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수용성 형광 또는 유색 염료 {WATER SOLUBLE FLUORESCENT OR COLORED DYES}
본 발명은 신규 형광 또는 유색 염료 및 그의 제조 방법 및 다양한 분석 방법에서의 용도에 관한 것이다.
연구 및 진단 혼합물에서 분석물로서 화학적, 생화학적 및 생물학적 물질을 검출 및 정량화하는 신속한 고 특이적 방법에 대한 지속적이고 증대하는 필요성이 있다. 적은 수량의 핵산, 펩티드, 사카라이드, 제약, 대사물, 미생물, 이온, 및 진단 가치를 갖는 다른 물질을 측정하는 방법은 특별히 가치 있다. 이러한 물질의 예는 마약 및 독, 치료 목적을 위해 투여된 약물, 호르몬, 병원성 미생물 및 바이러스, 펩티드, 예를 들어, 항체 및 효소, 및 핵산, 특히 질환 상태에 관련된 것들을 포함한다. 특정한 분석물의 존재는 종종 수많은 생화학적 및 생물학적 시스템을 특징짓는 고도의 특이성을 활용하는 결합 방법에 의해 결정될 수 있다. 흔히 사용되는 방법은, 예를 들어, 항원-항체 시스템, 핵산 혼성화 기법, 및 단백질-리간드 시스템에 기초한다. 이들 방법에서, 복합체 진단 값의 존재는 전형적으로 상호작용하는 물질 중 하나 이상에 부착된 관찰가능한 "표지"의 존재 또는 부재에 의해 나타난다. 선택된 특정한 표지 방법은 종종 관심 분석물을 검출하기 위한 특정한 시스템의 유용성 및 다용성을 나타낸다. 바람직한 표지는 저렴하고, 안전하며, 매우 다양한 화학적, 생화학적, 및 생물학적 물질의 중요한 결합 친화력을 크게 변화시키지 않으면서 그러한 물질에 유효하게 부착될 수 있다. 표지는 매우 특징적인 신호를 제공해야 하고, 자연에서 드물게 발견되거나, 바람직하게는 결코 발견되지 않아야 한다. 표지는 수개월 이하 범위의 시간 기간에 걸쳐 수성 시스템에서 안정적이고 검출가능해야 한다. 표지의 검출은 바람직하게는 고가의 전문 시설에 대한 필요 없이 또는 개인을 보호하기 위한 특별한 예방에 대한 필요 없이 신속하고, 민감하며, 재생가능하다. 표지의 정량화는 바람직하게는 변수, 예컨대 분석되어야 하는 혼합물의 조성 및 온도와는 비교적 관계없다. 매우 다양한 표지가 개발되었고, 각각 특정한 이점 및 단점을 갖는다. 예를 들어, 방사성 표지는 매우 다용도이고, 매우 낮은 농도에서 검출될 수 있다. 그러나, 이러한 표지는 고가이고, 위험하며, 그의 사용은 정교한 장비 및 훈련된 요원을 요한다. 따라서, 비-방사성 표지, 특히 분광 광도, 스핀 공명, 및 발광 기법, 및 반응성 물질, 예컨대 이러한 분자를 생성하는 효소에 의해 관찰될 수 있는 표지에 폭넓은 관심이 있다. 관련 기술분야에 공지된 엄청난 수의 이러한 표지 때문에 형광 분광학을 사용하여 검출가능한 표지는 특히 관심대상이다. 또한, 문헌은 유도체화되어 다른 분자에 대한 형광 표지의 부착을 가능하게 하는 형광 표지의 합성으로 가득하고, 수많은 이러한 형광 표지는 상업적으로 입수가능하다. 시아닌 염료는, 몇 가지 예를 들면, 항체, DNA 프로브, 아비딘, 스트렙타비딘, 지질, 생화학 유사체, 펩티드, 및 약물을 비롯한 생체분자를 표지하기 위해, 뿐만 아니라 DNA 서열분석, DNA 마이크로어레이, 웨스턴 블로팅, 유동 세포계수법 분석, 및 단백질 마이크로어레이를 비롯한 다양한 적용을 위해 폭넓게 사용되었다. 과학자들은, 다른 이유 중에서도, 시아닌 염료가 1) 생체적합성이고; 2) 높은 몰 흡광계수 (약 10 5 M - 1 ㎝ - 1 )를 갖고; 3) 쉽게 변형되어 넓은 범위의 목적하는 여기 및 검출 파장 (예를 들어, 약 500 내지 약 900 ㎚)에 부합하고; 4) 수용성 기 및 연결 기를 혼입할 수 있고; 5) 유리한 형광 특성을 갖기 때문에 생물학적 용도에서 시아닌 염료를 사용하는 것을 선호한다. 특히, 가시 스펙트럼의 녹색 영역 중, 약 492 ㎚에서 최대 흡수/여기 그리고 약 510 ㎚에서 방출을 갖는, Cy2 접합체가, pH 변화에 감소된 감도 때문에 FITC에 대한 대안으로서 일반적으로 사용된다. 그러나, 낮은 형광 양자 수율, 짧은 형광 수명, 광퇴색에 대한 경향, 및 Cy2의 나쁜 화학 안정성은 화학 및 생명 과학에서의 그의 사용을 제한하였다. 따라서 관련 기술분야에서 이전의 조명 또는 화학적 또는 효소적 활성화 없이 생체분자의 시각적 또는 형광 검출을 허용하는 수용성 염료 및 바이오마커에 대한 필요성이 있다. 이상적으로, 이러한 염료 및 바이오마커는 강렬하게 유색성 또는 형광성이어야 하며, 다양한 색상 및 형광 파장에서 이용가능해야 한다. 본 발명은 이러한 필요성을 충족시키며 추가의 관련 이점을 제공한다.
간단히 말해서, 본 발명은 일반적으로 생체분자 및 다른 분석물, 뿐만 아니라 그의 제조용 시약의 시각적 검출을 가능하게 하는 수용성 형광 또는 유색 염료 및 프로브로서 유용한 화합물에 관한 것이다. 생체분자를 시각적으로 검출하고, 생체분자의 크기를 측정하는 방법이 또한 기재된다. 본 발명의 수용성 형광 또는 유색 염료는 강렬하게 유색성 및/또는 형광성이며, 육안 검사 또는 다른 수단에 의해 용이하게 관찰될 수 있다. 일부 실시양태에서 화합물은 이전의 조명 또는 화학적 또는 효소적 활성화 없이 관찰될 수 있다. 유리하게, 염료의 실시양태는 약 468 ㎚ 내지 약 508 ㎚ 범위의 최대 흡광도 및 약 495 ㎚ 내지 약 525 ㎚ 범위의 최대 방출을 갖는다. 예를 들어, 특정 실시양태에서 염료는 약 490 ㎚에서 최대 흡광도를 갖고 약 505 ㎚에서 최대 방출을 갖는다. 따라서 염료는 다양한 분석 방법에서 사용하기에 이상적이다. 본원에 기재된 바와 같이, 염료의 적절한 선택에 의해, 다양한 색상의 시각적으로 검출가능한 생체분자를 수득할 수 있다. 따라서, 한 실시양태에서 하기 구조 I을 갖는 화합물, 또는 그의 염, 입체이성질체 또는 호변이성질체가 제공된다. <화학식 I> 상기 식에서, R 1a , R 1b , R 2a , R 2b , R 2c , R 2d , R 2e , R 2f , R 2g , R 2h , R 2i , R 2j , R 2k , R 2l , R 2m , R 2n , R 2o , R 2p , R 2q , R 2r 및 R 2s 는 본원에 정의된 바와 같다. 다른 실시양태에서, 하기 구조 I'을 갖는 화합물, 또는 그의 염, 입체이성질체 또는 호변이성질체에 대한 공유 결합을 포함하는 분석물 분자가 제공된다. <화학식 I'> 상기 식에서, R 1a , R 1b , R 2a , R 2b , R 2c , R 2d , R 2e , R 2f , R 2g , R 2h , R 2i , R 2j , R 2k , R 2l , R 2m , R 2n , R 2o , R 2p , R 2q , R 2r 및 R 2s 는 본원에 정의된 바와 같고 R 2a , R 2b , R 2c , R 2d , R 2e , R 2f , R 2g , R 2h , R 2i , R 2j , R 2k , R 2l , R 2m , R 2n , R 2o , R 2p , R 2q , R 2r 또는 R 2s 중 적어도 하나는 분석물 분자 또는 그에 대한 링커이다. 또 다른 실시양태에서, 시료를 염색하는 방법이 제공되며; 상기 방법은 시료를 적절한 파장에서 조명하는 경우에 광학 반응을 유발하기에 충분한 양의 본원에 기재된 바와 같은 대표적 화합물을 상기 시료에 첨가하는 것을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 본 개시내용은 (a) 본원에 기재된 대표적 화합물을 제공하고; (b) 상기 화합물을 그의 시각적 특성에 의해 검출하는 것 을 포함하는, 생체분자를 시각적으로 검출하는 방법을 제공한다. 다른 개시된 방법은 (a) 개시된 화합물 중 임의의 것을 하나 이상의 생체분자와 혼합하고; (b) 상기 화합물을 그의 시각적 특성에 의해 검출하는 것 을 포함하는, 생체분자를 시각적으로 검출하는 방법을 포함한다. 다른 실시양태는 개시된 화합물 중 어느 하나 및 하나 이상의 생체분자를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 하나 이상의 생체분자를 검출하기 위한 분석 방법에서의 이러한 조성물의 용도가 또한 제공된다. 본 발명의 이들 및 다른 측면은 하기 상세한 설명의 참조시 분명해질 것이다.
도 1은 CDCl 3 중 화합물 2의 1 H NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 2는 2㎕ 주입 용량의 화합물 2의 대표적 총 다이오드 어레이 크로마토그램 (215-500㎚)을 나타낸 것이다. 사용된 시스템은 45℃에서 유지된 2.1㎜ x 50㎜ 액쿼티(Acquity) BEH-C18 칼럼을 갖춘 워터스(Waters) 액쿼티 UHPLC 시스템이었다.
도 3은 브로민화 안트라센 유도체 2 생성물의 배경-차감된 질량 스펙트럼을 나타낸 것이다. 예상 질량: 617.8.
도 4는 CDCl 3 중 화합물 3의 1 H NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 5는 2㎕ 주입 용량의 화합물 3의 대표적 총 다이오드 어레이 크로마토그램 (215-500㎚)을 나타낸 것이다. 사용된 시스템은 45℃에서 유지된 2.1㎜ x 50㎜ 액쿼티 BEH-C18 칼럼을 갖춘 워터스 액쿼티 UHPLC 시스템이었다.
도 6은 화합물 3의 배경-차감된 질량 스펙트럼을 나타낸 것이다. 예상 질량 929.1.
도 7은 10㎕ 주입 용량의 화합물 5 (조 5'-NH3-(HEG)-AQ6-(HEG)-3' 서열)의 488㎚에서의 대표적 크로마토그램을 나타낸 것이다. 사용된 시스템은 45℃에서 유지된 2.1㎜ x 50㎜ 액쿼티 BEH-C18 칼럼을 갖춘 워터스 액쿼티 UHPLC 시스템이었다.
도 8은 화합물 5 (조 5'-NH3-(HEG)-AQ6-(HEG)-3' 서열)의 배경-차감된 질량 스펙트럼을 나타낸 것이다. 방법은 네거티브 모드의 전기분무 이온화를 이용하고 - 1, - 2, 및 - 3 전하 상태를 나타낸다.
하기 설명에서, 특정 구체적 세부사항은 본 발명의 다양한 실시양태의 완전한 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 통상의 기술자는 본 발명이 이들 세부사항 없이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 문맥상 달리 요구되지 않는 한, 본 명세서 및 청구범위 전반에 걸쳐, 단어 "포함한다" 및 그의 변형, 예컨대, "포함하다" 및 "포함하는"는 개방, 포괄적 의미로, 즉, "포함하나, 이에 제한되지는 않는"으로 해석되어야 한다. 본 명세서 전반에 걸쳐 "하나의 실시양태" 또는 "한 실시양태"에 대한 언급은 실시양태와 관련하여 기재된 특정 특성, 구조 또는 특징이 본 발명의 적어도 하나의 실시양태에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 다양한 곳에서 어구 "하나의 실시양태에서" 또는 "한 실시양태에서"의 출현이 반드시 모두 동일한 실시양태를 지칭하고 있는 것은 아니다. 더욱이, 특정 특성, 구조, 또는 특징은 하나 이상의 실시양태에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다. "아미노"는 -NH 2 기를 지칭한다. "카르복시"는 -CO 2 H 기를 지칭한다. "시아노"는 -CN 기를 지칭한다. "포르밀"은 -C(=O)H 기를 지칭한다. "히드록시" 또는 "히드록실"은 -OH 기를 지칭한다. "이미노"는 =NH 기를 지칭한다. "니트로"는 -NO 2 기를 지칭한다. "옥소"는 =O 치환기 군을 지칭한다. "술프히드릴"은 -SH 기를 지칭한다. "티옥소"는 =S 기를 지칭한다. "알킬"은 탄소 및 수소 원자로만 이루어진 직선형 또는 분지형 탄화수소 쇄 기를 지칭하며, 이것은 1 내지 12개 탄소 원자 (C 1 -C 12 알킬), 바람직하게는 1 내지 8개 탄소 원자 (C 1 -C 8 알킬) 또는 1 내지 6개 탄소 원자 (C 1 -C 6 알킬)를 갖는, 포화 또는 불포화되고 (즉, 1개 이상의 이중 및/또는 삼중 결합을 함유하고), 단일 결합에 의해 분자의 나머지에 부착되며, 예를 들어, 메틸, 에틸, n-프로필, 1-메틸에틸 (이소-프로필), n-부틸, n-펜틸, 1,1-디메틸에틸 (t-부틸), 3-메틸헥실, 2-메틸헥실, 에테닐, 프로프-1-에닐, 부트-1-에닐, 펜트-1-에닐, 펜타-1,4-디에닐, 에티닐, 프로피닐, 부티닐, 펜티닐, 헥시닐 등이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 알킬 기는 임의로 치환된다. "알킬렌" 또는 "알킬렌 쇄"는 분자의 나머지를 치환기 군에 연결하고, 포화 또는 불포화된 (즉, 1개 이상의 이중 및/또는 삼중 결합을 함유하는), 탄소 및 수소로만 이루어지며, 1 내지 12개 탄소 원자를 갖는 직선형 또는 분지형 이가 탄화수소 쇄를 지칭하고, 예를 들어, 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, n-부틸렌, 에테닐렌, 프로페닐렌, n-부테닐렌, 프로피닐렌, n-부티닐렌 등이다. 알킬렌 쇄는 단일 또는 이중 결합을 통해 분자의 나머지에 그리고 단일 또는 이중 결합을 통해 치환기 군에 부착된다. 분자의 나머지 및 치환기 군에 대한 알킬렌 쇄의 부착 지점은 쇄 내의 1개 탄소 또는 임의의 2개 탄소를 통해서일 수 있다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 알킬렌 쇄는 임의로 치환된다. "알콕시"는 화학식 -OR a 의 기를 지칭하고, 여기서 R a 는 1 내지 12개 탄소 원자를 함유하는 상기 정의된 바와 같은 알킬 기이다. "히드록실알콕시"는 1개 이상의 히드록실 치환기를 포함하는 알콕시 모이어티이다. "아미노알콕시"는 1개 이상의 아미노 치환기를 포함하는 알콕시 모이어티이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 알콕시, 히드록실알콕시 및/또는 아미노알콕시 기는 임의로 치환된다. "알킬아미노"는 화학식 -NHR a 또는 -NR a R a 의 기를 지칭하고, 여기서 각각의 R a 는 독립적으로 1 내지 12개 탄소 원자를 함유하는 상기 정의된 바와 같은 알킬 기이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 알킬아미노 기는 임의로 치환된다. "알킬에테르"는 상기 정의된 바와 같은 임의의 알킬 기를 지칭하고, 여기서 1개 이상의 탄소-탄소 결합은 탄소-산소 결합으로 대체된다. 탄소-산소 결합은 (알콕시 기에서와 같이) 단말측 말단 상에 있을 수 있거나 탄소 산소 결합은 내부 (즉, COC)일 수 있다. 알킬에테르는 1개 이상의 탄소 산소 결합을 포함하나, 1개 초과를 포함할 수 있다 (즉, "폴리알킬에테르"). 예를 들어, 폴리알킬에테르인 폴리에틸렌 글리콜 (PEG)은 알킬에테르의 의미 내에 포함된다. "히드록실폴리알킬에테르"는 1개 이상의 히드록실 치환기를 포함하는 폴리알킬에테르를 지칭한다. "아미노폴리알킬에테르"는 1개 이상의 아미노 치환기를 포함하는 폴리알킬에테르를 지칭한다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 알킬에테르, 폴리알킬에테르, 히드록실폴리알킬에테르 및/또는 아미노폴리알킬에테르 기는 임의로 치환된다. "알킬렌에테르"는 상기 정의된 바와 같은 임의의 알킬렌 기를 지칭하고, 여기서 1개 이상의 탄소-탄소 결합은 탄소-산소 결합으로 대체된다. 탄소-산소 결합은 (알콕시 기에서와 같이) 단말측 말단 상에 있을 수 있거나 탄소 산소 결합은 내부 (즉, COC)일 수 있다. 알킬렌에테르는 1개 이상의 탄소 산소 결합을 포함하나, 1개 초과를 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌 글리콜 (PEG)은 알킬렌에테르의 의미 내에 포함된다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 알킬렌에테르 기는 임의로 치환된다. "알킬포스포"는 -RP(=O)(R a )R b 기를 지칭하고, 여기서 R은 알킬렌 기이고, R a 는 OH, O - 또는 OR c 이고; R b 는 -O알킬 또는 -O알킬에테르이고, 여기서 R c 는 반대 이온 (예를 들어, Na+ 등)이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 알킬포스포 기는 임의로 치환될 수 있다. 예를 들어, 특정 실시양태에서, 알킬포스포 기 중 알킬 또는 알킬에테르 모이어티 (R b )는 히드록실, 아미노, 술프히드릴, 포스페이트, 티오포스페이트, 포스포알킬, 티오포스포알킬, 포스포알킬에테르 또는 티오포스포알킬에테르 중 하나 이상으로 임의로 치환되고, 이 치환기는 또한 임의로 치환된다. "O알킬포스포"는 산소 원자를 통해 분자의 나머지에 연결된 알킬포스포 기이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, O알킬포스포 기는 임의로 치환된다. 예를 들어, 특정 실시양태에서, O알킬포스포 기 중 알킬, 알킬에테르 또는 폴리알킬에테르 모이어티 (R b )는 히드록실, 아미노, 술프히드릴, 포스페이트, 티오포스페이트, 포스포알킬, 티오포스포알킬, 포스포알킬에테르 또는 티오포스포알킬에테르 중 하나 이상으로 임의로 치환되고, 이 치환기는 또한 임의로 치환된다. "알킬에테르포스포"는 -RP(=O)(R a )R b 기를 지칭하고, 여기서 R은 알킬렌에테르 기이고, R a 는 OH, O - 또는 OR c 이고; R b 는 -O알킬 또는 -O알킬에테르이고, 여기서 R c 는 반대 이온 (예를 들어, Na+ 등)이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 알킬에테르포스포 기는 임의로 치환된다. 예를 들어, 특정 실시양태에서, 알킬에테르포스포 기 중 알킬 또는 알킬에테르 모이어티 (R b )는 히드록실, 아미노, 술프히드릴 또는 포스페이트, 티오포스페이트, 포스포알킬, 티오포스포알킬, 포스포알킬에테르 또는 티오포스포알킬에테르 중 하나 이상으로 임의로 치환되고, 이 치환기는 또한 임의로 치환된다. "O알킬에테르포스포"는 산소 원자를 통해 분자의 나머지에 연결된 알킬에테르포스포 기이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, O알킬에테르포스포 기는 임의로 치환된다. 예를 들어, 특정 실시양태에서, O알킬에테르포스포 기 중 알킬 또는 알킬에테르 모이어티 (R b )는 히드록실, 아미노, 술프히드릴 또는 포스페이트, 티오포스페이트, 포스포알킬, 티오포스포알킬, 포스포알킬에테르 또는 티오포스포알킬에테르 중 하나 이상으로 임의로 치환되고, 이 치환기는 또한 임의로 치환된다. "알킬티오포스포"는 -RP(=R a )(R b )R c 기를 지칭하고, 여기서 R은 알킬렌 기이고, R a 는 O 또는 S이고, R b 는 OH, O - , S - , OR d 또는 SR d 이고; R c 는 -O알킬 또는 -O알킬에테르이고, 여기서 R d 는 반대 이온 (예를 들어, Na+ 등)이되, 단, R a 는 S이거나, R b 는 S - 또는 SR d 이고; 또는 단, R a 는 S이고 R b 는 S - 또는 SR d 이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 알킬티오포스포 기는 임의로 치환된다. 예를 들어, 특정 실시양태에서, 알킬티오포스포 기 중 알킬 또는 알킬에테르 모이어티는 히드록실, 아미노, 술프히드릴, 포스페이트, 티오포스페이트, 포스포알킬, 티오포스포알킬, 포스포알킬에테르 또는 티오포스포알킬에테르 중 하나 이상으로 임의로 치환되고, 이 치환기는 또한 임의로 치환된다. "O알킬티오포스포"는 산소 원자를 통해 분자의 나머지에 연결된 알킬티오포스포 기이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, O알킬티오포스포 기는 임의로 치환된다. 예를 들어, 특정 실시양태에서, O알킬티오포스포 기 중 알킬 또는 알킬에테르 모이어티는 히드록실, 아미노, 술프히드릴, 포스페이트, 티오포스페이트, 포스포알킬, 티오포스포알킬, 포스포알킬에테르 또는 티오포스포알킬에테르 중 하나 이상으로 임의로 치환되고, 이 치환기는 또한 임의로 치환된다. "알킬에테르티오포스포"는 -RP(=R a )(R b )R c 기를 지칭하고, 여기서 R은 알킬렌에테르 기이고, R a 는 O 또는 S이고, R b 는 OH, O - , S - , OR d 또는 SR d 이고; R c 는 -O알킬 또는 -O알킬에테르이고, 여기서 R d 는 반대 이온 (예를 들어, Na+ 등)이되, 단, R a 는 S이거나 R b 는 S - 또는 SR d 이고; 또는 단, R a 는 S이고 R b 는 S - 또는 SR d 이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 알킬에테르티오포스포 기는 임의로 치환된다. 예를 들어, 특정 실시양태에서, 알킬에테르티오포스포 기 중 알킬 또는 알킬에테르 모이어티는 히드록실, 아미노, 술프히드릴, 포스페이트, 티오포스페이트, 포스포알킬, 티오포스포알킬, 포스포알킬에테르 또는 티오포스포알킬에테르 중 하나 이상으로 임의로 치환되고, 이 치환기는 또한 임의로 치환된다. "O알킬에테르티오포스포"는 산소 원자를 통해 분자의 나머지에 연결된 알킬에테르티오포스포 기이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, O알킬에테르티오포스포 기는 임의로 치환될 수 있다. 예를 들어, 특정 실시양태에서, O알킬에테르티오포스포 기 중 알킬 또는 알킬에테르 모이어티는 히드록실, 아미노, 술프히드릴, 포스페이트, 티오포스페이트, 포스포알킬, 티오포스포알킬, 포스포알킬에테르 또는 티오포스포알킬에테르 중 하나 이상으로 임의로 치환되고, 이 치환기는 또한 임의로 치환된다. "아미딜"은 -NR a R b 라디칼을 지칭하고, 여기서 R a 및 R b 는 독립적으로 H, 알킬 또는 아릴이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 아미드 기는 임의로 치환된다. "아릴"은 수소, 6 내지 18개 탄소 원자 및 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 탄화수소 고리계 기를 지칭한다. 본 발명의 목적을 위해, 아릴 기는 모노시클릭, 비시클릭, 트리시클릭 또는 테트라시클릭 고리계일 수 있고, 이것은 융합 또는 가교 고리계를 포함할 수 있다. 아릴 기는 아세안트릴렌, 아세나프틸렌, 아세페난트릴렌, 안트라센, 아줄렌, 벤젠, 크리센, 플루오란텐, 플루오렌, as-인다센, s-인다센, 인단, 인덴, 나프탈렌, 페날렌, 페난트렌, 플레이아덴, 피렌, 및 트리페닐렌으로부터 유래된 아릴 기를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 용어 "아릴" 또는 접두어 "아르-" (예컨대 "아르알킬"에서)는 임의로 치환된 아릴 기를 포함하고자 한다. "아릴옥시"는 화학식 -OR a 의 기를 지칭하고, 여기서 R a 는 상기 정의된 바와 같은 아릴 모이어티, 예를 들어 페녹시 등이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 아릴옥시 기는 임의로 치환된다. "아르알킬"은 화학식 -R b -R c 의 기를 지칭하고, 여기서 R b 는 상기 정의된 바와 같은 알킬렌 쇄이고, R c 는 상기 정의된 바와 같은 하나 이상의 아릴 기, 예를 들어, 벤질, 디페닐메틸 등이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 아르알킬 기는 임의로 치환된다. "O아르알킬"은 산소 연결을 통해 분자의 나머지에 연결되는 아르알킬 기이다. "ODMT"는 O 원자를 통해 분자의 나머지에 연결된 디메톡시트리틸을 지칭한다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, O아르알킬 기는 임의로 치환된다. "시아노알킬"은 1개 이상의 시아노 치환기를 포함하는 알킬 기를 지칭한다. 1개 이상의 -CN 치환기는 1급, 2급 또는 3급 탄소 원자 상에 있을 수 있다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 시아노알킬 기는 임의로 치환된다. "시클로알킬" 또는 "카르보시클릭 고리"는 탄소 및 수소 원자로만 이루어진 안정적인 비방향족 모노시클릭 또는 폴리시클릭 탄화수소 기를 지칭하고, 이것은 3 내지 15개 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 10개 탄소 원자를 갖는, 융합 또는 가교 고리계를 포함할 수 있으며, 포화 또는 불포화되고 단일 결합에 의해 분자의 나머지에 부착된다. 모노시클릭 시클로알킬 기는, 예를 들어, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 및 시클로옥틸을 포함한다. 폴리시클릭 시클로알킬 기는, 예를 들어, 아다만틸, 노르보르닐, 데칼리닐, 7,7-디메틸-비시클로[2.2.1]헵타닐 등을 포함한다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 시클로알킬 기는 임의로 치환된다. "시클로알킬알킬"은 화학식 -R b R d 의 기를 지칭하고, 여기서 R b 는 상기 정의된 바와 같은 알킬렌 쇄이고, R d 는 상기 정의된 바와 같은 시클로알킬 기이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 시클로알킬알킬 기는 임의로 치환된다. "멀티시클릭"은 1개 초과의 고리를 갖는 임의의 분자를 지칭한다. 고리는 융합된 스피로시클릭이거나, 1개 이상의 원자에 의해 분리될 수 있다 (예를 들어, 비시클릭 링커를 통해 연결됨). "스피로시클릭"은 2개의 고리가 단일 탄소 원자를 공유하는 멀티시클릭 분자를 지칭한다. "융합"은 본 발명의 화합물에서 존재하는 고리 구조에 융합되는 본원에 기재된 임의의 고리 구조를 지칭한다. 융합 고리가 헤테로시클릴 고리 또는 헤테로아릴 고리일 경우, 융합 헤테로시클릴 고리 또는 융합 헤테로아릴 고리의 일부가 되는 존재하는 고리 구조 상의 임의의 탄소 원자는 질소 원자로 대체될 수 있다. "할로" 또는 "할로겐"은 브로모, 클로로, 플루오로 또는 요오드를 지칭한다. "할로알킬"은 상기 정의된 바와 같은 1개 이상의 할로 기에 의해 치환되는, 상기 정의된 바와 같은 알킬 기, 예를 들어, 트리플루오로메틸, 디플루오로메틸, 트리클로로메틸, 2,2,2-트리플루오로에틸, 1,2-디플루오로에틸, 3-브로모-2-플루오로프로필, 1,2-디브로모에틸 등을 지칭한다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 할로알킬 기는 임의로 치환된다. "헤테로시클릴" 또는 "헤테로시클릭 고리"는 2 내지 12개 탄소 원자 및 질소, 산소 및 황으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 6개 헤테로원자로 이루어진 안정적인 3- 내지 18-원 비방향족 고리 기를 지칭한다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 헤테로시클릴 기는 모노시클릭, 비시클릭, 트리시클릭 또는 테트라시클릭 고리계일 수 있고, 이것은 융합 또는 가교 고리계를 포함할 수 있고; 헤테로시클릴 기 중 질소, 탄소 또는 황 원자는 임의로 산화될 수 있고; 질소 원자는 임의로 4급화될 수 있고; 헤테로시클릴 기는 부분 또는 전부 포화될 수 있다. 이러한 헤테로시클릴 기의 예는 디옥솔라닐, 티에닐[1,3]디티아닐, 데카히드로이소퀴놀릴, 이미다졸리닐, 이미다졸리디닐, 이소티아졸리디닐, 이속사졸리디닐, 모르폴리닐, 옥타히드로인돌릴, 옥타히드로이소인돌릴, 2-옥소피페라지닐, 2-옥소피페리디닐, 2-옥소피롤리디닐, 옥사졸리디닐, 피페리디닐, 피페라지닐, 4-피페리도닐, 피롤리디닐, 피라졸리디닐, 퀴누클리디닐, 티아졸리디닐, 테트라히드로푸릴, 트리티아닐, 테트라히드로피라닐, 티오모르폴리닐, 티아모르폴리닐, 1-옥소-티오모르폴리닐, 및 1,1-디옥소-티오모르폴리닐을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 헤테로시클릴 기는 임의로 치환된다. "N-헤테로시클릴"은 1개 이상의 질소를 함유하는 상기 정의된 바와 같은 헤테로시클릴 기를 지칭하고, 여기서 분자의 나머지에 대한 헤테로시클릴 기의 부착 지점은 헤테로시클릴 기 중의 질소 원자를 통해서이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, N-헤테로시클릴 기는 임의로 치환된다. "헤테로시클릴알킬"은 화학식 -R b R e 의 기를 지칭하고, 여기서 R b 는 상기 정의된 바와 같은 알킬렌 쇄이고, R e 는 상기 정의된 바와 같은 헤테로시클릴 기이고, 헤테로시클릴이 질소-함유 헤테로시클릴인 경우, 헤테로시클릴은 질소 원자에서 알킬 기에 부착될 수 있다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 헤테로시클릴알킬 기는 임의로 치환된다. "헤테로아릴"은 수소 원자, 1 내지 13개 탄소 원자, 질소, 산소 및 황으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 6개 헤테로원자, 및 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 5- 내지 14-원 고리계 기를 지칭한다. 본 발명의 목적을 위해, 헤테로아릴 기는 모노시클릭, 비시클릭, 트리시클릭 또는 테트라시클릭 고리계일 수 있고, 이것은 융합 또는 가교 고리계를 포함할 수 있고; 헤테로아릴 기 중 질소, 탄소 또는 황 원자는 임의로 산화될 수 있고; 질소 원자는 임의로 4급화될 수 있다. 예는 아제피닐, 아크리디닐, 벤즈이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 벤즈인돌릴, 벤조디옥솔릴, 벤조푸라닐, 벤조옥사졸릴, 벤조티아졸릴, 벤조티아디아졸릴, 벤조[b][1,4]디옥세피닐, 1,4-벤조디옥사닐, 벤조나프토푸라닐, 벤족사졸릴, 벤조디옥솔릴, 벤조디옥시닐, 벤조피라닐, 벤조피라노닐, 벤조푸라닐, 벤조푸라노닐, 벤조티에닐 (벤조티오페닐), 벤조트리아졸릴, 벤조[4,6]이미다조[1,2-a]피리디닐, 카르바졸릴, 신놀리닐, 디벤조푸라닐, 디벤조티오페닐, 푸라닐, 푸라노닐, 이소티아졸릴, 이미다졸릴, 인다졸릴, 인돌릴, 인다졸릴, 이소인돌릴, 인돌리닐, 이소인돌리닐, 이소퀴놀릴, 인돌리지닐, 이속사졸릴, 나프티리디닐, 옥사디아졸릴, 2-옥소아제피닐, 옥사졸릴, 옥시라닐, 1-옥시도피리디닐, 1-옥시도피리미디닐, 1-옥시도피라지닐, 1-옥시도피리다지닐, 1-페닐-1H-피롤릴, 페나지닐, 페노티아지닐, 페녹사지닐, 프탈라지닐, 프테리디닐, 퓨리닐, 피롤릴, 피라졸릴, 피리디닐, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 퀴나졸리닐, 퀴녹살리닐, 퀴놀리닐, 퀴누클리디닐, 이소퀴놀리닐, 테트라히드로퀴놀리닐, 티아졸릴, 티아디아졸릴, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 트리아지닐, 및 티오페닐 (즉, 티에닐)을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 헤테로아릴 기는 임의로 치환된다. "N-헤테로아릴"은 1개 이상의 질소를 함유하는 상기 정의된 바와 같은 헤테로아릴 기를 지칭하고, 여기서 분자의 나머지에 대한 헤테로아릴 기의 부착 지점은 헤테로아릴 기 중의 질소 원자를 통해서이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, N-헤테로아릴 기는 임의로 치환된다. "헤테로아릴알킬"은 화학식 -R b R f 의 기를 지칭하고, 여기서 R b 는 상기 정의된 바와 같은 알킬렌 쇄이고, R f 는 상기 정의된 바와 같은 헤테로아릴 기이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 헤테로아릴알킬 기는 임의로 치환된다. "히드록실알킬"은 1개 이상의 히드록실 치환기를 포함하는 알킬 기를 지칭한다. 1개 이상의 -OH 치환기는 1급, 2급 또는 3급 탄소 원자 상에 있을 수 있다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 히드록시알킬 기는 임의로 치환된다. "히드록실알킬에테르"는 1개 이상의 히드록실 치환기를 포함하는 알킬에테르 기를 지칭한다. 1개 이상의 -OH 치환기는 1급, 2급 또는 3급 탄소 원자 상에 있을 수 있다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 히드록시알킬에테르 기는 임의로 치환된다. "포스페이트"는 -OP(=O)(R a )R b 기를 지칭하고, 여기서 R a 는 OH, O - 또는 OR c 이고; R b 는 OH, O - 또는 OR c , 추가 포스페이트 기 (디포스페이트 및 트리포스페이트에서와 같이), 티오포스페이트, 포스포알킬, 티오포스포알킬, 포스포알킬에테르 또는 티오포스포알킬에테르이고, 여기서 R c 는 반대 이온 (예를 들어, Na+ 등)이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 포스페이트 기는 임의로 치환된다. "포스포"는 -P(=O)(R a )R b 기를 지칭하고, 여기서 R a 는 OH, O - 또는 OR c 이고; R b 는 OH, O - 또는 OR c , 포스페이트 기 (디포스페이트 및 트리포스페이트에서와 같이), 티오포스페이트, 포스포알킬, 티오포스포알킬, 포스포알킬에테르 또는 티오포스포알킬에테르이고, 여기서 R c 는 반대 이온 (예를 들어, Na+ 등)이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 포스포 기는 임의로 치환된다. "포스포알킬"은 -P(=O)(R a )R b 기를 지칭하고, 여기서 R a 는 OH, O - 또는 OR c 이고; R b 는 -O알킬이고, 여기서 R c 는 반대 이온 (예를 들어, Na+ 등)이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 포스포알킬 기는 임의로 치환된다. 예를 들어, 특정 실시양태에서, 포스포알킬 기 중 알킬 모이어티는 히드록실, 아미노, 술프히드릴 또는 포스페이트, 티오포스페이트, 포스포알킬, 티오포스포알킬, 포스포알킬에테르 또는 티오포스포알킬에테르 중 하나 이상으로 임의로 치환되고, 이 치환기는 임의로 치환된다. "O포스포알킬"은 산소 원자를 통해 분자의 나머지에 연결된 포스포알킬 기이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, O포스포알킬 기는 임의로 치환된다. 예를 들어, 특정 실시양태에서, O포스포알킬 기 중 알킬 모이어티는 히드록실, 아미노, 술프히드릴 또는 포스페이트, 티오포스페이트, 포스포알킬, 티오포스포알킬, 포스포알킬에테르 또는 티오포스포알킬에테르 중 하나 이상으로 임의로 치환되고, 이 치환기는 임의로 치환된다. "포스포알킬에테르"는 -P(=O)(R a )R b 기를 지칭하고, 여기서 R a 는 OH, O - 또는 OR c 이고; R b 는 -O알킬에테르 (폴리 에테르, 예컨대 폴리에틸렌옥시드 에테르 등을 포함함)이고, 여기서 R c 는 반대 이온 (예를 들어, Na+ 등)이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 포스포알킬에테르 기는 임의로 치환된다. 예를 들어, 특정 실시양태에서, 포스포알킬에테르 기 중 알킬에테르 모이어티는 히드록실, 아미노, 술프히드릴, 포스페이트, 포스포, 티오포스포, 티오포스페이트, 포스포알킬, 티오포스포알킬, 포스포알킬에테르 또는 티오포스포알킬에테르 중 하나 이상으로 임의로 치환되고, 이 치환기는 임의로 치환된다. "O포스포알킬에테르"는 산소 원자를 통해 분자의 나머지에 연결된 포스포알킬에테르 기이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, O포스포알킬에테르 기는 임의로 치환된다. 예를 들어, 특정 실시양태에서, O포스포알킬에테르 기 중 알킬에테르 모이어티는 히드록실, 아미노, 술프히드릴, 포스페이트, 포스포, 티오포스포, 티오포스페이트, 포스포알킬, 티오포스포알킬, 포스포알킬에테르 또는 티오포스포알킬에테르 중 하나 이상으로 임의로 치환되고, 이 치환기는 임의로 치환된다. "포스포르아미다이트"는 -OP(OR a )(NR b 2 ) 기를 지칭하고, 여기서 R a 는 알킬이고, 각 R b 는 독립적으로 H 또는 알킬이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 포스포르아미다이트 기는 임의로 치환된다. "활성화 인"은 친핵체와 반응할 수 있는, 예를 들어 인 원자에서 친핵체와 반응하는 인을 포함하는 임의의 모이어티를 지칭한다. 예를 들어, P-할로겐 결합을 포함하는 모이어티 및 포스포르아미다이트는 활성화 인 모이어티의 정의 내에 포함된다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 활성화 인 기는 임의로 치환된다. "보호된 히드록실"은 H가 가역적으로 보호기로 대체된 히드록실 모이어티를 지칭한다. 보호기는 관련 기술분야에 잘 알려져 있다. 특정 실시양태에서, 보호된 히드록실은 에테르 (예를 들어, 알콕시, 아릴알킬옥시 또는 아릴옥시)일 것이다. 보호된 히드록실의 비제한적 예는 디메톡시트리틸 에테르이다. 다른 보호된 히드록실 모이어티는 관련 기술분야에 널리 공지되어 있다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 보호된 히드록실 기는 임의로 치환된다. "술프히드릴알킬"은 1개 이상의 술프히드릴 치환기를 포함하는 알킬 기를 지칭한다. 1개 이상의 -SH 치환기는 1급, 2급 또는 3급 탄소 원자 상에 있을 수 있다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 술프히드릴알킬 기는 임의로 치환된다. "술프히드릴알킬에테르"는 1개 이상의 술프히드릴 치환기를 포함하는 알킬에테르 기를 지칭한다. 1개 이상의 -SH 치환기는 1급, 2급 또는 3급 탄소 원자 상에 있을 수 있다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 술프히드릴알킬에테르 기는 임의로 치환된다. "술포네이트"는 -OS(O) 2 R a 기를 지칭하고, 여기서 R a 는 알킬 또는 아릴이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 술포네이트 기는 임의로 치환된다. "티오알킬"은 화학식 -SR a 의 기를 지칭하고, 여기서 R a 는 1 내지 12개 탄소 원자를 함유하는 상기 정의된 바와 같은 알킬 기이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 티오알킬 기는 임의로 치환된다. "티오포스페이트"는 -OP(=R a )(R b )R c 기를 지칭하고, 여기서 R a 는 O 또는 S이고, R b 는 OH, O - , S - , OR d 또는 SR d 이고; R c 는 OH, O - , OR d , 포스페이트 기, 티오포스페이트, 포스포알킬, 티오포스포알킬, 포스포알킬에테르 또는 티오포스포알킬에테르이고, 여기서 R d 는 반대 이온 (예를 들어, Na+ 등)이되, 단, R a 는 S이거나 R b 는 S - 또는 SR d 이고; 또는 단, R a 는 S이고 R b 는 S - 또는 SR d 이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 티오포스페이트 기는 임의로 치환된다. "티오포스포"는 -P(=R a )(R b )R c 기를 지칭하고, 여기서 R a 는 O 또는 S이고, R b 는 OH, O - , S - , OR d 또는 SR d 이고; R c 는 OH, O - , OR d , 포스페이트 기, 티오포스페이트, 포스포알킬, 티오포스포알킬, 포스포알킬에테르 또는 티오포스포알킬에테르이고, 여기서 R d 는 반대 이온 (예를 들어, Na+ 등)이되, 단, R a 는 S이거나 R b 는 S - 또는 SR d 이고; 또는 단, R a 는 S이고 R b 는 S - 또는 SR d 이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 티오포스포 기는 임의로 치환된다. "티오포스포알킬"은 -P(=R a )(R b )R c 기를 지칭하고, 여기서 R a 는 O 또는 S이고, R b 는 OH, O - , S - , OR d 또는 SR d 이고; R c 는 -O알킬이고, 여기서 R d 는 반대 이온 (예를 들어, Na+ 등)이되, 단, R a 는 S이거나 R b 는 S - 또는 SR d 이고; 또는 단, R a 는 S이고 R b 는 S - 또는 SR d 이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 티오포스포알킬 기는 임의로 치환된다. 예를 들어, 특정 실시양태에서, 티오포스포알킬 기 중 알킬 모이어티는 히드록실, 아미노, 술프히드릴, 포스페이트, 티오포스페이트, 포스포알킬, 티오포스포알킬, 포스포알킬에테르 또는 티오포스포알킬에테르 중 하나 이상으로 임의로 치환되고, 이 치환기는 임의로 치환된다. "O티오포스포알킬"은 산소 원자를 통해 분자의 나머지에 연결된 티오포스포알킬 기이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, O티오포스포알킬 기는 임의로 치환된다. 예를 들어, 특정 실시양태에서, O티오포스포알킬 기 중 알킬 모이어티는 히드록실, 아미노, 술프히드릴, 포스페이트, 티오포스페이트, 포스포알킬, 티오포스포알킬, 포스포알킬에테르 또는 티오포스포알킬에테르 중 하나 이상으로 임의로 치환되고, 이 치환기는 임의로 치환된다. "티오포스포알킬에테르"는 -P(=R a )(R b )R c 기를 지칭하고, 여기서 R a 는 O 또는 S이고, R b 는 OH, O - , S - , OR d 또는 SR d 이고; R c 는 -O알킬에테르이고, 여기서 R d 는 반대 이온 (예를 들어, Na+ 등)이되, 단, R a 는 S이거나 R b 는 S - 또는 SR d 이고; 또는 단, R a 는 S이고 R b 는 S - 또는 SR d 이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 티오포스포알킬에테르 기는 임의로 치환된다. 예를 들어, 특정 실시양태에서, 티오포스포알킬 기 중 알킬에테르 모이어티는 히드록실, 아미노, 술프히드릴, 포스페이트, 포스포, 티오포스포, 티오포스페이트, 포스포알킬, 티오포스포알킬, 포스포알킬에테르 또는 티오포스포알킬에테르 중 하나 이상으로 임의로 치환되고, 이 치환기는 임의로 치환된다. "O티오포스포알킬에테르"는 산소 원자를 통해 분자의 나머지에 연결된 티오포스포알킬에테르 기이다. 본 명세서에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, O티오포스포알킬에테르 기는 임의로 치환된다. 예를 들어, 특정 실시양태에서, O티오포스포알킬 기 중 알킬에테르 모이어티는 히드록실, 아미노, 술프히드릴, 포스페이트, 포스포, 티오포스포, 티오포스페이트, 포스포알킬, 티오포스포알킬, 포스포알킬에테르 또는 티오포스포알킬에테르 중 하나 이상으로 임의로 치환되고, 이 치환기는 임의로 치환된다. 본원에 사용된 용어 "치환된"은 상기 기 중 임의의 것 (예를 들어, 알킬, 알킬렌, 알콕시, 알킬아미노, 알킬에테르, 폴리알킬에테르, 히드록실폴리알킬에테르, 아미노폴리알킬에테르, 알킬렌에테르, 알킬포스포, 알킬에테르포스포, 알킬티오포스포, 알킬에테르티오포스포, 아미딜, 티오알킬, 아릴, 아릴옥시, 아르알킬, O아르알킬, 시아노알킬, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 할로알킬, 헤테로시클릴, N-헤테로시클릴, 헤테로시클릴알킬, 헤테로아릴, N-헤테로아릴, 헤테로아릴알킬, 히드록실알킬, 아미노알킬, 히드록실알킬에테르, 포스포, 포스포알킬, 포스포알킬에테르, 포스포르아미다이트, 활성화 인, 보호된 히드록실, 술프히드릴알킬, 술프히드릴알킬에테르, 술포네이트, 티오알킬, 티오포스포, 티오포스포알킬 및/또는 티오포스포알킬에테르)를 의미하고, 여기서 1개 이상의 수소 원자는 할로겐 원자, 예컨대 F, Cl, Br, 및 I; 히드록실 기, 알콕시 기, 및 에스테르 기와 같은 기 중의 산소 원자; 티올 기, 티오알킬 기, 술폰 기, 술포닐 기, 및 술폭시드 기와 같은 기 중의 황 원자; 아민, 아미드, 알킬아민, 디알킬아민, 아릴아민, 알킬아릴아민, 디아릴아민, N-옥시드, 이미드, 및 엔아민과 같은 기 중의 질소 원자; 트리알킬실릴 기, 디알킬아릴실릴 기, 알킬디아릴실릴 기, 및 트리아릴실릴 기와 같은 기 중의 규소 원자; 및 다양한 다른 기 중의 다른 헤테로원자와 같지만, 이에 제한되지는 않는 비수소 원자에 대한 결합에 의해 대체된다. "치환된"은 또한 상기 기 중 임의의 것을 의미하며, 여기서 1개 이상의 수소 원자는 헤테로원자, 예컨대 옥소, 카르보닐, 카르복실, 및 에스테르 기 중의 산소; 및 이민, 옥심, 히드라존, 및 니트릴과 같은 기 중의 질소에 대한 고차 결합 (예를 들어, 이중- 또는 삼중 결합)에 의해 대체된다. 예를 들어, "치환된"은 상기 기 중 임의의 것을 포함하며, 여기서 1개 이상의 수소 원자는 -NR g R h , -NR g C(=O)R h , -NR g C(=O)NR g R h , -NR g C(=O)OR h , -NR g SO 2 R h , -OC(=O)NR g R h , -OR g , -SR g , -SOR g , -SO 2 R g , -OSO 2 R g , -SO 2 OR g , =NSO 2 R g , 및 -SO 2 NR g R h 로 대체된다. "치환된"은 또한 상기 기 중 임의의 것을 의미하며, 여기서 1개 이상의 수소 원자는 -C(=O)R g , -C(=O)OR g , -C(=O)NR g R h , -CH 2 SO 2 R g , -CH 2 SO 2 NR g R h 로 대체된다. 상기에서, R g 및 R h 는 동일하거나 상이하고 독립적으로 수소, 알킬, 알콕시, 알킬아미노, 티오알킬, 아릴, 아르알킬, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 할로알킬, 헤테로시클릴, N-헤테로시클릴, 헤테로시클릴알킬, 헤테로아릴, N-헤테로아릴 및/또는 헤테로아릴알킬이다. "치환된"은 추가로 상기 기 중 임의의 것을 의미하며, 여기서 1개 이상의 수소 원자는 아미노, 시아노, 히드록실, 이미노, 니트로, 옥소, 티옥소, 할로, 알킬, 알콕시, 알킬아미노, 티오알킬, 아릴, 아르알킬, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 할로알킬, 헤테로시클릴, N-헤테로시클릴, 헤테로시클릴알킬, 헤테로아릴, N-헤테로아릴 및/또는 헤테로아릴알킬 기에 대한 결합에 의해 대체된다. 게다가, 상기 치환기 각각은 또한 상기 치환기 중 하나 이상으로 임의로 치환될 수 있다. "형광"은 특정 주파수의 빛을 흡수하고 상이한 주파수의 빛을 방출할 수 있는 분자를 지칭한다. 형광은 통상의 기술자에게 널리-공지되어 있다. "유색"은 유색 스펙트럼 (즉, 적색, 황색, 청색 등) 내에서 빛을 흡수하는 분자를 지칭한다. "링커"는 분자의 일부분을 동일 분자의 또 다른 일부분에 또는 상이한 분자, 모이어티 또는 고체 지지체 (예를 들어, 마이크로입자)에 연결하는, 1개 이상의 원자, 예컨대 탄소, 산소, 질소, 황, 인 및 그의 조합의 인접한 쇄를 지칭한다. 링커는 공유 결합 또는 다른 수단, 예컨대 이온 결합 또는 수소 결합 상호작용을 통해 분자를 연결할 수 있다. 본 발명의 목적을 위해, 용어 "생체분자"는 핵산, 탄수화물, 아미노산, 폴리펩티드, 당단백질, 호르몬, 압타머 및 그의 혼합물을 비롯한, 다양한 생물학적 물질 중 임의의 것을 지칭한다. 보다 구체적으로, 용어는 제한 없이 RNA, DNA, 올리고뉴클레오티드, 변형된 또는 유도체화된 뉴클레오티드, 효소, 수용체, 프리온, 수용체 리간드 (호르몬 포함), 항체, 항원, 및 독소, 뿐만 아니라 박테리아, 바이러스, 혈액 세포, 및 조직 세포를 포함하는 것으로 의도된다. 본 발명의 시각적으로 검출가능한 생체분자 (즉, 그에 연결된 생체분자를 갖는 구조 I의 화합물)는, 본원에 추가로 기재된 바와 같이, 생체분자를 임의의 이용가능한 원자 또는 관능기, 예컨대 생체분자 상의 아미노, 히드록시, 카르복실, 또는 술프히드릴 기를 통해 화합물에 대해 생체분자의 부착을 가능하게 하는 반응성 기를 갖는 화합물과 접촉시킴으로써 제조된다. 용어 "시각적" 및 "시각적으로 검출가능한"은 본원에서는 이전의 조명, 또는 화학적 또는 효소적 활성화 없이, 육안 검사에 의해 관찰가능한 물질을 지칭하는데 사용된다. 이러한 시각적으로 검출가능한 물질은 약 300 내지 약 900 ㎚ 범위의 스펙트럼의 영역에서 빛을 흡수하고 방출한다. 바람직하게는, 이러한 물질은 강렬하게 유색성이며, 바람직하게는 약 40,000 M - 1 ㎝ -1 이상, 보다 바람직하게는 약 50,000 M -1 ㎝ -1 이상, 보다 더 바람직하게는 약 60,000 M - 1 ㎝ -1 이상, 더욱 보다 더 바람직하게는 약 70,000 M -1 ㎝ -1 이상, 가장 바람직하게는 약 80,000 M - 1 ㎝ -1 이상의 몰 흡광 계수를 갖는다. 본 발명의 생체분자는 육안으로, 또는 제한 없이 흡수 분광광도계, 투과광 현미경, 디지털 카메라 및 스캐너를 포함하는 광학 기반 검출 장치의 도움으로 관찰에 의해 검출될 수 있다. 시각적으로 검출가능한 물질은 가시 스펙트럼에서 빛을 방출 및/또는 흡수하는 것들에 제한되지 않는다. 자외선 (UV) 영역 (약 10 ㎚ 내지 약 400 ㎚), 적외선 (IR) 영역 (약 700 ㎚ 내지 약 1 ㎜)에서 빛을 방출 및/또는 흡수하는 물질, 및 전자기 스펙트럼의 다른 영역에서 방출 및/또는 흡수하는 물질은 또한 "시각적으로 검출가능한" 물질의 범주 내에 포함된다. 본 발명의 목적을 위해, 용어 "광안정성 가시 염료"는 상기 본원에 정의된 바와 같이, 시각적으로 검출가능하고, 빛에 노출시 상당히 변경되거나 분해되지 않는 화학적 모이어티를 지칭한다. 바람직하게는, 광안정성 가시 염료는 1시간 이상 동안 빛에 노출된 후 상당한 퇴색 또는 분해를 나타내지 않는다. 보다 바람직하게는, 가시 염료는 12시간 이상, 보다 더 바람직하게는 24시간 이상, 더욱 보다 더 바람직하게는 1주 이상, 가장 바람직하게는 1개월 이상 동안 빛에 노출 후 안정하다. 본 발명의 화합물 및 방법에서 사용하기에 적합한 광안정성 가시 염료의 비제한적 예는 아조 염료, 티오인디고 염료, 퀴나크리돈 안료, 디옥사진, 프탈로시아닌, 페리논, 디케토피롤로피롤, 퀴노프탈론, 및 트리아릴카르보늄을 포함한다. 본 발명의 시각적으로 검출가능한 생체분자는 특정 생체분자의 존재, 위치, 또는 수량을 측정할 필요가 있는 매우 다양한 생화학적 및 생물의학적 적용에 유용하다. 따라서, 또 다른 측면에서, 본 발명은 (a) 생물계에 생체분자에 연결된 구조 I의 화합물을 포함하는 시각적으로 검출가능한 생체분자를 제공하고; (b) 생체분자를 그의 시각적 특성에 의해 검출하는 것을 포함하는, 생체분자를 시각적으로 검출하는 방법을 제공한다. 본 발명의 목적을 위해, 어구 "생체분자를 그의 시각적 특성에 의해 검출하는 것"은 생체분자가, 조명 또는 화학적 또는 효소적 활성화 없이, 육안으로, 또는 제한 없이 흡수 분광광도계, 투과광 현미경, 디지털 카메라 및 스캐너를 포함하는, 광학 기반 검출 장치의 도움으로 관찰된다는 것을 의미한다. 농도계는 존재하는 시각적으로 검출가능한 생체분자의 양을 정량하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 두 시료 중의 생체분자의 상대적 수량은 상대적 광학 밀도를 측정함으로써 결정될 수 있다. 생체분자당 염료 분자의 화학량론이 알려져 있고, 염료 분자의 흡광 계수가 알려진 경우라면, 생체분자의 절대 농도가 또한 광학 밀도의 측정으로부터 결정될 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "생물계"는 시각적으로 검출가능한 생체분자 외에 하나 이상의 생체분자를 포함하는 임의의 용액 또는 혼합물을 지칭하는데 사용된다. 이러한 생물계의 비제한적 예는 세포, 세포 추출물, 조직 시료, 전기영동 겔, 검정용 혼합물, 및 혼성화 반응 혼합물을 포함한다. "마이크로입자"는 유리 비드, 자기 비드, 중합체성 비드, 비중합체성 비드 등을 포함하나, 이에 제한되지는 않는, 본 발명의 화합물에 부착하는데 유용한 다수의 작은 입자 중 임의의 것을 지칭한다. 특정 실시양태에서, 마이크로입자는 폴리스티렌, 예컨대 폴리스티렌 비드를 포함한다. 본원에 개시된 본 발명의 실시양태는 또한 상이한 원자 질량 또는 질량수를 갖는 원자에 의해 대체된 1개 이상의 원자를 가짐으로써 동위 원소-표지된 구조 I의 모든 화합물을 포함하고자 한다. 개시된 화합물에 혼입될 수 있는 동위 원소의 예는 수소, 탄소, 질소, 산소, 인, 플루오린, 염소, 및 아이오딘의 동위 원소, 예컨대 2 H, 3 H, 11 C, 13 C, 14 C, 13 N, 15 N, 15 O, 17 O, 18 O, 31 P, 32 P, 35 S, 18 F, 36 Cl, 123 I, 및 125 I를 각각 포함한다. 구조 I의 동위 원소-표지된 화합물은 일반적으로 통상의 기술자에게 공지된 통상적인 기법에 의해 또는 이하에 기재된 것들과 유사한 공정에 의해 및 이전에 사용된 비표지된 시약 대신에 적절한 동위 원소-표지된 시약을 사용한 하기 실시예에서 제조될 수 있다. "안정적인 화합물" 및 "안정적인 구조"는 반응 혼합물로부터 유용한 정도의 순도로의 단리, 및 효과적인 치료제로의 제제화를 존속시키기에 충분히 견고한 화합물을 나타내고자 한다. "임의적" 또는 "임의로"는 후속적으로 기재된 사건 또는 상황이 일어날 수도 있고 또는 일어나지 않을 수도 있다는 것과 본 기재내용이 상기 사건 또는 상황이 일어나는 경우 및 일어나지 않는 경우를 포함한다는 것을 의미한다. 예를 들어, "임의로 치환된 알킬"은 알킬 기가 치환될 수도 있고 또는 치환되지 않을 수도 있다는 것과 본 기재내용이 치환된 알킬 기 및 치환을 갖지 않는 알킬 기를 둘 다 포함한다는 것을 의미한다. "염"은 산 및 염기 부가염을 둘 다 포함한다. "산 부가염"은 예컨대 염산, 브로민화수소산, 황산, 질산, 인산 등이나, 이에 제한되지 않는 무기 산, 및 예컨대 아세트산, 2,2-디클로로아세트산, 아디프산, 알긴산, 아스코르브산, 아스파르트산, 벤젠술폰산, 벤조산, 4-아세트아미도벤조산, 캄포르산, 캄포르-10-술폰산, 카프르산, 카프로산, 카프릴산, 탄산, 신남산, 시트르산, 시클람산, 도데실술푸르산, 에탄-1,2-디술폰산, 에탄술폰산, 2-히드록시에탄술폰산, 포름산, 푸마르산, 갈락타르산, 겐티스산, 글루코헵톤산, 글루콘산, 글루쿠론산, 글루탐산, 글루타르산, 2-옥소-글루타르산, 글리세로인산, 글리콜산, 히푸르산, 이소부티르산, 락트산, 락토비온산, 라우르산, 말레산, 말산, 말론산, 만델산, 메탄술폰산, 점액산, 나프탈렌-1,5-디술폰산, 나프탈렌-2-술폰산, 1-히드록시-2-나프토산, 니코틴산, 올레산, 오로트산, 옥살산, 팔미트산, 파모산, 프로피온산, 피로글루탐산, 피루브산, 살리실산, 4-아미노살리실산, 세바스산, 스테아르산, 숙신산, 타르타르산, 티오시안산, p-톨루엔술폰산, 트리플루오로아세트산, 운데실렌산 등이나, 이에 제한되지 않는 유기 산으로 형성되는 그러한 염을 지칭한다. "염기 부가염"은 유리 산에 무기 염기 또는 유기 염기를 첨가하여 제조되는 그러한 염을 지칭한다. 무기 염기로부터 유래된 염은 나트륨, 칼륨, 리튬, 암모늄, 칼슘, 마그네슘, 철, 아연, 구리, 망가니즈, 알루미늄 염 등을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 유기 염기로부터 유래된 염은, 1급, 2급, 및 3급 아민, 자연 발생 치환 아민을 포함한 치환 아민, 시클릭 아민 및 염기성 이온 교환 수지, 예컨대 암모니아, 이소프로필아민, 트리메틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 디에탄올아민, 에탄올아민, 데아놀, 2-디메틸아미노에탄올, 2-디에틸아미노에탄올, 디시클로헥실아민, 리신, 아르기닌, 히스티딘, 카페인, 프로카인, 히드라바민, 콜린, 베타인, 베네타민, 벤자틴, 에틸렌디아민, 글루코스아민, 메틸글루카민, 테오브로민, 트리에탄올아민, 트로메타민, 퓨린, 피페라진, 피페리딘, N-에틸피페리딘, 폴리아민 수지 등의 염을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 특히 바람직한 유기 염기는 이소프로필아민, 디에틸아민, 에탄올아민, 트리메틸아민, 디시클로헥실아민, 콜린 및 카페인이다. 흔히 결정화는 본 발명의 화합물의 용매화물을 생성한다. 본 발명은 기재된 화합물의 모든 용매화물을 포함한다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "용매화물"은 용매의 하나 이상의 분자와 본 발명의 화합물의 하나 이상의 분자를 포함하는 집합체를 지칭한다. 용매는 물일 수 있으며, 이 경우에 용매화물은 수화물일 수 있다. 대안으로, 용매는 유기 용매일 수 있다. 따라서, 본 발명의 화합물은 일수화물, 이수화물, 반수화물, 세스퀴수화물, 삼수화물, 사수화물 등을 비롯한 수화물, 뿐만 아니라 상응하는 용매화된 형태로서 존재할 수 있다. 본 발명의 화합물은 진정한 용매화물일 수 있으며, 한편 다른 경우에 본 발명의 화합물은 단지 부정성(adventitious) 물 또는 또 다른 용매를 보유하거나 물과 일부 부정성 용매의 혼합물일 수 있다. 본 발명의 화합물, 또는 그의 염, 호변이성질체 또는 용매화물은 1개 이상의 비대칭 중심을 함유할 수 있고, 따라서 절대 입체화학의 면에서 (R)- 또는 (S)-로서, 또는 아미노산의 경우 (D)- 또는 (L)-로서 정의될 수 있는, 거울상이성질체, 부분입체이성질체, 및 다른 입체이성질체 형태를 야기할 수 있다. 본 발명은 모든 이러한 가능한 이성질체, 뿐만 아니라 그의 라세미 및 광학적으로 순수한 형태를 포함하고자 한다. 광학 활성 (+) 및 (-), (R)- 및 (S)-, 또는 (D)- 및 (L)-이성질체는 키랄 신톤 또는 키랄 시약을 사용하여 제조되거나, 통상적인 기법, 예를 들어, 크로마토그래피 및 분별 결정화를 이용하여 분해될 수 있다. 개개의 거울상이성질체의 제조/단리를 위한 통상적인 기법은 적합한 광학적으로 순수한 전구체로부터의 키랄 합성 또는, 예를 들어, 키랄 고압 액체 크로마토그래피 (HPLC)를 사용한 라세미체 (또는 염 또는 유도체의 라세미체)의 분해를 포함한다. 본원에 기재된 화합물이 올레핀계 이중 결합 또는 기하학적 비대칭의 다른 중심을 함유한 경우, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 화합물은 E 및 Z 기하 이성질체를 둘 다 포함하는 것으로 의도된다. 마찬가지로, 모든 호변이성질체 형태가 또한 포함되는 것으로 의도된다. "입체이성질체"는 동일 결합에 의해 결합된 동일 원자로 구성되나 상이한 3차원 구조를 갖는 화합물을 지칭하고, 이것은 교체가능하지 않다. 본 발명은 다양한 입체이성질체 및 그의 혼합물을 고려하고, "거울상이성질체"를 포함하며, 이것은 그 분자가 서로 겹쳐질 수 없는 거울 상인 2개의 입체이성질체를 지칭한다. "호변이성질체"는 분자의 한 원자에서 동일 분자의 또 다른 원자로의 양성자 이동을 지칭한다. 본 발명은 임의의 상기 화합물의 호변이성질체를 포함한다. 화합물의 다양한 호변이성질체 형태는 통상의 기술자에 의해 용이하게 유도될 수 있다. 본원에 사용된 화학 명명 프로토콜 및 구조 다이어그램은 ACD/네임(Name) 버전 9.07 소프트웨어 프로그램 및/또는 켐드로우(ChemDraw) 울트라 버전 11.0 소프트웨어 명명 프로그램 (캠브릿지소프트(CambridgeSoft))을 이용하는, IUPAC 명명법 시스템의 변형 형태이다. 통상의 기술자에게 친숙한 통속명이 또한 사용된다. 상기 언급된 바와 같이, 본 발명의 한 실시양태에서, 다양한 분석 방법에서 형광 및/또는 유색 염료로서 유용한 화합물이 제공된다. 화합물은 하기 구조 I, 또는 그의 염, 입체이성질체 또는 호변이성질체를 갖는다. <화학식 I> 상기 식에서, R 1a 및 R 1b 는 각각 독립적으로 히드록실 또는 알콕시이고; R 2a , R 2b , R 2c , R 2d , R 2e , R 2f , R 2g , R 2h , R 2i , R 2j , R 2k , R 2l , R 2m , R 2n , R 2o , R 2p , R 2q , R 2r 및 R 2s 는 각각 독립적으로 H, 할로 또는 -L 1 -R 3 이고; R 3 은 각 경우에 독립적으로 분석물 분자, 또는 히드록실, 보호된 히드록실, 아미노, 알킬아미노, 알콕시, 폴리알킬에테르, 히드록실알콕시, 아미노알콕시, 히드록실폴리알킬에테르, 아미노폴리알킬에테르, 포스페이트, 티오포스페이트, 포스포, 티오포스포, 포스포알킬에테르, O포스포알킬에테르, 티오포스포알킬에테르, O티오포스포알킬에테르, 포스포르아미다이트 또는 활성화 인 중 하나 이상으로 치환된 알킬이거나; 또는 R 3 은 마이크로입자이고; L 1 은 임의적 링커 모이어티이다. 일부 다른 실시양태에서, 화합물은 하기 구조 Ia 또는 Ib 중 하나를 갖는다. <화학식 Ia> <화학식 Ib> 추가 실시양태에서, 화합물은 하기 구조 Ic 또는 Id 중 하나를 갖는다. <화학식 Ic> <화학식 Id> 또 다른 실시양태에서, 화합물은 하기 구조 Ie 또는 If 중 하나를 갖는다. <화학식 Ie> <화학식 If> 상기 중 일부 구체적 실시양태에서, 화합물은 구조 If를 갖는다. 다양한 실시양태에서, R 1a 또는 R 1b 는 히드록실이다. 다른 실시양태에서, R 1a 또는 R 1b 는 알콕시이다. 예를 들어, 일부 실시양태에서 R 1a 및 R 1b 각각은 알콕시이다. 상기 실시양태 중 일부에서, 알콕시는 C 1 -C 6 알콕시, 예컨대 메톡시이다. 임의의 상기 실시양태 중 일부에서, R 2a , R 2b , R 2c , R 2d , R 2e , R 2f , R 2g , R 2h , R 2i , R 2j , R 2k , R 2l , R 2m , R 2n , R 2o , R 2p , R 2q , R 2r 또는 R 2s 중 적어도 하나는 H이다. 상기 실시양태 중 다른 것에서, R 2a , R 2b , R 2c , R 2d , R 2e , R 2f , R 2g , R 2h , R 2i , R 2j , R 2k , R 2l , R 2m , R 2n , R 2o , R 2p , R 2q , R 2r 또는 R 2s 중 적어도 하나는 할로이다. 일부 더 구체적 실시양태에서, R 2a , R 2b , R 2c , R 2d , R 2e , R 2f , R 2g 또는 R 2h 중 적어도 하나는 할로이고, 예를 들어 일부 실시양태에서 R 2b 는 할로이다. 임의의 상기 실시양태 중 일부에서, 할로는 브로모이다. 다양한 다른 실시양태에서, R 2a , R 2b , R 2c , R 2d , R 2e , R 2f , R 2g , R 2h , R 2i , R 2j , R 2k , R 2l , R 2m , R 2n , R 2o , R 2p , R 2q , R 2r 또는 R 2s 중 적어도 하나는 -L 1 -R 3 이다. 예를 들어, 일부 실시양태에서 R 2a , R 2b , R 2c , R 2d , R 2e , R 2f , R 2g 또는 R 2h 중 적어도 하나는 -L 1 -R 3 이다. 더 구체적 실시양태에서, R 2b 는 -L 1 -R 3 이다. 또 다른 실시양태에서, R 2b 는 -L 1 -R 3 이고 R 2a , R 2c , R 2d , R 2e , R 2f , R 2g , R 2h , R 2i , R 2j , R 2k , R 2l , R 2m , R 2n , R 2o , R 2p , R 2q , R 2r 및 R 2s 는 H이다. 일부 실시양태에서, R 3 은 각 경우에 독립적으로 분석물 분자, 또는 히드록실, 보호된 히드록실, 아미노, 알킬아미노, 알콕시, 폴리알킬에테르, 히드록실알콕시, 아미노알콕시, 히드록실폴리알킬에테르, 아미노폴리알킬에테르, 포스페이트, 티오포스페이트, 포스포, 티오포스포, 포스포알킬에테르, 티오포스포알킬에테르, 포스포르아미다이트 또는 활성화 인 중 하나 이상으로 치환된 알킬이거나; 또는 R 3 은 마이크로입자이다. 상기 실시양태 중 일부에서, 포스포알킬에테르는 O포스포알킬에테르이다. 상기 실시양태 중 다른 것에서, 티오포스포알킬에테르는 O티오포스포알킬에테르이다. 상기 실시양태 중 일부에서, R 3 은 각 경우에 독립적으로 히드록실, 보호된 히드록실, 아미노, 알킬아미노, 알콕시, 폴리알킬에테르, 히드록실알콕시, 아미노알콕시, 히드록실폴리알킬에테르, 아미노폴리알킬에테르, 포스페이트, 티오포스페이트, 포스포, 티오포스포, 포스포알킬에테르, 티오포스포알킬에테르, 포스포르아미다이트 또는 활성화 인 중 하나 이상으로 치환된 알킬이다. 예를 들어, 일부 실시양태에서 R 3 은 히드록실, 아미노, 트리틸 에테르, 포스포르아미다이트, 포스포, 포스포알킬에테르, 포스페이트 및 폴리에틸렌 글리콜로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환된 알킬이다. 상기 실시양태 중 일부에서, R 3 은 각 경우에 독립적으로 히드록실, 보호된 히드록실, 아미노, 알킬아미노, 알콕시, 폴리알킬에테르, 히드록실알콕시, 아미노알콕시, 히드록실폴리알킬에테르, 아미노폴리알킬에테르, 포스페이트, 티오포스페이트, 포스포, 티오포스포, 포스포알킬에테르, O포스포알킬에테르, 티오포스포알킬에테르, O티오포스포알킬에테르, 포스포르아미다이트 또는 활성화 인 중 하나 이상으로 치환된 알킬이다. 예를 들어, 일부 실시양태에서 R 3 은 히드록실, 아미노, 트리틸 에테르, 포스포르아미다이트, 포스포, 포스포알킬에테르, O포스포알킬에테르, 포스페이트 및 폴리에틸렌 글리콜로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환된 알킬이다. 일부 실시양태에서, R 3 은 각 경우에 독립적으로 하나 이상의 O포스포알킬에테르로 치환된 알킬이다. 예를 들어, 상기 중 일부 실시양태에서, R 3 은 각 경우에 독립적으로 하나 이상의 포스포알킬에테르 기, 예컨대 O포스포알킬에테르 기로 치환된 알킬이고, 폴리알킬에테르의 알킬 에테르는 폴리알킬에테르, 예컨대 에틸렌 글리콜이다. 이들 실시양태 중 일부에서 포스포알킬에테르의 알킬에테르는 히드록실 및 추가 포스포알킬에테르 모이어티, 예컨대 추가 O포스포알킬에테르 모이어티로부터 선택되는 치환기로 치환되고, 이것은 히드록실 및/또는 아미노로 치환될 수 있다. 다른 실시양태에서, R 3 은 각 경우에 독립적으로 2개의 O포스포알킬에테르 기로 치환된 알킬이다. 이들 실시양태 중 일부에서, 알킬에테르 모이어티는 폴리알킬에테르, 예컨대 폴리에틸렌 옥시드이다. 이들 실시양태 중 일부 다른 것에서, 알킬에테르 모이어티는 히드록실, 아미노 및 추가 O포스포알킬에테르 모이어티로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환되고, 추가 O포스포알킬에테르 모이어티의 알킬에테르는 임의로 히드록실 및/또는 아미노로 치환된다. 구조 I의 화합물의 일부 실시양태는 2개 이상의 R 3 기를 포함하는 것으로 이해된다. 이러한 실시양태에서, R 3 기는 동일하거나 상이할 수 있다. 특정 실시양태에서, 구조 I의 화합물은 단일 R 3 모이어티를 포함한다. 즉, R 2a , R 2b , R 2c , R 2d , R 2e , R 2f , R 2g , R 2h , R 2i , R 2j , R 2k , R 2l , R 2m , R 2n , R 2o , R 2p , R 2q , R 2r 또는 R 2s 중 단 하나는 -L 1 -R 3 이다. 상기 중 임의의 다양한 다른 실시양태에서, R 3 은 하기 구조 중 하나를 갖는다. 상기 식에서, n 1 , n 2 및 n 3 은 각각 독립적으로 1 내지 6의 정수이고; x 및 y는 각각 독립적으로 1 내지 10의 정수이다. 상기 실시양태 중 일부에서, n 1 , n 2 및 n 3 은 각각 1이다. 다른 실시양태에서, L 1 은 부재하고 R 3 은 구조 I의 화합물의 나머지에 직접 연결된다. 상기 중 일부 다른 실시양태에서, x는 5이다. 다른 실시양태에서, y는 5이다. 일부 추가 실시양태에서 x 및 y는 각각 5이다. 일부 상이한 실시양태에서, R 3 은 분석물 분자, 예컨대 생체분자이다. 특정 실시양태에서 R 3 은 핵산, 아미노산 및 그의 중합체 (예를 들어, DNA, 올리고뉴클레오티드, 단백질, 폴리펩티드 등)로부터 선택되는 생체분자이다. 또 다른 실시양태에서, R 3 은 생체분자이고, 생체분자는 핵산, 펩티드, 탄수화물, 지질, 효소, 수용체, 수용체 리간드, 항체, 당단백질, 압타머, 항원 또는 프리온이다. 일부 상이한 실시양태에서, R 3 은 약물, 비타민 및 소분자로부터 선택되는 분석물 분자이다. 상기 실시양태 중 일부에서, 링커 L 1 은 존재한다. 존재할 경우, L 1 은 R 3 과 구조 I의 화합물의 나머지 사이에 공유 부착을 제공하도록 적절하게 선택된다. 예시적 L 1 모이어티는, O, N, S, P 및 알킬렌 결합, 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 적합한 L 1 기는 통상의 기술자에 의해 유도될 수 있다. 다른 실시양태에서, L 1 은 부재한다. L 1 이 존재하는 일부 실시양태에서, L 1 은 분석물 분자에 대한 포스페이트 결합을 포함한다. 이들 실시양태 중 일부에서, L 1 은 하기 구조를 갖는다. 상기 식에서, n 1 , n 2 및 n 3 은 각각 독립적으로 1 내지 6의 정수이다. 다양한 다른 실시양태에서, n 1 , n 2 및 n 3 은 각각 1이다. 구조 I의 화합물의 구조는 흡광도 및 또는 방출 파장을 최적화하도록 선택된다. 따라서, 다양한 실시양태에서 구조 I의 화합물은 약 468 ㎚ 내지 약 508 ㎚, 예를 들어 약 478 ㎚ 내지 약 498 ㎚의 범위에서 최대 흡광도를 갖는다. 다른 실시양태에서, 구조 I의 화합물은 약 495 ㎚ 내지 약 525 ㎚, 예를 들어, 약 495 내지 약 515 ㎚의 범위에서 최대 방출을 갖는다. 예를 들어, 특정 실시양태에서 염료는 약 490 ㎚에서 최대 흡광도를 그리고 약 505 ㎚에서 최대 방출을 갖는다. 일부 더 구체적 실시양태에서, 구조 I의 화합물은 하기 구조 중 하나를 갖는다. <화학식 1> <화학식 2> <화학식 3> <화학식 4> <화학식 5> <화학식 6> 상기 식에서, R 3 은 분석물 분자이다. 다양한 다른 실시양태에서, 본 발명은 하기 구조 I'을 갖는 화합물 또는 그의 염에 대한 공유 결합을 포함하는 분석물 분자를 제공한다. <화학식 I'> 상기 식에서, R 1a 및 R 1b 는 각각 독립적으로 히드록실 또는 알콕시이고; R 2a , R 2b , R 2c , R 2d , R 2e , R 2f , R 2g , R 2h , R 2i , R 2j , R 2k , R 2l , R 2m , R 2n , R 2o , R 2p , R 2q , R 2r 및 R 2s 는 각각 독립적으로 H, 할로 또는 -L 1 -R 3 이고; R 3 은 분석물 분자이고; L 1 은 임의적 링커 모이어티이고, 여기서 R 2a , R 2b , R 2c , R 2d , R 2e , R 2f , R 2g , R 2h , R 2i , R 2j , R 2k , R 2l , R 2m , R 2n , R 2o , R 2p , R 2q , R 2r 또는 R 2s 중 적어도 하나는 -L 1 -R 3 이다. 분석물 분자는 상기 본원에 기재된 분석물 분자를 비롯한, 임의의 적절한 분석물 분자로부터 선택될 수 있다. 다양한 다른 실시양태에서 상기 화합물 중 임의의 것 및 하나 이상의 생체분자를 포함하는 조성물이 제공된다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 생체분자를 검출하기 위한 분석 방법에서의 이러한 조성물의 용도가 또한 하기에 보다 상세히 기재된 바와 같이 제공된다. 상기 서술된 바와 같은 구조 I의 화합물의 임의의 실시양태, 및 상기 서술된 바와 같은 구조 I의 화합물에서의 R 1a , R 1b , R 2a , R 2b , R 2c , R 2d , R 2e , R 2f , R 2g , R 2h , R 2i , R 2j , R 2k , R 2l , R 2m , R 2n , R 2o , R 2p , R 2q , R 2r , R 2s , L 1 또는 R 3 변수에 대해 본원에 서술된 임의의 구체적 선택은 독립적으로 구조 I의 화합물의 다른 실시양태 및/또는 변수와 조합되어 상기에서 구체적으로 서술되지 않은 본 발명의 실시양태를 형성할 수 있음이 이해된다. 게다가, 선택의 목록이 특정 실시양태 및/또는 청구항에서 임의의 특정 R 또는 L 기에 대해 열거된 경우, 각각의 개개의 선택은 특정 실시양태 및/또는 청구항에서 제거될 수 있고 선택의 나머지 목록은 본 발명의 범주 내에 있는 것으로 간주될 것이라는 점이 이해된다. 본 설명에서 도시된 화학식의 치환기 및/또는 변수의 조합은 이러한 기여가 안정적인 화합물을 초래하는 경우에만 허용될 수 있음이 이해된다. 또한, 통상의 기술자는 본원에 기재된 방법에서 중간체 화합물의 관능기가 적합한 보호기에 의해 보호될 필요가 있을 수 있음을 인식할 것이다. 이러한 관능기는 히드록시, 아미노, 메르캅토 및 카르복실산을 포함한다. 히드록시에 적합한 보호기는 트리알킬실릴 또는 디아릴알킬실릴 (예를 들어, t-부틸디메틸실릴, t-부틸디페닐실릴 또는 트리메틸실릴), 테트라히드로피라닐, 벤질 등을 포함한다. 아미노, 아미디노 및 구아니디노에 적합한 보호기는 t-부톡시카르보닐, 벤질옥시카르보닐 등을 포함한다. 메르캅토에 적합한 보호기는 -C(O)-R" (여기서 R"는 알킬, 아릴 또는 아릴알킬임), p-메톡시벤질, 트리틸 등을 포함한다. 카르복실산에 적합한 보호기는 알킬, 아릴 또는 아릴알킬 에스테르를 포함한다. 보호기는 표준 기법에 따라 첨가 또는 제거될 수 있고, 이것은 통상의 기술자에게 공지되어 있고 본원에 기재된 바와 같다. 보호기의 사용은 문헌 (Green, TW and PGM Wutz, Protective Groups in Organic Synthesis (1999), 3rd Ed., Wiley)에 상세히 기재되어 있다. 통상의 기술자가 인식할 것이듯, 보호기는 또한 중합체 수지, 예컨대 왕(Wang) 수지, 링크(Rink) 수지 또는 2-클로로트리틸-클로라이드 수지일 수 있다. 더욱이, 유리 염기 또는 산 형태로 존재하는 본 발명의 모든 화합물은 통상의 기술자에게 공지된 방법에 의해 적절한 무기 또는 유기 염기 또는 산을 사용한 처리에 의해 그의 염으로 전환될 수 있다. 본 발명의 화합물의 염은 표준 기법에 의해 그의 유리 염기 또는 산 형태로 전환될 수 있다. 하기 반응식은 본 발명의 화합물, 즉, 구조 I의 화합물을 제조하는 예시적 방법을 설명한다. <화학식 I> 상기 식에서, R 1a , R 1b , R 2a , R 2b , R 2c , R 2d , R 2e , R 2f , R 2g , R 2h , R 2i , R 2j , R 2k , R 2l , R 2m , R 2n , R 2o , R 2p , R 2q , R 2r , R 2s , R 3 및 L 1 은 상기 정의된 바와 같다. 통상의 기술자가 통상의 기술자에게 공지된 다른 방법을 조합함으로써 또는 유사한 방법에 의해 이들 화합물을 제조할 수 있음이 이해된다. 또한, 통상의 기술자가 하기에 기재된 바와 같은 유사한 방식으로 필요에 따라 적절한 출발 성분을 사용하고 합성의 파라미터를 변경함으로써 하기에 구체적으로 설명되지 않은 구조 I의 다른 화합물을 제조할 수 있을 것임이 이해된다. 일반적으로, 출발 성분은 시그마 알드리치(Sigma Aldrich), 랭커스터 신테시스, 인크.(Lancaster Synthesis, Inc.), 메이브릿지(Maybridge), 매트릭스 사이언티픽(Matrix Scientific), TCI, 및 플루오로켐 유에스에이(Fluorochem USA) 등과 같은 공급처로부터 수득될 수 있거나 또는 통상의 기술자에게 공지된 자료 (예를 들어, 문헌 (Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 5th edition (Wiley, December 2000)) 참조)에 따라 합성될 수 있거나 본 발명에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다. <반응식 I> 반응식 I은 구조 I의 화합물을 제조하는 예시적 방법을 설명한다. 반응식 I을 참조로 하면, 구조 A 및 B의 화합물은 구매하거나 통상의 기술자에게 널리-공지된 방법에 의해 제조할 수 있다. 2 당량의 A를 강한 염기, 예컨대 n-부틸 리튬으로 처리한 후, B와의 반응을 수행하여 구조 I의 화합물을 생성한다. 반응식 I가 구조 I의 대칭적 (즉, 동일한 나프틸 기) 화합물의 제조를 나타낸 것이지만, 구조 I의 다른 비대칭적 화합물이 유사한 방법 (예를 들어, 상이하게 치환된 나프틸의 단계식 반응)에 의해 제조될 수 있다는 것이 통상의 기술자에게 용이하게 자명할 것이다. 추가로, 상기 방법에 의해 수득된 구조 I의 화합물은 추가로 변형되어 구조 I의 상이한 화합물을 수득할 수 있다. 예를 들어, 특정 실시양태에서 구조 I의 화합물은 적어도 1개의 -L 1 -R 3 모이어티를 포함한다. 이러한 실시양태에서, -L 1 -R 3 모이어티, 또는 그의 전구체는 임의의 널리-공지된 방법, 예컨대 스즈키(Suzuki) 커플링을 통해 있게 할 수 있다. 분석물 분자 (예를 들어, 생체분자)는 많은 통상적 방법 중 임의의 하나에 의해 임의적 L 1 링커를 통해 부착될 수 있다. 예를 들어, 분석물 분자 상의 관능기와 공유 결합을 형성할 수 있는 반응성 기를 포함시키기 위한 상기 반응식의 변형은 분석물 분자를 부착시키는 한 방식이다. 반응성 기는 활성화 인 화합물 (예를 들어, 포스포르아미다이트), 활성화 에스테르, 아민, 알콜 등을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 이러한 화합물의 제조 방법 및 이를 분석물 분자와 반응시켜 공유 결합을 형성하는 방법은 관련 기술분야에 널리-공지되어 있다. 일부 실시양태에서, 구조 I의 화합물은 올리고뉴클레오티드에 대한 공유 결합을 포함한다. 이러한 결합은 포스포르아미다이트 모이어티를 구조 I의 화합물에 포함시키고 이를 표준 DNA 합성 조건 하에 올리고머 (또는 포스포르아미다이트 단량체)와 반응시킴으로써 형성될 수 있다. DNA 합성 방법은 관련 기술분야에 널리-공지되어 있다. 간단히 말해서, 2개의 알콜 기가 디메톡시트리틸 (DMT) 기 및 2-시아노에틸-N,N-디이소프로필아미노 포스포르아미다이트 기로 각각 관능화된다. 포스포르아미다이트 기를 알콜 기에, 전형적으로는 활성화제, 예컨대 테트라졸의 존재하에 커플링시킨 후, 인 원자를 아이오딘으로 산화시킨다. 디메톡시트리틸 기를 산 (예를 들어, 클로로아세트산)으로 제거하여 유리 알콜을 노출시키고, 이를 포스포르아미다이트 기와 반응시킬 수 있다. 2-시아노에틸 기는 수성 암모니아를 사용한 처리에 의해 올리고머화 후에 제거될 수 있다. 올리고머화 방법에서 사용된 포스포르아미다이트의 제조는 또한 관련 기술분야에 널리-공지되어 있다. 예를 들어, 1급 알콜은 DMT-Cl과의 반응에 의해 DMT 기로서 보호할 수 있다. 이어서 2급 알콜은 적절한 시약, 예컨대 2-시아노에틸 N,N-디이소프로필클로로포스포르아미다이트와의 반응에 의해 포스포르아미다이트로서 관능화된다. 포스포르아미다이트 및 그의 올리고머화의 제조 방법은 관련 기술분야에 널리-공지되어 있고 실시예에 보다 상세히 기재되어 있다. 또 다른 실시양태에서, 화합물은 다양한 분석 방법에서 유용하다. 예를 들어, 특정 실시양태에서 본 개시내용은 시료를 염색하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 시료를 적절한 파장에서 조명하는 경우에 광학 반응을 유발하기에 충분한 양의 구조 I의 화합물을 상기 시료에 첨가하는 것을 포함한다. 상기 방법의 또 다른 실시양태에서, R 2a , R 2b , R 2c , R 2d , R 2e , R 2f , R 2g , R 2h , R 2i , R 2j , R 2k , R 2l , R 2m , R 2n , R 2o , R 2p , R 2q , R 2r 또는 R 2s 중 하나는 -L 1 -R 3 이고, 여기서 R 3 은 생체분자와 같은 분석물 분자이다. 예를 들어, 일부 실시양태에서 생체분자는 핵산, 아미노산 또는 그의 중합체 (예를 들어, 폴리뉴클레오티드 또는 폴리펩티드)이다. 또 추가 실시양태에서, 생체분자는 효소, 수용체, 수용체 리간드, 항체, 당단백질, 압타머 또는 프리온이다. 상기 방법의 또 다른 실시양태에서, R 2a , R 2b , R 2c , R 2d , R 2e , R 2f , R 2g , R 2h , R 2i , R 2j , R 2k , R 2l , R 2m , R 2n , R 2o , R 2p , R 2q , R 2r 또는 R 2s 중 하나는 -L 1 -R 3 이고, 여기서 R 3 은 마이크로입자이다. 예를 들어, 일부 실시양태에서 마이크로입자는 중합체성 비드 또는 비중합체성 비드이다. 또 다른 실시양태에서, 상기 광학 반응은 형광 반응이다. 다른 실시양태에서, 상기 시료는 세포를 포함하고, 일부 실시양태는 상기 세포를 유동 세포계수법에 의해 관찰하는 것을 추가로 포함한다. 또 추가 실시양태에서, 방법은 형광 반응을, 검출가능하게 상이한 광학 특성을 갖는 제2의 형광단의 형광 반응과 구별하는 것을 추가로 포함한다. 다른 실시양태에서, 본 개시내용은 (a) 구조 I의 화합물 (여기서 R 2a , R 2b , R 2c , R 2d , R 2e , R 2f , R 2g , R 2h , R 2i , R 2j , R 2k , R 2l , R 2m , R 2n , R 2o , R 2p , R 2q , R 2r 또는 R 2s 중 하나는 -L 1 -R 3 이고, 여기서 R 3 은 생체분자임)을 제공하고; (b) 상기 화합물을 그의 시각적 특성에 의해 검출하는 것 을 포함하는, 생체분자를 시각적으로 검출하는 방법을 제공한다. 예를 들어, 일부 실시양태에서 생체분자는 핵산, 아미노산 또는 그의 중합체 (예를 들어, 폴리뉴클레오티드 또는 폴리펩티드)이다. 또 추가 실시양태에서, 생체분자는 효소, 수용체, 수용체 리간드, 항체, 당단백질, 압타머 또는 프리온이다. 다른 실시양태에서, 생체분자를 시각적으로 검출하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 (a) 상기 화합물 중 임의의 것을 하나 이상의 생체분자와 혼합하고; (b) 상기 화합물을 그의 시각적 특성에 의해 검출하는 것 을 포함한다. 상기 언급된 바와 같이, 구조 I의 화합물의 특정 실시양태는 분석물 분자 (예를 들어, 생체분자) 또는 그에 부착된 (접합된) 리간드를 포함한다. 부착은, 예를 들어, 공유 결합, 이온 결합, 데이트 결합, 수소 결합, 및 분자 결합의 다른 형태에 의해 이루어질 수 있다. 구조 I의 화합물에 대한 접합에 있어서 몇몇 유형의 분석물 분자가 적합하다. 예를 들어, 본 발명의 유용한 접합된 기질은, 구조 I의 화합물에 부착된 분석물 분자를 포함하는 구조 I의 화합물 (또한 본원에서는 "접합된 기질"로서 지칭됨)을 포함하나, 이에 제한되지는 않고, 분석물 분자는 항원, 소분자, 스테로이드, 비타민, 약물, 합텐, 대사물, 톡신, 환경 오염물, 아미노산, 펩티드, 단백질, 감광제, 뉴클레오티드, 올리고뉴클레오티드, 핵산, 탄수화물, 지질, 이온-복합 모이어티 및 비생물학적 중합체로부터 선택된다. 한 예시적 실시양태에서, 접합된 기질은 천연 또는 합성 아미노산, 천연 또는 합성 펩티드 또는 단백질, 또는 이온-복합 모이어티이다. 예시적 펩티드는 프로테아제 기질, 단백질 키나제 기질, 포스파타제 기질, 신경펩티드, 시토킨, 및 톡신을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 예시적 단백질 접합체는 효소, 항체, 렉틴, 당단백질, 히스톤, 알루민, 지단백질, 아비딘, 스트렙타비딘, 단백질 A, 단백질 G, 카세인, 피코빌리단백질, 다른 형광 단백질, 호르몬, 톡신, 성장 인자 등을 포함한다. 구조 I의 화합물의 나머지에 대한 분석물 분자의 부착 지점은 실시양태에 따라 달라질 수 있고 달라질 것이다. 또한, 링커의 사용이 임의적이고 모든 실시양태에서 요구되지는 않지만, 일부 실시양태는 분석물 분자와 구조 I의 화합물의 나머지 사이에 링커 (L 1 )를 포함한다. 구조 I의 화합물이 1개 초과의 분석물 분자를 포함할 수 있다는 것이 또한 구상된다. 예를 들어, 2개, 3개 또는 3개 초과의 분석물 분자가 화합물 (I)의 나프틸 및/또는 안트라센 고리에 접합될 수 있다. 염료를 다양한 유형의 분석물 분자에 연결하는 몇몇 방법은 관련 기술분야에 널리 공지되어 있다. 예를 들어, 염료를 분석물 분자에 접합시키는 방법은 문헌 (R. Haugland, The Handbook: A Guide to Fluorescent Probes and Labeling Technologies, 9th Ed., 2002, Molecular Probes, Inc.), 및 그 안에 인용된 참고문헌; 및 문헌 (Brindley, 1992, Bioconjugate Chem. 3:2)에 기재되어 있고, 이들은 모두 본원에 참조로 포함된다. 예를 들면, 개시내용의 화합물은 아미드, 에스테르, 에테르, 또는 티오에테르 결합을 통해 하나 이상의 퓨린 또는 피리미딘 염기를 거쳐 DNA 또는 RNA에 대한 공유 결합을 포함할 수 있거나; 또는 에스테르, 티오에스테르, 아미드, 에테르, 또는 티오에테르인 결합에 의해 포스페이트 또는 탄수화물에 부착된다. 대안으로, 구조 I의 화합물은, 예컨대 백금 시약을 사용하거나, 또는 접합된 프소랄렌과 같은 광활성화가능한 분자를 사용하여, 화학적 후-변형에 의해 핵산에 결합될 수 있다. 본 발명의 화합물은 많은 용도에서 유용하고, 다른 염료의 경우 미국 특허 번호 제7,172,907호; 제5,268,486호; 및 미국 특허 출원 번호 제20040014981호; 및 제20070042398호에 기재된 것들을 포함하고, 이들 특허 및 출원은 모두 그 전문이 본원에 포함된다. 예를 들어, 형광 염료, 예컨대 본원에 기재된 것들은, 형광 수명, 이방성, 광유도 전자 전달, 광퇴색 회복, 및 비방사성 전달을 포함하나 이에 제한되지 않는, 형광 검출에 기반을 둔 것과 같은 기법으로 영상화하는데 사용될 수 있다. 그와 같이, 구조 I의 화합물은 모든 형광-기반 영상화, 현미경관찰, 및 분광학 기법과 그러한 것에 대한 변형을 포함하는 것에서 이용될 수 있다. 추가로, 이들은 또한 광역동 치료를 위해 그리고 다중모드 영상화에서 사용될 수 있다. 예시적 형광 검출 기법은 시스템 내에서 발생된 형광을 검출하는 것을 포함하는 것들을 포함한다. 그러한 기법은, 형광 현미경관찰, 형광 활성화 세포 분류 (FACS), 형광 유동 세포계수, 형광 상관 분광학 (FCS), 형광 동소 혼성화 (FISH), 다광자 영상화, 확산 광학 단층촬영, 세포 및 조직에서의 분자 영상화, 1 나노미터 정확도를 갖는 형광 영상화 (FIONA), 자유 라디칼 개시 펩티드 서열분석 (FRIPs), 및 막 전위의 제2 고조파 망막 영상화 (SHRIMP), 뿐만 아니라 관련 기술분야에 공지된 다른 방법을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 대안으로, 구조 I의 화합물은 마커 또는 태그로서 사용되어 살아있는 세포에서의 동적 거동을 추적할 수 있다. 이와 관련하여, 광퇴색 후 형광 회복 (FRAP)은 대상 화합물과 조합하여 사용되어 고강도 레이저로 관심 영역 내의 형광 분자를 선택적으로 파괴하고, 이어서 저강도 레이저 광으로 일정 시간 기간에 걸쳐 퇴색된 영역 내로의 새로운 형광 분자의 회복을 모니터할 수 있다. FRAP의 변이형은, 편광 FRAP (pFRAP), 광-퇴색에서의 형광 손실 (FLIP), 및 광퇴색 후 형광 국소화 (FLAP)를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. FRAP 및 FRAP의 변이형으로부터 얻은 정보를 이용하여 형광 표지된 분자의 확산 계수, 이동성 분율, 및 운반 속도를 비롯한, 운동 특성을 결정할 수 있다. 이러한 광-퇴색 기반 기법을 위한 방법은 문헌 (Braeckmans, K. et al., Biophysical Journal 85: 2240-2252, 2003; Braga, J. et al., Molecular Biology of the Cell 15: 4749-4760, 2004; Haraguchi, T., Cell Structure and Function 27: 333-334, 2002; Gordon, GW et al., Biophysical Journal 68: 766-778, 1995)에 기재되어 있고, 이들은 모두 그 전문이 본원에 참조로 포함된다. 다른 형광 영상화 기법은 공여체 및 수용체 간의 에너지 전달의 균일한 발광 분석인 비방사성 에너지 전달 반응에 기초한다. 대상 형광 염료의 사용을 이용할 수 있는 이러한 기법은, FRET, FET, FP, HTRF, BRET, FLIM, FLI, TR-FRET, FLIE, smFRET, 및 SHREK를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 이들 기법은 모두 FRET의 변이형이다. 대상 화합물은 바이오센서, 예컨대 Ca 2 + 이온 지시제; pH 지시제; 인산화 지시제, 또는 다른 이온, 예를 들어, 마그네슘, 나트륨, 칼륨, 클로라이드 및 할라이드의 지시제로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 생화학 과정은 흔히 환경의 pH에서 수반되는 변화와 함께 생체분자의 양성자화 및 탈양성자화를 포함한다. 상이한 pH-민감성 기로의 메조-위치에서의 치환기는 상이한 pKa를 갖는 다양한 NIR 형광 pH 센서를 생성시킨다. 효율적이기 위해, 메조-위치에서의 치환은 형광단 코어와 확장된 π-공액에 있어서 상이한 pH 환경에 반응하여 뚜렷한 스펙트럼 변화를 가져올 것이다. 개시된 화합물의 용도는 결코 분석 방법에 제한되지 않는다. 다양한 실시양태에서, 화합물은 다양한 적용에서 착색제 또는 염료로서 사용된다. 이 점에 있어서, 코어 안트라센 및/또는 나프탈렌 모이어티 상의 치환기는 화합물이 그의 목적하는 색상 및/또는 흡광도 및/또는 방출 특성을 유지하는 한 특별히 제한되지 않는다. 이러한 목적을 위한 적절한 치환기의 선택은 통상의 기술자의 기술 내에 있다. 따라서, 일부 실시양태에서 염료 또는 착색제로서 유용한 하기 구조 I"를 갖는 화합물 또는 그의 염이 제공된다. <화학식 I"> 상기 식에서, R 1a , R 1b , R 2a , R 2b , R 2c , R 2d , R 2e , R 2f , R 2g , R 2h , R 2i , R 2j , R 2k , R 2l , R 2m , R 2n , R 2o , R 2p , R 2q , R 2r 및 R 2s 는 각각 독립적으로 H 또는 치환기이고, 치환기는 화합물의 목적하는 색상 및 또는 방출/흡광도 특성에 기초하여 선택된다. 구조 I"의 화합물의 특정 실시양태에서 R 1a 및 R 1b 는 각각 독립적으로 히드록실 또는 알콕시이고; R 2a , R 2b , R 2c , R 2d , R 2e , R 2f , R 2g , R 2h , R 2i , R 2j , R 2k , R 2l , R 2m , R 2n , R 2o , R 2p , R 2q , R 2r 및 R 2s 는 각각 독립적으로 H, 할로 또는 알킬이다. 일부 실시양태에서 본원에 개시된 화합물 (예를 들어, 구조 I, I' 및/또는 I")은 직물, 플라스틱, 페인트 및/또는 안전 장치 (예를 들어, 반사 물질, 비상 등, 글로우 스틱 등)에서 염료 또는 착색제로서의 유용성을 찾는다. 통상의 기술자는 개시된 화합물에 대한 다른 용도를 쉽게 인식할 것이다. 하기 실시예는 제한이 아니라 설명을 목적으로 제공된다. <실시예> 일반 방법 1 H NMR 스펙트럼을 JEOL 400 MHz 분광계 상에서 수득하였다. 1 H 스펙트럼은 TMS에 대해 참조하였다. 역상 HPLC 염료 분석은 45℃에서 유지된 2.1㎜ x 50㎜ 액쿼티 BEH-C18 칼럼을 갖춘 워터스 액쿼티 UHPLC 시스템을 사용하여 수행하였다. 질량 스펙트럼 분석은 매스링크스(MassLynx) 4.1 획득 소프트웨어를 사용하여 워터스/마이크로매스 쿼트로(Waters/Micromass Quattro) 마이크로 MS/MS 시스템 (MS 유일 모드로) 상에서 수행하였다. 염료 상에서 LC/MS에 사용된 이동상은 100 mM 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-프로판올 (HFIP), 8.6 mM 트리에틸아민 (TEA), pH 8이었다. 에이앱텍(Aapptec)ⓒ 스피릿(Spirit)™ 펩티드 C18 칼럼 (4.6㎜ x 100㎜, 5 ㎛ 입자 크기)을 사용하는 고성능 오토샘플러(High Performance Autosampler) 및 다이오드 어레이 검출기를 갖춘 애질런트 인피니티(Agilent Infinity) 1260 UHPLC 시스템을 사용하여 포스포르아미다이트 및 전구체 분자를 분석하였다. 트로필륨 양이온 주입 개선된 이온화를 이용하여 단량체 중간체에 대한 분자량을 수득하였다. 여기 및 방출 프로파일 실험을 캐리 이클립스(Cary Eclipse) 분광 광도계 상에서 기록하였다. 달리 언급되지 않는 한, 모든 반응은 질소 분위기 하에 오븐 건조된 유리 제품에서 수행하였다. 상업적으로 입수가능한 DNA 합성 시약은 글렌 리서치(Glen Research) (버지니아주 스털링 소재)로부터 구매하였다. 무수 피리딘, 톨루엔, 디클로로메탄, 디이소프로필에틸 아민, 트리에틸아민, 아세트산, 피리딘, 및 THF는 알드리치로부터 구매하였다. 모든 다른 화학물질은 알드리치 또는 TCI로부터 구매하였고 추가 정제 없이 그대로 사용하였다. 실시예 1 2-브로모-9,10-비스((6-메톡시나프탈렌-1-일)에티닐)안트라센 (1)의 합성 <화학식 1> 깨끗한 건조 200 mL 환저 플라스크를 질소 및 무수 THF (40 mL)로 플러싱하였다. 1-에티닐-6-메톡시나프탈렌 (2.0g, 10.9 mmol)을 첨가한 후 플라스크를 아세톤 드라이아이스 욕에서 질소 분위기 하에 30분간 냉각하였다. 냉각시, 헥산 중 nBuLi 2.5M (4.4 mL, 10.9 mmol)을 적가하였고, 반응물을 1hr 동안 교반하였다. 2-브로모안트라퀴논 (1.05g, 3.6 mmol) 및 에테르 (30 mL)를 첨가하고, 그 후 반응물을 실온으로 가온시키고 밤새 교반하였다. 이어서 1M HCl 중 0.1 M SnCl 2 의 용액 (44 mL)을 한 번에 첨가하였다. 2시간 후, 반응 혼합물을 메탄올 (200 mL)에 붓고, 생성된 슬러리를 1시간 동안 교반하였다. 적색 고형물을 여과에 의해 단리하고 진공 하에 건조시켰다 (1.15g, 51%). 화합물 1의 1 H NMR 스펙트럼은 도 1에 나타나 있다. 화합물의 215-500 ㎚에서의 RP 총 다이오드 어레이 크로마토그램은 도 2에 나타나 있다. 화합물 1의 질량 스펙트럼은 도 3에 나타나 있다. 실시예 2 3-(9,10-비스((6-메톡시나프탈렌-1-일)에티닐)안트라센-2-일)-2-((비스(4-메톡시페닐)(페닐)메톡시)메틸)프로판-1-올 (2)의 합성 <화학식 2> 컨덴서가 장착된 250 mL 환저 플라스크를 질소 및 무수 THF (50 mL)로 퍼징한 후 2-((비스(4-메톡시페닐)(페닐)메톡시)메틸)프로프-2-엔-1-올 (2.2 g, 5.6 mmol)을 첨가하였다. THF 중 9-BBN 0.5 M (30.7 mL, 14.0 mmol)을 시린지를 통해 첨가하고, 반응물을 12시간 동안 환류 하에 가열하였다. 반응물을 실온으로 냉각한 후, 3M K 2 CO 3 (2.4 mL) 및 무수 THF (150 mL)를 첨가하였다. 화합물 1 (1.74 g, 2.8 mmol) 및 PdCl 2 (dppf) (0.41g, 0.56 mmol)를 첨가하고, 용액을 6시간 동안 환류시킨 후 2시간에 걸쳐 실온으로 냉각하였다. 반응 혼합물을 CH 2 Cl 2 (300 mL)에 붓고 H 2 O (300 mL)로 세척하였다. 수성 층을 추가의 CH 2 Cl 2 (100 mL)로 역추출하였다. 합해진 유기 층을 포화 NaCl (300 mL)로 세척하고, Na 2 SO 4 상에서 건조시키고, 진공 중에 농축시켜 점성 검을 얻었다. 그 다음에, 단리된 조 생성물 세척액을 CH 2 Cl 2 :헥산 (100:0 v/v) - (0:100 v/v)의 구배로 용리시키는 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 3을 적색 고형물 (1.0 g, 35%)로서 수득하였다. 화합물 2의 1 H NMR 스펙트럼은 도 4에 나타나 있다. 화합물 2의 215-500 ㎚에서의 총 다이오드 어레이 크로마토그램은 도 5에 나타나 있다. 화합물 2의 질량 스펙트럼은 도 6에 나타나 있다. 실시예 3 3-(9,10-비스((6-메톡시나프탈렌-1-일)에티닐)안트라센-2-일)-2-((비스(4-메톡시페닐)(페닐)메톡시)메틸)프로필-2-시아노에틸 디이소프로필포스포르아미다이트 (3)의 합성 <화학식 3> 건조 100 mL 환저 플라스크를 질소로 퍼징한 후, CH 2 Cl 2 (20 mL) 및 화합물 3 (0.20g, 0.21 mmol)을 첨가하였다. N,N-디이소프로필에틸아민 (0.18 mL, 10.7 mmol) 및 2-시아노에틸 디이소프로필클로로포스포르아미다이트 (0.15 mL, 0.6 mmol)를 시린지를 통해 첨가하였다. 실온에서 1시간 교반한 후, TLC 분석에 의해 반응이 완료된 것을 결정하였다. 그 다음에, 조 반응 혼합물을 진공 중에 농축시켜 짙은색 검을 얻었다. 잔류물을 아세토니트릴에 용해시키고 건조한 상태로 농축시키고 추가 정제 없이 염료 어셈블리를 위해 사용하였다. 실시예 4 올리고뉴클레오티드 염료의 합성 화합물 3을 사용하여 어플라이드 바이오시스템즈(Applied Biosystems) 394 DNA/RNA 합성기 상에서 1 μmol 규모로 추가 염료 화합물을 제조하였다. 화합물은 3'-포스페이트 기를 포함하였다. 염료를 CPG 비드 상에서 또는 폴리스티렌 고체 지지체 상에서 직접 합성하였다. 염료를 표준 고체상 DNA 방법에 의해 3'에서 5' 방향으로 합성하였다. 커플링 방법은 표준 β-시아노에틸 포스포르아미다이트 화학 조건을 사용하였다. 모든 포스포르아미다이트 단량체를 아세토니트릴/디클로로메탄 (0.1 M 용액)에 용해시키고, 이하의 합성 사이클을 사용하여 연속적인 순서로 첨가하였다: 1) 톨루엔 중 디클로로아세트산을 이용한 5'-디메톡시트리틸 보호기의 제거, 2) 아세토니트릴 중 활성화제 시약과 그 다음 포스포르아미다이트의 커플링, 3) 아이오딘/피리딘/물을 이용한 산화, 및 4) 아세트산 무수물/1-메틸이미다졸/아세토니트릴을 이용한 캡핑. 5'-올리고플로로시드가 어셈블링될 때까지 합성 사이클을 반복하였다. 쇄 어셈블리의 말단에서, 모노메톡시트리틸 (MMT) 기 또는 디메톡시트리틸 (DMT) 기를 디클로로메탄 중 디클로로아세트산 또는 톨루엔 중 디클로로아세트산으로 제거하였다. 염료를 2-4시간 동안 실온에서 농축 수성 수산화암모늄을 사용하여 고체 지지체로부터 분해하였다. 생성물을 진공 중에 농축시키고 세파덱스(Sephadex) G-25 칼럼을 사용하여 주 생성물을 단리하였고, 이것은 도 7에 나타낸 바와 같은 RP-HPLC 추적 (화합물 5)을 얻었다. 도 8은 상기 절차에 따라 제조된 염료 (화합물 5)에 대한 질량 스펙트럼 데이터를 나타낸 것이다. 화합물 4는 상기 일반 절차에 따라 화합물 3을 지지체에 커플링한 후 표준 분해 및 탈보호를 수행함으로써 제조되었다. 예시적 화합물에 대한 전기분무 질량 분석법에 의해 결정된 구조, 스펙트럼 특성 및 분자량 (MW)을 표 1에 제시하였다. <표 1> 대표적 중간체 및 올리고뉴클레오티드 염료 서열 및 그의 관찰된 질량 및 광학 특성 2014년 1월 16일에 출원된 미국 가특허 출원 일련 번호 제61/928,147호를 비롯한, 본 명세서에서 언급된 미국 특허, 미국 특허 출원 공개공보, 미국 특허 출원, 외국 특허, 외국 특허 출원 및 비특허 간행물 모두는 그 전문이 본 설명과 모순되지 않는 정도까지 본원에 참조로 포함된다. 상기로부터, 비록 본 발명의 구체적 실시양태가 설명을 목적으로 본원에 기재되어 있긴 하지만, 본 발명의 취지 및 범주에서 벗어남이 없이 다양한 수정이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의한 것을 제외하고는 제한되지 않는다. |
