НОВЫЙ ЭЛЕКТРОХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ СОРЕАГЕНТ И СОДЕРЖАЩАЯ ЕГО ЭЛЕКТРОХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ СИСТЕМА Российский патент 2025 года по МПК C07D213/73 C07D213/74 C09K11/06 C09K11/07 G01N27/28 G01N33/543 G01N33/58 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к новому электрохемилюминесцентному (ЭХЛ) сореагенту и к содержащей его электрохемилюминесцентной системе. Электрохемилюминесцентный сореагент, включающий соединение, представленное химической формулой (I), или его фармацевтически приемлемую соль, может быть широко использован в различных иммуноанализах и диагностических устройствах на их основе, в которых используется электрохемилюминесцентная метка с люминесценцией определенного вида (полициклическое ароматическое углеводородное соединение, комплексное соединение металла, квантовая точка или наночастицы, и тому подобное), отличается превосходным поддающимся обнаружению сигналом и улучшенными условиями приложения напряжения при измерении электрохемилюминесценции.

В химической формуле I R¹ и R² могут быть одинаковыми или отличающимися друг от друга и быть выбраны из группы, состоящей из атома водорода; атома галогена; C₁-C₆ неразветвленной, разветвленной или циклической алкильной группы; C₁-C₆ алкокси-группы и C₁-C₆ галоалкильной группы.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Продолжаются поиски быстрых, высокоспецифичных, чувствительных и точных способов обнаружения и количественного определения химических, биохимических и биологических материалов. Улучшение аналитических характеристик, таких как чувствительность, считается важным, поскольку количество конкретных аналитов в обычных биологических образцах крайне невелико.

Один из подходов к повышению аналитической чувствительности заключается в использовании имеющихся методов и устройств для высокочувствительного фотообнаружения (например, фотоумножителей). В связи с этим очень важным фактором считается использование люминесцентных индикаторных молекул. Например, люминесцентная метка, связанная с интересующим аналитом (или соединением, связывающим интересующий аналит), может быть использована для количественного обнаружения присутствия аналита (или партнера по связыванию).

Количество аналита можно определять количественно, когда аналит участвует в реакции, вызывающей регуляцию люминесценции, как описано ниже. В частности, i) аналит может реагировать с другим веществом, регулируя люминесцентные свойства второго вещества, ii) аналит может подвергаться химическим модификациям, которые регулируют люминесцентные свойства самого аналита, iii) аналит может быть катализатором (например, ферментом), который вызывает реакции других веществ, и iv) аналит может участвовать в реакции, в результате которой образуется вещество, затем участвующее в последующих реакциях, вызывающих регуляцию люминесценции.

Методы обнаружения люминесцентных индикаторных молекул включают фотолюминесценцию, хемилюминесценцию и электрохемилюминесценцию (ЭХЛ).

В числе различных систем обнаружения света с помощью электрохемилюминесцентной (ЭХЛ) системы можно сконструировать недорогую и компактную диагностическую систему и минимизировать помехи сигнала, вызываемые фоновыми сигналами от других источников помех, поскольку не требуется источник света, имеющий большой объем и высокую стоимость.

Более конкретно, электрохемилюминесценция (ЭХЛ) представляет собой явление генерации электрического света, открытое примерно в 1960 году, и такое явление представляет собой явление, которое i) вызывает реакцию окисления определенного люминесцентного материала за счет приложения напряжения, ii) позволяет образовавшемуся в результате этого промежуточному реагенту превращаться в конечный продукт в возбужденном состоянии посредством вторичной химической реакции, а затем iii) генерирует свет, в то время как возбужденное состояние преобразуется в основное состояние. Такую ЭХЛ используют в качестве метода обнаружения в высокотехнологичных медицинских иммунодиагностических устройствах.

Что касается применения, диагностическое устройство COBAS^®, в котором используется метод Elecsys от Roche, и серия Mesoscale Discovery ECL Systems являются единственными иммунодиагностическими устройствами, основанными на электрохемилюминесценции (ЭХЛ), и доминируют на рынке высококлассных иммунодиагностических устройств во всем мире. Эти методы основаны на создании ЭХЛ с использованием соединения рутения [Ru(bpy)₃²⁺] в качестве люминофора и трипропиламина (TPA) в качестве сореагента, и имеют создающий проблемы недостаток, заключающийся в том, что сореагент трипропиламин является гидрофобным и, таким образом, эффективность люминесценции низка при использовании платинового и золотого электродов. Кроме того, за 60-летнюю историю электрохемилюминесценции до сих пор не существует сореагента, демонстрирующего большую эффективность люминесценции, чем трипропиламин.

В частности, трипропиламин (TPrA) обычно используют в качестве сореагента, поскольку он обеспечивает эффективную электрохемилюминесценцию (ЭХЛ) как в органических, так и в водных средах и даже при физиологическом значении pH 7,4. Однако TPrA имеет недостаток, заключающийся в том, что он обладает изменчивой токсичностью и должен быть использован в высоких концентрациях (как правило, до 100 мМ) для получения сильных электрохемилюминесцентных (ЭХЛ) сигналов. Кроме того, использовать TPrA неудобно, так как для приготовления раствора требуется высококонцентрированный буферный раствор, поскольку он имеет низкую скорость электрохимического окисления, ограничивает эффективность электрохемилюминесценции (ЭХЛ) и является основным. Кроме того, TPrA имеет недостаток, заключающийся в том, что отклонение между одними и теми же обнаруживаемыми сигналами относительно велико, и он вступает в химическую реакцию с углекислым газом в воздухе.

Кроме того, эффективность электрохемилюминесценции (ЭХЛ) пиридина рутения [Ru(bpy)₃²⁺] и трипропиламина (TPrA) зависит от материалов электродов. Платиновые (Pt) и золотые (Au) электроды могут быть покрыты оксидным слоем положительного электрода в потенциальной области, где возникает электрохемилюминесценция, что, как установлено, подавляет прямое окисление трипропиламина, что приводит к снижению интенсивности электрохемилюминесценции. Напротив, полированный стеклоуглеродный (GC) электрод имеет относительно высокую скорость электрохимического окисления трипропиламина, что приводит к большему количеству трипропиламина, окисляемого на поверхности электрода, и гораздо большей интенсивности излучения.

Исходя из этого, авторы настоящего изобретения предприняли попытку разработать новый сореагент для электрохемилюминесценции, способный повышать интенсивность излучения и воспроизводимость обнаружения электрохемилюминесцентных (ЭХЛ) систем.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Техническая проблема

Что касается электрохемилюминесценции (ЭХЛ), которую широко применяют для датчиков глюкозы и холестерина в крови, молекулярной диагностики или обнаружения антител с помощью иммуноанализа, авторы настоящего изобретения обнаружили, что в случае использования производного пиридина, представленного химической формулой I, интенсивность люминесценции является превосходной в электрохемилюминесцентной системе с меткой в виде пиридина рутения, и при этом постарались разработать новый сореагент, который имеет быструю реакцию, меньше подвержен влиянию материалов электродов, а также превосходен с точки зрения эффективности люминесценции, для замены трипропиламина, в основном используемого в настоящее время в качестве сореагента, осуществив настоящее изобретение.

Таким образом, целью настоящего изобретения является создание сореагента для электрохемилюминесценции (ЭХЛ), включающего соединение, представленное химической формулой I, или его фармацевтически приемлемую соль.

Кроме того, другой целью настоящего изобретения является создание электрохемилюминесцентной системы, которая возбуждает сореагент, и электрохемилюминесцентной метки.

Кроме того, еще одной целью настоящего изобретения является создание способа обнаружения с использованием электрохемилюминесцентной системы.

Кроме того, еще одной целью настоящего изобретения является создание набора, включающего сореагент для электрохемилюминесцентного иммуноанализа или молекулярной диагностики.

Техническое решение

Для достижения вышеуказанных целей по настоящему изобретению предложен электрохемилюминесцентный (ЭХЛ) сореагент, включающий соединение, представленное следующей химической формулой I, или его фармацевтически приемлемую соль.

В химической формуле I R¹ и R² могут быть одинаковыми или отличающимися друг от друга, и быть выбраны из группы, состоящей из атома водорода; атома галогена; C₁-C₆ неразветвленной, разветвленной или циклической алкильной группы; C₁-C₆ алкокси-группы и C₁-C₆ галоалкильной группы.

Кроме того, настоящее изобретение относится к электрохемилюминесцентной системе, включающей: электрохимическую ячейку, заполненную раствором электролита, содержащим электрохемилюминесцентный (ЭХЛ) сореагент, включающий соединение, представленное химической формулой I, или его фармацевтически приемлемую соль, и электрохемилюминесцентную метку; а также фотодетектор, соединенный с электрохимической ячейкой.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способу обнаружения с использованием электрохемилюминесцентной системы, включающему: (a) помещение образца в электрохемилюминесцентную систему, содержащую электрохемилюминесцентный (ЭХЛ) сореагент, включающий соединение, представленное химической формулой I, или его фармацевтически приемлемую соль, и электрохемилюминесцентную метку, и проведение реакции полученной смеси; и (b) измерение интенсивности электрохемилюминесценции (интенсивности ЭХЛ) в зависимости от входного потенциала (или напряжения) реакционного образца этапа (a) с использованием детектора на основе электрохемилюминесценции и обнаружение оптического сигнала.

Кроме того, настоящее изобретение относится к набору для электрохемилюминесцентного иммуноанализа или молекулярной диагностики, включающему сореагент и электрохемилюминесцентную метку.

Полезные эффекты изобретения

Производное пиридина по настоящему изобретению обеспечивает быстрое и точное обнаружение с помощью электрохемилюминесцентного сигнала и, таким образом, заменяет трипропиламин (TPrA), который является сореагентом в соответствующей области техники.

В частности, производное пиридина по настоящему изобретению может обеспечивать широкий потенциал применения в различных биоанализах, таких как иммуноанализ, поскольку с ним легко обращаться как с твердым соединением, оно может улучшать условия потенциала (или напряжения) для люминесценции и может повышать эффективность люминесценции при использовании в низкой концентрации.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На ФИГ. 1 представлено схематическое изображение электрохемилюминесцентной системы, включающей стабилизатор напряжения и фотоумножитель, в качестве иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ. 2 представлены результаты измерения циклической вольтамперограммы (ЦВ) в электрохемилюминесцентной системе, включающей 5 мМ сореагент и 1 мкМ [Ru(bpy)₃]²⁺ пиридин рутения в 1X PBS (pH 7,4) (скорость сканирования: 0,1 В/с, РЭ: GC, ПЭ: Pt, ЭС: Ag/AgCl).

На ФИГ. 3 представлены результаты измерения интенсивности ЭХЛ в электрохемилюминесцентной системе, включающей 5 мМ сореагент и 1 мкМ [Ru(bpy)₃]²⁺ пиридин рутения в 1X PBS (pH 7,4) (скорость сканирования: 0,1 В/с, РЭ: СУ, ПЭ: Pt, ЭС: Ag/AgCl).

На ФИГ. 4 представлены результаты измерения циклической вольтамперограммы (ЦВ) в электрохемилюминесцентной системе, включающей 5 мМ сореагент и 1 мкМ [Ru(bpy)₃]²⁺ в 1X PBS (pH 7,4) (скорость сканирования: 0,1 В/с, РЭ: Pt, ПЭ: Pt, ЭС: Ag/AgCl).

На ФИГ. 5 представлены результаты измерения интенсивности ЭХЛ в электрохемилюминесцентной системе, включающей 5 мМ сореагент и 1 мкМ [Ru(bpy)₃]²⁺ в 1X PBS (pH 7,4) (скорость сканирования: 0,1 В/с, РЭ: Pt, ПЭ: Pt, ЭС: Ag/AgCl).

На ФИГ. 6 представлен график, показывающий зависимость интенсивности ЭХЛ 1 мкМ [Ru(bpy)₃]²⁺ пиридина рутения от концентрации 4-DMAP и TPrA (1-100 мМ) в 1X PBS (pH 7,4). Потенциал повышали ступенчато от 0 В до 1,6 В. (РЭ: Pt, ПЭ: Pt, ЭС: Ag/AgCl).

На ФИГ. 7 представлен график, показывающий зависимость интенсивности ЭХЛ 10 мкМ [Ru(bpy)₃]²⁺ пиридина рутения от концентрации 4-DMAP и TPrA (1-100 мМ) в 1X PBS (pH 7,4). Потенциал повышали ступенчато от 0 В до 1,6 В. (РЭ: Pt, ПЭ: Pt, ЭС: Ag/AgCl).

На ФИГ. 8 представлены результаты измерения интенсивности ЭХЛ в условиях разных значений pH с использованием [Ru(bpy)₃]²⁺ пиридина рутения (1 мкМ и 10 мкМ) (РЭ: Pt, ПЭ: Pt, ЭС: Ag/AgCl).

На ФИГ. 9 представлен набор графиков, иллюстрирующих сравнение интенсивностей хемилюминесценции при использовании 4-DMAP и TPrA в качестве сореагентов в растворе ацетонитрила (ACN), с использованием в качестве рабочих электродов стеклоуглерода (A), платины (B) и золота (C) (ПЭ: Pt, ЭС: Ag/AgCl).

На ФИГ. 10 представлен набор графиков, показывающих вольтамперограмму с линейной разверткой и интенсивность электрохемилюминесценции при использовании стеклоуглерода в качестве рабочего электрода в условиях использования 4-DMAP в качестве сореагента в растворе ацетонитрила (ACN) (ПЭ: Pt, ЭС: Ag/Ag⁺ (3 M AgNO₃), скорость сканирования: 0,1 В/с).

На ФИГ. 11 представлены результаты определения различий электрохемилюминесцентных сигналов, генерируемых изменением концентрации люминофора Ru(bpy)₃²⁺ при использовании каждого из 7 мМ 4-DMAP и 7 мМ трипропиламина в качестве сореагентов, в виде калибровочной кривой.

На ФИГ. 12 представлены результаты проведения электрохемилюминесцентной иммунодиагностики на присутствие «нейтрализующего антитела для тяжелого острого респираторного заболевания (SARS-CoV-2) (анти-SARS-CoV-2)» в 10 образцах слюны вакцинированных людей с использованием 4-DMAP или трипропиламина в качестве сореагента.

ЛУЧШИЕ ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Электрохемилюминесценция представляет собой процесс люминесценции, который происходит, когда соединение, создаваемое на электроде, подвергается реакции переноса электронов с высокой энергией, с образованием возбужденного состояния, при котором происходит излучение света. Люминесцентные маркирующие реагенты, используемые для электрохемилюминесценции, включают комплексные соединения переходных металлов, люминесцентные органические полупроводники, материалы квантовых точек, наночастицы перовскита, наночастицы металлов или углеродные наночастицы. Эти органические и неорганические люминесцентные метки на сегодняшний день используются в широком спектре биоанализов.

Реакция окисления, лежащая в основе электрохемилюминесценции, представляет собой потерю электронов на поверхности электрода люминесцентным субстратом и композицией в ходе процесса реакции. Донор электронов теряет ион водорода (H⁺) и становится сильным восстановителем, который восстанавливает люминесцентный субстрат в возбужденном состоянии, после чего люминесцентный субстрат излучает фотоны, возвращаясь в основное состояние. Этот процесс неоднократно происходит на поверхности электрода, и фотоны обычно излучаются непрерывно, поддерживая постоянную концентрацию субстрата.

В качестве примера можно привести электрохемилюминесцентную систему пиридина рутения и трипропиламина. Реакция электрохемилюминесценции представляет собой специфическую реакцию хемилюминесценции, индуцированную электрохимическими явлениями на поверхности электрода. Конъюгат, образованный комплексами антиген-антитело и конъюгатами пиридина рутения, возбуждается электрохимически в присутствии трипропиламина, и происходит окислительно-восстановительная реакция с высвобождением фотонов, которые можно обнаруживать с помощью фотоумножителя. Этот процесс повторяется неоднократно, с образованием множества фотонов, которые усиливают оптический сигнал. Как правило, метки, используемые в электрохемилюминесцентных анализах, могут связываться с молекулами антител или антигенов различной химической структуры, с образованием меченых антител или антигенов.

В современных электрохемилюминесцентных методах в качестве сореагента обычно используют трипропиламин (TPrA). Недостатки TPrA заключаются в том, что с TPrA трудно обращаться в жидкой фазе, и TPrA медленно реагирует, требует высоких концентраций, сильно зависит от материалов электродов, имеет ограниченную эффективность люминесценции и имеет ограничения с точки зрения токсичности и нестабильности.

Авторы настоящего изобретения подтвердили, что при использовании твердого соединения 4-диметиламинопиридина (4-DMAP) в качестве сореагента для электрохемилюминесценции оно с высокой скоростью участвует в реакции люминесценции и обеспечивает превосходную эффективность люминесценции.

Таким образом, настоящее изобретение относится к электрохемилюминесцентному (ЭХЛ) сореагенту, включающему соединение, представленное химической формулой I, или его фармацевтически приемлемую соль.

В химической формуле I R¹ и R² могут быть одинаковыми или отличающимися друг от друга, и быть выбраны из группы, состоящей из атома водорода; атома галогена; C₁-C₆ неразветвленной, разветвленной или циклической алкильной группы; C₁-C₆ алкокси-группы и C₁-C₆ галоалкильной группы.

В химической формуле I R¹ и R² могут быть одинаковыми или отличающимися друг от друга, и быть выбраны из группы, состоящей из атома водорода; атома галогена; C₁-C₄ неразветвленной, разветвленной или циклической алкильной группы; C₁-C₄ алкокси-группы и C₁-C₄ галоалкильной группы.

Предпочтительно, R¹ и R² могут быть одинаковыми или отличающимися друг от друга, и могут представлять собой C₁-C₄ неразветвленную или разветвленную алкильную группу, или C₁-C₄ галоалкильную группу.

Более предпочтительно, химическая формула I может представлять собой 4-диметиламинопиридин.

Кроме того, настоящее изобретение относится к электрохемилюминесцентной системе, включающей: электрохимическую ячейку, заполненную раствором электролита, содержащим сореагент и электрохемилюминесцентную метку; и фотодетектор, соединенный с электрохимической ячейкой.

Сореагент представляет собой соединение, имеющее структуру, представленную химической формулой I, описанной выше.

Электрохемилюминесцентная метка может представлять собой одну или более меток, выбранных из группы, состоящей из комплексного соединения переходного металла, люминесцентного органического полупроводника, материала квантовых точек, наночастиц перовскита, наночастиц металла и углеродных наночастиц, но не ограничивается ими.

В частности, в качестве соединения переходного металла можно использовать одно или более соединений, выбранных из группы, состоящей из рутения (Ru), иридия (Ir), рения (Re), платины (Pt), осмия (Os), меди (Cu) и железа (Fe).

В частности, ионное комплексное соединение переходного металла может включать одно или более соединений, выбранных из группы, состоящей из трис(2,2'-бипиридин)рутений(II)бис(гексафторфосфата) [Ru(bpy)₃(PF₆)₂], трис(4,7-дифенил-1,10-фенантролин)рутений(II)бис(гексафторфосфата) [Ru(dp-phen)₃(PF₆)₂], бис(2-фенилпиридин)(2,2'-дипиридин)иридий(III)(гексафторфосфата) [Ir(ppy)₂(bpy)PF₆], бис(2-фенилпиридин)(4,4'-дитрет-бутил-2,2'-дипиридил)иридий(III)(гексафторфосфата) [Ir(dtbbpy)(ppy)₂PF₆], 4'-дитрет-бутил-2,2'-дипиридил-бис[2-(2',4'-дифторфенил)пиридин]иридий(III)(гексафторфосфата) [Ir(ppy-F₂)₂(dtbbpy)PF₆], иридий-бис[5-(трифторметил)-2-(4-(трифторметил)фенил)пиридин]пиколината [Ir(ppy-(CF₃)₂)2(pico)], трис[2-(п-толил)пиридин]иридия(III) [Ir(mppy)₃], 1,10-[фенантролин]рений(I)(гексафторфосфата) [Re(phen)PF₆], копропорфирина платины(II) [PtCP] и трис(2,2'-бипиридин)осмий(II)(гексафторфосфата) [Os(bpy)₃(PF₆)₂], но не ограничивается ими.

В частности, люминесцентный органический полупроводник может включать сопряженный органический полупроводник, способный излучать свет, такой как люминесцентная одиночная молекула или полимер. В частности, люминесцентный органический полупроводник может включать один или более полупроводников, выбранных из группы, состоящей из люминола и рубрена, а также их производных, антрацена и его производных, пирена и его производных, дециклоксифенилзамещенного поли(1,4-фениленвинилена) [супержелтый], поли(2-метокси-5-(2-этилгексилокси)-1,4-фениленвинилена [MEH-PPV], поли(2-метокси-5-(3',7'-диметилоктилокси)-1,4-фениленвинилена) [MEMO-PPV] и поли(9,9-диоктилфлуорен-альт-бензотиадиазола [F8BT], но не ограничивается ими.

Материал квантовых точек может включать неорганическое соединение элементов групп 13-15 или 12-15. В частности, материал квантовых точек, включающий неорганическое соединение, может включать одно или более соединений, выбранных из группы, состоящей из селенида кадмия (CdSe), сульфида кадмия (CdS), селенида цинка (ZnSe), фосфида индия (InP), сульфида свинца (PbS) и селенида свинца (PbSe), но не ограничивается ими.

Наночастицы перовскита могут включать перовскиты на основе галогенидов. В частности, перовскит на основе галогенидов может быть представлен химической формулой ABX₃, A₂BX₆ или A₃B₂X₉. В этом случае А может представлять собой органический или неорганический катион, В может представлять собой катион металла, и Х может представлять собой анион галогенида.

Наночастицы металла могут включать кластеры атомов металла размером 1 нм или менее, которые демонстрируют дискретные уровни энергии. В частности, наночастицы металла могут включать наночастицы золота (Au), серебра (Ag), меди (Cu) или биметаллические наночастицы серебра (Ag)-золота (Au).

Углеродные частицы могут включать графеновую квантовую точку (GQD) или углеродную квантовую точку (CQD), но не ограничиваются ими.

Кроме того, раствор электролита может включать жидкий электролит, включающий соль, воду и органический растворитель; твердый электролит, в котором соль растворена в полимере; электролит гелевого типа, включающий полимер, соль, воду и органический растворитель; или ионные гелевые электролиты, включающие блок-сополимер и ионную жидкость, но не ограничивается ими. Соль представляет собой соль органического/неорганического ионного соединения и может включать любую соль или смесь двух или более солей, выбранных из группы, состоящей из фосфата, нитрата, сульфата, соли лития, соли натрия, соли калия, соли кальция, соли магния, соли аммония и тому подобного, но не ограничивается ими.

В частности, раствор электролита, используемый в электрохемилюминесцентной системе по настоящему изобретению, может представлять собой раствор, включающий воду или органический растворитель, и может представлять собой один или более растворов, выбранных из группы, состоящей из фосфатного буферного раствора (PBS), трис-буферного раствора, ацетонитрила (ACN), дихлорметана, этанола, метанола, тетрагидрофурана (THF), диметилсульфоксида (DMSO), диметилформамида (DMF), этиленкарбоната (EC) и пропиленкарбоната (PC), но не ограничивается ими.

Раствор электролита может иметь pH 5-12, предпочтительно 7,4-10.

На ФИГ. 1 представлен иллюстративный вариант осуществления электрохемилюминесцентной системы для проведения электрохемилюминесцентных измерений по настоящему изобретению, и электрохемилюминесцентная система включает электрохимическую ячейку, содержащую раствор электролита, стабилизатор напряжения и фотоумножитель (ФУ). В этом случае фотоумножитель (ФУ) соединен со стабилизатором напряжения и приводится в действие одновременно. Следовательно, реакцию электрохемилюминесценции можно вызывать, индуцируя реакцию в электрохимической ячейке, используя стабилизатор напряжения для измерения электрохемилюминесценции. При измерении электрохемилюминесценции стабилизатор напряжения и программное обеспечение для измерения электрохемилюминесценции можно использовать для измерения интенсивности люминесценции электрохемилюминесценции и тому подобного.

Электрод, образующий электрохимическую ячейку, может включать рабочий электрод, электрод сравнения, рабочий электрод и противоэлектрод, но не ограничивается ими.

Рабочий электрод может представлять собой электрод из одного или более материалов, выбранных из группы, состоящей из углерода, платины (Pt), золота (Au), серебра (Ag), никеля (Ni), нержавеющей стали, палладия, олова, индия и кремния, но не обязательно ограничивается ими.

Противоэлектрод может представлять собой электрод из одного или более элементов, выбранных из группы, состоящей из углерода, платины (Pt), золота (Au), серебра (Ag), никеля (Ni), нержавеющей стали, палладия, олова, индия и кремния, но не обязательно ограничивается ими.

Электрод сравнения может представлять собой один или более электродов, выбранных из группы, состоящей из Ag псевдо-электрода сравнения на основе серебра (Ag), Ag/AgCl электрода, Ag/AgNO₃ электрода, ртутного (Hg) каломельного электрода, Hg/HgO электрода и Hg₂SO₄ электрода, но не ограничивается ими.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способу обнаружения с использованием электрохемилюминесцентной системы, включающему: (а) помещение раствора электролита, содержащего образец, в электрохимическую ячейку электрохемилюминесцентной системы и проведение реакции полученной смеси; и (b) измерение интенсивности электрохемилюминесценции (интенсивности ЭХЛ) в зависимости от входного напряжения реакционного образца этапа (a) с использованием детектора на основе электрохемилюминесценции и обнаружение оптического сигнала.

Этап (а) представляет собой этап помещения образца в раствор электролита, содержащий сореагент и электрохемилюминесцентную метку, пиридин рутения, и проведение реакции полученной смеси, причем образец может представлять собой сыворотку, мочу или тканевую жидкость, но не ограничивается ими.

Этап (b) представляет собой этап измерения интенсивности электрохемилюминесценции (интенсивности ЭХЛ) в зависимости от входного потенциала (или напряжения) реакционного образца этапа (a) с использованием фотодетектора на основе электрохемилюминесценции. Существуют различные типы фотодетекторов, представляющих собой устройства для измерения такой люминесценции. В качестве примера фотодетектор может представлять собой один или более фотодетекторов, выбранных из группы, состоящей из фотодиода на основе кремния, германия, фосфида германия, арсенида индия-галлия и сульфида свинца; фотоумножителя (ФУ); прибора с зарядовой связью (ПЗС); фотоэлектронного умножителя с зарядовой связью (ФУЗС) и высококлассного комплементарного металло-оксидного полупроводника (КМОП), но не ограничивается ими.

Кроме того, по настоящему изобретению может быть предложен способ обнаружения для электрохемилюминесцентного иммуноанализа посредством электрохимического метода. Таким образом, настоящее изобретение относится к набору для электрохемилюминесцентного иммуноанализа или молекулярной диагностики, включающему сореагент и электрохемилюминесцентную метку.

В частности, набор для электрохемилюминесцентного иммуноанализа или молекулярной диагностики по настоящему изобретению может включать раствор электролита, и раствор электролита может представлять собой раствор, включающий воду или органический растворитель, и представлять собой один или более растворов, выбранных из группы, состоящей из фосфатного-солевого буферного раствора (PBS), трис-буферного раствора, ацетонитрила (ACN), дихлорметана, этанола, метанола, тетрагидрофурана (THF), диметилсульфоксида (DMSO), диметилформамида (DMF), этиленкарбоната (EC) и пропиленкарбоната (PC), но не ограничивается ими.

Раствор электролита может иметь pH 5-12, предпочтительно 7,4-10.

Кроме того, набор может включать 4-диметиламинопиридин в концентрации от более 0 мМ до 20 мМ или менее, от более 0 мМ до 15 мМ или менее, от более 0 мМ до 10 мМ или менее, или от более 0 мМ до 7 мМ или менее.

В качестве иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения электрохемилюминесцентную метку, включающую соединение рутения, используют для мечения антигена или антитела, и могут быть проведены электрохемилюминесцентные иммунологические анализы посредством иммунологической реакции и реакции ЭХЛ. Для специфической хемилюминесцентной реакции, которая индуцируется электрохимическим явлением на поверхности электрода, антитело (Ат) метят электрохемилюминесцентным реагентом пиридином рутения, и носитель покрывают антигеном или антителом, которое образует комплекс с соответствующим антигеном или антителом в образце за счет иммунного ответа определенного типа. Комплексы, конъюгированные с меткой, отделяют от свободных меток методом разделения. Антиген (Аг) или антитело (Ат) можно количественно или качественно определять по интенсивности люминесценции пиридина рутения на электроде. Производное пиридина, сореагент, поступает в электрохимическую ячейку, и можно подавать напряжение для инициирования реакции ЭХЛ.

Набор для электрохемилюминесцентного иммуноанализа или молекулярной диагностики по настоящему изобретению позволяет значительно снижать количество антигенов и антител, используемых в диагностическом устройстве. Поскольку интенсивность люминесценции ЭХЛ вследствие электрохимической реакции между производным пиридина по изобретению и пиридином рутения в 20 раз превышает интенсивность люминесценции при использовании трипропиламина, ее можно обнаруживать, используя значительно меньшее количество антигена и антитела, и, следовательно, количество антитела может быть эффективно снижено. Кроме того, наборы или аналитические устройства могут быть относительно недорогими.

Помимо этого, набор для электрохемилюминесцентного иммуноанализа или молекулярной диагностики по настоящему изобретению может обеспечивать более сильные сигналы обнаружения и большую чувствительность обнаружения аналита в сравнении с использованием трипропиламина.

Как описано выше, производное пиридина, представленное химической формулой I, по настоящему изобретению взаимодействует с пиридином рутения, который представляет собой электрохемилюминесцентную метку, значительно увеличивая интенсивность люминесценции, так что его можно широко применять в диагностических устройствах in vitro, таких как устройства для иммуноанализа.

ИЛЛЮСТРАТИВНЫЕ ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее будут предложены предпочтительные примеры, помогающие понять настоящее изобретение. Однако следующие примеры представлены лишь для облегчения понимания настоящего изобретения, и содержание настоящего изобретения не ограничивается следующими далее примерами.

Экспериментальный пример. Общий эксперимент и способ измерения

Перед началом измерения электрохемилюминесценции в ЭХЛ-детекторе примера ячейку промывали промывающим раствором (этанол и вода) и сушили газообразным N₂. Поверхность рабочего электрода также полировали суспензией оксида алюминия (0,05 мкм), обрабатывали ультразвуком со смесью деионизированной воды (ДИ) и этанола (1:1 по объему) в течение 5 минут, промывали и сушили газообразным N₂.

После очистки электрохимическую ячейку заполняли раствором электролита и подключали к фотоумножителю (ФУ). Затем между рабочим электродом и электродом сравнения путем подачи питания подавали напряжение, в результате чего жидкий образец ячейки заряжался током, заданным управляющим сигналом, и на рабочем электроде начиналась реакция. Свет ЭХЛ, генерируемый на рабочем электроде, проходит через фотоумножитель (ФУ), и свет ЭХЛ от ответа ЭХЛ на рабочий электрод воспринимается оптическим детектором, таким как фотоумножитель (ФУ), расположенным над электрохимической ячейкой и рядом с ней. Кроме того, основной корпус полностью заключен в неосвещенном пространстве, не показанном на чертеже Маркуша, что позволяет фотоумножителю (ФУ) принимать свет ЭХЛ, генерируемый ячейкой, без внешних помех.

На ФИГ. 1 представлен иллюстративный вариант осуществления электрохемилюминесцентной системы для проведения электрохемилюминесцентных измерений по настоящему изобретению, для электрохемилюминесцентного измерения используют стабилизатор напряжения для индукции реакции в электрохимической ячейке, при этом стабилизатор напряжения и программное обеспечение для измерения электрохемилюминесценции можно использовать для измерения интенсивности люминесценции электрохемилюминесценции.

В частности, авторы настоящего изобретения посредством экспериментов исследовали эффективность и влияющие параметры недавно открытого сореагента 4-DMAP и сравнили его эффективность с характеристиками существующих сореагентов TPrA и DBAE. Измерение люминесценции ЭХЛ проводили путем подачи в ячейку 7 мл электролита, подачи потенциала на электроды и регистрации интенсивности света ЭХЛ с помощью фотоумножителя (ФУ).

Кроме того, был осуществлен способ обнаружения ЭХЛ в зависимости от потенциала путем развертки от 0 В до 1,6 В со скоростью 0,1 В/сек. Вышеуказанные значения напряжения были установлены между рабочим электродом (стеклоуглеродным электродом, платиновым электродом или золотым электродом) и электродом сравнения (Ag/AgCl или Ag/Ag⁺). Ниже приведен список всех важных параметров.

Пример 1. Подтверждение электрохимического поведения различных электрохемилюминесцентных сорагентов

Готовили электрохемилюминесцентную метку Ru(bpy)₃²⁺, электрохемилюминесцентные сорагенты трипропиламин (TPrA), диметилэтаноламин (DBAE) и 4-диметиламинопиридин (4-DMAP), а также растворители: фосфатный буферный раствор (PBS) и ацетонитрил (ACN). Их смешивали для приготовления каждого образца, и для этих образцов измеряли и записывали циклическую вольтамперограмму (ЦВ) и интенсивность ЭХЛ. В данном случае был проведен эксперимент с использованием стабилизатора напряжения. Сканирование напряжения начинали с 0,0 В со скоростью 0,1 В/с. В данном случае в качестве рабочих электродов использовали стеклоуглеродный электрод, платиновый электрод и серебряный электрод, а в качестве электрода сравнения использовали Ag/AgCl или Ag/AgNO₃ электрод. Верхний предел напряжения составлял 1,6 В, нижний предел напряжения составлял 0 В и конечное напряжение составляло 0 В. Электрохимическое поведение различных электрохемилюминесцентных сореагентов было измерено и представлено ФИГ. 2-5.

На ФИГ. 2 и 3 представлены результаты измерения циклической вольтамперограммы (ЦВ) и интенсивности ЭХЛ для электрохемилюминесцентной системы Ru(bpy)₃²⁺/TPrA и Ru(bpy)₃²⁺/4-DMAP с использованием стеклоуглеродных материалов в качестве рабочих электродов при периодическом сканировании потенциала от 0 В до 1,6 В в PBS, соответственно. На основании ФИГ. 2 и 3 можно было убедиться, что интенсивность ЭХЛ Ru(bpy)₃²⁺/4-DMAP была выше, чем таковая в случае Ru(bpy)₃²⁺/TPrA.

Между тем, на ФИГ. 4 и 5 представлены результаты измерения циклической вольтамперограммы (ЦВ) и интенсивности ЭХЛ для электрохемилюминесцентной системы Ru(bpy)₃²⁺/TPrA и Ru(bpy)₃²⁺/4-DMAP с использованием платиновых материалов в качестве рабочих электродов при периодическом сканировании потенциала от 0 В до 1,6 В в PBS, соответственно.

На основании ФИГ. 4 и 5 можно было убедиться, что анодный ток Ru(bpy)₃²⁺/4-DMAP был больше, чем таковой в случае Ru(bpy)₃²⁺/TPrA. Кроме того, интенсивность ЭХЛ Ru(bpy)₃²⁺/4-DMAP была значительно выше, чем таковая в случае Ru(bpy)₃²⁺/TPrA.

На основании этих результатов можно было установить, что наиболее подходящим рабочим электродом для окисления 4-DMAP в фосфатно-солевом буферном растворе (PBS) был платиновый электрод, за которым следовал стеклоуглеродный электрод.

Пример 2. ЭХЛ-характеристики в зависимости от концентрации электрохемилюминесцентного сореагента

Растворы образцов готовили путем варьирования концентрации 4-DMAP, который представляет собой электрохемилюминесцентный сореагент, при сохранении постоянной концентрации Ru(bpy)₃²⁺ образца в PBS. Сканирование напряжения выполняли методом, описанным в примере 1, и интенсивность электрохемилюминесценции измеряли в трех повторах для каждой концентрации электрохемилюминесцентного сореагента. На ФИГ. 6 представлены результаты измерений.

На ФИГ. 6 представлены результаты измерения интенсивности ЭХЛ в зависимости от концентрации 4-DMAP с использованием платинового электрода в качестве рабочего электрода. Можно убедиться, что интенсивность ЭХЛ резко возрастала при использовании 4-DMAP в диапазоне концентраций от 0 до 5 мМ или менее. Однако можно было установить, что оптимальная концентрация составляла 5 мМ или менее, поскольку интенсивность ЭХЛ снижалась, когда концентрация 4-DMAP превышала 5 мМ. Между тем, в случае с TPrA можно было отметить, что интенсивность ЭХЛ продолжала увеличиваться при увеличении концентрации TPrA.

На основании этих результатов можно было установить, что при использовании 4-DMAP в качестве электрохемилюминесцентного сореагента диапазон концентраций от более 0 мМ до 5 мМ или менее, обеспечивал наилучшую интенсивность люминесценции.

Пример 3. ЭХЛ-характеристики электрохемилюминесцентных сореагентов в зависимости от различных концентраций Ru(bpy)₃²⁺

Готовили образцы PBS, содержащие Ru(bpy)₃²⁺ в различных концентрациях. Сканирование напряжения выполняли методом, описанным в примере 1. Измеряли интенсивность электрохемилюминесценции при каждой концентрации Ru(bpy)₃²⁺, результаты представлены на ФИГ. 7. На основании ФИГ. 7 можно убедиться, что интенсивность была максимальной при измерениях ЭХЛ с использованием платинового (Pt) электрода в качестве рабочего электрода при концентрации 10 мкМ Ru(bpy)₃²⁺ и 7 мМ 4-DMAP, и интенсивность снижалась при концентрации 4-DMAP, превышающей 7 мМ.

В целом, можно видеть, что оптимальная концентрация 4-DMAP, используемого в качестве сореагента в растворе PBS, содержащем 10 мкМ Ru(bpy)₃²⁺, составляла примерно 7 мМ.

Пример 4. ЭХЛ-характеристики электрохемилюминесцентного сореагента в зависимости от pH

Авторы настоящего изобретения попытались подтвердить ЭХЛ-характеристики электрохемилюминесцентного сореагента при различных значениях pH. Электрохемилюминесценцию с помощью электрохемилюминесцентного сореагента измеряли для образцов PBS, содержащих Ru(bpy)₃²⁺ в постоянных концентрациях, за исключением того, что значение pH варьировали от 5 до 12. Сканирование напряжения выполняли методом, описанным в примере 1. Интенсивность электрохемилюминесценции измеряли три раза для разных значений pH, и результаты представлены на ФИГ. 8.

На ФИГ. 8 представлены результаты исследования эффективности 4-DMAP при различных значениях pH, и можно видеть, что диапазон pH от 7,4 до 10 был наиболее оптимальным диапазоном для эффективности 4-DMAP при использовании 1 мкМ Ru(bpy)₃²⁺ и 5 мМ 4-DMAP. Аналогичным образом можно было наблюдать, что при использовании 10 мкМ Ru(bpy)₃²⁺ и 7 мМ 4-DMAP интенсивность ЭХЛ была ниже при значении pH менее 7,4 и 10 и более. Таким образом, можно установить, что оптимальное значение pH составляет от 7,4 до 10.

Пример 5. ЭХЛ-характеристики электрохемилюминесцентного сорагента в различных растворителях

Образцы готовили с использованием раствора ацетонитрила (ACN) вместо раствора PBS.

На ФИГ. 9 представлены результаты измерения интенсивности электрохемилюминесценции с использованием раствора ацетонитрила (ACN) вместо PBS. Можно убедиться, что при использовании стеклоуглеродного электрода (ФИГ. 9A), платинового электрода (ФИГ. 9B) и золотого электрода (ФИГ. 9C) в качестве рабочего электрода интенсивность ЭХЛ Ru(bpy)₃²⁺/4-DMAP при относительно низкой концентрации 3 мМ, 5 мМ и 7 мМ была выше, чем таковая в случае Ru(bpy)₃²⁺/TPrA.

Пример 6. ЭХЛ-характеристики электрохемилюминесцентного сорагента в зависимости от различных люминесцентных материалов

Каждый образец готовили путем смешивания в качестве электрохемилюминесцентных меток комплексных соединений переходных металлов на основе иридия: иридий-бис[5-(трифторметил)-2-(4-(трифторметил)фенил)пиридин]пиколината {(Ir(ppy-(CF₃)₂))₂(pico)}, бис(2-фенилпиридин)(4,4'-дитрет-бутил-2,2'-дипиридил)иридия(III) (гексафторфосфат) [Ir(dtbbpy)(ppy)2PF6] и трис[2-(п-толил)пиридин]иридия(III) {Ir(mppy)₃}, 4-диметиламинопиридина (4-DMAP) и фонового электролита гексафторфосфата тетрабутиламмония (TBAPF₆) с ацетонитрилом. Поскольку люминесцентные характеристики этих образцов очень сильно подвержены воздействию кислорода и влаги, измерения проводили в перчаточном боксе в атмосфере азота.

Для этих образцов измеряли и записывали вольтамперограмму с линейной разверткой (ВЛР) и ЭХЛ. Сканирование начинали от 0,0 В со скоростью 0,1 В/с, и сканирование образцов проводили в диапазоне напряжений до 2,0 В. В качестве рабочего электрода в данном случае использовали стеклоуглеродный электрод, Ag/Ag⁺ (3M AgNO₃) использовали в качестве электрода сравнения, а Pt использовали в качестве вспомогательного электрода, и результаты представлены на ФИГ. 10.

На ФИГ. 10 представлены результаты, показывающие вольтамперограмму с линейной разверткой и интенсивность электрохемилюминесценции при использовании 4-DMAP в качестве сореагента и комплексного соединения переходного металла на основе иридия в растворе ацетонитрила (ACN), при этом стеклоуглерод использовали в качестве рабочего электрода. На основании ФИГ. 10 можно убедиться, что даже при использовании комплексного соединения переходного металла на основе иридия в качестве электрохемилюминесцентной метки интенсивность ЭХЛ была высокой и анодный ток также был высоким.

Благодаря этим результатам видно, что можно использовать комплексы переходных металлов различных типов в качестве электрохемилюминесцентных меток.

Пример 7. Сравнение кривых обнаружения ЭХЛ в зависимости от концентрации Ru(bpy)₃²⁺ с использованием электрохемилюминесцентного сореагента

Готовили раствор PBS, содержащий сореагент в концентрации 7 мМ, и наблюдали сигналы электрохемилюминесценции, генерируемые при изменении концентрации Ru(bpy)₃²⁺. Сканирование напряжения проводили с использованием метода, описанного в примере 1. Интенсивность электрохемилюминесценции измеряли в трех повторах при каждом условии.

На ФИГ. 11 показана интенсивность электрохемилюминесценции, генерируемой в зависимости от концентрации Ru(bpy)₃²⁺ в каждом растворе, с использованием 4-DMAP и трипропиламина в качестве сореагентов. В случае сореагента трипропиламина (справа, черный график) электрохемилюминесцентные сигналы обнаружения для Ru(bpy)₃²⁺ можно было получать в диапазоне концентраций от 0 до 10 нМ, а предел обнаружения Ru(bpy)₃²⁺, как было показано, составлял 0,63 нМ (630 пМ). Напротив, в случае 4-DMAP наблюдали высокий сигнал электрохемилюминесценции для Ru(bpy)₃²⁺ в концентрации от 0 до 0,1 нМ, а предел обнаружения составлял 0,0415 нМ (41,5 пМ), что свидетельствует о чувствительности обнаружения как минимум в 15 раз большей, чем в случае трипропиламина.

Исходя из этих результатов очевидно, что можно получать электрохемилюминесцентный сигнал для люминофора в меньшей концентрации, чем у трипропиламина, что может обеспечивать лучшую чувствительность обнаружения при использовании для иммунодиагностики или молекулярной диагностики.

Пример 8. Сравнение кривых обнаружения ЭХЛ в зависимости от концентрации Ru(bpy)₃²⁺ с использованием электрохемилюминесцентного сореагента

Хемилюминесцентную иммунодиагностику проводили на присутствие «нейтрализующего антитела для тяжелого острого респираторного заболевания (SARS-CoV-2) (анти-SARS-CoV-2)» в слюне человека с использованием в качестве сореагентов 4-DMAP и трипропиламина, соответственно. Были собраны образцы слюны десяти вакцинированных лиц и проведены в общей сложности три этапа электрохимического иммуноанализа. Этап 1) 30 мкл супернатанта центрифугированной человеческой слюны смешивают с реагентом в виде магнитных гранул (диаметром 2 мкм) (реагентом для захвата), к которым присоединен заранее подготовленный антиген SARS-CoV-2. На этом этапе нейтрализующее антитело, присутствующее в слюне человека, образует сэндвич-иммуноконъюгат с антигеном, предварительно иммобилизованным на магнитных гранулах. ii) После инкубирования этой смеси в течение 30 минут (37°C) магнитные гранулы собирают и дважды промывают PBS. Затем гранулы смешивают с 30 мкл реагента, представляющего собой IgG антитело человека в концентрации 5 мкг/мл (реагент, генерирующий сигнал ЭХЛ) с присоединенной меткой Ru(bpy)₃²⁺. iii) Наконец, собирают магнитные гранулы из смеси этапа ii), описанной выше, и захватывают их покрытыми золотом электродами. Сигналы электрохемилюминесценции измеряли, капая 7 мМ MDMAP или 7 мМ буферизованный (PBS) раствор трипропиламина на магнитные гранулы на поверхности электрода и подавая на каждый из них напряжение.

На ФИГ. 12 показана интенсивность сигналов электрохемилюминесценции, измеренных при использовании 4-DMAP в качестве сореагента и трипропиламина в качестве сореагента в электрохимической иммунодиагностике нейтрализующих антител против SARS-CoV-2 с использованием образцов слюны 10 человек, привитых вакциной. В результате можно видеть, что при использовании 4-DMAP в качестве сореагента для тех же 10 образцов слюны сигналы обнаружения оказались как минимум в 15 раз сильнее, чем сигналы в случае трипропиламина.

Таким образом, можно видеть, что более высокая чувствительность обнаружения может быть достигнута при использовании 4-DMAP в качестве сореагента в электрохемилюминесцентной иммунодиагностике или молекулярной диагностике.

Таким образом, можно убедиться, что интенсивность люминесценции в случае производного пиридина, представленного химической формулой I, по настоящему изобретению и пиридина рутения превышает в 20 раз или более интенсивность люминесценции, полученную с использованием трипропиламина, что указывает на превосходную чувствительность люминесценции. Таким образом, поскольку производное пиридина, представленное химической формулой I, по настоящему изобретению может заменять трипропиламин, который является сореагентом в предшествующем уровне техники, и напряжение светового излучения можно контролировать для повышения эффективности люминесценции, может быть обеспечен широкий потенциал применения в различных биоанализах, таких как иммунологические анализы.

Хотя конкретные части настоящего изобретения были подробно описаны, специалистам в данной области понятно, что такие конкретные описания являются лишь предпочтительными вариантами осуществления, и объем настоящего изобретения ими не ограничивается. Соответственно, существенный объем настоящего изобретения будет определяться прилагаемой формулой изобретения и ее эквивалентами.

Настоящее изобретение относится к применению соединения, представленного химической формулой I, или его фармацевтически приемлемой соли в качестве электрохемилюминесцентного сореагента. В химической формуле I R¹ и R² могут быть одинаковыми или отличающимися друг от друга и быть выбраны из группы, состоящей из С₁-С₆ неразветвленной или С₃-С₆ разветвленной алкильной группы. Также предложены электрохемилюминесцентная система, содержащая вышеуказанное соединение, способ обнаружения электрохемилюминесценции с использованием электрохемилюминесцентной системы и набор для электрохемилюминесцентного иммуноанализа или молекулярной диагностики. Применение соединения формулы I обеспечивает быстрое и точное обнаружение с помощью электрохемилюминесцентного сигнала, улучшает условия потенциала (или напряжения) для люминесценции и может повышать эффективность люминесценции при использовании в низкой концентрации, и, следовательно, электрохемилюминесцентный сореагент может быть широко использован в различных иммуноанализах и диагностических устройствах на их основе, а также в методах химического анализа и диагностических устройствах на их основе. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 12 ил., 8 пр.

1. Применение соединения, представленного следующей химической формулой I, или его фармацевтически приемлемой соли:

в химической формуле I R¹ и R² могут быть одинаковыми или отличающимися друг от друга и быть выбраны из группы, состоящей из С₁-С₆ неразветвленной, или С₃-С₆ разветвленной алкильной группы; в качестве электрохемилюминесцентного сореагента.

2. Применение по п. 1, где R¹ и R² являются одинаковыми или отличающимися друг от друга и представляют собой С₁-С₄ неразветвленную или С₃-С₄ разветвленную алкильную группу.

3. Применение по п. 1, где химическая формула I представляет собой 4-диметиламинопиридин (4-DMAP).

4. Электрохемилюминесцентная система, включающая: электрохимическую ячейку, заполненную раствором электролита, содержащим электрохемилюминесцентный сореагент, представленный следующей химической формулой I, или его фармацевтически приемлемой солью:

Химическая формула I

в химической формуле I R¹ и R² могут быть одинаковыми или отличающимися друг от друга и быть выбраны из группы, состоящей из C₁-С₆ неразветвленной или С₃-С₆ разветвленной алкильной группы; и электрохемилюминесцентную метку; а также фотодетектор, соединенный с электрохимической ячейкой.

5. Электрохемилюминесцентная система по п. 4, где электрохимическая ячейка включает рабочий электрод из одного или более материалов, выбранных из группы, состоящей из углерода, платины (Pt), золота (Au), серебра (Ag), никеля (Ni), нержавеющей стали, палладия, олова, индия и кремния.

6. Электрохемилюминесцентная система по п. 4, где раствор электролита представляет собой один или более растворов электролитов, выбранных из группы, состоящей из фосфатно-солевого буфера (PBS), ацетонитрила (ACN), дихлорметана, этанола, метанола, тетрагидрофурана (THF), диметилсульфоксида (DMSO), диметилформамида (DMF), этиленкарбоната (ЕС) и пропиленкарбоната (PC).

7. Электрохемилюминесцентная система по п. 4, где раствор электролита имеет рН 5-12.

8. Электрохемилюминесцентная система по п. 4, где электрохемилюминесцентная метка представляет собой одну или более меток, выбранных из группы, состоящей из комплексного соединения переходного металла, люминесцентного органического полупроводника, материала квантовых точек, наночастиц перовскита, наночастиц металла и углеродных наночастиц.

9. Электрохемилюминесцентная система по п. 4, где в химической формуле I R¹ и R² являются одинаковыми или отличающимися друг от друга и представляют собой С₁-С₄ неразветвленную или С₃-С₄ разветвленную алкильную группу.

10. Электрохемилюминесцентная система по п. 4, где химическая формула I представляет собой 4-диметиламинопиридин (4-DMAP).

11. Способ обнаружения электрохемилюминесценции с использованием электрохемилюминесцентной системы, включающий:

(а) помещение раствора электролита, содержащего образец, в электрохимическую ячейку в электрохемилюминесцентной системе по п. 4 и проведение реакции полученной смеси; и (b) измерение интенсивности электрохемилюминесценции (интенсивности ЭХЛ) в зависимости от входного напряжения реакционного образца этапа (а) с использованием детектора на основе электрохемилюминесценции и обнаружение оптического сигнала.

12. Набор для электрохемилюминесцентного иммуноанализа или молекулярной диагностики, включающий электрохемилюминесцентный сореагент, представленный следующей химической формулой I, или его фармацевтически приемлемой солью:

Химическая формула I

в химической формуле I R¹ и R² могут быть одинаковыми или отличающимися друг от друга и быть выбраны из группы, состоящей из C₁-C₆ неразветвленной или C₁-С₆ разветвленной алкильной группы;

и электрохемилюминесцентную метку.

13. Набор по п. 12, включающий раствор электролита, представляющий собой один или более растворов электролита, выбранных из группы, состоящей из фосфатно-солевого буфера (PBS), ацетонитрила (ACN), дихлорметана, этанола, метанола, тетрагидрофурана (THF), диметилсульфоксида (DMSO), диметилформамида (DMF), этиленкарбоната (ЕС) и пропиленкарбоната (PC).

14. Набор по п. 13, где раствор электролита имеет рН 5-12.

15. Набор по п. 12, включающий 4-диметиламинопиридин в диапазоне концентраций от более 0 мМ до 20 мМ или менее.