KR101110170B1 - Method for selectively detecting cysteine via water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer-metal ions complexation - Google Patents

Method for selectively detecting cysteine via water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer-metal ions complexation Download PDF

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KR101110170B1 KR1020100041735A KR20100041735A KR101110170B1 KR 101110170 B1 KR101110170 B1 KR 101110170B1 KR 1020100041735 A KR1020100041735 A KR 1020100041735A KR 20100041735 A KR20100041735 A KR 20100041735A KR 101110170 B1 KR101110170 B1 KR 101110170B1
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Abstract

본 발명은 금속이온과 반응할 수 있는, 술폰산염 또는 암모늄염 이온성기의 도입으로 물에 용해되는 특성을 갖는 금속이온-수용성 초분지 공액화 고분자 복합체 및 이의 제조방법, 상기 금속이온-수용성 초분지 공액화 고분자 복합체를 포함하는 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학센서 및 바이오센서로 이용이 가능한, 금속이온과 결합된 많은 수의 수용기를 가진 금속이온-수용성 초분지 공액화 고분자 복합체와 이의 제조방법 및 이를 포함하는 센서에 관한 것이다.
본 발명에 따른 금속이온-수용성 초분지 공액화 고분자 복합체는 측쇄에 특정 바이오물질, 특히 코발트 등의 메탈 이온과 반응할 수 있는 수용기를 도입시키고, 그에 따라 코발트가 결합된 수용성 초분지 공액화 고분자 복합체를 이용하여 시스테인 등의 아미노산과 반응할 수 있는 바이오센서물질로서, 아미노산인 시스테인을 정량적, 정성적으로 분석하는 것이 가능하므로 진단, 의학연구, 임상실험, 화학분석 등이 널리 사용될 수 있다.
The present invention is a metal ion-soluble superbranched conjugated polymer composite having a property of dissolving in water by the introduction of a sulfonate or ammonium salt ionic group capable of reacting with a metal ion, and a method for preparing the same, and the metal ion-soluble superbranched copolymer The present invention relates to a sensor including a liquefied polymer composite, and more particularly, to a metal ion-soluble superbranched conjugated polymer composite having a large number of receptors combined with a metal ion, which can be used as a chemical sensor and a biosensor, and a method of manufacturing the same. And it relates to a sensor comprising the same.
The metal ion-water soluble hyperbranched conjugated polymer composite according to the present invention introduces a receptor capable of reacting with a specific biomaterial, especially metal ions such as cobalt, in the side chain, and thus cobalt-bonded water soluble hyperbranched conjugated polymer composite As a biosensor material capable of reacting with amino acids such as cysteine, it is possible to quantitatively and qualitatively analyze cysteine, an amino acid, so that diagnostics, medical research, clinical experiments, and chemical analysis can be widely used.

Description

수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물과 금속 이온 복합체를 이용한 시스테인의 선택적 검출 방법 {Method for selectively detecting cysteine via water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer-metal ions complexation}Method for selectively detecting cysteine via water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer-metal ions complexation

본 발명은 술폰산 또는 술폰산염 이온성기의 도입으로 물에 용해되는 특성을 갖는 수용성 초분지 공액화 고분자 화합물을 이용하여 화학센서 및 바이오센서로의 응용에 관한 것으로, 보다 상세하게는 측쇄에 금속 이온과 반응할 수 있는 많은 수의 이온성기를 가지고 있고, 이온성기와 결합된 금속이온을 바탕으로 화학센서 및 바이오센서로 이용이 가능한 금속이온-수용성 초분지 공액화 고분자 복합체에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 화학센서 및 바이오센서용 금속이온-수용성 초분지 공액화 고분자 복합체 및 이를 이용한 아미노산, 특히 시스테인의 선택적인 검출방법에 관한 것이다.The present invention relates to the application of a chemical sensor and a biosensor using a water-soluble hyperbranched conjugated polymer compound having a property of dissolving in water by the introduction of sulfonic acid or sulfonic acid ionic groups, and more specifically, in the side chain The present invention relates to a metal ion-soluble superbranched conjugated polymer composite having a large number of ionic groups capable of reacting and which can be used as a chemical sensor and a biosensor based on metal ions combined with ionic groups. The present invention also relates to metal ion-soluble superbranched conjugated polymer complexes for chemical sensors and biosensors and to selective detection of amino acids, in particular cysteines, using the same.

우리 생활과 밀접한 관련을 맺고 있는 고분자는 기존의 플라스틱으로 인식되어 온 범용 고분자를 넘어 이제 유기발광소자(organic light emitting diode), 유기박막트랜지스터(organic thin film transistor), 유기메모리소자(organic memory device), 화학, 바이오 센서(chemical, biosensor) 등 전자 재료 및 분석화학 등의 특정 응용 재로로 탈바꿈 되고 있다(J. H, Burroughes, D. D. C. Bradley, A. R. Brown, R. N. Marks, K. Mackay, R. H. Friend, P. L. Burns, A. B. Holmes, Nature, 347, 539, 1990; C. D. Dimitrakopolous, P. Malenfant, Adv. Mater., 14, 99, 2002; F. Garnier, Acc. Chem. Res., 32, 209, 1999; P. Peumans, A. Yakimov, S. R. Forrest, J. Appl. Phys., 93, 3693, 2003).The polymers that are closely related to our lives go beyond conventional polymers that have been recognized as plastics, and now organic light emitting diodes, organic thin film transistors, and organic memory devices. It is being transformed into specific materials such as electronic materials such as chemical, biosensor, and analytical chemistry (J. H, Burroughes, DDC Bradley, AR Brown, RN Marks, K. Mackay, RH Friend, PL Burns). , AB Holmes, Nature, 347, 539, 1990; CD Dimitrakopolous, P. Malenfant, Adv. Mater., 14, 99, 2002; F. Garnier, Acc. Chem. Res., 32, 209, 1999; P. Peumans , A. Yakimov, SR Forrest, J. Appl. Phys., 93, 3693, 2003).

분석 화학에 있어 유기 공액화 고분자의 사용은 정성적인 측면과 정량적인 측면에서 발전을 가져왔다. 그 이유는 공액화 고분자의 기본적인 특성인 환경의 변화에 따른 전도성, 산화-환원 전위차, 흡수 또는 발광 스펙트럼의 민감한 변화를 가져오기 때문이다. 특히 분자 혹은 이온인식기능기를 지니는 공액화 고분자가 표적 물질을 인식하여 위의 특성 변화를 가져오면 센서로서의 응용이 가능하다. 센서로의 다양한 응용 중에서도 색변이 유도체 화합물들을 센서 및 패터닝 구현 등에 사용하는 연구가 진행 되고 있다. 최근 화학 및 바이오 분야의 응용을 위한 색변이 및 전기화학적, 또는 광 응답을 통한 이온을 인식할 수 있는 분자들에 대하여 많은 관심이 이루어지고 있는 가운데, 기존의 형광 응답 신호의 변화를 이용한 센서재료는 감지물질 응답특성에 있어서는 뛰어난 응답을 보이지만, 외부로의 형광 응답 신호를 인식하기 위하여 추가로 인식기기가 필요하므로, 최근에는 사용 목적에 맞게 인간의 눈으로 식별이 가능한 색변이 유도체 화합물들이 많이 연구 되고 있다(A. P. De silva, H. Q. N. Gunaratne, T. Gunnlaugsson, A. J. M. Huxley, C. P. McCoy, J. T. Rademacher, T. E. Rice, Chem. Rev., 97, 1515, 1997; D. Esteban-Gomez, L. Fabbrizzi, M. Licchelli, J. Org. Chem., 70, 5717, 2005).The use of organic conjugated polymers in analytical chemistry has evolved both qualitatively and quantitatively. This is because the conductivity, oxidation-reduction potential difference, absorption or emission spectra are sensitive to changes in the environment, which are basic characteristics of conjugated polymers. In particular, if the conjugated polymer having a molecule or ion recognition function recognizes the target material and brings the above characteristics change, it can be applied as a sensor. Among various applications as sensors, researches using color shift derivative compounds for sensor and patterning are being conducted. Recently, a lot of attention has been paid to molecules capable of recognizing ions through color shifts, electrochemical or optical responses for applications in the chemical and bio fields. Although the response of the sensing material shows an excellent response, additional recognition devices are needed to recognize the fluorescence response signal to the outside, and recently, many color-shifting compounds that can be identified by the human eye according to the purpose of use have been studied. (AP De silva, HQN Gunaratne, T. Gunnlaugsson, AJM Huxley, CP McCoy, JT Rademacher, TE Rice, Chem. Rev., 97, 1515, 1997; D. Esteban-Gomez, L. Fabbrizzi, M. Licchelli, J. Org.Chem., 70, 5717, 2005).

초분지(hyperbranched) 고분자는 독특한 물리적, 화학적 성질로 인하여 다양한 응용 범위에서 이상적인 소재로 각광을 받고 있다. 가장 특징적인 성질은 용액이나 용융 상태에서 유사한 선형 고분자에 비하여 낮은 점성도를 갖는다는 점이다. 초분지 고분자가 갖는 분지 성질의 특성으로 이 현상을 설명할 수 있는데, 초분지 고분자는 용액 상태에서 선형 고분자가 갖는 랜덤 코일(random coil)형태를 취하지 않고 구형(globular) 형상을 취한다. 선형 고분자의 경우 일정 분자량 범위에서는 직선적으로 점성도가 증가하나, 그 한계를 넘으면 급격히 점성도가 상승하는 현상이 나타난다. 이는 고분자쇄의 엉킴 (entanglement) 현상으로 설명되는데, 이러한 현상은 초분지 고분자에서는 나타나지 않는다. 그렇기 때문에 초분지 고분자는 선형 고분자에 비해 낮은 점성도를 갖는다. 이러한 초분지 고분자의 분지 특성은 각종 용매에 대한 상대적인 용해도에도 영향을 준다. 초분지 고분자는 유사한 선형 고분자에 비하여 화학적 반응성이 크고 용해도가 높다. 선형 고분자는 제한적인 수의 측쇄를 갖는 반면에, 초분지 고분자는 분지를 갖는 특성으로 인하여 분지화 (degree of branching) 정도에 따라 말단기의 수가 증가하게 되어 말단기를 이용한 반응(검출 등)을 할 때 더 큰 반응성을 갖게 된다. 이러한 특징을 갖는 초분지 고분자는 공액화를 통해 센서 재료로 활용될 수 있다(J. Feng, Y. Li, M. Yang, J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 46, 222, 2008; W. -Y. Lai, R. Xia, Q. -Y. He, P. A. Levemore, W. Huang, D. D. C. Bradley, Adv. Mater. 20, 1, 2008; R. Kikkeri, I. Garcia-Rubio, P. H. Seeberger, Chem. Commun. 235, 2009).Hyperbranched polymers are spotlighted as ideal materials for a wide range of applications due to their unique physical and chemical properties. The most characteristic property is that it has a lower viscosity than similar linear polymers in solution or in the molten state. This phenomenon can be explained by the characteristics of the branching properties of the hyperbranched polymer. The hyperbranched polymer does not take the form of a random coil of the linear polymer in a solution state but takes a globular shape. In the case of the linear polymer, the viscosity increases linearly in a certain molecular weight range, but if the limit is exceeded, the viscosity rapidly increases. This is explained by the entanglement of polymer chains, which does not occur in hyperbranched polymers. Thus, hyperbranched polymers have a lower viscosity than linear polymers. The branching properties of these hyperbranched polymers also affect the relative solubility in various solvents. Hyperbranched polymers have higher chemical reactivity and higher solubility than similar linear polymers. Linear polymers have a limited number of side chains, whereas hyperbranched polymers have branching properties, which increase the number of terminal groups depending on the degree of branching. You will have greater responsiveness. Superbranched polymers having these characteristics can be utilized as sensor materials through conjugation (J. Feng, Y. Li, M. Yang, J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 46, 222, 2008; W.-Y. Lai, R. Xia, Q.-Y. He, PA Levemore, W. Huang, DDC Bradley, Adv. Mater. 20, 1, 2008; R. Kikkeri, I. Garcia-Rubio, PH Seeberger, Chem. Commun. 235, 2009).

시스테인은 많은 단백질들에 소량으로나마 자연적으로 존재하는 황 함유 아미노산이다. 시스테인은 20개의 기본 아미노산 중에서 유일하게 싸이올기를 포함하고 있다. 싸이올기는 시스테인이 산화되어 시스틴 (cystine)을 형성할 때 산화 환원 반응을 겪는다. 산화 환원에 관여할 수 있는 이 능력 때문에, 시스테인은 항산화 능력을 갖고 있다. 시스테인은 인간의 대사작용에 있어서 황의 주요한 근원이 된다. 그래서 시스테인은 비필수 아미노산의 분류에 속해있지만, 어린이, 노인, 그리고 특정한 대사장애나, 황의 흡수장애에 걸린 사람들에게는 필수적이다. 그리고 다음과 같은 많은 장점이 있다. 시스테인은 손톱, 피부, 머리카락의 주요 구성성분인 α-케라틴에 존재하고, 콜라겐의 구성성분이며, 피부의 탄력을 유지시켜 준다. 류마티스 관절염 치료에 효과적이며, 킬레이트 능력이 있어 체내에 금속 이온을 제거, 지방 분해와 근육 생성에 관여한다. 반대로 시스테인보다 하나의 알킬기를 더 갖고 있는 호모시스테인(homocysteine)은 농도가 높아지면 혈액 응고를 일으키고 나쁜-콜레스테롤의 산화를 일으켜 동맥에 침전되게 한다. 또한 치매, 신경관 결함, 임신 중 합병증, 염증성 장 질환, 그리고 골다공증을 유발한다. 이러한 특정을 갖는 호모시스테인 또는 시스테인을 검출하기 위하여 쿠마린을 이용한 형광 턴-온에 따른 검출이 보고되었다(R. P. M. Steegerstheunissen, G. H. J. Boers, Trijbels, F. J. M. Trijbels, T. K. A. B. N. Eskes, N. Engl. J. Med., 324, 199, 1991; P. M. Ueland, S. E. Vollset, Clin. Chem., 50, 1293, 2004; K. -S. Lee, T. -K. Kim, J. H. Lee, H. -J. Kim, J. I. Hong, Chem. Commun., 6173, 2008).Cysteine is a sulfur-containing amino acid that exists naturally in small amounts in many proteins. Cysteine contains only thiol groups among the 20 basic amino acids. The thiol group undergoes a redox reaction when the cysteine is oxidized to form cystine. Because of this ability to be involved in redox, cysteine has antioxidant capacity. Cysteine is a major source of sulfur in human metabolism. Thus, cysteine belongs to the class of non-essential amino acids, but is essential for children, the elderly, and people with certain metabolic or sulfur absorption disorders. And there are many advantages such as: Cysteine is present in α-keratin, a major component of nails, skin, and hair, a component of collagen, and maintains skin elasticity. It is effective in treating rheumatoid arthritis and has chelating ability to remove metal ions in the body, which is involved in lipolysis and muscle production. Conversely, homocysteine, which has one more alkyl group than cysteine, causes blood coagulation at higher concentrations, causing oxidation of bad-cholesterol and causing it to precipitate in arteries. It also causes dementia, neural tube defects, complications during pregnancy, inflammatory bowel disease, and osteoporosis. Detection with fluorine turn-on using coumarins to detect homocysteine or cysteine with this particularity has been reported (RPM Steegerstheunissen, GHJ Boers, Trijbels, FJM Trijbels, TKABN Eskes, N. Engl. J. Med., 324, 199, 1991; PM Ueland, SE Vollset, Clin. Chem., 50, 1293, 2004; K.-S. Lee, T.-K. Kim, JH Lee, H.-J. Kim, JI Hong, Chem. Commun., 6173, 2008).

상기와 같은 금속이온과 아미노산의 결합 특성을 바탕으로 색변화에 의한 컬러센서로 아미노산을 감지하려는 노력은 저분자와 고분자 물질에 의하여 많이 시도되었다. 이들은 용액 상태에서 금속이온과 반응할 수 있는 수용기(receptor)를 갖는 색소 화합물이 금속이온과 반응하여 색이나 형광색이 변하고, 다시 아미노산이 첨가됨에 따라 처음에 결합된 금속이온과 아미노산의 반응을 통해 2차적으로 색소 화합물의 색이나 형광색의 변화를 유도하는 것으로 알려져 있다. 이러한 아미노산의 감지는 대부분 물에서 행해진 것이 아니고, 유기용매 상에서 진행된 것이기 때문에, 응용성이 제한적이게 된다.On the basis of the binding properties of the metal ions and amino acids as described above, efforts have been made to detect amino acids by color sensors due to color change by low molecular weight and high molecular materials. The pigment compound having a receptor that can react with the metal ion in solution state changes color or fluorescent color by reacting with the metal ion, and as the amino acid is added again, It is known to induce the change of the color and fluorescent color of a pigment compound. The detection of these amino acids is not carried out mostly in water, but in an organic solvent, and therefore the applicability is limited.

또한 선형 고분자 화합물을 이용한 바이오센서는 물에 대한 용해도가 떨어지고, 금속 이온에 대한 반응성이 제한적이며 효율이 떨어지게 되어 고감도의 바이오센서로의 활용에 어려움이 있다. In addition, the biosensor using a linear polymer compound has a low solubility in water, a limited reactivity to metal ions, and a low efficiency, which makes it difficult to use a biosensor with high sensitivity.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 코발트 이온과 이온성 결합을 할 수 있는 수용성 공액화 고분자의 측쇄인 술폰산, 또는 술폰산염의 수를 증가시켜 화학센서 및 바이오센서로 사용하기 위한 용해도 및 민감도가 증가한 수용성 초분지 공액화 고분자 화합물을 제공하고, 이와 결합된 코발트 이온과 시스테인과의 상호작용으로 인하여 고분자의 형광 변화를 통해 시스테인을 검출하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, by increasing the number of sulfonic acid, or sulfonate which is a side chain of a water-soluble conjugated polymer capable of ionic bonding with cobalt ions to use as a chemical sensor and a biosensor It is an object of the present invention to provide a water-soluble hyperbranched conjugated polymer compound having increased solubility and sensitivity, and a method for detecting cysteine through fluorescence change of a polymer due to interaction of cobalt ions and cysteine bound thereto.

또한 본 발명은 아미노산, 특히 시스테인만을 선택적으로 인지하여 색과 형광강도의 변화로서 감지 신호를 나타내는 화학센서 및 바이오센서로의 응용이 가능한 수용성 초분지 공액화 고분자 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a water-soluble hyperbranched conjugated polymer compound capable of being applied to chemical sensors and biosensors that selectively recognize only amino acids, in particular cysteine, to show a detection signal as a change in color and fluorescence intensity.

본 발명은 술폰산, 술폰산염 이온성기의 도입으로 물에 용해되는 특성을 갖는 화학센서 및 바이오센서용 금속-수용성 초분지 공액화 고분자화합물 복합체 및 이를 포함하는 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 측쇄에 물에 대한 용해성을 가지며, 측쇄에 금속이온과 반응할 수 있는 많은 수의 이온성기를 가지고 있어 화학센서 및 바이오센서로 이용이 가능한, 금속-수용성 초분지 공액화 고분자 복합체, 이를 포함하는 화학센서 및 이를 이용한 시스테인의 선택적인 검출방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a metal-soluble superbranched conjugated polymer compound composite for a chemical sensor and a biosensor having a property of dissolving in water by the introduction of a sulfonic acid and a sulfonate ionic group, and more particularly, to a side chain. Metal-soluble super-branched conjugated polymer complex, chemical sensor comprising the same, which has a water-soluble solubility and has a large number of ionic groups capable of reacting with metal ions in the side chain, which can be used as a chemical sensor and a biosensor. It relates to a selective detection method of cysteine using the same.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 금속이온-수용성 초분지 공액화 고분자 복합체를 형성하기 위해 사용되는 수용성 초분지 공액화 고분자 화합물은 금속이온과 이온성 결합을 할 수 있는 술폰산 또는 술폰산염을 공액화 고분자 측쇄에 다수 도입하기 위하여 초분지 구조를 구현하고, 상기 수용성 공액화 고분자의 측쇄에 도입된 술폰산 또는 술폰산염이 고분자의 물에 대한 용해성과 금속 이온에 대한 반응성을 부여하기 위한 작용기로 존재하는 것을 특징으로 하며, 하기 화학식 1로 표시된다. The water-soluble hyperbranched conjugated polymer compound used to form the metal ion-water soluble hyperbranched conjugated polymer composite of the present invention may be introduced into a conjugated polymer side chain with sulfonic acid or sulfonate capable of ionic bonding with metal ions. In order to implement a hyperbranched structure, sulfonic acid or sulfonate introduced into the side chain of the water-soluble conjugated polymer is present as a functional group for imparting solubility to water and reactivity to metal ions. It is indicated by 1.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112010028760547-pat00001
Figure 112010028760547-pat00001

[상기 화학식 1에서, Ar은 (C6-C20)아릴렌 또는 N, O 및 S로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는 (C2-C12)헤테로아릴렌이고; R1 및 R2는 서로 독립적으로 말단에 술폰산 또는 술폰산염이 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1 내지 C6의 알킬기이고; m은 1 내지 30의 정수이다.]
[In Formula 1, Ar is (C6-C20) arylene or (C2-C12) heteroarylene including at least one hetero atom selected from N, O and S; R 1 and R 2 are each independently a linear or branched C 1 to C 6 alkyl group substituted with sulfonic acid or sulfonate at the terminal; m is an integer from 1 to 30.]

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112010028760547-pat00002
Figure 112010028760547-pat00002

[상기 화학식 2에서, R1, R2, Ar 및 R3는 상기 화학식 1에서의 정의와 동일하고, n은 5 내지 199의 정수이다.]
[In Formula 2, R 1 , R 2 , Ar, and R 3 are the same as defined in Formula 1, and n is an integer of 5 to 199.]

상기 R1 및 R2의 알킬기의 말단은 서로 독립적으로 술폰산 또는 술폰산염으로 치환될 수 있으며, R1 및 R2의 알킬기는 서로 독립적으로 메틸, 에틸, i-프로필, n-프로필, i-부틸, n-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸 또는 n-헥실로부터 선택되어지며, 상기 Ar은 페닐렌 또는 벤조싸이아다이아졸 또는 비스싸이에닐벤조싸이아다이아졸로부터 선택된다.Terminals of the alkyl groups of R 1 and R 2 may be independently substituted with sulfonic acid or sulfonate, and the alkyl groups of R 1 and R 2 may be independently methyl, ethyl, i-propyl, n-propyl, or i-butyl. , n-butyl, t-butyl, n-pentyl, i-pentyl or n-hexyl, wherein Ar is selected from phenylene or benzothiadiazole or bisthienylbenzothiadiazole .

본 발명에 따른 화학식 1의 수용성 초분지 공액화 고분자 화합물의 분자량은 원칙적으로 제한이 없으나, 수평균 분자량(Mn)으로 3,000 내지 100,000이 바람직하고, 그 용도에 요구되는 특성에 따라 그 범위를 적절히 조절하여 사용할 수 있다.Although the molecular weight of the water-soluble hyperbranched conjugated polymer compound of Chemical Formula 1 according to the present invention is not limited in principle, the number average molecular weight (Mn) is preferably 3,000 to 100,000, and the range is appropriately adjusted according to the characteristics required for the purpose. Can be used.

본 발명에서 사용한 수용성 초분지 공액화 고분자는 본 말명자에 의하여 출원된 고분자이며(대한민국 특허 출원 번호 10-2010-0003084), 술폰산 또는 술폰산염이 측쇄에 도입되어 있어서 금속이온과 결합이 가능한 특징을 갖도록 한다.  The water-soluble hyperbranched conjugated polymer used in the present invention is a polymer filed by the present inventor (Korean Patent Application No. 10-2010-0003084), and a sulfonic acid or sulfonic acid salt is introduced into the side chain, thereby being able to bind with metal ions. Have it.

본 발명에 따른 아릴렌 또는 헤테로아릴렌을 주쇄에 갖는 상기 화학식 1의 수용성 초분지 공액화 고분자 화합물은 술폰산 또는 술폰산염이 측쇄에 도입되어 있어서 금속이온과 결합이 가능하여 금속이온-수용성 초분지 공액화 고분자 복합체를 형성하고, 상기 복합체내 금속이온과 아미노산과의 상호작용을 이용하여 아미노산을 검출하는데 유용하다. 아미노산이 가지는 아민기와 카복실산기 또는 싸이올기의 특성을 살려 수용액 상에서 아민기와 카복실산기 또는 싸이올기가 이미 형성된 초분지형 공액화 고분자와 금속이온 복합체의 안정성을 저해할 것을 예상하고, 상기 금속이온과 아미노산과의 상호작용으로 인하여 금속 이온-초분지 고분자 복합체가 분해되며, 그에 따른 고분자복합체의 색 및 형광 변화로 아미노산을 감지 할 수 있다. 특히 실시예에서 볼 수 있듯이, 시스테인을 선택적으로 감지하기 위한 용도로서 이용될 수 있다.The water-soluble hyperbranched conjugated polymer compound of Chemical Formula 1 having arylene or heteroarylene according to the present invention in the main chain has sulfonic acid or sulfonic acid salt introduced into the side chain, so that it can be combined with metal ions. It is useful for forming liquefied polymer complexes and for detecting amino acids using the interaction of metal ions with amino acids in the complex. Utilizing the properties of the amine group, the carboxylic acid group or the thiol group of the amino acid, it is expected to inhibit the stability of the superbranched conjugated polymer and the metal ion complex in which the amine group, the carboxylic acid group or the thiol group are already formed in the aqueous solution. Due to the interaction of the metal ion-superbranched polymer complex is decomposed, the amino acid can be detected by the change in color and fluorescence of the polymer complex. In particular, as can be seen in the embodiment, it can be used as a purpose for selectively detecting cysteine.

반면, 화학식 2의 선형 수용성 공액화 고분자 화합물 역시 측쇄의 술폰산 또는 술폰산염과 반응하여 금속이온이 결합하여 금속이온-고분자 복합체를 형성하고, 이 금속이온과 아미노산과의 반응을 이용하여 아미노산을 검출 하는데 유용할 수 있으나, 선형 고분자의 측쇄에 존재하는 술폰산 또는 술폰산염의 개수가 제한적이기 때문에 금속 이온과의 이온성 결합의 수가 적어서 아래 실시예에서 볼 수 있듯이 용해성이 낮고 감지 효율 및 선택성이 떨어지는 것을 알 수 있다. On the other hand, the linear water-soluble conjugated polymer compound of formula (2) also reacts with the sulfonic acid or sulfonic acid salt of the side chain to form a metal ion-polymer complex, and detects amino acids using the reaction between the metal ion and the amino acid. It may be useful, but because of the limited number of sulfonic acids or sulfonic acid salts present in the side chain of the linear polymer, the number of ionic bonds with the metal ions is small, so that it can be seen that the solubility is low and the detection efficiency and selectivity are low as shown in the examples below. have.

이상과 같이 본 발명에 따른 금속이온-수용성 초분지 공액화 고분자 복합체 즉, 아미노산(시스테인)과 쉽게 결합할 수 있는 수용기(술폰산)가 다수 도입된 금속이온-수용성 초분지 공액화 고분자 복합체는 특정 바이오물질에 대한 인지 물질로 사용할 수 있으며, 특히 금속이온(코발트 이온)과 결합했을 때에 아미노산(시스테인)에 대한 선택성이 높아서 화학센서 및 바이오센서로 다양하게 사용할 수 있고, 진단, 의학연구, 임상실험, 화학분석 등에 널리 사용될 수 있다.As described above, the metal ion-water soluble hyperbranched conjugated polymer complex according to the present invention, that is, the metal ion-water soluble hyperbranched conjugated polymer complex introduced with a large number of receptors (sulfonic acid) that can easily bind with amino acids (cysteine) is a specific bio It can be used as a cognitive substance for materials, and especially when combined with metal ions (cobalt ions), it has high selectivity for amino acids (cysteine), which can be used in a variety of chemical sensors and biosensors. It can be widely used for chemical analysis.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 예시적인 목적일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The present invention will be described in detail through the following examples. However, these examples are for illustrative purposes only and the present invention is not limited thereto.

[제조예] 수용성 공액화 고분자 화합물의 제조Preparation Example Preparation of Water-Soluble Conjugated Polymer Compound

[제조예 1] 수용성 초분지 공액화 고분자 화합물 A (화학식 1, R1=R2=-CH2CH2CH2CH2S(=O)2OH, Ar=1,4-페닐렌, R3=-B(OH)2)의 제조 Preparation Example 1 Water-Soluble Hyperbranched Conjugated Polymer Compound A (Formula 1, R 1 = R 2 = -CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 S (= O) 2 OH, Ar = 1,4-phenylene, R Preparation of 3 = -B (OH) 2 )

1,4-다이브로모벤젠-2,5-비스-4-부톡시술폰산 0.5 g (0.925 mmol)과 1,4-벤젠다이보론산 0.204 g (1.232 mmol)과 트리스(4-브로모페닐)아민 0.074 g (0.308 mmol), , 그리고 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 촉매 0.067 g (0.06 mmol)을 습기가 제거된 15 mL의 DMF와 8 ml의 2M Na2CO3의 혼합용액에 용해시키고 90 ℃에서 40시간동안 환류하였다. 반응 후 상온으로 냉각하고 아세톤에 부어 결정을 석출시킨 다음 석출물을 여과하였다. 여과하여 얻어진 고체를 3차 증류수에 녹인 후 삼투막을 이용한 여과로 분자량이 12,400이상인 수용성 초분지 공액화 고분자 화합물 A를 얻었다. 0.5 g (0.925 mmol) of 1,4-dibromobenzene-2,5-bis-4-butoxysulfonic acid, 0.204 g (1.232 mmol) of 1,4-benzenediboronic acid and tris (4-bromophenyl) amine 0.074 g (0.308 mmol), and 0.067 g (0.06 mmol) of a tetrakis (triphenylphosphine) palladium catalyst were dissolved in a dehumidified 15 mL of DMF and 8 ml of 2M Na 2 CO 3 , followed by 90 It was refluxed for 40 hours at ℃. After the reaction, the mixture was cooled to room temperature, poured into acetone to precipitate crystals, and the precipitate was filtered. After dissolving the solid obtained by filtration in tertiary distilled water, the water-soluble hyperbranched conjugated polymer compound A which has a molecular weight of 12,400 or more was obtained by filtration using an osmosis membrane.

1H NMR (300 MHz, D2O) δ=7.7~6.6(8H, 방향족), 4.2~3.7(6H, 알킬기), 3.2~ 2.8(6H, 알킬기), 2.1~1.6(12H, 알킬기) ppm
1 H NMR (300 MHz, D 2 O) δ = 7.7 to 6.6 (8H, aromatic), 4.2 to 3.7 (6H, alkyl), 3.2 to 2.8 (6H, alkyl), 2.1 to 1.6 (12H, alkyl) ppm

[제조예 2] 수용성 초분지 공액화 고분자 화합물 B(화학식 1, R1=R2=-CH2CH2CH2CH2S(=O)2OH, Ar=4,7-벤조싸이아다이아졸, R3=-B(OH)2)의 제조 Preparation Example 2 Water-Soluble Hyperbranched Conjugated Polymer Compound B (Formula 1, R 1 = R 2 = -CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 S (= O) 2 OH, Ar = 4,7-benzothiadia Preparation of the sol, R 3 = -B (OH) 2)

1,4-다이브로모벤젠-2,5-비스-4-부톡시술폰산 0.5 g (0.925 mmol)과 1,4-벤젠다이보론산 0.233 g (1.406 mmol)과 트리스(4-브로모페닐)아민 0.037 g (0.154 mmol과 4,7-다이브로모-2,1,3-벤조싸이아다이아졸 0.027 g (0.0925 mmol), 그리고 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 촉매 0.081 g (0.07 mmol)을 습기가 제거된 18 mL의 THF와 8 mL의 2M Na2CO3의 혼합용액에 용해시키고 90 ℃에서 40시간동안 환류하였다. 반응 후 상온으로 냉각하고 아세톤에 부어 결정을 석출시킨 다음 석출물을 여과하였다. 여과하여 얻어진 고체를 3차 증류수에 녹인 후 삼투막을 이용한 여과로 분자량이 12,400이상인 수용성 초분지 공액화 고분자 화합물 B를 얻었다. 0.5 g (0.925 mmol) of 1,4-dibromobenzene-2,5-bis-4-butoxysulfonic acid, 0.233 g (1.406 mmol) of 1,4-benzenediboronic acid and tris (4-bromophenyl) amine 0.037 g (0.154 mmol and 0.027 g (0.0925 mmol) of 4,7-dibromo-2,1,3-benzothiadiazole and 0.081 g (0.07 mmol) of tetrakis (triphenylphosphine) palladium catalyst Was dissolved in a mixed solution of 18 mL of THF and 8 mL of 2M Na 2 CO 3 and refluxed for 40 hours at 90 ° C. After the reaction, the mixture was cooled to room temperature, poured into acetone to precipitate crystals, and the precipitate was filtered. After dissolving the solid obtained by filtration in tertiary distilled water, the water-soluble hyperbranched conjugated polymer compound B which has a molecular weight of 12,400 or more was obtained by filtration using an osmosis membrane.

1H NMR (300 MHz, D2O) δ=8.1~6.8(8H, 방향족), 4.1~3.8(6H, 알킬기), 3.3~ 2.8(6H, 알킬기), 2.3~1.8(12H, 알킬기) ppm.
1 H NMR (300 MHz, D 2 O) δ = 8.1 to 6.8 (8H, aromatic), 4.1 to 3.8 (6H, alkyl group), 3.3 to 2.8 (6H, alkyl group), 2.3 to 1.8 (12H, alkyl group) ppm.

[ 제조예 3] 수용성 초분지 공액화 고분자 화합물 C(화학식 1, R1=R2=-CH2CH2CH2CH2S(=O)2OH, Ar=4,7-비스싸이에닐벤조싸이아다이아졸, R3=-B(OH)2)의 제조 [Preparation Example 3] The water-soluble second branch Conjugated polymer compound C (Formula 1, R 1 = R 2 = -CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 S (= O) 2 OH, Ar = 4,7-bisthienylbenzothiadiazole, R 3 Preparation of = -B (OH) 2 )

1,4-다이브로모벤젠-2,5-비스-4-부톡시술폰산 0.3 g (0.555 mmol)과 1,4-벤젠다이보론산 0.122 g (0.74 mmol)과 트리스(4-브로모페닐)아민 0.044 g (0.185 mmol), 4,7-비스(5-브로모싸이오펜-2-일)벤조-2,1,3-싸이아다이아졸 0.021 g (0.056 mmol), 그리고 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 촉매 0.067 g (0.06 mmol)을 습기가 제거된 15 mL의 DMF와 8 ml의 2M Na2CO3의 혼합용액에 용해시키고 90 ℃에서 40시간동안 환류하였다. 반응 후 상온으로 냉각하고 아세톤에 부어 결정을 석출시킨 다음 석출물을 여과하였다. 여과하여 얻어진 고체를 3차 증류수에 녹인 후 삼투막을 이용한 여과로 분자량이 12,400이상인 수용성 초분지 공액화 고분자 화합물 C를 얻었다. 0.3 g (0.555 mmol) of 1,4-dibromobenzene-2,5-bis-4-butoxysulfonic acid, 0.122 g (0.74 mmol) of 1,4-benzenediboronic acid and tris (4-bromophenyl) amine 0.044 g (0.185 mmol), 4,7-bis (5-bromothiophen-2-yl) benzo-2,1,3-thiadiazole 0.021 g (0.056 mmol), and tetrakis (triphenylforce) 0.067 g (0.06 mmol) of the pin) palladium catalyst were dissolved in a mixed solution of 15 mL of DMF and 8 ml of 2M Na 2 CO 3 which had been dehumidified, and refluxed at 90 DEG C for 40 hours. After the reaction, the mixture was cooled to room temperature, poured into acetone to precipitate crystals, and the precipitate was filtered. After dissolving the solid obtained by filtration in tertiary distilled water, the water-soluble hyperbranched conjugated polymer compound C which has a molecular weight of 12,400 or more was obtained by filtration using an osmosis membrane.

1H NMR (300 MHz, D2O) δ=8.1~7.3(3.1H, 방향족), 7.2~6.7(2H, 방향족), 4.0(2.8H, 알킬기), 3.0(3H, 알킬기), 2.0~1.5(5H, 알킬기) ppm.
1 H NMR (300 MHz, D 2 O) δ = 8.1 to 7.3 (3.1H, aromatic), 7.2 to 6.7 (2H, aromatic), 4.0 (2.8H, alkyl group), 3.0 (3H, alkyl group), 2.0 to 1.5 (5H, alkyl group) ppm.

[ 비교제조예 1] 수용성 선형 공액화 고분자 화합물 D (화학식 2, R1=R2=-CH2CH2CH2CH2S(=O)2OH, Ar=1,4-페닐렌, R3=-B(OH)2)의 제조 [Comparative Manufacturing Example 1] The water-soluble linear ball liquefied polymer compound D (formula 2, R 1 = R 2 = -CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 S (= O) 2 OH, Ar = 1,4- phenylene, R Preparation of 3 = -B (OH) 2 )

1,4-다이브로모벤젠-2,5-비스-4-부톡시술폰산 0.5 g (0.825 mmol)과 1,4-벤젠다이보론산 0.183 g (1.11 mmol), 그리고 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 촉매 0.065 g (0.06 mmol)을 습기가 제거된 30 mL의 THF와 18 ml의 2M Na2CO3의 혼합용액에 용해시키고 90 ℃에서 48시간동안 환류하였다. 반응 후 상온으로 냉각하고 아세톤에 부어 결정을 석출시킨 다음 석출물을 여과하였다. 여과하여 얻어진 고체를 3차 증류수에 녹인 후 삼투막을 이용한 여과로 분자량이 10,000이상인 수용성 선형 공액화 고분자 화합물 D를 얻었다. 0.5 g (0.825 mmol) of 1,4-dibromobenzene-2,5-bis-4-butoxysulfonic acid, 0.183 g (1.11 mmol) of 1,4-benzenediboronic acid, and tetrakis (triphenylphosphine) 0.065 g (0.06 mmol) of the palladium catalyst were dissolved in a mixed solution of 30 mL of THF and 18 mL of 2M Na 2 CO 3 , which had been dehumidified, and refluxed at 90 ° C. for 48 hours. After the reaction, the mixture was cooled to room temperature, poured into acetone to precipitate crystals, and the precipitate was filtered. After dissolving the solid obtained by filtration in tertiary distilled water, the water-soluble linear conjugated polymer compound D which has a molecular weight of 10,000 or more was obtained by the filtration using an osmosis membrane.

1H NMR (300 MHz, D2O) δ=7.7~6.8(8H, 방향족), 4.2~3.7(6H, 알킬기), 3.2~ 2.8(6H, 알킬기), 2.1~1.6(12H, 알킬기) ppm.
1 H NMR (300 MHz, D 2 O) δ = 7.7 to 6.8 (8H, aromatic), 4.2 to 3.7 (6H, alkyl group), 3.2 to 2.8 (6H, alkyl group), 2.1 to 1.6 (12H, alkyl group) ppm.

[ 비교제조예 2] 수용성 선형 공액화 고분자 화합물 E(화학식 2, R1=R2=-CH2CH2CH2CH2S(=O)2OH, Ar=4,7-벤조싸이아다이아졸, R3=-B(OH)2)의 제조 [Comparative Preparation Example 2] Water-soluble linear ball liquefied polymer compound E (formula 2, R 1 = R 2 = -CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 S (= O) 2 OH, Ar = 4,7- benzothiazol Oh diamond Preparation of the sol, R 3 = -B (OH) 2)

1,4-다이브로모벤젠-2,5-비스-4-부톡시술폰산 0.5 g (0.825 mmol)과 1,4-벤젠다이보론산 0.202 g (1.22 mmol)과 4,7-다이브로모-2,1,3-벤조싸이아다이아졸 0.027 g (0.0925 mmol), 그리고 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 촉매 0.07 g (0.061 mmol)을 습기가 제거된 18 mL의 THF와 8 mL의 2M Na2CO3의 혼합용액에 용해시키고 90 ℃에서 40시간동안 환류하였다. 반응 후 상온으로 냉각하고 아세톤에 부어 결정을 석출시킨 다음 석출물을 여과하였다. 여과하여 얻어진 고체를 3차 증류수에 녹인 후 삼투막을 이용한 여과로 분자량이 12,400이상인 수용성 초분지 공액화 고분자 화합물 E를 얻었다. 0.5 g (0.825 mmol) of 1,4-dibromobenzene-2,5-bis-4-butoxysulfonic acid and 0.202 g (1.22 mmol) of 1,4-benzenediboronic acid and 4,7-dibromo-2, 0.027 g (0.0925 mmol) of 1,3-benzothiadiazole, and 0.07 g (0.061 mmol) of tetrakis (triphenylphosphine) palladium catalyst were dehumidified with 18 mL of THF and 8 mL of 2M Na 2 CO. 3 was dissolved in a mixed solution and refluxed at 90 ° C. for 40 hours. After the reaction, the mixture was cooled to room temperature, poured into acetone to precipitate crystals, and the precipitate was filtered. The solid obtained by filtration was melt | dissolved in tertiary distilled water, and the filtration using the osmosis membrane obtained the water-soluble super branched conjugated polymer compound E which has a molecular weight of 12,400 or more.

1H NMR (300 MHz, D2O) δ=8.0~6.8(8H, 방향족), 4.2~3.6(6H, 알킬기), 3.4~ 2.7(6H, 알킬기), 2.3~1.8(12H, 알킬기) ppm.
1 H NMR (300 MHz, D 2 O) δ = 8.0-6.8 (8H, aromatic), 4.2-3.6 (6H, alkyl group), 3.4-2.7 (6H, alkyl group), 2.3-1.8 (12H, alkyl group) ppm.

[ 비교제조예 3] 수용성 선형 공액화 고분자 화합물 F(화학식 2, R1=R2=-CH2CH2CH2CH2S(=O)2OH, Ar=4,7-비스싸이에닐벤조싸이아다이아졸, R3=-B(OH)2)의 제조 [Comparative Manufacturing Example 3] The water-soluble linear ball liquefied polymer compound F (formula 2, R 1 = R 2 = -CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 S (= O) 2 OH, Ar = 4,7- bis Im in Neal Preparation of Benzothiadiazole, R 3 = -B (OH) 2 )

1,4-다이브로모벤젠-2,5-비스-4-부톡시술폰산 0.3 g (0.555 mmol)과 1,4-벤젠다이보론산 0.131 g (0.79 mmol)과 4,7-비스(5-브로모싸이오펜-2-일)벤조-2,1,3-싸이아다이아졸 0.021 g (0.056 mmol), 그리고 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 촉매 0.045 g (0.04 mmol)을 습기가 제거된 15 mL의 DMF와 8 ml의 2M Na2CO3의 혼합용액에 용해시키고 90 ℃에서 40시간동안 환류하였다. 반응 후 상온으로 냉각하고 아세톤에 부어 결정을 석출시킨 다음 석출물을 여과하였다. 여과하여 얻어진 고체를 3차 증류수에 녹인 후 삼투막을 이용한 여과로 분자량이 12,400이상인 수용성 초분지 공액화 고분자 화합물 F를 얻었다. 0.3 g (0.555 mmol) of 1,4-dibromobenzene-2,5-bis-4-butoxysulfonic acid and 0.131 g (0.79 mmol) of 1,4-benzenediboronic acid and 4,7-bis (5-bro) 0.021 g (0.056 mmol) of thiophen-2-yl) benzo-2,1,3-thiadiazole, and 0.045 g (0.04 mmol) of tetrakis (triphenylphosphine) palladium catalyst were dehumidified. It was dissolved in a mixture of mL of DMF and 8 ml of 2M Na 2 CO 3 and refluxed at 90 ℃ for 40 hours. After the reaction, the mixture was cooled to room temperature, poured into acetone to precipitate crystals, and the precipitate was filtered. After dissolving the solid obtained by filtration in tertiary distilled water, the water-soluble hyperbranched conjugated polymer compound F which has a molecular weight of 12,400 or more was obtained by the filtration using an osmosis membrane.

1H NMR (300 MHz, D2O) δ=8.1~7.3(3.1H, 방향족), 7.2~6.7(2H, 방향족), 4.1(2.8H, 알킬기), 3.2(3H, 알킬기), 2.2~1.6(5H, 알킬기) ppm.
1 H NMR (300 MHz, D 2 O) δ = 8.1 to 7.3 (3.1H, aromatic), 7.2 to 6.7 (2H, aromatic), 4.1 (2.8H, alkyl group), 3.2 (3H, alkyl group), 2.2 to 1.6 (5H, alkyl group) ppm.

[[ 실시예Example ] 시스테인 센서로의 성능 평가Performance Evaluation with Cysteine Sensors

[[ 실시예Example 1]  One] 음이온성Anionic 고분자의 시스테인 센서로의 성능 평가 I Performance Evaluation of Polymers into Cysteine Sensors I

제조예 1과 비교제조예 1에 의하여 제조된 음이온성 고분자 화합물들의 시스테인에 대한 생화학적 검출 능력을 비교 확인하기 위해 상기 고분자 화합물들을 0.006 몰농도 소디움포스페이트 완충용액(pH 7.4)에 녹여 각각 2.0×10-5 몰농도로 맞추었다. 여기에 코발트 이온 2.5×10-4 몰농도를 첨가하여 용액의 색 및 형광색 변화와 아미노산(시스테인) 8.75×10-4 몰농도를 첨가하여 용액의 색 및 형광색 변화를 Uv-vis 분광기와 형광광도계를 이용하여 관찰하였다. 그 결과, 화학식 1의 음이온성 초분지 공액화 고분자 화합물 및 화학식 2의 음이온성 선형 공액화 고분자 화합물가 실험한 코발트 이온과 시스테인이 첨가됨에 따라 각각 다른 형광 변화를 나타냄을 관측할 수 있었다. To compare the biochemical detection ability of the anionic polymer compounds prepared in Preparation Example 1 and Comparative Preparation Example 1 with respect to cysteine, the polymer compounds were dissolved in 0.006 molar concentration sodium phosphate buffer solution (pH 7.4), respectively, 2.0 × 10. Adjusted to -5 molarity. Add the 2.5 × 10 -4 molar concentration of cobalt ions to the color and fluorescent color change of the solution and the 8.75 × 10 -4 molar concentration of amino acid (cysteine) to change the color and fluorescence color of the solution. It observed using. As a result, it was observed that the anionic hyperbranched conjugated polymer compound of Formula 1 and the anionic linear conjugated polymer compound of Formula 2 exhibited different fluorescence changes as cobalt ions and cysteine were added.

제조예1에 의한, 화학식 1의 음이온성 초분지 공액화 고분자의 경우, 코발트 이온이 첨가됨에 따라 첨가 전 고분자의 형광이 감소한다. 형광 광도계에 의한 형광을 측정한 결과, 화학식 1의 음이온성 초분지 공액화 고분자 화합물의 경우 코발트 이온의 첨가에 의하여 416 nm에서의 청색 형광이 29.6% 감소하였다. 이를 바탕으로 음이온성 초분지 공액화 고분자 화합물과 코발트 이온이 결합하였다는 것을 확인하였다. In the anionic hyperbranched conjugated polymer of Chemical Formula 1 according to Preparation Example 1, as the cobalt ions are added, the fluorescence of the polymer is reduced before addition. As a result of measuring fluorescence by a fluorescence photometer, in the case of the anionic hyperbranched conjugated polymer compound of Chemical Formula 1, the blue fluorescence at 416 nm was reduced by 29.6% by the addition of cobalt ions. On the basis of this, it was confirmed that the anionic hyperbranched conjugated polymer compound and the cobalt ion were bonded.

코발트 이온과 결합한 음이온성 초분지 공액화 고분자 복합체에 아미노산이 첨가됨에 따라 각각 다른 색 및 형광색의 변화를 나타냄을 관측할 수 있었다. 특히 시스테인의 경우는 시스테인 첨가 전 고분자-고발트 이온 복합체의 가시광선의 흡수 및 형광이 증가하는 바와 같이 시스테인 첨가 전과 후에 다른 색과 형광강도를 보이는 현상을 볼 수 있었다. As the amino acid was added to the anionic hyperbranched conjugated polymer composite bound to the cobalt ions, it was observed that the color change and the fluorescent color changed, respectively. In particular, in the case of cysteine, the color and fluorescence intensity were different before and after cysteine addition, as the absorption and fluorescence of visible light of the polymer-high-balt ion composite before cysteine increased.

Uv-vis 분광기에 의한 색의 변화를 측정한 결과, 화학식 1의 음이온성 초분지 공액화 고분자 화합물의 경우 라이신, 알라닌, 티로신, 글리신, 루신, 트립토판, 아스파라긴, 발린, 아스파트산, 아르지닌, 세린, 아이소루신, 트레오닌, 메싸이오닌, 클루타민, 페닐알라닌, 글루탐산, 히스티딘의 첨가에 의하여 352 nm에서의 흡수가 변화가 없었다. 시스테인의 경우에는 앞의 18개 아미노산의 경우와 다르게 시스테인 첨가 전의 고분자-코발트 이온 복합체의 흡수보다 크게 증가하는 것을 볼 수 있었다. 시스테인을 첨가하였을 때 352 nm의 흡수가 362.9% 증가하였다. As a result of measuring the color change by the Uv-vis spectrometer, lysine, alanine, tyrosine, glycine, leucine, tryptophan, asparagine, valine, aspartic acid, arginine, The absorption at 352 nm was unchanged by the addition of serine, isoleucine, threonine, methionine, glutamine, phenylalanine, glutamic acid and histidine. In the case of cysteine, unlike the case of the previous 18 amino acids, it was found to increase significantly than the absorption of the polymer-cobalt ion complex before cysteine addition. The addition of cysteine increased the absorption at 352 nm by 362.9%.

형광 광도계에 의한 형광을 측정한 결과, 화학식 1의 음이온성 초분지 공액화 고분자 화합물의 경우 라이신, 알라닌, 티로신, 글리신, 루신, 트립토판, 아스파라긴, 발린, 아스파트산, 아르지닌, 세린, 아이소루신, 트레오닌, 메싸이오닌, 클루타민, 페닐알라닌, 글루탐산, 히스티딘의 첨가에 의하여 416 nm에서의 청색형광이 변화가 없었다. 시스테인의 경우에는 앞의 18개의 경우와 다르게 시스테인 첨가 전의 고분자-코발트 이온 복합체의 형광보다 크게 감소하는 것을 볼 수 있었다. 시스테인을 첨가하였을 때 416 nm의 청색 형광이 75.8% 감소하였다.As a result of measuring fluorescence by a fluorescence photometer, lysine, alanine, tyrosine, glycine, leucine, tryptophan, asparagine, valine, aspartic acid, arginine, serine, isoleucine in the case of anionic hyperbranched conjugated polymer compound There was no change in blue fluorescence at 416 nm by addition of threonine, methionine, glutamine, phenylalanine, glutamic acid and histidine. In the case of cysteine, unlike the previous 18 cases, the fluorescence of the polymer-cobalt ion complex before cysteine addition was significantly decreased. When cysteine was added, the blue fluorescence at 416 nm decreased by 75.8%.

반면, 비교제조예1에 의한, 화학식 2의 음이온성 선형 공액화 고분자의 경우, 코발트 이온이 첨가됨에 따라 첨가 전 고분자의 형광이 감소한다. 형광 광도계에 의한 형광을 측정한 결과, 화학식 2의 음이온성 초분지 공액화 고분자 화합물의 경우 코발트 이온의 첨가에 의하여 416 nm에서의 청색 형광이 22.9% 감소하였다. 이를 바탕으로 음이온성 선형 공액화 고분자 화합물과 코발트 이온이 결합하였다는 것을 확인하였다. 마찬가지로 코발트 이온과 결합한 음이온성 선형 공액화 고분자 화합물에 아미노산이 첨가됨에 따라 각각 다른 색 및 형광색의 변화를 나타냄을 관측할 수 있었다. On the other hand, in the anionic linear conjugated polymer of Chemical Formula 2 according to Comparative Preparation Example 1, as the cobalt ions are added, the fluorescence of the polymer before addition decreases. As a result of measuring fluorescence by a fluorescence photometer, in the case of the anionic hyperbranched conjugated polymer compound of Chemical Formula 2, the blue fluorescence at 416 nm was reduced by 22.9% by the addition of cobalt ions. Based on this, it was confirmed that the anionic linear conjugated polymer compound and the cobalt ion were bound. Similarly, the addition of amino acids to the anionic linear conjugated polymer compound bound to the cobalt ion showed different color and fluorescent color changes, respectively.

화학식 2의 음이온성 선형 공액화 고분자 화합물-코발트 이온 복합체의 경우 Uv-vis 분광기에 의한 색의 변화를 측정한 결과, 라이신, 알라닌, 티로신, 글리신, 루신, 트립토판, 아스파라긴, 발린, 아스파트산, 아르지닌, 세린, 아이소루신, 트레오닌, 메싸이오닌, 클루타민, 페닐알라닌, 글루탐산, 히스티딘의 첨가에 의하여 352 nm에서의 흡수가 변화가 없었다. 시스테인의 경우에는 앞의 18개 아미노산의 경우와 다르게 시스테인 첨가 전의 고분자-코발트 이온 복합체의 흡수보다 약간 증가하는 것을 볼 수 있었다. 시스테인을 첨가하였을 때 352 nm의 흡수가 162.9% 증가하였다. In the case of the anionic linear conjugated polymer compound-cobalt ion complex of Chemical Formula 2, the color change was measured by Uv-vis spectroscopy. As a result, lysine, alanine, tyrosine, glycine, leucine, tryptophan, asparagine, valine, aspartic acid, The absorption at 352 nm was unchanged by the addition of arginine, serine, isoleucine, threonine, methionine, glutamine, phenylalanine, glutamic acid and histidine. In the case of cysteine, unlike in the case of the previous 18 amino acids, it was found to slightly increase than the absorption of the polymer-cobalt ion complex before cysteine addition. The addition of cysteine increased the absorption at 352 nm by 162.9%.

형광 광도계에 의한 형광을 측정한 결과, 화학식 2의 음이온성 공액화 고분자 화합물-코발트 이온 복합체의 경우 라이신, 알라닌, 티로신, 글리신, 루신, 트립토판, 아스파라긴, 발린, 아스파트산, 아르지닌, 세린, 아이소루신, 트레오닌, 메싸이오닌, 클루타민, 페닐알라닌, 글루탐산, 히스티딘의 첨가에 의하여 416 nm에서의 청색형광이 변화가 없었다. 시스테인의 경우에는 앞의 18개의 경우와 다르게 시스테인 첨가 전의 고분자의 형광보다 약간 더 감소하는 것을 볼 수 있었다. 시스테인을 첨가하였을 때 416 nm의 청색 형광이 45.2% 감소하였다.
As a result of measuring fluorescence by a fluorescence photometer, lysine, alanine, tyrosine, glycine, leucine, tryptophan, asparagine, valine, aspartic acid, arginine, serine, There was no change in blue fluorescence at 416 nm by addition of isoleucine, threonine, methionine, glutamine, phenylalanine, glutamic acid and histidine. In the case of cysteine, unlike the previous 18 cases, it was slightly reduced than the fluorescence of the polymer before cysteine addition. When cysteine was added, the blue fluorescence at 416 nm decreased by 45.2%.

[[ 실시예Example 2]  2] 음이온성Anionic 고분자의 시스테인 센서로의 성능 평가  Performance Evaluation of Polymers into Cysteine Sensors IIII

제조예 2와 비교제조예 2에 의하여 제조된 음이온성 고분자 화합물들의 시스테인에 대한 생화학적 검출 능력을 비교 확인하기 위해 상기 고분자 화합물들을 0.006 몰농도 소디움포스페이트 완충용액(pH 7.4)에 녹여 각각 2.0×10-5 몰농도로 맞추었다. 여기에 코발트 이온 2.5×10-4 몰농도를 첨가하여 용액의 색 및 형광색 변화와 아미노산(시스테인) 8.75×10-4 몰농도를 첨가하여 용액의 색 및 형광색 변화를 Uv-vis 분광기와 형광광도계를 이용하여 관찰하였다. 그 결과, 화학식 1의 음이온성 초분지 공액화 고분자 화합물 및 화학식 2의 음이온성 선형 공액화 고분자 화합물가 실험한 코발트 이온과 시스테인이 첨가됨에 따라 각각 다른 형광 변화를 나타냄을 관측할 수 있었다. To compare and confirm the biochemical detection capability of the anionic polymer compounds prepared in Preparation Example 2 and Comparative Preparation Example 2 for cysteine, the polymer compounds were dissolved in 0.006 molar concentration sodium phosphate buffer solution (pH 7.4), respectively, 2.0 × 10. Adjusted to -5 molarity. Add the 2.5 × 10 -4 molar concentration of cobalt ions to the color and fluorescent color change of the solution and the 8.75 × 10 -4 molar concentration of amino acid (cysteine) to change the color and fluorescence color of the solution. It observed using. As a result, it was observed that the anionic hyperbranched conjugated polymer compound of Formula 1 and the anionic linear conjugated polymer compound of Formula 2 exhibited different fluorescence changes as cobalt ions and cysteine were added.

제조예 2에 의한, 화학식 1의 음이온성 초분지 공액화 고분자의 경우, 코발트 이온이 첨가됨에 따라 첨가 전 고분자의 형광이 감소한다. 형광 광도계에 의한 형광을 측정한 결과, 화학식 1의 음이온성 초분지 공액화 고분자 화합물의 경우 코발트 이온의 첨가에 의하여 416 nm에서의 청색 형광이 28.4% 감소하였다. 이를 바탕으로 음이온성 초분지 공액화 고분자 화합물과 코발트 이온이 결합하였다는 것을 확인하였다. In the case of the anionic hyperbranched conjugated polymer of Formula 1 according to Preparation Example 2, the fluorescence of the polymer before addition decreases as cobalt ions are added. As a result of measuring fluorescence by a fluorescence photometer, in the case of the anionic hyperbranched conjugated polymer compound of Chemical Formula 1, the blue fluorescence at 416 nm was reduced by 28.4% by the addition of cobalt ions. On the basis of this, it was confirmed that the anionic hyperbranched conjugated polymer compound and the cobalt ion were bonded.

코발트 이온과 결합한 음이온성 초분지 공액화 고분자 복합체에 아미노산이 첨가됨에 따라 각각 다른 색 및 형광색의 변화를 나타냄을 관측할 수 있었다. 특히 시스테인의 경우는 시스테인 첨가 전 고분자-고발트 이온 복합체의 가시광선의 흡수 및 형광이 증가하는 바와 같이 시스테인 첨가 전과 후에 다른 색과 형광강도를 보이는 현상을 볼 수 있었다. As the amino acid was added to the anionic hyperbranched conjugated polymer composite bound to the cobalt ions, it was observed that the color change and the fluorescent color changed, respectively. In particular, in the case of cysteine, the color and fluorescence intensity were different before and after cysteine addition, as the absorption and fluorescence of visible light of the polymer-high-balt ion composite before cysteine increased.

Uv-vis 분광기에 의한 색의 변화를 측정한 결과, 화학식 1의 음이온성 초분지 공액화 고분자 화합물의 경우 라이신, 알라닌, 티로신, 글리신, 루신, 트립토판, 아스파라긴, 발린, 아스파트산, 아르지닌, 세린, 아이소루신, 트레오닌, 메싸이오닌, 클루타민, 페닐알라닌, 글루탐산, 히스티딘의 첨가에 의하여 352 nm에서의 흡수가 변화가 없었다. 시스테인의 경우에는 앞의 18개 아미노산의 경우와 다르게 시스테인 첨가 전의 고분자-코발트 이온 복합체의 흡수보다 크게 증가하는 것을 볼 수 있었다. 시스테인을 첨가하였을 때 352 nm의 흡수가 364.1% 증가하였다. As a result of measuring the color change by the Uv-vis spectrometer, lysine, alanine, tyrosine, glycine, leucine, tryptophan, asparagine, valine, aspartic acid, arginine, The absorption at 352 nm was unchanged by the addition of serine, isoleucine, threonine, methionine, glutamine, phenylalanine, glutamic acid and histidine. In the case of cysteine, unlike the case of the previous 18 amino acids, it was found to increase significantly than the absorption of the polymer-cobalt ion complex before cysteine addition. The addition of cysteine increased the absorption at 352 nm by 364.1%.

형광 광도계에 의한 형광을 측정한 결과, 화학식 1의 음이온성 초분지 공액화 고분자 화합물의 경우 라이신, 알라닌, 티로신, 글리신, 루신, 트립토판, 아스파라긴, 발린, 아스파트산, 아르지닌, 세린, 아이소루신, 트레오닌, 메싸이오닌, 클루타민, 페닐알라닌, 글루탐산, 히스티딘의 첨가에 의하여 416 nm에서의 청색형광이 변화가 없었다. 시스테인의 경우에는 앞의 18개의 경우와 다르게 시스테인 첨가 전의 고분자-코발트 이온 복합체의 형광보다 크게 감소하는 것을 볼 수 있었다. 시스테인을 첨가하였을 때 416 nm의 청색 형광이 73.8% 감소하였다.As a result of measuring fluorescence by a fluorescence photometer, lysine, alanine, tyrosine, glycine, leucine, tryptophan, asparagine, valine, aspartic acid, arginine, serine, isoleucine in the case of anionic hyperbranched conjugated polymer compound There was no change in blue fluorescence at 416 nm by addition of threonine, methionine, glutamine, phenylalanine, glutamic acid and histidine. In the case of cysteine, unlike the previous 18 cases, the fluorescence of the polymer-cobalt ion complex before cysteine addition was significantly decreased. When cysteine was added, the blue fluorescence at 416 nm decreased by 73.8%.

반면, 비교제조예 2에 의한, 화학식 2의 음이온성 선형 공액화 고분자의 경우, 코발트 이온이 첨가됨에 따라 첨가 전 고분자의 형광이 감소한다. 형광 광도계에 의한 형광을 측정한 결과, 화학식 2의 음이온성 초분지 공액화 고분자 화합물의 경우 코발트 이온의 첨가에 의하여 416 nm에서의 청색 형광이 22.9% 감소하였다. 이를 바탕으로 음이온성 선형 공액화 고분자 화합물과 코발트 이온이 결합하였다는 것을 확인하였다. 마찬가지로 코발트 이온과 결합한 음이온성 선형 공액화 고분자 화합물에 아미노산이 첨가됨에 따라 각각 다른 색 및 형광색의 변화를 나타냄을 관측할 수 있었다. On the other hand, in the anionic linear conjugated polymer of Formula 2 according to Comparative Preparation Example 2, as the cobalt ions are added, the fluorescence of the polymer before addition decreases. As a result of measuring fluorescence by a fluorescence photometer, in the case of the anionic hyperbranched conjugated polymer compound of Chemical Formula 2, the blue fluorescence at 416 nm was reduced by 22.9% by the addition of cobalt ions. Based on this, it was confirmed that the anionic linear conjugated polymer compound and the cobalt ion were bound. Similarly, the addition of amino acids to the anionic linear conjugated polymer compound bound to the cobalt ion showed different color and fluorescent color changes, respectively.

화학식 2의 음이온성 선형 공액화 고분자 화합물-코발트 이온 복합체의 경우 Uv-vis 분광기에 의한 색의 변화를 측정한 결과, 라이신, 알라닌, 티로신, 글리신, 루신, 트립토판, 아스파라긴, 발린, 아스파트산, 아르지닌, 세린, 아이소루신, 트레오닌, 메싸이오닌, 클루타민, 페닐알라닌, 글루탐산, 히스티딘의 첨가에 의하여 352 nm에서의 흡수가 변화가 없었다. 시스테인의 경우에는 앞의 18개 아미노산의 경우와 다르게 시스테인 첨가 전의 고분자-코발트 이온 복합체의 흡수보다 약간 증가하는 것을 볼 수 있었다. 시스테인을 첨가하였을 때 352 nm의 흡수가 161.6% 증가하였다. In the case of the anionic linear conjugated polymer compound-cobalt ion complex of Chemical Formula 2, the color change was measured by Uv-vis spectroscopy. As a result, lysine, alanine, tyrosine, glycine, leucine, tryptophan, asparagine, valine, aspartic acid, The absorption at 352 nm was unchanged by the addition of arginine, serine, isoleucine, threonine, methionine, glutamine, phenylalanine, glutamic acid and histidine. In the case of cysteine, unlike in the case of the previous 18 amino acids, it was found to slightly increase than the absorption of the polymer-cobalt ion complex before cysteine addition. The addition of cysteine increased the absorption at 352 nm by 161.6%.

형광 광도계에 의한 형광을 측정한 결과, 화학식 2의 음이온성 공액화 고분자 화합물-코발트 이온 복합체의 경우 라이신, 알라닌, 티로신, 글리신, 루신, 트립토판, 아스파라긴, 발린, 아스파트산, 아르지닌, 세린, 아이소루신, 트레오닌, 메싸이오닌, 클루타민, 페닐알라닌, 글루탐산, 히스티딘의 첨가에 의하여 418 nm에서의 청색형광이 변화가 없었다. 시스테인의 경우에는 앞의 18개의 경우와 다르게 시스테인 첨가 전의 고분자의 형광보다 약간 더 감소하는 것을 볼 수 있었다. 시스테인을 첨가하였을 때 418 nm의 청색 형광이 44.2% 감소하였다.
As a result of measuring fluorescence by a fluorescence photometer, lysine, alanine, tyrosine, glycine, leucine, tryptophan, asparagine, valine, aspartic acid, arginine, serine, There was no change in blue fluorescence at 418 nm by addition of isoleucine, threonine, methionine, glutamine, phenylalanine, glutamic acid and histidine. In the case of cysteine, unlike the previous 18 cases, it was slightly reduced than the fluorescence of the polymer before cysteine addition. When cysteine was added, the blue fluorescence at 418 nm was reduced by 44.2%.

[[ 실시예Example 3]  3] 음이온성Anionic 고분자의 시스테인 센서로의 성능 평가  Performance Evaluation of Polymers into Cysteine Sensors IIIIII

제조예 3와 비교제조예 3에 의하여 제조된 음이온성 고분자 화합물들의 시스테인에 대한 생화학적 검출 능력을 비교 확인하기 위해 상기 고분자 화합물들을 0.006 몰농도 소디움포스페이트 완충용액(pH 7.4)에 녹여 각각 2.0×10-5 몰농도로 맞추었다. 여기에 코발트 이온 2.5×10-4 몰농도를 첨가하여 용액의 색 및 형광색 변화와 아미노산(시스테인) 8.75×10-4 몰농도를 첨가하여 용액의 색 및 형광색 변화를 Uv-vis 분광기와 형광광도계를 이용하여 관찰하였다. 그 결과, 화학식 1의 음이온성 초분지 공액화 고분자 화합물 및 화학식 2의 음이온성 선형 공액화 고분자 화합물가 실험한 코발트 이온과 시스테인이 첨가됨에 따라 각각 다른 형광 변화를 나타냄을 관측할 수 있었다. To compare and confirm the biochemical detection ability of the anionic polymer compounds prepared by Preparation Example 3 and Comparative Preparation Example 3 for cysteine, the polymer compounds were dissolved in 0.006 molar concentration sodium phosphate buffer solution (pH 7.4), respectively, and 2.0 × 10. Adjusted to -5 molarity. Add the 2.5 × 10 -4 molar concentration of cobalt ions to the color and fluorescent color change of the solution and the 8.75 × 10 -4 molar concentration of amino acid (cysteine) to change the color and fluorescence color of the solution. It observed using. As a result, it was observed that the anionic hyperbranched conjugated polymer compound of Formula 1 and the anionic linear conjugated polymer compound of Formula 2 exhibited different fluorescence changes as cobalt ions and cysteine were added.

제조예 3에 의한, 화학식 1의 음이온성 초분지 공액화 고분자의 경우, 코발트 이온이 첨가됨에 따라 첨가 전 고분자의 형광이 감소한다. 형광 광도계에 의한 형광을 측정한 결과, 화학식 1의 음이온성 초분지 공액화 고분자 화합물의 경우 코발트 이온의 첨가에 의하여 416 nm에서의 청색 형광이 27.6% 감소하였다. 이를 바탕으로 음이온성 초분지 공액화 고분자 화합물과 코발트 이온이 결합하였다는 것을 확인하였다. In the case of the anionic hyperbranched conjugated polymer of Chemical Formula 1 according to Preparation Example 3, as the cobalt ions are added, the fluorescence of the polymer is reduced before addition. As a result of measuring fluorescence by a fluorescence photometer, in the case of the anionic hyperbranched conjugated polymer compound of Chemical Formula 1, the blue fluorescence at 416 nm was reduced by 27.6% by the addition of cobalt ions. On the basis of this, it was confirmed that the anionic hyperbranched conjugated polymer compound and the cobalt ion were bonded.

코발트 이온과 결합한 음이온성 초분지 공액화 고분자 복합체에 아미노산이 첨가됨에 따라 각각 다른 색 및 형광색의 변화를 나타냄을 관측할 수 있었다. 특히 시스테인의 경우는 시스테인 첨가 전 고분자-고발트 이온 복합체의 가시광선의 흡수 및 형광이 증가하는 바와 같이 시스테인 첨가 전과 후에 다른 색과 형광강도를 보이는 현상을 볼 수 있었다. As the amino acid was added to the anionic hyperbranched conjugated polymer composite bound to the cobalt ions, it was observed that the color change and the fluorescent color changed, respectively. In particular, in the case of cysteine, the color and fluorescence intensity were different before and after cysteine addition, as the absorption and fluorescence of visible light of the polymer-high-balt ion composite before cysteine increased.

Uv-vis 분광기에 의한 색의 변화를 측정한 결과, 화학식 1의 음이온성 초분지 공액화 고분자 화합물의 경우 라이신, 알라닌, 티로신, 글리신, 루신, 트립토판, 아스파라긴, 발린, 아스파트산, 아르지닌, 세린, 아이소루신, 트레오닌, 메싸이오닌, 클루타민, 페닐알라닌, 글루탐산, 히스티딘의 첨가에 의하여 353 nm에서의 흡수가 변화가 없었다. 시스테인의 경우에는 앞의 18개 아미노산의 경우와 다르게 시스테인 첨가 전의 고분자-코발트 이온 복합체의 흡수보다 크게 증가하는 것을 볼 수 있었다. 시스테인을 첨가하였을 때 353 nm의 흡수가 359.9% 증가하였다. As a result of measuring the color change by the Uv-vis spectrometer, lysine, alanine, tyrosine, glycine, leucine, tryptophan, asparagine, valine, aspartic acid, arginine, The absorption at 353 nm was unchanged by the addition of serine, isoleucine, threonine, methionine, glutamine, phenylalanine, glutamic acid and histidine. In the case of cysteine, unlike the case of the previous 18 amino acids, it was found to increase significantly than the absorption of the polymer-cobalt ion complex before cysteine addition. The addition of cysteine increased the absorption of 353 nm by 359.9%.

형광 광도계에 의한 형광을 측정한 결과, 화학식 1의 음이온성 초분지 공액화 고분자 화합물의 경우 라이신, 알라닌, 티로신, 글리신, 루신, 트립토판, 아스파라긴, 발린, 아스파트산, 아르지닌, 세린, 아이소루신, 트레오닌, 메싸이오닌, 클루타민, 페닐알라닌, 글루탐산, 히스티딘의 첨가에 의하여 416 nm에서의 청색형광이 변화가 없었다. 시스테인의 경우에는 앞의 18개의 경우와 다르게 시스테인 첨가 전의 고분자-코발트 이온 복합체의 형광보다 크게 감소하는 것을 볼 수 있었다. 시스테인을 첨가하였을 때 418 nm의 청색 형광이 71.1% 감소하였다.As a result of measuring fluorescence by a fluorescence photometer, lysine, alanine, tyrosine, glycine, leucine, tryptophan, asparagine, valine, aspartic acid, arginine, serine, isoleucine in the case of anionic hyperbranched conjugated polymer compound There was no change in blue fluorescence at 416 nm by addition of threonine, methionine, glutamine, phenylalanine, glutamic acid and histidine. In the case of cysteine, unlike the previous 18 cases, the fluorescence of the polymer-cobalt ion complex before cysteine addition was significantly decreased. When cysteine was added, the blue fluorescence at 418 nm decreased by 71.1%.

반면, 비교제조예 3에 의한, 화학식 2의 음이온성 선형 공액화 고분자의 경우, 코발트 이온이 첨가됨에 따라 첨가 전 고분자의 형광이 감소한다. 형광 광도계에 의한 형광을 측정한 결과, 화학식 2의 음이온성 초분지 공액화 고분자 화합물의 경우 코발트 이온의 첨가에 의하여 418 nm에서의 청색 형광이 21.3% 감소하였다. 이를 바탕으로 음이온성 선형 공액화 고분자 화합물과 코발트 이온이 결합하였다는 것을 확인하였다. 마찬가지로 코발트 이온과 결합한 음이온성 선형 공액화 고분자 화합물에 아미노산이 첨가됨에 따라 각각 다른 색 및 형광색의 변화를 나타냄을 관측할 수 있었다. On the other hand, in the anionic linear conjugated polymer of Formula 2 according to Comparative Preparation Example 3, as the cobalt ions are added, the fluorescence of the polymer before addition decreases. As a result of measuring fluorescence by a fluorescence photometer, in the case of the anionic hyperbranched conjugated polymer compound of Chemical Formula 2, the blue fluorescence at 418 nm was reduced by 21.3% by the addition of cobalt ions. Based on this, it was confirmed that the anionic linear conjugated polymer compound and the cobalt ion were bound. Similarly, the addition of amino acids to the anionic linear conjugated polymer compound bound to the cobalt ion showed different color and fluorescent color changes, respectively.

화학식 2의 음이온성 선형 공액화 고분자 화합물-코발트 이온 복합체의 경우 Uv-vis 분광기에 의한 색의 변화를 측정한 결과, 라이신, 알라닌, 티로신, 글리신, 루신, 트립토판, 아스파라긴, 발린, 아스파트산, 아르지닌, 세린, 아이소루신, 트레오닌, 메싸이오닌, 클루타민, 페닐알라닌, 글루탐산, 히스티딘의 첨가에 의하여 353 nm에서의 흡수가 변화가 없었다. 시스테인의 경우에는 앞의 18개 아미노산의 경우와 다르게 시스테인 첨가 전의 고분자-코발트 이온 복합체의 흡수보다 약간 증가하는 것을 볼 수 있었다. 시스테인을 첨가하였을 때 353 nm의 흡수가 164.1% 증가하였다. In the case of the anionic linear conjugated polymer compound-cobalt ion complex of Chemical Formula 2, the color change was measured by Uv-vis spectroscopy. As a result, lysine, alanine, tyrosine, glycine, leucine, tryptophan, asparagine, valine, aspartic acid, There was no change in absorption at 353 nm by the addition of arginine, serine, isoleucine, threonine, methionine, glutamine, phenylalanine, glutamic acid and histidine. In the case of cysteine, unlike in the case of the previous 18 amino acids, it was found to slightly increase than the absorption of the polymer-cobalt ion complex before cysteine addition. The addition of cysteine increased the absorption of 353 nm by 164.1%.

형광 광도계에 의한 형광을 측정한 결과, 화학식 2의 음이온성 공액화 고분자 화합물-코발트 이온 복합체의 경우 라이신, 알라닌, 티로신, 글리신, 루신, 트립토판, 아스파라긴, 발린, 아스파트산, 아르지닌, 세린, 아이소루신, 트레오닌, 메싸이오닌, 클루타민, 페닐알라닌, 글루탐산, 히스티딘의 첨가에 의하여 418 nm에서의 청색형광이 변화가 없었다. 시스테인의 경우에는 앞의 18개의 경우와 다르게 시스테인 첨가 전의 고분자의 형광보다 약간 더 감소하는 것을 볼 수 있었다. 시스테인을 첨가하였을 때 418 nm의 청색 형광이 41.1% 감소하였다.
As a result of measuring fluorescence by a fluorescence photometer, lysine, alanine, tyrosine, glycine, leucine, tryptophan, asparagine, valine, aspartic acid, arginine, serine, There was no change in blue fluorescence at 418 nm by addition of isoleucine, threonine, methionine, glutamine, phenylalanine, glutamic acid and histidine. In the case of cysteine, unlike the previous 18 cases, it was slightly reduced than the fluorescence of the polymer before cysteine addition. When cysteine was added, the blue fluorescence at 418 nm decreased by 41.1%.

상기 실시예 1, 2, 3의 결과로 보아, 제조된 고분자 화합물은 코발트 이온의 첨가에 따라 형광의 감소가 나타나고, 추가로 첨가되는 아미노산의 종류에 따라 흡수 및 형광의 증감이 달라지는 선택적인 바이오센서로 이용될 수 있음을 확인할 수 있었으나, 용해성이 떨어지고 측쇄에 제한적인 수의 술폰산을 갖는 선형 고분자(비교제조예 1, 2, 3)의 경우, 선택적으로 시스테인을 감지하지만 형광강도가 비교적 적게 감소되어 민감도가 낮은 결과가 도출 되었다. 반면, 측쇄에 술폰산이 다수 포함되어 있는 초분지 고분자(제조예 1, 2, 3)의 경우 시스테인을 선택적이고 효율적으로 감지하여 흡수가 큰 폭으로 증가하고 형광이 큰 폭으로 감소되었다. As a result of Examples 1, 2, and 3, the prepared polymer compound exhibits a decrease in fluorescence according to the addition of cobalt ions, and an optional biosensor in which absorption and fluorescence change vary according to the type of amino acid added. Although it can be confirmed that the linear polymer (Comparative Preparation Examples 1, 2 and 3) having low solubility and having a limited number of sulfonic acids in the side chain, the cysteine was selectively detected, but the fluorescence intensity was decreased relatively. Low sensitivity results were obtained. On the other hand, in the case of hyperbranched polymers (manufacture examples 1, 2, 3) containing a large number of sulfonic acids in the side chain, cysteine was selectively and efficiently detected, thereby greatly increasing absorption and greatly reducing fluorescence.

이를 바탕으로 고분자 화합물 중 화학식 1과 같이 측쇄에 이온성기의 함유 비율이 높은 초분지 공액화 고분자가 선택적으로 아미노산(시스테인)을 감지하는 반면, 화학식 2와 같은 선형 공액화 고분자는 상대적으로 용해성이 떨어지고 측쇄인 술폰산 또는 술폰산염의 수가 제한적이어서 효율성이 떨어지는 것을 확인 할 수 있었다.Based on this, hyperbranched conjugated polymer having a high content of ionic groups in the side chain selectively detects an amino acid (cysteine) as shown in Formula 1, whereas linear conjugated polymer such as Formula 2 is relatively insoluble. As the number of side chain sulfonic acid or sulfonic acid salt is limited, it can be confirmed that the efficiency is low.

Claims (13)

하기 화학식 1로 표시되는 수용성 초분지 공액화 고분자 화합물의 측쇄의 술폰산 또는 술폰산염의 음이온기에 금속이온이 결합된 금속이온-수용성 초분지 공액화 고분자 복합체.
[화학식 1]
Figure 112010028760547-pat00003

[상기 화학식 1에서, Ar은 (C6-C20)아릴렌 또는 N, O 및 S로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는 (C2-C12)헤테로아릴렌이고; R1 및 R2는 서로 독립적으로 말단에 술폰산 또는 술폰산염이 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1 내지 C6의 알킬기이고; m은 1 내지 30의 정수이다.]
A metal ion-soluble superbranched conjugated polymer composite having a metal ion bonded to an anion group of a sulfonic acid or a sulfonic acid salt of a side chain of a water-soluble hyperbranched conjugated polymer compound represented by Formula 1 below.
[Formula 1]
Figure 112010028760547-pat00003

[In Formula 1, Ar is (C6-C20) arylene or (C2-C12) heteroarylene including at least one hetero atom selected from N, O and S; R 1 and R 2 are each independently a linear or branched C 1 to C 6 alkyl group substituted with sulfonic acid or sulfonate at the terminal; m is an integer from 1 to 30.]
제 1항에 있어서,
R1 및 R2의 알킬기는 서로 독립적으로, 메틸, 에틸, i-프로필, n-프로필, i-부틸, n-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸 또는 n-헥실 중에서 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는 금속이온-수용성 초분지 공액화 고분자 복합체.
The method of claim 1,
The alkyl groups of R 1 and R 2 are each independently selected from methyl, ethyl, i-propyl, n-propyl, i-butyl, n-butyl, t-butyl, n-pentyl, i-pentyl or n-hexyl Metal ion-soluble superbranched conjugated polymer composite, characterized in that one.
제 1항에 있어서,
상기 Ar은 페닐렌 , 벤조싸이아다이아졸 및 비스싸이에닐벤조싸이아다이아졸 중에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 금속이온-수용성 초분지 공액화 고분자 복합체.
The method of claim 1,
Ar is a metal ion-soluble super-branched conjugated polymer composite, characterized in that at least one selected from phenylene, benzothiadiazole and bisthienylbenzothiadiazole.
제 1항에 있어서,
상기 화학식 1의 수용성 초분지 공액화 고분자 화합물은 수평균 분자량이 3,000 내지 100,000인 것을 특징으로 하는 금속이온-수용성 초분지 공액화 고분자 복합체.
The method of claim 1,
The water-soluble hyperbranched conjugated polymer compound of Chemical Formula 1 has a number average molecular weight of 3,000 to 100,000, the metal ion-soluble superbranched conjugated polymer composite.
제 1항에 있어서,
금속이온은 전이금속이온인 것을 특징으로 하는 금속이온-수용성 초분지 공액화 고분자 복합체.
The method of claim 1,
Metal ion-water-soluble hyperbranched conjugated polymer composite, characterized in that the metal ion is a transition metal ion.
제 1항에 있어서,
금속이온은 코발트 이온인 것을 특징으로 하는 금속이온-수용성 초분지 공액화 고분자 복합체.
The method of claim 1,
Metal ion-soluble superbranched conjugated polymer composite, characterized in that the metal ion is cobalt ion.
제 1항 내지 제 6항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 금속이온-수용성 초분지 공액화 고분자 복합체를 포함하는 센서.A sensor comprising a metal ion-soluble superbranched conjugated polymer composite according to any one of claims 1 to 6. 제 7항에 있어서,
상기 센서는 형광광도계를 이용한 아미노산의 선택적 검출용인 것을 특징으로 하는 센서.
The method of claim 7, wherein
The sensor is characterized in that for selective detection of amino acids using a fluorescence photometer.
제 8항에 있어서,
상기 센서는 시스테인의 선택적 검출용인 것을 특징으로 하는 센서.
The method of claim 8,
And said sensor is for selective detection of cysteine.
제 7항 내지 제 9항에 기재된 센서를 이용하는 것을 특징으로 하는 시스테인의 검출 방법.A method for detecting cysteine, comprising using the sensor according to claim 7. 하기 화학식 1의 수용성 초분지 공액화 고분자화합물을 수용액에 용해하고 이에 금속이온을 투여함으로써, 제 1항에 기재된 금속이온-수용성 초분지 공액화 고분자 복합체를 제조하는 방법.
[화학식 1]
Figure 112010028760547-pat00004

[상기 화학식 1에서, Ar은 (C6-C20)아릴렌 또는 N, O 및 S로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는 (C2-C12)헤테로아릴렌이고; R1 및 R2는 서로 독립적으로 말단에 술폰산 또는 술폰산염이 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1 내지 C6의 알킬기이고; m은 1 내지 30의 정수이다.]
A method for producing the metal ion-water soluble hyperbranched conjugated polymer composite according to claim 1 by dissolving a water-soluble superbranched conjugated polymer compound represented by Chemical Formula 1 in an aqueous solution and administering metal ions thereto.
[Formula 1]
Figure 112010028760547-pat00004

[In Formula 1, Ar is (C6-C20) arylene or (C2-C12) heteroarylene including at least one hetero atom selected from N, O and S; R 1 and R 2 are each independently a linear or branched C 1 to C 6 alkyl group substituted with sulfonic acid or sulfonate at the terminal; m is an integer from 1 to 30.]
제 11항에 있어서,
R1 및 R2의 알킬기는 서로 독립적으로, 메틸, 에틸, i-프로필, n-프로필, i-부틸, n-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸 또는 n-헥실 중에서 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는 금속이온-수용성 초분지 공액화 고분자 복합체를 제조하는 방법.
12. The method of claim 11,
The alkyl groups of R 1 and R 2 are each independently selected from methyl, ethyl, i-propyl, n-propyl, i-butyl, n-butyl, t-butyl, n-pentyl, i-pentyl or n-hexyl Method for producing a metal ion-soluble hyperbranched conjugated polymer composite, characterized in that one.
제 11항에 있어서,
상기 Ar은 페닐렌, 벤조싸이아다이아졸 및 비스싸이에닐벤조싸이아다이아졸 중에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 금속이온-수용성 초분지 공액화 고분자 복합체를 제조하는 방법.
12. The method of claim 11,
Ar is a method for producing a metal ion-soluble superbranched conjugated polymer composite, characterized in that at least one selected from phenylene, benzothiadiazole and bisthienylbenzothiadiazole.
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