Fe(III)에 선택적으로 작용하는 indolizino[3,2-c]quinoline 기반의 형광 센서의 개발

Abstract

철(Fe)는 체내에서 전자 이동, 질소 고정, 산소 이동, 세포 대사와 같은 많은 부분에 참여하는 중요한 미량 원소이다. 따라서 시료 속에서 미량의 철을 정성적, 정량적으로 분석하는 방법은 중요시 되고 있으며, 특히 Fe2+와 Fe3+는 서로 하는 역할이 다르기 때문에 이 둘을 구분하는 기술이 요구된다. 시료 속 미량 금속을 분석하는 방법에는 electrochemical, inductively coupled plasma emission spectroscopy, inductively coupled plasma mass spectroscopy, atomic absorption spectrosocpy 등과 같은 것들이 있지만, 사용이 복잡하다는 단점이 있다. 이런 단점을 개선하기 위해 Fe2+ 또는 Fe3+에 선택적으로 작용하는 형광 센서들이 많이 개발 되었다. 하지만 기존에 개발된 형광 센서들 대부분은 rhodamin, fluoroscein, Cy2와 같은 fluorophore의 유도체에 한정되어 있었다. 본 연구실에서 최근에 발표된 indolizino[3,2-c]quinoline (IQ)은 기존에 연구되지 않은 새로운 골격의 물질로서, 관능기의 변화에 의해 다양한 absorbance과 fluorescence spectrum을 가짐을 보고한바 있다. 본 연구에서는 합성된 indolizino[3,2-c]quinoline 유도체들의 특정 금속에 의한 형광 변화를 측정함으로써 선택적으로 Fe3+를 sensing하는 indolizino[3,2-c]quinoline 골격의 새로운 형광 센서를 개발하였다. Fe2+와 Fe3+를 구별할 수 있고, 특정 위치에 존재하는 관능기 유무에 따라서 철 이온에 대하여 turn-off, turn-on의 서로 상방된 경향을 가지는 센서를 개발하였다. 또한 C6 위치에 heterocycle이 존재하지 않을 경우 비선택적으로 여러 금속에 대해 형광 변화가 나타난다는 것을 규명하였다. 더 나아가 본 연구에서 개발된 indolizino[3,2-c]quinoline (IQ) 형광 센서는 세포 imaging과 같은 생물학적 응용에 사용될 수 있을 것이라 기대한다.