[发明专利]含有稳定态1，2-二氧环乙烷及与之以狭窄的间距相联系的荧光化合物的组合物及其应用

说明书

本发明涉及含有荧光化合物和稳定态1，2-二氧环乙烷的组合物，所述1，2-二氧环乙烷可由包括酶在内的化学试剂触发，而产生很强的化学发光作用。更具体地讲，本发明涉及一种大幅度增强化学发光的方法，该方法涉及在一有组织的集合体内分子间能量转移至一种荧光化合物。正如一种胶束，该集合体在二氧环乙烷与荧光化合物之间保留了一个狭窄的间距。

1.发光的机制

在化学反应过程中放热的化学反应释放能量。实际上在所有情况下，量都是以振动激发或热的形式出现。但有少数化学过程产生光或化学发光作用，而不产生热。产生光的机制包括高能物质（常常是有机过氧化物，例如，1，2-二氧环乙烷）经热分解或催化分解而产生呈三重态或单一态的电子激发态的反应产物。单一激发态的荧光导致所谓的直接化学发光作用。化学发光的量子产额是单一态化学激发和荧光的，量子产额的产物。通常用效率表示这些定量;即效率：（%）＝Φ×100.可以利用从三重态或单一态产物到荧光受体的能量转移来产生间接的化学发光作用。间接化学发光作用的量子产额是单一态或三重态的化学激发、能量转移及能量受体荧光的量子产额的产物。

2.生物发光中的二氧环乙烷中间体.

1968年，McCapra提出：在包括荧火虫系统在内的各种生物发光反应中，1，2-二氧环乙烷可能是关键的高能中间体。（F.McCapra，Chem，Commun.，155，（1968））。尽管这类物质显然很不稳定，并且一直没有分离出或被光谱鉴定过，但是通过O¹⁸标记实验清楚地证实了它是该反应的中间体。（O.Shimomura and F.H Johnson，Photochem.Photobid.，30，89（1979））。

3.首次合成真正的1，2-二氧环乙烷.

1969年，kopecky和Mumford报导通过β-溴氢过氧化物的碱催化环化作用首次合成了二氧环乙烷（3，3，4-三甲基-1，2-二氧环乙烷）。（K.R.Kopecky  and  C.Mumford，can.J.Chem.，47，709（1969））。正如McCapra预言的那样，事实上该二氧环乙烷在加热至50℃时分解成丙酮和乙醛并产生化学发光，。但是该过氧化物比较不稳定，不能在室温（25℃）下贮存而不迅速分解。另外，化学发光效率很低（低于0.1%）。

Bartlett，和Schaap，Mazur和Foote.分别开发了另一更方便的合成1，2-二氧环乙烷的途径。在分子氧及光敏染料的存在下，使适当取代的链烯烃产生光氧化，以很高的收率产生二氧环乙烷。

（P.D.Bartlett  and  A.P.Schaap，J.Amer.Chem.Soc.，92，3223（1970）and  S.Mazur  and  C.S.Foote，J.Amer.Chem.Soc.，92，3225（1970））。该反应的机制包括光化学产生称之为单一态氧的亚稳定物，后者与链烯经历2+2环加成得到二氧环乙烷。研究表明，采用该反应可以制得各种二氧环乙烷。（A.P.Schaap，P.A.Burns，and  K.A.Zaklika，J.Amer.Chem.Soc.，99，1270（1977）;K.A.Zaklika，P.A.Burns，and  A.P.Schaap，J.Amer.Chem.Soc.，100，318（1978）;K.A.Zaklika，A.L.Thayer，and  A.P.Schaap，J.Amer.Chem.Soc.，100，4916（1978）;K.A.Zaklika，T.Kissel，A.L.Thayer，P.A.Burns  and  A.P.Schaap，Photochem.Photobiol.，30，35（1979）;and  A.P.Schaap，A.L.Thayer，and  K.Kees，Organic  Photochemical  Synthesis，H，49（1976））.在这一研究过程中，开发了一种用于光氧化聚合物键合的敏化剂（a  polymerbound  sensitizer）。（A.P.Schaap，A.L.Thayer，E.C.Blossey，and  D.C.Neckers，J.Amer.Chem.Soc.，97，3741（1975）;and  A.P.Schaap，A.L.Thayer，K.A.Zaklika，and  P.C.Valenti，J.Amer.Chem.Soc.，101，4016（1979））.