的组合使用。可以将化合物组合以形成如前所述的混合物或组合物。

在某些形式中,混合物中的化合物可对不同类型的淀粉样蛋白或斑块具有不同的特异性。供选择地,混合物中的化合物可对不同蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者具有不同的特异性。混合物中的化合物在聚集和超分子自组装后可表现出不同的光物理性质,从而能够同时检测不同类型的淀粉样蛋白或斑块和/或对其进行成像,和/或同时检测不同蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者和/或对其进行成像。

在某些形式中,混合物中的化合物对不同类型的RNA也可以具有不同的特异性。混合物中的化合物在聚集和超分子自组装后可表现出不同的光物理性质,从而能够同时检测不同类型的RNA。

5.样品

在某些形式中,样品包含一种或多种蛋白质或肽。蛋白质或肽可以是分离的蛋白质或肽。在某些形式中,含有蛋白质或肽的样品可以是或含有人或非人动物体液、人或非人动物组织或其组合。示例性体液包括唾液、痰、血清、血液、尿液、粘液、阴道润滑分泌物、脓液、脑脊髓液和伤口渗出液。在某些形式中,体液是脑脊髓液。示例性组织包括器官组织和非器官组织,如脑组织、心脏组织、肾脏组织、肝组织、眼组织、舌组织和胰腺组织。在某些形式中,组织是脑组织。可以裂解人或非人动物组织以制备样品。

样品中蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者均可包含蛋白质或肽的线状聚集体,所述聚集体以β-折叠构象排列。

可以直接分析样品中的蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者,或者可以在分析之前对其进行扩增。在某些形式中,可以进行一个或多个附加步骤以诱导样品中蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者的形成。在某些形式中,蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者的形成可涉及蛋白质或肽的变性。在某些形式中,可以通过化学方法、物理方法或两者诱导蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者的形成。示例性的化学方法包括向样品中添加一种或多种化合物,如过渡金属离子,向样品中添加特定溶剂,如乙醇和甲醇,通过将蛋白质或肽溶解在特定溶剂中来制备样品,改变样品的pH值,以及通过在特定pH范围,例如酸性或碱性条件下溶解蛋白质或肽制备样品。示例性的物理方法包括改变样品的温度如升高温度,以及将物理干扰引入样品,例如搅拌样品、摇动样品或涡旋样品。

在某些形式中,样品包含一种或多种蛋白质或肽,所述蛋白质或肽选自但不限于淀粉样蛋白-β肽、α-突触核蛋白、胰岛素、亨廷顿蛋白、τ蛋白、过度磷酸化的τ蛋白(pτ)、朊病毒蛋白、IAPP(胰岛淀粉样多肽)、降钙素、PrP

在某些形式中,样品获自患者。在某些形式中,患者患有与淀粉样变性和蛋白病相关的一种或多种疾病或病症。在某些形式中,所述疾病或病症选自但不限于阿尔茨海默氏病、帕金森氏病、注射局部淀粉样变性、亨廷顿氏病、轻度认知障碍、脑淀粉样血管病、肌病、神经病、脑外伤、额颞痴呆、皮克氏病、多发性硬化症、朊病毒疾病、2型糖尿病、致命性家族性失眠、心律失常、孤立性心房淀粉样变性、动脉粥样硬化、类风湿性关节炎、家族性淀粉样多变性神经病、遗传性非神经性系统性淀粉样变性、芬兰型淀粉样变性、格子状角膜营养不良、系统性AL淀粉样变性和唐氏综合症。在某些形式中,疾病或病症是阿尔茨海默氏病。

在某些形式中,样品包含RNA、核仁或两者。在某些形式中,RNA是从生物学来源分离的RNA。在某些形式中,样品包含或来源于真核细胞。示例性真核细胞包括但不限于3T3细胞、A549细胞、中国仓鼠卵巢(CHO)细胞、HEK 293细胞、HeLa细胞、Hep G2细胞和HT1080细胞。

样品中的RNA可以直接分析,也可以在分析前对其进行扩增。

在某些形式中,样品包含一种或多种类型的RNA,其选自但不限于信使RNA(mRNA)、转移RNA(tRNA)、核糖体RNA(rRNA)、转移信使RNA(tmRNA)、反义RNA(asRNA)、增强子RNA(eRNA)、向导RNA(gRNA)、核糖酶、短发夹RNA(shRNA)、小时序RNA(stRNA)、小干扰RNA(siRNA)和反式作用siRNA(ta-siRNA)。

6.淀粉样变性和蛋白病的诊断

公开了用于诊断有需要的患者的与淀粉样变性和蛋白病相关的一种或多种疾病或病症的方法。

在某些形式中,所述疾病或病症选自但不限于阿尔茨海默氏病、帕金森氏病、注射局部淀粉样变性、亨廷顿氏病、轻度认知障碍、脑淀粉样血管病、肌病、神经病、脑外伤、额颞痴呆、皮克氏病、多发性硬化症、朊病毒疾病、2型糖尿病、致命性家族性失眠、心律失常、孤立性心房淀粉样变性、动脉粥样硬化、类风湿性关节炎、家族性淀粉样多变性神经病、遗传性非神经性系统性淀粉样变性、芬兰型淀粉样变性、格子状角膜营养不良、系统性AL淀粉样变性和唐氏综合症。在某些形式中,疾病或病症是阿尔茨海默氏病。

在某些形式中,所述方法包括:(a)从患者中提取样品;(b)使用一种或多种公开的化合物检测一种或多种蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者的存在和/或对其进行成像。在某些形式中,步骤(b)还包括定量蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者的量。在某些形式中,所述方法包括使用一种或多种所公开的化合物检测一种或多种蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者的存在和/或对其进行成像。在某些形式中,所述方法进一步包括定量蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者的量。

在某些形式中,来自患者的样品包括体液、组织或其组合。体液可以是脑脊髓液;组织可以是脑组织。

在某些形式中,来自患者的样品包含一种或多种蛋白质或多肽,所述蛋白质或多肽选自但不限于淀粉样蛋白-β肽、α-突触核蛋白、胰岛素、亨廷顿蛋白、τ蛋白、过度磷酸化的τ蛋白(pτ)、朊病毒蛋白、IAPP(胰岛淀粉样多肽)、降钙素、PrP

在某些形式中,所述方法包括体内成像。在某些形式中,体内成像涉及(a)向患者全身或向特定的身体区域给予一种或多种公开的化合物;(b)全身或在特定的身体区域中使用荧光成像检测一种或多种蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者的存在。在某些形式中,特定的身体区域在脑中。

通过以下编号的段落可以进一步理解所公开的组合物和方法。

1.一种用于检测分析物和/或对其进行成像的化合物,其中所述化合物是d

(a)配位数为2、3或4的金属原子,其选自Pt(II)、Pd(II)、Ni(II)、Ir(I)、Rh(I)、Au(III)、Ag(III)、Cu(III)、Ni(0)、Pd(0)、Pt(0)、Cu(I)、Ag(I)、Au(I)、Zn(II)、Cd(II)和Hg(II);和

(b)一个或多个具有供体原子的配体,所述供体原子独立地选自碳(C)、氮(N)、氧(O)、磷(P)、硫(S)、砷(As)和硒(Se),

其中所述金属配合物结合到分析物,其中所述金属配合物与分析物的结合通过非共价金属-金属相互作用诱导金属配合物的聚集和超分子自组装。

2.段落1所述的化合物,其中所述化合物具有式I的结构:

其中

(a)M表示选自Pt(II)、Pd(II)、Ni(II)、Ir(I)、Rh(I)、Au(III)、Ag(III)和Cu(III)的金属原子,

(b)L

(c)n+/-表示式中金属配合物携带的正电荷或负电荷的数目,其中n为零或正整数,

(d)X

(e)

(f)虚线表示任选的两个配体之间的共价键、任选的来自两个配体的环部分的稠合或其组合。

3.段落2所述的化合物,其中L

4.段落2或段落3所述的化合物,其中L

5.段落1所述的化合物,其中所述化合物具有式II的结构:

其中M′表示选自Ni(0)、Pd(0)、Pt(0)、Cu(I)、Ag(I)、Au(I)、Zn(II)、Cd(II)和Hg(II)的金属原子,

其中L

6.段落1所述的化合物,其中所述化合物具有式III的结构:

其中L

7.段落1-6中任一个所述的化合物,其中所述金属配合物通过非共价相互作用结合到分析物,其中所述非共价相互作用包括静电相互作用、氢键相互作用、疏水相互作用或其组合。

8.段落1-7中任一个所述的化合物,其中所述金属配合物具有平面结构或部分平面结构。

9.段落1-8中任一个所述的化合物,其中所述金属配合物的聚集和超分子自组装产生金属配合物的光物理性质的一个或多个变化。

10.段落9所述的化合物,其中所述光物理性质的变化包括吸光度、发光、共振光散射(RLS)或其组合的变化。

11.段落10所述的化合物,其中所述发光的变化包括发光量子产率和/或发射强度的增加,和/或发射能量或波长的偏移。

12.段落1-11中任一个所述的化合物,其中所述化合物选自:

其中M是Pt(II)(配合物1-Pt)、Pd(II)(配合物1-Pd)、Ni(II)(配合物1-Ni)、Ir(I)(配合物1-Ir)、Rh(I)(配合物1-Rh)、Au(III)(配合物1-Au)、Ag(III)(配合物1-Ag)或Cu(III)(配合物1-Cu),

其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是零或正整数,

其中X

其中

其中M是Pt(II)(配合物2-Pt)、Pd(II)(配合物2-Pd)、Ni(II)(配合物2-Ni)、Ir(I)(配合物2-Ir)、Rh(I)(配合物2-Rh)、Au(III)(配合物2-Au)、Ag(III)(配合物2-Ag)或Cu(III)(配合物2-Cu),

其中n+是式中金属配合物携带的正电荷的数目,其中n是正整数,

其中X

其中M是Pt(II)(配合物3-Pt)、Pd(II)(配合物3-Pd)、Ni(II)(配合物3-Ni)、Ir(I)(配合物3-Ir)、Rh(I)(配合物3-Rh)、Au(III)(配合物3-Au)、Ag(III)(配合物3-Ag)或Cu(III)(配合物3-Cu),

其中n+/-是式中金属配合物携带的正电荷或负电荷的数目,其中n是零或正整数,

其中X

其中

其中M为Pt(II)(配合物4-Pt)、Pd(II)(配合物4-Pd)、Ni(II)(配合物4-Ni)、Ir(I)(配合物4-Ir)、Rh(I)(配合物4-Rh)、Au(III)(配合物4-Au)、Ag(III)(配合物4-Ag)或Cu(III)(配合物4-Cu),

其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是正整数,

其中X

其中M是Pt(II)(配合物5-Pt)、Pd(II)(配合物5-Pd)、Ni(II)(配合物5-Ni)、Ir(I)(配合物5-Ir)、Rh(I)(配合物5-Rh)、Au(III)(配合物5-Au)、Ag(III)(配合物5-Ag)或Cu(III)(配合物5-Cu),

其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是零或正整数,

其中X

其中

其中M为Pt(II)(配合物6-Pt)、Pd(II)(配合物6-Pd)、Ni(II)(配合物6-Ni)、Ir(I)(配合物6-Ir)、Rh(I)(配合物6-Rh)、Au(III)(配合物6-Au)、Ag(III)(配合物6-Ag)或Cu(III)(配合物6-Cu),

其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是正整数,

其中X

其中

其中M是Pt(II)(配合物7-Pt)、Pd(II)(配合物7-Pd)、Ni(II)(配合物7-Ni)、Ir(I)(配合物7-Ir)、Rh(I)(配合物7-Rh)、Au(III)(配合物7-Au)、Ag(III)(配合物7-Ag)或Cu(III)(配合物7-Cu),

其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是零或正整数,

其中X

其中

其中M是Pt(II)(配合物8-Pt)、Pd(II)(配合物8-Pd)、Ni(II)(配合物8-Ni)、Ir(I)(配合物8-Ir)、Rh(I)(配合物8-Rh)、Au(III)(配合物8-Au)、Ag(III)(配合物8-Ag)或Cu(III)(配合物8-Cu),

其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是正整数,

其中X

其中

其中M是Pt(II)(配合物9-Pt)、Pd(II)(配合物9-Pd)、Ni(II)(配合物9-Ni)、Ir(I)(配合物9-Ir)、Rh(I)(配合物9-Rh)、Au(III)(配合物9-Au)、Ag(III)(配合物9-Ag)或Cu(III)(配合物9-Cu),

其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是正整数,

其中X

其中M为Pt(II)(配合物10-Pt)、Pd(II)(配合物10-Pd)、Ni(II)(配合物10-Ni)、Ir(I)(配合物10-Ir)、Rh(I)(配合物10-Rh)、Au(III)(配合物10-Au)、Ag(III)(配合物10-Ag)或Cu(III)(配合物10-Cu),

其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是正整数,其中X

其中

其中M是Pt(II)(配合物11-Pt)、Pd(II)(配合物11-Pd)、Ni(II)(配合物11-Ni)、Ir(I)(配合物11-Ir)、Rh(I)(配合物11-Rh)、Au(III)(配合物11-Au)、Ag(III)(配合物11-Ag)或Cu(III)(配合物11-Cu),

其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是零或正整数,

其中X

其中

其中M是Pt(II)(配合物12-Pt)、Pd(II)(配合物12-Pd)、Ni(II)(配合物12-Ni)、Ir(I)(配合物12-Ir)、Rh(I)(配合物12-Rh)、Au(III)(配合物12-Au)、Ag(III)(配合物12-Ag)或Cu(III)(配合物12-Cu),

其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是正整数,其中X

其中

其中M′是Ni(0)(配合物13-Ni)、Pd(0)(配合物13-Pd)、Pt(0)(配合物13-Pt)、Cu(I)(配合物13-Cu)、Ag(I)(配合物13-Ag)、Au(I)(配合物13-Au)、Zn(II)(配合物13-Zn)、Cd(II)(配合物13-Cd)或Hg(II)(配合物13-Hg),

其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是零或正整数,

其中X

其中

其中M′是Ni(0)(配合物14-Ni)、Pd(0)(配合物14-Pd)、Pt(0)(配合物14-Pt)、Cu(I)(配合物14-Cu)、Ag(I)(配合物14-Ag)、Au(I)(配合物14-Au)、Zn(II)(配合物14-Zn)、Cd(II)(配合物14-Cd)或Hg(II)(配合物14-Hg),

其中n-是式中金属配合物携带的负电荷的数目,其中n是零或正整数,

其中X

其中

13.段落1-12中任一个所述的化合物,其中所述分析物选自(1)蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者,和(2)RNA、核仁或两者。

14.一种用于检测样品中的分析物的方法,其包括:

(a)将段落1-13中任一个所述的化合物与样品组合,

(b)检测金属配合物的光物理性质的变化,

其中所述金属配合物的光物理性质的变化的检出表明存在金属配合物的聚集和超分子自组装,其中存在金属配合物的聚集和超分子自组装表明样品中存在分析物。

15.段落14所述的方法,其中所述分析物选自(1)蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者,和(2)RNA、核仁或两者。

16.段落14或段落15所述的方法,其中所述样品包括人或非人动物体液、人或非人动物组织或其组合。

17.段落16所述的方法,其中所述体液是脑脊髓液。

18.段落16所述的方法,其中所述组织是脑组织。

19.段落14至18中任一个所述的方法,其中所述分析物是蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者,其中所述样品中的蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者包括蛋白质或肽的线状聚集体,其以β-折叠构象排列。

20.一种用于测试抑制剂对蛋白质或肽的淀粉样变性和/或原纤维生长的功效的方法,其包括:

(a)将段落1-13中任一个所述的化合物与含有蛋白质或肽的经抑制剂处理的样品组合,以及将其分开地与含有蛋白质或肽的未经处理的样品组合,

(b)比较两个样品之间的金属配合物的光物理性质,

其中两种样品之间的金属配合物的光物理性质差异的大小表明金属配合物的聚集和超分子自组装状态的变化程度,其中金属配合物的聚集状态和超分子自组装状态的变化程度表明抑制剂的功效。

21.一种用于对样品中的分析物进行成像的方法,其包括:

(a)在允许化合物的金属配合物与分析物结合以及随后发生金属配合物的聚集和超分子自组装的条件下,将段落1-13中任一个所述的化合物与样品组合,其中金属配合物的聚集和超分子自组装产生金属配合物的光物理性质的变化,

(b)基于对聚集和超分子自组装后的金属配合物具有特异性的一种或多种光物理性质对分析物进行成像。

22.段落21所述的方法,其中所述分析物选自(1)蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者,和(2)RNA、核仁或两者。

23.段落21或段落22所述的方法,其中所述样品包含真核细胞,所述真核细胞任选地选自3T3细胞、A549细胞、中国仓鼠卵巢(CHO)细胞、HEK 293细胞、HeLa细胞、Hep G2细胞和HT1080细胞。

24.一种用于检测分析物和/或对其进行成像的试剂盒,其在一个或多个容器中包含段落1-13中任一个所述的一种或多种化合物和任选的使用说明书。

25.段落24所述的试剂盒,其中所述分析物选自(1)蛋白质或肽的淀粉样蛋白、斑块或两者,和(2)RNA、核仁或两者。

26.段落24或段落25所述的试剂盒,其还包含载体。

27.段落24至26中任一项所述的试剂盒,其中所述分析物的存在可以在结合后诱导其上的金属配合物的聚集和超分子自组装,其中可以通过金属配合物的光物理性质的变化检测金属配合物的聚集和超分子自组装。

V.实施例

实施例1.配合物1-Pt的合成和表征。

材料和方法

通过在氮气下在100℃下将[Pt{bzimpy(PrSO

以四甲基硅烷作为内标,在Bruker AVANCE 400傅立叶变换NMR光谱仪(400MHz)上记录质子核磁共振(

结果

配合物1-Pt的化学表征数据如下。

收率:40mg(56%)。

分析结果证实了配合物1-Pt的高纯度。

实施例2.配合物1-Pt的光物理性质。

材料和方法

在30μM的浓度下测量配合物1-Pt的光物理性质。如(1)Van Houten等人,J.Am.Chem.Soc.,98:4853-4858(1976),(2)Caspar等人,J.Am.Chem.Soc.,105:5583-5590(1983)和(3)Wallace等人,Inorg.Chem.,32:3836-3843(1993)中所述,分别使用脱气乙腈和[Ru(bpy)

结果

配合物1-Pt在298K下在DMF和水溶液两者中的UV-可见吸收光谱显示出在470-480nm处的吸收尾,这归因于金属到配体的电荷转移(MLCT)[dπ(Pt)→π*(bzimpy)]跃迁,带有一些配体到配体的电荷转移(LLCT)[π(C≡C)→π*(bzimpy)]特性(图1)。在298K下脱气DMF溶液中的配合物1-Pt显示出在566nm处的电子振动结构的发射带(图2)。该发射带源自三重态配体内(

实施例3.胰岛素淀粉样蛋白可以在水溶液中诱导配合物1-Pt的聚集和超分子自组装

材料和方法

为了诱导淀粉样蛋白原纤维形成,将胰岛素以1.0mg mL

结果

图3A示出配合物1-Pt(50μM)的UV-可见吸收光谱,以及当与增加量的胰岛素淀粉样蛋白(0-10μM)混合时相应的吸光度变化。将胰岛素淀粉样蛋白添加到配合物1-Pt导致在约550nm处的低能量吸收尾的吸光度增加(图3B),这是由于金属配合物的聚集和超分子自组装所致。

图4A示出配合物1-Pt(50μM)的校正发射光谱,以及当与增加量的胰岛素淀粉样蛋白(0-10μM)混合时相应的发射强度变化。将胰岛素淀粉样蛋白添加到配合物1-Pt导致在650nm处的发光开启(图4B),这是由于金属配合物的聚集和超分子自组装所致。

图5A示出配合物1-Pt(50μM)的RLS光谱图,以及当与增加量的胰岛素淀粉样蛋白(0-10μM)混合时相应的RLS强度变化。将胰岛素淀粉样蛋白添加到配合物1-Pt导致在约550nm处的显著的RLS强度增强(图5B),这是由于金属配合物的聚集和超分子自组装所致。

当与天然胰岛素混合时,配合物1-Pt的UV-可见吸收光谱(图6A和6B)、发射光谱(图7A和7B)和RLS光谱(图8A和8B)中没有观察到明显的光谱变化。这些结果表明,胰岛素淀粉样蛋白可以诱导缓冲水溶液中的配合物1-Pt的聚集和超分子自组装,而天然胰岛素则不能。

实施例4.配合物1-Pt可用于研究胰岛素淀粉样蛋白原纤维形成的动力学。

材料和方法

为了诱导淀粉样蛋白原纤维形成,将胰岛素以1.0mg mL

在动力学上,可以通过S形函数对胰岛素淀粉样蛋白原纤维形成进行建模,其具有三个不同阶段:迟滞期、对数期和稳定期。使用S形函数确定胰岛素淀粉样蛋白原纤维形成的k

其中y是吸光度、发射强度或RLS强度;A

结果

图9A示出硫黄素T(10μM)的校正发射光谱,以及当与不同孵育时间的胰岛素样品(10μM)混合时相应的发射强度变化。淀粉样蛋白原纤维的形成是通过成核依赖性机制发生的,这由S形曲线证明(图9B)。

图10A、11A和12A分别示出配合物1-Pt(50μM)的UV-可见吸收光谱、发射光谱和RLS光谱,以及当与不同孵育时间的胰岛素样品(10μM)混合时的相应光谱变化。所有取得的数据都可以通过S形函数拟合(图10B、11B和12B)。如图13所示,胰岛素淀粉样蛋白原纤维形成的动力学行为表现为三个阶段:迟滞期、对数期和稳定期。在胰岛素淀粉样蛋白原纤维形成过程中,发生了配合物1-Pt的诱导的聚集和超分子自组装,导致其光物理性质的显著变化。

表1总结了胰岛素淀粉样蛋白原纤维形成的计算的表观速率常数和迟滞时间。如图所示,无论采用何种光谱方法用于检测,通过配合物1-Pt报告的动力学参数均与通过硫黄素T报告的动力学参数相当。

表1.通过硫黄素T和配合物1-Pt报告的胰岛素淀粉样蛋白原纤维形成的表观速率常数(k

实施例5.配合物1-Pt对淀粉样蛋白和斑块具有高结合亲和力。

材料和方法

将不同量的配合物1-Pt(0-50μM)添加到胰岛素淀粉样蛋白(10μM)在PBS缓冲液(10.0mM,pH=7.4,10%DMSO)中的溶液中。在25℃下在400nm的激发波长处记录发射光谱。使用如下所示的Hill方程拟合实验数据(参见Donabedian等人,ACS Chem.Neurosci.,6:1526-1535(2015);Goutelle等人,Fundam.Clin.Pharmacol.,22:633-648(2008);和Gesztelyi等人,Arch.Hist.Exact Sci.,66:427-438(2012)中的数据拟合的类似实例)。

其中y是相对发射强度;x是配合物1-Pt的浓度;n是Hill系数,其描述与胰岛素淀粉样蛋白结合的协同性;K

结果

图14A示出在添加相同量的胰岛素淀粉样蛋白后,不同浓度的配合物1-Pt的校正发射光谱。将获得的结合曲线拟合到Hill方程(图14B)。发现配合物1-Pt与胰岛素淀粉样蛋白之间的表观结合常数为5.46×10

实施例6.配合物1-Pt在结合到胰岛素淀粉样蛋白后可以变得强发光。

材料和方法

将胰岛素淀粉样蛋白(10μM)添加到配合物1-Pt(50μM)在PBS缓冲液(10.0mM,pH=7.4,10%DMSO)中的溶液中。通过将混合物溶液的等分试样放在显微镜载玻片上,然后将盖玻片放在上面来制备用于共聚焦显微镜检查的样品。共聚焦显微镜实验在Carl Zeiss LSM700共聚焦扫描显微镜上进行。使用激发波长为555nm的固态激光器在20倍物镜下拍摄共聚焦图像,并在600~700nm处收集发射。

结果

从激光激发和明场发光获得的图像的比较表明,仅在存在淀粉样蛋白原纤维的区域中观察到配合物1-Pt的发光(图15)。因此,可以得出结论,在结合到胰岛素淀粉样蛋白后,发生配合物1-Pt的聚集,从而使金属配合物强发光。

实施例7.配合物1-Pt可用于筛选针对蛋白质聚集的抑制剂。

材料和方法

在存在不同量(0、10、20、50、70、100mM)的L-抗坏血酸的情况下,将胰岛素以1.0mgmL

结果

L-抗坏血酸对胰岛素淀粉样蛋白原纤维形成的作用通过硫黄素T荧光测定以及配合物1-Pt发光测定进行了检验。图16示出在不同浓度的L-抗坏血酸存在下,在不同的孵育时间下,硫黄素T在490nm处的相对发射强度的变化。图17示出在不同浓度的L-抗坏血酸存在下,在不同的孵育时间下,配合物1-Pt在650nm处的相对发射强度的变化。表2总结了在不同浓度的L-抗坏血酸存在下,胰岛素淀粉样蛋白原纤维形成的计算的表观速率常数和迟滞时间。显然,这两种测定产生了非常相似的结果。如表2和图16和17的曲线图所示,L-抗坏血酸对淀粉样蛋白原纤维形成的抑制作用是浓度依赖性的。

表2.通过硫黄素T和配合物1-Pt检测的在不同浓度的L-抗坏血酸存在下的胰岛素淀粉样蛋白原纤维形成的表观速率常数(k

实施例8.添加金属离子后不会干扰配合物1-Pt的性能。

材料和方法

将不同的金属离子(100μM),包括Mg

结果

在存在胰岛素淀粉样蛋白和不同金属离子的情况下,测量了配合物1-Pt的相对发射强度。发现相对发射强度保持几乎相同(图18)。该结果表明,配合物1-Pt的淀粉样蛋白检测性能不受这些金属离子的存在的干扰,这是基于该d

实施例9.添加生物分子后不会干扰配合物1-Pt的性能。

材料和方法

将胰岛素淀粉样蛋白(10μM)和/或其他生物分子,包括α-淀粉酶(10μM)、来自牛血清的白蛋白(10μM)、来自人血清的白蛋白(10μM)、碱性磷酸酶(10μM)、胰蛋白酶(10μM)、DNA(10μgmL

结果

发现仅在添加胰岛素淀粉样蛋白后发射强度增强,而在引入其他生物分子后没有发射开启(图19A)。同时添加胰岛素淀粉样蛋白和各干扰生物分子的混合物产生的发射强度变化类似于单独添加胰岛素淀粉样蛋白产生的发射强度变化(图19B)。这些结果表明,本测定是具有高度选择性和特异性的传感平台。

实施例10.配合物1-Pt具有低细胞毒性。

材料和方法

将HeLa细胞以每孔约10000个细胞贴附到96孔板上,并将其在37℃下在加湿培养箱中用补充有10%胎牛血清(FBS)(100μL)的Dulbecco改良Eagle培养基(DMEM)培养24小时,其中二氧化碳水平保持恒定在5%。在DMEM中施加不同量的配合物1-Pt(0、6.25、12.5、25、50、100μM),并将细胞在37℃下孵育24小时。类似地,将CHO细胞以每孔约10000个细胞贴附在96孔板上,并将其在37℃下在加湿培养箱中用补充有10%FBS(100μL)的Ham's F-12营养混合物培养24小时,其中二氧化碳水平保持恒定在5%。在Ham's F-12营养混合物中施加不同量的配合物1-Pt(0、6.25、12.5、25、50、100μM),并将细胞在37℃下孵育24小时。无配合物1-Pt的包含细胞的孔用作对照。随后,向每个孔中加入10μL 3-(4,5-二甲基-2-噻唑基)-2,5-二苯基-2H-四唑溴化物(MTT)在PBS缓冲液(5mg mL

结果

结果表明,用浓度高达50μM的配合物1-Pt孵育后,HeLa细胞保持98%以上的细胞活力(图20A)。当将配合物1-Pt的浓度提高到100μM时,发现细胞活力略有下降,但其仍高于94%。

另一方面,结果表明,用浓度高达100μM的配合物1-Pt孵育后,CHO细胞保持94%以上的细胞活力(图20B)。这些结果证明配合物1-Pt的低细胞毒性。

实施例11.配合物2-Pt的合成和表征。

材料和方法

通过在氮气下在100℃下将[Pt{bzimpy(C

以四甲基硅烷作为内标,在Bruker AVANCE 400傅立叶变换NMR光谱仪(400MHz)上记录质子核磁共振(

结果

配合物2-Pt的化学表征数据如下。

收率:70mg(57%)。

分析结果证实了配合物2-Pt的高纯度。

实施例12.配合物2-Pt的光物理性质。

材料和方法

在30μM的浓度下测量配合物2-Pt的光物理性质。如(1)Van Houten等人,J.Am.Chem.Soc.,98:4853-4858(1976),(2)Caspar等人,J.Am.Chem.Soc.,105:5583-5590(1983)和(3)Wallace等人,Inorg.Chem.,32:3836-3843(1993)中所述,分别使用脱气乙腈和[Ru(bpy)

结果

配合物2-Pt在298K下在甲醇和水溶液两者中的UV-可见吸收光谱显示出在约450-470nm处的吸收尾,这归因于金属到配体的电荷转移(MLCT)[dπ(Pt)→π*(bzimpy)]跃迁,带有一些配体到配体的电荷转移(LLCT)[π(C≡C)→π*(bzimpy)]特性(图21)。在298K下脱气甲醇溶液中的配合物2-Pt显示出在564nm处的电子振动结构的发射带。该发射带源自三重态配体内(

实施例13.RNA可以在水溶液中诱导配合物2-Pt的聚集和超分子自组装。

材料和方法

将不同量的RNA(0-10μgmL

结果

图23A示出配合物2-Pt(20μM)的UV-可见吸收光谱,以及当与增加量的RNA(0-10μg/mL

图24A示出配合物2-Pt(20μM)的校正发射光谱,以及当与增加量的RNA(0-10μg/mL

图25A示出配合物2-Pt(20μM)的RLS谱图,以及当与增加量的RNA(0-10μgmL

图26示出在PBS缓冲液中添加不同量的RNA(0-10μg/mL

实施例14.配合物2-Pt对RNA具有高结合亲和力。

材料和方法

将不同量的配合物2-Pt(0-20μM)添加到RNA(10μgmL

其中y是相对发射强度;x是配合物2-Pt的浓度;n是Hill系数,其描述与RNA结合的协同性;K

结果

图27A示出添加相同量的RNA后,不同浓度的配合物2-Pt的校正发射光谱。将获得的结合曲线拟合到Hill方程(图27B)。发现配合物2-Pt与胰岛素淀粉样蛋白之间的表观结合常数为6.01×10

实施例15.配合物2-Pt在结合到RNA和核仁后可以变得强发光。

材料和方法

将HeLa细胞用补充了10%FBS的DMEM在37℃下在加湿培养箱中培养,其中二氧化碳水平保持恒定在5%。类似地,将CHO细胞用补充有10%FBS的Ham's F-12营养混合物在37℃下在加湿培养箱中培养,其中二氧化碳水平保持恒定在5%。然后将细胞贴附在35毫米细胞培养皿中的无菌盖玻片上,并培养48小时。除去培养基,将细胞在-20℃下在预冷的甲醇中固定10分钟。将细胞在PBS缓冲液(1mL)中洗涤3次后,施加配合物2-Pt(20μM)在PBS缓冲液中的溶液,并将细胞在37℃下孵育1小时。染色后,除去标记溶液,并将细胞在PBS缓冲液(1mL)中洗涤3次。将盖玻片安放在无菌显微镜载玻片上。共聚焦显微镜实验是在Leica TCSSPE共聚焦扫描显微镜上进行的。使用激发波长为488nm的固态激光器在63倍的物镜下拍摄共聚焦图像,并在620-720nm处收集发射。

结果

成像结果表明,在被配合物2-Pt染色的HeLa的细胞核中清晰可见亮红色发光点(图28A-C)。

另一方面,在被配合物2-Pt染色的CHO细胞的细胞核中也清晰可见亮红色发光点(图29A-C)。

图30示出使用d

图31A示出固定的HeLa细胞在37℃下用配合物2-Pt(20μM)染色1小时的发光共聚焦图像。图31B示出来自图31A的固定的HeLa细胞的整体相对发射强度分布。发现配合物2-Pt的发光主要在核仁中(对应于图31B中约12和约25μm之间的发射峰),表明HeLa细胞中的选择性核仁成像是通过配合物2-Pt实现的。

图32A示出固定的CHO细胞在37℃下用配合物2-Pt(20μM)染色1小时的发光共聚焦图像。图32B示出来自图32A的固定的CHO细胞的整体相对发射强度分布。发现配合物2-Pt的发光主要在核仁中(对应于图32B中约7和约12μm之间的发射峰),表明CHO细胞中的选择性核仁成像是通过配合物2-Pt实现的。

除了来自细胞核的发光点之外,还观察到了HeLa细胞和CHO细胞中较小的发光点。这些较小的发光点代表细胞质中的RNA。

实施例16.配合物2-Pt可用于检测RNA酶催化的RNA的降解。

材料和方法

将固定的HeLa细胞和/或固定的CHO细胞在37℃下用配合物2-Pt(20μM)染色1小时后,施加RNA酶和/或DNA酶(30μgmL

结果

HeLa细胞的共聚焦图像显示,经RNA酶处理后,核仁的红色发光信号几乎完全损失(图33A-33C)。相反,用DNA酶处理没有引起核仁的红色发光信号的明显损失(图33D-33F)。同时用RNA酶和DNA酶(均为30μgmL

另一方面,CHO细胞的共聚焦图像显示,用RNA酶处理后,核仁的红色发光信号几乎完全损失(图34A-34C)。相反,用DNA酶处理没有引起核仁的红色发光信号的明显损失(图34D-34F)。同时用RNA酶和DNA酶(均为30μgmL

实施例17.配合物2-Pt可用于选择性地对RNA和核仁进行染色。

材料和方法

将固定的HeLa细胞和/或固定的CHO细胞在37℃下用配合物2-Pt(20μM)染色1小时后,施加SYTO

结果

将固定的HeLa细胞和/或固定的CHO细胞用配合物2-Pt和SYTO

HeLa细胞(图35)和CHO细胞(图36)的共聚焦图像显示,来自配合物2-Pt的红色发光与来自核仁中SYTO

实施例18.配合物2-Pt具有低细胞毒性。

材料和方法

将HeLa细胞以每孔约10000个细胞贴附到96孔板上,并将其在37℃下在加湿培养箱中用补充了10%FBS(100μL)的DMEM培养24小时,其中二氧化碳水平保持恒定在5%。在DMEM中施加不同量的配合物2-Pt(0、1.25、2.5、5、10、20μM),并将细胞在37℃下孵育24小时。类似地,将CHO细胞以每孔约10000个细胞贴附在96孔板上,并将其在37℃下在加湿培养箱中用补充了10%FBS(100μL)的Ham’s F-12营养混合物培养24小时,其中二氧化碳水平保持恒定在5%。在Ham’s F-12营养混合物中施加不同量的配合物2-Pt(0、1.25、2.5、5、10、20μM),并将细胞在37℃下孵育24小时。无配合物2-Pt的包含细胞的孔用作对照。随后,向每个孔中加入10μL的MTT在PBS缓冲液(5mg mL

结果

结果表明,在用浓度高达10μM的配合物2-Pt孵育后,HeLa细胞保持96%以上的细胞活力(图37A)。当配合物2-Pt的浓度提高到20μM,发现细胞活力略有下降,但仍高于81%。

另一方面,结果显示,在用浓度高达20μM的配合物2-Pt孵育后,CHO细胞保持94%以上的细胞活力(图37B)。这些结果证明配合物2-Pt的低细胞毒性。

除非另有定义,否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与所公开的发明所属领域的技术人员通常所理解的相同含义。本文所引用的公开文献及引用它们的材料通过引用被明确地并入。

本领域技术人员将认识到或仅使用常规实验就能够确定本文所述的本发明的具体实施方案的许多等同方案。这样的等同方案旨在由以下权利要求书涵盖。

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