KR101548806B1 - 신규한 화합물, 이를 이용한 크롬 이온 또는 알루미늄 이온 검출제, 검출방법 및 검출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는 크롬 이온(Cr^{3 +}) 또는 알루미늄 이온(Al^{3 +}) 검출제, 검출방법 및 검출 장치에 관한 것이다.
[화학식 1]

Description

신규한 화합물, 이를 이용한 크롬 이온 또는 알루미늄 이온 검출제, 검출방법 및 검출장치 {Novel Compounds, Agent Selecting Chromium Ion Or Aluminum Ion Using The Same, Detecting Method And Detecting Device Thereof}

본 발명은 신규한 화합물, 상기 화합물을 포함하는 크롬 이온 또는 알루미늄 이온에 선택성이 있는 검출제, 이를 이용한 검출방법 및 검출장치에 관한 것이다.

형광 화학센서는 높은 감도, 선택성 및 다양한 기능을 가지고 있으며, 다루기가 쉬워 중성 및 이온 종(species)을 검출할 수 있는 좋은 도구로 널리 사용된다.

3가 크롬 이온(Cr^{3 +})은 농업과 산업 활동으로 인해 축적되는 잘 알려진 환경 오염 물질인 반면에, 인간과 동물의 균형 잡힌 음식 섭취를 위한 필수적인 구성요소이기도 하다. 3가 크롬 이온(Cr^{3 +})이 결핍이 되면 당뇨병 또는 심혈관 질환과 관련된 위험 요인이 증가하고, 포도당 수준 및 지질 대사에 장애를 일으킬 수 있다.

알루미늄은 지구에서 세 번째로 풍부한 원소이며, 현재의 환경수준(산성비, 공업 오염 등)과 치료수준(Al-함유 제산제, 정맥 주사 약물, 영양소, 혈액 제제, 백신 등)에서 인간의 건강에 영향을 미치는 것으로 잘 알려져 있다. 그러나 인체 내에 알루미늄의 과다축적은 중추신경계의 기능부전, 파킨슨병 및 알츠하이머 병을 야기할 수 있다.

이러한 이유로, 크롬 이온(Cr^{3 +})과 알루미늄 이온(Al^{3 +})을 선택적으로 검출하기 위한 다양한 화학센서를 개발하려는 노력이 많이 이루어지고 있다. 특히, 분석을 빠르고 경제적으로 하기 위하여 하나의 프로브(Probe)를 가지고 원하는 여러 금속 이온을 동시에 검출 하는 것이 좋은데, 다른 금속 이온들을 동시에 검출하는 화학센서는 많이 알려져 있지 않다.

M, Sarkar. S, Banthia, A. Sammanta. Tetrahedron Letters. 2006, 47, 7575-7578.

본 발명은 금속 이온 중에서도 크롬 이온(Cr^{3 +}) 또는 알루미늄 이온(Al^{3 +})과 선택적으로 결합하여 색 변화 또는 형광을 나타내는 화합물을 제조하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 화합물을 포함하는 크롬 이온(Cr^{3 +}) 또는 알루미늄 이온(Al^{3 +}) 검출제, 검출 방법 및 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여,

본 발명은 하기 화학식 1로 나타내는 화합물을 제공한다.

[화학식 1]

또한, 본 발명은 8-퀴놀린아민 및 1-히드록시나프탈렌-2-카브알데하이드를 반응시키는 것을 특징으로 하는 상기 화학식 1의 화합물 제조 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 크롬 이온(Cr^{3 +}) 또는 알루미늄 이온(Al^{3 +}) 검출제를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 화학식 1의 화합물을 사용하는 크롬 이온(Cr^{3 +}) 또는 알루미늄 이온(Al^{3 +}) 검출 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 크롬 이온(Cr^{3 +}) 또는 알루미늄 이온(Al^{3 +}) 검출제를 포함하는 크롬 이온(Cr^{3 +}) 또는 알루미늄 이온(Al^{3 +}) 검출 장치를 제공한다.

본 발명의 화합물은 제조가 간단하며, 금속 이온 중에서도 크롬 이온(Cr^{3 +}) 또는 알루미늄 이온(Al^{3 +})과 선택적으로 결합하여 검출할 수 있다. 따라서, 본 발명의 화합물은 크롬 이온(Cr^{3 +}) 또는 알루미늄 이온(Al^{3 +})을 검출하는 검출 장치로 사용될 수 있다.

도 1은 화학식 1의 화합물이 크롬 이온(Cr^{3 +})과 결합했을 때의 구조를 나타낸 것이다.
도 2는 화학식 1의 화합물에 다양한 금속 이온을 각각 넣었을 때의 흡광도를 나타낸 그래프이다.
도 3은 화학식 1의 화합물에 다양한 금속 이온을 각각 넣었을 때의 색 변화를 나타낸 사진이다.
도 4는 화학식 1의 화합물에 크롬 이온(Cr^{3 +})의 양을 증가시키면서 첨가하였을 때의 흡광도를 나타낸 그래프이다.
도 5는 화학식 1의 화합물에 크롬 이온(Cr^{3 +})의 양을 증가시키면서 첨가하였을 때의 467nm에서의 흡광도를 나타낸 그래프이다.
도 6은 화학식 1의 화합물과 크롬 이온(Cr^{3 +})이 1:1로 결합하는 것을 나타낸 잡플랏(Job's plot) 그래프이다.
도 7은 화학식 1의 화합물과 크롬 이온(Cr^{3 +})이 1:1로 결합하는 것을 나타낸 ESI-MS 스펙트럼이다.
도 8은 화학식 1의 화합물이 알루미늄 이온(Al^{3 +})과 결합했을 때의 구조를 나타낸 것이다.
도 9는 화학식 1의 화합물에 다양한 금속 이온을 각각 넣었을 때의 형광의 세기를 나타낸 그래프이다.
도 10은 화학식 1의 화합물에 다양한 금속 이온을 각각 넣었을 때 526nm에서의 형광 세기를 나타낸 막대 그래프이다.
도 11은 화학식 1의 화합물에 알루미늄 이온(Al^{3 +})의 양을 증가시키면서 첨가하였을 때의 형광의 세기를 나타낸 그래프이다.
도 12는 화학식 1의 화합물에 알루미늄 이온(Al^{3 +})의 양을 증가시키면서 첨가하였을 때의 526nm에서의 형광의 세기를 나타낸 그래프이다.
도 13은 화학식 1의 화합물과 알루미늄 이온(Al^{3 +})이 2:1로 결합하는 것을 나타낸 잡플랏(Job's plot) 그래프이다.
도 14는 화학식 1의 화합물과 알루미늄 이온(Al^{3 +})이 2:1로 결합하는 것을 나타낸 ESI-MS 스펙트럼이다.
도 15는 메탄올-d₄ 용매에서 알루미늄 이온(Al^{3 +})의 양을 점점 증가시키는데 따른 화학식 1의 화합물의 ¹H NMR 변화를 측정한 그래프이다.
도 16은 다양한 금속 이온이 존재할 때 화학식 1의 화합물이 알루미늄 이온(Al^{3 +})을 검출하는데 방해를 받는지를 확인하기 위한 형광 실험 결과를 나타낸 막대 그래프이다.

이하, 본 발명을 보다 자세히 설명한다.

본 발명은 하기 화학식 1로 나타내는 화합물에 관한 것이다.

[화학식 1]

상기 화학식 1의 화합물은 8-퀴놀린아민(8-quinolineamine)과 1-하이드록시나프탈렌-2-카브알데하이드(1-hydroxynaphthalene-2-carbaldehyde)를 반응시켜 얻을 수 있으며, 반응 조건이 비교적 간단하여 쉽게 제조할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 크롬 이온(Cr^{3 +}) 또는 알루미늄 이온(Al^{3 +}) 검출제에 관한 것이다.

상기 화학식 1의 화합물은 다양한 금속 이온(예컨대, Ag⁺, Al^{3 +} _, Ca^{2 +}, Cd^{2 +} _, Co²⁺, Cr^{3 +}, Cu^{2 +}, Fe^{2 +}, Hg^{2 +}, K⁺, Mg^{2 +}, Mn^{2 +}, Na⁺, Ni^{2 +}, Pb^{2 +} _, Zn^{2 +}) 중에서도 크롬 이온(Cr^{3 +}) 또는 알루미늄 이온(Al^{3 +})에 선택성이 있어 상기 금속 이온을 검출할 수 있는 검출제로 사용된다. 상기 검출제는 추가로 용매를 더 포함할 수 있으며, 바람직하게는 알코올을 사용하나 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 화학식 1의 화합물은 크롬 이온(Cr^{3 +})과 1:1로 결합하면서 노란색에서 무색으로 색 변화가 나타나고, 알루미늄 이온(Al^{3 +})과 2:1로 결합하면서 강력한 형광을 나타낸다. 상기 화학식 1의 화합물이 크롬 이온(Cr^{3 +})과 1:1로 결합하고, 알루미늄 이온(Al^{3 +})과는 2:1로 결합하는 것은 잡플랏(Job's plot) 및 ESI-MS를 통해서 알 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 화학식 1의 화합물을 이용하여 크롬 이온(Cr^{3 +}) 또는 알루미늄 이온(Al^{3 +})의 검출방법을 제공할 수 있다.

본 발명은 크롬 이온(Cr^{3 +}) 또는 알루미늄 이온(Al^{3 +}) 검출제를 포함하는 검출 장치를 제공한다. 상기 검출 장치는 색 또는 형광의 변화를 통하여 상기 이온을 검출할 수 있으며, 바람직한 검출 장치로는 프로브(Probe)가 있다.

이하, 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예 및 실험예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예 및 실험예에 제한되지는 않는다.

실시예 1. 화학식 1의 화합물의 제조

8-퀴놀린아민(8-quinolineamine) 0.16 g(1.1 mmol)과 1-히드록시나프탈렌-2-카브알데하이드(1-hydroxynaphthalene-2-carbaldehyde) 0.18 g(1 mmol)을 정제된 에탄올 10 mL에 녹였다. 반응 용액을 질소분위기 하에서 한 시간 동안 가열 교반하였다. 그 후, 반응 용액을 상온으로 냉각시키고 여과하여 에탄올로 재결정하여 적색의 생성물을 얻었으며, 반응식은 하기와 같다.

또한, 상기 얻어진 생성물을 NMR, ESI-MS 및 EA를 통하여 구조를 확인하였다.

[반응식 1]

수율: 88%.

¹H NMR (DMSO-d₆, 400 MHz) δ 14.99 (d, 1H), 9.11 (d, 1H), 9.02 (d, 1H), 8.49 (d, 1H), 8.37 (d, 1H), 8.16 (d, 1H), 7.85 (d, 1H), 7.72 (m, 2H), 7.63 (d, 2H), 7.45 (m, 1H), 7.21 (d, 1H), 6.79 (d, 1H).

¹³C NMR (DMSO-d₆, 400 MHz): δ 181, 150.30, 150.21, 138.27, 137.84, 136.49, 135.43, 131.42, 130.55, 129.34, 128.44, 127.33, 126.95, 125.69, 125.3, 124.19, 122.71, 115.01, 113.29, 110.52 ppm.

HRMS (ESI): m/z : [M+H]⁺의 이론값: 299.12, 실험값: 299.20.

C₂₀H₁₅NO₂ (분자량: 298.11) 이론값: C, 80.52; H, 4.73; N, 9.39% 실험값: C, 79.92; H, 4.39; N, 9.07%.

실험예 1. 실시예 1의 화학식 1의 화합물과 다양한 금속 이온과의 흡광도 측정

상기 실시예 1에서 제조한 화학식 1의 화합물과 다양한 금속 이온(Ag⁺, Al³⁺ _, Ca^{2 +}, Cd^{2 +} _, Co^{2 +}, Cr^{3 +}, Cu^{2 +}, Fe^{2 +}, Hg^{2 +}, K⁺, Mg^{2 +}, Mn^{2 +}, Na⁺, Ni^{2 +}, Pb^{2 +} _, Zn^{2 +})을 반응시켜 UV-vis 흡수파장을 관찰하였다.

화학식 1의 화합물(1.49 mg, 0.005 mmol)을 1 mL의 메탄올 용매에 녹이고, 그 용액을 6 μL 취해 2.994 mL의 메탄올에 희석시켜 최종농도를 10 μM로 만들었다. 메탄올을 사용하여 각각의 다양한 금속 이온 용액 10 mM를 제조하고, 상기 금속 이온 용액 30 μL를 3mL의 화학식 1의 화합물 용액(10 μM)에 각각 넣어준 후, UV-Vis를 사용하여 각각의 UV-vis 파장을 측정하였다. 이때, 상기 금속 이온 용액은 질산염(nitrate salt)을 사용하여 제조하였다.

Ag⁺, Al^{3 +} _, Ca^{2 +}, Cd^{2 +} _, Co^{2 +}, Cu^{2 +}, Hg^{2 +}, K⁺, Mg^{2 +}, Mn^{2 +}, Na⁺, Ni^{2 +}, Pb^{2 +} 및 Zn^{2 +}와 같은 금속 이온들의 UV-vis 흡수파장은 화학식 1의 화합물과 비교하여 거의 변화가 없거나 아주 약간의 흡광도 감소만 관찰되었다. 철 이온(Fe^{2 +})의 흡수파장은 약간의 청색 이동(Blue-shift)이 나타났으나, 용액의 색 변화는 거의 관찰되지 않았다(도 3).

그러나 크롬 이온(Cr^{3 +})의 경우 화학식 1의 화합물의 흡수파장과 비교하였을 때 큰 변화가 관찰되었다. 화학식 1의 화합물은 470 nm와 494 nm의 두 흡수파장에서 흡광도를 가지는데, 크롬 이온(Cr^{3 +})의 경우에는 상기 두 개의 흡수파장에서 흡광도가 사라졌다(도 2). 그 결과, 노란색에서 무색으로의 색 변화가 관찰되었다(도 3). 따라서, 본 발명의 화학식 1의 화합물은 크롬 이온(Cr^{3 +})을 매우 선택적으로 검출한다는 것을 알 수 있었다.

또한, 상기 실시예 1에서 제조한 화학식 1의 화합물과 크롬 이온(Cr^{3 +})의 결합 성질을 알아보기 위하여 UV 적정실험을 진행하였다. 화학식 1의 화합물 용액(30μM)에 크롬 이온(Cr^{3 +})의 양을 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0, 1.2. 1.4, 1.6, 1.8, 2.0, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8, 3.0 당량으로 점점 증가시키면서 흡광도를 측정하였다. 그 결과, 크롬 이온(Cr^{3 +})의 양이 증가할수록 278 nm, 344 nm 및 467 nm에서 흡광도는 감소하고, 262 nm와 382 nm에서 새로운 흡수파장이 생성된 것을 확인하였다(도 4). 또한, 374 nm 및 394 nm에서 등흡광점(isosbestic point)이 관찰되었는데 이는 화학식 1의 화합물과 크롬 이온(Cr^{3 +})이 결합하여 착물이 형성된 것으로 예상할 수 있다(도 1).

실험예 2. 실시예 1의 화학식 1의 화합물과 크롬 이온( Cr ^{3 +} )의 결합 분석

2-1. 잡플랏 ( job's plot ) 실험

상기 실시예 1에서 제조한 화학식 1의 화합물과 크롬 이온(Cr^{3 +})의 결합 비를 알아보기 위하여 UV-vis을 사용하여 잡플랏(job's plot)을 얻었다.

화학식 1의 화합물(14.9 mg, 0.05 mmol)을 메탄올 용매 5 mL에 녹이고, 그 용액을 각각의 바이알(vial)에 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5 μL씩 각각 옮겼다. Cr(NO₃)₃ (20.20 mg, 0.05 mmol)을 메탄올 5 mL에 녹이고, 그 용액을 화합물 1 용액에 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 μL씩 각각 더하여 총 부피 50μL의 혼합액을 만들고, 4.95mL의 메탄올을 첨가하여 총 부피를 5 mL로 만들어 희석했다. 여기서 ([Cr^{3 +}]/([화학식 1] + [Cr^{3 +}]))의 식으로 표현하면 각각의 용액은 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9의 값을 가진다.

모든 용액을 UV-vis로 측정한 결과, 0.5에서 가장 높은 값의 흡광도를 얻었다. 따라서, 화학식 1의 화합물과 크롬 이온(Cr^{3 +})이 착물을 형성할 때 1 대 1의 결합비를 가진다는 것을 알 수 있었다(도 6).

2-2. ESI - MS 실험

상기 각각의 혼합 용액을 ESI-MS로 측정한 결과 한 개의 크롬 이온(Cr^{3 +})과 한 개의 화학식 1의 화합물, 용매인 메탄올 분자 세 개가 결합했을 때의 값(m/z=222.87, 이론값: 222.56)에서 가장 높은 값이 나와 화학식 1의 화합물과 크롬 이온(Cr^{3 +})은 1:1 결합을 한다는 것을 알 수 있었다(도 7).

실험예 3. 실시예 1의 화학식 1의 화합물과 다양한 금속 이온들과의 형광 측정

상기 실시예 1에서 제조한 화학식 1의 화합물과 다양한 금속 이온(Ag⁺, Al³⁺ _, Ca^{2 +}, Cd^{2 +} _, Co^{2 +}, Cr^{3 +}, Cu^{2 +}, Fe^{2 +}, Hg^{2 +}, K⁺, Mg^{2 +}, Mn^{2 +}, Na⁺, Ni^{2 +}, Pb^{2 +} _, Zn^{2 +})을 반응시켜 형광 성질을 관찰하였다.

화학식 1의 화합물 1(1.49 mg, 0.005 mmol)을 1 mL의 메탄올 용매에 녹이고, 그 용액을 6 μL 취해 2.994 mL의 메탄올에 희석시켜 최종농도를 10 μM로 만들었다. 메탄올을 사용하여 각각의 다양한 금속 이온 용액 10 mM를 제조하고, 상기 금속 이온 용액 30 μL를 3mL의 화학식 1의 화합물 용액(10 μM)에 각각 넣어준 후, 형광 기기를 사용하여 형광 세기를 측정하였다.

각각의 금속 이온에 대한 형광 분석 결과를 도 9 및 도 10에 나타내었다. 화학식 1의 화합물은 450 nm에서 매우 약한 형광세기를 보였다. Ag⁺, Ca^{2 +}, Cd^{2 +} _, Co²⁺, Cr^{3 +}, Cu^{2 +}, Fe^{2 +}, Hg^{2 +}, K⁺, Mg^{2 +}, Mn^{2 +}, Na⁺, Ni^{2 +} 및 Pb^{2 +}의 금속 이온들을 화학식 1의 화합물 용액에 첨가했을 때 형광 세기의 변화가 관찰되지 않았고, Zn^{2 +}의 경우는 약간의 형광 세기의 증가가 관찰되었다. 그러나 알루미늄 이온(Al^{3 +})은 526 nm에서 형광 세기가 크게 증가함을 관찰하였다. 형광 세기의 증가는 화학식 1의 화합물과 알루미늄 이온(Al^{3 +})의 착물 형성에 의한 것으로 예상할 수 있다(도 8).

또한, 화학식 1의 화합물과 알루미늄 이온(Al^{3 +})의 결합성질을 알아보기 위하여 형광 적정실험을 진행하였다. 화학식 1의 화합물 용액(10μM)에 알루미늄 이온(Al^{3 +})의 양을 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7. 0.8, 0.9, 1.0, 1.2, 1.4 당량으로 점점 증가시키면서 형광세기를 측정하였다. 그 결과, 알루미늄 이온(Al^{3 +})의 양이 증가할수록 형광세기가 점점 증가하는 것이 관찰되었다(λex = 450 nm)(도 11 및 12).

실험예 4. 실시예 1의 화학식 1의 화합물과 알루미늄 이온( Al ^{3 +} )의 결합 분석

4-1. 잡플랏 ( Job's plot ) 실험

상기 실시예 1에서 제조한 화학식 1의 화합물과 알루미늄 이온(Al^{3 +})의 결합 비를 알아보기 위하여 UV-vis을 사용하여 잡플랏(job's plot)을 측정하였다.

화학식 1의 화합물(14.9 mg, 0.05 mmol)을 메탄올 5 mL에 녹이고, 그 용액을 각각의 바이알(vial)에 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5 μL씩 각각 옮겼다. Al(NO₃)₃ (18.76 mg, 0.05 mmol)을 메탄올 5 mL에 녹이고, 그 용액을 화학식 1의 화합물 용액에 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 μL씩 각각 더하여 50μL를 만들고, 메탄올 4.95mL를 첨가해 총 부피를 5 mL로 만들어 희석하였다. 여기서 ([Al³⁺]/([화학식 1] + [Al^{3 +}]))의 식으로 표현하면 각각의 용액은 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9의 값을 가진다.

모든 용액을 UV-vis로 측정한 결과, 0.3에서 가장 높은 값의 형광 세기를 보였고, 화학식 1의 화합물과 알루미늄 이온(Al^{3 +})이 착물을 형성할 때 2 대 1의 결합비를 가진다는 것을 알 수 있었다 (도 13).

4-2. ESI - MS 실험

알루미늄 이온(Al^{3 +})과 상기 실시예 1에서 제조한 화학식 1의 화합물의 결합비를 알아보기 위하여 ESI-MS 실험을 진행하였다. 그 결과, 한 개의 알루미늄 이온(Al^{3 +})과 두 개의 화학식 1의 화합물 1이 결합했을 때의 값(m/z=621.40, 이론값:621.19)에서 가장 높은 값이 나와 화학식 1의 화합물과 알루미늄 이온(Al^{3 +})은 2:1 결합을 한다는 것을 알 수 있었다(도 14).

4-3. ¹ H NMR 적정 실험

알루미늄 이온(Al^{3 +})과 상기 실시예 1에서 제조한 화학식 1의 화합물의 결합상태를 알아보기 위하여 메탄올-d₄에서 ¹H NMR 적정실험을 하였다. 메탄올-d₄ 0.5 mL에 화학식 1의 화합물 (2.98 mg, 0.01 mmol)을 녹인 NMR tube를 여섯 개 준비하고, 메탄올-d₆ 0.5 mL에 Al(NO₃)₃을 0, 0.001, 0.002, 0.003, 0.004, 0.005 mmol로 녹인 용액을 각각 화학식 1의 화합물 용액에 첨가하였다. 몇 분 간 흔든 후, ¹H NMR을 측정하여 스펙트럼을 얻었다.

그 결과를 도 15에 나타내었다. 도 15는 알루미늄염[Al(NO₃)₃]을 처리하기 전후의 스펙트럼을 나타낸 것으로, Ⅰ은 화학식 1의 화합물, Ⅱ부터 Ⅵ까지는 알루미늄염[Al(NO₃)₃]을 각각 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 당량 처리한 후의 스펙트럼이다.

도 15에 나타난 바와 같이, 화학식 1의 화합물과 알루미늄 이온(Al^{3 +})이 착물을 형성할 때(도 8), 화학식 1의 화합물의 전자 밀도가 감소하기 때문에, 다운필드(downfield)로 화학식 1의 화합물의 화학적 이동(chemical shift)이 일어났다. 이민부분의 H_a는 알루미늄염을 0.5 당량 첨가하였을 때, 8.82 ppm에서 0.22 ppm정도 다운필드로 이동(shift)했다. 그와 비슷하게, 퀴놀린 부분의 H_b, H_{c ,} 및 H_d는 알루미늄염을 0.5 당량을 첨가하였을 때, 각각 0.06, 0.33 및 0.23 ppm정도 다운필드로 이동(shift)하였다. 알루미늄염을 0.5 당량 이상 첨가 했을 때는 스펙트럼의 변화가 관찰되지 않았다. ¹H NMR 결과는 알루미늄 이온(Al^{3 +})과 화학식 1의 화합물 사이의 착물 형성이 양성자피크(Proton peak)의 화학적 이동을 일으킴을 증명하였다.

4-4. 방해실험

상기 실시예 1에서 제조한 화학식 1의 화합물이 알루미늄 이온(Al^{3 +})을 검출할 때 다른 금속 이온들(Ag⁺, Ca^{2 +}, Cd^{2 +} _, Co^{2 +}, Cr^{3 +}, Cu^{2 +}, Fe^{2 +}, Hg^{2 +}, K⁺, Mg^{2 +}, Mn²⁺, Na⁺, Ni^{2 +}, Pb^{2 +} _, Zn^{2 +})의 방해를 받는지 알아보기 위한 실험을 진행하였다.

화학식 1의 화합물(1.49 mg, 0.005 mmol)을 메탄올 1 mL에 녹이고, 그 용액 6 μL을 2.994 mL의 메탄올에 희석시켜 최종농도를 10 μM로 하였다. 금속염(0.01 mmol)을 10 mL의 메탄올에 각각 녹이고, 그 용액 3 μL을 상기 화학식 1의 화합물 용액 3 mL에 각각 더하였다. 메탄올을 사용하여 제조한 알루미늄염 용액 (10 mM) 3 μL를 금속 이온과 화학식 1의 화합물의 혼합용액에 첨가하여 잘 섞은 후, 형광 기기를 이용하여 스펙트럼을 얻었다.

상기 결과를 도 16에 나타내었다. 화학식 1의 화합물의 알루미늄 이온(Al^{3 +}) 검출을 강하게 방해하는 Cu^{2 +}와 Fe^{2 +}을 제외하고, 그 외의 금속이온들(Ag⁺, Ca²⁺, Cd²⁺ _, Co^{2 +}, Cr^{3 +}, Hg^{2 +}, K⁺, Mg^{2 +}, Mn^{2 +}, Na⁺, Ni^{2 +}, Pb^{2 +} _, Zn^{2 +})은 화학식 1의 화합물의 알루미늄 이온(Al^{3 +}) 검출을 방해하지 않았다.

따라서, 화학식 1의 화합물은 다양한 금속 이온들의 존재 하에서도 알루미늄 이온(Al^{3 +})을 선택적으로 검출할 수 있는 형광센서로 사용될 수 있음을 알 수 있었다.

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는 알루미늄 이온(Al³⁺) 검출제.
   [화학식 1]
   

   
4. 청구항 3에 있어서, 상기 검출제는 추가로 용매를 포함하는 것을 특징으로 알루미늄 이온(Al³⁺) 검출제.
5. 하기 화학식 1의 화합물을 사용하는 알루미늄 이온(Al³⁺) 검출 방법.
   [화학식 1]
   

   
6. 청구항 3의 알루미늄 이온(Al³⁺) 검출제를 포함하는 알루미늄 이온(Al³⁺) 검출 장치.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 검출 장치는 프로브(probe)인 것을 특징으로 하는 알루미늄 이온(Al³⁺) 검출 장치.

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