KR101195377B1 - Method for selectively detecting cyanide ion via complexation between water-soluble hyperbranched fluorescent conjugated polymer and benzyl viologen - Google Patents

Method for selectively detecting cyanide ion via complexation between water-soluble hyperbranched fluorescent conjugated polymer and benzyl viologen Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A method for selectively detecting cyanide ions based on a complex of water-soluble hyper-branched fluorescent conjugated polymer and benzyl viologen is provided to quantitatively qualitatively analyze the cyanide ions using a chemical sensor and a bio sensor. CONSTITUTION: A complex of water-soluble hyper-branched fluorescent conjugated polymer and benzyl viologen is composed of a water-soluble hyper-branched fluorescent conjugated polymer compound represented by chemical formula 1 and benzyl viologen represented by chemical formula 2. The benzyl viologen is electrostatically bonded to an anionic group at the side chain of the polymer compound. In chemical formula 1, Ar is a C6-20 arylene group or a C3-12 heteroarylene group containing one or more hetero atoms selected from N, O, and S; R1 and R2 are respectively linear or branched C1-6 alkyl groups of which the end groups are substituted with sulfonate groups, carboxylic acid groups, nitro groups, or phosphoryl groups; and m is the integer of 5 to 199.

Description

수용성 형광 초분지 공액화 고분자-벤질 바이올로젠 복합체를 이용한 시안화 이온의 선택적 검출방법{Method for selectively detecting cyanide ion via complexation between water-soluble hyperbranched fluorescent conjugated polymer and benzyl viologen}Method for selectively detecting cyanide ion via complexation between water-soluble hyperbranched fluorescent conjugated polymer and benzyl viologen}

본 발명은 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물과 벤질 바이올로젠의 정전기적 상호작용을 이용한 수용성 형광 초분지 공액화 고분자-벤질 바이올로젠 복합체 및 이를 이용하여 수용액 상에서 시안화 이온을 선택적으로 검출하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer-benzyl biogen complex using an electrostatic interaction between a water-soluble fluorescent superbranched conjugated polymer compound and a benzyl biogen, and a method for selectively detecting cyanide ions in an aqueous solution using the same. will be.

최근 공액화 고분자를 이용한 센서의 개발에 많은 관심이 집중되고 있다. 센서는 일반적으로 감지에 의한 신호로서 전기, 저항, 전위차 등의 전기적 성질 혹은 색, 형광 등의 공학적 성질을 이용한다. 특히 색의 변화와 형광의 변화는 육안으로 쉽게 판별이 가능하므로 특별한 장비 없이도 쉽게 측정이 가능한 방법 중 하나이다. 공액화 고분자 물질들을 이용하여 색채 및 형광의 변화를 나타낼 수 있는 센서를 제작하고 있으며, 측정대상물질 또한 이온뿐만 아니라 분자와 같은 다양한 화학종을 감지할 수 있다. Recently, much attention has been focused on the development of sensors using conjugated polymers. Sensors generally use electrical properties such as electricity, resistance, and potential difference or engineering properties such as color and fluorescence as signals by sensing. In particular, color change and fluorescence change can be easily identified by the naked eye, so it is one of the methods that can be easily measured without special equipment. Using a conjugated polymer material to produce a sensor that can change the color and fluorescence, and the measurement material can detect not only ions but also various chemical species such as molecules.

공액화 고분자는 화학신호를 측정 가능한 전기 또는 광신호로 신호변환이 가능하고, 특히 피측정물과 상호작용에 대한 응답으로 형광신호를 발현할 때 감도가 증가하는 증폭현상의 장점을 가지고 있어 금속이온 및 음이온 감지, 폭발물 감지 등의 센서재료로 널리 사용되고 있다(D. T. McQuade, A. E. Pullen, T. M. Swager, Chem. Rev. 100, 2537, 2000). 또한, 수용성 공액화 고분자는 공액화 고분자의 신호 증폭 현상을 이용한 감도 향상의 장점과 물에 녹는다는 특징을 이용하여 바이오물질, 단백질, DNA 등에 대한 화학 또는 바이오 센서재료로 널리 사용되고 있다(C. Li, M. Numata, M. Yu, S. Wang, S. Shinkai, Angew. Chem. Int. Ed. 42, 4803, 2003; I. -B. Kim, J. N. Wilson, U. H. F. Bunz, Chem. Commun. 1273, 2005). Conjugated polymers are capable of converting chemical signals into measurable electrical or optical signals, and especially have the advantage of amplification phenomena that increase sensitivity when expressing fluorescent signals in response to interactions with objects under test. And sensor materials such as negative ion detection and explosive detection (DT McQuade, AE Pullen, TM Swager, Chem. Rev. 100, 2537, 2000). In addition, the water-soluble conjugated polymer is widely used as a chemical or biosensor material for biomaterials, proteins, DNA, etc. by utilizing the advantages of sensitivity enhancement using the signal amplification phenomenon of the conjugated polymer and its ability to dissolve in water (C. Li). , M. Numata, M. Yu, S. Wang, S. Shinkai, Angew. Chem. Int. Ed. 42, 4803, 2003; I.-B. Kim, JN Wilson, UHF Bunz, Chem. Commun. 1273, 2005).

수용성 공액화 고분자를 이용한 화학 또는 바이오 물질의 검출은 현재 많은 연구가 진행되었으며, 특히 형광의 감쇄 작용(fluorescence quenching), 형광 공명 에너지 전이(fluorescence resonance energy transfer, FRET), 회합에 의한 형광 변화(aggregation-induced fluorescence change)등 고분자 센서물질의 색이나 형광색의 변화에 의한 이온의 감지는 감지 신호의 민감도 향상을 위하여 널리 사용되고 있다(A. Sartijo, T. M. Swager. J. Am. Chem. Soc. 129, 16020, 2007; F. Wang, G. C. Bazan, J. Am. Chem. Soc. 128, 15786, 2006). The detection of chemical or biomaterials using water-soluble conjugated polymers has been extensively studied. In particular, fluorescence quenching, fluorescence resonance energy transfer (FRET), and fluorescence aggregation by association The detection of ions by the change of color or fluorescence color of polymer sensor materials such as -induced fluorescence change is widely used to improve the sensitivity of detection signals (A. Sartijo, TM Swager. J. Am. Chem. Soc. 129, 16020). , 2007; F. Wang, GC Bazan, J. Am. Chem. Soc. 128, 15786, 2006).

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 고분자 쇄의 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, resulting in an increase in 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).

여러 피측정물의 화학적 감지 중에서도 시안화 이온의 감지는 환경적, 생리적으로 중요한 요소가 되고 있다. 일반적으로 시안화 이온은 독성이 있는 것으로 알려져 있고, 시안화 이온이 체내로 흡입되면 호흡계에 이상이 생겨 구토, 어지럼증, 호흡곤란 등을 유발하며 심한 경우 죽음에까지 이른다고 보고되었다. 그러므로 생물학적 환경의 유지와 인체 내 호흡계의 조절을 위해 시안화 이온의 감지가 반드시 필요하다. Among the chemical detections of various objects, detection of cyanide ions has become an important environmental and physiological factor. In general, cyanide ions are known to be toxic, and inhalation of cyanide ions into the body causes abnormalities in the respiratory system, causing vomiting, dizziness, dyspnea, and even severe death. Therefore, the detection of cyanide ions is essential for the maintenance of the biological environment and the regulation of the respiratory system in the human body.

시안화 이온을 감지하기 위한 방법으로 다양한 특이적 결합의 이용이 가능하다. 시안화 이온은 보론 원자와 특이적 결합을 갖는다. 보론 원자가 포함된 화합물에 시안화 이온을 첨가 시 화합물 내의 보론 원자와 시안화 이온 3당량이 반응하여 중성의 보론 원자가 정전기적인 음이온성인 특성을 갖게 된다(R. Badugu, J. R. Lakowicz, C. D. Geddes, Dye and Pigments., 49, 2005; N. DiCesare, M. R. Pinto, K. S. Schanze, J. R. Lakowicz, Langmuir, 7785, 2002).Various specific bindings are available as a method for detecting cyanide ions. Cyanide ions have specific bonds with boron atoms. When cyanide ions are added to a compound containing boron atoms, 3 equivalents of boron atoms and cyanide ions in the compound react to give neutral boron atoms electrostatic anion properties (R. Badugu, JR Lakowicz, CD Geddes, Dye and Pigments. , 49, 2005; N. DiCesare, MR Pinto, KS Schanze, JR Lakowicz, Langmuir, 7785, 2002).

상기와 같은 시안화 이온과 보론산 간의 결합을 통하여 시안화 이온을 감지하려는 노력은 저분자 및 고분자 물질에 의하여 많이 시도되었다. 하지만 고분자를 이용한 시안화 이온 감지 방법들은 선형고분자를 이용한 것이 대부분이었다. 이러한 경우 매우 적은 농도 차에서의 감지가 쉽게 구별될 수 없기 때문에 민감도의 문제를 가질 뿐만 아니라 물에 대한 용해도가 떨어지므로 효율이 떨어지게 되어 고감도의 바이오센서로의 활용에 어려움이 있다.
Efforts to detect cyanide ions through the coupling between cyanide ions and boronic acid have been attempted by low molecular weight and high molecular materials. However, most of the cyanide ion detection methods using polymers are linear polymers. In this case, the detection of very small concentration difference can not be easily distinguished, so it not only has a problem of sensitivity, but also has low solubility in water, which makes it difficult to use as a highly sensitive biosensor.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 특히 음이온성 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물와 양이온성 벤질 바이올로젠의 복합체를 형성하여 시안화 이온을 선택적으로 검출하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, in particular to provide a method for selectively detecting cyanide ions by forming a complex of an anionic water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer compound and a cationic benzyl biogen. It is done.

또한, 본 발명은 음이온성 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물와 양이온성 벤질 바이올로젠으로 이루어진 수용성 형광 초분지 공액화 고분자-벤질 바이올로젠 복합체 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
Another object of the present invention is to provide a water-soluble fluorescent superbranched conjugated polymer-benzyl biogenene complex and a method for preparing the same, which are composed of an anionic water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer compound and a cationic benzyl biogen.

본 발명은 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물과 벤질 바이올로젠의 정전기적 상호작용을 이용한 수용성 형광 초분지 공액화 고분자-벤질 바이올로젠 복합체 및 이를 이용하여 수용액 상에서 시안화 이온을 선택적으로 검출하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 측쇄에 많은 수의 음이온성기의 도입으로 물에 용해되는 특성을 갖는 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물과 수용액상에서 양이온성을 띄는 벤질 바이올로젠의 정전기적 상호작용을 이용한 수용성 형광 초분지 공액화 고분자-벤질 바이올로젠 복합체를 이용하여 시안화 이온의 농도에 따라 상기 수용성 초분지 공액화 고분자 화합물의 형광 색상이 증감하는 형광센서에 관한 것이다.
The present invention relates to a water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer-benzyl biogen complex using an electrostatic interaction between a water-soluble fluorescent superbranched conjugated polymer compound and a benzyl biogen, and a method for selectively detecting cyanide ions in an aqueous solution using the same. More specifically, the water-soluble fluorescence using the electrostatic interaction of the water-soluble fluorescent superbranched conjugated polymer compound having the property of dissolving in water by the introduction of a large number of anionic groups in the side chain and the benzyl viologen exhibiting cationicity in aqueous solution It relates to a fluorescent sensor in which the fluorescent color of the water-soluble hyperbranched conjugated polymer compound increases or decreases according to the concentration of cyanide ions using the hyperbranched conjugated polymer-benzyl biogen complex.

본 발명에서 사용되는 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물은 하기 화학식 1로 표시된다.The water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer compound used in the present invention is represented by the following Chemical Formula 1.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112011049719769-pat00001
Figure 112011049719769-pat00001

[상기 화학식 1에서, Ar은 (C6-C20)아릴렌 또는 N, O 및 S로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는 (C3-C12)헤테로아릴렌이고; R1 및 R2는 서로 독립적으로 말단에 술폰산염, 카복실산, 나이트로 또는 포스포릴이 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1 내지 C6의 알킬기이고; R3

Figure 112011049719769-pat00002
,
Figure 112011049719769-pat00003
또는
Figure 112011049719769-pat00004
이고; m은 5 내지 199의 정수이다.]
[In Formula 1, Ar is (C6-C20) arylene or (C3-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 sulfonate, carboxylic acid, nitro or phosphoryl at the end; R 3 is
Figure 112011049719769-pat00002
,
Figure 112011049719769-pat00003
or
Figure 112011049719769-pat00004
ego; m is an integer from 5 to 199.]

상기 R1 및 R2의 알킬기는 서로 독립적으로 메틸, 에틸, i-프로필, n-프로필, i-부틸, n-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸 또는 n-헥실이고, 상기 R1 및 R2의 알킬기의 말단은 각각 술폰산나트륨염 또는 카복실산으로 치환될 수 있고, 상기 Ar은 2가의 페닐렌이다. 상기 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물의 분자량은 원칙적으로 제한이 없으나, 수평균 분자량으로 3,000 내지 100,000이 바람직하고, 그 용도에 요구되는 특성에 따라 그 범위를 적절히 조절하여 사용할 수 있다.
The alkyl groups of R 1 and R 2 are independently of each other methyl, ethyl, i-propyl, n-propyl, i-butyl, n-butyl, t-butyl, n-pentyl, i-pentyl or n-hexyl, and The terminal of the alkyl group of R 1 and R 2 may be substituted with sodium sulfonate salt or carboxylic acid, respectively, wherein Ar is divalent phenylene. The molecular weight of the water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer compound is not limited in principle, but is preferably 3,000 to 100,000 as the number average molecular weight, and may be suitably adjusted and used depending on the characteristics required for the use thereof.

본 발명에서 사용되는 벤질 바이올로젠은 하기 화학식 2로 표시된다.Benzyl bilogen used in the present invention is represented by the following formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112011049719769-pat00005

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이하에서는, 수용성 형광 초분지 공액화 고분자-벤질 바이올로젠 복합체를 제조하기 위한 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물(화학식 1) 및 벤질 바이올로젠(화학식 2)의 제조방법을 설명한다.Hereinafter, a method of preparing a water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer compound (Formula 1) and a benzyl viologen (Formula 2) to prepare a water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer-benzyl biogen complex.

(A) 수용성 (A) water soluble 초분지Second branch 공액화Conjugate 고분자 화합물(화학식 1)의 제조  Preparation of Polymer Compound (Formula 1)

상기 화학식 1로 표시되는 수용성 형광 초분지 방향족 고분자는 하기 반응식 1에 기재된 바와 같이, 수용성 단량체(a)와 방향족 단량체(c)와 가지를 형성하는 단량체(b)를 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 촉매 존재 하에서 스즈키 커플링 반응시켜 제조된다.As described in Scheme 1, the water-soluble fluorescent super branched aromatic polymer represented by Chemical Formula 1 may be a tetrakis (triphenylphosphine) monomer (b) forming a branch with a water-soluble monomer (a), an aromatic monomer (c), and the like. It is prepared by Suzuki coupling reaction in the presence of a palladium catalyst.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

Figure 112011049719769-pat00006
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[상기 반응식에서, R1, R2 및 Ar은 화학식 1에서의 정의와 동일하고;[Wherein R 1 , R 2 and Ar are the same as defined in formula (1);

X가 Cl, Br 또는 I인 경우 Y는

Figure 112011049719769-pat00007
,
Figure 112011049719769-pat00008
또는
Figure 112011049719769-pat00009
이고;Y is X when Cl, Br or I
Figure 112011049719769-pat00007
,
Figure 112011049719769-pat00008
or
Figure 112011049719769-pat00009
ego;

X가

Figure 112011049719769-pat00010
,
Figure 112011049719769-pat00011
또는
Figure 112011049719769-pat00012
인 경우 Y가 Cl, Br 또는 I이다.]X
Figure 112011049719769-pat00010
,
Figure 112011049719769-pat00011
or
Figure 112011049719769-pat00012
Where Y is Cl, Br or I.]

또한 상기 화학식 1로 표시되는 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물의 m 값은 투입하는 수용성 단량체(a)과 방향족 단량체(c)의 당량 비에 의해 조절할 수 있으며, 바람직하게는 방향족 단량체(c)를 수용성 단량체(a)의 1.2 내지 1.4 당량으로 사용한다.In addition, the m value of the water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer compound represented by Chemical Formula 1 may be controlled by the equivalent ratio of the water-soluble monomer (a) and the aromatic monomer (c) to be introduced, and preferably the aromatic monomer (c) 1.2 to 1.4 equivalents of water-soluble monomer (a) are used.

방향족 단량체(c)로 본 발명의 제조예에서는 벤젠-1,4-다이보론산을 이용하였고, 가지를 형성하는 단량체(b)로는 트리스-4-브로모페닐아민을 이용하여 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물을 제조하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 스즈키 커플링에 의하여 상기의 수용성 초분지 공액화 고분자 화합물을 생성할 수 있는 것이라면 어떠한 단량체도 무방하다.As the aromatic monomer (c), in the preparation of the present invention, benzene-1,4-diboronic acid was used, and as the monomer (b) forming the branch, tris-4-bromophenylamine was used. Although a liquefied polymer compound has been prepared, it is not limited thereto, and any monomer may be used as long as it is capable of producing the above water-soluble hyperbranched conjugated polymer compound by Suzuki coupling.

상기 수용성 단량체(a)는 1.2배 몰수의 방향족 단량체(c)와 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 촉매 존재 하에서 스즈키 커플링 반응에 의해 고분자를 이루게 된다(N. Miyaura, A. Suzuki, Chem. Rev. 95, 2457, 1995). 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물은 수용성 단량체와 양 말단에 보란 또는 보론산 또는 보론 에스터 등의 작용기를 갖는 방향족 단량체를 스즈키 커플링 반응에 의해 고분자화 할 수 있다.
The water-soluble monomer (a) forms a polymer by a Suzuki coupling reaction in the presence of a 1.2-fold molar number of the aromatic monomer (c) and a tetrakis (triphenylphosphine) palladium catalyst (N. Miyaura, A. Suzuki, Chem. Rev. 95, 2457, 1995). The water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer compound can polymerize an aqueous monomer and an aromatic monomer having functional groups such as borane, boronic acid, or boron ester at both ends by a Suzuki coupling reaction.

(B) 벤질 (B) benzyl 바이올로젠(화학식 2)의Of biologen (Formula 2) 제조 Produce

상기 화학식 2로 표시되는 벤질 바이올로젠은 하기 반응식 2에 기재된 바와 같이, 4,4'-다이피리딜(d)과 2.53배 몰수의 4-(브로모메틸)페닐보론산(e)를 다이메틸포름아마이드 용매에서 반응시켜 제조된다.Benzyl biogen represented by the formula (2) is dimethyl as 4,4'-dipyridyl (d) and 2.53 times the number of moles of 4- (bromomethyl) phenylboronic acid (e) as described in Scheme 2 below Prepared by reaction in formamide solvent.

[반응식 2]Scheme 2

Figure 112011049719769-pat00013
Figure 112011049719769-pat00013

상기 화학식 1의 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물은 술폰산염, 카복실산, 나이트로 또는 포스포릴이 측쇄에 도입되어 있어 정전기적으로 음이온성을 띄는 반면, 화학식 2의 벤질 바이올로젠은 정전기적으로 양이온성을 띄기 때문에, 화학식 1의 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물과 화학식 2의 벤질 바이올로젠은 정전기적인 상호작용에 의하여 복합체를 형성한다. 또한, 상기 화학식 1의 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물은 고유의 형광을 가지고 있고, 화학식 2의 벤질 바이올로젠은 뛰어난 형광 감쇄제이므로, 정전기적 상호작용에 의해 형성된 복합체는 형광이 감쇄된 상태로 존재한다.The water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer compound of Chemical Formula 1 is sulfonate, carboxylic acid, nitro or phosphoryl is introduced into the side chain and exhibits electrostatic anion, whereas benzyl biogen of Chemical Formula 2 is electrostatic cationic Since the water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer compound of Formula 1 and the benzyl biogen of Formula 2 form a complex by electrostatic interaction. In addition, the water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer compound of Chemical Formula 1 has inherent fluorescence, and the benzyl biogen of Chemical Formula 2 is an excellent fluorescent attenuator, so that the complex formed by electrostatic interaction is in a state of fluorescence attenuation. exist.

상기의 수용성 형광 초분지 공액화 고분자-벤질 바이올로젠 복합체를 구성하는 공액화 고분자와 벤질 바이올로젠 내에 존재하는 붕소 원자는 시안화 이온과 특이적 상호작용에 의하여 정전기적으로 음이온성을 띄게 된다. 이때 공액화 고분자 말단의 붕소 원자보다 벤질 바이올로젠 내의 붕소 원자와 상호작용이 더 우세하기 때문에 벤질 바이올로젠의 붕소 원자가 음이온성을 띄게 되고, 상기 붕소 원자의 음이온성 성질과 복합체 내 수용성 형광 초분지 공액화 고분자의 음이온성 성질은 서로를 밀어내게 된다. 이러한 과정을 통하여 복합체는 붕괴된다. 복합체의 붕괴는 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물과 형광 감쇄제인 벤질 바이올로젠 사이의 거리를 떨어뜨려 형광 감쇄제인 벤질 바이올로젠이 물에 용해되어 형광 감쇄제의 기능을 상실하게 되며, 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물은 기존 형광을 되찾게 된다. 상기 복합체의 형성 및 붕괴 과정에서의 형광 변화로 시안화 이온을 선택적 및 정량적으로 검출 할 수 있으며, 상기 형광 변화는 형광광도계를 이용하여 측정된다. 즉, 이러한 형광 변화를 통하여 본 발명에 따른 수용성 형광 초분지 공액화 고분자-벤질 바이올로젠 복합체를 포함하는 화학센서 또는 바이오센센서는 복합체 내 붕소 이온과 특이적 상호작용를 하는 시안화 이온의 검출에 유용하다.
The conjugated polymer constituting the water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer-benzyl biogen complex and the boron atoms present in the benzyl biogen are electrostatically anionic by specific interaction with cyanide ions. At this time, since the interaction with the boron atoms in the benzyl biogen is more prevalent than the boron atoms at the terminal of the conjugated polymer, the boron atoms of the benzyl biogen have anionic properties, and the anionic nature of the boron atoms and the water-soluble fluorescent superbranched co-conjugate in the complex The anionic nature of the liquefied polymer pushes each other out. Through this process, the complex collapses. The collapse of the complex reduces the distance between the water-soluble fluorescent superbranched conjugated polymer compound and the benzyl biogen, a fluorescent attenuator, so that the benzyl biogen, a fluorescent attenuator, is dissolved in water and loses the function of the fluorescent attenuator. The conjugated polymer compound recovers the existing fluorescence. Cyanide ions can be selectively and quantitatively detected by fluorescence change in the formation and decay of the complex, and the fluorescence change is measured using a fluorophotometer. That is, the chemical sensor or biocene sensor including the water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer-benzyl biogen complex according to the present invention through such fluorescence changes is useful for the detection of cyanide ions having specific interaction with boron ions in the complex. .

이상과 같이 본 발명에 따른 수용성 형광 초분지 공액화 고분자-벤질 바이올로젠 복합체는 음이온에 대한 인지물질로 사용할 수 있으며, 특히 상기 복합체 내 보론산이 도입된 벤질 바이올로젠은 시안화 이온에 대한 선택성이 높아서 화학센서 및 바이오센서로서 시안화 이온을 정량적 및 정성적으로 분석하는 것이 가능하므로 진단, 의학연구, 임상실험, 화학분석 등이 널리 사용될 수 있다. As described above, the water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer-benzyl biogenogen complex according to the present invention can be used as a cognitive substance for anion, and particularly, benzyl biogen in which boronic acid is introduced into the complex has high selectivity to cyanide ions. As sensors and biosensors, it is possible to quantitatively and qualitatively analyze cyanide ions so that diagnostics, medical research, clinical experiments, and chemical analysis can be widely used.

또한, 본 발명에서 사용하고 있는 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물은 화학센서 재료, 바이오센서 재료 등 다양한 기술분야에 응용이 가능하며, 특히 손님 분자 등의 조절에 의한 응답성, 선택성 등의 센서 기능에 부합되는 물성을 갖고 있어 분자인식형 센서 재료에 적용될 수 있다.
In addition, the water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer compound used in the present invention can be applied to various technical fields such as chemical sensor materials and biosensor materials, and in particular, sensor functions such as responsiveness and selectivity by control of guest molecules, etc. It can be applied to molecular sensor materials due to its physical properties.

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.

[[ 제조예Manufacturing example 1] 1,4- 1] 1,4- 다이브로모Dibromo -2,5-비스(4--2,5-bis (4- 술포네이토부톡시Sulfonatobutoxy )) 벤젠나트륨염Benzene Sodium Salt (a)의 제조Preparation of (a)

2,5-다이브로모하이드로퀴논 8 g (29.9 mmol)과 소디움하이드록사이드 2.61 g (65.36 mmol)를 60 ml 에탄올에 넣고 80 ℃로 가열하였다. 상기 용액에 1,4-부탄술톤(1,4-butane sultone) 8.9 g (65.36 mmol)를 첨가하였다. 20시간 동안 교반 후 상온으로 냉각하고 상기 반응물을 여과하였다. 얻어진 고체를 에탄올로 수세한 후 건조하여 16.31 g (93.4%)의 1,4-다이브로모-2,5-비스(4-술포네이토부톡시)벤젠나트륨염을 얻었다.8 g (29.9 mmol) of 2,5-dibromohydroquinone and 2.61 g (65.36 mmol) of sodium hydroxide were added to 60 ml ethanol and heated to 80 ° C. To the solution was added 8.9 g (65.36 mmol) of 1,4-butane sultone. After stirring for 20 hours, the mixture was cooled to room temperature and the reaction was filtered. The obtained solid was washed with ethanol and dried to obtain 16.31 g (93.4%) of 1,4-dibromo-2,5-bis (4-sulfonatobutoxy) benzene sodium salt.

1H NMR (300MHz, D2O): δ=7.40(2H, 방향족), 4.13(4H, 알킬기), 3.08(4H, 알킬기), 2.00(4H, 알킬기), 1.96(4H, 알킬기) ppm.
1 H NMR (300 MHz, D 2 O): delta = 7.40 (2H, aromatic), 4.13 (4H, alkyl group), 3.08 (4H, alkyl group), 2.00 (4H, alkyl group), 1.96 (4H, alkyl group) ppm.

[[ 제조예Manufacturing example 2] 수용성 형광  2] water soluble fluorescence 초분지Second branch 공액화Conjugate 고분자 화합물 A (화학식 1,  Polymer compound A (Formula 1, RR 1One == RR 22 =-=- CHCH 22 CHCH 22 CHCH 22 CHCH 22 SOSO 33 -- NaNa ++ , , ArAr =1,4-= 1,4- 페닐렌Phenylene , , RR 33 =-B(= -B ( OHOH )) 22 )의 제조Manufacturing

1,4-다이브로모-2,5-비스(4-술포네이토부톡시)벤젠나트륨염 1 g (1.85 mmol)과 1,4-벤젠다이보론산 0.38 g (2.31 mmol)과 트리스(4-브로모페닐)아민 0.148 g (0.308 mmol), 그리고 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 촉매 0.13 g (0.12 mmol)을 습기가 제거된 30 ml의 DMF와 18 ml의 2M K2CO3 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 수평균 분자량이 12,400이상인 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물 A를 얻었다. 1 g (1.85 mmol) of 1,4-dibromo-2,5-bis (4-sulfonatobutoxy) benzenesodium salt, 0.38 g (2.31 mmol) of 1,4-benzenediboronic acid and tris (4-bro 0.148 g (0.308 mmol) of mophenyl) amine, and 0.13 g (0.12 mmol) of tetrakis (triphenylphosphine) palladium catalyst were dehumidified with 30 ml of DMF and 18 ml of 2M K 2 CO 3 It was dissolved in the 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 an osmosis membrane obtained the water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer compound A which has a number average molecular weight of 12,400 or more.

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.

[[ 제조예Manufacturing example 3] 수용성 형광  3] water soluble fluorescence 초분지Second branch 공액화Conjugate 고분자 화합물 B (화학식 1,  Polymer compound B (Formula 1, RR 1One == RR 22 =-=- CHCH 22 COOHCOOH , , ArAr =1,4-= 1,4- 페닐렌Phenylene , , RR 33 =-B(= -B ( OHOH )) 22 ))의 제조Manufacture of))

2,2'-(2,5-다이브로모-1,4-페닐렌)비스(옥시)다이아세틱 산 1.42 g (3.7 mmol)과 1,4-벤젠다이보론산 0.76 g (4.62 mmol)과 트리스(4-브로모페닐)아민 0.296 g (0.616 mmol), 그리고 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 촉매 0.26 g (0.24 mmol)을 습기가 제거된 60 ml의 DMF와 36 ml의 2M K2CO3 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 수평균 분자량이 12,400이상인 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물 B를 얻었다. 1.42 g (3.7 mmol) of 2,2 '-(2,5-dibromo-1,4-phenylene) bis (oxy) diacetic acid and 0.76 g (4.62 mmol) of 1,4-benzenediboronic acid and tris 0.296 g (0.616 mmol) of (4-bromophenyl) amine, and 0.26 g (0.24 mmol) of tetrakis (triphenylphosphine) palladium catalyst were dehumidified 60 ml of DMF and 36 ml of 2M K 2 CO 3 It was dissolved in the 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. After dissolving the solid obtained by filtration in tertiary distilled water, the water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer compound B which has a number average molecular weight of 12,400 or more was obtained by the filtration using an osmosis membrane.

1H NMR(300 MHz, D2O) δ=7.6~7.3(10H, 방향족), 6.9~6.4(4H, 방향족), 4.8(4H, 알킬기) ppm.
1 H NMR (300 MHz, D 2 O) δ = 7.6 to 7.3 (10H, aromatic), 6.9 to 6.4 (4H, aromatic), 4.8 (4H, alkyl group) ppm.

[[ 제조예Manufacturing example 4] 벤질  4] benzyl 바이올로젠Biologen (화학식 2)의 제조 Preparation of (Formula 2)

4,4'-다이피리딜 0.574g (3.68 mmol)과 4-(브로모메틸)페닐보론산 2g (9.32 mmol)을 습기가 제거된 17.2 ml의 다이메틸포름아마이드에 용해시키고 55 ℃로 48시간동안 환류하였다. 반응 중에 노란색의 석출이 발생하였다. 상온으로 냉각시킨 후에 86 ml의 아세톤에 부어 결정을 석출시킨 다음 석출물을 원심분리하여 얻어진 고체를 100 ml의 아세톤에 5회 수세 후 여과하고 건조하여 2.012 g (93.3%)의 벤질 바이올로젠을 얻었다. 0.574 g (3.68 mmol) of 4,4'-dipyridyl and 2 g (9.32 mmol) of 4- (bromomethyl) phenylboronic acid were dissolved in 17.2 ml of dimethylformamide, which had been dehumidified, for 48 hours at 55 ° C. At reflux. Yellow precipitate occurred during the reaction. After cooling to room temperature, the crystals were poured into 86 ml of acetone, and the precipitate was centrifuged. The solid obtained was washed with 100 ml of acetone five times, filtered, and dried to obtain 2.012 g (93.3%) of benzyl biogen.

1H NMR(300 MHz, D2O) δ=9.30 (4H, 방향족), 8.68(4H, 방향족), 7.98(4H, 방향족), 7.67(4H, 방향족), 6.09(4H, 알킬기) ppm.
1 H NMR (300 MHz, D 2 O) δ = 9.30 (4H, aromatic), 8.68 (4H, aromatic), 7.98 (4H, aromatic), 7.67 (4H, aromatic), 6.09 (4H, alkyl group) ppm.

[[ 실시예Example 1] 수용성 형광  1] water soluble fluorescence 초분지Second branch 공액화Conjugate 고분자-벤질  Polymer-Benzyl 바이올로젠Biologen 복합체의 형성 및  Formation of complexes and 형광감쇄효과Fluorescence Attenuation Effect 평가 evaluation

제조예 2에서 제조된 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물과 제조예 4에서 제조된 벤질 바이올로젠의 정전기적 상호작용에 의한 복합체를 형성하기 위하여 상기 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물을 3차 증류수에 녹여 1.0×10-5 몰농도로 맞추었다. 여기에 벤질 바이올로젠을 1.0×10-8 몰농도부터 1.0×10-5 몰농도까지 첨가하여 용액의 형광 변화를 형광광도계를 이용하여 관찰하여 형광감쇄작용을 평가하였다. In order to form a composite by the electrostatic interaction of the water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer compound prepared in Preparation Example 2 and the benzyl biogenene prepared in Preparation Example 4, the water-soluble fluorescent superbranched conjugated polymer compound was prepared in tertiary distilled water. Melted and adjusted to 1.0 × 10 -5 molarity. Benzyl biogen was added from 1.0 × 10 −8 molar concentration to 1.0 × 10 −5 molar concentration, and the change in fluorescence of the solution was observed using a fluorophotometer to evaluate fluorescence attenuation.

그 결과 첨가되는 벤질 바이올로젠의 농도에 따라 점차적인 형광의 변화를 나타냈다. 즉, 상기 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물에 형광감쇄제인 벤질 바이올로젠을 첨가시, 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물만 존재하는 경우에 비해 고분자의 형광이 감소하였으며, 첨가되는 벤질 바이올로젠의 농도가 높을수록 고분자의 형광 감소량도 비례하였다. 벤질 바이올로젠을 1.0×10-5 몰농도로 첨가하는 경우 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물만 존재하는 경우에 비해 416 nm에서의 청색형광이 95% 감소하였다. 이상의 결과로 보아 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물은 첨가되는 벤질 바이올로젠과의 정전기적 상호작용에 의하여 복합체 형성시 뛰어난 형광감쇄작용을 확인할 수 있었다.
As a result, the fluorescence was gradually changed depending on the concentration of benzyl biogen added. That is, when the benzyl biogen, which is a fluorescent attenuator, is added to the water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer compound, the fluorescence of the polymer is reduced compared to the case where only the water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer compound is present, and the concentration of the benzyl biogen added. The higher the value, the more the proportion of fluorescence decrease of the polymer. When the benzyl biogen was added at a molar concentration of 1.0 × 10 −5 , the blue fluorescence at 416 nm was reduced by 95% compared to the case where only the water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer compound was present. As a result, the water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer compound was able to confirm excellent fluorescence attenuation during complex formation by electrostatic interaction with benzyl biogen.

[[ 실시예Example 2] 수용성 형광  2] water soluble fluorescence 초분지Second branch 공액화Conjugate 고분자 화합물-벤질 바이올로젠 복합체의 시안화 이온 센서로서의 성능 평가 Performance Evaluation of Polymer Compound-benzyl Biogenogen Composite as Cyanide Ion Sensor

제조예 2에서 제조된 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물과 제조예 4에서 제조된 벤질 바이올로젠의 정전기적 상호작용에 의해 수용성 형광 초분지 공액화 고분자-벤질 바이올로젠 복합체가 생성된다. 생성된 수용성 형광 초분지 공액화 고분자-벤질 바이올로젠 복합체의 시안화 이온에 대한 화학적 검출 능력을 확인하기 위하여 상기 제조예 2에서 제조된 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물을 3차 증류수에 녹여 1.0×10-5 몰농도로 맞추었다. 여기에 벤질 바이올로젠을 추가하여 1.0×10-5 몰농도로 맞추었다. 여기에 시안화 이온의 농도에 따른 형광 변화를 확인하기 위하여 1.0×10-5 몰농도부터 1.0×10- 2몰농도까지 각기 다른 농도의 시안화 이온을 첨가하여 용액의 형광 변화를 형광광도계를 이용하여 관찰하였다.A water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer-benzyl biogen complex is produced by the electrostatic interaction of the water-soluble fluorescent superbranched conjugated polymer compound prepared in Preparation Example 2 and the benzyl biogen prepared in Preparation Example 4. In order to confirm the chemical detection capability of the cyanide ions of the resulting water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer-benzyl biogenene complex, the water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer compound prepared in Preparation Example 2 was dissolved in tertiary distilled water to 1.0 × 10. Adjusted to -5 molarity. Benzyl biogen was added to this to adjust the molarity of 1.0 × 10 −5 . Observed by the addition of cyanide ions in different concentrations to 2 mole concentration using the fluorescence change in the fluorescence photometer of the solution - this in order to determine the fluorescence change in the concentration of the cyanide ion from 1.0 × 10 -5 molar concentration of 1.0 × 10 in It was.

형광광도계를 이용하여 관찰한 결과, 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물(제조예 2)-벤질 바이올로젠(제조예 4) 복합체는 실험에 사용한 시안화 이온의 농도에 따라 다른 형광 변화를 나타냈다. 형광이 감쇄된 상기 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물(제조예 2)-벤질 바이올로젠(제조예 4) 복합체에 시안화 이온을 첨가시, 시안화 이온의 첨가 전(복합체만 있는 경우)보다 형광이 증가하는 현상을 볼 수 있었다. 형광 광도계에 의한 형광을 측정한 결과, 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물(제조예 2)-벤질 바이올로젠(제조예 4) 복합체의 경우 시안화 이온의 첨가에 의해 형광이 125% 증가하는 것을 확인하였다. As a result of observing with a fluorescence photometer, the water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer compound (Production Example 2) -benzyl biogen (Production Example 4) showed different fluorescence changes depending on the concentration of cyanide ions used in the experiment. When cyanide ions are added to the water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer compound (Preparation Example 2) -benzyl biogen (Preparation Example 4) composite, in which fluorescence is attenuated, the fluorescence increases before the addition of cyanide ions (if only the complex is present). I could see the phenomenon. As a result of measuring the fluorescence by the fluorescence photometer, it was confirmed that the fluorescence increased 125% by the addition of cyanide ions in the case of the water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer compound (Preparation Example 2) -benzyl biogen (Preparation Example 4). .

이상의 결과로 보아, 제조된 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물(제조예 2)-벤질 바이올로젠(제조예 4) 복합체는 첨가되는 음이온의 종류에 따라 선택적인 바이오센서로 이용될 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 복합체의 구성 성분인 벤질 바이올로젠에 존재하는 붕소와 시안화 이온은 특이적 상호작용을 통하여 복합체를 붕괴시키며, 이러한 붕괴는 고분자 화합물과 형광감쇄제인 벤질 바이올로젠 간의 거리를 떨어뜨려 물에 용해되게 함으로써 형광감쇄제의 기능을 상실하여 고분자 화합물의 기존 형광으로 형광이 증가함을 확인할 수 있었다.
As a result, it can be seen that the prepared water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer compound (Preparation Example 2) -benzyl biogen (Preparation Example 4) complex can be used as a selective biosensor according to the type of anion added. there was. In addition, the boron and cyanide ions present in the constituents of the complex benzyl biogen decompose the complex through specific interactions, and this decay reduces the distance between the high molecular compound and the benzyl biogen, which is a fluorescent attenuator, to dissolve in water. As a result, it was confirmed that the fluorescence increased by the existing fluorescence of the polymer compound by losing the function of the fluorescence attenuator.

[[ 비교예Comparative example ] 다른 음이온에 대한 감지 성능 평가Evaluation of detection performance for other anions

본 발명의 시안화 이온 검출의 선택성을 확인하기 위하여 시안화 이온의 사용 대신 같은 몰농도의 브롬 이온, 요오드 이온, 불소 이온, 염소 이온 및 아세테이트 이온을 사용하였다. 실시예 2와 동일한 조건으로 각각의 이온을 첨가하여 형광 광도계로 형광을 측정하였다. 그 결과, 실시예 2에서 확인한 시안화 이온의 경우와 달리 브롬 이온, 요오드 이온, 불소 이온, 염화 이온 및 아세테이트 이온의 첨가에 의하여 416 nm에서의 청색형광이 각각 브롬이온은 57%, 요오드 이온은 52%, 불소 이온은 63%, 염화 이온은 2%, 아세테이트 이온은 64% 감소하였다. In order to confirm the selectivity of detecting cyanide ions of the present invention, bromine ions, iodine ions, fluorine ions, chlorine ions and acetate ions having the same molarity were used instead of cyanide ions. Each ion was added under the same conditions as in Example 2, and fluorescence was measured by a fluorescence photometer. As a result, unlike the case of cyanide ions identified in Example 2, blue fluorescence at 416 nm was 57% bromine and 52% at 416 nm, respectively, by the addition of bromine, iodine, fluorine, chloride and acetate ions. %, Fluorine ions 63%, chloride ions 2%, acetate ions 64%.

이상의 결과로 보아 본 발명에 따른 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물-벤질 바이올로젠 복합체는 시안화 이온의 존재와 농도에 따라 형광색의 변화가 나타나는 시안화 이온에 대하여 선택적인 화학센서로 이용될 수 있음을 확인할 수 있었다.From the above results, it was confirmed that the water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer compound-benzyl biogen complex according to the present invention can be used as a selective chemical sensor for cyanide ions in which fluorescent color changes depending on the presence and concentration of cyanide ions. Could.

Claims (10)

하기 화학식 1로 표시되는 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물의 측쇄의 음이온성기에 화학식 2의 벤질 바이올로젠이 정전기적으로 결합된 수용성 형광 초분지 공액화 고분자-벤질 바이올로젠 복합체.
[화학식 1]
Figure 112011049719769-pat00014

[상기 화학식 1에서, Ar은 (C6-C20)아릴렌 또는 N, O 및 S로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는 (C3-C12)헤테로아릴렌이고; R1 및 R2는 서로 독립적으로 말단에 술폰산염, 카복실산, 나이트로 또는 포스포릴이 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1 내지 C6의 알킬기이고; R3
Figure 112011049719769-pat00015
,
Figure 112011049719769-pat00016
또는
Figure 112011049719769-pat00017
이고; m은 5 내지 199의 정수이다.]

[화학식 2]
Figure 112011049719769-pat00018

A water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer-benzyl biogenene complex in which the benzyl biogen of formula 2 is electrostatically bonded to an anionic group of the side chain of the water-soluble fluorescent superbranched conjugated polymer compound represented by Formula 1 below.
[Formula 1]
Figure 112011049719769-pat00014

[In Formula 1, Ar is (C6-C20) arylene or (C3-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 sulfonate, carboxylic acid, nitro or phosphoryl at the end; R 3 is
Figure 112011049719769-pat00015
,
Figure 112011049719769-pat00016
or
Figure 112011049719769-pat00017
ego; m is an integer from 5 to 199.]

(2)
Figure 112011049719769-pat00018

제 1항에 있어서,
상기 R1 및 R2의 알킬기는 서로 독립적으로 메틸, 에틸, i-프로필, n-프로필, i-부틸, n-부틸, t-부틸, n-펜틸, i-펜틸 또는 n-헥실이고, 상기 R1 및 R2의 알킬기의 말단은 각각 술폰산나트륨염 또는 카복실산으로 치환되는 것을 특징으로 하는 수용성 형광 초분지 공액화 고분자-벤질 바이올로젠 복합체.
The method of claim 1,
The alkyl groups of R 1 and R 2 are independently of each other methyl, ethyl, i-propyl, n-propyl, i-butyl, n-butyl, t-butyl, n-pentyl, i-pentyl or n-hexyl, and The terminal of the alkyl group of R 1 and R 2 is a water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer-benzyl biogenene complex, characterized in that substituted with sodium sulfonate salt or carboxylic acid, respectively.
제 1항에 있어서,
상기 Ar은 페닐렌인 것을 특징으로 하는 수용성 형광 초분지 공액화 고분자-벤질 바이올로젠 복합체.
The method of claim 1,
Ar is phenylene, water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer-benzyl biogen complex.
제 1항에 있어서,
상기 화학식 1의 수용성 초분지 공액화 고분자 화합물은 수평균 분자량이 3,000 내지 100,000인 것을 특징으로 하는 수용성 형광 초분지 공액화 고분자-벤질 바이올로젠 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, wherein the water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer-benzyl biogen complex.
제 1항 내지 제 4항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 수용성 형광 초분지 공액화 고분자-벤질 바이올로젠 복합체를 포함하는 센서.
Sensor comprising a water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer-benzyl biogen complex according to any one of claims 1 to 4.
제 5항에 있어서,
상기 센서는 화학센서 또는 바이오센서인 것을 특징으로 하는 센서.
6. The method of claim 5,
The sensor is characterized in that the chemical sensor or biosensor.
제 6항에 있어서,
상기 센서는 형광광도계를 이용한 시안화 이온의 선택적 검출용인 것을 특징으로 하는 센서.
The method according to claim 6,
The sensor is characterized in that for the selective detection of cyanide ions using a fluorescence photometer.
제 5항에 따른 센서를 이용하여 시안화 이온을 선택적으로 검출하는 방법.
A method for selectively detecting cyanide ions using a sensor according to claim 5.
제 1항에 따른 수용성 형광 초분지 공액화 고분자-벤질 바이올로젠 복합체를 이용하여 시안화 이온을 선택적으로 검출하는 방법.
A method of selectively detecting cyanide ions using the water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer-benzyl biogen complex according to claim 1.
하기 화학식 1로 표시되는 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물의 수용액에 화학식 2의 벤질 바이올로젠을 첨가하여 상기 수용성 형광 초분지 공액화 고분자 화합물의 측쇄의 음이온성기에 양이온성의 벤질바이올로젠을 정전기적 결합시켜 제1항에 따른 수용성 형광 초분지 공액화 고분자-벤질 바이올로젠 복합체를 제조하는 방법.
[화학식 1]
Figure 112011049719769-pat00019

[상기 화학식 1에서, Ar, R1, R2, R3 및 m은 청구항 제1항에서의 정의와 동일하다.]

[화학식 2]
Figure 112011049719769-pat00020
Electrostatic coupling of cationic benzylbiogen to the anionic groups of the side chains of the water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer compound by adding benzyl biogen of Formula 2 to an aqueous solution of the water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer compound represented by Formula 1 To prepare a water-soluble fluorescent hyperbranched conjugated polymer-benzyl biogen complex according to claim 1.
[Formula 1]
Figure 112011049719769-pat00019

[In Formula 1, Ar, R 1 , R 2 , R 3 and m are the same as defined in claim 1.]

(2)
Figure 112011049719769-pat00020
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