DE3912046A1 - New luminescent dyes - of cyanine, merocyanine or styryl type, contg. sulpho gps., useful for labelling components in aq. media - Google Patents

New luminescent dyes - of cyanine, merocyanine or styryl type, contg. sulpho gps., useful for labelling components in aq. media

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DE3912046A1 DE19893912046 DE3912046A DE3912046A1 DE 3912046 A1 DE3912046 A1 DE 3912046A1 DE 19893912046 DE19893912046 DE 19893912046 DE 3912046 A DE3912046 A DE 3912046A DE 3912046 A1 DE3912046 A1 DE 3912046A1
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Abstract

(A) Luminescent dyes of formula (I)-(III) are new; where X and Y = O, S or CMe2; m = 1-4; at least one of R1-R7 contains a NCS, NCO, mono- or dichlorotriazinyl; mono- or dihalopyridyl, mono- or dihalodiazinyl, maleimido, aziridinyl, halosulphonyl, halocarbonyl, succinimidyloxycarbonyl, sulphosuccinimidyloxycarbonyl, imido ester, hydrazino, azidonitrophenyl, N3, 3-(2-pyridyldithio)propionamido, COCHO or CHO gp.; at least one of R8 and R9 contains a sulpho gp., opt. in salt form, bonded to an aromatic ring; apart from the above characteristics, R1-R9 are not specifically defined; the significance of the dotted lines is not defined, but in subsidiary claims the left-hand dotted line represents an o-phenylene or 1, 2-naphthylene gp. in (I)-(III) and the right-hand dotted line represents an o-phenylene or 1, 2-naphthylene gp. in (I) and completes and 2-Z-hexahydro-4, 6-dioxo-5-pyrimidylidene gp. in (II), where Z = O or S. (B) New prods. are prepd. by reacting a component contg. an amine, CHO, SH or OH gp. with a water-soluble sulphoindolenin- or naphthosulphoindolenin-based polymethine dye contg. at least one substit. covalently reactive with the amine, CHO, SH or OH gp. The individual dye mols. on the reaction prod. have a mean molar extinction coefft. of at least 50,000 l/mol-cm and a mean quantum efficiency of at least 2% and have absorption and emission maxima in the 400-850 nm range in aq. media. USE/ADVANTAGE - The process may be used to label proteins, nucleic acids, drugs, toxins, cells, particles, plastics or glass surfaces, polymer membranes, etc., for use in assay or flow cytometry systems. The SO3H gps. increase the water-solubility of the dyes and reduce luminescence quenching due to dye/dye interactions.

Description

Cyanin-Farbstoffe und damit verwandte Polymethin-Farbstoffe mit lichtabsorbierenden Eigenschaften sind bereits in photographischen Filmen verwendet worden. Obgleich solche Farbstoffe lichtabsorbierende Eigenschaften erfordern, benötigen sie keine Lumineszenz-(Fluoreszenz- oder Phosphoreszenz-)Eigenschaften. Cyanin-Farbstoffe mit Lumineszenz-Eigenschaften haben bislang eine nur sehr eingeschränkte Verwertung erfahren. Eine solche Verwendung ist beispielsweise die Markierung der Sulfhydrylgruppe von Proteinen. In einem Bericht, Salama, G., Waggoner, A. S. und Abramson J., wird unter dem Titel "Sulfhydrylreagens-Farbstoffe lösen die rasche Freisetzung von Ca2+ aus Sarcoplasmin-Reticulum-Bläschen (SR)" aus Biophysical Journal, 47, 456a (1985), festgestellt, daß Cyanin-Chromophore mit einer Iodacetylgruppe zur Bildung von kovalenten Bindungen mit Sulfhydrylgruppen auf dem Sarcoplasmin-Reticulum-Protein bei einem pH-Wert von 6,7, um die Ca2+-Freisetzung auszulösen, verwendet wurden. In dem Bericht heißt es auch, daß Fluoreszenz-Farbstoffe dazu verwendet wurden, um diese Proteine zu markieren und zu isolieren.Cyanine dyes and related polymethine dyes with light absorbing properties have been used in photographic films. Although such dyes require light-absorbing properties, they do not require luminescence (fluorescence or phosphorescence) properties. Cyanine dyes with luminescence properties have so far only been used to a very limited extent. One such use is the labeling of the sulfhydryl group of proteins. In a report, Salama, G., Waggoner, AS and Abramson J., entitled "Sulfhydryl reagent dyes trigger the rapid release of Ca 2+ from sarcoplasmin reticulum vesicles (SR)" from Biophysical Journal, 47, 456a (1985), found that cyanine chromophores with an iodoacetyl group were used to form covalent bonds with sulfhydryl groups on the sarcoplasmin reticulum protein at pH 6.7 to induce Ca 2+ release. The report also states that fluorescent dyes have been used to label and isolate these proteins.

In einem Bericht von Waggoner, A. S., Jenkins, P. L., Carpenter, J. P. und Gupta, R. mit dem Titel "Kinetik von Konformationsveränderungen in einem Bereich des Rhodopsin-Moleküls, von der Retinyliden-Bindungsstelle entfernt" in Biophysical Journal, 33, 292a (1981), stellen die Autoren fest, daß die Sulfhydrylgruppe auf dem F1-Bereich von Vieh-Rhodopsin mit einem Cyanin-Farbstoff mit einer Absorption bei 660 nm kovalent markiert worden ist. Auch gemäß diesem Bericht werden Cyanin-Farbstoffe zum spezifischen Markieren der Sulfhydrylgruppe eines Proteins verwendet. Die Verwendung von Fluoreszenz- Farbstoffen wird jedoch in diesem Bericht nicht beschrieben.In a report by Waggoner, A.S., Jenkins, P.L., Carpenter, J. P. and Gupta, R. entitled "Kinetics of Conformational Changes in a region of the rhodopsin molecule, from the retinylidene binding site removed "in Biophysical Journal, 33, 292a (1981), the authors state that the Sulfhydryl group on the F1 range of cattle rhodopsin with a cyanine dye covalently absorbed at 660 nm has been marked. Also according to this report Cyanine dyes for specific labeling of the sulfhydryl group of a protein used. The use of fluorescent  However, dyes are not described in this report.

Ein Artikel mit der Überschrift "Internationaler Workshop über die Anwendung von Fluoreszenz-Photobleichungstechniken auf Probleme der Zellbiologie" von Jacobson K., Elson E., Koppel D., Webb W. in Fed. Proc. 42: 72-79 (1983), berichtet über eine Artikel, der von A. Waggoner eingereicht wurde. Dieser bezieht sich auf Fluoreszenz-Sonden vom Cyanintyp, die an Proteine konjugiert werden können und die im tieferen Rotbereich des Spektrums angeregt werden können.An article entitled "International Workshop on the application of fluorescence photobleaching techniques Problems of Cell Biology "by Jacobson K., Elson E., Koppel D., Webb W. in Fed. Proc. 42: 72-79 (1983) an article submitted by A. Waggoner. This refers to fluorescent probes of the cyanine type, that can be conjugated to proteins and those in the deep one Red range of the spectrum can be excited.

In den obengenannten drei Berichten werden als einzige Cyanin- Sonden nur solche erwähnt, die sich kovalent spezifisch an die Sulfhydrylgruppe eines Proteins anheften. Die einzige speziell genannte Cyaninverbindung ist eine solche, die eine Iodacetylgruppe aufweist, welche Gruppe bewirkt, daß der Cyanin-Farbstoff gegenüber der Sulfhydrylgruppe kovalent reaktiv wird. In keinem der oben angegebenen Berichte wird die kovalente Reaktion eines Cyanin-Farbstoffs mit irgendeinem anderen Material als einem Protein oder mit irgendeiner anderen Gruppe auf einem Protein als einer Sulfhydrylgruppe beschrieben.In the above three reports, the only cyanine Probes mentioned only those that are covalently specific attach the sulfhydryl group of a protein. The only specifically named cyanine compound is one that has a Has iodoacetyl group, which group causes the Cyanine dye covalently reactive towards the sulfhydryl group becomes. In none of the reports above is the covalent reaction of a cyanine dye with any material other than a protein or with any other Group described on a protein as a sulfhydryl group.

Viele Nicht-Proteinmaterialien haben jedoch keine Sulfhydrylgruppen, und viele Proteine weisen keine genügende Anzahl von Sulfhydrylgruppen auf, um diese Gruppen für die Zwecke der Fluoreszenz-Sondierung geeignet zu machen. Dazu kommt noch, daß Sulfhydrylgruppen (-SHSH-) leicht zu Disulfiden (-S-S-) in Gegenwart von Luft oxidiert werden und daher für die kovalente Anheftung an eine Fluoreszenz-Sonde nicht mehr verfügbar werden.However, many non-protein materials do not have sulfhydryl groups, and many proteins do not have a sufficient number from sulfhydryl groups to these groups for the purpose suitable for fluorescence probing. Additional to that, that sulfhydryl groups (-SHSH-) easily to disulfides (-S-S-) be oxidized in the presence of air and therefore for the covalent Attachment to a fluorescent probe is no longer available will.

Erfindungsgemäß wurden nun Cyanin- und damit verwandte Polymethin- Farbstoffe entwickelt, die Substituentengruppen besitzen, die unter geeigneten Reaktionsbedingungen nicht nur mit Sulfhydrylgruppen, sondern auch mit Amin-(-NH₂-)- und Hydroxy- (-OH-)Gruppen oder anderen Gruppen, wie Aldehyd-(-CHO-)Gruppen, auf Proteinen und anderen Materialien kovalent reaktiv sind, um eine Fluoreszenz- und Phosphoreszenz-Erfassung dieser Materialien zu ermöglichen. Durch die Erfindung werden erhebliche Vorteile gegenüber der Verwendung der Iodacetyl- Cyanin-Farbstoffe nach dem Stand der Technik und ihrer spezifischen Reaktivität mit Sulfhydrylgruppen realisiert. Amin- und Hydroxygruppen herrschen in Proteinen und anderen Materialien stärker vor als Sulfhydrylgruppen, und sie sind stabiler. Wenn daher Fluoreszenz-Cyanin-Farbstoffe zur Erfassung des Vorhandenseins von bestimmten Proteinen verwendet werden, wird ein stärkeres Fluoreszenz- oder Phosphoreszenz-Lichtintensitätssignal abgegeben, weil eine größere Anzahl von Farbstoffmolekülen an das zu sondierende Protein angeheftet werden kann. Weiterhin werden Amin- und Hydroxygruppen leichter an Komponenten, die markiert werden sollen, wie Polymerteilchen, die von Natur aus weder Sulfhydryl-, Amin- oder Hydroxygruppen enthalten, angeheftet.According to the invention, cyanine and related polymethine Developed dyes that have substituent groups, not only with the appropriate reaction conditions Sulfhydryl groups, but also with amine - (- NH₂ -) - and hydroxy (-OH-) groups or other groups, such as aldehyde - (- CHO-) groups, covalently reactive on proteins and other materials are for fluorescence and phosphorescence detection to enable these materials. Through the invention significant advantages over the use of iodoacetyl Cyanine dyes according to the prior art and their specific Realized reactivity with sulfhydryl groups. Amine and hydroxyl groups are found in proteins and other materials stronger than sulfhydryl groups and they are more stable. Therefore, if fluorescent cyanine dyes are used to detect the Presence of certain proteins are used becomes a stronger fluorescent or phosphorescent light intensity signal given because a larger number of Dye molecules attached to the protein to be probed can be. Furthermore, amine and hydroxy groups become lighter on components that are to be labeled, such as polymer particles, which by nature are neither sulfhydryl, amine or Contain hydroxyl groups attached.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren, bei dem Lumineszenz- Cyanin-Farbstoffe, die eine Gruppe enthalten, die mit Amingruppen oder Hydroxygruppen oder anderen reaktionsfähigen Gruppen kovalent sind, dazu verwendet werden, um Proteine oder andere Materialien mit einer Amin- oder Hydroxygruppe oder einer anderen Gruppe, die dazu imstande ist, sich mit dem Farbstoff in einem Gemisch umzusetzen, verwendet, so daß das Vorhandensein und das Ausmaß des markierten Proteins oder des anderen Materials erfaßt werden kann, nachdem die markierten Komponenten durch chromatographische Methoden abgetrennt worden sind. Nach den oben angegebenen Druckschriften wurde offenbar die Sulfhydrylgruppe speziell deswegen für die kovalente Reaktion ausgewählt, weil sich auf einem Proteinmolekül so wenige dieser Gruppen befinden und weil in manchen Fällen die Sulfhydrylgruppe in der Funktion des Proteins eine signifikante Rolle spielt. Die Autoren konnten daher annehmen, daß der spezielle Ort einer Sulfhydrylgruppe auf einer Proteinstruktur festgestellt werden kann. Gemäß diesen Druckschriften wurde der für die Sulfhydrylgruppe spezifische Farbstoff auch als Sonde verwendet, um Strukturveränderungen in einem speziellen Protein zu erfassen oder zu erzeugen. Um eine Veränderung der Lichtabsorption durch den Farbstoff oder das durch die Farbstoffbindung freigesetzte Calciumion zu interpretieren, war es erforderlich, zu wissen, wo die Sonde gebunden ist.The invention also relates to a method in which luminescence Cyanine dyes that contain a group associated with Amine groups or hydroxyl groups or other reactive Groups are covalent, used to Proteins or other materials with an amine or hydroxy group or another group that is able to reacting with the dye in a mixture used so that the presence and extent of the marked Protein or other material can be detected after the marked components by chromatographic Methods have been separated. According to the above  The sulfhydryl group was apparently special chosen for the covalent reaction because there are so few of these groups on a protein molecule and because in some cases the sulfhydryl group is functional of the protein plays a significant role. the authors could therefore assume that the specific location of a sulfhydryl group be found on a protein structure can. According to these documents, that for the sulfhydryl group specific dye also used as a probe to detect structural changes in a special protein or generate. To change the light absorption by the dye or that released by the dye bond To interpret calcium ion, it was necessary knowing where the probe is bound.

Da auf den meisten Proteinmolekülen so wenige Sulfhydrylgruppen sind, können diese Gruppen nicht genügend zahlreich sein, um eine angemessene Gesamtlumineszenz für Erfassungsuntersuchungen zu ergeben. Demgegenüber sind Amin- und Hydroxygruppen signifikant zahlreicher, und sie sind auf einem Proteinmolekül weit dispergiert, wodurch es ermöglicht wird, daß eine Fluoreszenz-Sonde an vielfache Stellen auf dem Molekül angefügt wird, wodurch eine Interpretation der Lichtabsorptions- und Fluoreszenzveränderungen durch Erleichterung der Erfassung des Proteins ausgeschlossen wird.Because there are so few sulfhydryl groups on most protein molecules these groups cannot be numerous enough adequate total luminescence for acquisition exams to surrender. In contrast, amine and hydroxy groups significantly more numerous, and they are on one Protein molecule widely dispersed, which enables that a fluorescence probe in multiple places on the Molecule is added, thereby interpreting the light absorption and fluorescence changes through relief the detection of the protein is excluded.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Markierung mit Lumineszenz- Polymethin-Cyanin- und verwandten Polymethin-Farbstoffen, wie Merocyanin- und Styryl-Farbstoffen, von Proteinen und anderen Materialien mit Einschluß von Nucleinsäuren, DNA, Arzneimitteln, Toxinen, Blutzellen, mikrobiellen Materialien, Teilchen, Kunststoff- oder Glasoberflächen, Polymermembranen etc. an einer Amin- oder Hydroxystelle auf den genannten Materialien. Die Farbstoffe sind vorteilhafterweise in einem wäßrigen oder einem anderen Medium, in dem das markierte Material enthalten ist, löslich. Die vorliegende Erfindung betrifft ein zweistufiges Markierungsverfahren zusätzlich zu einem einstufigen Markierungsverfahren. Bei dem zweistufigen Markierungsverfahren kann eine primäre Komponente, wie ein Antikörper, an Stellen darauf mit Einschluß von Amin-, Hydroxy-, Aldehyd- oder Sulfhydrylstellen, markiert werden, und die markierte Komponente wird als Sonde für die sekundäre Komponente, wie ein Antigen, für das der Antikörper spezifisch ist, verwendet.The present invention relates to labeling with luminescent Polymethine cyanine and related polymethine dyes, such as merocyanine and styryl dyes, proteins and other materials including nucleic acids, DNA, Drugs, toxins, blood cells, microbial materials, Particles, plastic or glass surfaces, polymer membranes etc. at an amine or hydroxy site on the materials mentioned. The dyes are advantageously all in one  aqueous or another medium in which the labeled Material included is soluble. The present invention relates to a two-step marking process in addition to a one-step marking process. With the two-stage Marking process can be a primary component, such as a Antibodies, including amine, Hydroxy, aldehyde or sulfhydryl sites are marked, and the labeled component is used as a probe for the secondary Component, such as an antigen, for which the antibody is specific is used.

Gemäß dem oben diskutierten Stand der Technik wurde die Spezifizität der Stelle der Anheftung durch eine Cyanin-Sonde dadurch erhalten, daß eine Sonde verwendet wurde, die gegenüber einer Sulfhydrylgruppe kovalent reaktiv ist. Gemäß dem erfindungsgemäßen zweistufigen Verfahren können Cyanin- und damit verwandte Sonden in einer ersten Stufe mit Amin-, Aldehyd-, Sulfhydryl-, Hydroxy- oder anderen Gruppen auf einer ersten Komponente, wie einem Antikörper, umgesetzt werden, worauf der Antikörper die gewünschte Spezifizität in einer zweiten Komponente, wie einem Antigen, in einer zweiten oder Anfärbungsstufe erhalten kann, wobei die Spezifizität durch die Antigenstelle der Anheftung an den Antikörper bestimmt wird.According to the prior art discussed above, the specificity the site of attachment by a cyanine probe obtained by using a probe opposite a sulfhydryl group is covalently reactive. According to the Two-stage processes according to the invention can be cyanine and related probes in a first stage with amine, Aldehyde, sulfhydryl, hydroxy or other groups a first component, such as an antibody, are implemented, whereupon the antibody has the desired specificity a second component, such as an antigen, in a second or staining level, the specificity determined by the antigen site of attachment to the antibody becomes.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch Lumineszenz-Polymethin- Cyanin-Verbindungen und damit verwandte Verbindungen, die Gruppen enthalten, die sie in die Lage versetzen, kovalent an Amin-, Hydroxy-, Aldehyd- oder Sulfhydrylgruppen auf einem Targetmolekül angeheftet zu werden. Die Erfindung richtet sich weiterhin auf monoklonale Antikörper und andere Komponenten, die mit diesen Lumineszenz-Cyanin-Verbindungen markiert sind und die dazu imstande sind, Sonden für Antigene zu sein. Wenn das Target eine Zelltype ist, dann kann die vorliegende Erfindung dazu verwendet werden, die Menge der markierten Antikörper zu messen, die an die genannte Zelltype angeheftet ist. Die Messung kann in der Weise erfolgen, daß man die relative Helligkeit oder Abschwächung der Lumineszenz der Zellen erfaßt.The present invention also relates to luminescence polymethine Cyanine compounds and related compounds that Contain groups that enable them to be covalent on amine, hydroxyl, aldehyde or sulfhydryl groups to be attached to a target molecule. The invention aims continue to focus on monoclonal antibodies and others Components with these luminescent cyanine compounds are labeled and capable of probes for antigens  to be. If the target is a cell type, then the present invention can be used to control the amount of to measure labeled antibodies to the named cell type is pinned. The measurement can be done in the way that one has the relative brightness or attenuation of the luminescence of the cells.

Die vorliegende Erfindung kann dazu verwendet werden, die Konzentration eines bestimmten Proteins oder einer anderen Komponente in einem System zu bestimmen. Wenn die Anzahl der reaktiven Gruppen auf einem Protein, das mit einer Sonde umgesetzt werden kann, bekannt ist, dann ist die Fluoreszenz pro Molekül bekannt, und die Konzentration dieser Moleküle in dem System kann anhand der Gesamt-Lumineszenzintensität des Systems ermittelt werden.The present invention can be used to control the concentration of a particular protein or other component to determine in a system. If the number of reactive groups on a protein using a probe can be implemented, is known, then the fluorescence known per molecule, and the concentration of these molecules in the system can be based on the total luminescence intensity of the system can be determined.

Das Verfahren kann dazu angewendet werden, um eine Vielzahl von Proteinen oder anderen Materialien in einem System quantitativ zu bestimmen, indem man alle eines Gemisches von Proteinen in dem System markiert und sodann die markierten Proteine durch irgendwelche Maßnahmen, wie chromatographische Maßnahmen, abtrennt. Die Menge der abgetrennten Proteine, die lumineszieren, kann bestimmt werden. In chromatographischen Erfassungssystemen kann der Ort des Farbstoffs auf dem markierten Material ermittelt werden.The method can be applied to a variety of proteins or other materials in a system quantitative to determine by all of a mixture of Proteins labeled in the system and then the labeled ones Proteins by any means, such as chromatographic Measures, disconnects. The amount of proteins separated that luminescence can be determined. In chromatographic Detection systems can identify the location of the dye on the marked Material can be determined.

Die Erfindung kann auch dazu verwendet werden, um die Anzahl von verschiedenen Zellen, die mit einem Antikörper etikettiert sind, zu bestimmen. Diese Bestimmung kann in der Weise erfolgen, daß man eine Vielzahl von Typen der Zellen in einem System etikettiert und sodann die etikettierten Zellen außerhalb des Systems abtrennt. Auch können die etikettierten Zellen von nichtetikettierten Zellen außerhalb des Systems abgetrennt werden.The invention can also be used to increase the number of different cells labeled with an antibody are to be determined. This provision can be done in the way done that you have a variety of types of cells in labeled in a system and then the labeled cells outside the system. You can also use the labeled Cells from unlabeled cells outside the  Systems are separated.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Multiparameter-Verfahren, bei dem eine Vielzahl von Lumineszenz-Cyanin- oder verwandten Farbstoffen verwendet wird, die jeweils an eine Vielzahl von verschiedenen primären Komponenten, wie Antikörpern, angeheftet sind, wobei jeder Farbstoff für eine unterschiedliche sekundäre Komponente, wie ein Antigen, spezifisch ist, um jeden einer Vielzahl der genannten Antigene in einem Gemisch von Antigenen zu identifizieren. Gemäß dieser Ausführungsform wird jeder der genannten Antikörper gesondert mit einem Farbstoff mit verschiedener Lichtabsorption und verschiedenen Lumineszenzwellenlängen- Eigenschaften als der Farbstoff, der zur Markierung der anderen Sonden verwendet wird, markiert. Sodann werden alle markierten Antikörper zu einem zu analysierenden biologischen Präparat gegeben, das sekundäre Komponenten, wie Antigene, enthält, welche jeweils durch bestimmte markierte Antikörper angefärbt werden können. Irgendwelche nichtumgesetzten Farbstoffmaterialien können aus dem Präparat beispielsweise durch Auswaschen entfernt werden, wenn sie die Analyse stören. Das biologische Präparat wird sodann einer Vielzahl von Anregungswellenlängen ausgesetzt, wobei jede verwendete Anregungswellenlänge die Anregungswellenlänge eines bestimmten konjugierten Farbstoffs ist. Ein Lumineszenz-Mikroskop oder ein anderes Lumineszenz-Erfassungssystem, wie ein Fließ-Cytometer oder ein Fluoreszenz-Spektrophotometer, das Filter oder Monochrometer zur Auswahl der Strahlen der Anregungswellenlänge und zur Auswahl der Wellenlängen der Lumineszenz aufweist, wird dazu verwendet, um die Intensität der Strahlen der Emissionswellenlänge, die der Anregungswellenlänge entspricht, zu bestimmen. Die Intensität der Lumineszenz bei Wellenlängen, die der Emissionswellenlänge eines bestimmten konjugierten Farbstoffs entspricht, zeigt die Menge des Antigens an, die an den Antikörper gebunden ist, an den der Farbstoff angefügt ist. In bestimmten Fällen kann eine einzige Wellenlänge der Anregung dazu verwendet werden, um Lumineszenz von zwei oder mehreren Materialien in einem Gemisch zu erregen, wobei jede Fluoreszenz bei einer verschiedenen Wellenlänge und die Menge jeder markierten Art dadurch gemessen werden kann, daß man ihre individuelle Fluoreszenzintensität bei der jeweiligen Fluoreszenzwellenlänge erfaßt. Gewünschtenfalls kann eine Lichtabsorptions-Erfassungsmethode angewendet werden. Das erfindungsgemäße Zweistufen-Verfahren kann auf ein beliebiges System angewendet werden, bei dem ein mit einem Farbstoff konjugiertes primäres Material und dem Farbstoff ge- oder Lichtabsorptions-Erfassungssystem verwendet wird, um das Vorhandensein eines anderen Materials zu erfassen, auf das das Konjugat aus dem primären Material in dem Farbstoff gerichtet ist. So kann beispielsweise der Farbstoff an ein Fragment von DNA oder RNA konjugiert sein, um ein mit Farbstoff konjugiertes DNA- oder RNA-Fragment zu bilden, das sodann auf einen Hauptstrang von DNA oder RNA gerichtet wird, zu dem das Stück komplementär ist. Das gleiche Testverfahren kann dazu verwendet werden, um das Vorhandensein von irgendeinem komplementären Hauptstrang von DNA zu erfassen.Another embodiment of the present invention comprises a multi-parameter process in which a variety of Luminescent cyanine or related dyes are used is, each of a variety of different primary Components, such as antibodies, are attached, each Dye for a different secondary component, such as an antigen that is specific to any of a variety of the above Identify antigens in a mixture of antigens. According to this embodiment, each of the above Antibodies separated with a dye with different Light absorption and various luminescence wavelengths Properties than the dye used to mark the others Probes used are marked. Then everyone will labeled antibodies to a biological to be analyzed Given preparation that contains secondary components such as antigens contains, each by certain labeled antibodies can be stained. Any unreacted dye materials can, for example, from the preparation Washouts are removed if they interfere with the analysis. The biological preparation is then a variety of excitation wavelengths exposed, each excitation wavelength used the excitation wavelength of a particular conjugate Dye. A luminescence microscope or another Luminescence detection system, such as a flow cytometer or a fluorescence spectrophotometer, the filter or monochrometer to select the rays of the excitation wavelength and for the selection of the wavelengths of luminescence, is used to measure the intensity of the rays of the emission wavelength, which corresponds to the excitation wavelength, to determine. The intensity of the luminescence at wavelengths, that of the emission wavelength of a particular conjugate Dye, indicates the amount of antigen  which is bound to the antibody to which the dye is attached is. In certain cases, a single wavelength The suggestion used to make luminescence from two or to excite several materials in a mixture, wherein any fluorescence at a different wavelength and the amount of each labeled species can be measured that their individual fluorescence intensity at the respective Fluorescence wavelength detected. If desired, can a light absorption detection method can be used. The two-stage process according to the invention can be based on any one System to be applied in which one with a dye conjugated primary material and the dye or light absorption detection system is used to control the To detect the presence of another material on which the conjugate of the primary material is directed into the dye is. For example, the dye on Fragment of DNA or RNA conjugated to a dye to form a conjugated DNA or RNA fragment, which then is aimed at a main strand of DNA or RNA, to which the piece is complementary. The same test procedure can be used to check for the presence of any to capture complementary main strand of DNA.

Die erfindungsgemäßen Cyanin- und damit verwandten Farbstoffe sind besonders gut für die Analyse eines Gemisches von Komponenten geeignet, bei dem Farbstoffe einer Vielzahl von Anregungs- und Emissionswellenlängen erforderlich sind, weil spezielle Cyanin- und damit verwandte Farbstoffe synthetisiert werden können, die einen weiten Bereich von Anregungs- und Emissionswellenlängen haben. Spezielle Cyanin- und damit verwandte Farbstoffe mit spezifischen Anregungs- und Emissionswellenlängen können synthetisiert werden, indem die Anzahl der Methingruppen variiert wird oder indem die Cyanin-Ringstrukturen modifiziert werden. Auf diese Weise ist es möglich, Farbstoffe mit besonderen Anregungswellenlängen zu synthetisieren, um einer besonderen Anregungs-Lichtquelle, wie einem Laser, zum Beispiel einem HeNe-Laser oder einem Diodenlaser, zu entsprechen.The cyanine and related dyes according to the invention are particularly good for analyzing a mixture of components suitable for dyes with a variety of excitation and emission wavelengths are required because special cyanine and related dyes synthesized can be a wide range of excitation and Have emission wavelengths. Special cyanine and related Dyes with specific excitation and emission wavelengths can be synthesized by the number of the methine groups is varied or by the cyanine ring structures be modified. In this way it is possible  Synthesize dyes with special excitation wavelengths, a special excitation light source, like one Lasers, for example a HeNe laser or a diode laser, correspond to.

Die Erfindung betrifft die kovalente Reaktion von hochlumineszenten und hochlichtabsorbierenden Cyanin- und damit verwandten Farbstoffmolekülen unter Reaktionsbedingungen mit Amin-, Hydroxy-, Aldehyd-, Sulfhydryl- oder anderen Gruppen auf Proteinen, Peptiden, Kohlenhydraten, Nucleinsäuren, derivatisierten Nucleinsäuren, Lipiden, bestimmten anderen biologischen Molekülen, biologischen Zellen sowie nichtbiologischen Materialien, beispielsweise löslichen Polymeren, Polymerteilchen, Polymeroberflächen, Polymermembranen, Glasoberflächen und anderen Teilchen und Oberflächen. Da die Lumineszenz hochempfindliche optische Techniken umfaßt, kann die Anwesenheit dieser Farbstoff-"Etiketten" erfaßt und selbst dann quantitativ bestimmt werden, wenn das "Etikett" nur in sehr geringen Mengen vorhanden ist. Somit können die Farbstoffmarkierungs- Reagentien dazu verwendet werden, die Menge eines Materials, das markiert worden ist, zu messen. Die am besten geeigneten Farbstoffe sind hochlichtabsorbierend (ε = 70 000 bis 250 000 l/mol-cm oder höher) und sehr lumineszent, und sie haben Quantenausbeuten von mindestens 5% bis 80% oder mehr. Die qualitativen Eigenschaften betreffen die Farbstoffe selbst und Farbstoffe, die an ein markiertes Material konjugiert sind.The invention relates to the covalent reaction of highly luminescent and highly light-absorbing cyanine and related dye molecules under reaction conditions with amine, hydroxyl, aldehyde, sulfhydryl or other groups on proteins, peptides, carbohydrates, nucleic acids, derivatized nucleic acids, lipids, certain other biological Molecules, biological cells and non-biological materials, for example soluble polymers, polymer particles, polymer surfaces, polymer membranes, glass surfaces and other particles and surfaces. Because luminescence involves highly sensitive optical techniques, the presence of these dye "labels" can be detected and quantified even if the "label" is only present in very small amounts. Thus, the dye-labeling reagents can be used to measure the amount of a material that has been labeled. The most suitable dyes are highly light-absorbing ( ε = 70,000 to 250,000 l / mol-cm or higher) and very luminescent, and they have quantum yields of at least 5% to 80% or more. The qualitative properties concern the dyes themselves and dyes that are conjugated to a marked material.

Eine wichtige Anwendung für diese Farbmarkierungs-Reagentien ist die Herstellung von lumineszierenden monoklonalen Antikörpern. Monoklonale Antikörper sind Proteinmoleküle, die sich sehr eng und sehr spezifisch an bestimmte chemische Stellen oder "Marker" auf Zelloberflächen oder innerhalb von Zellen binden. Diese Antikörper besitzen daher eine enorme Forschungseignung und klinische Eignung zur Identifizierung von bestimmten Zelltypen (zum Beispiel HLA-Klassifizierung, T-Zell-Subsets, Bakterien- und Virenklassifizierung etc.) und erkrankte Zellen. In der Vergangenheit ist die Menge des an eine Zelle gebundenen Antikörpers dadurch quantitativ bestimmt worden, daß man den Antikörper auf verschiedene Weise markiert hat. Das Markieren ist mit einer radioaktiven Markierung (Radioimmuno-Assay), einem Enzym (ELISA-Techniken) oder einem Fluoreszenz-Farbstoff (gewöhnlich Fluorescein, Rhodamin, Texasrot® oder Phycoerythrin) bewerkstelligt worden. Die meisten Hersteller und Anwender von klinischen Antikörper- Reagentien möchten von den mit der Verwendung von radioaktiven Tracern inhärenten Problemen wegkommen, so daß die Lumineszenz als eine der vielversprechendsten Alternativen angesehen wird. Tatsächlich liefern nunmehr viele Firmen mit Fluorescein, Texasrot®, Rhodamin und Phycoerythrin markierte monoklonale Antikörper.An important application for these color marking reagents is the production of luminescent monoclonal antibodies. Monoclonal antibodies are protein molecules that very closely and very specifically to certain chemical sites or "markers" on cell surfaces or within Bind cells. These antibodies therefore have an enormous  Research suitability and clinical suitability for identification of certain cell types (for example HLA classification, T cell subsets, bacterial and virus classification etc.) and diseased cells. In the past, the amount of antibody bound to a cell thereby determined quantitatively that you can get the antibody in different ways has marked. The marking is with a radioactive marking (Radioimmunoassay), an enzyme (ELISA techniques) or a fluorescent dye (usually fluorescein, Rhodamine, Texasrot® or Phycoerythrin) have been accomplished. Most manufacturers and users of clinical antibody Reagents like those with the use of radioactive Tracers inherent problems get away, so the Luminescence as one of the most promising alternatives is seen. In fact, many companies are now delivering Fluorescein, Texasrot®, Rhodamine and Phycoerythrin labeled monoclonal antibodies.

In den letzten Jahren ist die optische/elektronische Instrumentierung für die Erfassung von fluoreszierenden Antikörpern auf Zellen komplizierter geworden. So kann beispielsweise die Fließ-Cytometrie dazu verwendet werden, um die Menge von fluoreszierendem Antikörper auf individuellen Zellen mit einer Rate von bis zu 5000 Zellen pro Sekunde zu bestimmen. Auch mikroskopische und Lösungs-Fluoreszenztechniken haben Fortschritte erzielt. Diese Instrumente können eine Fluoreszenz bei vielen Wellenlängen des UV-, sichtbaren und nahen IR-Bereichs des Spektrums erregen. Doch können die meisten der derzeit verfügbaren, verwendbaren Fluoreszenz-Markierungs- Reagentien nur im 400- bis 580-nm-Bereich des Spektrums angeregt werden. Die Ausnahmen sind einige der Pigmente vom Phycobiliprotein-Typ, die aus Meeresorganismen isoliert worden sind und die kovalent an Proteine angeheftet werden können. Diese können bei etwas niedrigeren Wellenlängen angeregt werden. Es gibt daher ein großes Spektralfenster im Bereich von 580 bis ungefähr 900 nm, wo es notwendig ist, daß neue Markierungs-Reagentien zur Markierung von biologischen und nichtbiologischen Materialien verfügbar werden, wobei die Analyse mit der derzeit verfügbaren Instrumentierung durchgeführt werden soll. Neue Reagentien, die in diesem Spektralbereich anregbar sind, würden es ermöglichen, Multifarb- Lumineszenzanalysen von Markern auf Zellen durchzuführen, da Antikörper mit verschiedenen Spezifizitäten jeweils mit einem verschieden gefärbten Fluoreszenz-Farbstoff markiert werden könnten. Somit könnte das Vorhandensein von mehreren Markern gleichzeitig für jede analysierte Zelle bestimmt werden.In recent years, optical / electronic instrumentation for the detection of fluorescent antibodies on cells got more complicated. For example Flow cytometry can be used to measure the amount of fluorescent antibody on individual cells with a Determine rate of up to 5000 cells per second. Also have microscopic and solution fluorescence techniques Progress made. These instruments can fluoresce at many wavelengths of UV, visible and near Excite the IR range of the spectrum. But most can the currently available, usable fluorescent labeling Reagents only excited in the 400 to 580 nm range of the spectrum will. The exceptions are some of the pigments from Phycobiliprotein-type that has been isolated from marine organisms are and which can be covalently attached to proteins. These can be excited at slightly lower wavelengths  will. There is therefore a large spectral window in the range from 580 to about 900 nm where it is necessary that new ones Labeling reagents for labeling biological and non-biological materials become available, the Analysis carried out with the currently available instrumentation shall be. New reagents in this spectral range are stimulable, would enable multi-color To perform luminescence analyzes of markers on cells because Antibodies with different specificities marked with a different colored fluorescent dye could become. Thus, the presence of several Markers can be determined simultaneously for each analyzed cell.

Die Erfindung betrifft auch lumineszierende (fluoreszierende oder phosphoreszierende) Cyanin-, Merocyanin- und Styryl- Farbstoffe selbst, die an biologische und nichtbiologische Materialien kovalent angeknüpft werden können. Merocyanin- und Styryl-Farbstoffe werden für die Zwecke dieser Erfindung als mit Cyanin-Farbstoffen verwandt angesehen. Die neuen Markierungs-Reagentien selbst, jedoch insbesondere dann, wenn sie mit einer markierten Komponente konjugiert sind, können durch Licht von ersten definierten Wellenlängen, zum Beispiel durch Licht in Wellenlängenbereichen des Spektrums von 450 bis 900 nm, angeregt werden. Die Hintergrund-Fluoreszenz von Zellen erfolgt im allgemeinen bei einer niedrigen Wellenlänge. Daher werden sich die Markierungs-Reagentien gegenüber der Hintergrund-Fluoreszenz unterscheiden. Von besonderem Interesse sind die Derivate, die Licht bei 633 nm absorbieren, da sie durch billige, intensive, stabile und langlebige HeNe- Laserquellen angeregt werden können. Licht von zweiten definierten Wellenlängen, das durch die markierte Komponente fluoresziert oder phosphoresziert wird, kann sodann erfaßt werden. Das fluoreszierte oder phosphoreszierte Licht hat im allgemeinen eine größere Wellenlänge als das Anregungslicht. In der Erfassungsstufe kann ein Lumineszenz-Mikroskop verwendet werden, das einen Filter zur Absorption von Streulicht der Anregungswellenlänge und zum Durchgang der Wellenlänge hat, die der Lumineszenz entspricht, die der jeweiligen Farbstoffmarkierung entspricht, die mit der Probe verwendet wird. Ein derartiges optisches Mikroskop ist zum Beispiel in der US-PS 46 21 911 beschrieben.The invention also relates to luminescent (fluorescent or phosphorescent) cyanine, merocyanine and styryl Dyes themselves, which are biological and non-biological Materials can be covalently attached. Merocyanine and styryl dyes are used for the purposes of this invention considered related to cyanine dyes. The new Labeling reagents themselves, but especially if they are conjugated to a marked component by light of the first defined wavelengths, for example by light in wavelength ranges of the spectrum of 450 up to 900 nm. The background fluorescence from Cells are generally made at a low wavelength. Therefore, the labeling reagents will face each other distinguish the background fluorescence. Of special interest are the derivatives that absorb light at 633 nm, because they are cheap, intense, stable and durable HeNe- Laser sources can be excited. Light defined by second Wavelengths by the highlighted component fluorescent or phosphorescent, can then be detected will. That has fluorescent or phosphorescent light  generally a longer wavelength than the excitation light. In the detection stage, a luminescence microscope can be used used a filter to absorb stray light the excitation wavelength and the passage of the wavelength that corresponds to the luminescence, that of the respective The dye label corresponds to that used with the sample becomes. Such an optical microscope is for example described in US Pat. No. 4,621,911.

Nicht alle Cyanin- und damit verwandte Farbstoffe sind lumineszierend. Jedoch schließen die erfindungsgemäßen Farbstoffe solche Cyanin- und damit verwandte Farbstoffe ein, die lumineszierend sind. Sie sind relativ photostabil, und viele sind in der Reaktionslösung, vorzugsweise einer wäßrigen Lösung, löslich. Die konjugierten Farbstoffe selbst, jedoch insbesondere, wenn sie mit einer markierten Komponente konjugiert sind, haben molare Extinktionskoeffizienten (ε) von mindestens 50 000 und vorzugsweise mindestens 100 000 Liter pro mol-cm. Der Extinktionskoeffizient ist ein Maß der Fähigkeit der Moleküle, Licht zu absorbieren. Die erfindungsgemäßen konjugierten Farbstoffe haben Quantenausbeuten von mindestens 2% und vorzugsweise mindestens 10%. Dazu absorbieren und emittieren die erfindungsgemäßen konjugierten Farbstoffe Licht im Spektralbereich von 400 bis 900 nm und vorzugsweise im Spektralbereich von 600 bis 900 nm.Not all cyanine and related dyes are luminescent. However, the dyes of the invention include those cyanine and related dyes that are luminescent. They are relatively photostable and many are soluble in the reaction solution, preferably an aqueous solution. The conjugated dyes themselves, but especially if they are conjugated with a labeled component, have molar extinction coefficients ( ε ) of at least 50,000 and preferably at least 100,000 liters per mol-cm. The extinction coefficient is a measure of the ability of the molecules to absorb light. The conjugated dyes according to the invention have quantum yields of at least 2% and preferably at least 10%. For this purpose, the conjugated dyes according to the invention absorb and emit light in the spectral range from 400 to 900 nm and preferably in the spectral range from 600 to 900 nm.

Arylsulfonierte FarbstoffeArylsulfonated dyes

Es wurde nun gefunden, daß die hierin beschriebenen Arylsulfonat- oder Arylsulfonsäure-Farbstoffe ihrer Natur nach stärker fluoreszierend sind und verbesserte Photostabilitäts- und Wasserlöslichkeitseigenschaften haben als ähnliche Farbstoffe ohne Arylsulfonat- oder Arylsulfonsäuregruppen. Die hierin verwendeten Bezeichnungen Arylsulfonat oder Arylsulfonsäure sollen Arylsulfonsäuregruppen oder Arylsulfonatgruppen bezeichnen, wobei die genannten Gruppen an aromatische Ringstrukturen angefügt sind, mit Einschluß einer einzigen aromatischen Ringstruktur oder einer kondensierten Ringstruktur, beispielsweise einer Naphthalinstruktur. Die einzige aromatische Ringstruktur oder die kondensierte aromatische Ringstruktur kann in Polymethin-, Cyanin-, Merocyanin- oder Styryl-Farbstoffen vorhanden sein.It has now been found that the aryl sulfonate described herein or arylsulfonic acid dyes by their nature are more fluorescent and improved photostability and have water solubility properties than similar dyes without aryl sulfonate or aryl sulfonic acid groups. The Terms used herein include aryl sulfonate or aryl sulfonic acid  are said to be arylsulfonic acid groups or arylsulfonate groups denote, where the groups mentioned to aromatic Ring structures are attached, including a single one aromatic ring structure or a condensed ring structure, for example a naphthalene structure. The only aromatic ring structure or the condensed aromatic Ring structure can be in polymethine, cyanine, or merocyanine Styryl dyes may be present.

Viele Farbstoffe mit planaren Molekularstrukturen mit Einschluß von üblichen Cyanin-Farbstoffen neigen dazu, in wäßriger Lösung Dimere und Aggregate höherer Ordnung zu bilden, und zwar insbesondere dann, wenn gleichfalls anorganische Salze vorhanden sind, wie es beispielsweise in gepufferten Lösungen und physiologischer Kochsalzlösung der Fall ist. Diese Aggregate haben gewöhnlich Absorptionsbanden, die zu der kurzen Wellenlängenseite der Monomerabsorption verschoben sind, und sie sind im allgemeinen sehr schwach fluoreszierende Arten. Die Tendenz der Cyanin-Farbstoffe, in wäßriger Lösung leicht Aggregate zu bilden, ist insbesondere in der Photographie gut bekannt (West, W., und Pierce S., J. Phys. Chem., 69: 2894 (1965); Sturmer, D. M., Spec. Top in Heterocyclic Chemistry, 30 (1974)).Many dyes with planar molecular structures with inclusion of common cyanine dyes tend to be aqueous Solution to form dimers and higher order aggregates and especially when also inorganic Salts are present, such as in buffered Solutions and physiological saline is the case. These Aggregates usually have absorption bands that go to that short wavelength side of the monomer absorption shifted are, and they are generally very weakly fluorescent Species. The tendency of cyanine dyes, in aqueous Solution to form aggregates is particularly easy in the Photography well known (West, W., and Pierce S., J. Phys. Chem., 69: 2894 (1965); Sturmer, D.M., Spec. Top in heterocyclic Chemistry, 30 (1974)).

Viele Farbstoffmoleküle und insbesondere Cyanin-Farbstoffmoleküle neigen dazu, in wäßriger Lösung Aggregate zu bilden. Es ist gefunden worden, daß die Arylsulfonat-Farbstoffe eine minimale Neigung haben, diese Aggregate zu bilden. Bei Verwendung zur Bildung von fluoreszierenden Markierungs-Reagentien haben die Arylsulfonat-Farbstoffe eine verminderte Neigung, Aggregate zu bilden, wenn sie mit hohen Oberflächendichten an Proteine oder andere Moleküle, wie Antikörper, gebunden werden. Die Tendenz eines bestimmten Farbstoffmoleküls, Aggregate in einer Salzlösung (zum Beispiel 150 mM Natriumchlorid- Lösung) zu bilden, kann als Maß der Neigung des gleichen Farbstoffmoleküls zur Bildung von Aggregaten auf der Oberfläche von Proteinen genommen werden. Für Farbstoffmoleküle wird es daher angestrebt, daß sie eine minimale Neigung haben, in wäßrigen Salzlösungen Aggregate zu bilden. Die Werte der Fig. 2 zeigen, daß ein bestimmter arylsulfonierter Farbstoff selbst bei hohen Konzentrationen in wäßriger Salzlösung nur eine niedrige Neigung hat, Aggregate zu bilden.Many dye molecules, and especially cyanine dye molecules, tend to form aggregates in aqueous solution. The aryl sulfonate dyes have been found to have a minimal tendency to form these aggregates. When used to form fluorescent labeling reagents, the aryl sulfonate dyes have a reduced tendency to form aggregates when bound to proteins or other molecules such as antibodies with high surface densities. The tendency of a particular dye molecule to form aggregates in a saline solution (e.g. 150 mM sodium chloride solution) can be taken as a measure of the tendency of the same dye molecule to form aggregates on the surface of proteins. It is therefore desirable for dye molecules to have a minimal tendency to form aggregates in aqueous salt solutions. The values of Figure 2 show that a particular arylsulfonated dye has only a low tendency to form aggregates even at high concentrations in aqueous saline.

Die Fig. 1 zeigt das Monomer-Absorptionsspektrum und das Dimer-Absorptionsspektrum eines typischen Cyanin-Farbstoffs, gelöst in einem wäßrigen Puffer. Der zur Erzeugung dieser Spektren verwendete Farbstoff, N,N′-Di-sulfobutyl-indodicarbocyanin, weist keine Arylsulfonatgruppen auf und bildet selbst bei Konzentrationen im submillimolaren Bereich leicht Dimere. Das Dimer-Spektrum wurde aus den Spektren des Farbstoffs bei verschiedenen Konzentrationen errechnet (vgl. die Methode von West und Pearce, 1965). Bei einer 3-mM-Konzentration in einer phosphatgepufferten Kochsalzlösung waren die Absorptionen der Monomer- und Dimerbanden etwa gleich. Fig. 1 shows the monomer absorption spectrum and the dimer absorption spectrum of a typical cyanine dye, dissolved in an aqueous buffer. The dye used to generate these spectra, N, N'-disulfobutylindodicarbocyanine, has no arylsulfonate groups and easily forms dimers even at concentrations in the submillimolar range. The dimer spectrum was calculated from the spectra of the dye at various concentrations (cf. West and Pearce's method, 1965). At a 3 mM concentration in a phosphate buffered saline, the absorptions of the monomer and dimer bands were approximately the same.

Das Spektrum des verbesserten Sulfoindodicarbocyanins, N,N′- Diethyl-indodicarbocyanin-5,5′-disulfonsäure, ist in Fig. 2 gezeigt. Dieser Farbstoff zeigte bei Konzentrationen bis zu 10 mM kein Anzeichen einer Aggregation in der Kochsalzlösung.The spectrum of the improved sulfoindodicarbocyanine, N, N'-diethyl-indodicarbocyanine-5,5'-disulfonic acid, is shown in FIG. 2. This dye showed no evidence of aggregation in the saline at concentrations up to 10 mM.

Üblicherweise wird die Wirksamkeit, mit der sich ein bestimmter reaktiver Farbstoff an ein Protein, beispielsweise einen Antikörper, kuppelt, unter definierten Reaktionsbedingungen bestimmt. Der getestete Farbstoff war der Bis-N-hydroxysuccinimidester von N,N′-Di-carboxypentyl-indodicarbocyanin-5,5′- disulfonsäure. Die Fig. 3 zeigt, daß dieser aktive Sulfocyanin- Farbstoff-Ester sich wirksam mit Schaf-Immunoglobulin in einem Carbonat-Puffer bei einem pH-Wert von 9,2 umsetzt, wodurch kovalent markierte Antikörpermoleküle gebildet werden, die ein Molverhältnis von Farbstoff zu Antikörper im Bereich von weniger als 1 bis mehr als 20, je nach den relativen Farbstoff- und Antikörperkonzentrationen, in der Reaktionslösung haben. Die Neigung der linearen kleinsten Quadrate der Werte zeigen, daß unter diesen Bedingungen die Markierungswirksamkeit dieses Farbstoffs etwa 80% ist. Bei ähnlichen Untersuchungen setzte sich Fluorescein-isothiocyanat (FITC) mit einer Wirksamkeit von etwa 20% um.The effectiveness with which a certain reactive dye couples to a protein, for example an antibody, is usually determined under defined reaction conditions. The dye tested was the bis-N-hydroxysuccinimide ester of N, N'-di-carboxypentyl-indodicarbocyanine-5,5'-disulfonic acid. Fig. 3 shows that this active sulfocyanine dye ester reacts effectively with sheep immunoglobulin in a carbonate buffer at pH 9.2, thereby forming covalently labeled antibody molecules that have a dye to antibody molar ratio in the range of less than 1 to more than 20, depending on the relative dye and antibody concentrations in the reaction solution. The slope of the linear least squares of the values shows that under these conditions the labeling efficiency of this dye is about 80%. In similar studies, fluorescein isothiocyanate (FITC) reacted with an effectiveness of about 20%.

Die Reaktivität des aktiven Esters des neuen Sulfoindodicarbocyanin- Farbstoffs wurde dadurch untersucht, daß Schaf-Immunoglobulin (IgG) markiert wurde. Das Protein (4 mg/ml) wurde in 0,1 m Carbonat-Puffer (pH = 9,2) aufgelöst. Aliquote Teile des reaktiven Farbstoffs, gelöst in wasserfreiem Dimethylformamid, wurden zu den Proteinproben gegeben, um die ursprünglichen Molverhältnisse Farbstoff : Protein zu ergeben. Nach 30 Minuten wurde das Protein von dem unkonjugierten Farbstoff durch Gel-Permeationschromatographie (Sephadex G-50) abgetrennt. Die resultierenden Molverhältnisse Farbstoff : Protein wurden spektrophotometrisch bestimmt, und sie sind in Fig. 3 dargestellt.The reactivity of the active ester of the new sulfoindodicarbocyanine dye was examined by labeling sheep immunoglobulin (IgG). The protein (4 mg / ml) was dissolved in 0.1 M carbonate buffer (pH = 9.2). Aliquots of the reactive dye, dissolved in anhydrous dimethylformamide, were added to the protein samples to give the original dye: protein molar ratios. After 30 minutes, the protein was separated from the unconjugated dye by gel permeation chromatography (Sephadex G-50). The resulting dye: protein molar ratios were determined spectrophotometrically and are shown in FIG. 3.

Bei niedrigen Verhältnissen von Farbstoff zu Protein zeigen die Absorptionsspektren der markierten Proteine Banden, die eng den Spektren des freien monomeren Farbstoffs entsprechen. Bei Antikörpermolekülen, die stark markiert worden sind (hohe Verhältnisse Farbstoff : Protein) oder die mit Farbstoffen mit großer Neigung zur Aggregation in wäßrigen Lösungen markiert worden sind, wird oft festgestellt, daß sie neue Absorptionspeaks haben, die bei kürzeren Wellenlängen erscheinen als die Absorptionsbanden des monomeren Farbstoffs in wäßriger Lösung. Die Wellenlänge des neuen Absorptionspeaks fällt häufig in einen Bereich, der für das Dimer-Absorptionsspektrum des Farbstoffs charakteristisch ist (vgl. Fig. 1).At low dye to protein ratios, the absorption spectra of the labeled proteins show bands that closely correspond to the spectra of the free monomeric dye. Antibody molecules that have been strongly labeled (high dye: protein ratios) or that have been labeled with dyes with a high tendency to aggregate in aqueous solutions are often found to have new absorption peaks that appear at shorter wavelengths than the absorption bands of the monomeric dye in aqueous solution. The wavelength of the new absorption peak often falls in a range which is characteristic of the dimer absorption spectrum of the dye (cf. FIG. 1).

Stärker markierte Antikörper haben höhere Verhältnisse von kurzen zu langen Wellenlängen-Absorptionspeaks. Dieser kürzere Wellenlängen-Absorptionspeak kann in Fig. 4 bei ungefähr 590 nm gesehen werden. Der längere Wellenlängenpeak (bei 645 nm) in Fig. 4 ist auf monomere Farbstoffmoleküle zurückzuführen, die an den Antikörper gebunden sind. Das Markierungs-Reagens, das verwendet wurde, um das Antikörper-Absorptionsspektrum in Fig. 4 herzustellen (der Bis-N-hydroxysuccinimidester von N,N′-Di-sulfobutyl-indodicarbocyanin-5,5′-essigsäure) besitzt keine Arylsulfonatgruppen und bildet leicht in wäßrigen Salzlösungen und auf Antikörpern, mit denen er umgesetzt worden ist, Dimere. Von entscheidender Bedeutung ist es, daß die Fluoreszenz-Anregungsspektren dieser Antikörper zeigen, daß die Anregung der markierten Antikörper beim kurzen Wellenlängenpeak nicht proportional so viel Fluoreszenz erzeugt wie es bei einer Anregung beim längeren Wellenlängenpeak der Fall ist. Diese Beobachtung steht in Übereinstimmung mit der Idee, daß der kürzere Wellenlängen-Absorptionspeak auf die Bildung von nichtfluoreszierenden Dimeren und Aggregaten auf den Antikörpermolekülen zurückzuführen ist.More strongly labeled antibodies have higher ratios of short to long wavelength absorption peaks. This shorter wavelength absorption peak can be seen in Fig. 4 at approximately 590 nm. The longer wavelength peak (at 645 nm) in Fig. 4 is due to monomeric dye molecules bound to the antibody. The labeling reagent used to prepare the antibody absorption spectrum in Figure 4 (the bis-N-hydroxysuccinimide ester of N, N'-disulfobutyl-indodicarbocyanine-5,5'-acetic acid) has no aryl sulfonate groups and forms easily in aqueous salt solutions and on antibodies with which it has been reacted, dimers. It is of crucial importance that the fluorescence excitation spectra of these antibodies show that the excitation of the labeled antibodies at the short wavelength peak does not generate as much fluorescence as when the excitation at the longer wavelength peak. This observation is consistent with the idea that the shorter wavelength absorption peak is due to the formation of non-fluorescent dimers and aggregates on the antibody molecules.

Es wurde gefunden, daß das zum Erhalt der Werte der Fig. 3 verwendete Markierungs-Reagens, bestehend aus einem Arylsulfonat- Cyanin-Farbstoff, auf den Antikörpermolekülen nicht ohne weiteres aggregiert. Dies ergibt sich aus dem erheblich kleineren Absorptionspeak bei Wellenlängen, bei denen charakteristischerweise Dimere absorbieren (vgl. Fig. 5). Dies ist deswegen von Wichtigkeit, weil Antikörper und andere Proteine, die mit diesen "nichtaggregierenden" Markierungs-Reagentien markiert worden sind, stärker fluoreszierende markierte Proteine ergeben sollten. Tatsächlich ergeben die Arylsulfocyanine selbst dann glänzend fluoreszierende Antikörper, wenn das mittlere Verhältnis Farbstoff pro Antikörper relativ hoch ist (vgl. Fig. 6).It has been found that the labeling reagent used to obtain the values of FIG. 3, consisting of an aryl sulfonate cyanine dye, does not readily aggregate on the antibody molecules. This results from the considerably smaller absorption peak at wavelengths at which dimers characteristically absorb (cf. FIG. 5). This is important because antibodies and other proteins labeled with these "non-aggregating" labeling reagents should result in more fluorescent labeled proteins. In fact, the arylsulfocyanines produce glossy fluorescent antibodies even when the average dye / antibody ratio is relatively high (see FIG. 6).

Schaf-Immunoglobulin (IgG), das mit einem Carboxyindodicarbocyanin- Farbstoff markiert worden ist, ist in Fig. 4 gezeigt. Die Fig. 5 zeigt das Protein, das mit dem neuen Sulfiindodicarbocyanin- Farbstoff konjugiert worden ist. Die Anwesenheit von erhöhtem Dimeren (vgl. Fig. 1) in der erstgenannten Probe ist offensichtlich. Obgleich das Molverhältnis Farbstoff : Protein bei beiden Präparaten ungefähr gleich war, war das in Fig. 5 dargestellte Protein erheblich stärker fluoreszierend als die in Fig. 4 gezeigte Probe.Sheep immunoglobulin (IgG) labeled with a carboxyindodicarbocyanine dye is shown in FIG. 4. Figure 5 shows the protein that has been conjugated to the new sulfiindodicarbocyanine dye. The presence of increased dimers (see Fig. 1) in the former sample is evident. Although the molar ratio of dye: protein was approximately the same in both preparations, the protein shown in FIG. 5 was considerably more fluorescent than the sample shown in FIG. 4.

Um glänzende bzw. hell fluoreszierende Antikörper oder andere Proteine, die mit Fluoreszenz-Farbstoffen markiert worden sind, zu erhalten, ist es von Wichtigkeit, daß die mittlere Quantenausbeute pro Farbstoffmolekül auf dem Protein so hoch wie möglich ist. Es ist allgemein festgestellt worden, daß, wenn die Oberflächendichte der Farbstoffmoleküle auf dem Protein zunimmt (d. h., wenn das Verhältnis von Farbstoff zu Protein zunimmt), dann die mittlere Quantenausbeute der Farbstoffe vermindert wird. Dieser Effekt ist manchmal dem Auslöschen zugeschrieben worden, das als Ergebnis einer Farbstoff- Farbstoff-Wechselwirkung auf der Oberfläche von stärker markierten Proteinen stattfindet. Die Bildung von nichtfluoreszierenden Dimeren auf Proteinoberflächen kann mit Sicherheit zu diesem Auslöschen beitragen. Die Fig. 6 zeigt, daß die mittlere Quantenausbeute eines Arylsulfocyanin-Farbstoffs langsam abnimmt, wenn das Farbstoff/Protein-Verhältnis zunimmt (Kurve mit Diamantensymbolen). Demgegenüber zeigt die Kurze mit den runden Symbolen, daß eine sehr rasche Abnahme der mittleren Quantenausbeute für das Konjugat eines Nicht-Arylsulfocyanin-Farbstoffs (N,N′-Di-sulfobutyl-indodicarbocyanin- 5-isothiocyanat) stattfindet, wenn das Farbstoff/ Protein-Verhältnis zunimmt. Daher ergibt der in Fig. 6 gezeigte Sulfocyanin-Farbstoff stärker glänzend fluoreszierende Antikörper als der andere Farbstoff, und zwar insbesondere im Markierungsbereich von 1 bis 10 Farbstoffmolekülen pro Antikörpermolekül.In order to obtain shiny or brightly fluorescent antibodies or other proteins which have been labeled with fluorescent dyes, it is important that the mean quantum yield per dye molecule on the protein is as high as possible. It has generally been found that as the surface density of the dye molecules on the protein increases (ie, when the ratio of dye to protein increases), then the mean quantum yield of the dyes is reduced. This effect has sometimes been attributed to the extinction that occurs as a result of a dye-dye interaction on the surface of more labeled proteins. The formation of non-fluorescent dimers on protein surfaces can certainly contribute to this quenching. Figure 6 shows that the mean quantum yield of an arylsulfocyanine dye slowly decreases as the dye / protein ratio increases (curve with diamond symbols). In contrast, the short one with the round symbols shows that a very rapid decrease in the mean quantum yield for the conjugate of a non-arylsulfocyanine dye (N, N′-disulfobutylindodicarbocyanine 5-isothiocyanate) takes place when the dye / protein Ratio increases. Therefore, the sulfocyanine dye shown in Fig. 6 gives a more glossy fluorescent antibody than the other dye, particularly in the range of 1 to 10 dye molecules per antibody molecule.

Die mittlere Fluoreszenz-Quantenausbeute der einzelnen Farbstoffmoleküle auf den markierten Proteinen ist ein Maß des von diesen Biomolekülen erhältlichen Fluoreszenzsignals. Werte von Schaf-Immunoglobulin (IgG), das mit dem neuen Sulfoindodicarbocyanin- Farbstoff in phosphatgepufferter Kochsalzlösung markiert worden war, sind in der Kurve mit Diamantensymbolen der Fig. 6 gezeigt. Die Kurve mit runden Symbolen der Fig. 6 zeigt Proteine, die mit einem reaktiven Indodicarbocyaninisothiocyanat- Farbstoff zum Vergleich markiert worden sind. In Fig. 6 stellen die Quantenausbeuten bei einem Verhältnis Farbstoff/Protein von Null die Werte für die Methylamin-Addukte der reaktiven Farbstoffe (freier Farbstoff) im Puffer dar.The mean fluorescence quantum yield of the individual dye molecules on the labeled proteins is a measure of the fluorescence signal available from these biomolecules. Values of sheep immunoglobulin (IgG) labeled with the new sulfoindodicarbocyanine dye in phosphate buffered saline are shown in the curve with diamond symbols of FIG. 6. The curve with round symbols in FIG. 6 shows proteins which have been labeled with a reactive indodicarbocyanine isothiocyanate dye for comparison. In Fig. 6, the quantum yields with a dye / protein ratio of zero represent the values for the methylamine adducts of the reactive dyes (free dye) in the buffer.

Hintergrund-VerfahrenBackground procedure

Lumineszenz-Sonden sind wertvolle Reagentien für die Analyse und Trennung von Molekülen und Zellen und für die Erfassung und quantitative Bestimmung von anderen Materialien. Eine sehr kleine Anzahl von lumineszierenden Molekülen kann unter optimalen Umständen erfaßt werden. Barak und Webb sehen weniger als 50 Fluoreszenz-Lipid-Analoge im Zusammenhang mit der LDL-Rezeption von Zellen unter Verwendung einer SIT-Kamera, J. Cell. Biol. 90: 595-605 (1981). Die Fließ-Cytomerie kann dazu verwendet werden, um weniger als 10 000 Fluoresceinmoleküle zu erfassen, die mit Teilchen oder bestimmten Zellen assoziiert sind (Muirhead, Horan und Poste, Bio/Technology 3: 337-356 (1985)). Einige spezielle Beispiele für die Anwendung von Fluoreszenz-Sonden sind (1) die Identifizierung und Trennung von Subpopulationen von Zellen in einem Gemisch von Zellen durch die Techniken der Fluoreszenz-Fließ-Cytometrie, der Fluoreszenz-aktivierten Zellsortierung und der Fluoreszenz- Mikroskopie; (2) die Bestimmung der Konzentration einer Substanz, die sich an eine zweite Art bindet (zum Beispiel Antigen-Antikörper-Reaktionen), bei der Technik des Fluoreszenz-Immunoassays; (3) die Lokalisierung von Substanzen in Gelen und anderen unlöslichen Trägern durch die Techniken der Fluoreszenz-Anfärbung. Diese Techniken werden von Herzenberg et al., "Cellular Immunology", 3. Auflage, Kapitel 22; Blackwell Scientific Publications, 1978 (Fluoreszenz- aktiviertes Zellsortieren); und von Goldman, "Fluorescence Antibody Methods", Academic Press, New York, 1968 (Fluoreszenz- Mikroskopie und Fluoreszenz-Anfärbung); und in "Applications of Fluorescence in the Biomedical Sciences", herausgegeben von Taylor et al., Alan Liss Inc., 1986, beschrieben.Luminescence probes are valuable reagents for analysis and separation of molecules and cells and for detection and quantitative determination of other materials. A very small number of luminescent molecules can under optimal circumstances. Barak and Webb see less than 50 fluorescence lipid analogs related to the LDL reception of cells using a SIT camera, J. Cell. Biol. 90: 595-605 (1981). The flow cytomerism can used to make less than 10,000 fluorescein molecules to grasp that with particles or certain cells are associated (Muirhead, Horan and Poste, Bio / Technology  3: 337-356 (1985)). Some specific examples of the application of fluorescence probes are (1) the identification and Separation of subpopulations of cells in a mixture of Cells by the techniques of fluorescence flow cytometry, fluorescence-activated cell sorting and fluorescence Microscopy; (2) determining the concentration a substance that binds to a second species (for example Antigen-antibody reactions), in the technique of Fluorescence immunoassays; (3) the localization of substances in gels and other insoluble carriers by the techniques fluorescence staining. These techniques are used by Herzenberg et al., "Cellular Immunology", 3rd edition, chapter 22; Blackwell Scientific Publications, 1978 (fluorescent activated cell sorting); and by Goldman, "Fluorescence Antibody Methods ", Academic Press, New York, 1968 (fluorescent Microscopy and fluorescence staining); and in "Applications of Fluorescence in the Biomedical Sciences " by Taylor et al., Alan Liss Inc., 1986.

Bei der Verwendung von Fluoreszenzmitteln für die obigen Zwecke bestehen hinsichtlich der Wahl des Fluoreszenzmittels viele Beschränkungen. Eine Beschränkung besteht in den Absorptions- und Emissionseigenschaften des Fluoreszenzmittels, da viele Liganden, Rezeptoren und Materialien in der Testprobe, zum Beispiel Blut, Urin, Cerebrospinal-Flüssigkeit, fluoreszieren und die genaue Bestimmung der Fluoreszenz der fluoreszierenden Probe stören. Diese Erscheinung wird als Autofluoreszenz oder Hintergrund-Fluoreszenz bezeichnet. Ein weiterer Gesichtspunkt ist die Fähigkeit des Fluoreszenzmittels, mit Liganden und Rezeptoren und anderen biologischen und nichtbiologischen Materialien zu konjugieren, und der Effekt einer solchen Konjugation auf das Fluoreszenzmittel. In vielen Situationen kann die Konjugierung an ein anderes Molekül zu einer wesentlichen Veränderung der Fluoreszenz- Eigenschaften des Fluoreszenzmittels führen und in manchen Fällen sogar die Quantenleistung des Fluoreszenzmittels wesentlich zerstören oder vermindern. Es ist auch möglich, daß die Konjugierung mit dem Fluoreszenzmittel die Funktion des zu markierenden Moleküls inaktiviert. Eine dritte Erwägung liegt in der Quantenleistung des Fluoreszenzmittels, die für eine empfindliche Erfassung hoch sein sollte. Eine vierte Erwägung ist die Lichtabsorptionsfähigkeit oder der Extinktionskoeffizient des Fluoreszenzmittels, der so groß wie möglich sein sollte. Von Wichtigkeit ist auch, ob sich die Fluoreszenzmoleküle miteinander umsetzen, wenn sie sich in enger Nähe befinden, was zu einem Selbstauslöschen führen würde. Eine weitere Befürchtung geht dahin, ob eine nichtspezifische Bindung des Fluoreszenzmittels an andere Verbindungen oder Behälterwände entweder selbst oder in Verbindung mit der Verbindung, an die das Fluoreszenzmittel konjugiert wird, erfolgt.When using fluorescent agents for the above Purposes exist with regard to the choice of the fluorescent agent many restrictions. One limitation is the absorption and emission properties of the fluorescent agent, because there are many ligands, receptors and materials in the test sample, for example blood, urine, cerebrospinal fluid, fluoresce and the exact determination of the fluorescence of the disturb fluorescent sample. This phenomenon is called Auto fluorescence or background fluorescence. A Another aspect is the ability of the fluorescent agent with ligands and receptors and other biological and conjugate nonbiological materials, and the Effect of such conjugation on the fluorescent agent. In many situations, the conjugation to another Molecule to a significant change in fluorescence  Properties of the fluorescent agent lead and in some Cases even the quantum performance of the fluorescent agent is essential destroy or diminish. It is also possible that the conjugation with the fluorescent agent the function of inactivated molecule to be labeled. A third consideration lies in the quantum power of the fluorescent agent, which for sensitive detection should be high. A fourth Consideration is the light absorption capacity or the extinction coefficient of the fluorescent agent that is as large as should be possible. It is also important whether the React fluorescent molecules with each other when they are in close proximity, which can lead to self-extinguishing would. Another fear is whether a non-specific one Binding of the fluorescent agent to other compounds or container walls either yourself or in conjunction with the compound to which the fluorescent agent conjugates is done.

Die Anwendbarkeit und der Wert der oben beschriebenen Methoden sind eng an die Verfügbarkeit von geeigneten fluoreszierenden Verbindungen gekoppelt. Insbesondere besteht ein Bedarf an fluoreszierenden Substanzen, die in dem längeren Wellenlängenbereich des sichtbaren Bereichs (Gelb bis nahes Infrarot) emittieren, da die Anregung dieser Chromophoren weniger Autofluoreszenz und auch vielfache Chromophoren ergibt, die bei verschiedenen Wellenlängen fluoreszieren, die gleichzeitig analysiert werden können, wenn die gesamten sichtbaren und die nahen Infrarotbereiche des Spektrums verwendet werden können. Fluorescein, eine weit verwendete fluoreszierende Verbindung, ist eine geeignete Emissionsverbindung im grünen Bereich, obgleich bei bestimmten Immunoassays und Zellanalysensystemen die Hintergrund-Autofluoreszenz, welche durch Anregung bei Fluorescein-Absorptionswellenlängen erzeugt wird, die Empfindlichkeit der Erfassung beschränkt. Jedoch hat sich das herkömmliche rotfluoreszierende Markierungsmittel Rhodamin als weniger wirksam als Fluorescein erwiesen. Texasrot® ist ein geeignetes Markierungsmittel, das bei 578 nm angeregt werden kann und maximal bei 610 nm fluoresziert.The applicability and value of the methods described above are closely related to the availability of suitable fluorescent Connected paired. In particular, there is a need for fluorescent substances in the longer wavelength range of the visible range (yellow to near infrared) emit as the excitation of these chromophores less autofluorescence and also results in multiple chromophores, which at different wavelengths that fluoresce simultaneously can be analyzed if the total visible and the near infrared regions of the spectrum can be used. Fluorescein, a widely used fluorescent compound, is a suitable emission link in the green Range, although with certain immunoassays and cell analysis systems the background autofluorescence, which by excitation is generated at fluorescein absorption wavelengths limits the sensitivity of detection. However  the conventional red fluorescent marker Rhodamine has been shown to be less effective than fluorescein. Texasrot® is a suitable marking agent, which at 578 nm can be excited and fluoresces at a maximum of 610 nm.

Phycobiliproteine haben einen wichtigen Beitrag wegen ihres hohen Extinktionskoeffizienten und der hohen Quantenausbeute gemacht. Diese Chromophor enthaltenden Proteine können kovalent an viele Proteine gebunden werden, und sie werden in Fluoreszenz-Antikörper-Assays in der Mikroskopie und der Fließ-Cytometrie verwendet. Die Phycobiliproteine haben jedoch folgende Nachteile: (1) die Protein-Markierungsverfahrensweise ist relativ komplex; (2) die Protein-Markierungsleistung ist gewöhnlich nicht hoch (typischerweise ein Mittel von 0,5 Phycobiliprotein-Moleküle pro Protein); (3) das Phycobiliprotein ist ein Naturprodukt, und seine Herstellung und Reinigung ist komplex; (4) die Phycobiliproteine sind teuer; (5) es sind keine Phycobiliproteine als Markierungs- Reagentien verfügbar, die weiter zum roten Bereich des Spektrums als Allophycocyanin fluoreszieren, welches maximal bei 680 nm fluoresziert; (6) die Phycobiliproteine sind chemisch relativ instabil; (7) sie sind leicht einer Photobleichung unterworfen; (8) die Phycobiliproteine sind große Proteine mit Molekulargewichten im Bereich von 33 000 bis 240 000, und sie sind größer als viele Materialien, die markiert werden sollen, wie Metabolite, Arzneimittel, Hormone, derivatisierte Nucleotide und viele Proteine mit Einschluß von Antikörpern. Der letztgenannte Nachteil ist von besonderer Wichtigkeit, da Antikörper, Avidin, DNA-Hybridisierungs-Sonden, Hormone und kleine Moleküle, die mit den großen Phycobiliproteinen markiert sind, nicht dazu imstande sein können, sich an ihre Targets wegen sterischer Begrenzungen zu binden, die durch die Größe des konjugierten Komplexes auferlegt werden. Die Bindungsrate von Konjugaten an Targets ist gegenüber niedermolekularen Konjugaten langsam.Phycobiliproteins make an important contribution because of their high extinction coefficients and the high quantum yield made. These chromophore-containing proteins can be covalent are bound to many proteins and they are in Fluorescence antibody assays in microscopy and the Flow cytometry is used. However, the phycobiliproteins have following disadvantages: (1) the protein labeling procedure is relatively complex; (2) protein labeling performance is usually not high (typically a medium of 0.5 phycobiliprotein molecules per protein); (3) that Phycobiliprotein is a natural product, and its manufacture and cleaning is complex; (4) which are phycobiliproteins expensive; (5) there are no phycobiliproteins as labeling Reagents available that continue to the red area of the spectrum fluoresce as allophycocyanin, which maximum at 680 nm fluorescent; (6) the phycobiliproteins are chemical relatively unstable; (7) They are easily photo bleached subjected; (8) the phycobiliproteins are large proteins with molecular weights in the range of 33,000 to 240,000, and they are larger than many materials that are marked are said to be derivatized, such as metabolites, drugs, hormones Nucleotides and many proteins including antibodies. The latter disadvantage is of particular importance because antibodies, avidin, DNA hybridization probes, hormones and small molecules with the big phycobiliproteins are marked, may not be able to bind to their targets because of steric constraints, imposed by the size of the conjugated complex will. The rate of binding of conjugates to targets is opposite  low molecular weight conjugates slowly.

Durch andere Techniken, wie Histologie, Cytologie, Immunoassays, würden auch erhebliche Vorteile durch die Verwendung eines Fluoreszenzmittels mit hoher Quanteneffizienz, Absorptions- und Emissionseigenschaften bei längeren Wellenlängen und mit einfacher Durchführung der Konjugierung, die von einer nichtspezifischen Interferenz im wesentlichen frei sind, erfahren.By other techniques such as histology, cytology, immunoassays, would also have significant benefits from using one Fluorescent agent with high quantum efficiency, absorption and emission properties at longer wavelengths and with simple execution of the conjugation by a non-specific interference are essentially free.

Gemäß der Erfindung werden reaktive fluoreszierende arylsulfonierte Cyanin- und damit verwandte Farbstoffe mit relativ großen Extinktionskoeffizienten und hohen Quantenausbeuten zum Zwecke der Erfassung und quantitativen Bestimmung von markierten Komponenten verwendet.According to the invention, reactive fluorescent arylsulfonated Cyanine and related dyes with relative large extinction coefficients and high quantum yields for the purpose of recording and quantifying marked components used.

Fluoreszierende Cyanin- und damit verwandte Farbstoffe können zur Markierung von biologischen Materialien, wie Antikörpern, Antigenen, Avidin, Streptavidin, Proteinen, Peptiden, derivatisierten Nucleotiden, Kohlenhydraten, Lipiden, biologischen Zellen, Bakterien, Viren, Blutzellen, Gewebezellen, Hormonen, Lymphokinen, biologischen Spurenmolekülen, Toxinen und Arzneimitteln, verwendet werden. Fluoreszenz-Farbstoffe können auch zur Markierung von nichtbiologischen Materialien, wie löslichen Polymeren und Polymeren und Glasteilchen, Arzneimitteln, Leitern, Halbleitern, Glas- und Polymeroberflächen, Polymermembranen und anderen festen Teilchen, verwendet werden. Die zu markierende Komponente kann auch in einem Gemisch mit anderen Materialien vorliegen. Das Gemisch, in dem die Markierungsreaktion stattfindet, kann ein flüssiges Gemisch, insbesondere ein wäßriges Gemisch, sein. Die Erfassungsstufe kann mit dem Gemisch in flüssigem oder trockenem Zustand, beispielsweise einem Objektträger, durchgeführt werden. Fluorescent cyanine and related dyes can for marking biological materials such as antibodies, Antigens, avidin, streptavidin, proteins, peptides, derivatized nucleotides, carbohydrates, lipids, biological Cells, bacteria, viruses, blood cells, tissue cells, Hormones, lymphokines, biological trace molecules, toxins and drugs. Fluorescent dyes can also be used to mark non-biological materials, such as soluble polymers and polymers and glass particles, drugs, Conductors, semiconductors, glass and polymer surfaces, Polymer membranes and other solid particles can be used. The component to be marked can also be in a mixture with other materials. The mixture in which the Labeling reaction takes place, a liquid mixture, in particular an aqueous mixture. The capture level can with the mixture in liquid or dry state, for example, a slide.  

Erfindungsgemäß ist es erforderlich, daß Cyanin-Farbstoffe durch die Einarbeitung einer reaktiven Gruppe in das Cyaninmolekül modifiziert werden. Diese reaktive Gruppe heftet sich kovalent an ein Ziel- bzw. Targetmolekül, vorzugsweise an eine Amin- oder Hydroxystelle, und in manchen Fällen an eine Sulfhydryl- oder Aldehydstelle. Die Erfindung verwendet auch die Modifizierung oder Verwendung von Cyanin- und damit verwandten Farbstoffstrukturen, um ihre Löslichkeit in der Testflüssigkeit zu erhöhen, um (1) ihre Handhabung bei Markierungsreaktionen leichter zu machen, (2) die Aggregation des Farbstoffs auf der Oberfläche der zu markierenden Proteine zu verhindern helfen und (3) die nichtspezifische Bindung von markierten Materialien an biologische Materialien und an Oberflächen und die Assayvorrichtung zu verhindern helfen.According to the invention it is necessary that cyanine dyes by incorporating a reactive group into the cyanine molecule be modified. This reactive group staples covalently to a target or target molecule, preferably to an amine or hydroxy site, and in some cases a sulfhydryl or aldehyde site. The invention uses also the modification or use of cyanine and thus related dye structures to their solubility in the Increase test fluid to (1) handle it To make labeling reactions easier, (2) the aggregation of the dye on the surface of the proteins to be labeled help prevent and (3) non-specific binding from labeled materials to biological materials and to prevent surfaces and the assay device help.

Die Cyanin- und die damit verwandten Farbstoffe bieten einen wichtigen Vorteil über derzeit verfügbare fluoreszierende Markierungs-Reagentien. Zum ersten sind Cyanin- und damit verwandte Farbstoffe synthetisiert worden, die in einem Bereich des Spektrums von 400 bis nahezu 1100 nm absorbieren und emittieren. Somit können reaktive Derivate dieser Farbstoffe für Assays hergestellt werden, die eine gleichzeitige Messung einer Anzahl von markierten Materialien erfordern. Die Vielfarben-(oder Multiparameter-)analyse dieser Art kann im Interesse der Einfachheit, der Kostenwirksamkeit oder zur Bestimmung von Verhältnissen von verschiedenen markierten Arten auf jedem Teilchen in einem komplexen Gemisch von Teilchen zweckmäßig sein (zum Beispiel der Verhältnisse von Antigen-Markern auf individuellen Blutzellen in einem komplexen Gemisch durch Multiparameter-Fließ-Cytometrie oder Fluoreszenz-Mikroskopie). Zum zweiten absorbieren und fluoreszieren viele Cyanin- und damit verwandte Farbstoffe stark. Zum dritten sind viele Cyanin- und damit verwandte Farbstoffe relativ photostabil, und sie bleichen nicht ohne weiteres im Fluoreszenz-Mikroskop. Zum vierten können Cyanin- und damit verwandte Derivate hergestellt werden, die einfache und wirksame Kupplungs-Reagentien sind. Zum fünften sind viele Strukturen und synthetische Verfahrensweisen verfügbar, und die Klasse der Farbstoffe ist vielfältig. Es können daher viele Strukturmodifikationen durchgeführt werden, um die Reagentien mehr oder weniger wasserlöslich zu machen. Ihre Ladung kann verändert werden, so daß sie das Molekül nicht stören, an das sie angefügt sind, wodurch die nichtspezifische Bindung reduziert werden kann. Zum sechsten sind im Gegensatz zu den Phycobiliproteinen die Cyanin-Farbstoffe relativ klein (Molekulargewicht = 1000), so daß sie nicht nennenswerterweise mit der Fähigkeit des markierten Moleküls sterisch interferieren, ihre Bindungsstelle rasch zu erreichen oder ihre Funktion auszuüben.The cyanine and related dyes offer one important advantage over currently available fluorescent Labeling reagents. The first is cyanine and therefore related dyes have been synthesized in one Absorb range of the spectrum from 400 to almost 1100 nm and emit. Thus, reactive derivatives of these dyes be prepared for assays that require simultaneous Require measurement of a number of marked materials. Multi-color (or multi-parameter) analysis of this type can in the interest of simplicity, cost effectiveness or to determine ratios of different marked Species on each particle in a complex mixture of Particles may be appropriate (for example the ratios of Antigen markers on individual blood cells in a complex Mixture by multi-parameter flow cytometry or Fluorescence microscopy). Second, absorb and fluoresce many cyanine and related dyes strongly. Third, there are many cyanine and related dyes  relatively photostable, and they do not bleach easily in the fluorescence microscope. Fourth, cyanine and related derivatives are made, the simple and are effective coupling reagents. Fifth, there are many Structures and synthetic procedures available, and the class of dyes is diverse. It can therefore many structural modifications are made to to make the reagents more or less water soluble. Their charge can be changed so that they are the molecule do not disturb to which they are attached, making the non-specific Bond can be reduced. For the sixth in contrast to the phycobiliproteins are the cyanine dyes relatively small (molecular weight = 1000) so that it not significantly with the ability of the marked Interfering molecule sterically, their binding site quickly to achieve or perform their function.

Somit bringen Cyanin-Farbstoff-Markierungsmittel viele potentielle Vorteile mit sich. Diese Farbstoffe können dazu verwendet werden, um ein oder mehrere Komponenten in einer Flüssigkeit, insbesondere einer wäßrigen Flüssigkeit, selektiv zu markieren. Die markierten Komponenten können sodann durch optische oder Lumineszenzmethoden erfaßt werden. Alternativ kann die markierte Komponente dazu verwendet werden, um eine zweite Komponente anzufärben, für die sie eine starke Affinität besitzt. Die Anwesenheit der zweiten Komponente wird sodann durch optische oder Lumineszenzmethoden festgestellt. In diesem Fall wird der Farbstoff mit einer Amin-, Hydroxy-, Aldehyd- oder Sulfhydrylgruppe auf der markierten Komponente umgesetzt. So kann beispielsweise die markierte Komponente ein Antikörper sein, und die angefärbte Komponente, für die sie eine starke Affinität hat, kann eine biologische Zelle, ein Antigen oder ein Hapten oder eine biologische Zelle oder ein Teilchen, das das genannte Antigen oder Hapten enthält, sein. Gemäß einem weiteren Beispiel ist die markierte Komponente Avidin, und die angefärbte Komponente kann ein biotinyliertes Material sein. Auch können Lectine, die mit Polymethin-Cyanin-Farbstoffen konjugiert sind, dazu verwendet werden, um spezielle Kohlenhydratgruppen zu erfassen und quantitativ zu bestimmen. Weiterhin können Lumineszenz- Cyanin- und damit verwandte Farbstoffe an Fragmente von DNA oder RNA angeheftet werden. Die markierten Fragmente von DNA oder RNA können als Fluoreszenz-Hybridisierungssonden verwendet werden, um das Vorhandensein und die Menge von spezifischen komplementären Nucleotid-Sequenzen in Proben, die DNA oder RNA enthalten, zu identifizieren. Auch kann der Farbstoff an ein Hormon oder an einen Liganden (zum Beispiel ein Hormon, ein Protein, ein Peptid, ein Lymphokin, einen Metaboliten) angefügt werden, das bzw. der danach an einen Rezeptor angefügt wird.Thus, cyanine dye markers bring many potential Advantages with itself. These dyes can do this used to make one or more components in one Liquid, especially an aqueous liquid, selective to mark. The marked components can then can be detected by optical or luminescence methods. Alternatively the marked component can be used to to stain a second component for which they are strong Has affinity. The presence of the second component is then determined by optical or luminescence methods. In this case, the dye is treated with an amine, Hydroxy, aldehyde or sulfhydryl group on the marked Component implemented. For example, the highlighted Component be an antibody, and the stained component, for which she has a strong affinity can be a biological one Cell, an antigen or a hapten or a biological Cell or particle called antigen or  Contains hapten. According to another example, the labeled component avidin, and the stained component can be a biotinylated material. Lectins, conjugated to polymethine-cyanine dyes used to capture specific carbohydrate groups and determine quantitatively. Furthermore, luminescence Cyanine and related dyes on fragments be pinned by DNA or RNA. The marked fragments of DNA or RNA can be used as fluorescence hybridization probes used to the presence and the amount of specific complementary nucleotide sequences in Identify samples that contain DNA or RNA. Also the dye can be attached to a hormone or to a ligand (for Example a hormone, a protein, a peptide, a lymphokine, a metabolite), which is added afterwards a receptor is added.

Für andere Zwecke in Patentschriften beschriebene reaktive Cyanin-FarbstoffeReactive described in patent specifications for other purposes Cyanine dyes

Gemäß den US-PS 43 37 063 (Miraha et al.), 44 04 289, 44 05 711 und 44 14 325 (Masuda et al.) ist eine Vielzahl von Cyanin-Farbstoffen synthetisiert worden, die aktive N-Hydroxysuccinimidester- Gruppen enthalten. Diese Patente zeigen, daß diese Reagentien als photographische Sensibilisatoren verwendet werden können. Die möglichen Fluoreszenz-Eigenschaften dieser Reagentien sind in den Patenten nicht genannt. Tatsächlich sind auch für diese Prozesse keine Fluoreszenz-Eigenschaften erforderlich. Die meisten der in diesen Patentschriften genannten Farbstoffe sind nur schwach fluoreszierend, und sie sind nicht besonders photostabil. Weiterhin sind ihre Löslichkeitseigenschaften für viele Anwendungszwecke nicht optimal, die eine Fluoreszenzerfassung von markierten Materialien beinhalten würden. According to US Pat. No. 4,337,063 (Miraha et al.), 44 04 289, 44 05 711 and 44 14 325 (Masuda et al.) Is a variety of Cyanine dyes have been synthesized, the active N-hydroxysuccinimide ester Groups included. These patents show that these reagents are used as photographic sensitizers can be. The possible fluorescence properties these reagents are not mentioned in the patents. Indeed are not fluorescent properties for these processes either required. Most of those in these patents mentioned dyes are only weakly fluorescent, and they are not particularly photostable. Furthermore are their solubility properties for many applications not optimal, which marked a fluorescence detection of Materials would include.  

In der GB-PS 15 29 202 (Exekiel et al.) werden zahlreiche Cyanin-Farbstoffderivate beschrieben, die als kovalent reagierende Moleküle verwendet werden. Die in diesen Reagentien verwendete reaktive Gruppe ist eine Azingruppe, zu der Mono- und Dichlortriazingruppen gehören. Diese Druckschrift bezieht sich auf die Entwicklung und die Verwendung dieser Reagentien als Sensibilisatoren für photographische Filme. Für dieses Verfahren ist keine Fluoreszenz erforderlich, und die meisten der darin beschriebenen Reagentien sind nicht fluoreszierend. Schließlich bezieht sich diese Druckschrift nicht auf die Entwicklung und Verwendung von reaktiven Cyanin-Farbstoffen zum Zwecke der Erfassung und quantitativen Bestimmung von markierten Materialien.In GB-PS 15 29 202 (Exekiel et al.) Are numerous Cyanine dye derivatives described as covalently reacting Molecules are used. The ones in these reagents reactive group used is an azine group to which mono- and belong to dichlorotriazine groups. This publication relates focus on the development and use of this Reagents as sensitizers for photographic films. No fluorescence is required for this process, and most of the reagents described therein are not fluorescent. Finally, this publication refers not on the development and use of reactive Cyanine dyes for the purpose of detection and quantitative Determination of marked materials.

Die vorliegende Erfindung betrifft Methoden zum kovalenten Anheften von lumineszierenden Cyanin- und cyaninartigen Farbstoffen an biologische Materialien, nichtbiologische Materialien und Makromoleküle und Teilchen, damit diese Materialien lumineszierend markiert werden. Auf diese Weise kann das markierte Material durch Lumineszenz-Erfassungsmethoden erfaßt und/oder quantitativ bestimmt werden.The present invention relates to covalent methods Attaching luminescent cyanine and cyanine-like dyes of biological materials, non-biological materials and macromolecules and particles so these materials be marked luminescent. That way it can marked material by luminescence detection methods recorded and / or determined quantitatively.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung einer Komponente in einer Flüssigkeit, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man zu der genannten Flüssigkeit einen Farbstoff zusetzt, der aus der Gruppe bestehend aus Cyanin-, Merocyanin- und Styryl-Farbstoffen ausgewählt ist und der in der Flüssigkeit löslich ist und einen Substituenten enthält, damit er mit Amin- und Hydroxygruppen und möglicherweise mit Aldehyd- und Sulfhydrylgruppen auf der genannten Komponente kovalent reaktiv wird, so daß die genannte Komponente markiert wird. Die markierte Komponente wird sodann durch Lumineszenz- oder Lichtabsorptionsmethoden erfaßt und/oder quantitativ bestimmt. Wenn die markierte Komponente ein Antikörper, ein DNA-Fragment, ein Hormon, ein Lymphokin oder ein Arzneimittel ist, dann kann die markierte Komponente dazu verwendet werden, um das Vorhandensein einer zweiten Komponente, an die es gebunden wird, zu identifizieren, worauf die zweite Komponente erfaßt und/oder quantitativ bestimmt werden kann.The invention relates to a method for detecting a component in a liquid that is characterized is that you add a dye to the liquid mentioned adds that from the group consisting of cyanine, merocyanine and styryl dyes is selected and that in the liquid is soluble and contains a substituent so that it with amine and hydroxy groups and possibly with aldehyde and sulfhydryl groups on said component covalently becomes reactive so that the named component is marked becomes. The marked component is then luminescent or light absorption methods detected and / or quantitative certainly. If the labeled component is an antibody, a  DNA fragment, a hormone, a lymphokine or a medicine then the marked component can be used to to the presence of a second component to which it is bound to identify what the second component is can be recorded and / or determined quantitatively.

Jede beliebige Lumineszenz- oder Lichtabsorptions-Erfassungsstufe kann angewendet werden. So kann beispielsweise die Erfassungsstufe eine optische Erfassungsstufe sein, bei der die Flüssigkeit mit Licht von ersten definierten Wellenlängen bestrahlt wird. Licht mit zweiten definierten Wellenlängen, das durch die markierte Komponente fluoresziert oder phosphoresziert wird, wird hierauf erfaßt. Die Erfassung kann auch durch optische Lichtabsorption erfolgen. So kann beispielsweise die Erfassungsstufe in der Weise durchgeführt werden, daß man Licht mit ersten definierten Wellenlängen durch die Flüssigkeit leitet und sodann die Wellenlänge des Lichts, das durch die Flüssigkeit hindurchgelassen wird, bestimmt.Any level of luminescence or light absorption detection can be applied. For example, the Detection level can be an optical detection level at which the liquid with light of the first defined wavelengths is irradiated. Light with second defined wavelengths, that fluoresces from the labeled component or is phosphoresced, is then detected. The capture can also be done by optical light absorption. So For example, the detection level can be carried out in this way be that light with first defined wavelengths through the liquid and then the wavelength of the light that has passed through the liquid is determined.

Gewünschtenfalls kann die Erfassungsstufe auch eine chemische Analyse umfassen, um chemisch eine Anheftung des Cyanins oder eines verwandten Chromophors an die Komponente zu erfassen.If desired, the detection level can also be a chemical one Analysis involves chemically attaching the cyanine or a related chromophore to detect the component.

Die Grundstrukturen der Cyanin-, Merocyanin- und Styryl-Farbstoffe, die modifiziert werden können, um kovalente Markierungs- Reagentien zu erzeugen, sind nachfolgend gezeigt: The basic structures of the cyanine, merocyanine and styryl dyes, that can be modified to provide covalent labeling Generating reagents are shown below:  

Spezifischere Beispiele von Polymethin-Cyanin-Farbstoffen sind wie folgt:More specific examples of polymethine cyanine dyes are as follows:

In diesen Strukturen sind
X und Y aus der Gruppe
Are in these structures
X and Y from the group

ausgewählt;
Z ist aus der Gruppe O und S ausgewählt und
m ist eine ganze Zahl, die aus der Gruppe bestehend aus 1, 2, 3 und 4 ausgewählt ist.
selected;
Z is selected from the groups O and S and
m is an integer selected from the group consisting of 1, 2, 3 and 4.

In den obigen Formeln bestimmt die Anzahl der Methingruppen zum Teil die Anregungsfarbe. Die cyclischen Azinstrukturen können auch zum Teil die Anregungsfarbe bestimmen. Oftmals tragen höhere Werte von m zu einer gesteigerten Lumineszenz und Absorption bei. Bei Werten von m oberhalb 4 wird die Verbindung instabil. Eine weitere Lumineszenz kann durch Modifikationen der Ringstrukturen verliehen werden. Wenn m = 2, dann ist die Anregungswellenlänge etwa 650 nm, und die Verbindung ist sehr stark fluoreszierend. Maximale Emissionswellenlängen sind im allgemeinen 15 bis 100 nm höher als die maximalen Anregungswellenlängen.In the above formulas, the number of methine groups partly determines the excitation color. The cyclic azine structures can also determine the excitation color in part. Higher values of m often contribute to increased luminescence and absorption. At values of m above 4, the connection becomes unstable. A further luminescence can be given by modifications of the ring structures. If m = 2, the excitation wavelength is about 650 nm and the compound is very fluorescent. Maximum emission wavelengths are generally 15 to 100 nm higher than the maximum excitation wavelengths.

Mindestens einer, vorzugsweise nur einer, und möglicherweise zwei oder mehr der genannten Gruppen R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ und R₇ in jedem Molekül ist bzw. sind eine reaktive Gruppe zur Anheftung des Farbstoffs an die markierte Komponente. Für bestimmte Reagentien kann mindestens eine der Gruppen R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ und R₇ auf jedem Molekül auch eine Gruppe sein, die die Löslichkeit des Chromophors erhöht oder die Selektivität der Markierung der markierten Komponente beeinträchtigt oder die Position der Markierung der markierten Komponente durch den Farbstoff beeinträchtigt.At least one, preferably only one, and possibly two or more of the groups R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ and R₇ in each molecule is a reactive group for attaching the dye to the marked component. For certain reagents, at least one of the groups R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ and R₇ also have a group on each molecule which increases the solubility of the chromophore or which Selectivity of the labeling of the labeled component is impaired or the position of the marking of the marked Component affected by the dye.

In den genannten Formeln umfaßt mindestens eine der genannten Gruppen R₈, R₉ (wenn vorhanden) und R₁₀ (wenn vorhanden) mindestens eine Sulfonatgruppe. Die Bezeichnung Sulfonat soll Sulfonsäure einschließen, da die Sulfonatgruppe nur eine ionisierte Sulfonsäure darstellt.In the formulas mentioned, at least one of the above includes Groups R₈, R₉ (if available) and R₁₀ (if available) at least one sulfonate group. The name sulfonate is said to  Include sulfonic acid because the sulfonate group is only one represents ionized sulfonic acid.

Reaktive Gruppen, die direkt oder indirekt an den Chromophor angefügt werden können, um die Gruppen R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ und R₇ zu bilden, können reaktive Gruppierungen einschließen, beispielsweise Gruppen, die Isothiocyanat, Isocyanat, Monochlortriazin, Dichlortriazin, Mono- oder Dihalogen- substituiertes Pyridin, Mono- oder Dihalogen-substituiertes Diazin, Maleimid, Aziridin, Sulfonylhalogenid, Säurehalogenid, Hydroxysuccinimidester, Hydroxysulfosuccinimidester, Imidoester, Hydrazin, Azidonitrophenyl, Azid, 3-(2- Pyridyldithio)-proprionamid, Glyoxal und Aldehyd enthalten.Reactive groups attached directly or indirectly to the chromophore can be added to the groups R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, Forming R₆ and R₇ can include reactive groups, for example groups containing isothiocyanate, isocyanate, Monochlorotriazine, dichlorotriazine, mono- or dihalo- substituted pyridine, mono- or dihalo-substituted Diazine, maleimide, aziridine, sulfonyl halide, acid halide, Hydroxysuccinimide ester, hydroxysulfosuccinimide ester, Imidoester, hydrazine, azidonitrophenyl, azide, 3- (2- Pyridyldithio) propionamide, glyoxal and aldehyde included.

Spezielle Beispiele für die Gruppen R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ und R₇, die besonders gut für Markierungskomponenten mit verfügbaren Amino-, Hydroxy- und Sulfhydrylgruppen geeignet sind, sind die folgenden Gruppen:Specific examples of the groups R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ and R₇, which are particularly good for marking components with available Amino, hydroxy and sulfhydryl groups are suitable are the following groups:

wobei mindestens eines von Q oder W eine Austrittsgruppe, wie I, Br, Cl, ist:where at least one of Q or W is a leaving group, such as I, Br, Cl, is:

Spezielle Beispiele von Gruppen R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ und R₇, die besonders gut zum Markieren von Komponenten mit verfügbaren Sulfhydrylgruppen geeignet sind und die in einem Zweistufen-Verfahren zur Markierung von Antikörpern verwendet werden können, sind die folgenden Gruppen:Specific examples of groups R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ and R₇, which is particularly good for marking components with available ones Sulfhydryl groups are suitable and which in one Two-step procedure used for labeling antibodies are the following groups:

worin Q eine Austrittsgruppe, wie I oder Br, ist:where Q is a leaving group such as I or Br:

worin n 0 oder eine ganze Zahl ist.where n is 0 or an integer.

Spezielle Beispiele für die Gruppen R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ und R₇, die besonders gut zum Markieren von Komponenten durch lichtaktiviertes Vernetzungsverknüpfen geeignet sind, sind die folgenden Gruppen:Specific examples of the groups R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ and R₇, which are particularly good for marking components through light-activated networking are suitable the following groups:

Zum Zwecke der Erhöhung der Wasserlöslichkeit oder der Verminderung einer unerwünschten nichtspezifischen Bindung der markierten Komponente an ungeeignete Komponenten in der Probe oder zur Verminderung von Reaktionen zwischen zwei oder mehreren reaktiven Chromophoren auf der markierten Komponente, was zum Auslöschen der Fluoreszenz führen könnte, können die Gruppen R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ und R₇ aus den gut bekannten polaren und elektrisch geladenen chemischen Gruppen ausgewählt werden. Beispiele hierfür sind -E-F, wobei F Hydroxy, Sulfonat, Sulfat, Carboxylat, substituiertes Amino oder quaternäres Amino ist und wobei E eine Abstandsgruppe, wie -(CH₂) n - ist, wobei n 0, 1, 2, 3 oder 4 ist. Geeignete Beispiele sind zum Beispiel Alkylsulfonat, -(CH₂)₃SO³⊖ und (CH₂)₄-SO³⊖.For the purpose of increasing the water solubility or reducing an undesirable non-specific binding of the labeled component to unsuitable components in the sample or to reduce reactions between two or more reactive chromophores on the labeled component, which could lead to the extinction of the fluorescence, the groups R 1 , R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ and R₇ can be selected from the well-known polar and electrically charged chemical groups. Examples include -EF, where F is hydroxy, sulfonate, sulfate, carboxylate, substituted amino or quaternary amino and where E is a spacer group, such as - (CH₂) n -, where n is 0, 1, 2, 3 or 4. Suitable examples include alkyl sulfonate, - (CH₂) ₃SO³⊖ and (CH₂) ₄-SO³⊖.

Die Polymethinkette der Lumineszenz-Farbstoffe gemäß der Erfindung kann auch eine oder mehrere cyclische chemische Gruppen enthalten, die Brücken zwischen zwei oder mehreren der Kohlenstoffatome der Polymethinkette bilden. Diese Brücken könnten dazu dienen, die chemische oder die Photostabilität des Farbstoffs zu erhöhen, und sie könnten dazu verwendet werden, die Absorptions- und Emissionswellenlängen des Farbstoffes zu verändern oder seinen Extinktionskoeffizienten oder seine Quantenausbeute zu verändern. Verbesserte Löslichkeitseigenschaften könnten durch diese Modifizierung erhalten werden.The polymethine chain of the luminescent dyes according to the invention can also have one or more cyclic chemical groups contain bridges between two or more of the Form carbon atoms of the polymethine chain. These bridges could serve chemical or photostability of the dye and they could be used the absorption and emission wavelengths of the dye to change or its extinction coefficient or to change its quantum yield. Improved solubility properties could get through this modification will.

Erfindungsgemäß kann die markierte Komponente aus folgenden Substanzen ausgewählt werden: Antikörpern, Proteinen, Peptiden, Enzymsubstraten, Hormonen, Lymphokinen, Metaboliten, Rezeptoren, Antigenen, Haptenen, Lectinen, Avidin, Streptavidin, Toxinen, Kohlenhydraten, Oligosacchariden, Polysacchariden, Nucleinsäuren, Deoxynucleinsäuren, derivatisierten Nucleinsäuren, derivatisierten Deoxynucleinsäuren, DNA-Fragmenten, RNA-Fragmenten, derivatisierten DNA-Fragmenten, derivatisierten RNA-Fragmenten, natürlichen Arzneimitteln, Virusteilchen, Bakterienteilchen, Viruskomponenten, Hefekomponenten, Blutzellen, Blutzellkomponenten, biologischen Zellen, nichtzellulären Blutkomponenten, Bakterien, bakteriellen Komponenten, natürlichen und synthetischen Lipidbläschen, synthetischen Arzneimitteln, Giften, umweltverschmutzenden Stoffen, Polymeren, Polymerteilchen, Glasteilchen, Glasoberflächen, Kunststoffteilchen, Kunststoffoberflächen, Polymermembranen, Leitern und Halbleitern.According to the invention, the marked component can be one of the following Substances are selected: antibodies, proteins, peptides, Enzyme substrates, hormones, lymphokines, metabolites, receptors, Antigens, haptens, lectins, avidin, streptavidin, Toxins, carbohydrates, oligosaccharides, polysaccharides, Nucleic acids, deoxynucleic acids, derivatized nucleic acids, derivatized deoxynucleic acids, DNA fragments, RNA fragments, derivatized DNA fragments, derivatized RNA fragments, natural drugs, virus particles,  Bacterial particles, virus components, yeast components, blood cells, Blood cell components, biological cells, non-cellular Blood components, bacteria, bacterial components, natural and synthetic lipid vesicles, synthetic Drugs, poisons, polluting substances, Polymers, polymer particles, glass particles, glass surfaces, Plastic particles, plastic surfaces, polymer membranes, Conductors and semiconductors.

Ein Cyanin oder ein damit verwandter Chromophor kann auch hergestellt werden, der, wenn er mit einer Komponente umgesetzt wird, Licht bei 633 nm absorbieren kann. In der Erfassungsstufe kann ein Helium-Neon-Laser verwendet werden, der Licht bei dieser Wellenlänge des Spektrums emittiert. Auch kann ein Cyanin- oder damit verwandter Farbstoff hergestellt werden, der, wenn er mit einer Komponente umgesetzt wird, Licht maximal zwischen 700 nm und 900 nm absorbieren kann. In diesem Fall kann in der Erfassungsstufe eine Laserdiode verwendet werden, die Licht in diesem Bereich des Spektrums emittiert.A cyanine or a chromophore related to it can also be made when implemented with a component will absorb light at 633 nm. At the registration level a helium-neon laser can be used that Light is emitted at this wavelength of the spectrum. Also can produce a cyanine or related dye which, when implemented with a component, Can absorb maximum light between 700 nm and 900 nm. In this case, a laser diode can be used in the detection stage used the light in this area of the spectrum emitted.

Selektivitätselectivity

Die oben angegebenen reaktiven Gruppen sind relativ spezifisch für die Markierung bestimmter funktioneller Gruppen auf Proteinen und anderen biologischen oder nichtbiologischen Molekülen, Makromolekülen, Oberflächen oder Teilchen, vorausgesetzt, daß geeignete Reaktionsbedingungen mit Einschluß von geeigneten pH-Bedingungen angewendet werden.The reactive groups given above are relatively specific for marking certain functional groups Proteins and other biological or non-biological Molecules, macromolecules, surfaces or particles, provided that suitable reaction conditions including suitable pH conditions.

Eigenschaften der reaktiven Cyanin-, Merocyanin- und Styryl- Farbstoffe und ihrer ProdukteProperties of the reactive cyanine, merocyanine and styryl Dyes and their products

Die Spektraleigenschaften der erfindungsgemäßen Farbstoffe werden durch die hierin beschriebene Funktionalisierung nicht nennenswert verändert. Die Spektraleigenschaften der markierten Proteine und der anderen Verbindungen sind gleichfalls nicht sehr verschieden von denjenigen des Grund-Farbstoffmoleküls, das nicht an ein Protein oder ein anderes Material konjugiert worden ist. Die hierin beschriebenen Farbstoffe haben, allein oder an ein markiertes Material konjugiert, im allgemeinen große Extinktionskoeffizienten (ε = 100 000 bis 250 000), hohe Quantenausbeuten so hoch wie 0,4 in bestimmten Fällen, und sie absorbieren und emittieren Licht im Spektralbereich von 400 bis 900 nm. Somit sind sie von besonderem Wert als Markierungs-Reagentien für die Lumineszenz- Erfassung.The spectral properties of the dyes according to the invention are not significantly changed by the functionalization described here. The spectral properties of the labeled proteins and other compounds are also not very different from those of the base dye molecule that has not been conjugated to a protein or other material. The dyes described herein, alone or conjugated to a labeled material, generally have large extinction coefficients ( ε = 100,000 to 250,000), high quantum yields as high as 0.4 in certain cases, and they absorb and emit light in the 400 spectral range up to 900 nm. They are therefore of particular value as labeling reagents for luminescence detection.

Optische ErfassungsmethodenOptical detection methods

Zur Erfassung bzw. Bestimmung einer markierten oder gefärbten Komponente kann jede beliebige Methode angewendet werden. Die Erfassungsmethode kann eine Lichtquelle verwenden, die das Gemisch, welches das markierte Material enthält, mit Licht mit ersten definierten Wellenlängen bestrahlt. Bekannte Vorrichtungen werden verwendet, die Licht mit zweiten Wellenlängen erfassen, welches Licht durch das Gemisch hindurchgelassen worden ist oder das durch das Gemisch fluoresziert oder luminesziert wird. Solche Erfassungsvorrichtungen sind beispielsweise Fluoreszenz-Spektrometer, Absorptions-Spektrophotometer, Fluoreszenz-Mikroskope, Lichtdurchlässigkeits- Mikroskope und Fließ-Cytometer, optische Fasersensoren und Immunoassay-Instrumente.For the detection or determination of a marked or colored Component can use any method. The detection method can use a light source that the mixture containing the marked material with Illuminated light with the first defined wavelengths. Known Devices are used that emit light with second wavelengths detect what light is let through the mixture or that is fluorescent from the mixture or is luminescent. Such detection devices are for example fluorescence spectrometer, absorption spectrophotometer, Fluorescence microscope, translucent Microscopes and flow cytometers, optical fiber sensors and Immunoassay instruments.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können auch chemische Analysenmethoden verwendet werden, um die Anheftung des Farbstoffs an die markierte Komponente oder die markierten Komponenten zu erfassen. Beispiele für chemische Analysenmethoden sind die Infrarot-Spektrometrie, die NMR-Spektrometrie, die Absorptions-Spektrometrie, die Fluoreszenz-Spektrometrie, die Massen-Spektrometrie und die Chromatographie.Chemical analysis methods can also be used in the method according to the invention used to attach the dye to the selected component or components capture. Examples of chemical analysis methods  are infrared spectrometry, NMR spectrometry, absorption spectrometry, fluorescence spectrometry, mass spectrometry and chromatography.

Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert.The invention is illustrated in the examples.

Beispiel 1example 1 Effekt des pH-Werts auf die Konjugierung von Sulfoindodicarbocyanin mit ProteinEffect of pH on the conjugation of Sulfoindodicarbocyanine with protein

Proben von Schaf-γ-Globulin (4 mg/ml) in 0,1 m Carbonat-Puffern (pH = 8,5, 8,9 und 9,4) wurden bei Raumtemperatur mit einem 10fachen molaren Überschuß des folgenden aktiven Sulfoindodicarbo- cyaninesters (m = 2) vermischt.Samples of sheep γ- globulin (4 mg / ml) in 0.1 M carbonate buffers (pH = 8.5, 8.9 and 9.4) were at room temperature with a 10-fold molar excess of the following active sulfoindodicarbocyanine ester ( m = 2) mixed.

Zu geeigneten Zeitpunkten, die sich von 5 Sekunden bis 30 Minuten erstreckten, wurden Proteinproben von nichtkovalent angeheftetem Farbstoff durch Gel-Permeationschromatographie auf Sephadex® G-50 abgetrennt. Die maximale Markierung des Proteins erfolgte nach 10 Minuten und ergab End-Molverhältnisse von Farbstoff/Protein von 5,8, 6,4 und 8,2 für die Proben, die bei pH-Werten von 8,5, 8,9 bzw. 9,4 inkubiert worden waren. Die Zeiten, die erforderlich waren, um ein Farbstoff/ Protein-Verhältnis von 5 und Quantenausbeuten der Produkte bei den verschiedenen pH-Werten zu ergeben, sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:At appropriate times, ranging from 5 seconds to 30 minutes protein samples were noncovalent attached dye by gel permeation chromatography separated on Sephadex® G-50. The maximum mark of the Proteins took place after 10 minutes and gave final molar ratios  of dye / protein of 5.8, 6.4 and 8.2 for the samples, which were incubated at pH values of 8.5, 8.9 and 9.4 were. The times it took to dye / Protein ratio of 5 and quantum yields of Products are to be obtained at the different pH values compiled in the following table:

Diese Werte zeigen, daß die Protein-Markierung mit diesem Farbstoff bei einem pH-Wert von 9,4 besser ist als bei einem pH-Wert von unterhalb 9. In dem Puffer mit höherem pH-Wert war die Konjugierungsreaktion sehr rasch, doch war die Markierungswirksamkeit ausgezeichnet, und das Produkt war stärker fluoreszierend. Der Wert der Quantenausbeute gibt die mittlere Quantenausbeute pro Farbstoffmolekül auf dem markierten Protein wieder.These values show that the protein labeling with this Dye is better at pH 9.4 than at one pH below 9. In the buffer with higher pH the conjugation reaction was very fast, but the labeling effectiveness was excellent, and the product was more fluorescent. The value of the quantum yield gives the average quantum yield per dye molecule on the labeled Protein again.

Beispiel 2Example 2 Konjugation des aktiven Sulfoindocarbocyaninesters mit ProteinConjugation of the active sulfoindocarbocyanine ester with protein

Schaf-γ-Globulin (1 mg/ml), gelöst in phosphatgepufferter Kochsalzlösung (PBS) mit einem pH-Wert von 7,4, wurde mit 0,1 m Natriumcarbonat auf einen pH-Wert von 9,4 eingestellt. Ein Cyanin-Farbstoff-Markierungsmittel (Struktur in Beispiel 1, m = 1) wurde zu aliquoten Teilen dieser Proteinlösung zugegeben, um verschiedene Molverhältnisse von Farbstoff/Protein zu ergeben. Nach 30minütiger Inkubation bei Raumtemperatur wurden die Gemische durch Gel-Permeationschromatographie auf Sephadex® G-50 unter Elution mit PBS aufgetrennt. Das Molverhältnis der Farbstoffe, die kovalent an die Proteine in den Produkten angeheftet worden waren, war 1,2, 3,5, 5,4, 6,7 und 11,2 für Anfangsverhältnisse von Farbstoff/Protein von 3, 6, 12, 24 bzw. 30.Sheep γ- globulin (1 mg / ml), dissolved in phosphate-buffered saline (PBS) with a pH of 7.4, was adjusted to a pH of 9.4 with 0.1 M sodium carbonate. A cyanine dye marker (structure in Example 1, m = 1) was added to aliquots of this protein solution to give different dye / protein molar ratios. After 30 minutes of incubation at room temperature, the mixtures were separated by gel permeation chromatography on Sephadex® G-50, eluting with PBS. The molar ratio of the dyes covalently attached to the proteins in the products was 1.2, 3.5, 5.4, 6.7 and 11.2 for initial dye / protein ratios of 3, 6, 12, 24 or 30.

Beispiel 3Example 3 Markierung von AECM-Dextran mit einem SulfoindodicarbocyaninLabeling of AECM dextran with a sulfoindodicarbocyanine

N-Aminoethyl-carboxamidomethyl-(AECM-)Dextran mit einem Mittelwert von 16 Aminogruppen pro Dextranmolekül wurde aus Dextran mit einem mittleren MW von 70 000 synthetisiert (Inman, J. K., J. Immunol. 114: 704-709 (1975)). Ein Teil des AECM-Dextrans (1 mg/250 µl), gelöst in 0,1 m Carbonat-Puffer, mit einem pH-Wert von 9,4 wurde zu 0,2 mg des aktiven Sulfoindodicarbocyaninesters (Struktur in Beispiel 1, m = 2) gegeben, wobei ein Farbstoff/Protein-Molverhältnis von 10 erhalten wurde. Das Gemisch wurde 30 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Das Dextran wurde sodann von nichtkonjugiertem Farbstoff durch Sephadex® G-50-Gel-Permeationschromatographie unter Verwendung von Ammoniumacetat (50 mM) als Elutions-Puffer abgetrennt. Ein Durchschnitt von 2,2 Farbstoffmolekülen war kovalent an jedes Dextranmolekül gebunden.N-Aminoethyl-carboxamidomethyl (AECM) dextran with an average of 16 amino groups per dextran molecule was synthesized from dextran with an average MW of 70,000 (Inman, JK, J. Immunol. 114: 704-709 (1975)). Part of the AECM-Dextran (1 mg / 250 µl), dissolved in 0.1 m carbonate buffer, with a pH of 9.4 became 0.2 mg of the active sulfoindodicarbocyanine ester (structure in Example 1, m = 2), whereby a dye / protein molar ratio of 10 was obtained. The mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. The dextran was then separated from non-conjugated dye by Sephadex® G-50 gel permeation chromatography using ammonium acetate (50 mM) as the elution buffer. An average of 2.2 dye molecules were covalently attached to each dextran molecule.

Beispiel 4Example 4 Markierung eines spezifischen Antikörpers mit aktivem SulfoindodicarbocyaninesterLabeling of a specific antibody with active Sulfoindodicarbocyanine esters

Gegen Murin IgG spezifisches Schaf-γ-Globulin (1 mg/ml) in 0,1 m Carbonat-Puffer (pH = 9,4) wurde mit dem aktiven Sulfoindodicarbocyaninester (Struktur in Beispiel 1, m = 2) mit einem Verhältnis von 8 Farbstoffmolekülen pro Proteinmolekül vermischt. Nach 30minütigem Inkubieren bei Raumtemperatur wurde das Markierungsgemisch durch Gelfiltration auf Sephadex® G-50, das mit phosphatgepufferter Kochsalzlösung (pH = 7,4) ins Gleichgewicht gebracht worden war, aufgetrennt. Das gewonnene Protein enthielt einen Mittelwert von 4,5 Farbstoffmolekülen, die kovalent an jedes Proteinmolekül angeheftet waren.Sheep γ- globulin (1 mg / ml) specific for murine IgG in 0.1 m carbonate buffer (pH = 9.4) was mixed with the active sulfoindodicarbocyanine ester (structure in Example 1, m = 2) at a ratio of 8 Dye molecules mixed per protein molecule. After incubating at room temperature for 30 minutes, the labeling mixture was separated by gel filtration on Sephadex® G-50, which had been equilibrated with phosphate-buffered saline (pH = 7.4). The protein obtained contained an average of 4.5 dye molecules covalently attached to each protein molecule.

Beispiel 5Example 5 Anfärbung und mikroskopische Sichtbarmachung von Human- Lymphozyten mit Sulfoindodicarbocyanin-Farbstoff, der an Schaf-Anti-Maus-IgG-Antikörper konjugiert warStaining and microscopic visualization of human Lymphocytes with sulfoindodicarbocyanine dye, the was conjugated to sheep anti-mouse IgG antibody

Frisch isolierte periphere Blutlymphozyten wurden bei 0°C 30 Minuten lang mit Maus-Anti-β2-Mikroglobulin (0,25 µg/10⁶ Zellen) behandelt. Die Zellen wurden zweimal mit DMEM-Puffer gewaschen und sodann mit dem mit Sulfoindodicarbocyanin markierten Schaf-Anti-Maus-IgG-Antikörper (1 µg/10⁶ Zellen) behandelt. Nach 30minütiger Inkubierung bei 0°C wurde überschüssiger Antikörper durch Zentrifugieren der Zellen entfernt, und die Zellen wurden erneut zweimal mit DMEM-Puffer gewaschen. Aliquote Teile der Zellen wurden auf Objektträgern zur Analyse durch Fluoreszenz-Mikroskopie befestigt. Unter dem Mikroskop wurden die Lymphozyten auf dem Objektträger mit Licht mit 610 bis 630 nm bestrahlt, und die Fluoreszenz bei 650 bis 700 nm wurde mit einer rotempfindlichen verstärkten COHU-Fernsehkamera erfaßt, welche an einen Bilddigitalisierer und einen Fernsehmonitor angeschlossen war. Die nach dieser Methode angefärbten Zellen zeigten unter dem Mikroskop eine Fluoreszenz. In einem Kontrollexperiment wurde die Verwendung des primären Maus-Anti-β2-Mikroglobulin-Antikörpers weggelassen, doch wurde die Färbung und die Analyse sonst wie oben beschrieben durchgeführt. Die Kontrollprobe zeigte unter dem Mikroskop keine Fluoreszenz, was darauf hinweist, daß der mit Sulfoindodicarbocyanin markierte Schaf-Anti-Maus-Antikörper keine signifikante nichtspezifische Bindung an Lymphozyten ergibt.Freshly isolated peripheral blood lymphocytes were treated with mouse anti- β 2-microglobulin (0.25 µg / 10⁶ cells) at 0 ° C for 30 minutes. The cells were washed twice with DMEM buffer and then treated with the sheep anti-mouse IgG antibody (1 ug / 10⁶ cells) labeled with sulfoindodicarbocyanine. After incubation at 0 ° C for 30 minutes, excess antibody was removed by centrifuging the cells and the cells were washed again twice with DMEM buffer. Aliquots of the cells were attached to slides for analysis by fluorescence microscopy. Under the microscope, the lymphocytes on the slide were irradiated with light at 610 to 630 nm, and the fluorescence at 650 to 700 nm was recorded with a red-sensitive amplified COHU television camera, which was connected to an image digitizer and a television monitor. The cells stained by this method showed fluorescence under the microscope. In a control experiment, the use of the mouse primary anti- β 2 microglobulin antibody was omitted, but the staining and analysis were otherwise performed as described above. The control sample showed no fluorescence under the microscope, indicating that the sheep anti-mouse antibody labeled with sulfoindodicarbocyanine does not result in significant non-specific binding to lymphocytes.

Claims (51)

1. Verfahren zum Markieren einer Komponente einer wäßrigen Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß man
  • (a) zu der die genannte Komponente enthaltenden Flüssigkeit einen Lumineszenz-Farbstoff aus der Gruppe Cyanin, Merocyanin und Styryl-Farbstoffe, der an einen aromatischen Kern angeheftet mindestens eine Sulfonsäure- oder Sulfonatgruppe enthält, zusetzt, wobei der genannte Farbstoff mit der genannten Komponente reaktiv ist, und
  • (b) den Farbstoff mit der genannten Komponente umsetzt, so daß der Farbstoff die genannte Komponente markiert.
1. A method for marking a component of an aqueous liquid, characterized in that
  • (a) a luminescent dye from the group consisting of cyanine, merocyanine and styryl dyes, which contains at least one sulfonic acid or sulfonate group attached to an aromatic nucleus, is added to the liquid containing said component, said dye being reactive with said component is and
  • (b) reacting the dye with said component so that the dye marks said component.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff mehr als eine Sulfonsäure- oder Sulfonatgruppe enthält.2. The method according to claim 1, characterized in that that the dye is more than one sulfonic acid or contains sulfonate group. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Farbstoff einen Substituenten enthält, um ihn mit einer Amin-, Aldehyd-, Sulfhydryl- oder Hydroxygruppe auf der genannten Komponente kovalent reaktiv zu machen, und daß sich der genannte Farbstoff mit einer oder mehreren der genannten Gruppen umsetzt.3. The method according to claim 1, characterized in that said dye has a substituent contains to him with an amine, aldehyde, sulfhydryl  or hydroxy group on the component mentioned covalently reactive to make, and that the dye mentioned with a or several of the groups mentioned. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sulfonsäure- oder Sulfonatgruppe die Wasserlöslichkeit des Farbstoffs erhöht.4. The method according to claim 1, characterized in that the sulfonic acid or sulfonate group the water solubility of the dye increases. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sulfonsäure- oder Sulfonatgruppe die Farbstoff/Farbstoff-Wechselwirkungen vermindert, die ein Auslöschen der Fluoreszenz induzieren.5. The method according to claim 1, characterized in that the sulfonic acid or sulfonate group the dye / dye interactions decreased that a Induce quenching of fluorescence. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff ein Cyanin-Farbstoff ist.6. The method according to claim 1, characterized in that the dye is a cyanine dye is. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff ein Merocyanin-Farbstoff ist.7. The method according to claim 1, characterized in that the dye is a merocyanine dye is. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente aus der Gruppe Antikörper, Proteine, Peptide, Enzymsubstrate, Hormone, Lympokine, Metabolite, Rezeptoren, Antigene, Haptene, Lectine, Toxine, Kohlenhydrate, Oligosaccharide, Polysaccharide, Nucleinsäuren, Deoxynucleinsäuren, derivatisierte Nucleinsäuren, derivatisierte Deoxynucleinsäuren, DNA-Fragmente, RNA-Fragmente, derivatisierte DNA-Fragmente, derivatisierte RNA-Fragmente, natürliche Arzneimittel, Virusteilchen, Viruskomponenten, Hefekomponenten, Blutzellen, Blutzellkomponenten, biologische Zellen, nichtzelluläre Blutkomponenten, Bakterien, Bakterienkomponenten, natürliche und synthetische Lipid-Bläschen, synthetische Arzneimittel und natürliche Arzneimittel, Gifte, umweltverschmutzende Stoffe, Polymeren, Polymerteilchen, Glasteilchen, Glasoberflächen, Kunststoffteilchen, Kunststoffoberflächen, Polymermembranen, Leiter und Halbleiter ausgewählt ist.8. The method according to claim 1, characterized in that the component from the group antibodies, Proteins, peptides, enzyme substrates, hormones, lympokines, Metabolites, receptors, antigens, haptens, lectins, Toxins, carbohydrates, oligosaccharides, polysaccharides, Nucleic acids, deoxynucleic acids, derivatized nucleic acids, derivatized deoxynucleic acids, DNA fragments, RNA fragments, derivatized DNA fragments, derivatized RNA fragments, natural drugs, virus particles, virus components, Yeast components, blood cells, blood cell components, biological cells, non-cellular blood components, Bacteria, bacterial components, natural and synthetic Lipid vesicles, synthetic drugs and natural drugs,  Poisons, polluting substances, polymers, Polymer particles, glass particles, glass surfaces, plastic particles, Plastic surfaces, polymer membranes, conductors and semiconductor is selected. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es die Stufe der optischen Erfassung der genannten markierten Komponente einschließt.9. The method according to claim 1, characterized in that it is the stage of optical detection of the marked component mentioned. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Erfassungsstufe die Bestrahlung der markierten Komponente mit Licht und die anschließende Erfassung des Lichts, das durch die genannte markierte Komponente fluoresziert wird, umfaßt.10. The method according to claim 9, characterized in that said detection level is radiation the marked component with light and the subsequent one Detection of light by the said labeled component is fluoresced. 11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Erfassungsstufe die Lichterregung mit einem Laser einschließt.11. The method according to claim 9, characterized in that the detection level mentioned excites the light with a laser. 12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der genannten Erfassungsstufe die Fluoreszenz-Mikroskopie verwendet wird.12. The method according to claim 9, characterized in that in the mentioned registration level Fluorescence microscopy is used. 13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der genannten Erfassungsstufe die Fließ-Cytometrie verwendet wird.13. The method according to claim 9, characterized in that that in the mentioned registration level Flow cytometry is used. 14. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte erfaßte Komponente quantitativ bestimmt wird.14. The method according to claim 9, characterized in that the mentioned detected component is quantitative is determined. 15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Farbstoff ein Styryl- Farbstoff ist. 15. The method according to claim 1, characterized in that the dye mentioned is a styryl Dye is.   16. Verfahren zum Markieren einer Komponente in einer wäßrigen Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß man
  • (a) zu der die genannte Komponente enthaltenden Flüssigkeit einen Lumineszenz-Farbstoff aus der Gruppe Polymethin- Farbstoffe auf Sulfoindolenin-Grundlage und Naphthosulfoindolenin- Grundlage, der mindestens eine Sulfonsäure- oder Sulfonatgruppe angeheftet an einen oder mehrere Ringe eines heterocyclischen Kerns enthält, zusetzt, wobei der genannte Farbstoff gegenüber der genannten Komponente reaktiv ist;
  • (b) den genannten Farbstoff mit der genannten Komponente umsetzt, so daß der genannte Farbstoff die genannte Komponente markiert; und daß man
  • (c) die genannte markierte Komponente durch optische Methoden erfaßt.
16. A method for marking a component in an aqueous liquid, characterized in that
  • (a) to the liquid containing said component, a luminescent dye from the group of polymethine dyes based on sulfoindolenine and naphthosulfoindolenine, which contains at least one sulfonic acid or sulfonate group attached to one or more rings of a heterocyclic nucleus, wherein said dye is reactive with said component;
  • (b) reacting said dye with said component so that said dye marks said component; and that one
  • (c) said labeled component is detected by optical methods.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Farbstoff mehr als eine Sulfonsäure- oder Sulfonatgruppe enthält.17. The method according to claim 16, characterized in that that the dye mentioned more than contains a sulfonic acid or sulfonate group. 18. Verfahren zum Markieren einer ersten Komponente und Verwendung der markierten ersten Komponente zur Bindung mit einer zweiten Komponente, um eine markierte zweite Komponente zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß man
  • (a) zu einer wäßrigen Flüssigkeit, die die genannte erste Komponente enthält, einen Lumineszenz-Farbstoff aus der Gruppe Cyanin, Merocyanin und Styryl-Farbstoffe, der mindestens eine an einen aromatischen Kern angefügte Sulfonsäure- oder Sulfonatgruppe enthält, zusetzt, wobei der Farbstoff gegenüber der ersten Komponente reaktiv ist;
  • (b) den genannten Farbstoff mit der genannten ersten Komponente umsetzt, so daß der genannte Farbstoff durch Lumineszenz die genannte erste Komponente markiert, wodurch eine markierte erste Komponente erhalten wird;
  • (c) die genannte markierte erste Komponente an die genannte zweite Komponente anbindet, um eine markierte zweite Komponente zu bilden; und daß man
  • (d) die genannte markierte zweite Komponente durch eine optische Methode erfaßt.
18. A method for marking a first component and using the marked first component for binding with a second component to form a marked second component, characterized in that
  • (a) a luminescent dye from the group consisting of cyanine, merocyanine and styryl dyes, which contains at least one sulfonic acid or sulfonate group attached to an aromatic nucleus, is added to an aqueous liquid which contains said first component, the dye being opposite the first component is reactive;
  • (b) reacting said dye with said first component so that said dye labels said first component by luminescence, thereby obtaining a labeled first component;
  • (c) attaching said labeled first component to said second component to form a labeled second component; and that one
  • (d) said labeled second component is detected by an optical method.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Farbstoff mehr als eine Sulfonsäure- oder Sulfonatgruppe enthält.19. The method according to claim 18, characterized in that the dye mentioned more than contains a sulfonic acid or sulfonate group. 20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente ein Antikörper ist und daß die zweite Komponente eine Substanz aus der Gruppe Antigene, Haptene, biologische Zellen, Viren und Teilchen, die ein Antigen und ein Hapten tragen, ist.20. The method according to claim 18, characterized in that the first component is an antibody and that the second component is a substance from the Group of antigens, haptens, biological cells, viruses and Is particles that carry an antigen and a hapten. 21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte erste Komponente ein Lectin ist und daß die genannte zweite Komponente eine Substanz aus der Gruppe Kohlenhydrate, makromolekulare Stoffe, die ein Kohlenhydrat tragen, und Zellen, die ein Kohlenhydrat tragen, ist.21. The method according to claim 18, characterized in that said first component Lectin is and that said second component is a Substance from the group carbohydrates, macromolecular substances, that carry a carbohydrate, and cells that carry a carbohydrate wear is. 22. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte erste Komponente Avidin oder Streptavidin ist und daß die genannte zweite Komponente ein biotinyliertes Material ist. 22. The method according to claim 18, characterized in that that said first component avidin or streptavidin and that said second component is a biotinylated material.   23. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte erste Komponente ein DNA-Fragment ist und daß die genannte zweite Komponente ein komplementärer Strang von DNA oder RNA ist.23. The method according to claim 18, characterized in that that said first component DNA fragment and that said second component is a is a complementary strand of DNA or RNA. 24. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte erste Komponente ein RNA-Fragment ist und daß die genannte zweite Komponente ein komplementärer Strang von DNA oder RNA ist.24. The method according to claim 18, characterized in that said first component Is RNA fragment and that said second component is a complementary strand of DNA or RNA. 25. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte erste Komponente ein Ligand aus der Gruppe Hormone, Proteine, Peptide, Lymphokine und Metabolite ist und daß die genannte zweite Komponente ein Rezeptor ist.25. The method according to claim 18, characterized in that said first component Ligand from the group hormones, proteins, peptides, lymphokines and is metabolite and that said second component is a receptor. 26. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte erste Komponente ein Polymerteilchen ist, das eine Substanz aus der Gruppe Antikörper, Nucleinsäure-Fragmente, Arzneimittel, Toxine, Hormone, Metabolite, biologische Zellen, Bakterien, Virusteilchen, Antigene und Haptene enthält und daß die genannte zweite Komponente ein entsprechendes Antigen, eine komplementäre Nucleinsäure-Sequenz, ein Antikörper oder ein Rezeptor ist.26. The method according to claim 18, characterized in that said first component Polymer particles, which is a substance from the group of antibodies, Nucleic acid fragments, drugs, toxins, hormones, Metabolites, biological cells, bacteria, virus particles, Contains antigens and haptens and that said second component a corresponding antigen, a complementary one Nucleic acid sequence, an antibody or a receptor is. 27. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte zweite Komponente ein Antikörper ist.27. The method according to claim 18, characterized in that said second component Is antibody. 28. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte erste Komponente eine Substanz aus der Gruppe Antigene, Haptene oder Zellen, die ein Antigen oder Hapten enthalten, und Teilchen, die ein Antigen oder Hapten enthalten, ist und daß die genannte zweite Komponente ein Antikörper ist.28. The method according to claim 18, characterized in that that said first component is a Substance from the group of antigens, haptens or cells that contain an antigen or hapten, and particles containing a  Containing antigen or hapten is and that the said second component is an antibody. 29. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Farbstoff sich mit einer Amin-, Hydroxy- oder Sulfhydrylgruppe auf der ersten Komponente umsetzt.29. The method according to claim 18, characterized in that that the dye mentioned with an amine, hydroxy or sulfhydryl group on the first Component. 30. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sich der genannte Farbstoff mit einer Aldehydgruppe auf der genannten ersten Komponente umsetzt.30. The method according to claim 18, characterized in that the dye mentioned with an aldehyde group on said first component. 31. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Farbstoff ein Cyanin- Farbstoff ist und sich mit einer Amin- oder Hydroxygruppe auf der genannten ersten Komponente umsetzt.31. The method according to claim 18, characterized in that the dye mentioned is a cyanine Is dye and deals with an amine or hydroxy group implemented on the first component mentioned. 32. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Farbstoff ein Cyanin- Farbstoff ist und sich mit einer Aldehyd- oder Sulfhydrylgruppe auf der genannten ersten Komponente umsetzt.32. The method according to claim 18, characterized in that the dye mentioned is a cyanine Is dye and deals with an aldehyde or sulfhydryl group implemented on the first component mentioned. 33. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte zweite Komponente aus der Gruppe Blutzellen, Gewebezellen, Bakterien, Viren, Chromosomen, DNA, RNA, Toxine, Arzneimittel, Hormone und Polymerteilchen ausgewählt ist.33. The method according to claim 18, characterized in that that said second component the group blood cells, tissue cells, bacteria, viruses, Chromosomes, DNA, RNA, toxins, drugs, hormones and Polymer particles is selected. 34. Lumineszenzphotostabiles Reaktionsprodukt aus einer Komponente, die eine Amin-, Aldehyd-, Sulfhydryl- oder Hydroxylgruppe enthält und einen in Wasser löslichen Farbstoff aus der Gruppe Polymethin-Farbstoffe auf Sulfoindolenin- Grundlage und Naphthosulfoindolenin-Grundlage, der mindestens einen Substituenten enthält, um ihn gegenüber der genannten Amin-, Aldehyd-, Sulfhydryl- oder Hydroxylgruppe auf der genannten Komponente kovalent reaktiv zu machen, wobei die individuellen Farbstoff-Moleküle auf dem genannten Reaktionsprodukt einen mittleren molaren Extinktionskoeffizienten von mindestens 50 000 l pro mol-cm, eine mittlere Quantenausbeute von mindestens 2% haben und Licht maximal im 400- bis 850-nm-Bereich absorbieren und emittieren, wenn sich die markierte Komponente in einer wäßrigen Umgebung befindet.34. Luminescence photostable reaction product from a Component which is an amine, aldehyde, sulfhydryl or Contains hydroxyl group and a water-soluble dye from the group polymethine dyes on sulfoindolenine Foundation and naphthosulfoindolenine foundation, the  contains at least one substituent to make it opposite the amine, aldehyde, sulfhydryl or hydroxyl group mentioned on the component mentioned covalently reactive make, with the individual dye molecules on the mentioned reaction product an average molar extinction coefficient of at least 50,000 l per mol-cm, have an average quantum yield of at least 2% and Absorb light in a maximum of 400 to 850 nm range and emit when the marked component is in a aqueous environment. 35. Reaktionsprodukt nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Komponente ein Antikörper ist.35. Reaction product according to claim 34, characterized in that the component mentioned Is antibody. 36. Reaktionsprodukt nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Komponente aus der Gruppe Proteine, Peptide, Arzneimittel, Toxine, Metabolite, Lymphokine, Kohlenhydrate, Lipide, Blutzellen, Bakterienteilchen, Virenteilchen, Antigene, Haptene, Polymerteilchen, Glasoberflächen und Polymeroberflächen ausgewählt ist.36. Reaction product according to claim 34, characterized in that that the component mentioned the group proteins, peptides, drugs, toxins, metabolites, Lymphokines, carbohydrates, lipids, blood cells, bacterial particles, Virus particles, antigens, haptens, polymer particles, Glass surfaces and polymer surfaces selected is. 37. Reaktionsprodukt nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte zweite Komponente ein DNA- oder RNA-Fragment ist.37. Reaction product according to claim 22, characterized in that said second component is a DNA or RNA fragment. 38. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Farbstoff aus der Gruppe: ausgewählt ist, wobei
X und Y aus der Gruppe ausgewählt sind;
m eine ganze Zahl aus der Gruppe 1, 2, 3 und 4 ist;
mindestens eine der genannten Gruppen R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ und R₇ mindestens eine Gruppierung aus der Gruppe Isothiocyanat, Isocyanat, Monochlortriazin, Dichlortriazin, Mono- oder Dihalogen-substituiertes Pyridin, Mono- oder Dihalogen- substituiertes Diacin, Maleimid, Aziridin, Sulfonylhalogenid, Säurehalogenid, Hydroxysuccinimidester, Hydroxysulfosuccinimidester, Imidoester, Hydrazin, Azidonitrophenyl, Azid, 3-(2-Pyridyl-dithio)-propionamid, Glyoxal und Aldehyd enthält; und wobei
mindestens eine der genannten Gruppen R₈ und R₉ mindestens eine Arylsulfonyl- oder Arylsulfonat-Gruppierung enthält.
38. The method according to claim 1, characterized in that said dye from the group: is selected, where
X and Y from the group are selected;
m is an integer from group 1, 2, 3 and 4;
at least one of said groups R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ and R₇ at least one group from the group of isothiocyanate, isocyanate, monochlorotriazine, dichlorotriazine, mono- or dihalogen-substituted pyridine, mono- or dihalogen-substituted diacine, maleimide, Aziridine, sulfonyl halide, acid halide, hydroxysuccinimide ester, hydroxysulfosuccinimide ester, imido ester, hydrazine, azidonitrophenyl, azide, 3- (2-pyridyl-dithio) propionamide, glyoxal and aldehyde; and where
at least one of the groups R₈ and R₉ contains at least one arylsulfonyl or arylsulfonate grouping.
39. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Gruppen R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ und R₇ mindestens eine Gruppierung aus der Gruppe: enthält, wobei mindestens eines von Q oder W aus der Gruppe Cl, Br und I ausgewählt ist und wobei n den Wert Null hat oder eine beliebige ganze Zahl ist.39. The method according to claim 38, characterized in that at least one of the groups R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ and R₇ at least one group from the group: contains, wherein at least one of Q or W is selected from the group Cl, Br and I and where n is zero or any integer. 40. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der genannten Gruppen R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ und R₇ mindestens eine Gruppierung aus der Gruppe: enthält. 40. The method according to claim 38, characterized in that at least one of said groups R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ and R₇ at least one group from the group: contains. 41. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der genannten Gruppen R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ und R₇ auch mindestens eine Gruppierung aus der Gruppe Hydroxy, Sulfonat, Sulfat, Carboxylat und substituierte Amin- oder quaternäre Amingruppen enthält.41. The method according to claim 38, characterized in that at least one of the groups mentioned R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ and R₇ also have at least one grouping from the group hydroxy, sulfonate, sulfate, carboxylate and contains substituted amine or quaternary amine groups. 42. Lumineszenz-Farbstoff aus der Gruppe: wobei
X und Y aus der Gruppe ausgewählt sind;
m eine ganze Zahl aus der Gruppe 1, 2, 3 und 4 ist;
mindestens eine der genannten Gruppen R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ und R₇ mindestens eine Gruppierung aus der Gruppe Isothiocyanat, Isocyanat, Monochlortriazin, Dichlortriazin, Mono- oder Dihalogen-substituiertes Pyridin, Mono- oder Dihalogen- substituiertes Diacin, Maleimid, Aziridin, Sulfonylhalogenid, Säurehalogenid, Hydroxysuccinimidester, Hydroxysulfosuccinimidester, Imidoester, Hydrazin, Azidonitrophenyl, Azid, 3-(2-Pyridyl-dithio)-propionamid, Glyoxal und Aldehyd enthält; und wobei
mindestens eine der genannten Gruppen R₈ und R₉ mindestens eine Arylsulfonyl- oder Arylsulfonat-Gruppierung enthält.
42. luminescent dye from the group: in which
X and Y from the group are selected;
m is an integer from group 1, 2, 3 and 4;
at least one of said groups R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ and R₇ at least one group from the group of isothiocyanate, isocyanate, monochlorotriazine, dichlorotriazine, mono- or dihalogen-substituted pyridine, mono- or dihalogen-substituted diacine, maleimide, Aziridine, sulfonyl halide, acid halide, hydroxysuccinimide ester, hydroxysulfosuccinimide ester, imido ester, hydrazine, azidonitrophenyl, azide, 3- (2-pyridyl-dithio) propionamide, glyoxal and aldehyde; and where
at least one of the groups R₈ and R₉ contains at least one arylsulfonyl or arylsulfonate grouping.
43. Lumineszenz-Farbstoff nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß er wasserlöslich ist.43. Luminescent dye according to claim 42, characterized characterized that it is water soluble. 44. Lumineszenz-Farbstoff nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß er in Wasser einen molaren Extinktionskoeffizienten von mindestens 50 000 l pro mol-cm, eine Quantenausbeute von mindestens 2% hat und daß er im Spektralbereich von 400 bis 900 nm Licht absorbiert und emittiert.44. Luminescent dye according to claim 42, characterized characterized that he has a molar in water Extinction coefficient of at least 50 000 l per mol-cm, has a quantum yield of at least 2% and that it absorbs light in the spectral range from 400 to 900 nm and emitted. 45. Lumineszenz-Farbstoff nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß er in Wasser einen molaren Extinktionskoeffizienten von mindestens 100 000 l pro mol-cm, eine Quantenausbeute von mindestens 10% hat und daß er im Spektralbereich von 600 bis 900 nm Licht absorbiert bzw. emittiert. 45. Luminescent dye according to claim 42, characterized characterized that he has a molar in water Extinction coefficient of at least 100 000 l per mol-cm, has a quantum yield of at least 10% and that it absorbs light in the spectral range from 600 to 900 nm or emitted.   46. Lumineszenz-Farbstoff aus der Gruppe: worin
X und Y aus der Gruppe ausgewählt sind;
Z aus der Gruppe O und S ausgewählt ist;
m eine ganze Zahl aus der Gruppe 1, 2, 3 und 4 ist und wobei mindestens eine der Gruppen R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ und R₇ mindestens eine Gruppierung aus der Gruppe: enthält, wobei
mindestens eines von Q oder W aus der Gruppe I, Br und Cl ausgewählt ist und n 0 oder eine ganze Zahl ist; und wobei
mindestens eine der genannten Gruppen R₈ und R₉ (wenn vorhanden) mindestens eine Sulfonat-Gruppierung enthält.
46. luminescent dye from the group: wherein
X and Y from the group are selected;
Z is selected from the group O and S;
m is an integer from the group 1, 2, 3 and 4 and at least one of the groups R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ and R₇ is at least one group from the group: contains, where
at least one of Q or W is selected from the group I, Br and Cl and n is 0 or an integer; and where
at least one of the groups R₈ and R₉ (if present) contains at least one sulfonate grouping.
47. Lumineszenz-Farbstoff aus der Gruppe: wobei
X und Y aus der Gruppe ausgewählt sind;
Z aus der Gruppe O und S ausgewählt ist;
m eine ganze Zahl aus der Gruppe 1, 2, 3 und 4 ist;
mindestens eine der Gruppen R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ und R₇ mindestens eine Gruppierung aus der Gruppe: enthält, wobei
n 0 oder eine ganze Zahl ist; und wobei
mindestens eine der genannten Gruppen R₈, R₉, R₁₀ (wenn vorhanden) und R₁₁ (wenn vorhanden) mindestens eine Sulfonsäure oder Sulfonatgruppierung enthält.
47. luminescent dye from the group: in which
X and Y from the group are selected;
Z is selected from the group O and S;
m is an integer from group 1, 2, 3 and 4;
at least one of the groups R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ and R₇ at least one group from the group: contains, where
n is 0 or an integer; and where
at least one of the groups R₈, R₉, R₁₀ (if present) and R₁₁ (if present) contains at least one sulfonic acid or sulfonate group.
48. Lumineszenz-Farbstoff aus der Gruppe: wobei
X und Y aus der Gruppe ausgewählt sind;
m eine ganze Zahl aus der Gruppe 1, 2, 3 und 4 ist;
mindestens eine der Gruppen R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ und R₇ mindestens eine Gruppierung aus der Gruppe: enthält; und wobei
mindestens eine der Gruppen R₈ und R₉ mindestens eine Arylsulfonsäure- oder Arylsulfonat-Gruppierung enthält.
48. luminescent dye from the group: in which
X and Y from the group are selected;
m is an integer from group 1, 2, 3 and 4;
at least one of the groups R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ and R₇ at least one group from the group: contains; and where
at least one of the groups R₈ and R₉ contains at least one arylsulfonic acid or arylsulfonate grouping.
49. Lumineszenz-Farbstoff nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Gruppen R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ und R₇ auch Gruppierungen zur Erhöhung der Wasserlöslichkeit und zur Verminderung der nichtspezifischen Bindung enthält, wobei die Gruppierungen aus Hydroxy-, Sulfonat-, Sulfat-, Carboxylat- und substituierten Amin- oder quaternären Amingruppen ausgewählt sind.49. Luminescent dye according to claim 42, characterized characterized in that at least one of the Groups R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ and R₇ also groupings to increase water solubility and reduce the contains non-specific binding, the groupings  from hydroxy, sulfonate, sulfate, carboxylate and substituted Amine or quaternary amine groups selected are. 50. Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß man ein mit einem Sulfocyanin-Farbstoff markiertes Material mit einem oder mehreren weiteren fluoreszierenden Materialien, die alle Licht signifikant bei einer einzigen Erregungswellenlänge absorbieren, jedoch bei verschiedenen Wellenlängen fluoreszieren, vermischt und sodann alle der genannten fluoreszierenden Materialien mit einer einzigen Wellenlänge von Licht anregt und sodann die Menge von jedem der genannten fluoreszierenden Materialien quantitativ bestimmt, indem man ihre individuellen Fluoreszenzsignale bei ihren verschiedenen Fluoreszenz-Wellenlängen erfaßt.50. A method, characterized in that a material labeled with a sulfocyanine dye with one or more other fluorescent materials, which all light significantly at a single excitation wavelength absorb, but at different wavelengths fluoresce, mixed and then all of the above fluorescent materials with a single Excites wavelength of light and then the amount of each of the fluorescent materials mentioned quantified, by adding their individual fluorescence signals their different fluorescence wavelengths detected. 51. Verfahren nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Sulfocyanin-Farbstoff markierte Material ein Antikörper oder eine DNA-Hybridisierungssonde ist.51. The method according to claim 50, characterized in that with the sulfocyanine dye labeled material an antibody or a DNA hybridization probe is.
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