KR20110049321A - A targetable fluorescent probe for natural ros of living cells , preparation of the same, detection probe and detection method of ros using the same - Google Patents

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KR20110049321A KR1020090106290A KR20090106290A KR20110049321A KR 20110049321 A KR20110049321 A KR 20110049321A KR 1020090106290 A KR1020090106290 A KR 1020090106290A KR 20090106290 A KR20090106290 A KR 20090106290A KR 20110049321 A KR20110049321 A KR 20110049321A
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Abstract

PURPOSE: A thiazolidine derivative compound for detecting intracellular active oxygen fluorescence is provided to ensure high detection sensitivity. CONSTITUTION: A thiazolidine derivative compound for detecting intracellular active oxygen fluorescence is denoted by chemical formula 1. The compound of chemical formula 1 is prepared by reacting coumarine aldehyde compound of chemical formula 2 and an anline derivative of chemical formula 3 containing ortho substituent. A sensor for selective detection of active oxygen contains the thiazolidine derivative compound. The active oxygen is detected by dissolving the thiazolidine derivative compound in a solvent and contacting to cells for detecting the active oxygen. The solvent is water. The cell is a mitochondria.

Description

세포 내의 활성 산소 형광 검출용 티아졸리딘 유도체 화합물, 그 제조방법, 이를 포함하는 세포 내의 활성 산소 형광 검출센서 및 검출방법{A targetable fluorescent probe for natural ROS of living cells , preparation of the same, detection probe and detection method of ROS using the same}Thiazolidine derivative compounds for detecting active oxygen fluorescence in a cell, a method for preparing the same, and a method for detecting active oxygen fluorescence in a cell including the same, and a method for detecting the same, detection probe and detection method of ROS using the same}

본 발명은 세포 내의 활성 산소 형광 검출용 티아졸리딘 유도체 화합물, 그 제조방법, 이를 포함하는 세포 내의 활성 산소 형광 검출센서 및 검출방법에 관한 것이다. The present invention relates to a thiazolidine derivative compound for detecting active oxygen fluorescence in a cell, a method for preparing the same, a sensor for detecting active oxygen in a cell, and a detection method including the same.

세포 내의 활성 산소는 알츠하이머, 파킨슨 병, 암과 깊은 관련이 있으며, 세포내의 활성 산소가 높아지면 질병, 노화를 촉진한다. 특히, 호기성 호흡이 일어나는 미토콘드리아에는 활성 산소가 많이 분포하는데 이러한 활성 산소의 양을 검출, 정량할 수 있다면 현대의 질병을 조기 진단하는데 많은 도움이 될 것이다. Free radicals in cells are closely related to Alzheimer's, Parkinson's disease, and cancer. Higher free radicals in cells promote disease and aging. In particular, mitochondria in which aerobic respiration occurs have a lot of free radicals. If the amount of free radicals can be detected and quantified, it will be helpful for early diagnosis of modern diseases.

근래에 들어 형광체를 기반으로 하여 활성산소에 대한 선택성과 감도가 좋은 효과적인 방법들이 연구되고 있으나 아직 세포내의 활성 산소에 높은 감도를 보여 주는 연구는 없는 실정이다. 그래서 외부에서 의도적으로 과산화수소 등과 같은 활성산소를 넣어, 자극을 주어야 형광체의 변화가 보이는 정도의 연구 성과가 발표되고 있다.Recently, effective methods having good selectivity and sensitivity to free radicals based on phosphors have been studied, but there are no studies showing high sensitivity to free radicals in cells. Therefore, research results of the degree to which the change of the phosphors can be seen only when intentionally added active oxygen such as hydrogen peroxide and stimulation from the outside are reported.

이에 본 발명은 감도가 높아 외부에서 세포내로 활성 산소를 넣지 않아도 발광이 일어나 과산화수소 (H2O2), 수퍼옥사이드(O2 -), 하이드록시 라디칼(HO.) 등과 같은 활성 산소를 검출할 수 있는 세포 내의 활성 산소 형광 검출용 티아졸리딘 유도체 화합물 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다. Accordingly, the present invention has high sensitivity, and thus light emission occurs without external active oxygen being introduced into the cell to detect active oxygen such as hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), superoxide (O 2 ), hydroxy radical (HO . ), And the like . It is an object of the present invention to provide a thiazolidine derivative compound for detecting active oxygen fluorescence in a cell and a method of preparing the same.

또한 본 발명은 상기 형광 탐침 화합물을 이용하여 살아 있는 활성 산소가 많은 미토콘드리아에서 과산화수소 (H2O2), 수퍼옥사이드(O2 -), 하이드록시 라디칼(HO.) 등과 같은 활성 산소를 검출할 수 있는 세포 내의 활성 산소 형광 검출센서 및 검출방법을 제공하는 데 다른 목적이 있다. In another aspect, the present invention is hydrogen peroxide (H 2 O 2), superoxide (O 2 -) in the number of free radicals mitochondrial living using the fluorescence probe compound can detect active oxygen, such as, hydroxy radical (HO.) Another object is to provide a free radical fluorescence detection sensor and a detection method in a cell.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 세포 내의 활성 산소 형광 검출용 티아졸리딘 유도체 화합물을 제공 한다. The present invention provides a thiazolidine derivative compound for detecting active oxygen fluorescence in a cell, which is represented by the following Chemical Formula 1 in order to achieve the above object.

<화학식 1><Formula 1>

Figure 112009067999160-PAT00002
Figure 112009067999160-PAT00002

(상기 화학식 1에서 X는 S, O, NH중에서 선택되며, R1, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기를 갖는 케톤기, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기를 갖는 에스테르기, C5 내지 C24의 치환 또는 비치환된 아릴기 또는 C6 내지 C24의 아릴알킬기에서 선택되며, R4 및 R5는 각각 독립적으로 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기를 갖는 케톤기, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기를 갖는 에스테르기, C5 내지 C24의 치환 또는 비치환된 아릴기 또는 C6 내지 C24의 아릴알킬기에서 선택된다.) In Formula 1, X is selected from S, O, and NH, and R 1 , R 2, and R 3 are each independently hydrogen, a linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group, or a linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group. Is selected from a ketone group having, a ester group having a linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group of C5 to C24, or an arylalkyl group of C6 to C24, each of R 4 and R 5 is independently linear Or a nonlinear C1 to C20 alkyl group, a ketone group having a linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group, an ester group having a linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group or C6 to C24 To C24 arylalkyl group.)

또한 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 하기 반응식 1에서 보는 바와 같이 화학식 2로 표시되는 큐마린 알데히드 화합물과 오르쏘 치환기를 가진 하기 화학식 3으로 표시되는 이민 화합물을 반응시켜 화학식 1로 표시되는 티아졸리딘 유도체 화합물을 제조하는 것을 특징으로 하는 세포 내의 활성 산소 형광 검출용 티아졸리딘 유도체 화합물의 제조방법을 제공한다. In another aspect, the present invention is a thiazoli represented by Chemical Formula 1 by reacting the cumin aldehyde compound represented by Chemical Formula 2 with the imine compound represented by Chemical Formula 3 having an ortho substituent in order to achieve the above object. Provided is a method for preparing a thiazolidine derivative compound for detecting active oxygen fluorescence in a cell, the method comprising preparing a dean derivative compound.

<반응식 1> <Scheme 1>

Figure 112009067999160-PAT00003
Figure 112009067999160-PAT00003

(상기 반응식 1에서 X는 S, O, NH중에서 선택되며, R1, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기를 갖는 케톤기, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기를 갖는 에스테르기, C5 내지 C24의 치환 또는 비치환된 아릴기 또는 C6 내지 C24의 아릴알킬기에서 선택되며, R4 및 R5는 각각 독립적으로 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기를 갖는 케톤기, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기를 갖는 에스테르기, C5 내지 C24의 치환 또는 비치환된 아릴기 또는 C6 내지 C24의 아릴알킬기에서 선택된다.) (X in Scheme 1 is selected from S, O, NH, R 1 , R 2 and R 3 are each independently hydrogen, linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group, linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group Is selected from a ketone group having, a ester group having a linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group of C5 to C24, or an arylalkyl group of C6 to C24, each of R 4 and R 5 is independently linear Or a nonlinear C1 to C20 alkyl group, a ketone group having a linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group, an ester group having a linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group or C6 to C24 To C24 arylalkyl group.)

또한 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 상기 화학식 1로 표현되는 티아졸리딘 유도체 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 내의 활성 산소 형광 검출센서를 제공한다. In another aspect, the present invention provides a sensor for detecting active oxygen fluorescence in the cell comprising a thiazolidine derivative compound represented by the formula (1) to achieve the above object.

또한 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 상기 화학식 1로 표시되는 티아졸리딘 유도체 화합물을 용매에 넣어 용해시키고, 상기 용액을 활성 산소를 검출하기 위한 세포와 접촉시켜 형광변화를 통해 활성산소를 검출하는 것을 특징으로 하는 세포 내의 활성 산소 형광 검출방법을 제공한다. In another aspect, the present invention is to dissolve the thiazolidine derivative compound represented by the formula (1) in a solvent in order to achieve the above object and to contact the solution with cells for detecting active oxygen to detect the active oxygen through fluorescence change It provides a method for detecting active oxygen fluorescence in a cell, characterized in that.

본 발명에 따른 상기한 화학식 1로 표시되는 티아졸리딘 유도체 화합물은 세포내 과산화수소 (H2O2), 수퍼옥사이드(O2 -), 하이드록시 라디칼(HO.) 등과 같은 활성 산소를 감지할 수 있는 신규한 형광 전구체 화합물로서, 특히 다른 핵과 같은 세포 조직에 들어가지 않고 활성 산소가 풍부한 미토콘드리아에만 선택적으로 발광이 일어나고, 그 농도가 10 uM정도에서도 현미경으로 발광을 관찰할 수 있으며, 활성 산소의 농도가 약 0.1 uM 정도에서도 형광 세기가 농도와 직선적인 의존성을 보임으로써 아주 낮은 농도의 활성 산소가 세포에 존재하는 경우에도 형광 변화를 관찰할 수 있다. 따라서 세포 내의 활성 산소 형광 검출센서에 유용하게 사용될 수 있다. The thiazolidine derivative compound represented by Chemical Formula 1 according to the present invention may detect active oxygen such as intracellular hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), superoxide (O 2 ), hydroxy radical (HO . ), And the like . As a novel fluorescent precursor compound, the light emission selectively occurs only in mitochondria rich in active oxygen without entering cellular tissues such as other nuclei, and the light emission can be observed under a microscope even at a concentration of about 10 uM. At about 0.1 uM, the fluorescence intensity shows a linear dependence on the concentration, so that the fluorescence change can be observed even in the presence of very low concentration of active oxygen in the cell. Therefore, it can be usefully used for active oxygen fluorescence detection sensor in cells.

이하 본 발명을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명에 따른 세포 내의 활성 산소 형광 검출용 티아졸리딘 유도체 화합물은 하기 화학식 1로 표시된다. Thiazolidine derivative compounds for detecting active oxygen fluorescence in cells according to the present invention are represented by the following formula (1).

<화학식 1><Formula 1>

Figure 112009067999160-PAT00004
Figure 112009067999160-PAT00004

(상기 화학식 1에서 X는 S, O, NH중에서 선택되며, R1, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기를 갖는 케톤기, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기를 갖는 에스테르기, C5 내지 C24의 치환 또는 비치환된 아릴기 또는 C6 내지 C24의 아릴알킬기에서 선택되며, R4 및 R5는 각각 독립적으로 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기를 갖는 케톤기, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기를 갖는 에스테르기, C5 내지 C24의 치환 또는 비치환된 아릴기 또는 C6 내지 C24의 아릴알킬기에서 선택된다.) In Formula 1, X is selected from S, O, and NH, and R 1 , R 2, and R 3 are each independently hydrogen, a linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group, or a linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group. Is selected from a ketone group having, a ester group having a linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group of C5 to C24, or an arylalkyl group of C6 to C24, each of R 4 and R 5 is independently linear Or a nonlinear C1 to C20 alkyl group, a ketone group having a linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group, an ester group having a linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group or C6 to C24 To C24 arylalkyl group.)

상기 화학식 1로 표시되는 티아졸리딘 유도체 화합물은 X가 S이고, R1, R2 및 R3가 수소이며 R4 와 R5이 고리모양의 페닐인 하기 화학식 4의 화합물, X가 O이고, R1, R2 및 R3가 수소이며 R4 와 R5이 고리모양의 페닐인 하기 화학식 5의 화합물 또는 X가 S이고, R1, R2 및 R3가 수소이며 R4 와 R5이 고리모양의 페닐인 하기 화학식 6 으로 표시되는 화합물에서 선택되는 것이 바람직하다.The thiazolidine derivative compound represented by Formula 1 is a compound of Formula 4, wherein X is S, R 1 , R 2, and R 3 are hydrogen, and R 4 and R 5 are cyclic phenyl, X is O, R 1 , R 2 and R 3 are hydrogen and R 4 and R 5 are cyclic phenyl or a compound of formula 5 or X is S, R 1 , R 2 and R 3 are hydrogen and R 4 and R 5 are It is preferable to select from the compound represented by following formula (6) which is cyclic phenyl.

<화학식 4><Formula 4>

Figure 112009067999160-PAT00005
Figure 112009067999160-PAT00005

<화학식 5><Formula 5>

Figure 112009067999160-PAT00006
Figure 112009067999160-PAT00006

<화학식 6><Formula 6>

Figure 112009067999160-PAT00007
Figure 112009067999160-PAT00007

본 발명에서는 상기 화학식 1로 표시되는 티아졸리딘 유도체 화합물을 보다 효과적으로 제조하기 위한 방법을 제공한다. The present invention provides a method for more effectively preparing a thiazolidine derivative compound represented by Chemical Formula 1.

보다 구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 상기 화학식 1로 표시되는 티아졸리딘 유도체 화합물은 하기 반응식 1에서 보는 바와 같이 화학식 2로 표시되는 큐마린 알데히드 화합물과 오르쏘 치환기를 가진 하기 화학식 3으로 표시되는 이민 화합물을 반응시켜 제조된다. More specifically, the thiazolidine derivative compound represented by Chemical Formula 1 according to the present invention is represented by Chemical Formula 3 having an ortho substituent and a cumin aldehyde compound represented by Chemical Formula 2 as shown in Scheme 1 below. It is prepared by reacting an imine compound.

<반응식 1><Scheme 1>

Figure 112009067999160-PAT00008
Figure 112009067999160-PAT00008

(상기 반응식 1에서 X는 S, O, NH중에서 선택되며, R1, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기를 갖는 케톤기, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기를 갖는 에스테르기, C5 내지 C24의 치환 또는 비치환된 아릴기 또는 C6 내지 C24의 아릴알킬기에서 선택되며, R4 및 R5는 각각 독립적으로 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기를 갖는 케톤기, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기를 갖는 에스테르기, C5 내지 C24의 치환 또는 비치환된 아릴기 또는 C6 내지 C24의 아릴알킬기에서 선택된다.) (X in Scheme 1 is selected from S, O, NH, R 1 , R 2 and R 3 are each independently hydrogen, linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group, linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group Is selected from a ketone group having, a ester group having a linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group of C5 to C24, or an arylalkyl group of C6 to C24, each of R 4 and R 5 is independently linear Or a nonlinear C1 to C20 alkyl group, a ketone group having a linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group, an ester group having a linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group or C6 to C24 To C24 arylalkyl group.)

상기 반응식 1에서 화학식 1로 표시되는 티아졸리딘 유도체 화합물은 화학식 2로 표시되는 큐마린 알데하이드 화합물 1몰에 대하여 오르쏘 치환기를 갖는 화학식 3으로 표시되는 아민 화합물 1 내지 2몰의 비율로 반응시키면 용이하게 화학식 1로 표시되는 티아졸리딘 유도체 화합물을 제조할 수 있다. The thiazolidine derivative compound represented by Chemical Formula 1 in Scheme 1 may be easily reacted at a ratio of 1 to 2 mol of the amine compound represented by Chemical Formula 3 having an ortho substituent with respect to 1 mol of the cumin aldehyde compound represented by Chemical Formula 2 It may be prepared a thiazolidine derivative compound represented by the formula (1).

반응은 유기용매 존재 하에서 실시할 수 있으며, 유기용매로는 디클로로메탄, 클로로포름, 테트라하이드로퓨란, 메탄올 및 에탄올을 포함하여 유기합성분야에서 일반적으로 사용되는 것을 사용할 수 있다. The reaction may be carried out in the presence of an organic solvent, and organic solvents, including dichloromethane, chloroform, tetrahydrofuran, methanol and ethanol, may be used generally used in the field of organic synthesis.

반응이 완료된 후에는 반응용액을 물로 희석한 후 유기용매를 사용하여 유기용매 층을 분획한 후 용매를 증발시키고, 이후 컬럼크로마토그래피로 분리하면 화학식 1로 표시되는 티아졸리딘 유도체 화합물이 얻어진다. After the reaction is completed, the reaction solution is diluted with water, the organic solvent layer is fractionated using an organic solvent, the solvent is evaporated, and then separated by column chromatography to obtain a thiazolidine derivative compound represented by Chemical Formula 1.

상기한 방법으로 제조되는 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 티아졸리딘 유도체 화합물은 형광 전구체로서 다양한 분야에 활용될 수 있다. The thiazolidine derivative compound represented by Chemical Formula 1 according to the present invention prepared by the above method may be utilized in various fields as a fluorescent precursor.

특히 상기 화학식 1로 표시되는 티아졸리딘 유도체 화합물은 세포 내의 과산화수소 (H2O2), 수퍼옥사이드(O2 -), 하이드록시 라디칼(HO.) 등과 같은 활성 산소를 선택적으로 검출하는 센서에 유용하게 사용될 수 있다. 바람직하게 상기 화학식 1로 표시되는 티아졸리딘 유도체 화합물은 자연적으로 발생하는 활성 산소를 미토콘드리아에서 선택적으로 검출하는 활성 산소 형광 검출 센서에 유용하게 사용될 수 있다. 따라서 본 발명에서는 상기 화학식 1로 표현되는 타이아졸리딘 유도체 화합물을 포함하는 세포 내의 활성 산소 형광 검출센서를 제공한다. In particular, the thiazolidine derivative compound represented by Chemical Formula 1 is useful for a sensor for selectively detecting active oxygen such as hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), superoxide (O 2 ), hydroxy radical (HO . Can be used. Preferably, the thiazolidine derivative compound represented by Formula 1 may be usefully used for an active oxygen fluorescence detection sensor that selectively detects naturally occurring active oxygen in the mitochondria. Accordingly, the present invention provides a sensor for detecting active oxygen fluorescence in a cell comprising a thiazolidine derivative compound represented by Chemical Formula 1.

이하에서 활성산소를 세포내 미토콘드리아에서 선택적으로 검출하기 위한 검출방법에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a detection method for selectively detecting active oxygen in the intracellular mitochondria will be described in detail.

먼저 상기 화학식 1로 표시되는 티아졸리딘 화합물을 용매에 용해시킨다. 용매는 물을 포함하는 것을 사용할 수 있다. First, the thiazolidine compound represented by Chemical Formula 1 is dissolved in a solvent. The solvent may be one containing water.

이때 화학식 1로 표시되는 티아졸리딘 화합물 농도는 반드시 제한할 필요는 없으나, 형광체의 형광변화를 육안으로 확인하기 위해서는 10μM 이상 사용하는 것이 바람직하다. 그러나 티아졸리딘 화합물의 농도가 10μM 미만인 경우에도 형광 변화를 현미경이나 UV 램프 등으로 용이하게 확인 가능하므로, 상기 화학식 1로 표시되는 티아졸리딘 화합물의 농도는 적용 환경에 따라 다양하게 변화시킬 수 있다. In this case, the thiazolidine compound concentration represented by Chemical Formula 1 is not necessarily limited, but in order to visually check the fluorescence change of the phosphor, it is preferable to use 10 μM or more. However, even when the concentration of the thiazolidine compound is less than 10 μM, since the fluorescence change can be easily confirmed by a microscope or a UV lamp, the concentration of the thiazolidine compound represented by Chemical Formula 1 may be variously changed according to the application environment. .

상기 본 발명에 따른 화학식 1로 표현되는 티아졸리딘 화합물을 함유하는 용액과 활성산소 존재 여부를 검출하고자 하는 시료를 접촉시킨다. 여기서 접촉이라 함은 용액에 시료를 첨가하거나 시료에 용액을 첨가하는 것을 포함한다. The solution containing the thiazolidine compound represented by Formula 1 according to the present invention and the sample to detect the presence of active oxygen are contacted. Contact here includes adding a sample to a solution or adding a solution to a sample.

상기 시료의 첨가 후 색상 변화를 통해 세포 내에 활성산소 존재 여부를 검출한다. 이때 활성산소의 농도가 1μM 이상이면 형광 변화를 육안으로 확인할 수 있게 된다. 만약 활성산소의 농도가 1μM 미만인 경우에도 형광 변화는 현미경이나 UV 램프 등으로 용이하게 확인할 수도 있다. After addition of the sample, the presence of free radicals is detected in the cell through color change. In this case, when the concentration of the active oxygen is 1 μM or more, the fluorescence change can be visually confirmed. If the concentration of the active oxygen is less than 1μM fluorescence change can be easily confirmed with a microscope or UV lamp.

시료 내에 과산화수소 (H2O2), 수퍼옥사이드(O2 -), 하이드록시 라디칼(HO.)활성산소가 함유되어 있으면, 하기 반응식 2와 같이 탈수소 반응에 의하여 아로마틱화 반응이 진행되면서 형광의 변화가 발생된다. 이때 형광 변화를 통해 활성산소의 존재 여부를 확인할 수 있게 된다. Hydrogen peroxide (H 2 O 2) in the sample, superoxide (O 2 -), hydroxyl radical (. HO) If the active oxygen contains, as the aromatic reaction by the dehydrogenation reaction proceeds as shown in the following scheme 2 fluorescence changes in Is generated. At this time, the presence of active oxygen can be confirmed by changing the fluorescence.

<반응식 2><Scheme 2>

Figure 112009067999160-PAT00009
Figure 112009067999160-PAT00009

상기 반응식 2에서 X 및 R1 내지 R5는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.In Scheme 2, X and R 1 to R 5 are the same as defined in Chemical Formula 1.

상기 반응식 2에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 화학식 1로 표현되는 티아졸리딘 유도체 화합물은 1 당량의 활성 산소에 의하여 탈수소화 반응이 진행되어 방향족 화합물이 되면서 발광이 일어나게 된다. 상기한 발광은 활성 산소에 의해서만 매우 선택적으로 관찰된다. 특히 세포 조직 내에서 활성 산소가 풍부한 미토콘드리아에서 형광 변화가 두드러지게 일어난다. As shown in Scheme 2, the thiazolidine derivative compound represented by Chemical Formula 1 according to the present invention is dehydrogenated by 1 equivalent of active oxygen, and becomes an aromatic compound, thereby emitting light. Such luminescence is very selectively observed only by active oxygen. In particular, fluorescence changes are prominent in mitochondria rich in free radicals in cellular tissues.

구체적인 예로서 상기 화학식 4의 화합물은 하기 반응식 3에서 보는 바와 같이 활성산소에 의해 탈수소화반응이 진행되어 화학식 7의 화합물을 생성하게 되는데, 화학식 7의 화합물은 강한 발광을 하게 된다. As a specific example, the compound of Formula 4 is dehydrogenated by active oxygen to produce the compound of Formula 7, as shown in Scheme 3 below, and the compound of Formula 7 emits strong light.

<반응식 3><Scheme 3>

Figure 112009067999160-PAT00010
Figure 112009067999160-PAT00010

특히 화학식 4로 표시되는 화합물이 함유된 수용액에 과산화수소를 첨가한 후 단위 시간에 따른 UV흡수 스펙트럼을 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이 약 399 nm에서의 흡수가 급격히 감소하면서 약 458 nm에서의 흡수가 급격하게 늘어나는 것을 확인할 수 있다. 따라서 시료에 과산화수소가 함유된 경우에는 흡수 스펙트럼의 변화에 의해 색상이 변하고, 또한 형광 증가를 통해 과산화수소와 같은 활성산소 함유 여부를 용이하게 확인할 수 있다. In particular, after the addition of hydrogen peroxide to the aqueous solution containing the compound represented by the formula (4) and looking at the UV absorption spectrum according to the unit time, as shown in Figure 1 the absorption at about 399 nm is rapidly reduced absorption at about 458 nm It can be seen that the increase rapidly. Therefore, when hydrogen peroxide is contained in the sample, the color is changed by the change in the absorption spectrum, and the increase in fluorescence makes it easy to check whether or not active oxygen such as hydrogen peroxide is contained.

이하 본 발명을 하기 실시 예를 통하여 보다 상세하게 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, which are only presented to aid the understanding of the present invention, but the present invention is not limited thereto.

<합성예 1>Synthesis Example 1

7-디에틸아미노-3-포르밀큐마린 63.6 mg (0.25 mmol)과 2-아미노벤젠타이올 (0.25 mmol)을 에탄올 1 mL에 각각 녹인다. 7-디에틸아미노-3-포르밀큐마린 용액을 교반하면서 천천히 2-아미노벤젠타이올을 첨가한다. 반응 용액을 상온에서 3시간 교반한다. 노란색의 침천이 생기면 이를 거르고 에탄올에 두세 번 씻어주고 말린다. 수율: 85 %. 생성물의 1H과 13C-NMR 및 MS 측정결과는 아래와 같으며, 그 결과 구조식은 화학식 4로 표시되는 화합물임을 확인할 수 있었다.63.6 mg (0.25 mmol) of 7-diethylamino-3-formylcumarin and 2-aminobenzenethiol (0.25 mmol) are dissolved in 1 mL of ethanol, respectively. Slowly add 2-aminobenzenethiol while stirring the 7-diethylamino-3-formylcumarin solution. The reaction solution is stirred at room temperature for 3 hours. If a yellowish precipitate occurs, filter it out, rinse with ethanol two or three times and dry. Yield: 85%. The 1 H and 13 C-NMR and MS measurement results of the product is as follows, as a result it was confirmed that the structural formula is a compound represented by the formula (4).

1H NMR (DMSO-d6, 300 MHz): 7.76 (s, 1H), 7.48 (d, J = 9.0 Hz, 1H), 7.00 (d, J = 7.2 Hz, 1H), 6.92 (t, J = 7.8 Hz, 1H), 6.86 (d, J = 2.7 Hz, 1H), 6.74 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 6.70 (dd, J = 9.0 Hz, J = 2.1 Hz, 1H), 6.63 (t, J = 7.2 Hz, 1H), 6.56 (d, J = 2.1 Hz, 1H), 6.17 (d, J = 2.7 Hz, 1H), 3.46 (q, J = 6.9 Hz, 4H), 1.14 (t, J = 6.9 Hz, 6H)1 H NMR (DMSO-d6, 300 MHz): 7.76 (s, 1H), 7.48 (d, J = 9.0 Hz, 1H), 7.00 (d, J = 7.2 Hz, 1H), 6.92 (t, J = 7.8 Hz , 1H), 6.86 (d, J = 2.7 Hz, 1H), 6.74 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 6.70 (dd, J = 9.0 Hz, J = 2.1 Hz, 1H), 6.63 (t, J = 7.2 Hz, 1H), 6.56 (d, J = 2.1 Hz, 1H), 6.17 (d, J = 2.7 Hz, 1H), 3.46 (q, J = 6.9 Hz, 4H), 1.14 (t, J = 6.9 Hz, 6H)

13C NMR (DMSO-d6, 75 MHz): 161.09, 155.73, 150.88, 147.66, 137.90, 130.04, 125.76, 125.60, 122.19, 121.84, 119.53, 110.04, 109.64, 107.74, 96.81, 63.89, 44.50, 12.75 (18 carbon peaks)13C NMR (DMSO-d6, 75 MHz): 161.09, 155.73, 150.88, 147.66, 137.90, 130.04, 125.76, 125.60, 122.19, 121.84, 119.53, 110.04, 109.64, 107.74, 96.81, 63.89, 44.50, 12.75 (18 carbon peaks )

HRMS (FAB+, m-NBA): m/z calculated for C20H21N2O2S: 353.1324, observed: 353.1319HRMS (FAB +, m-NBA): m / z calculated for C 20 H 21 N 2 O 2 S: 353.1324, observed: 353.1319

<합성예 2>Synthesis Example 2

7-디에틸아미노-3-포르밀큐마린 63.6 mg (0.25 mmol)과 2-아미노페놀 (0.25 mmol)을 에탄올 1 mL에 각각 녹인다. 7-디에틸아미노-3-포르밀큐마린 용액을 교반하면서 천천히 2-아미노벤젠타이올을 첨가한다. 반응 용액을 상온에서 3시간 교반한다. 주홍색의 침천이 생기면 이를 거르고 에탄올에 두세 번 씻어주고 말린다. 수율: 74 %. 생성물의 1H-NMR 측정결과는 아래와 같으며, 그 결과 구조식은 화학식 5로 표시되는 화합물임을 확인할 수 있었다. 63.6 mg (0.25 mmol) of 7-diethylamino-3-formylcumarin and 2-aminophenol (0.25 mmol) are dissolved in 1 mL of ethanol, respectively. Slowly add 2-aminobenzenethiol while stirring the 7-diethylamino-3-formylcumarin solution. The reaction solution is stirred at room temperature for 3 hours. If you have a scarlet pink filter, filter it out, rinse with ethanol two or three times and dry. Yield 74%. 1 H-NMR measurement results of the product is as follows, as a result it was confirmed that the structural formula is a compound represented by the formula (5).

1H NMR (DMSO-d6, 300 MHz): 8.96 (s, 1H), 8.82 (s, 1H), 8.66 (s, 1H), 7.52 (d, J = 9.0 Hz, 1H), 7.19 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.07 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 6.90 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 6.82 (m, 2H), 6.52 (s, 1H), 3.53 (q, J = 6.9 Hz, 4H), 1.18 (t, J = 6.9 Hz, 6H)1 H NMR (DMSO-d 6, 300 MHz): 8.96 (s, 1H), 8.82 (s, 1H), 8.66 (s, 1H), 7.52 (d, J = 9.0 Hz, 1H), 7.19 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.07 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 6.90 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 6.82 (m, 2H), 6.52 (s, 1H), 3.53 (q, J = 6.9 Hz, 4H), 1.18 (t, J = 6.9 Hz, 6H)

<합성예 3>&Lt; Synthesis Example 3 &

7-디에틸아미노-3-포르밀큐마린 63.6 mg (0.25 mmol)과 다이아미노벤젠 (0.25 mmol)을 에탄올 1 mL에 각각 녹인다. 7-디에틸아미노-3-포르밀큐마린 용액을 교반하면서 천천히 2-아미노벤젠타이올을 첨가한다. 반응 용액을 상온에서 3시간 교반한다. 빨간색의 침천이 생기면 이를 거르고 에탄올에 두세 번 씻어주고 말린 다. 수율: 78 %. 생성물의 1H-NMR 측정결과는 아래와 같으며, 그 결과 구조식은 화학식 6으로 표시되는 화합물임을 확인할 수 있었다. Dissolve 63.6 mg (0.25 mmol) of 7-diethylamino-3-formylcumarin and diaminobenzene (0.25 mmol) in 1 mL of ethanol, respectively. Slowly add 2-aminobenzenethiol while stirring the 7-diethylamino-3-formylcumarin solution. The reaction solution is stirred at room temperature for 3 hours. If you have a red precipitate, filter it out, rinse with ethanol two or three times and dry. Yield: 78%. 1 H-NMR measurement results of the product is as follows, as a result it was confirmed that the structural formula is a compound represented by the formula (6).

1H NMR (DMSO-d6, 300 MHz): 8.75 (s, 1H), 8.56 (s, 1H), 7.62 (d, J = 9.0 Hz, 1H), 7.06 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 6.96 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 6.82 (d, J = 9.0 Hz, 1H), 6.72 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 6.62 (s, 1H), 6.56 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 5.29 (s, 2H), 3.50 (q, J = 6.9 Hz, 4H), 1.18 (t, J = 6.9 Hz, 6H)1 H NMR (DMSO-d6, 300 MHz): 8.75 (s, 1H), 8.56 (s, 1H), 7.62 (d, J = 9.0 Hz, 1H), 7.06 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 6.96 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 6.82 (d, J = 9.0 Hz, 1H), 6.72 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 6.62 (s, 1H), 6.56 (t, J = 7.5 Hz , 1H), 5.29 (s, 2H), 3.50 (q, J = 6.9 Hz, 4H), 1.18 (t, J = 6.9 Hz, 6H)

<실시예 1> &Lt; Example 1 >

화학식 4로 표시되는 화합물에 의한 형광변화 확인Confirmation of Fluorescence Change by the Compound Represented by Formula 4

합성예 1에서 제조한 화학식 4로 표시되는 화합물 30 uM를 물(HEPES buffer pH 7.4)과 이소프로판올 (3:2, v/v)에 녹이고 여기에 1 당량 이상의 과산화수소(H2O2)를 첨가한 후 시간의 변화에 따른 UV 흡수 스펙트럼의 변화를 측정하였으며, 그 결과를 도 1에 나타내었다. 30 uM of the compound represented by Formula 4 prepared in Synthesis Example 1 was dissolved in water (HEPES buffer pH 7.4) and isopropanol (3: 2, v / v), and at least 1 equivalent of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) was added thereto. After the change in the UV absorption spectrum with time was measured, the results are shown in FIG.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 화학식 4로 표시되는 티아졸리딘 화합물이 함유된 수용액에 과산화수소를 첨가한 후 단위 시간에 따른 UV흡수 스펙트럼을 살펴보면, 399 nm에서의 흡수가 급격하게 줄어드는 반면 458nm에서의 흡수가 급격하게 늘어나는 것을 확인할 수 있다. 따라서 시료에 과산화수소가 함유된 경우에는 흡수 스펙트럼의 변화에 의해 나타나는 색상이 변화를 통해 과산화수소의 존재 여부를 용이하게 확인할 수 있음을 알 수 있다. As shown in FIG. 1, when the hydrogen peroxide is added to an aqueous solution containing a thiazolidine compound represented by Chemical Formula 4 according to the present invention, the UV absorption spectrum according to unit time decreases rapidly at 399 nm. It can be seen that the absorption at 458 nm increases rapidly. Therefore, when hydrogen peroxide is contained in the sample, it can be seen that the presence of hydrogen peroxide can be easily confirmed through the change in color represented by the change in the absorption spectrum.

<실시예 2> <Example 2>

화학식 4의 화합물에 의한 형광변화 측정Fluorescence Change Measurement by Compound of Formula 4

화학식 4로 표시되는 화합물 10 uM를 물(HEPES buffer pH 7.4)과 이소프로판올 (3:2, v/v)에 녹이고 여기에 500 당량의 과산화수소(H2O2)를 첨가한 후 시간에 따른 형광 변화를 측정하여 그 결과를 도 2에 나타내었다. 아울러 화학식 7로 표시되는 화합물의 형광 세기도 함께 나타내었다. Change in fluorescence over time after dissolving 10 uM of the compound represented by Formula 4 in water (HEPES buffer pH 7.4) and isopropanol (3: 2, v / v) and adding 500 equivalents of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) Was measured and the result is shown in FIG. In addition, the fluorescence intensity of the compound represented by Formula 7 is also shown.

도 2에서 보는 바와 같이 510nm에서의 형광세기는 시간이 지날수록 점점 증가하고 6시간 후에 그 포화점에 도달하는데, 이때의 형광패턴은 화학식 7의 형광패턴과 같은 모양을 보여주는 것으로서, 화학식 4의 화합물이 과산화수소에 의해 화학식 7로 표시되는 화합물로 반응이 진행되었음을 암시한다.As shown in FIG. 2, the fluorescence intensity at 510 nm increases gradually over time and reaches its saturation point after 6 hours. At this time, the fluorescence pattern shows the same shape as the fluorescence pattern of Chemical Formula 7, a compound of Chemical Formula 4 This hydrogen implies that the reaction proceeded to the compound represented by the formula (7).

<실시예 3> <Example 3>

과산화수소의 농도에 따른 화학식 4의 화합물의 형광변화 측정Measurement of Fluorescence Changes of Compounds of Formula 4 According to Concentration of Hydrogen Peroxide

화학식 4로 표시되는 화합물 3 uM를 물(HEPES buffer pH 7.4)과 이소프로판올 (3:2, v/v)에 녹이고 여기에 과산화수소(H2O2)의 양을 0.1 uM에서 10 uM로 변화시키면서 형광 변화를 관찰하고 그 결과를 도 3에 나타내었다. Dissolve 3 uM of the compound represented by the formula (4) in water (HEPES buffer pH 7.4) and isopropanol (3: 2, v / v) and fluorescein while changing the amount of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) from 0.1 uM to 10 uM The change was observed and the result is shown in FIG.

도 3에 도시된 바와 같이 과산화수소의 농도에 따라 형광세기는 선형적으로 증가하는 것을 관찰할 수 있다. 아울러 상기 형광세기의 선형적 관계식을 이용하면 형광세기에 따른 과산화수소의 정량분석이 가능함을 알 수 있다. As shown in FIG. 3, it can be observed that the fluorescence intensity increases linearly with the concentration of hydrogen peroxide. In addition, it can be seen that the quantitative analysis of hydrogen peroxide according to the fluorescence intensity is possible by using the linear relationship of the fluorescence intensity.

<실시예 4> <Example 4>

pH에 따른 화학식 4의 화합물의 형광변화 측정Measurement of Fluorescence Changes of Compounds of Formula 4 According to pH

화학식 4로 표시되는 화합물 10 uM에 500 당량의 과산화수소(H2O2)를 첨가한 후 pH에 따른 510nm에서의 형광세기 변화를 측정(삼각형 표시)하고 그 결과를 도 4에 나타내었다. 대조구로서 과산화 수소를 첨가하지 않은 상태에서의 pH에 따른 510nm에서의 형광세기 변화를 측정(동그라미 표시)하고 그 결과를 도 4에 함께 나타내었다. After 500 equivalents of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) was added to 10 uM of the compound represented by Formula 4, the change in fluorescence intensity at 510 nm according to pH was measured (triangle display) and the results are shown in FIG. 4. As a control, the change in fluorescence intensity at 510 nm according to pH in the state without adding hydrogen peroxide was measured (circle) and the results are shown together in FIG. 4.

도 4에서 보는 바와 같이 과산화수소를 포함하지 않는 대조구의 경우 pH 7~9사이에서는 거의 변화가 없지만 과산화수소를 포함하는 경우 형광세기가 크게 변화됨을 알 수 있다. 이것은 화학식 4로 표시되는 화합물이 생체에도 유용하게 적용될 수 있음을 보여주는 것이다. As shown in FIG. 4, the control group that does not include hydrogen peroxide has little change between pH 7-9, but it can be seen that the fluorescence intensity is greatly changed when hydrogen peroxide is included. This shows that the compound represented by Formula 4 can be usefully applied to a living body.

<실시예 5> Example 5

화학식 4의 화합물의 시간과 농도에 따른 셀의 형광 세기 측정Measurement of Fluorescence Intensity of Cells with Time and Concentration of Compound of Formula 4

살아있는 293T 세포에 화학식 4로 표시되는 화합물을 소정의 농도로 떨어뜨린 후 배양시간에 따른 셀의 형광사진을 촬영하고 그 결과를 도 5에 나타내었다. 이때 도 5에서 화학식 4로 표시되는 화합물의 농도와 배양시간은 다음과 같다.After dropping the compound represented by the formula (4) to a predetermined concentration in living 293T cells, the fluorescent photographs of the cells according to the incubation time were taken and the results are shown in FIG. 5. At this time, the concentration of the compound represented by the formula (4) and the incubation time are as follows.

(a) 농도 1.0uM, 30분 배양, (c) 농도 1.0 uM, 1시간 배양, (e) 농도 3.0uM, 30분 배양, (g) 농도 3.0uM, 1시간 배양, (i) 농도 10uM, 30분 배양 (k) 농도 10uM, 1시간 배양, (m) 농도 30uM, 30분 배양, (o) 농도 30uM, 1시간 배양. (a) concentration 1.0 uM, 30 min incubation, (c) concentration 1.0 uM, 1 hour incubation, (e) concentration 3.0 uM, 30 min incubation, (g) concentration 3.0 uM, 1 hour incubation, (i) concentration 10 uM, 30 minute incubation (k) concentration 10 uM, 1 hour incubation, (m) concentration 30 uM, 30 minute incubation, (o) concentration 30 uM, 1 hour incubation.

도 5에서 (b), (d), (f), (h), (j), (l), (n) 와 (p)는 각각 (a), (c), (e), (g), (i), (k), (m) 와 (o)의 일반 사진을 나타낸 것이다. In Fig. 5, (b), (d), (f), (h), (j), (l), (n) and (p) are respectively (a), (c), (e), (g) ), (i), (k), (m) and the general picture of (o) is shown.

도 5에서 보는 바와 같이 30분 정도의 배양시간과 10uM 정도의 화학식 4의 화합물이 있어도 세포에서 형광이 발현되는 것을 관찰할 수 있다.As shown in FIG. 5, even when the incubation time is about 30 minutes and the compound of Formula 4 is about 10 uM, fluorescence is expressed in the cells.

<실시예 6> <Example 6>

화학식 4의 화합물의 세포 독성 테스트Cytotoxicity Testing of Compounds of Formula 4

유방암세포인 MCF-7 cell과 인간 콩팥 배아세포인 293T cell에 화학식 4로 표시되는 화합물 30 uM를 떨어뜨린 후 1시간동안 배양한 다음 셀의 형광사진을 촬영하고 그 결과를 도 6에 나타내었다.After dropping 30 uM of the compound represented by Formula 4 into MCF-7 cells, which are breast cancer cells, and 293T cells, which are human kidney embryonic cells, the cells were cultured for 1 hour, followed by fluorescence photographing of the cells, and the results are shown in FIG. 6.

도 6에서 (a) 내지 (d)는 유방암 세포인 MCF-7 cell을 배양한 것이고, (e) 내지 (h)는 인간 콩팥 배아세포인 239T cell을 배양한 것이며, 구체적으로 다음과 같다. In Figure 6 (a) to (d) is a culture of MCF-7 cells of breast cancer cells, (e) to (h) is a culture of 239T cells of human kidney embryonic cells, specifically as follows.

(a) 화학식 4의 화합물 무처리, (c) 화학식 4의 화합물 30uM, 1시간 동안 배양, (e) 화학식 4의 화합물 무처리, (g) 화학식 4의 화합물 30uM, 1시간 동안 배양. (a) no compound of formula 4, (c) 30 uM of compound of formula 4, incubated for 1 hour, (e) no compound of formula 4, (g) 30 uM of compound of formula 4, incubated for 1 hour.

도 5에서 (b), (d), (f) 와 (h)는 각각 (a), (c), (e)와 (g)의 일반 사진을 나타낸 것이다.  In FIG. 5, (b), (d), (f) and (h) show general photographs of (a), (c), (e) and (g), respectively.

도 6에서 보는 바와 같이 화학식 4의 화합물 처리 유무에 관계없이 일정한 개체수를 보여주고 있으므로 세포 독성이 거의 없는 것으로 확인되었다. As shown in FIG. 6, it was confirmed that there is almost no cytotoxicity, since a certain number of individuals was shown regardless of whether the compound of Formula 4 was treated.

<실시예 7> <Example 7>

화학식 4의 화합물의 세포 조직 선택성 측정Measurement of Cell Tissue Selectivity of Compounds of Formula 4

화학식 4로 표시되는 화합물이 세포내의 어느 조직으로 선택적으로 침투하고 발현되는가를 확인하기 위하여 미토콘드리아 추적자인 MitoTracker(MitoTrackerRed FM, Invitrogen, Eugene, OR)를 이용하여 발현위치 추적 실험을 하였다. 상기 발현위치 추적실험은 MCF-7 세포에 화학식 4의 화합물과 MitoTracker Red를 30분 동안 처리하여 실시하였으며, 공초점 레이저 주사현미경(LSM 710, Carl Zeiss MicroImaging GmbH, Jena, Germany)을 이용하여 영상이미지를 촬영하고 이를 도 도 7에 나타내었다.In order to confirm whether the compound represented by Formula 4 selectively penetrated into and expressed in the tissue, expression location tracking experiment was performed using MitoTracker (MitoTracker Red FM, Invitrogen, Eugene, OR), a mitochondrial tracer. The expression tracking experiment was performed by treating the compound of Formula 4 and MitoTracker Red for 30 minutes on MCF-7 cells, and image image using a confocal laser scanning microscope (LSM 710, Carl Zeiss MicroImaging GmbH, Jena, Germany) Photographed and shown in FIG. 7.

도 7의 (A)는 녹색 필터를 사용하여 세포내에 화학식 4가 어디에 존재하는지를 관찰한 결과이고, (B)는 적색 필터를 사용하여 동일 세포 샘플에서 MitoTracker Red의 위치를 관찰한 결과이다.(C)는 상기 녹색필터를 이용한 영상과 적색필터를 이용한 영상을 합친 영상이다. Figure 7 (A) is a result of observing where the formula 4 is present in the cell using a green filter, (B) is a result of observing the position of MitoTracker Red in the same cell sample using a red filter. (C ) Is an image obtained by combining the image using the green filter with the image using the red filter.

도 7의 (C)에서 노란색으로 나오는 부분은 MitoTracker Red의 빨간색과 화학식 4의 녹색이 겹쳐지면서 생기는 영역이다. 즉, MitoTracker Red와 화학식 4가 같 은 위치에 있을 때 생성되는 부분을 보여준다. 이 영상 이미지를 보면, 노란색의 대부분 영역이 MitoTracker의 영역과 일치하는 것을 관찰할 수 있다. 즉, 세포내의 대부분에서 화학식 4로 표현되는 화합물은 MitoTracker가 위치하는 세포내 미토콘드리아에 선택적으로 위치하고 있음을 확인할 수 있다. In FIG. 7C, a yellow portion is a region formed by overlapping the red of MitoTracker Red and the green of Formula 4. That is, it shows the part generated when MitoTracker Red and Formula 4 are in the same position. Looking at this video image, it can be observed that most of the yellow area coincides with the area of MitoTracker. That is, it can be seen that the compound represented by the formula (4) in most of the cells is selectively located in the mitochondria in the cell in which MitoTracker is located.

도 1은 화학식 4의 화합물이 함유된 수용액에 과산화수소를 첨가한 후 단위 시간에 따른 UV흡수 스펙트럼 변화를 나타낸 그래프이다. 1 is a graph showing the change in UV absorption spectrum with unit time after the addition of hydrogen peroxide to the aqueous solution containing the compound of formula (4).

도 2는 화학식 4의 화합물이 함유된 수용액에 과산화수소를 첨가한 후의 시간에 따른 형광 변화와 화학식 7로 표시되는 화합물의 형광을 나타낸 그래프이다.FIG. 2 is a graph showing the fluorescence change over time after adding hydrogen peroxide to an aqueous solution containing the compound of Formula 4 and the fluorescence of the compound represented by Formula 7. FIG.

도 3은 화학식 4의 화합물이 함유된 수용액에 과산화수소 농도를 변화시키면서 첨가한 후 측정한 형광세기이다.3 is a fluorescence intensity measured after adding to the aqueous solution containing the compound of formula 4 while changing the concentration of hydrogen peroxide.

도 4는 화학식 4의 화합물에 과산화수소를 넣은 것(삼각형 표시)과 과산화수소를 넣지 않은 것(동그라미 표시)의 pH에 따른 형광 변화를 측정한 그래프이다. Figure 4 is a graph measuring the change in fluorescence according to the pH of the compound of formula 4 with hydrogen peroxide (triangular display) and without hydrogen peroxide (circle display).

도 5는 화학식 4의 화합물의 농도에 따른 살아있는 293T 세포의 배양시간별 형광 사진이다. FIG. 5 is a fluorescence photograph of culture time of live 293T cells according to the concentration of the compound of Formula 4.

도 6은 화학식 4의 화합물의 MCF-7과 293T 세포에 대한 세포 독성 실험의 형광사진을 나타낸 것이다. FIG. 6 shows fluorescence photographs of cytotoxicity experiments on MCF-7 and 293T cells of the compound of Formula 4. FIG.

도 7은 MCF-7 세포의 미토콘드리아 선택성을 보여주는 공초점 현미경 세포 사진이다.7 is a confocal microscopy cell photo showing mitochondrial selectivity of MCF-7 cells.

Claims (7)

하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 세포 내의 활성 산소 형광 검출용 티아졸리딘 유도체 화합물. Thiazolidine derivative compounds for detecting active oxygen fluorescence in cells, which are represented by the following Chemical Formula 1. <화학식 1><Formula 1>
Figure 112009067999160-PAT00011
Figure 112009067999160-PAT00011
(상기 화학식 1에서 X는 S, O, NH중에서 선택되며, R1, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기를 갖는 케톤기, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기를 갖는 에스테르기, C5 내지 C24의 치환 또는 비치환된 아릴기 또는 C6 내지 C24의 아릴알킬기에서 선택되며, R4 및 R5는 각각 독립적으로 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기를 갖는 케톤기, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기를 갖는 에스테르기, C5 내지 C24의 치환 또는 비치환된 아릴기 또는 C6 내지 C24의 아릴알킬기에서 선택된다.) In Formula 1, X is selected from S, O, and NH, and R 1 , R 2, and R 3 are each independently hydrogen, a linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group, or a linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group. Is selected from a ketone group having, a ester group having a linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group of C5 to C24, or an arylalkyl group of C6 to C24, each of R 4 and R 5 is independently linear Or a nonlinear C1 to C20 alkyl group, a ketone group having a linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group, an ester group having a linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group or C6 to C24 To C24 arylalkyl group.)
청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 티아졸리딘 유도체 화합물은 X가 S이고, R1, R2 및 R3가 수소이며 R4 와 R5이 고리모양의 페닐인 하기 화학식 4로 표시되는 화합물, X가 O이고, R1, R2 및 R3가 수소이며 R4 와 R5이 고리모양의 페닐인 하기 화학식 5로 표시되는 화합물 또는 X가 S이고, R1, R2 및 R3가 수소이며 R4 와 R5이 고리모양의 페닐인 하기 화학식 6 으로 표시되는 화합물에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 세포 내의 활성 산소 형광 검출용 티아졸리딘 유도체 화합물.The thiazolidine derivative compound represented by Chemical Formula 1 is represented by Chemical Formula 4, wherein X is S, R 1 , R 2, and R 3 are hydrogen, and R 4 and R 5 are phenyl cyclic. A compound represented by the following formula (5) wherein X is O, R 1 , R 2 and R 3 are hydrogen and R 4 and R 5 are phenyl cyclic or X is S and R 1 , R 2 and R 3 A thiazolidine derivative compound for detecting active oxygen fluorescence in a cell, wherein is hydrogen and R 4 and R 5 are phenyl in a ring form. <화학식 4><Formula 4>
Figure 112009067999160-PAT00012
Figure 112009067999160-PAT00012
<화학식 5><Formula 5>
Figure 112009067999160-PAT00013
Figure 112009067999160-PAT00013
<화학식 6><Formula 6>
Figure 112009067999160-PAT00014
Figure 112009067999160-PAT00014
하기 반응식 1에서 보는 바와 같이 화학식 2로 표시되는 큐마린 알데히드 화합물과 오르쏘 치환기를 가진 하기 화학식 3으로 표시되는 아닐린 유도체를 반응시 켜 화학식 1로 표시되는 화합물을 제조하는 것을 특징으로 하는 세포 내의 활성 산소 형광 검출용 티아졸리딘 유도체 화합물의 제조방법.As shown in Scheme 1 below, the reaction of the cumin aldehyde compound represented by the formula (2) and the aniline derivative represented by the following formula (3) having an ortho substituent reacts to prepare the compound represented by the formula (1). Method for preparing a thiazolidine derivative compound for detecting oxygen fluorescence. <반응식 1><Scheme 1>
Figure 112009067999160-PAT00015
Figure 112009067999160-PAT00015
(상기 반응식 1에서 X는 S, O, NH중에서 선택되며, R1, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기를 갖는 케톤기, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기를 갖는 에스테르기, C5 내지 C24의 치환 또는 비치환된 아릴기 또는 C6 내지 C24의 아릴알킬기에서 선택되며, R4 및 R5는 각각 독립적으로 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기를 갖는 케톤기, 선형 또는 비선형의 C1 내지 C20의 알킬기를 갖는 에스테르기, C5 내지 C24의 치환 또는 비치환된 아릴기 또는 C6 내지 C24의 아릴알킬기에서 선택된다.) (X in Scheme 1 is selected from S, O, NH, R 1 , R 2 and R 3 are each independently hydrogen, linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group, linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group Is selected from a ketone group having, a ester group having a linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group of C5 to C24, or an arylalkyl group of C6 to C24, each of R 4 and R 5 is independently linear Or a nonlinear C1 to C20 alkyl group, a ketone group having a linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group, an ester group having a linear or nonlinear C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group or C6 to C24 To C24 arylalkyl group.)
청구항 1 또는 2의 세포 내의 활성 산소 형광 검출용 티아졸리딘 유도체 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 활성산소 선택적 검출 센서. An active oxygen selective detection sensor containing a thiazolidine derivative compound for detecting active oxygen fluorescence in a cell of claim 1 or 2. 청구항 1 또는 2의 세포 내의 활성 산소 형광 검출용 티아졸리딘 유도체 화합물을 용매에 용해시키고, 여기에 활성 산소를 검출하기 위한 세포와 접촉시켜 형광변화를 통해 활성산소를 검출하는 것을 특징으로 하는 세포 내의 활성 산소 형광 검출방법. A thiazolidine derivative compound for detecting active oxygen fluorescence in a cell of claim 1 or 2 is dissolved in a solvent, and contacted with a cell for detecting active oxygen, thereby detecting active oxygen through fluorescence change. Active oxygen fluorescence detection method. 청구항 5에 있어서, 상기 용매는 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 내의 활성 산소 형광 검출방법. The method of claim 5, wherein the solvent comprises water. 청구항 5에 있어서, 상기 세포는 살아있는 미토콘트리아인 것을 특징으로 하는 세포 내의 활성 산소 형광 검출방법. The method of claim 5, wherein the cell is a live mitochondria.
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