KR101770067B1 - 화학 센서 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예는 수은 이온을 검출할 수 있는 화학 센서에 관한 것이고, 다른 일 실시예는 에틸아민계 화합물 또는 시안화이온을 검출할 수 있는 화학 센서에 관한 것이다.
Description
본 발명은 수은 이온, 에틸아민계 화합물 및 시안화이온을 검출할 수 있는 화학 센서에 관한 것이다.
화학 센서는 화학 물질을 수용하는 분자를 포함함으로써, 분석하고자 하는 물질을 선택적으로 검출할 수 있으며, 특히, 측정 가능한 광전자적(optoelectronic) 변화를 측정할 수 있다. 화학 센서는 다양한 분석 물질에 대하여, 매우 간편하고, 높은 감도(sensitivity)를 나타내고, 실시간으로 검출할 수 있는 능력이 있기 때문에, 화학 물질의 분석에 널리 이용되고 있다.
휘발성 유기화합물(VOC, Volatile Organic Compound)이란 고휘발성의 유기화합물을 총칭하는 것으로, VOC는 유독성 및 폭발 위험성을 가지고 있으며, 농도에 따라 직접적인 치사효과를 나타낼 수 있고 만성적인 노출시 돌연변이를 유발하여 발암물질로 작용할 뿐만 아니라 내분비계 교란 물질로 작용하여 생물의 생식에 심각한 문제를 야기할 수 있는 물질이다.
아민은 암모니아(NH3)의 수소를 알킬기 또는 페닐기로 치환한 화합물의 총칭으로, 염료, 약품, 계면활성제, 촉매, 살충제, 고분자의 제조 등 의약산업과 염료제조업 등 많은 분야에서 광범위하게 사용되고 있다. 그러나, 아민은 가스와 액체의 형태로 존재할 때 독성을 나타내며, 우리나라에서는 37종의 휘발성 유기화합물로서 지정하여 규제하고 있고, 세계적으로도 특정 유해아민 목록을 지정하여 규제하고 있다. 때문에, 이를 감지하기 위한 센서들이 개발되고 있으나, 아직까지는 특정 알킬아민의 센싱법은 특정 아민에 대한 선택성의 부족으로 인해 성공적으로 달성되지 못하고 있는 실정이다.
한편, 수은 이온은 중금속으로서 환경에 매우 위협적인 중금속 중 하나로, 수은이 생물학적 축적으로 인해, 먹이 사슬 내에 진입하게 되면 인체에 상당히 큰 위협을 줄 수 있다. 따라서, 수은 이온을 선택적 용이하게 검출해 낼 수 있는 센서가 개발되어야 할 필요가 있다.
본 발명의 일 목적은 수은 이온을 신속하고 정확하게 선택적으로 검출할 수 있는 화학 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 에틸아민계 화합물 및 시안화이온을 신속하고 정확하게 선택적으로 검출할 수 있는 화학 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 목적을 위한 화학 센서는 하기 화학식 1로 나타내는 화합물을 포함하고, 수은 이온과 반응한다.
[화학식 1]
일 실시예에서, 상기 화학 센서는 수은 이온과 반응 시, 적색에서 무색으로 컬러가 변화할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 화학 센서는 수은 이온과 반응 시, 500 nm 내지 520 nm에서 흡광도가 감소할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 위한 화학 센서는 하기 화학식 2로 나타내는 화합물을 포함하고, 에틸아민계 화합물 또는 시안화이온과 반응한다.
[화학식 2]
일 실시예에서, 상기 화학 센서는 에틸아민계 화합물 또는 시안화이온과 반응 시, 무색에서 적색으로 컬러가 변화할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 화학 센서는 에틸아민계 화합물 또는 시안화이온과 반응 시, 500 nm 내지 520 nm에서 흡광도가 증가할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 에틸아민계 화합물은 에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 화학 센서에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 센서는 다른 양이온과는 반응하지 않고 수은 이온과만 반응하여, 컬러 및 흡광도의 변화함으로써, 수은 이온을 검출할 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 센서는 에틸아민계 화합물 또는 시안화이온과 선택적으로 반응하여, 컬러 및 흡광도의 변화를 나타낼 수 있고, 이들의 변화를 통해, 용이하게 에틸아민계 화합물 및 시안화이온을 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 화학 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 화학 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 센서의 수은 이온 검출 특성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 센서의 수은 이온 검출 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 센서의 에틸아민계 화합물 검출 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 센서의 에틸아민계 화합물 검출 특성을 확인하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 센서의 에틸아민계 화합물 검출 특성을 확인하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 센서의 시안화이온 검출 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 화학 센서들을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 화학 센서들을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 화학 센서들을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 화학 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 센서의 수은 이온 검출 특성을 나타내는 도면이다.
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도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 센서의 에틸아민계 화합물 검출 특성을 확인하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 센서의 에틸아민계 화합물 검출 특성을 확인하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 센서의 시안화이온 검출 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 화학 센서들을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 화학 센서들을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 화학 센서들을 설명하기 위한 도면이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 구성요소 등이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 구성요소 등이 존재하지 않거나 부가될 수 없음을 의미하는 것은 아니다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
수은 이온 검출용 화학 센서
본 발명의 일 실시예는 수은 이온(Hg2+)을 검출할 수 있는 화학 센서에 관한 것으로서, 상기 화학 센서는 하기 화학식 1로 나타내는 화합물을 포함한다.
[화학식 1]
상기 화학식 1로 나타내는 화합물은 [1,2']바이인데닐리덴-3,1',3'-트리온 나트륨 염([1,2']Biindenylidene-3,1',3'-trion sodium salt)이다. 상기 화학식 1로 나타내는 화합물은 [1,2']바이인데닐리덴-3,1',3'-트리온([1,2']Biindenylidene-3,1',3'-trion)에 수산화나트륨(NaOH)을 첨가하여, 제조할 수 있다. 이들의 반응은 하기 반응식 1과 같이 나타낼 수 있다.
[반응식 1]
일 실시예로서, 구체적인 방법은 하기와 같다. [1,2']Biindenylidene-3,1',3'-trion을 NaOH이 녹아있는 물에 녹인다. 이때, 무색의 [1,2']Biindenylidene-3,1',3'-trion은 NaOH와 반응 후, 적색으로 컬러가 변화할 수 있다. 이어서, NaCl을 첨가한다. 침전물을 여과하고, 찬물로 수세한 다음, 이를 건조하여 [1,2']Biindenylidene-3,1',3'-trion 나트륨 염을 수득할 수 있다.
다만, 본 발명은 이러한 실험조건으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 목적하고자 하는 화학센서를 제조하기 위하여 상술한 방법 이외에 다양한 방법들을 적용할 수 있다.
상기 화학 센서는 수은 이온에 대한 반응성을 가지는 상기 화학식 1로 나타내는 화합물을 포함한다. 이때, 상기 화학 센서는 상기 화학식 1로 나타내는 화합물을 포함하고 있는 용액의 형태일 수 있다. 상기 화학 센서는 수은 이온과 반응하면, 센서의 컬러가 적색에서 무색으로 변화할 수 있고, 500 내지 520 nm에서 흡수 피크가 감소할 수 있다. 한다. 보다 바람직하게는 510 nm에서 흡수 피크가 감소할 수 있다.
상기 본 발명의 수은 이온 검출용 화학 센서는 수은 이온에 대한 선택적 반응성을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 화학 센서는 다른 양이온들과는 반응하지 않고, 수은 이온만을 선택적으로 검출할 수 있다. 일례로, 상기 화학 센서에 수은 이온을 첨가하는 경우, 화학 센서의 컬러가 적색에서 무색으로 컬러 변화하고 이를 육안으로 확인 가능하나, 다른 양이온들을 첨가하는 경우, 컬러 변화를 확인할 수 없다. 따라서, 이러한 컬러 변화를 통하여 수은 이온이 존재함을 검출할 수 있다.
에틸아민계 화합물 또는 시안화이온 검출용 화학 센서
본 발명의 다른 실시예는 에틸아민계 화합물 또는 시안화이온(CN-)을 검출할 수 있는 화학 센서로, 상기 화학 센서는 하기 화학식 2로 나타내는 화합물을 포함한다.
[화학식 2]
상기 화학식 2로 나타내는 화합물은 상기 화학식 1로 나타내는 화합물과 수은 이온의 복합체로, 일례로, 상기 화학식 1을 포함하는 상기 본 발명의 일 실시예인 수은 이온 검출용 화학 센서가 수은 이온을 검출한 후 형성되는 복합체일 수 있다. 보다 구체적으로 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 화학 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, [1,2']Biindenylidene-3,1',3'-trion 나트륨 염(이하, dye)에 수은 이온을 첨가하면, dye를 포함하는 용액의 컬러가 적색에서 무색으로 컬러가 변화할 수 있다. 그 다음, 상기 용액에, 에틸아민계 화합물 중 하나인 에틸아민을 첨가하면 컬러는 무색에서 다시 적색으로 변화하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 컬러 변화와 더불어, 흡광도의 변화도 할 수 있고, 상기 에틸아민계 화합물의 농도가 증가함에 따라, 흡광도가 증가할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 화학 센서는 에틸아민계 화합물을 검출할 수 있다. 아민계 화합물은 암모니아(NH3)의 수소를 알킬기 또는 페닐기로 치환한 화합물의 총칭으로, 수소가 1개 치환된 일차 아민, 2개 치환된 이차 아민, 3개 치환된 삼차 아민이 있다. 또한 1분자 중의 아미노기(-NH2)의 수가 1개인 것을 모노아민(monoamine), 2개인 것을 다이아민(diamine), 3개인 것을 트리아민(triamine)이라고 한다. 상기 아민계 화합물은 에틸아민계 화합물인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 상기 에틸아민계 화합물이 에틸아민, 디에틸아민 및 트리에틸아민 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 본 발명의 화학 센서는 시안화이온을 검출할 수 있다. 시안화이온도 에틸아민계 화합물과 같이, 상기 도 1과 유사한 반응을 통하여, 컬러 변화를 확인할 수 있다. 컬러 변화와 더불어, 흡광도의 변화할 수 있고, 상기 시안화이온의 농도가 증가함에 따라, 흡광도가 증가할 수 있다.
도 2는 본 발명의 화학 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 화학식 1로 나타내는 화합물의 전자 밀도에 비해, 상기 화학식 2로 나타내는 화합물의 전자 밀도가 높으며, 이는 공명구조에 기인하기 때문이다.
이하에서는, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.
실시예 1: 수은 이온과의 반응성 실험
본 발명의 일 실시예에 따른 화학 센서를 제조하고, 상기 화학 센서의 수은 이온과의 반응성을 확인하였다.
먼저, [1,2']Biindenylidene-3,1',3'-trion 3 g을 NaOH 0.5 g이 녹아있는 물 50 mL에 녹였다. 이때, 무색의 [1,2']Biindenylidene-3,1',3'-trion은 NaOH와 반응 후, 적색으로 컬러가 변화하였다. 이어서, 1시간 교반 후, NaCl 5 g을 천천히 첨가하고, 침전물을 여과하였다. 그 다음, 찬물로 수세하고, 건조하여 [1,2']Biindenylidene-3,1',3'-trion 나트륨 염(이하. Dye)을 95 %의 수율로 수득하였다. 이어서, 상기 Dye 1×10-4 M을 용매(Solvent)인 1×10-2 M HEPES 완충용액(buffer solution) (PH=7.2)과 혼합하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 수은 이온 검출용 화학 센서를 제조하였다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화학 센서의 수은 이온에 반응성을 확인하기 위해, 상기 화학 센서에 1×10-2 M 수은 이온을 첨가하였다. 이때, 상기 화학 센서의 수은 이온 첨가에 따른 광학적 변화를 측정하기 위하여, 수은 이온 함량을 0 당량(equivalence, equiv.)에서부터 5.0 당량까지 증가시키면서 파장에 따른 흡광도를 측정하였고, 그 결과를 도 3에 나타내었다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 센서의 수은 이온 검출 특성을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 수은 이온을 첨가하기 전(0 당량)에는 510 nm의 파장에서 흡수 피크를 나타내고, 수은 이온의 함량을 점점 증가시킴에 따라, 510 nm에서의 흡수 피크가 감소함을 확인할 수 있다. 즉, 510 nm에서의 흡광도가 점점 감소함을 확인할 수 있다.
또한, 상기 화학 센서의 컬러가 수은 이온을 첨가하기 전 적색에서 수은 이온을 첨가함에 따라 무색으로 변화함을 확인할 수 있다. 컬러는 수은 이온 5.0 당량까지 변화하였고, 컬러의 변화는 육안으로 확인 가능하다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 센서는 수은 이온과 반응할 수 있으며, 수은 이온의 존재에 의해서 컬러 및 흡광도가 변화함을 확인할 수 있다.
실시예 2: 수은 이온과의 선택성 실험
또한, 수은 이온의 선택성을 확인하기 위하여, 다른 양이온들(Fe2+, Pb2+, Cd2+, Na+, Fe3+, Ag+, Mg2+, 및 Ca2+)에 대하여, 실시예 1과 동일한 조건으로 실험을 실시하였다. 각각의 양이온에 따른 A0/A 값을 계산하여 도 4에 나타내었다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 센서의 수은 이온 검출 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 도 3에 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 센서는 다른 양이온을 첨가한 경우 흡광도가 변화하지 않았고, 수은 이온을 첨가한 경우에만 흡광도의 변화를 나타냄을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 센서가 다른 양이온들과는 반응하지 않고, 오직 수은 이온과만 반응하였음을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예인 수은 이온 검출용 화학 센서는 수은 이온에 대한 선택성을 나타냄을 확인할 수 있다.
실시예 3: 에틸아민과의 반응성 실험
본 발명의 다른 실시예인 에틸아민계 화합물 또는 시안화이온과 반응하는 화학 센서의 반응성을 확인하기 위해, 먼저, 에틸아민계 화합물과의 반응성을 확인하였다. 상기 실시예 1에서 반응 후 제공된 무색의 용액(본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 센서)에 에틸아민계 화합물로서 에틸아민을 첨가하였다. 에틸아민 함량을 0 당량(equivalence, equiv.)에서부터 80 당량까지 증가시키면서 파장에 따른 흡광도를 측정하였고, 그 결과를 도 5에 나타내었다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 센서의 에틸아민계 화합물 검출 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 에틸아민을 첨가하기 전(0 당량)에는 400 nm 내지 600 nm의 파장 범위에서는 흡수 피크가 나타나지 않고, 전 범위에서의 흡광도가 실질적으로 0임을 알 수 있다. 반면, 에틸아민의 함량을 점점 증가시킴에 따라서, 약 510 nm에서 흡수 피크 증가함을 확인할 수 있다. 즉, 510 nm에서의 흡광도가 점점 증가함을 알 수 있다.
또한, 상기 화학 센서의 컬러가 에틸아민을 첨가함에 따라, 무색에서 적색으로 변화하고, 이를 육안으로 확인 가능한 것을 확인할 수 있다. 즉, 상기 화학 센서가 에틸아민의 존재에 의해서 컬러가 변화함을 확인할 수 있다.
실시예 4: 디에틸아민과의 반응성 실험
다른 에틸아민계 화합물과의 반응성을 확인하기 위해, 상기 실시예 3과 에틸아민을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실질적으로 동일한 실험 조건에서 디에틸아민을 첨가하였다. 디에틸아민 함량을 0 당량(equivalence, equiv.)에서부터 500 당량까지 증가시키면서 파장에 따른 흡광도를 측정하였고, 그 결과를 도 6에 나타내었다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 센서의 에틸아민계 화합물 검출 특성을 확인하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 디에틸아민을 첨가하기 전(0 당량)에는 400 nm 내지 600 nm의 파장 범위에서는 흡수 피크가 나타나지 않고, 전 범위에서의 흡광도가 실질적으로 0임을 알 수 있다. 반면, 디에틸아민의 함량을 점점 증가시킴에 따라서, 약 510 nm에서 흡수 피크가 증가함을 확인할 수 있고, 즉, 흡광도가 점점 증가함을 알 수 있다.
또한, 상기 화학 센서의 컬러가 무색에서 적색으로 변화함을 알 수 있다. 즉, 상기 화학 센서는 디에틸아민의 존재에 의해서 컬러가 변화함을 확인할 수 있다.
실시예 5: 트리에틸아민과의 반응성 실험
이어서, 다른 에틸아민계 화합물과의 반응성을 확인하기 위해, 상기 실시예 3과 에틸아민을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실질적으로 동일한 실험 조건에서 트리에틸아민을 첨가하였다. 트리에틸아민 함량을 0 당량(equivalence, equiv.)에서부터 1400 당량까지 증가시키면서 파장에 따른 흡광도를 측정하였고, 그 결과를 도 7에 나타내었다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 센서의 에틸아민계 화합물 검출 특성을 확인하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 트리에틸아민을 첨가하기 전(0 당량)에는 400 nm 내지 600 nm의 파장 범위에서는 흡수 피크가 나타나지 않고, 전 범위에서의 흡광도가 실질적으로 0임을 알 수 있다. 반면, 트리에틸아민의 함량을 점점 증가시킴에 따라서, 약 510 nm에서 흡수 피크가 증가함을 확인할 수 있다. 즉, 510 nm에서의 흡광도가 점점 증가함을 알 수 있다.
더불어, 상기 화학 센서의 컬러가 무색에서 적색으로 변화함을 알 수 있다. 즉, 상기 검출 용액은 트리에틸아민의 존재에 의해서 컬러가 변화함을 확인할 수 있다.
따라서, 종합적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 센서는 다양한 에틸아민계 화합물과 반응할 수 있고, 에틸아민계 화합물과 반응하여 컬러 및 흡광도의 변화를 나타냄으로써, 에틸아민계 화합물을 빠르고 용이하게 검출할 수 있음을 확인할 수 있다.
실시예 6: 시안화이온(CN
-
)과의 반응성 실험
본 발명의 다른 실시예인 에틸아민계 화합물 또는 시안화이온과 반응하는 화학 센서의 시안화이온과의 반응성을 확인하기 위해, 상기 실시예 3과 에틸아민을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실질적으로 동일한 실험 조건에서 시안화이온을 첨가하였다. 시안화이온 함량을 0 당량(equivalence, equiv.)에서부터 2 당량까지 증가시키면서 파장에 따른 흡광도를 측정하였고, 그 결과를 도 8에 나타내었다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 센서의 시안화이온 검출 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 시안화이온을 첨가하기 전(0 당량)에는 400 nm 내지 600 nm의 파장 범위에서는 흡수 피크가 나타나지 않고, 전 범위에서의 흡광도가 실질적으로 0임을 알 수 있다. 시안화이온을 첨가한 후에는 시안화이온의 함량을 점점 증가시킴에 따라서, 약 510 nm에서 흡수 피크가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 510 nm에서의 흡광도가 점점 증가함을 알 수 있다.
또한, 상기 화학 센서는 무색에서 적색으로 다시 컬러가 변화함을 알 수 있다. 즉, 상기 검출 용액은 시안화이온의 존재에 의해서 컬러가 변화함을 확인할 수 있다.
실시예 7: 에틸아민과의 화학 양론 계산
또한, 본 발명의 다른 실시예의 화학 센서에 대한 결합 상수 Kass 및 에틸아민계 화합물과의 상호작용 화학양론을 확인하기 위해 Benesi-Hildebrand법을 이용하여, 하기 식 1로 데이터를 계산하고 그 결과를 도 9에 나타내었다.
[식 1]
식 1에서 Ai은 불소 에틸아민계 화합물 존재시, A0는 에틸아민계 화합물 부재시 각각의 색소화합물의 흡광도를 의미하고, A∞는 불소 에틸아민계 화합물을 과량을 첨가하였을 때 측정한 흡광도를 의미한다. Kass는 결합 상수이고, [F-]는 용액에 첨가한 에틸아민계 화합물의 농도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 9에서 (a)는 에틸아민의 결합상수이고, (b)는 디에틸아민의 결합상수이며, (c)는 트리에틸아민의 결합상수이다.
도 9 및 식 1을 참조하면, (Ai-A0) 대 1/[F-]는 직선 함수를 나타내므로, 본 발명의 화학 센서 내의 화합물과 에틸아민계 화합물이 1:1의 화학양론으로 상호작용하는 것을 확인할 수 있다.
실시예 8: 수은 이온 및 시안화이온과의 화학 양론 계산
본 발명의 화학 센서들에 대한 결합 상수 Kass와 수은 이온 및 시안화이온과의 상호작용 화학양론을 확인하기 위해, 상기 실시예 7에서 제공된 함수로 데이터를 계산하고 그 결과를 도 10에 나타내었다.
도 10은 본 발명의 화학 센서들을 설명하기 위한 도면이다.
도 10의 (a)는 시안화이온의 결합상수이고, (b)는 수은 이온의 결합상수에 관한 것이다.
도 10을 참조하면, (Ai-A0) 대 1/[F-]는 직선 함수를 나타내므로, 본 발명의 일 실시예에 다른 화학 센서내의 화합물과 수은 이온 및 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 센서내의 화합물과 시안화이온 역시 1:1의 화학양론으로 상호작용하는 것을 확인할 수 있었다.
실시예 9: 무첨가, 수은 이온 첨가 후 및 에틸아민 첨가 후
1
NMR 측정
실시예 1에서 최초 제공된 화학 센서, 수은 이온 첨가 후의 화학 센서, 및 실시예 3에서의 에틸아민 첨가 후의 화학 센서의 1NMR을 각각 측정하였고, 이를 도 11에 나타낸다.
도 11은 본 발명의 화학 센서들을 설명하기 위한 도면이다.
도 11에서(A)는 무첨가, (B)는 수은 이온 첨가 후, 및 (C)는 에틸아민 첨가 후를 나타낸다.
도 11을 참조하면, 수은 이온 첨가 후 벤젠 고리의 수소는 다운 필드(down field)로 이동하였으나, 에틸아민 첨가 후 원래의 위치로 돌아가는 것을 확인할 수 있었다.
실시예 10: 무첨가, 수은 이온 첨가 후 및 시안화이온 첨가 후
1
NMR 측정
실시예 1에서 최초 제공된 화학 센서, 수은 이온 첨가 후 화학 센서, 및 실시예 6에서의 시안화이온 첨가 후의 화학 센서의 1NMR을 각각 측정하였고, 이를 도 12에 나타낸다.
도 12는 본 발명의 화학 센서들을 설명하기 위한 도면이다.
도 12에서(A)는 무첨가, (B)는 수은 이온 첨가 후, 및 (C)는 시안화이온 첨가 후를 각각 나타낸다.
도 12를 참조하면, 수은 이온 첨가 후 벤젠 고리의 수소는 다운 필드(down field)로 이동하였으나, 시안화이온 첨가 후 원래의 위치로 돌아가는 것을 확인할 수 있었다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (7)
- 하기 화학식 1로 나타내는 화합물을 포함하고, 수은 이온과 반응하는, 화학 센서;
[화학식 1]
- 제1항에 있어서,
수은 이온과 반응 시, 적색에서 무색으로 컬러가 변화하는 것을 특징으로 하는, 화학 센서.
- 제1항에 있어서,
수은 이온과 반응 시, 500 nm 내지 520 nm에서 흡광도가 감소하는 것을 특징으로 하는, 화학 센서.
- 하기 화학식 2로 나타내는 화합물을 포함하고, 에틸아민계 화합물 또는 시안화이온과 반응하는, 화학 센서.
[화학식 2]
- 제4항에 있어서,
에틸아민계 화합물 또는 시안화이온과 반응 시, 무색에서 적색으로 컬러가 변화하는 것을 특징으로 하는, 화학 센서.
- 제4항에 있어서,
에틸아민계 화합물 또는 시안화이온과 반응 시, 500 nm 내지 520 nm에서의 흡광도가 증가하는 것을 특징으로 하는, 화학 센서.
- 제4항에 있어서,
상기 에틸아민계 화합물은 에틸아민, 디에틸아민, 및 트리에틸아민 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 화학 센서.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
| KR1020160079925A KR101770067B1 (ko) | 2016-06-27 | 2016-06-27 | 화학 센서 |
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| KR1020160079925A KR101770067B1 (ko) | 2016-06-27 | 2016-06-27 | 화학 센서 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101770067B1 (ko) |
-
2016
- 2016-06-27 KR KR1020160079925A patent/KR101770067B1/ko active IP Right Grant
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Yujin Kim et al., DYES AND PIGMENTS, Vol.133, pp.184-188, 2016.5.* |
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