KR20150138726A - Biocompatible Fluorescence Nanoparticles and Uses Thereof - Google Patents

Biocompatible Fluorescence Nanoparticles and Uses Thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20150138726A
KR20150138726A KR1020140067102A KR20140067102A KR20150138726A KR 20150138726 A KR20150138726 A KR 20150138726A KR 1020140067102 A KR1020140067102 A KR 1020140067102A KR 20140067102 A KR20140067102 A KR 20140067102A KR 20150138726 A KR20150138726 A KR 20150138726A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nanoprobe
chemical formula
vinyl compound
aryl vinyl
ssf
Prior art date
Application number
KR1020140067102A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101718867B1 (en
Inventor
김세훈
권익찬
이상엽
Original Assignee
한국과학기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술연구원 filed Critical 한국과학기술연구원
Priority to KR1020140067102A priority Critical patent/KR101718867B1/en
Publication of KR20150138726A publication Critical patent/KR20150138726A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101718867B1 publication Critical patent/KR101718867B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/56Ring systems containing three or more rings
    • C07D209/80[b, c]- or [b, d]-condensed
    • C07D209/82Carbazoles; Hydrogenated carbazoles
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K51/00Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K51/00Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo
    • A61K51/02Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by the carrier, i.e. characterised by the agent or material covalently linked or complexing the radioactive nucleus
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K51/00Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo
    • A61K51/12Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by a special physical form, e.g. emulsion, microcapsules, liposomes, characterized by a special physical form, e.g. emulsions, dispersions, microcapsules
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0002Galenical forms characterised by the drug release technique; Application systems commanded by energy
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/0085Brain, e.g. brain implants; Spinal cord
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/56Ring systems containing three or more rings
    • C07D209/80[b, c]- or [b, d]-condensed
    • C07D209/82Carbazoles; Hydrogenated carbazoles
    • C07D209/86Carbazoles; Hydrogenated carbazoles with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to carbon atoms of the ring system
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/56Ring systems containing three or more rings
    • C07D209/80[b, c]- or [b, d]-condensed
    • C07D209/82Carbazoles; Hydrogenated carbazoles
    • C07D209/88Carbazoles; Hydrogenated carbazoles with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to carbon atoms of the ring system
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D409/00Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D409/00Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D409/02Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms containing two hetero rings
    • C07D409/06Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms containing two hetero rings linked by a carbon chain containing only aliphatic carbon atoms

Abstract

The present invention relates to a novel bipolar aryl vinyl compound, nano-probe particles including the same, a contrast agent using the same, and an imaging method thereof. The novel bipolar aryl vinyl compound can adjust the solid-state fluorescence (SSF) color according to donor-acceptor combinations and shows a hydrodynamic size less than 65 nm in an aqueous environment as well as exhibiting increased aggregation-enhanced fluorescence (AEF) and SSF. The nano-probe particles have a hydrodynamic size less than 25 nm, show increases SSF in a near-infrared (NIR) range of 650 nm and higher, and are accumulated in cells of a specific tissue such as the sentinel lymph node, brain, or tumors or on an in vivo level to detect the tissue specifically. The contrast agent and the imaging method can specifically contrast lymph nodes, tumors, or brain tissues to be applied effectively to the diagnosis of cancer, tumors, and brain diseases.

Description

생체적합성 형광 나노입자 및 이의 용도{Biocompatible Fluorescence Nanoparticles and Uses Thereof}≪ Desc / Clms Page number 1 > Biocompatible Fluorescence Nanoparticles and Uses Thereof &

본 발명은 신규한 쌍극성 아릴비닐 화합물, 이를 포함하는 나노프로브 입자, 그리고 이를 이용한 조영제 조성물 및 이미징 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a novel bipolar aryl vinyl compound, a nanoprobe particle comprising the same, and a contrast agent composition and imaging method using the same.

분자 형광은 높은 민감도, 용이한 접근성, 다중-변수(multi-parametric) 검출능 및 다양한 천연 및 합성 형광 분자들의 유용성으로 인해 생물학적 및 생의학적 연구에서 큰 도약을 이끌었다1 , 2. 최근에, 고체상 형광(solid-state fluorescence, SSF) 또는 응집-증대된 형광(aggregation-enhanced fluorescence, AEF)을 발산하는 분자적 응집체들로 구성된 유기 나노입자들이 분자-통합된 형광성 나노프로브들 중 새로이 떠오르는 클래스로 큰 관심을 받고 있는데, 이는 이들이 강력한 방출 시그널(emission signal)을 요구하는 바이오이미징 적용에 있어서 강력한 가능성을 가지기 때문이다3 -12. SSF는 일반적인 유기 염료들(organic dyes)의 전형적인 형광 퀀칭(quenching)을 극복하기 위해 농축된 또는 응집된 상태에서 형광능을 유지할 수 있는 독특한 현상이다. SSF는 입자 내부에 고밀도의 염료 탑재를 가능하게 하여 발광 강도가 탑재 밀도에 비례하여 증가되는 염료-응집 분자 나노프로브들을 제공해 준다. 더욱이, 나노입자들 내로의 염료 응집은 수용성에 대한 화학적 변형의 필요 없이 생의학적 용도를 위한 염료의 수분산 제형(formulation)을 생산하는 것을 용이하게 해 준다. 나노입자 제형은 증가된 세포 투과성, enhanced permeability and retention(EPR) 효과에 따른 수동적 비보 종양 타겟팅, 그리고 다중 바이오컨쥬게이션(bioconjugation)에 의한 능동적 타겟팅용 표면공학을 포함하는 추가적인 이점들을 제공할 수 있다13 , 14.Molecular fluorescence is high sensitivity, ease of access, the multi-variable led to the (multi-parametric) detection function and a variety of natural and big jump in the biological availability and biomedical research due to their synthetic fluorescent molecules 1,2. Recently, organic nanoparticles composed of molecular-weight aggregates that emit solid-state fluorescence (SSF) or aggregation-enhanced fluorescence (AEF) there being great attention to the rising class, because they have a strong potential in bio-imaging applications requiring a powerful signal emitted (emission signal) 3 -12. SSF is a unique phenomenon capable of maintaining fluorescence in concentrated or coagulated states to overcome the typical fluorescence quenching of common organic dyes. SSF provides dye-agglomerated molecule nanoprobes that allow for high-density dye loading inside the particle and increase the emission intensity in proportion to the loading density. Moreover, dye aggregation into nanoparticles facilitates the production of aqueous dispersions of dyes for biomedical applications without the need for chemical modification to water solubility. Nanoparticle formulation may provide additional benefits, including passive in vivo tumor targeting, and an active target surface engineering for by multiple bio-conjugation (bioconjugation) according to the increased cell permeability, enhanced permeability and retention (EPR) effect 13 , 14 .

일반적으로, SSF는 AEF를 보이는 특별한 클래스의 분자들에서 일어난다. 대부분의 경우에서, 상기 분자들은 분리된 용액 상태에서 형광 퀀칭을 야기하는 자유로운 비틀림(tortional freedom)을 가진 비평면 구조를 갖는 반면에, 고형화(solidification)에 의해 비틀림 운동을 차단시킬 시에 이들의 발광이 크게 증가한다15 -20. 폭넓은 스펙트럼의 발광 범위를 가지는 다양한 종류의 AEF-활성 염료들이 바이오이미징 및 센싱 응용분야들에서 성공적으로 적용되어 왔다. 하지만, 이들 중 대부분이 650 nm 미만의 가시광 영역(visible window)에서 발광을 나타낸다; 근적외선(near-infrared, NIR)에서의 SSF는 현재까지 거의 보고되지 않았다8 -12. 낮은 광학적 간섭(흡수, 산란 및 자가형광) 및 높은 시그널-대-노이즈(signal-to-noise) 비를 가지는 NIR 영역이 생물학적 조직으로 가장 깊은 빛 투과성을 가지기 때문에 생의학적 비보 이미징을 위해 NIR로의 스펙트럼 튜닝이 요구된다21. 따라서, NIR, 특히 650 nm 이상에서 SSF를 방출하는 염료들이 인 비보 용도를 위한 진보된 분자적 나노프로브들을 제공하기 위해 추가적으로 개발될 필요가 있다. 또한, 기능성 형광 염료들의 개발에 있어서, 조합 화학이 타겟팅된 목표에 도달하기 위해 강력한 방법론이라는 것이 밝혀지만22 -25, 이러한 접근방법은 생체 내 적용을 위한 SSF 염료 라이브러리를 개발하는 데 거의 이용되지 않았다.
Generally, SSF occurs in molecules of a particular class that show AEF. In most cases, the molecules have a non-planar structure with free torsional freedom which causes fluorescence quenching in a separate solution state, whereas when they block the torsional motion by solidification, 15 -20 . A wide variety of AEF-active dyes with broad spectrum emission ranges have been successfully applied in bio-imaging and sensing applications. However, most of them exhibit luminescence in a visible window of less than 650 nm; SSF in near-infrared (NIR) has been rarely reported until now 8 -12 . Low optical interference (absorption, scattering, and self-fluorescence), and a high signal-to-noise (signal-to-noise) NIR to for biomedical in vivo imaging since the NIR region have a most deep light transmission by biological tissue with a non- Spectrum tuning is required 21 . Thus, dyes that emit SSF at NIR, particularly above 650 nm, need to be further developed to provide advanced molecular nanoprobes for in vivo applications. In addition, in the development of the functional fluorescent dyes, chemical combination it is found to be a powerful methodology in order to reach the targeted goals, but 22 to 25, this approach is hardly used to develop the SSF library dyes for application in vivo .

본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.Numerous papers and patent documents are referenced and cited throughout this specification. The disclosures of the cited papers and patent documents are incorporated herein by reference in their entirety to better understand the state of the art to which the present invention pertains and the content of the present invention.

본 발명자들은 우수한 SSF(solid-state fluorescence)를 나타내는 기능성 형광 염료 및 이를 이용한 바이오이미징 방법을 개발하고자 노력하였다. 그 결과, 본 발명자들은 생물학적 조직으로 높은 빛 투과성을 가지는 NIR 영역(특히, 650 nm 상의 파장 영역)에서 증가된 SSF 또는 AEF를 방출하는 쌍극성 아릴비닐 스캐폴드 화합물을 합성/동정하였고, 상기 화합물과 생체적합성 폴리머 계면활성제 간의 자기조립(self-assembly)된 20 nm 미만 크기의 나노프로브 입자들을 제형화시켰으며, 상기 나노프로브 입자들을 포함하는 조성물 또는 이를 이용하는 방법이 세포 또는 인 비보에서 타겟(예컨대, 감시림프절, 뇌 또는 종양)을 효과적으로 이미징할 수 있다는 것을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.The present inventors have sought to develop a functional fluorescent dye exhibiting excellent solid-state fluorescence (SSF) and a bio-imaging method using the functional fluorescent dye. As a result, we have synthesized / identified a bipolar aryl vinyl scaffold compound that emits increased SSF or AEF in the NIR region (especially in the wavelength region on 650 nm) that has high light transmission to biological tissue, The present invention relates to a method of forming nanoprobe particles of less than 20 nm in size self-assembled between biocompatible polymeric surfactants, wherein a composition comprising the nanoprobe particles or a method of using the nanoprobe particles is applied to a target (e.g., The surveillance lymph node, the brain or the tumor).

따라서, 본 발명의 목적은 쌍극성 아릴비닐 화합물을 제공하는데 있다.It is therefore an object of the present invention to provide a bipolar aryl vinyl compound.

본 발명의 다른 목적은 형광성 나노프로브 입자를 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide fluorescent nanoprobe particles.

본 발명의 또 다른 목적은 조영제(contrast agent) 조성물을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a contrast agent composition.

본 발명의 또 다른 목적은 타겟 조직의 이미징 방법을 제공하는데 있다.
It is still another object of the present invention to provide a method of imaging a target tissue.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.Other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention, claims and drawings.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 다음의 화학식 Ⅰ 또는 화학식 II로 표시되는 쌍극성 아릴비닐(dipolar arylvinyl) 화합물을 제공한다:According to one aspect of the present invention, the present invention provides a dipolar arylvinyl compound represented by the following general formula (I) or general formula (II): < EMI ID =

[화학식 I](I)

Figure pat00001
Figure pat00001

[화학식 II]≪ RTI ID = 0.0 &

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 I 또는 화학식 II에서, R1은 시아노기(cyano group)이고; A는 카르바졸(carbazole), 아닐린(aniline) 또는 이의 유도체(derivatives)이고, B는 시아노기, 카르보닐기, 카르복실기, C2-C10 에스테르, 아릴, 또는 C2-C12 직쇄 또는 가지쇄의 알킬이며; C는 1,3-인단디온(indandione) 또는 하나 이상의 시아노기로 치환된 1,3-인단디온 유도체로부터 선택된 화합물인 것인 아릴비닐 화합물.In the above formula (I) or (II), R 1 is a cyano group; A is carbazole, aniline or derivatives thereof, B is a cyano group, a carbonyl group, a carboxyl group, a C 2 -C 10 ester, an aryl, or a C 2 -C 12 Linear or branched alkyl; C is a compound selected from 1,3-indandione or a 1,3-indanedione derivative substituted with one or more cyano groups.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 (a) 상술한 쌍극성 아릴비닐 화합물; 및 (b) 폴리머 계면활성제를 포함하는 형광성 나노프로브 입자(nanoprobe particles, NPs)로, 상기 쌍극성 아릴비닐 화합물은 상기 계면활성제 내부에 함입되어 있는 것인 나노프로브 입자를 제공한다.
According to another aspect of the present invention, the present invention provides a composition comprising (a) the above-described bipolar aryl vinyl compound; And (b) fluorescent nanoprobe particles (NPs) comprising a polymeric surfactant, wherein the bipolar aryl vinyl compound is embedded within the surfactant.

본 발명자들은 우수한 SSF를 나타내는 기능성 형광 염료 및 이를 이용한 바이오이미징 방법을 개발하고자 노력하였다. 그 결과, 본 발명자들은 생물학적 조직에 대한 높은 빛 투과성을 가지는 NIR 영역(특히, 650 nm 이상의 파장 영역)에서 증가된 SSF 또는 AEF를 방출하는 쌍극성 아릴비닐 스캐폴드 화합물을 합성/동정하였고, 상기 화합물과 생체적합성 폴리머 계면활성제 간의 자가-어셈블리된 20 nm 미만 크기의 나노프로브 입자들을 제형화시켰으며, 상기 나노프로브 입자들을 포함하는 조성물 또는 이를 이용하는 방법이 세포 또는 인 비보에서 타겟(예컨대, 감시림프절, 뇌 또는 종양)을 효과적으로 이미징할 수 있다는 것을 확인하였다.The present inventors have sought to develop functional fluorescent dyes exhibiting excellent SSF and a bio-imaging method using the same. As a result, we have synthesized / identified a bipolar aryl vinyl scaffold compound that emits increased SSF or AEF in the NIR region (particularly in the wavelength region above 650 nm) with high light transmission to biological tissues, and a biocompatible polymer self-between surfactant-stylized formulated in a nano-probe particles of the assembly is less than 20 nm in size, the target from a method using the composition or it containing the nano-probe particles cell or in vivo (e.g., the sentinel node, Brain or tumor) can be effectively imaged.

화학식 I 또는 화학식 II로 표시되는 본 발명의 화합물은 양 말단에 π-전자 공여체 및 수용체를 가지는 쌍극성 π-컨쥬게이션(conjugation)을 나타내며, 이를 기반으로 폴리머 계면활성제와 함께 신규한 나노프로브 입자를 구성한다.The compounds of the present invention represented by the general formula (I) or (II) exhibit a bipolar π-conjugation having a π-electron donor and a receptor at both ends. Based on this, a novel nanoprobe particle .

먼저, 본 발명은 다음의 화학식 I 또는 화학식 II로 표시되는 쌍극성 아릴비닐 화합물을 제공한다:First, the present invention provides a bipolar aryl vinyl compound represented by the following formula (I) or (II):

[화학식 I](I)

Figure pat00003
Figure pat00003

[화학식 II]≪ RTI ID = 0.0 &

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 화학식 I 또는 화학식 II에서, R1은 시아노기이고; A는 카르바졸, 아닐린 또는 이의 유도체이고, B는 시아노기, 카르보닐기, 카르복실기, C2-C10 에스테르, 아릴, C2-C12 직쇄 또는 가지쇄의 알킬이며; C는 1,3-인단디온 또는 하나 이상의 시아노기로 치환된 1,3-인단디온 유도체로부터 선택된다.In the formula (I) or (II), R 1 is cyano group; A is carbazole, aniline or a derivative thereof, B is a cyano group, a carbonyl group, a carboxyl group, a C 2 -C 10 ester, an aryl, a C 2 -C 12 Linear or branched alkyl; C is selected from 1,3-indanedione or 1,3-indanedione derivatives substituted with one or more cyano groups.

본 발명의 어떤 구현예에서, 상기 카르바졸 또는 이의 유도체는 다음의 화학식 III으로 표시되는 화합물로,In some embodiments of the present invention, the carbazole or derivative thereof is a compound represented by the following formula (III)

[화학식 III](III)

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 화학식 III에서, R2는 C1-C12 직쇄 또는 가지쇄의 알킬, C2-C12 직쇄 또는 가지쇄의 알킬알코올, 또는 C1-C12 알콕시이고, R3는 화학식 I 또는 화학식 II에서 비닐기가 결합되는 위치이다.In the formula (III), R 2 is C 1 -C 12 Straight or branched chain alkyl, C 2 -C 12 straight or branched alkyl alcohol, or C 1 -C 12 And R < 3 > is a position at which a vinyl group is bonded in the formula (I) or (II).

본 발명의 다른 구현예에서, 상기 아닐린 또는 이의 유도체는 다음의 화학식 IV으로 표시되는 화합물로,In another embodiment of the present invention, the aniline or a derivative thereof is a compound represented by the following formula (IV)

[화학식 IV](IV)

Figure pat00006
Figure pat00006

상기 화학식 IV에서, R2는 서로 독립적으로 H, C1-C6 직쇄 또는 가지쇄의 알킬, C2-C6 직쇄 또는 가지쇄의 알킬알코올, 또는 C1-C6 알콕시이고, R3는 화학식 I 또는 화학식 II에서 비닐기가 결합되는 위치이다.In Formula IV, R 2 is independently H, C 1 -C 6 together Straight or branched chain alkyl, C 2 -C 6 straight or branched chain alkyl alcohol, or C 1 -C 6 And R < 3 > is a position at which a vinyl group is bonded in the formula (I) or (II).

본 명세서에서 사용되는 용어 “아릴(aryl)”은 전체적으로 또는 부분적으로 불포화된 치환 또는 비치환된 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭 탄소 고리를 의미하며, 구체적으로는 모노아릴 또는 비아릴이다. 모노아릴은 탄소수 5-6을 갖는 것이 바람직하며, 비아릴은 탄소수 9-10을 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 상기 아릴은 치환 또는 비치환된 페닐, 벤젠, 바이페닐, 티오펜, 1,3-인단디온 등을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 모노아릴, 예컨대, 페닐이 치환되는 경우에는, 다양한 위치에서 다양한 치환체에 의해 치환이 이루어질 수 있으나, 구체적으로는, 시아노, 브로모, 할로, 히드록시, 니트로, C1-C4 치환 또는 비치환된 직쇄 또는 가지쇄 알킬, C1-C4 직쇄 또는 가지쇄 알콕시, 알킬 치환 설파닐, 페녹시, C3-C6 사이클로헤테로알킬 또는 치환 또는 비치환 아미노기에 의해 치환될 수 있고, 보다 구체적으로는 시아노 또는 브로모이다. 아릴기는 페닐기, 치환된 페닐기, 나프틸기, 치환된 나프틸기를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상술한 아릴기 치환(aryl group substituent)은 구체적으로는 적은 수의 알킬 또는 할로겐을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 “헤테로아릴”은 헤테로사이클릭 방향족기로서, 헤테로원자로서 N, O 또는 S를 포함하는 것이다. 구체적으로는, 헤테로아릴은 헤테로원자로서 S를 포함하는 헤테로비아릴이다. 본 명세서의 사용되는 용어 “아릴기 치환(aryl group substituent)”은 알킬, 사이클로알킬, 사이클로아릴, 아릴, 헤테로아릴을 포함할 수 있으며, 선택적으로 할로, 할로알킬, 알킬, 아릴아킬, 헤테로아릴아킬, 1-2개의 이중 결합을 포함하는 알케닐, 1-2개의 삼중 결합을 포함하는 알키닐, 하이드록시, 폴리할로알킬로부터 선택된 하나 이상의 치환기를 포함할 수 있다. 구체적으로는, 상기 아릴기 치환은 C1-C5 알킬, C1-C5 알콕시 또는 할로겐을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 “알콕시(alkoxy)”는 -O알킬기로, 예를 들어 메톡시, 에톡시, 프로폭시 등을 포함하나 이에 한정되지 않는다.The term " aryl " as used herein refers to a substituted or unsubstituted monocyclic or polycyclic carbon ring which is totally or partially unsaturated, specifically monoaryl or biaryl. The monoaryl preferably has from 5 to 6 carbon atoms, and the biaryl preferably has from 9 to 10 carbon atoms. Specifically, the aryl includes, but is not limited to, substituted or unsubstituted phenyl, benzene, biphenyl, thiophene, 1,3-indanedione, and the like. Monoaryl, e.g., in the case where the substituted phenyl, substituted, but can be made by a variety of substituents at various positions, particularly, cyano, bromo, halo, hydroxy, nitro, C 1 -C 4 Substituted or unsubstituted straight or branched chain alkyl, C 1 -C 4 C 3 -C 6 cycloheteroalkyl, or a substituted or unsubstituted amino group, and more specifically, cyano or bromo. The aryl group includes, but is not limited to, a phenyl group, a substituted phenyl group, a naphthyl group, a substituted naphthyl group, and the above-mentioned aryl group substituent may specifically include a small number of alkyl or halogen . The term " heteroaryl ", as used herein, is a heterocyclic aromatic group that includes N, O, or S as a heteroatom. Specifically, the heteroaryl is a heterobialyl containing S as a heteroatom. The term " aryl group substituent " as used herein may include alkyl, cycloalkyl, cycloaryl, aryl, heteroaryl, and is optionally substituted with halo, haloalkyl, alkyl, arylalkyl, , Alkenyl having 1 to 2 double bonds, alkynyl having 1 to 3 triple bonds, hydroxy, polyhaloalkyl, and the like. Specifically, the aryl group substitution is selected from the group consisting of C 1 -C 5 Alkyl, C 1 -C 5 Alkoxy or halogen. The term " alkoxy ", as used herein, is an -O alkyl group, including, but not limited to, methoxy, ethoxy, propoxy, and the like.

본 명세서에서 사용되는 용어 “알킬”은 직쇄 또는 분쇄의 비치환 또는 치환된 포화 탄화수소기를 의미하며, 예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 트리데실, 펜타데실 및 헵타데실 등을 포함한다. 본 발명의 어떤 구현예에서, 상기 알킬은 C2-C12 직쇄 또는 가지쇄의 알킬이고, 보다 구체적으로는 C1-C6 직쇄 또는 가지쇄의 알킬이며, 보다 더 구체적으로는 C2-C4 직쇄 또는 가지쇄의 알킬이다. 상기 용어 “C1-C12 알킬”은 탄소수 1-12의 포화 탄화수소기를 의미하고, 저가 알킬로서 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, 이소부틸, n-부틸, t-부틸 등을 포함한다.As used herein, the term " alkyl " means a straight or branched unsubstituted or substituted saturated hydrocarbon group, for example, methyl, ethyl, propyl, isobutyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, Undecyl, tridecyl, pentadecyl, heptadecyl and the like. In some embodiments of the present invention, the alkyl is C 2 -C 12 straight chain or branched chain alkyl, more specifically C 1 -C 6 Straight or branched chain alkyl, more particularly C 2 -C 4 Straight or branched chain alkyl. The term "C 1 -C 12 alkyl" means a saturated hydrocarbon group having from 1 to 12 carbon atoms, and includes lower alkyl such as methyl, ethyl, n -propyl, isopropyl, isobutyl, n -butyl and t- .

본 명세서에서 사용되는 용어 “할로겐”은 F, Cl, Br 및 I를 포함한다. 본 발명의 어떤 구현예에서, 상기 할로겐은 Br이다.The term " halogen " as used herein includes F, Cl, Br and I. In some embodiments of the present invention, said halogen is Br.

본 명세서에서 사용되는 용어 “에스테르”는 -COOR(R은 알킬 또는 아릴)로 표시되는 작용기를 의미하며, 구체적으로는 탄소수 2-10의 에스테르이다. 본 명세서에서 사용되는 용어 “카르복실기”는 -COOH로 표시되는 작용기를 의미하며, 구체적으로는 탄소수 2-10의 카르복실기이다.As used herein, the term " ester " means a functional group represented by -COOR (R is alkyl or aryl), specifically an ester having 2 to 10 carbon atoms. As used herein, the term " carboxyl group " means a functional group represented by -COOH, specifically a carboxyl group having 2-10 carbon atoms.

본 명세서에서 사용되는 용어 “알코올”은 히드록실기가 알킬 또는 치환된 알킬기의 탄소원자에 결합된 화합물을 의미한다. 구체적으로는, 탄소수 1-20의 알코올, 보다 구체적으로는 탄소수 1-10의 알코올, 보다 더 구체적으로는 탄소수 1-5의 알코올이다. 본 명세서에서 사용되는 용어 “알킬알코올”은 히드록실기가 알킬 또는 치환된 알케닐기의 탄소원자에 결합된 화합물로, 구체적으로는 탄소수 1-20의 알케놀, 보다 구체적으로는 탄소수 1-10의 알케놀, 보다 더 구체적으로는 탄소수 1-5의 알케놀이다.The term " alcohol " as used herein means a compound in which the hydroxyl group is bonded to the carbon atom of the alkyl or substituted alkyl group. Specifically, it is an alcohol having from 1 to 20 carbon atoms, more specifically, an alcohol having from 1 to 10 carbon atoms, and still more specifically, an alcohol having from 1 to 5 carbon atoms. As used herein, the term " alkyl alcohol " means a compound in which a hydroxyl group is bonded to a carbon atom of an alkyl or substituted alkenyl group, specifically, an alkenol having 1 to 20 carbon atoms, more specifically, Alkenols, more specifically alkenols having 1-5 carbon atoms.

본 발명의 어떤 구현예에서, 상기 아릴은 브로모메틸벤젠, 메틸티오펜 및 메틸바이페닐을 포함한다. 본 발명의 어떤 구현예에서, 상기 에스테르는 에틸 프로피온산이다. 본 발명의 어떤 구현예에서, 1,3-인단디온(indandione)은 시아노기로 치환되거나 또는 치환되지 않을 수 있고, 치환되는 경우 하나 내지 네 개의 시아노기로 치환될 수 있으며, 예를 들어 3-디시아노메틸리덴-1-인다논(3-dicyanomethylidene)-1-indanone) 및 1,3-비스(디시아노메틸리덴)인단(1,3-bis(dicyanomethylidene)indane)을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.In certain embodiments of the present invention, the aryl includes bromomethylbenzene, methylthiophene and methylbiphenyl. In some embodiments of the present invention, the ester is ethyl propionic acid. In some embodiments of the present invention, the 1,3-indandione may be substituted with one to four cyano groups when substituted, or may be substituted with a cyano group, for example, 3- (3-dicyanomethylidene) -1-indanone, and 1,3-bis (dicyanomethylidene) indane. It is not.

본 발명에 따르면, 상기 화학식 I 또는 화학식 II에서 A는 π-전자 공여체(electron donor)로 기능하고 B 또는 C는 π-전자 수용체(electron acceptor)로서 기능한다. 본 발명의 화합물은 상기 빌딩 블락들(building blocks; A와 B 또는 C) 간의 축합 반응(예컨대, Knoevenagel condensation reaction)에 의해 합성되었다. α, α-이중치환된 비닐 분절로 구성된 상기 수용체들이 세포내 입체적 장애를 가하여 고체-상 형광(solid-state fluorescence, SSF) 발생에 유리한 심각한 뒤틀림을 야기하기 때문에 상기 빌딩 블락들로 구성된 아릴비닐 화합물들은 고체에서 증가된 형광을 나타낼 수 있다.According to the present invention, A in the above formula (I) or (II) functions as a? -Electron donor and B or C functions as a? -Electron acceptor. The compounds of the present invention were synthesized by condensation reaction (e.g., Knoevenagel condensation reaction) between the building blocks (A and B or C). Since the above receptors composed of alpha, alpha -duplexed vinyl segments cause intracellular steric hindrance and cause severe distortion which is advantageous for generation of solid-state fluorescence (SSF), aryl vinyl compounds composed of the building blocks Can exhibit increased fluorescence in solids.

본 발명의 어떤 구현예에서, 본 발명의 아릴비닐 화합물은 고체상 형광 또는 응집-증대된 형광(aggregation-enhanced fluorescence, AEF)을 나타내고, 보다 구체적으로는 상기 SSF는 상기 아릴비닐 화합물의 ICT(intramolecular charge transfer) 특성에 기인한 입체적 장애(steric hindrance)에 따른 심각한 뒤틀림을 통해 발생된다.In some embodiments of the present invention, the arylvinyl compound of the present invention exhibits solid phase fluorescence or aggregation-enhanced fluorescence (AEF), and more particularly the SSF is an intramolecular charge transfer characteristics due to severe distortion due to steric hindrance.

본 발명의 아릴비닐 화합물은 용액 내 약한 형광 및 응집(체)에서의 증가된 형광 방출을 나타낸다. 본 발명의 어떤 구현예에서, 상기 SSF 색은 빌딩 블락들인 상기 A와 B 또는 C의 조합을 통해 조정(tunability)될 수 있다(참고: 도 3 및 표 2).The aryl vinyl compounds of the present invention exhibit increased fluorescence emission in weak fluorescence and aggregation in solution. In some embodiments of the present invention, the SSF color can be tunable through the combination of A and B or C, which are building blocks (see Figures 3 and Table 2).

본 발명의 어떤 구현예에서, 상기 아릴비닐 화합물은 근적외선(near-infrared, NIR) 영역을 포함하는 폭넓은 스펙트럼 범위에서 증가된 SSF를 나타내고, 보다 구체적으로는 650 nm 이상의 근적외선(near-infrared, NIR) 영역에서 증가된 SSF를 나타낸다.In some embodiments of the present invention, the arylvinyl compound exhibits increased SSF over a broad spectral range, including near-infrared (NIR) regions, and more specifically near-infrared (NIR) Lt; RTI ID = 0.0 > SSF. ≪ / RTI >

본 발명의 어떤 구현예에서, 상기 화학식 I 또는 화학식 II으로 표시되는 아릴비닐 화합물은 다음의 화학식 1 내지 화학식 20에 의해 표시되는 화합물이다:In some embodiments of the present invention, the aryl vinyl compound represented by Formula (I) or (II) is a compound represented by the following Formula 1 to Formula 20:

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00007
Figure pat00007

[화학식 2](2)

Figure pat00008
Figure pat00008

[화학식 3](3)

Figure pat00009
Figure pat00009

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure pat00010
Figure pat00010

[화학식 5][Chemical Formula 5]

Figure pat00011
Figure pat00011

[화학식 6][Chemical Formula 6]

Figure pat00012
Figure pat00012

[화학식 7](7)

Figure pat00013
Figure pat00013

[화학식 8][Chemical Formula 8]

Figure pat00014
Figure pat00014

[화학식 9][Chemical Formula 9]

Figure pat00015
Figure pat00015

[화학식 10][Chemical formula 10]

Figure pat00016
Figure pat00016

[화학식 11](11)

Figure pat00017
Figure pat00017

[화학식 12][Chemical Formula 12]

Figure pat00018
Figure pat00018

[화학식 13][Chemical Formula 13]

Figure pat00019
Figure pat00019

[화학식 14][Chemical Formula 14]

Figure pat00020
Figure pat00020

[화학식 15][Chemical Formula 15]

Figure pat00021
Figure pat00021

[화학식 16][Chemical Formula 16]

Figure pat00022
Figure pat00022

[화학식 17][Chemical Formula 17]

Figure pat00023
Figure pat00023

[화학식 18][Chemical Formula 18]

Figure pat00024
Figure pat00024

[화학식 19][Chemical Formula 19]

Figure pat00025
Figure pat00025

[화학식 20][Chemical Formula 20]

Figure pat00026

Figure pat00026

이에 따라, 본 발명은 (a) 상술한 쌍극성 아릴비닐 화합물; 및 (b) 폴리머 계면활성제를 포함하는 형광성 나노프로브 입자(nanoprobe particles, NPs)를 제공한다. 본 발명의 나노프로브 입자에 있어서, 상기 쌍극성 아릴비닐 화합물은 상기 계면활성제 내부에 함입되어 있다.Accordingly, the present invention relates to (a) the above-described bipolar aryl vinyl compound; And (b) fluorescent nanoprobe particles (NPs) comprising a polymeric surfactant. In the nanoprobe particle of the present invention, the bipolar aryl vinyl compound is embedded in the above-mentioned surfactant.

본 발명의 어떤 구현예에서, 본 발명의 폴리머 계면활성제는 생체적합성을 나타내는 물질이라면 어떠한 것도 이용될 수 있으며, 보다 구체적으로는 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 블락 공중합체(polyoxyethylene-polyoxypropylene block copolymer), 폴리비닐 알코올 및 젤라틴을 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the polymeric surfactant of the present invention can be any substance that exhibits biocompatibility, and more specifically, polyoxyethylene-polyoxypropylene block copolymer, polyoxyethylene-polyoxypropylene block copolymer, Polyvinyl alcohol, and gelatin.

본 발명의 어떤 구현예에서, 상기 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 블락 공중합체(폴록사머)는 화학식 (PEO)x-(PPO)y-(PEO)z로 표시되는 비이온성 고분자 물질이다: 상기 화학식에서, PEO는 에틸렌옥사이드, PPO는 프로필렌옥사이드, x, y 및 z는 각각 독립적으로 1-10,000의 정수이다. 상기 생체적합성 폴리머 계면활성제는 폴리프로필렌 옥사이드의 소수성 센터 및 폴리에틸렌 옥사이드의 양 끝의 친수성 폴리 택(tag)으로 구성된 양친매성 삼중블럭(tri-block) 구조로, 소수성 오일 물질의 물 용해도를 증가시키거나 서로 다른 성질을 지니는 두 물질의 혼화성(miscibility)를 증가시키는 데 이용될 수 있으며, 상기 x, y 및 z의 구성에 따라 다양한 플루로닉스(pluronics) 상표명(BASF Corporation)으로 구입이 가능하다.In some embodiments of the present invention, the polyoxyethylene-polyoxypropylene block copolymer (poloxamer) has the formula (PEO) x - (PPO) y - is a non-ionic high molecular material represented by (PEO) z: Formula , PEO is ethylene oxide, PPO is propylene oxide, x, y and z are each independently an integer of 1-10,000. The biocompatible polymeric surfactant is an amphiphilic tri-block structure composed of hydrophobic centers of polypropylene oxide and hydrophilic polytags at both ends of polyethylene oxide to increase the water solubility of the hydrophobic oil material Can be used to increase the miscibility of the two materials having different properties and can be purchased as a variety of pluronics trade names (BASF Corporation) depending on the composition of x, y and z.

본 발명의 어떤 구현예에서, 상기 생체적합성 폴리머 계면활성제는 플루로닉 127이다.In some embodiments of the invention, the biocompatible polymeric surfactant is Pluronic 127.

상기 폴록사머는 공업, 화장품 또는 의학 분야에 응용되며, 특히 약제 운반 시스템(drug delivery system)의 모델 시스템으로 유용하게 이용될 수 있을 뿐 아니라, 세포 완충 효능(cell cushioning effects)으로 인해 세포를 낮은 스트레스 조건에 놓이게 하기 때문에 생의학 분야(예컨대, 세포 배양 배지, 바이오이미징, 등)에도 유용하게 적용될 수 있다.The poloxamer is applied to industry, cosmetics or medical field. In particular, poloxamer can be used not only as a model system of a drug delivery system but also because of cell cushioning effects, (For example, a cell culture medium, bioimaging, etc.) because it puts the cell into a condition where the cells are in contact with each other.

본 발명의 나노프로브 입자는 상술한 아릴비닐 화합물(특히, 화학식 9, 화학식 10, 화학식 18, 화학식 19 또는 화학식 20)과 생체적합성 폴리머 계면활성제로 이루어진다. 본 발명의 어떤 구현예에서, 본 발명의 나노프로브 입자의 유체역학적 크기는 100 nm 미만이고, 보다 구체적으로는 65 nm 미만이며, 보다 더 구체적으로는 50 nm 미만이고, 가장 구체적으로는 20 nm 미만이다.The nanoprobe particle of the present invention is composed of the above-mentioned aryl vinyl compound (particularly, Formula 9, Formula 10, Formula 18, Formula 19 or Formula 20) and a biocompatible polymer surface active agent. In some embodiments of the invention, the hydrodynamic size of the nanoprobe particles of the present invention is less than 100 nm, more specifically less than 65 nm, more specifically less than 50 nm, and most specifically less than 20 nm to be.

생물학적 조직에 대한 형광 나노입자는 높은 민감도 뿐 아니라 용이한 접근성을 가져야 한다. 본 발명의 나노프로브 입자는 물-분산된 제형으로 용이하게 제조될 수 있을 뿐 아니라 650 nm 이상의 근적외선(near-infrared, NIR) 영역에서 증가된 SSF를 나타냈다(참고: 도 10).Fluorescent nanoparticles for biological tissues should have high sensitivity as well as easy accessibility. The nanoprobe particles of the present invention not only can be easily prepared in water-dispersed formulations, but also exhibit increased SSF in the near-infrared (NIR) region above 650 nm (see FIG. 10).

본 발명의 어떤 구현예에서, 본 발명의 나노프로브 입자는 높은 시그널-대-백그라운드 비율(signal-to-background, S/B)의 NIR-SSF 방출을 나타내어 생의학적 적용에 매우 적합하다.In some embodiments of the present invention, the nanoprobe particles of the present invention exhibit a high signal-to-background (S / B) NIR-SSF release and are well suited for biomedical applications.

본 발명의 어떤 구현예에서, 본 발명의 나노프로브 입자는 수용성 환경에서 콜로이드 형태를 이루며, 체액에서 혈청 반응을 유발하지 않는다(참고: 도 11).In some embodiments of the invention, the nanoprobe particles of the invention are colloidal in aqueous environment and do not cause a serum response in body fluids (see Figure 11).

흥미롭게도, 본 발명의 나노프로브 입자는 특정 조직(예컨대, 감시림프절, 종양 또는 뇌)을 세포 또는 인 비보에서 특이적으로 축적되었다(참고: 도 12 내지 도 15). 본 발명의 나노프로브 입자가 증가된 세포 투과성, 증가된 투과성 및 지체(EPR) 효과로 인해 감시림프절 또는 종양 세포에 특이적으로 축적되어 형광을 통해 검출될 수 있다는 것은 질환의 진단에 매우 효과적으로 이용/적용될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 나노프로브 입자는 뇌 조직에 특이적으로 축적되었다(참고: 도 15b).Interestingly, the nanoprobe particles of the present invention specifically accumulate specific tissues (e.g., surveillance lymph nodes, tumors or brain) in cells or in vivo (see Figures 12-15). The ability of the nanoprobe particles of the present invention to accumulate specifically in the surveillance lymph nodes or tumor cells due to increased cell permeability, increased permeability, and retardation (EPR) effects and to be detected through fluorescence can be used / Can be applied. Furthermore, the nanoprobe particles of the present invention were accumulated specifically in brain tissue (see Fig. 15B).

뇌에서 발생하는 질병의 진단 및 치료에서의 어려운 점은 뇌혈관에 존재하는 '혈뇌장벽(blood-brain barrier, BBB)'이라는 독특한 구조 때문인데, 상기 구조는 아교세포(glia cell)라는 세포들이 매우 조밀하게 혈관을 둘러싸 신경세포가 생존하는데 필요한 물질은 통과시키고 독성물질은 뇌로 들어가지 못하게 걸러주는 역할을 한다. 하지만, 상기 혈뇌장벽은 진단을 위한 다양한 영상제 뿐 아니라, 종양, 알츠하이머, 파킨슨병 등 뇌에 질병이 생겼을 때 약물이 통과하는 것을 막아 뇌 관련 진단 및 치료 기술 개발에 저해가 되고 있다. 이에 따라, OX26(항체), OX26-폴리에틸렌글리콜, 만니톨, 또는 트랜스페린과 같은 약물을 사용하여 일시적으로 화학적 충격을 통해 혈뇌장벽을 붕괴시킨 후에 약물이나 영상제를 투여하는 방법이 사용되고 있다(참고: 미국특허 등록번호 제6,372,250호, 미국특허 출원번호 제10/025,732호). 또는 약물이나 영상제에 상기 약물들을 화학적으로 부착시켜 함께 투여하는 방법이 사용되고 있다(참고: 미국특허 등록번호 제6,117,454호 및 제6,821,594호, 미국특허 출원번호 제2004-0131692호, 유럽특허 등록번호 제1,071,408호). 하지만, 상기 방법들은 일정 시간이 지난 뒤 다시 혈뇌장벽이 회복되어 추가적 전달이 어렵고 또는 약물에 의한 혈뇌장벽의 파괴 시 쇼크를 유발시킬 수 있는 위험 부담이 있다는 점에서 실제 적용이 쉽지 않다.The difficulty in diagnosing and treating diseases in the brain is due to the unique structure of the blood-brain barrier (BBB) present in the cerebral blood vessels, It tightly surrounds the blood vessels, allowing the nerve cells to survive and pass the toxins through to the brain. However, the blood-brain barrier is inhibiting the development of brain-related diagnostic and therapeutic technologies by preventing the passage of drugs when diseases such as tumors, Alzheimer's disease, and Parkinson's disease occur, as well as various imaging agents for diagnosis. Accordingly, a method of administering a drug or imaging agent after collapsing the blood-brain barrier through a temporary chemical attack using a drug such as OX26 (antibody), OX26-polyethylene glycol, mannitol, or transferrin has been used U. S. Patent No. 6,372, 250, U.S. Patent Application Serial No. 10 / 025,732). (See, for example, U.S. Patent Nos. 6,117,454 and 6,821,594, U.S. Patent Application No. 2004-0131692, European Patent Registration No. 1,071,408 number). However, the above methods are not easy to apply in that the blood-brain barrier is restored after a certain period of time and the additional delivery is difficult or the risk of causing shock when the blood-brain barrier is destroyed by the drug is difficult.

본 발명의 어떤 구현예에 있어서, 본 발명의 나노프로브 입자는 림프절(특히, 감시림프절), 종양세포 또는 뇌에서 보다 특이적으로 분포되며, 상기 용어 “분포(distribution)”는 나노프로브 입자를 정맥내 주입한 경우 나노프로브 입자가 생체 내 여러 기관에 존재하는(localization) 정도를 의미한다. 따라서, 조영제/영상제로의 적용의 측면에서 본 발명의 나노프로브 입자는 부가적인 약물의 투여 없이 혈뇌장벽을 통과할 수 있다는 장점을 가질 뿐 아니라, 뇌 조직에 특이적으로 축적됨으로써 뇌 질환 관련 진단에 유용하게 적용시킬 수 있다.In some embodiments of the invention, the nanoprobe particles of the present invention are more specifically distributed in lymph nodes (especially surveillance lymph nodes), tumor cells, or brain, and the term "distribution" Implies the degree of localization of nanoprobe particles in vivo. Therefore, the nanoprobe particle of the present invention has the advantage of being able to pass through the blood-brain barrier without administering an additional drug in view of the application of the contrast agent / imaging agent, and also has a specific accumulation in the brain tissue, Can be usefully applied.

본 명세서에서 사용하는 용어 “진단”은 한 대상자(subject)가 특정 질병 또는 질환을 현재 가지고 있는 지 여부를 판정하는 것, 또는 특정 질병 또는 질환에 걸린 한 객체의 예후(prognosis)를 판정하는 것을 포함한다.The term " diagnosing " as used herein includes determining whether a subject currently has a particular disease or disorder, or determining the prognosis of an object that has suffered a particular disease or disorder do.

본 발명의 어떤 구현예에서, 본 발명의 나노프로브 입자에 의해 진단/검출될 수 있는 암/종양은 뇌암, 신경 내분비 암, 골수종, 림프종, 백혈병, 림프관 혈관내피세포육종(lymphangioendotheliosarcoma), 성상세포종, 수모세포종, 두개인두종, 상의세포종, 송과체종, 혈관모세포종, 청신경종, 회돌기세포교종, 수막종, 신경모세포종, EMC(extraskeletal myxoid chondrosarcoma), 위암, 폐암, 유방암, 난소암, 간암, 기관지암, 비인두암, 후두암, 췌장암, 방광암, 부신암, 대장암, 결장암, 자궁경부암, 전립선암, 골암, 피부암, 갑상선암, 부갑상선암, 요관암, 자궁경부암, 고환 종양, 폐암종, 소세포 폐암종, 방광암종, 상피 암종, 신경교종, 대장선암, 전립선암종, 대장암, 유방암, 난소암, 전립선암, 편평상피세포암, 기저세포암, 선암종, 신세포암종, 간세포암, 담도암, 섬유육종, 점액육종, 지방육종, 연골육종, 골육종, 척색종, 혈관육종, 내피세포육종, 림프관 육종, 윤활막종, 중피종, 유윙 종양, 평활근육종, 횡문근육종, 횡문근종, 땀샘암종, 피지샘 암종, 유두상암종, 유두상 선암, 낭선암종, 연수갑상선암종, 기관지암종, 융모상피암, 고환종, 배아성암종, 윌름 종양, 카포시육종 또는 망막모세포종을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. In certain embodiments of the invention, the cancer / tumor that can be diagnosed / detected by the nanoprobe particle of the invention is selected from the group consisting of brain cancer, neuroendocrine carcinoma, myeloma, lymphoma, leukemia, lymphangioendotheliosarcoma, (Extraskeletal myxoid chondrosarcoma), stomach cancer, lung cancer, breast cancer, ovarian cancer, liver cancer, bronchial carcinoma, non-human carcinomatous carcinoma, papillary carcinoma, papillary carcinoma, Cancer of the prostate, prostate cancer, bone cancer, skin cancer, thyroid cancer, pituitary cancer, ureter cancer, cervical cancer, testicular tumor, lung cancer, small cell lung cancer, bladder cancer, pancreatic cancer, pancreatic cancer, pancreatic cancer, Cancer, breast cancer, ovarian cancer, prostate cancer, squamous cell carcinoma, basal cell carcinoma, adenocarcinoma, renal cell carcinoma, hepatocellular carcinoma, biliary cancer, fibrosarcoma, mucinous carcinoma The present invention also relates to a method for treating a disease selected from the group consisting of carcinosarcoma, sarcoma, osteosarcoma, chondrosarcoma, angiosarcoma, endothelial cell sarcoma, lymphangiosarcoma, synovial sarcoma, mesothelioma, mesothelioma, leiomyosarcoma, rhabdomyosarcoma, rhabdomyosarcoma, But are not limited to, papillary adenocarcinoma, cystadenocarcinoma, soft tissue thyroid carcinoma, bronchial carcinoma, choriocarcinoma, testicular, embryonal carcinoma, Wilm's tumor, Kaposi sarcoma or retinoblastoma.

또한, 상술한 본 발명의 나노프로브 입자의 뇌 국소화(localization) 특징은 종래의 혈뇌장벽 통과 입자들과 비교하여 매우 흥미로운 특징으로, 종래의 혈뇌장벽 통과 입자들의 경우에는 뇌에 존재하는 특정 생체분자에 특이적으로 결합할 수 있는 타겟팅 리간드와 결합되어 뇌 국소화를 유도하지만, 본 발명의 나노프로브 입자는 나노입자 자체만으로도 생체 내에 주입하면 뇌에서 보다 높은 분포도를 나타낸다(참고: 도 15b). 따라서, 본 발명의 나노프로브 입자는 통상적인 보조제(예컨대, 만니톨)의 사용 없이도 혈뇌장벽을 효율적으로 통과할 수 있을 뿐 아니라 뇌로 특정 물질(예컨대, 치료제)을 운반하는 운반체로도 이용될 수 있다.
In addition, the brain localization characteristic of the nanoprobe particle of the present invention described above is a very interesting feature in comparison with conventional blood-brain-barrier-passing particles. In the case of conventional blood-brain barrier particles, But the nanoprobe particles of the present invention exhibit a higher distribution in the brain when injected into the body by itself alone (see Fig. 15B). Accordingly, the nanoprobe particles of the present invention can be used not only as a means for efficiently passing the blood-brain barrier but also as a carrier for transporting a specific substance (for example, a therapeutic agent) to the brain without using a conventional adjuvant (e.g., mannitol).

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상술한 나노프로브 입자를 포함하는 조영제(contrast agent) 조성물을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides a contrast agent composition comprising nanoprobe particles as described above.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 (a) 상술한 나노프로브 입자를 대상자(subject)에 투여하는 단계; 및 (b) 상기 대상자의 목적 조직(tissue of interest)에서 형광을 측정하는 단계를 포함하는 목적 조직의 이미징 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of preparing a nanoprobe comprising: (a) administering to a subject a nanoprobe particle as described above; And (b) measuring fluorescence in the tissue of interest of the subject.

본 발명의 조영제 조성물 및 이미징 방법은 상술한 본 발명의 나노프로브 입자를 유효성분으로 포함하기 때문, 이 둘 사이에 공통된 내용은 본 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여, 그 기재를 생략한다.Since the contrast agent composition and imaging method of the present invention include the above-described nanoprobe particles of the present invention as an active ingredient, the description common to both of them is omitted in order to avoid the excessive complexity of the present specification.

본 발명의 혈뇌장벽 통과용 나노입자는 매우 우수한 효율로 혈뇌장벽을 통과하여 뇌에 위치하기 때문에 뇌의 조영에 매우 유용하다.The nanoparticles for passing through the blood-brain barrier according to the present invention are very useful for contrasting the brain because they pass through the blood-brain barrier and are located in the brain.

본 발명의 조영제 조성물은 다양한 조영 기술에 적용될 수 있다. 본 발명에 따라 제조된 나노프로브 입자는 방출 형광에 따라 광학 이미징 및 분광(Optical Imaging and Spectroscopy) 또는 BL(bioluminescence) 이미징에 사용될 수 있다. BL 이미징의 일반적인 내용은 미국 특허 제5,650,135호에 개시되어 있다.The contrast agent composition of the present invention can be applied to various imaging techniques. The nanoprobe particles prepared according to the present invention can be used for optical imaging and spectroscopy (optical imaging and spectroscopy) or BL (bioluminescence) imaging according to emission fluorescence. The general contents of BL imaging are disclosed in U.S. Patent No. 5,650,135.

또한, 본 발명의 쌍극성 아릴비닐 화합물의 합성에서 방사선 동위 원소 또는 양전자방출동위원소가 결합되어 쌍극성 아릴비닐 화합물이 합성되는 경우, 이로부터 얻어진 나노프로브 입자는 단일 광자 방출 컴퓨터 단층촬영(SPECT, Single Photon Emission Computed Tomography) 또는 양전자 방출 단층촬영(PET, Positron Emission Tomography)에도 사용될 수 있다. 본 발명의 조영제 조성물을 이용하여 PET 또는 SPECT 이미지를 얻는 경우, 양전자방출동위원소의 예는 10C, 11C, 13O, 14O, 15O, 12N, 13N, 15F, 17F, 18F, 32Cl, 33Cl, 34Cl, 43Sc, 44Sc, 45Ti, 51Mn, 52Mn, 52Fe, 53Fe, 55Co, 56Co, 58Co, 61Cu, 62Cu, 62Zn, 63Zn, 64Cu,65Zn, 66Ga, 66Ge, 67Ge, 68Ga, 69Ge, 69As, 70As, 70Se, 71Se, 71As, 72As 73Se, 74Kr, 74Br, 75Br, 76Br, 77Br, 77Kr, 78Br, 78Rb, 79Rb, 79Kr ,81Rb, 82Rb, 84Rb, 84Zr, 85Y, 86Y, 87Y, 87Zr, 88Y, 89Zr, 92Tc, 93Tc, 94Tc, 95Tc, 95Ru, 95Rh, 96Rh, 97Rh, 98Rh, 99Rh, 100Rh, 101Ag, 102Ag, 102Rh, 103Ag, 104Ag, 105Ag, 106Ag, 108In, 109In, 110In, 115Sb, 116Sb, 117Sb, 115Te, 116Te, 117Te, 117I, 118I, 118Xe, 119Xe, 119I, 119Te, 120I, 120Xe, 121Xe, 121I, 122I, 123Xe, 124I, 126I, 128I, 129La, 130La, 131La, 132La, 133La, 135La, 136La, 140Sm, 141Sm, 142Sm, 144Gd, 145Gd, 145Eu, 146Gd, 146Eu, 147Eu, 147Gd, 148Eu, 150Eu, 190Au, 191Au, 192Au, 193Au, 193Tl, 194Tl, 194Au, 195Tl, 196Tl, 197Tl, 198Tl, 200Tl, 200Bi, 202Bi, 203Bi, 205Bi, 206Bi 또는 그의 유도체를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. PET 이미징 방법 및 장치는, 미국특허 등록번호 제6,151,377호, 제6,072,177호 제5,900,636호, 제5,608,221호, 제5,532,489호 제5,272,343호 및 제5,103,098호에 기재되어 있으며, 상기 특허 문헌들은 본 명세서에 참조로서 삽입된다. SPECT 이미징 방법 및 장치는, 미국특허 제6,115,446호, 제6,072,177호, 제5,608,221호, 제5,600,145호, 제5,210,421호 및 제5,103,098호에 개시되어 있으며, 상기 특허 문헌들은 본 명세서에 참조로서 삽입된다.In addition, in the synthesis of the dipolar aryl vinyl compound of the present invention, when a radioisotope or a positron emitting isotope is bound to synthesize a bipolar aryl vinyl compound, the nanoprobe particles obtained from the resultant compound are analyzed by single photon emission computed tomography (SPECT, Single Photon Emission Computed Tomography), or Positron Emission Tomography (PET). When PET or SPECT images are obtained using the contrast agent composition of the present invention, examples of positron emission isotopes are 10 C, 11 C, 13 O, 14 O, 15 O, 12 N, 13 N, 15 F, 17 F, 18 F, 32 Cl, 33 Cl , 34 Cl, 43 Sc, 44 Sc, 45 Ti, 51 Mn, 52 Mn, 52 Fe, 53 Fe, 55 Co, 56 Co, 58 Co, 61 Cu, 62 Cu, 62 Zn , 63 Zn, 64 Cu, 65 Zn, 66 Ga, 66 Ge, 67 Ge, 68 Ga, 69 Ge, 69 As, 70 As, 70 Se, 71 Se, 71 As, 72 As 73 Se, 74 Kr, 74 Br , 75 Br, 76 Br, 77 Br, 77 Kr, 78 Br, 78 Rb, 79 Rb, 79 Kr, 81 Rb, 82 Rb, 84 Rb, 84 Zr, 85 Y, 86 Y, 87 Y, 87 Zr, 88 Y, 89 Zr, 92 Tc, 93 Tc, 94 Tc, 95 Tc, 95 Ru, 95 Rh, 96 Rh, 97 Rh, 98 Rh, 99 Rh, 100 Rh, 101 Ag, 102 Ag, 102 Rh, 103 Ag, 104 Ag, 105 Ag, 106 Ag , 108 In, 109 In, 110 In, 115 Sb, 116 Sb, 117 Sb, 115 Te, 116 Te, 117 Te, 117 I, 118 I, 118 Xe, 119 Xe, 119 I , 119 Te, 120 I, 120 Xe, 121 Xe, 121 I, 122 I, 123 Xe, 124 I, 126 I, 128 I, 129 La, 130 La, 131 La, 132 La, 133 La, 135 La, 136 La, 140 Sm, 141 Sm, 142 Sm, 144 Gd, 145 Gd, 145 Eu, 146 Gd, 146 Eu, 147 Eu, 147 Gd, 1 48 Eu, 150 Eu, 190 Au , 191 Au, 192 Au, 193 Au, 193 Tl, 194 Tl, 194 Au, 195 Tl, 196 Tl, 197 Tl, 198 Tl, 200 Tl, 200 Bi, 202 Bi, 203 Bi , 205 Bi, 206 Bi, or derivatives thereof. The PET imaging method and apparatus are described in U.S. Patent Nos. 6,151,377, 6,072,177, 5,900,636, 5,608,221, 5,532,489, 5,272,343, and 5,103,098, the disclosures of which are incorporated herein by reference . SPECT imaging methods and apparatus are disclosed in U.S. Patent Nos. 6,115,446, 6,072,177, 5,608,221, 5,600,145, 5,210,421, and 5,103,098, the disclosures of which are incorporated herein by reference.

상술한 바와 같이, 본 발명의 조영제 조성물은 인체의 특정 부위, 특히 뇌의 혈관에 대한 이미징에 매우 유용하다. 이미징 과정은 인간에게 조영제의 진단학적 유효량을 투여한 다음 뇌의 가시적 이미지를 얻기 위하여 이미징을 실시하여 인체를 스캐닝함으로써 이루어진다.As described above, the contrast agent composition of the present invention is very useful for imaging a specific region of a human body, particularly, blood vessels of the brain. The imaging process is performed by administering a diagnostically effective amount of contrast agent to a human, and then scanning the human body by imaging to obtain a visible image of the brain.

본 발명의 조영제는 약제학적으로 허용되는 담체와 함께 투여될 수 있다. 약제학적으로 허용되는 담체는 제제시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토오스, 덱스트로오스, 수크로오스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산 칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산 칼슘, 미세결정성 셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로오스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로오스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 적합한 약제학적으로 허용되는 담체 및 제제는 Remington's Pharmaceutical Sciences(19th ed., 1995)에 상세히 기재되어 있다.The contrast agent of the present invention can be administered together with a pharmaceutically acceptable carrier. Pharmaceutically acceptable carriers commonly used in the field of the present invention include lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, starch, acacia gum, calcium phosphate, alginate, gelatin, calcium silicate, microcrystalline cellulose, poly But are not limited to, polyvinylpyrrolidone, cellulose, water, syrup, methylcellulose, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate and mineral oil. Suitable pharmaceutically acceptable carriers and formulations include, but are not limited to, Remington's Pharmaceutical Sciences (19th ed., 1995).

본 발명의 조영제는 비경구 방식으로 투여되는 것이 바람직하다. 비경구 투여를 하는 경우, 정맥내 주입, 두개강내(intracranial) 주입, 피내 주입, 병변내 (intralesional) 주입, 근육내 주입, 등으로 투여할 수 있다. 본 발명의 조영제의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 처방될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 “진단학적 유효량”은 인체의 이미지를 얻는데 충분한 양을 의미하며, 일반적으로 0.0001-100 mg/kg이다.The contrast agent of the present invention is preferably administered parenterally. For parenteral administration, it can be administered by intravenous infusion, intracranial infusion, intradermal infusion, intralesional infusion, intramuscular injection, and the like. A suitable dosage of the contrast agent of the present invention may be variously prescribed by factors such as the formulation method, administration method, age, body weight, sex, pathological condition, food, administration time, administration route, excretion rate and responsiveness of the patient have. The term " diagnostically effective amount " as used herein means an amount sufficient to obtain an image of the human body, generally 0.0001-100 mg / kg.

본 발명의 어떤 구현예에서, 본 발명의 조성물 및 방법은 포유동물, 보다 구체적으로는 인간, 마우스, 래트, 기니어 피그, 토끼, 원숭이, 돼지, 말, 소, 양, 영양, 개 및 고양이를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
In some embodiments of the invention, the compositions and methods of the present invention are used to treat or prevent a mammal, more particularly a human, a mouse, a rat, a guinea pig, a rabbit, a monkey, a pig, a horse, But are not limited to,

본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:The features and advantages of the present invention are summarized as follows:

(a) 본 발명은 신규한 쌍극성 아릴비닐 화합물, 이를 포함하는 나노프로브 입자, 그리고 이를 이용한 조영제 조성물 및 이미징 방법에 관한 것이다.(a) The present invention relates to a novel bipolar aryl vinyl compound, a nanoprobe particle comprising the same, and a contrast agent composition and imaging method using the same.

(b) 본 발명의 쌍극성 아릴비닐 화합물은 생리학적 조건에서 고체-상 나노응집체들을 형성하여 증가된 SSF 및 AEF를 나타낼 뿐 아니라 공여체-수용체 조합에 따라 SSF 색의 조정이 가능하고, 수용성 환경에서 약 65 nm 미만의 유체역학적 크기를 나타낸다.(b) The bipolar arylvinyl compound of the present invention forms solid-phase nano-aggregates under physiological conditions to exhibit increased SSF and AEF as well as the ability to adjust the SSF color according to the donor-receptor combination, Exhibit a hydrodynamic size of less than about 65 nm.

(c) 본 발명의 나노프로브 입자는 약 25 nm 미만의 유체역학적 크기를 가지고, 650 nm 이상의 근적외선(near-infrared, NIR) 영역에서 증가된 SSF를 나타내며, 특정 조직(예컨대, 감시림프절, 종양 또는 뇌)에 세포 또는 인 비보 레벨에서 축적됨에 따라 상기 조직을 특이적으로 검출하는 데 이용할 수 있다.(c) Nanoprobe particles of the present invention have hydrodynamic size of less than about 25 nm and exhibit increased SSF in the near-infrared (NIR) region of greater than or equal to 650 nm, Brain) in a cell or an in vivo level.

(d) 따라서, 본 발명의 나노프로브 입자를 포함하는 조영제 조성물 및 이미징 방법은 림프절, 종양 또는 뇌 조직을 특이적으로 조영할 수 있다는 점에서 암/종양 또는 뇌 질환의 진단에 효율적으로 적용될 수 있다.
(d) Therefore, the contrast agent composition and imaging method comprising the nanoprobe particle of the present invention can be efficiently applied for the diagnosis of cancer / tumor or brain disease in that lymph node, tumor or brain tissue can be specifically expressed .

도 1은 고체-상 형광성 쌍극성 아릴비닐(ArV)의 구조 및 합성 경로를 보여주는 도면이다.
도 2는 HOMO 및 LUMO 윤곽 다이어그램(HF/PM3)으로 덮어씌워진 ArV의 최적화된 기하학 결과이다.
도 3은 365 nm 조사에 따른 ArV 파우더의 형광을 보여주는 결과로, CbV9-10 및 AnV9-10의 NIR 형광 이미지들은 Cy5.5를 위한 여기/방출의 필터 세트를 가지는 코닥 이미징 시스템으로 얻어졌다.
도 4a는 DLS에 의해 측정된 THF(tetrahydrofuran)/H2O(= 부피로 1/9) 내 CbV 및 AnV의 자가-응집된 나노입자들의 유체역학적 크기를 보여주는 결과이다. 레이블: 크기(size), d.nm(직경, nm); 및 숫자(number), %.
도 4b는 대표적인 ArV 염료들의 정규화된 UV 및 PL 스펙트럼을 나타내는 결과이다: (a) THF 용액, (b) 자가-응집체들 및 (c) FArV NP들에서의 흡수성; (d) THF 용액, (e) 자가-응집체들 및 (f) FArV NP들에서의 방출. (1) CbV5, (2) AnV1, (3) CbV7, (4) AnV7, (5) CbV8, (6) AnV8, (7) CbV9 및 (8) CbV10. 레이블: absorbance, 흡광도; PL intensity (a.u.), 광발광 강도 (a.u.); 및 wavelength, 파장(nm).
도 5는 용액(THF, 점선) 및 자가-응집된 나노입자들의 분산(THF/탈이온수 = 1/9 v/v, 실선)에서 5 μM ArV[(a) CbV5, (b) AnV1, (c) CbV7, (d) AnV7, (e) AnV8, (f) CbV9]의 대표적인 광발광(photoluminescence, PL) 스펙트럼을 보여주는 결과이다. (삽입 그림) 365 nm 조사에 따른 형광 방출. (f)의 CbV9의 NIR 형광 이미지는 Cy5.5를 위한 여기/방출의 필터 세트를 가지는 코닥 이미징 시스템으로 얻어졌다.
도 6a는 FArV NP들의 TEM 이미지들을 제시하는 결과이다: (a) CbV8(6.3 ± 1.6 nm), (b) AnV8(7.6 ± 2.2 nm), (c) CbV9(7.2 ± 1.4 nm) 및 (d) CbV10(6.1 ± 1.5 nm). 축척 막대: 40 nm.
도 6b는 DLS에 의해 측정된 FArV NP들의 유체역학적 크기들을 보여주는 결과이다. 레이블: 크기(size), d.nm(직경, nm); 및 숫자(number), %.
도 7은 365 nm 조사 하의 대표적인 FArV NP들의 형광 방출을 보여주는 결과이다: (a) CbV5, (b) AnV1, (c) CbV7, (d) AnV7, (e) CbV8, (f) AnV8, (g) CbV10 및 (h) CbV9. 상응하는 ArV의 화학 구조들이 아래에 보여진다. CbV9(h)의 NIR 형광 이미지는 Cy5.5를 위한 여기/방출의 필터 세트를 가지는 코닥 이미징 시스템으로 얻어졌다.
도 8은 FArV NP들로 처리된 HeLa 세포에서의 광학 이미지, 형광 이미지 및 병합된 이미지들을 보여주는 결과이다: (a) CbV5, (b) AnV1, (c) CbV7, (d) AnV7, (e) AnV8, 및 (f) CbV9. DAPI로 염색된 핵들이 파란색으로 보여진다. (삽입 그림) 세포질 부위의 국소적 형광 스펙트럼. 레이블: PL intensity (a.u.), 광발광 강도 (a.u.); 및 wavelength, 파장(nm).
도 9는 HeLa 세포에 대한 (a) 40 mg/mL 및 (b) 20 mg/mL의 농도에서의 FArV NP들의 세포독성을 보여주는 인 비트로 MTT 어세이 결과이다. (1) CbV5, (2) AnV1, (3) CbV7, (4) AnV7, (5) CbV8, (6) AnV8, (7) CbV10, (8) CbV9 및 (9) 처리되지 않은 대조군.
도 10은 FArV NP들의 형광 시그널(S) 및 조직 자가형광 백그라운드(B)의 정량과 이의 S/B 비율을 제시한 결과이다. 광발광은 생물학적 조직(3.5 mm 두께의 돼지 햄, n = 3)으로부터 여기되어 이미지들 내에 주어진 파장을 가지는 여기(Ex.) 및 방출(Em.) 필터들을 이용하여 이미지화되었다. 시그널링(S) 영역이 하얀색 원으로 지시된다.
도 11은 형광 및 투과도(산란) 변화로 모니터링된 생물학적 조건(90% FBS, 37℃)에서의 FCbV10 NP들의 안정성 테스트를 나타내는 결과이다. 레이블: PL intensity (% of initia), 광발광 강도(개시값에 대한 %); Transmittance(% of initia), 투과도(개시값에 대한 %); 및 시간(H).
도 12a는 FCbV10 NP들이 좌측 앞발에 피내 주입된 마우스(n = 5)의 NIRF 이미지들을 보여주는 결과이다. 주입 후 이미징 시간들이 보여진다. 노란색 화살표 및 빨간색 화살표는 각각 주입 위치 및 감시림프절(sentinel lymph node)을 지시한다. 레이블: S, 시그널; 및 B, 백그라운드.
도 12b는 가짜-색(pseudo-color) 엑스 비보 이미지를 보여주는 결과이다. 주입된 부위(좌측) 및 다른 쪽 부위(우측)로부터 절제된 림프절들(각각, 빨간색 및 녹색으로 보여짐)은 동일한 색깔로 제시되는 이들의 스펙트럼 프로파일들(오른쪽 그래프)에 따라 스펙트럼적으로 혼합되지 않았다.
도 12c는 도 12a 및 도 12b에서 지시된 시그널(S) 및 백그라운드(B)의 영역에서 FCbV10 NP들의 인 비보엑스 비보 강도들을 나타내는 결과이다.
도 13a는 FCbV10 NP들이 꼬리 정맥으로 주입된 마우스(n = 5)의 NIRF 이미지들을 보여주는 결과이다. 주입 후 이미징 시간들이 보여진다. 초기 성장 단계(접종 1주 후)에서 볼 수 없는 피하 SCC7 종양이 빨간색 화살표로 지시된다. 레이블: S, 시그널; 및 B, 백그라운드.
도 13b는 접종 12시간 후에 찍어진 가짜-색 비보 이미지(왼쪽 패널)를 보여준다. 조직 자가형광(녹색) 및 FCbV10 NP들의 시그널(빨간색)이 동일한 색깔로 제시되는 이들의 스펙트럼 프로파일들에 따라 스펙트럼적으로 혼합되지 않았다(오른쪽 패널). 레이블: Tissue, 조직; 및 Tumor, 종양.
도 13c는 도 13a에서 지시된 시그널(S) 및 백그라운드(B)의 영역에서 FCbV10 NP들의 인 비보 강도를 보여주는 결과이다.
도 14는 SCC7 종양이 접종된 마우스로부터 절제된 종양 및 다른 주요 기관들의 가짜-색 엑스 비보 이미지를 보여주는 결과이다(종양 세포 주입 2주 후에 관찰됨). 이미지는 FCbV10 NP들의 꼬리 정맥 주입 후 5시간 째에 얻어졌다. 종양(빨간색)으로부터의 FCbV10 NP 시그널 및 다른 기관들(녹색)로부터의 조직 자가형광(a)은 동일한 색깔로 제시되는 이들의 스펙트럼 프로파일들(b)에 따라 스펙트럼적으로 혼합되지 않았다. (a) 내 삽입 그림은 종양 및 백그라운드(BG) 내 FCbV10 NP들의 엑스 비보 강도를 나타낸다. 레이블: Liver, 간; Heart, 심장; Kidney, 신장; Spleen, 비장; 및 Tumor, 종양.
도 15a 및 도 15b는 각각 대조군(Cy.5) 및 본 발명의 폴리머성 NP들을 이용하여 실시된 뇌 이미징 결과이다. 레이블: Liver, 간; Heart, 심장; Kidney, 신장; Spleen, 비장; Brain, 뇌; 및 Ctr1, 대조군.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a diagram showing the structure and synthesis path of a solid-phase fluorescent bipolar aryl vinyl (ArV).
Figure 2 is an optimized geometry result of ArV overlaid with HOMO and LUMO contour diagram (HF / PM3).
Figure 3 shows the fluorescence of ArV powder following 365 nm irradiation. NIR fluorescence images of CbV9-10 and AnV9-10 were obtained with a Kodak imaging system with an excitation / emission filter set for Cy5.5.
Figure 4a shows the hydrodynamic size of self-aggregated nanoparticles of CbV and AnV in THF (tetrahydrofuran) / H 2 O (= 1/9 by volume) as measured by DLS. Label: size, d.nm (diameter, nm); And number,%.
Figure 4b shows the normalized UV and PL spectra of representative ArV dyes: (a) THF solution, (b) self-aggregates and (c) absorbency at FArV NPs; (d) THF solution, (e) self-aggregates, and (f) FArV NPs. (1) CbV5, (2) AnV1, (3) CbV7, (4) AnV7, (5) CbV8, (6) AnV8, (7) CbV9 and (8) CbV10. Label: absorbance, absorbance; PL intensity (au), photoluminescence intensity (au); And wavelength, wavelength (nm).
Figure 5 shows the results of a solution of 5 μM ArV [(a) CbV5, (b) AnV1, (c) in solution (THF, dotted line) and dispersion of self-agglomerated nanoparticles (THF / deionized water = 1/9 v / v, ) CbV7, (d) AnV7, (e) AnV8, and (f) CbV9. (Insertion figure) Fluorescence emission according to 365 nm irradiation. The NIR fluorescence image of CbV9 of (f) was obtained with a Kodak imaging system with an excitation / emission filter set for Cy5.5.
(A) CbV8 (6.3 ± 1.6 nm), (b) AnV8 (7.6 ± 2.2 nm), (c) CbV9 (7.2 ± 1.4 nm), and (d) CbV10 (6.1 +/- 1.5 nm). Scale bar: 40 nm.
Figure 6b shows the hydrodynamic magnitudes of FArV NPs measured by DLS. Label: size, d.nm (diameter, nm); And number,%.
Figure 7 shows the fluorescence emission of representative FArV NPs under 365 nm illumination: (a) CbV5, (b) AnV1, (c) CbV7, (d) AnV7, (e) CbV8, ) CbV10 and (h) CbV9. The corresponding chemical structures of ArV are shown below. The NIR fluorescence image of CbV9 (h) was obtained with a Kodak imaging system with an excitation / emission filter set for Cy5.5.
Figure 8 shows the results of optical, fluorescent and merged images in HeLa cells treated with FArV NPs: (a) CbV5, (b) AnV1, (c) CbV7, (d) AnV7, AnV8, and (f) CbV9. DAPI stained nuclei are shown in blue. (Insertion figure) Local fluorescence spectrum of cytoplasmic region. Label: PL intensity (au), photoluminescence intensity (au); And wavelength, wavelength (nm).
Figure 9 shows the results of in vitro MTT assay showing the cytotoxicity of FArV NPs at concentrations of (a) 40 mg / mL and (b) 20 mg / mL on HeLa cells. (1) CbV5, (2) AnV1, (3) CbV7, (4) AnV7, (5) CbV8, (6) AnV8, (7) CbV10, (8) CbV9 and (9)
Figure 10 shows the fluorescence signal (S) of FArV NPs and the quantification of the organizer fluorescence background (B) and the S / B ratio thereof. Photoluminescence was imaged using biological excitation (Ex.) And emissive (Em.) Filters excited from biological tissue (3.5 mm thick pig ham, n = 3) with the wavelengths given in the images. The signaling (S) area is indicated by a white circle.
Figure 11 shows the results of a stability test of FCbVlO NPs under biological conditions (90% FBS, 37 ° C) monitored by fluorescence and transmission (scattering) changes. Label: PL intensity (% of initia), photoluminescence intensity (% relative to the starting value); Transmittance (% of initia), permeability (% relative to initial value); And time (H).
12A is a graph showing NIRF images of mice (n = 5) injected intracutaneously into the left front foot of FCbV10 NPs. Imaging times after injection are shown. The yellow arrow and the red arrow indicate the injection site and the sentinel lymph node, respectively. Label: S, Signal; And B, background.
12B shows a result of showing a pseudo-color x - ray image. Excised lymph nodes (shown as red and green, respectively) from the injected site (left) and the other site (right) were not spectrally mixed according to their spectral profiles (right graph) presented in the same color.
12C shows the results of in-bobe and x- bobe intensities of FCbV10 NPs in the region of the signal S and the background B indicated in Figs. 12A and 12B.
Figure 13a shows the results of NIRF images of mice (n = 5) in which FCbVlO NPs were injected into the tail vein. Imaging times after injection are shown. Subcutaneous SCC7 tumors not seen in the initial growth phase (one week after inoculation) are indicated by red arrows. Label: S, Signal; And B, background.
Figure 13b is a binary pseudo read after inoculation 12 hours shows the in vivo image (left panel) color. The organizer was not spectrally mixed according to the spectral profiles of the fluorescence (green) and the signal (red) of FCbV10 NPs presented in the same color (right panel). Label: Tissue, tissue; And Tumor, Tumor.
Fig. 13C is a result showing the in-vivo strength of FCbV10 NPs in the region of the signal S and the background (B) indicated in Fig. 13A.
Figure 14 shows the results of a false-color ex vivo image of tumors and other major organs that were excised from SCC7 tumor-inoculated mice (observed after 2 weeks of tumor cell injection). Images were obtained 5 hours after the tail vein injection of FCbV10 NPs. The autologous fluorescence (a) from the FCbVlO NP signal from the tumor (red) and other organs (green) was not spectrally mixed according to their spectral profiles (b) presented in the same color. (a) My insert shows the intensity of the ex vivo activity of FCbV10 NPs in tumor and background (BG). Label: Liver, liver; Heart, heart; Kidney, kidney; Spleen, spleen; And Tumor, Tumor.
15A and 15B are brain imaging results using the control group (Cy.5) and the polymeric NPs of the present invention, respectively. Label: Liver, liver; Heart, heart; Kidney, kidney; Spleen, spleen; Brain, brain; And Ctr1, control group.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are only for describing the present invention in more detail and that the scope of the present invention is not limited by these embodiments in accordance with the gist of the present invention .

실시예Example

실험방법Experimental Method

실험재료 및 기계들. 모든 화학 시약들은 Aldrich 및 TCI로부터 구매되어 얻어진 상태로 이용되었다. 화학 구조들은 FT-IR(Thermo Mattsonmodel Infinity Gold FT-IR), 1H NMR(Varian unity plus 300) 및 CHNS 분석기(EA 1180, FISONS Instruments)에서 실시된 원소 분석에 의해 동정되었다. 탈이온수 내 나노입자 분산의 입자 크기 분포는 zeta-sizer(Nano-ZS, Malvern)를 이용하여 25℃에서 결정되었다. 투과전자현미경(Transmission electron microscopic, TEM) 이미지들은 200 kV에서 작동된 CM30 전자현미경(FEI/Philips)으로 얻어졌다. TEM 시료 준비를 위해, 입자 분산액 한 방울이 탄소로 코팅된 300-메쉬 구리 그리드 위에서 건조되어 2wt% 우라닐 아세테이트 용액으로 음성적으로 염색되었다. TEM 이미지들로부터, 60개의 입자들이 각 시료의 크기 분석을 위해 카운팅되었다. 흡수 및 방출 스펙트럼들이 각각 UV-가시광선 분광광도계(Agilent 8453) 및 형광 분광광도계(Hitachi F-7000, 여기 및 방출에 대해 교정된 파장)을 이용하여 얻어졌다. 상대적인 형광 양자 수율(Φf)은 레퍼런스로서 로다민 B를 포함하는 에탄올 용액을 이용하여 결정되었다.
Materials and machines. All chemical reagents were purchased from Aldrich and TCI and used as obtained. The chemical structures were identified by elemental analysis carried out on FT-IR (Thermo Mattson Model Infinity Gold FT-IR), 1 H NMR (Varian unity plus 300) and CHNS analyzer (EA 1180, FISONS Instruments). The particle size distribution of the nanoparticle dispersion in deionized water was determined at 25 ° C using zeta-sizer (Nano-ZS, Malvern). Transmission electron microscopy (TEM) images were obtained with a CM30 electron microscope (FEI / Philips) operated at 200 kV. For TEM sample preparation, one drop of the particle dispersion was dried on a 300-mesh copper grid coated with carbon and negatively stained with a 2 wt% uranyl acetate solution. From the TEM images, 60 particles were counted for size analysis of each sample. Absorption and emission spectra were obtained using a UV-visible spectrophotometer (Agilent 8453) and a fluorescence spectrophotometer (Hitachi F-7000, wavelength calibrated for excitation and emission), respectively. The relative fluorescence quantum yield (? F) was determined using an ethanol solution containing rhodamine B as a reference.

ArV 합성을 위한 일반적인 과정. 모든 ArV 화합물들은 도 1에 예시된 크노에베나겔(Knoevenagel) 축합에 의해 합성되었다. 전형적으로, 100% EtOH(10 mL)에 녹여진 방향족의 알데하이드 공여체(Ar-CHO, 1.0 mmol) 및 활성 메틸렌 수용체(AM, 1.0 mmol) 용액에 피페리딘이 조금씩 나누어(portion wise) 처리된 후 2-3시간 동안 60℃에서 교반되었다. 0℃까지 냉각시킨 후, 상기 침전물을 여과하고 냉장 EtOH로 세척하였다. 상기 건조된 조 산물을 용리제로서 클로로포름을 이용하는 실리카 젤 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 순수한 고체를 얻었다. 모든 화합물들에 대한 특성 데이터들은 다음과 같이 제공된다: General procedure for ArV synthesis . All ArV compounds were synthesized by the Knoevenagel condensation illustrated in FIG. Typically, the piperidine is treated portion wise with a solution of the aromatic aldehyde donor (Ar-CHO, 1.0 mmol) and active methylene acceptor (AM, 1.0 mmol) dissolved in 100% EtOH (10 mL) And stirred at 60 [deg.] C for 2-3 hours. After cooling to 0 < 0 > C, the precipitate was filtered and washed with cold EtOH. The dried product was purified by silica gel column chromatography using chloroform as an eluent to obtain a pure solid. Characteristic data for all compounds are provided as follows:

2-(4-브로모페닐)-3-(9-에틸-9H-카르바졸-3-일)아크릴로니트릴(CbV1);2- (4-bromophenyl) -3- (9-ethyl-9H-carbazol-3-yl) acrylonitrile (CbV1);

옅은-황색 고체. 수율: 71%. FT-IR cm-1(KBr), 1622 (방향족성 C=C), 2208 (CN), 2968 (지방족의 C-H) 및 3046 (방향족의 C-H). 1H NMR (300 MHz, CDCl3, TMS, ppm): δ 1.46(3H, t, -CH3, J = 7.2), 4.4 (2H, q, -CH2, J = 7.2), 7.30 (1H, t, CbPhH, J = 7.2), 7.42-7.56 (8H, m, CbPhH & COPhH), 7.68 (1H, s, CH), 8.15 (1H, d, CbPhH, J = 7.5), 8.63 (1H, s, CbPhH). 13C NMR (150 MHz, CDCl3) δ 143.92, 141.37, 140.66, 134.39, 132.20, 127.28, 127.13, 126.66, 124.63, 123.49, 122.96, 122.86, 122.58, 120.91, 120.03, 118.89, 109.10, 108.99, 106.22, 37.95, 13.99 ppm. C23H17BrN2(C, 68.84; H, 4.27; N, 6.98)로 측정된 원소 분석: 측정치(found), C, 68.63; H, 4.16; N, 6.96%. C23H17BrN2(m/z=402.06)로 대해 측정된 MS (MALDI): 측정치, m/z=402.05.Light-yellow solid. Yield: 71%. FT-IR cm- 1 (KBr), 1622 (aromatic C = C), 2208 (CN), 2968 (CH of aliphatic) and 3046 (CH of aromatic). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3, TMS, ppm): δ 1.46 (3H, t, -CH3, J = 7.2), 4.4 (2H, q, -CH2, J = 7.2), 7.30 (1H, t, CbPhH, J = 7.2), 7.42-7.56 (8H, m, CbPhH & COPhH), 7.68 (1H, s, CH), 8.15 (1H, d, CbPhH, J = 7.5), 8.63 (1H, s, CbPhH) . 13 C NMR (150 MHz, CDCl 3 ) 隆 143.92, 141.37, 140.66, 134.39, 132.20, 127.28,127.13,126.66,124.63,123.49,122.96,122.86,122.58,120.91,12.03,118.89,109.10,108.99,106.22,37.95 , 13.99 ppm. Elemental analysis as determined by C 23 H 17 BrN 2 (C, 68.84; H, 4.27; N, 6.98): Found, C, 68.63; H, 4.16; N, 6.96%. MS (MALDI) measured for C 23 H 17 BrN 2 ( m / z = 402.06): measured, m / z = 402.05.

3-(9-에틸-9H-카르바졸-3-일)-2-(티오펜-2-일)아크릴로니트릴(CbV2);3- (9-ethyl-9H-carbazol-3-yl) -2- (thiophen-2-yl) acrylonitrile (CbV2);

황색 고체. 수율: 75%. FT-IR cm-1(KBr), 1628 (방향족의 C=C), 2212 (CN), 2977 (지방족의 C-H) 및 3096 (방향족의 C-H). 1H NMR (300 MHz, CDCl3, TMS, ppm): δ 1.47 (3H, t, J = 7.2 Hz), 4.40 (2H, q, J =7.2 Hz), 7.08 (1H, t, J = 7.5 Hz), 7.27-7. 32 (2H, m), 7.37 (1H, d, J = 6.9 Hz), 7.43-7. 54 (3H, m), 7.58 (1H, s), 8.09 (1H, d, J = 8.7 Hz), 8.15 (1H, d, J = 7.8 Hz), 8.61(1H, s). 13C NMR (150 MHz, CDCl3) δ 141.33, 141.21, 140.64, 140.28, 128.13, 126.98, 126.59, 126.10, 125.26, 124.55, 123.48, 122.97, 122.58, 120.92, 119.97, 118.05, 109.06, 109.01, 102.21, 37.93, 13.99 ppm. C21H16N2S(C, 76.80; H, 4.91; N, 8.53; S, 9.76)로 측정된 원소 분석: 측정치, C, 76.44; H, 4.89; N, 8.39; S, 9.60%. C21H16N2S(m/z=328.10)로 측정된 MS (MALDI): 측정치, m/z=328.11.Yellow solid. Yield: 75%. FT-IR cm- 1 (KBr), 1628 (C = C of aromatic), 2212 (CN), 2977 (CH of aliphatic) and 3096 (CH of aromatic). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3, TMS, ppm): δ 1.47 (3H, t, J = 7.2 Hz), 4.40 (2H, q, J = 7.2 Hz), 7.08 (1H, t, J = 7.5 Hz ), 7.27-7. 32 (2H, m), 7.37 (1H, d, J = 6.9Hz), 7.43-7. D, J = 8.7 Hz), 8.15 (1H, d, J = 7.8 Hz), 8.61 (1H, s). 13 C NMR (150 MHz, CDCl 3 ) δ 141.33, 141.21, 140.64, 140.28, 128.13, 126.98, 126.59, 126.10, 125.26, 124.55, 123.48, 122.97, 122.58, 120.92, 119.97, 118.05, 109.06, 109.01, 102.21, , 13.99 ppm. C 21 H 16 N 2 S elemental analysis measured in (C, 76.80; H, 4.91 ;; N, 8.53 S, 9.76): measurement value, C, 76.44; H, 4.89; N, 8.39; S, 9.60%. C 21 H 16 N 2 S ( m / z = 328.10) the MS (MALDI) measured by: measured, m / z = 328.11.

2-(비페닐-4-일)-3-(9-에틸-9H-카르바졸-3-일)아크릴로니트릴(CbV3);2- (biphenyl-4-yl) -3- (9-ethyl-9H-carbazol-3-yl) acrylonitrile (CbV3);

옅은-황색 고체. 수율: 62%. FT-IR cm-1(KBr), 1612 (방향족의 C=C), 2213 (CN), 2908 (지방족의 C-H) 및 3038 (방향족의 C-H). 1H NMR (300 MHz, CDCl3, TMS, ppm): δ 1.48 (3H, t, -CH3, J = 7.2), 4.41 (2H, q, -CH2, J = 7.2), 7.30 (1H, t, CbPhH, J = 7.5), 7.38 (1H, t, BiPhH, J = 7.2), 7.44-7.55 (6H, m, BiPhH & CbPhH), 7.63-7.68 (3H, m, CbPhH), 7.71 (1H, s, CH), 7.79 (2H, d, CbPhH, J = 8.4), 8.17 (2H, d, BiPhH, J = 8.4), 8.67 (1H, s, CbPhH). 13C NMR (150 MHz, CDCl3) δ 143.29, 141.31, 141.25, 140.65, 140.27, 134.32, 129.04, 127.81, 127.70, 127.31, 127.13, 126.58, 126.20, 124.97, 123.48, 123.02, 122.75, 120.94, 119.97, 119.25, 109.07, 108.96, 107.04, 37.93, 14.0. C29H22N2(C, 87.41; H, 5.56; N, 7.03)로 측정된 원소 분석: 측정치, C, 86.27; H, 5.51; N, 6.94%. C29H22N2(m/z=398.18)로 측정된 MS (MALDI): 측정치, m/z=398.17.Light-yellow solid. Yield: 62%. FT-IR cm -1 (KBr), 1612 (C = C of aromatic), 2213 (CN), 2908 (CH of aliphatic) and 3038 (CH of aromatic). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3, TMS, ppm): δ 1.48 (3H, t, -CH3, J = 7.2), 4.41 (2H, q, -CH2, J = 7.2), 7.30 (1H, t, CbPhH, J = 7.5), 7.38 (1H, t, BiPhH, J = 7.2), 7.44-7.55 (6H, m, BiPhH & CbPhH), 7.63-7.68 (3H, m, CbPhH), 7.71 (1H, s, CH), 7.79 (2H, d, CbPhH, J = 8.4), 8.17 (2H, d, BiPhH, J = 8.4), 8.67 (1H, s, CbPhH). 13 C NMR (150 MHz, CDCl 3 ) 隆 143.29, 141.31, 141.25, 140.65, 140.27, 134.32,129.04,127.81,127.70,127.31,127.13,126.58,126.20,124.97,124.48,123.02,122.75,201.94,119.97,119.25 , 109.07, 108.96, 107.04, 37.93, 14.0. Elemental analysis as determined by C 29 H 22 N 2 (C, 87.41; H, 5.56; N, 7.03): found, C, 86.27; H, 5.51; N, 6.94%. MS (MALDI) measured with C 29 H 22 N 2 ( m / z = 398.18): measured, m / z = 398.17.

2-시아노-3-(9-에틸카르바졸-3-일)아크릴산(CbV4);2-Cyano-3- (9-ethylcarbazol-3-yl) acrylic acid (CbV4);

황록색 고체, 57% 수율; FT-IR cm-1(KBr), 1624 (방향족의 C=C), 1694 (카르복실기의 C=O), 2224 (CN), 2980 (방향족의 C-H), 3440 (O-H, 카르복실산). 1H NMR (300 MHz, DMSO, TMS, ppm): δ 1.35 (3H, t, CH3, J = 6.9), 4.51 (2H, q, CH2, J = 6.9), 7.32 (1H, t, J = 7.2), 7.55 (1H, t, J = 7.5), 7.72 (1H, d, J = 8.4), 7.83 (1H, d, J = 8.7), 8.15 (1H, d, J = 7.5) 8.29 (1H, d, J = 8.4), 8.46 (1H, s), 8.86 (1H, s), 13.64 (1H, s, -OH). 13C NMR (150 MHz, DMSO) δ 164.78, 155.79, 142.73, 140.78, 128.33, 127.42, 126.07, 123.13, 122.85, 122.62, 121.09, 120.86, 117.88, 110.51, 98.34, 62.74, 38.03, 14.0. C18H14N2O2(C, 74.47; H, 4.86; N, 9.65; O, 11.02)로 측정된 원소 분석: 측정치, C, 74.39 %; H, 4.76%; N, 9.52%. C18H14N2O2(m/z= 290.11)로 측정된 MS (MALDI): 측정치, m/z=290.26.Yellow-green solid, 57% yield; FT-IR cm- 1 (KBr), 1624 (C = C of aromatic), 1694 (C = O of carboxyl group), 2224 (CN), 2980 (CH of aromatic), 3440 (OH, carboxylic acid). 1 H NMR (300 MHz, DMSO , TMS, ppm): δ 1.35 (3H, t, CH3, J = 6.9), 4.51 (2H, q, CH2, J = 6.9), 7.32 (1H, t, J = 7.2 ), 7.55 (1H, t, J = 7.5), 7.72 (1H, d, J = 8.4), 7.83 (1H, d, J = 8.7), 8.15 (1H, d, J = 7.5) 8.29 (1H, d , J = 8.4), 8.46 (1H, s), 8.86 (1H, s), 13.64 (1H, s, 13 C NMR (150 MHz, DMSO) δ 164.78, 155.79, 142.73, 140.78, 128.33, 127.42, 126.07, 123.13, 122.85, 122.62, 121.09, 120.86, 117.88, 110.51, 98.34, 62.74, 38.03, 14.0. C 18 H 14 N 2 O 2 (C, 74.47; H, 4.86; N, 9.65; O, 11.02) The elemental analysis determined by: measurement value, C, 74.39%; H, 4.76%; N, 9.52%. C 18 H 14 N 2 O 2 (m / z = 290.11) The MS measurement in (MALDI): measurement value, m / z = 290.26.

에틸 2-시아노-3-(9-에틸-9H-카르바졸-3-일)아크릴레이트(CbV5);Ethyl 2-cyano-3- (9-ethyl-9H-carbazol-3-yl) acrylate (CbV5);

옅은-황색 고체, 수율: 58%. FT-IR cm-1(KBr), 1628 (방향족의 C=C), 1722 (C=O, 에스테르), 2218 (CN), 2974 (지방족의 C-H) 및 3068 (방향족의 C-H). 1H NMR (300 MHz, CDCl3, TMS, ppm): δ 1.39-1.50 (6H, m, -CH3), 4.36-4.44 (4H, m, -CH2), 7.32 (1H, t, Cb-PhH, J = 7.2), 7.46 (1H, t, Cb-PhH, J = 6.9), 7.52-7.57 (2H, m, Cb-PhH), 8.16 (1H, d, Cb-PhH, J = 8.4), 8.22 (1H, d, Cb-PhH, J = 8.7), 8.42 (1H, s, CH), 8.75 (1H, s, Cb-PhH). 13C NMR (150 MHz, CDCl3) δ 163.76, 156.01, 142.89, 140.72, 129.16, 127.05, 125.48, 123.67, 122.72, 121.06, 120.66, 117.08, 109.33, 109.19, 103.3, 97.76, 62.39, 38.05, 14.56, 14.2 ppm. C20H18N2O2(C, 75.45; H, 5.70; N, 8.80)로 측정된 원소 분석: 측정치, C, 74.94%; H, 5.61%; N, 8.66%. C20H18N2O2(m/z=318.14)로 측정된 MS (MALDI): 측정치, m/z=318.50.Light-yellow solid, yield: 58%. FT-IR cm -1 (KBr), 1628 (C = C of aromatic), 1722 (C = O, ester), 2218 (CN), 2974 (CH of aliphatic) and 3068 (CH of aromatic). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 , TMS, ppm):? 1.39-1.50 (6H, m, -CH3), 4.36-4.44 (4H, m, -CH2), 7.32 J = 7.2), 7.46 (1H , t, Cb-PhH, J = 6.9), 7.52-7.57 (2H, m, Cb-PhH), 8.16 (1H, d, Cb-PhH, J = 8.4), 8.22 ( (1H, d, Cb-PhH, J = 8.7), 8.42 (1H, s, CH), 8.75 (1H, s, Cb-PhH). 13 C NMR (150 MHz, CDCl 3) δ 163.76, 156.01, 142.89, 140.72, 129.16, 127.05, 125.48, 123.67, 122.72, 121.06, 120.66, 117.08, 109.33, 109.19, 103.3, 97.76, 62.39, 38.05, 14.56, 14.2 ppm. C 20 H 18 N 2 O 2 (C, 75.45; H, 5.70; N, 8.80) The elemental analysis determined by: measurement value, C, 74.94%; H, 5.61%; N, 8.66%. C 20 H 18 N 2 O 2 (m / z = 318.14) The MS measurement in (MALDI): measurement value, m / z = 318.50.

2-((9-에틸-9H-카르바졸-3-일)메틸렌)말로노니트릴(CbV6);2 - ((9-ethyl-9H-carbazol-3-yl) methylene) malononitrile (CbV6);

황색 고체. 수율 60%. FT-IR cm-1(KBr), 1626 (방향족의 C=C), 2228 (CN), 2980 (지방족의 C-H) 및 3056 (방향족의 C-H). 1H NMR (300 MHz, CDCl3, TMS, ppm): δ 1.48 (3H, t, CH3, J = 7.2 Hz,), 4.41 (2H, q, CH2, J = 8.0 Hz), 7.36 (1 H, t, PhH, J = 7.2 Hz), 7.47 (2H, d, PhH, J = 9.3 Hz), 7.57 (1H, t, PhH, J = 7.2 Hz), 7.86 (1H, s, CH), 8.07-8.15 (2 H, m, PhH), 8.62 (1H, s, PhH) ppm. 13C NMR (150 MHz, CDCl3) δ 160.0, 143.30, 140.65, 128.52, 127.33, 124.98, 123.69, 122.56, 122.26, 120.93, 115.02, 114.08, 109.40, 109.30, 76.36, 38.02, 13.77 ppm. C18H13N3(C, 79.68; H, 4.83; N, 15.49%)로 측정된 원소 분석: 측정치, C, 79.62%; H, 4.72%; N, 15.41%. C18H13N3(m/z= 271.11)로 측정된 MS (MALDI): 측정치, m/z=271.12.Yellow solid. Yield 60%. FT-IR cm- 1 (KBr), 1626 (C = C of aromatic), 2228 (CN), 2980 (CH of aliphatic) and 3056 (CH of aromatic). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3, TMS, ppm): δ 1.48 (3H, t, CH 3, J = 7.2 Hz,), 4.41 (2H, q, CH 2, J = 8.0 Hz), 7.36 (1 H, t, PhH, J = 7.2 Hz), 7.47 (2H, d, PhH, J = 9.3 Hz), 7.57 (1H, t, PhH, J = 7.2 Hz), 7.86 (1H, s, CH), 8.07 -8.15 (2H, m, PhH), 8.62 (1H, s, PhH) ppm. 13 C NMR (150 MHz, CDCl 3)? 160.0, 143.30, 140.65, 128.52, 127.33, 124.98, 123.69, 122.56, 122.26, 120.93, 115.02, 114.08, 109.40, 109.30, 76.36, 38.02, 13.77 ppm. C 18 H 13 N 3 (C , 79.68; H, 4.83; N, 15.49%) elemental analysis determined by: measurement value, C, 79.62%; H, 4.72%; N, 15.41%. C 18 H 13 N 3 (m / z = 271.11) The MS measurement in (MALDI): measurement value, m / z = 271.12.

2-2- 벤조일Benzoyl -3-(9-에틸-9H--3- (9-ethyl-9H- 카르바졸Carbazole -3-일)-3 days) 아크릴로니트릴Acrylonitrile (( CbV7CbV7 ););

황록색 고체, 수율: 68%. FT-IR cm-1(KBr), 1628 (방향족의 C=C), 1665 (C=O), 2210 (CN), 2978 (지방족의 C-H) 및 3055 (방향족의 C-H). 1H NMR (300 MHz, CDCl3, TMS, ppm): δ 1.48 (3H, t, -CH3, J = 7.2), 4.41 (2H, q, -CH2, J = 7.2), 7.33 (1H, t, CbPhH, J = 7.2), 7.45-7.57 (6H, m, COPhH & CbPhH), 7.63 (1H, t, COPhH, J = 7.2), 7.91 (2H, d, COPhH, J = 7.8), 8.15 (1H, d, CbPhH, J = 7.5), 8.30 (1H, s, CH), 8.78 (1H, s, CbPhH). 13C NMR (150 MHz, CDCl3) δ 189.34, 157.17, 143.14, 140.79, 136.91, 132.93, 129.41, 129.28, 128.66, 127.15, 125.87, 123.86, 123.07, 122.97, 121.12, 120.79, 118.56, 109.41, 109.35, 105.38, 38.15, 14.0 ppm. C24H18N2O(C, 82.26; H, 5.18; N, 7.99; O, 4.57%)로 측정된 원소 분석: 측정치, C, 81.96%; H, 5.06%; N, 7.98%. C24H18N2O(m/z=350.14)로 측정된 MS (MALDI): 측정치, m/z=350.13.Yellow-green solid, yield: 68%. FT-IR cm -1 (KBr), 1628 (C = C of aromatic), 1665 (C = O), 2210 (CN), 2978 (CH of aliphatic) and 3055 (CH of aromatic). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3, TMS, ppm): δ 1.48 (3H, t, -CH3, J = 7.2), 4.41 (2H, q, -CH2, J = 7.2), 7.33 (1H, t, CbPhH, J = 7.2), 7.45-7.57 (6H, m, COPhH & CbPhH), 7.63 (1H, t, COPhH, J = 7.2), 7.91 (2H, d, COPhH, J = 7.8), 8.15 (1H, d, CbPhH, J = 7.5), 8.30 (1H, s, CH), 8.78 (1H, s, CbPhH). 13 C NMR (150 MHz, CDCl 3 ) δ 189.34, 157.17, 143.14, 140.79, 136.91, 132.93, 129.41, 129.28, 128.66, 127.15, 125.87, 123.86, 123.07, 122.97, 121.12, 120.79, 118.56, 109.41, 109.35, 105.38 , 38.15, 14.0 ppm. Elemental analysis as determined by C 24 H 18 N 2 O (C, 82.26; H, 5.18; N, 7.99; O, 4.57%): C, 81.96%; H, 5.06%; N, 7.98%. MS (MALDI) measured with C 24 H 18 N 2 O ( m / z = 350.14): measured, m / z = 350.13.

2-((9-에틸-9H-2 - ((9-ethyl-9H- 카르바졸Carbazole -3-일)메틸렌)-1H-Yl) methylene) -1H- 인덴Inden -1,3 (2H)--1,3 (2H) - 디온Dion (( CbV8CbV8 ););

주황색 고체. 수율: 81%. FT-IR cm-1(KBr), 1625 (방향족의 C=C), 1665 (C=O), 2976 (지방족의 C-H) 및 3050 (방향족의 C-H). 1H NMR (300 MHz, CDCl3, TMS, ppm): δ 1.47 (3H, t, -CH3, J = 7.2), 4.39 (2H, q, -CH2, J = 7.2), 7.33 (1H, t, CbPhH, J = 7.5), 7.41-7.54 (3H, m, CbPhH), 7.73-7.80 (2H, m, InPhH), 7.95-8.03 (2H, m, InPhH), 8.07 (1H, s, CbPhH), 8.24 (1H, d, CbPhH, J = 8.4), 8.66 (1H, d, CbPhH, J = 8.7), 9.44 (1H, s, CH). 13C NMR (150 MHz, CDCl3) δ 191.29, 143.32, 142.50, 140.71, 140.02, 134.92, 134.66, 133.48, 128.88, 126.79, 125.02, 123.79, 123.41, 122.96, 121.19, 120.69, 109.25, 108.78, 38.06, 14.0 ppm. C24H17NO2(C, 82.03; H, 4.88; N, 3.99%)로 측정된 원소 분석: 측정치, C, 81.97 %; H, 4.79 %; N, 3.99 %. C24H17NO2(m/z=351.13)로 측정된 MS (MALDI): 측정치, m/z=351.12.Orange solid. Yield: 81%. FT-IR cm -1 (KBr), 1625 (C = C of aromatic), 1665 (C = O), 2976 (CH of aliphatic) and 3050 (CH of aromatic). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3, TMS, ppm): δ 1.47 (3H, t, -CH3, J = 7.2), 4.39 (2H, q, -CH2, J = 7.2), 7.33 (1H, t, CbPhH, J = 7.5), 7.41-7.54 (3H, m, CbPhH), 7.73-7.80 (2H, m, InPhH), 7.95-8.03 (2H, m, InPhH), 8.07 (1H, s, CbPhH), 8.24 (1H, d, CbPhH, J = 8.4), 8.66 (1H, d, CbPhH, J = 8.7), 9.44 (1H, s, CH). 13 C NMR (150 MHz, CDCl 3 ) δ 191.29, 143.32, 142.50, 140.71, 140.02, 134.92, 134.66, 133.48, 128.88, 126.79, 125.02, 123.79, 123.41, 122.96, 121.19, 120.69, 109.25, 108.78, ppm. Elemental analysis as measured by C 24 H 17 NO 2 (C, 82.03; H, 4.88; N, 3.99%): measured, C, 81.97%; H, 4.79%; N, 3.99%. MS (MALDI) as measured by C 24 H 17 NO 2 ( m / z = 351.13): found, m / z = 351.12.

2-(2-((9-에틸-9H-2- (2 - ((9-ethyl-9H- 카르바졸Carbazole -3-일)메틸렌)-3-옥소-2,3-Yl) methylene) -3-oxo-2,3- 디하이드로Dihydro -1H--1H- 인덴Inden -1--One- 일리덴Iriden )) 말로노니트릴Malononitrile (( CbV9CbV9 ))

암적색 고체. 수율: 67%. FT-IR cm-1(KBr), 1628 (방향족의 C=C), 1704 (C=O), 2220 (CN), 2974 (지방족의 C-H) 및 3050 (방향족의 C-H). 1H NMR (300 MHz, CDCl3, TMS, ppm): δ 1.50 (3H, t, -CH3, J = 7.2), 4.42 (2H, q, -CH2, J = 7.2), 7.36 (1H, t, CbPhH, J = 7.8), 7.46-7.57 (3H, m, CbPhH), 7.75-7.81 (2H, m, onmalPhH), 7.95 (1H, d, CbPhH, J = 7.5), 8.23 (1H, d, onmalPhH, J = 7.8), 8.50 (1H, d, onmalPhH, J = 8.7), 8.71 (1H, d, CbPhH, J= 7.8), 8.84 (1H, s, CbPhH), 9.25 (1H, s, CH). 13C NMR (150 MHz, CDCl3) δ 188.32, 163.17, 149.76, 143.83, 140.56, 137.54, 135.09, 134.58, 134.07, 129.6, 127.08, 125.18, 124.53, 123.84, 123.58, 123.4, 123.3, 121.30, 121.11, 119.50, 115.29, 114.82, 109.46, 108.80, 69.88, 38.21, 14.01 ppm. C27H17N3O(C, 81.19; H, 4.29; N, 10.52%)로 측정된 원소 분석: 측정치, C, 81.08%; H, 4.37%; N, 10.68%. C27H17N3O(m/z=399.14)로 측정된 MS (MALDI): 측정치, m/z=399.13.Dark red solid. Yield: 67%. FT-IR cm- 1 (KBr), 1628 (C = C of aromatic), 1704 (C = O), 2220 (CN), 2974 (CH of aliphatic) and 3050 (CH of aromatic). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3, TMS, ppm): δ 1.50 (3H, t, -CH3, J = 7.2), 4.42 (2H, q, -CH2, J = 7.2), 7.36 (1H, t, CbPhH, J = 7.8), 7.46-7.57 (3H, m, CbPhH), 7.75-7.81 (2H, m, onmalPhH), 7.95 (1H, d, CbPhH, J = 7.5), 8.23 (1H, d, onmalPhH, J = 7.8), 8.50 (1H, d, OnMalPhH, J = 8.7), 8.71 (1H, d, CbPhH, J = 7.8), 8.84 (1H, s, CbPhH), 9.25 (1H, s, CH). 13 C NMR (150 MHz, CDCl 3 ) δ 188.32, 163.17, 149.76, 143.83, 140.56, 137.54, 135.09, 134.58, 134.07, 129.6, 127.08, 125.18, 124.53, 123.84, 123.58, 123.4, 123.3, 121.30, 121.11, 119.50 , 115.29, 114.82, 109.46, 108.80, 69.88, 38.21, 14.01 ppm. C 27 H 17 N 3O (C , 81.19; H, 4.29; N, 10.52%) elemental analysis determined by: measurement value, C, 81.08%; H, 4.37%; N, 10.68%. C 27 H 17 N 3O (m / z = 399.14) the MS (MALDI) measured by: measured, m / z = 399.13.

2,2’-(2-((9-에틸-9H-2,2 '- (2 - ((9-ethyl-9H- 카르바졸Carbazole -3-일)메틸렌)-1H-Yl) methylene) -1H- 인덴Inden -1,3(2H)--1,3 (2H) - 디일리덴Diiridene )) 디말로노니트릴Dimalononitrile (( CbV10CbV10 ););

암청색 고체. 수율: 85%. FT-IR cm-1(KBr), 1630 (방향족의 C=C), 2208 (CN), 2956 (지방족의 C-H). 1H NMR (300 MHz, CDCl3, TMS, ppm): δ 1.51 (3H, t, -CH3, J = 7.2), 4.43 (2H, q, -CH2, J = 7.2), 7.38 (1H, t, CbPhH, J = 7.5), 7.48-7.58 (3H, m, CbPhH), 7.74-7.82 (2H, m), 7.92 (1H, d, J = 7.5), 7.96-8.1 (2H, m), 8.72 (1H, d, J = 7.8), 8.85 (1H, s), 9.3 (1H, s, CH). 13C NMR (150 MHz, CDCl3) δ 190.1, 158.74, 148.54, 143.64, 140.54, 138.42, 135.02, 130.69, 129.2, 127.06, 125.2, 124.33, 123.54, 122.14, 118.51, 118.42, 109.26, 108.60, 103.3, 50.95, 39.6, 14.05 ppm. C30H17N5(C, 80.52; H, 3.83; N, 15.65%)로 측정된 원소 분석: 측정치, C, 80.26; H, 3.57; N, 15.37%. C30H17N5(m/z=447.15)로 측정된 MS (MALDI): 측정치, m/z=447.28.Dark blue solid. Yield: 85%. FT-IR cm- 1 (KBr), 1630 (C = C of aromatic), 2208 (CN), 2956 (CH of aliphatic). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3, TMS, ppm): δ 1.51 (3H, t, -CH3, J = 7.2), 4.43 (2H, q, -CH2, J = 7.2), 7.38 (1H, t, CbPhH, J = 7.5), 7.48-7.58 (3H, m, CbPhH), 7.74-7.82 (2H, m), 7.92 (1H, d, J = 7.5), 7.96-8.1 (2H, m), 8.72 (1H , d, J = 7.8), 8.85 (1H, s), 9.3 (1H, s, CH). 13 C NMR (150 MHz, CDCl 3 ) δ 190.1, 158.74, 148.54, 143.64, 140.54, 138.42, 135.02, 130.69, 129.2, 127.06, 125.2, 124.33, 123.54, 122.14, 118.51, 118.42, 109.26, 108.60, 103.3, , 39.6, 14.05 ppm. Elemental analysis as determined by C 30 H 17 N 5 (C, 80.52; H, 3.83; N, 15.65%): measured, C, 80.26; H, 3.57; N, 15.37%. C 30 H 17 N 5 (m / z = 447.15) The MS measurement in (MALDI): measurement value, m / z = 447.28.

2-(4-2- (4- 브로모페닐Bromophenyl )-3-(4-(디메틸아미노)) -3- (4- (dimethylamino) 페닐Phenyl )) 아크릴로니트릴Acrylonitrile (( AnV1AnV1 ););

황색 고체, 수율: 86%. FT-IR cm-1(KBr), 1612 (방향족의 C=C), 2206 (CN), 2908 (지방족의 C-H) 및 3037 (방향족의 C-H). 1H NMR (300 MHz, CDCl3, TMS, ppm): δ 3.1 (6H, s, (NCH3)2), 6.70 (2H, d, ArH, J = 9 Hz), 7.37 (s, 1H, CH), 7.46-7.53 (m, 4H, PhBr), 7.84 (2H, d, ArH, J = 9 Hz). 13C NMR (150 MHz, CDCl3) δ 151.95, 142.95, 134.74, 132.08, 131.56, 127.02, 121.94, 121.38, 119.24, 111.71, 103.25, 40.14. C17H15BrN2(C, 62.40; H, 4.62; Br, 24.42; N, 8.56%)로 측정된 원소 분석: 측정치, C, 62.56%; H, 4. 61%; N, 8.65%. C17H15BrN2(m/z= 326.04)로 측정된 MS (MALDI): 측정치, m/z=326.04.Yellow solid, yield: 86%. FT-IR cm- 1 (KBr), 1612 (C = C of aromatic), 2206 (CN), 2908 (CH of aliphatic) and 3037 (CH of aromatic). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3, TMS, ppm): δ 3.1 (6H, s, (NCH 3) 2), 6.70 (2H, d, ArH, J = 9 Hz), 7.37 (s, 1H, CH ), 7.46-7.53 (m, 4H, PhBr), 7.84 (2H, d, ArH, J = 9 Hz). 13 C NMR (150 MHz, CDCl 3) δ 151.95, 142.95, 134.74, 132.08, 131.56, 127.02, 121.94, 121.38, 119.24, 111.71, 103.25, 40.14. Elemental analysis as measured by C 17 H 15 BrN 2 (C, 62.40; H, 4.62; Br, 24.42; N, 8.56%): measured, C, 62.56%; H, 4.61%; N, 8.65%. MS (MALDI) measured with C 17 H 15 BrN 2 ( m / z = 326.04): measured, m / z = 326.04.

2-(4-(디메틸아미노)2- (4- (dimethylamino) 페닐Phenyl )-3-(티오펜-2-일)) -3- (thiophen-2-yl) 아크릴로니트릴Acrylonitrile (( AnV2AnV2 ););

녹색 고체. 수율: 80%. FT-IR cm-1(KBr), 1612 (방향족의 C=C), 2208 (CN), 2908 (지방족의 C-H) 및 3012 (방향족의 C-H). 1H NMR (300 MHz, CDCl3, TMS, ppm): δ 3.61 (6H, s, N(CH3)2), 6.71 (2H, d, ArH, J = 9 Hz), 7.02-7.05 (1H, m, TpH), 7.20 (1H, d, TpH, J = 6 Hz), 7.25 (1H, s, CH), 7.27 (1H, d, TpH, J = 6 Hz), 7.80 (2H, d, ArH, J = 9 Hz). 13C NMR (150 MHz, CDCl3) δ 151.75, 140.64, 131.21, 128.03, 128.01, 125.25, 124.59, 121.30, 118.38, 111.77, 99.48, 40.16. C15H14N2S(C, 70.83; H, 5.55; N, 11.01; S, 12.61%)로 측정된 원소 분석: 측정치, C, 70.67%; H, 5.54%; N, 10.85; S, 12.43%. C15H14N2S(m/z=254.09)로 측정된 MS (MALDI): 측정치, m/z=254.08.Green solid. Yield: 80%. FT-IR cm -1 (KBr), 1612 (C = C of aromatic), 2208 (CN), 2908 (CH of aliphatic) and 3012 (CH of aromatic). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3, TMS, ppm): δ 3.61 (6H, s, N (CH 3) 2), 6.71 (2H, d, ArH, J = 9 Hz), 7.02-7.05 (1H, m, TpH), 7.20 (1H , d, TpH, J = 6 Hz), 7.25 (1H, s, CH), 7.27 (1H, d, TpH, J = 6 Hz), 7.80 (2H, d, ArH, J = 9 Hz). 13 C NMR (150 MHz, CDCl 3) δ 151.75, 140.64, 131.21, 128.03, 128.01, 125.25, 124.59, 121.30, 118.38, 111.77, 99.48, 40.16. C 15 H 14 N 2 S elemental analysis measured in (C, 70.83; H, 5.55 ;; N, 11.01 S, 12.61%): measurement value, C, 70.67%; H, 5.54%; N, 10.85; S, 12.43%. C 15 H 14 N 2 S ( m / z = 254.09) the MS (MALDI) measured by: measured, m / z = 254.08.

2-(비페닐-4-일)-3-(4-(디메틸아미노)2- (biphenyl-4-yl) -3- (4- (dimethylamino) 페닐Phenyl )) 아크릴로니트릴Acrylonitrile (( AnV3AnV3 ););

황색 고체. 수율: 85%. FT-IR cm-1(KBr), 1612 (방향족의 C=C), 2210 (CN), 2908 (지방족의 C-H) 및 3038 (방향족의 C-H). 1H NMR (300 MHz, CDCl3, TMS, ppm): δ 3.07 (6H, s, N(CH3)2), 6.74 (2H, d, ArH, J = 9 Hz), 7.46 (1H, s, CH), 7.40-7.51(5H, m, PhH), 7.68-7.61(4H, m, PhH), 7.88 (2H, d, ArH, J = 9 Hz). 13C NMR (150 MHz, CDCl3) δ 151.82, 142.36, 141.24, 140.34, 134.66, 131.47, 128.95, 127.96, 127.20, 125.93, 121.76, 119.56, 111.76, 104.20, 40.18, 23.45. C23H20N2(C, 85.15; H, 6.21; N, 8.63%)로 측정된 원소 분석: 측정치, C, 85.55%; H, 6.12%; N, 8.48%. C23H20N2(m/z=324.16)로 측정된 MS (MALDI): 측정치, m/z=324.16.Yellow solid. Yield: 85%. FT-IR cm -1 (KBr), 1612 (C = C of aromatic), 2210 (CN), 2908 (CH of aliphatic) and 3038 (CH of aromatic). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3, TMS, ppm): δ 3.07 (6H, s, N (CH 3) 2), 6.74 (2H, d, ArH, J = 9 Hz), 7.46 (1H, s, CH), 7.40-7.51 (5H, m, PhH), 7.68-7.61 (4H, m, PhH), 7.88 (2H, d, ArH, J = 9 Hz). 13 C NMR (150 MHz, CDCl 3) δ 151.82, 142.36, 141.24, 140.34, 134.66, 131.47, 128.95, 127.96, 127.20, 125.93, 121.76, 119.56, 111.76, 104.20, 40.18, 23.45. Elemental analysis as determined by C 23 H 2 O 2 (C, 85.15; H, 6.21; N, 8.63%): measured, C, 85.55%; H, 6.12%; N, 8.48%. C 23 H 2 0N 2 (m / z = 324.16) The MS measurement in (MALDI): measurement value, m / z = 324.16.

2-2- 시아노Cyano -3-(4-(디메틸아미노)-3- (4- (dimethylamino) 페닐Phenyl )아크릴산() Acrylic acid ( AnV4AnV4 ););

황색 고체. 수율 63%. FT-IR cm-1(KBr), 1615 (방향족의 C=C), 1668 (카르복실기의 C=O), 2219 (CN), 2972 (방향족의 C-H), 3436 (O-H, 카르복실산). 1H NMR (300 MHz, DMSO, TMS, ppm): δ 3.07 (6H, s, NCH3), 6.82 (2H, d, ArH, J = 9), 7.93 (2H, d, ArH, J = 9), 8.07 (1H, s, CH), 13.25 (1H, s, OH). 13C NMR (150 MHz, DMSO) δ 165.40, 154.36, 154.02, 134.06, 118.97, 118.49, 112.17, 94.02, 39.64 ppm. C12H12N2O2(C, 66.65; H, 5.59; N, 12.96%)로 측정된 원소 분석: 측정치, C, 66.69; H, 5.66; N, 12.97%. C12H12N2O2(m/z=216.09)로 측정된 MS (MALDI): 측정치, m/z=216.10.Yellow solid. Yield 63%. FT-IR cm- 1 (KBr), 1615 (C = C of aromatic), 1668 (C = O of carboxyl group), 2219 (CN), 2972 (CH of aromatic), 3436 (OH, carboxylic acid). 1 H NMR (300 MHz, DMSO , TMS, ppm): δ 3.07 (6H, s, NCH 3), 6.82 (2H, d, ArH, J = 9), 7.93 (2H, d, ArH, J = 9) , 8.07 (1H, s, CH), 13.25 (1H, s, OH). 13 C NMR (150 MHz, DMSO) δ 165.40, 154.36, 154.02, 134.06, 118.97, 118.49, 112.17, 94.02, 39.64 ppm. Elemental analysis as determined by C 12 H 12 N 2 O 2 (C, 66.65; H, 5.59; N, 12.96%): found, C, 66.69; H, 5.66; N, 12.97%. MS (MALDI) measured with C 12 H 12 N 2 O 2 ( m / z = 216.09): measured, m / z = 216.10.

에틸 2-Ethyl 2- 시아노Cyano -3-(4-(디메틸아미노)-3- (4- (dimethylamino) 페닐Phenyl )) 아크릴레이트Acrylate (( AnV5AnV5 ););

주황색 고체. 수율: 72%. FT-IR cm-1(KBr), 1612 (방향족의 C=C), 1706 (C=O, 에스테르), 2214 (CN), 2935 (지방족의 C-H) 및 2990 (방향족의 C-H). 1H NMR (300 MHz, CDCl3, TMS, ppm): δ 8.06 (1H, s, CH), 7.93 (2H, d, J = 9.3 Hz, ArH), 6.69 (2H, d, J = 9 Hz, ArH), 4.33 (2H, q, J = 7.1 Hz, CH2), 3.10 (s, 6H, NCH3), 1.37 (3H, t, J = 7.2 Hz, CH3). 13C NMR (150 MHz, CDCl3) δ 164.39, 154.63, 153.68, 134.15, 119.46, 117.70, 111.59, 86.16, 61.8, 40.26, 14.26 ppm. C14H16N2O2(C, 68.83; H, 6.60; N, 11.47%)로 측정된 원소 분석: 측정치, C, 68.61%; H, 6.66%; N, 11.40%. C14H16N2O2(m/z=244.12)로 측정된 MS (MALDI): 측정치, m/z=244.12.Orange solid. Yield: 72%. FT-IR cm -1 (KBr), 1612 (C = C of aromatic), 1706 (C = O, ester), 2214 (CN), 2935 (CH of aliphatic) and 2990 (CH of aromatic). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3, TMS, ppm): δ 8.06 (1H, s, CH), 7.93 (2H, d, J = 9.3 Hz, ArH), 6.69 (2H, d, J = 9 Hz, (2H, q, J = 7.1 Hz, CH3), 3.10 (s, 6H, NCH3), 1.37 (3H, t, J = 7.2 Hz, CH3). 13 C NMR (150 MHz, CDCl 3) δ 164.39, 154.63, 153.68, 134.15, 119.46, 117.70, 111.59, 86.16, 61.8, 40.26, 14.26 ppm. C 14 H 16 N 2 O 2 (C, 68.83; H, 6.60; N, 11.47%) elemental analysis determined by: measurement value, C, 68.61%; H, 6.66%; N, 11.40%. C 14 H 16 N 2 O 2 (m / z = 244.12) The MS measurement in (MALDI): measurement value, m / z = 244.12.

2-(4-(디메틸아미노)2- (4- (dimethylamino) 벤질리덴Benzylidene )) 말로노니트릴Malononitrile (( AnV6AnV6 ););

황색 고체. 수율: 67%. FT-IR cm-1(KBr), 1618 (방향족의 C=C), 2216 (CN), 2925 (지방족의 C-H) 및 3060 (방향족의 C-H). 1H NMR (300 MHz, CDCl3, TMS, ppm): δ 7.81 (2H, d, ArH, J = 9.0 Hz), 7.45 (1 H, s, CH), 6.69 (2 H, d, ArH, J = 9.0 Hz), 3.14 (6 H, s, (NCH3)2). 13C NMR (150 MHz, CDCl3) δ 158.20, 154.37, 133.92, 119.40, 116.13, 115.05, 111.73, 39.76. C12H11N3(C, 73.07; H, 5.62; N, 21.30%)로 측정된 원소 분석: 측정치, C, 72.89; H, 5.58; N, 20.99%. C12H11N3(m/z=197.10)로 측정된 MS (MALDI): 측정치, m/z=197.09.Yellow solid. Yield: 67%. FT-IR cm- 1 (KBr), 1618 (C = C of aromatic), 2216 (CN), 2925 (CH of aliphatic) and 3060 (CH of aromatic). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3, TMS, ppm): δ 7.81 (2H, d, ArH, J = 9.0 Hz), 7.45 (1 H, s, CH), 6.69 (2 H, d, ArH, J = 9.0 Hz), 3.14 (6 H, s, (NCH 3) 2). 13 C NMR (150 MHz, CDCl 3) δ 158.20, 154.37, 133.92, 119.40, 116.13, 115.05, 111.73, 39.76. Elemental analysis as determined by C 12 H 11 N 3 (C, 73.07; H, 5.62; N, 21.30%): found, C, 72.89; H, 5.58; N, 20.99%. MS (MALDI) measured with C 12 H 11 N 3 ( m / z = 197.10): found, m / z = 197.09.

2-2- 벤조일Benzoyl -3-(4-(디메틸아미노)-3- (4- (dimethylamino) 페닐Phenyl )) 아크릴로니트릴Acrylonitrile (( AnV7AnV7 ););

주황색 고체. 수율: 69%. FT-IR cm-1(KBr), 1618 (방향족의 C=C), 1654 (C=O), 2204 (CN), 2948 (지방족의 C-H) 및 3054 (지방족의 C-H). 1H NMR (300 MHz, CDCl3, TMS, ppm): δ 3.13 (6Н, s, N (CH3)2); 6.72 (2Н, d, ArH, J = 9 Hz); 7.46-7.55 (2Н, m, COPh, J = 7.2); 7.57 (1Н, t, COPh, J = 4.8 Hz); 7.84 (2Н, d, COPh, J = 7.2); 7.89 (1H, s, CH), 8.0 (2Н, d, ArH, J = 9 Hz). 13C NMR (150 MHz, CDCl3) δ 188.74, 155.87, 153.98, 137.46, 134.65, 132.46, 129.05, 128.49, 119.84, 119.33, 111.73, 101.75, 40.26 ppm. C18H16N2O(C, 78.24; H, 5.84; N, 10.14%)로 측정된 원소 분석: 측정치, C, 77.94; H, 5.80; N, 10.03%. C18H16N2O(m/z=276.13)로 측정된 MS (MALDI): 측정치, m/z=276.12.Orange solid. Yield: 69%. FT-IR cm -1 (KBr), 1618 (C = C of aromatic), 1654 (C = O), 2204 (CN), 2948 (CH of aliphatic) and 3054 (CH of aliphatic). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3, TMS, ppm): δ 3.13 (6Н, s, N (CH 3) 2); 6.72 (2H, d, ArH, J = 9 Hz); 7.46-7.55 (2 H, m, COPh, J = 7.2); 7.57 (1H, t, COPh, J = 4.8 Hz); 7.84 (2H, d, COPh, J = 7.2); 7.89 (1H, s, CH), 8.0 (2H, d, ArH, J = 9 Hz). 13 C NMR (150 MHz, CDCl 3) δ 188.74, 155.87, 153.98, 137.46, 134.65, 132.46, 129.05, 128.49, 119.84, 119.33, 111.73, 101.75, 40.26 ppm. C 18 H 16 N 2 O as measured by elemental analysis (C, 78.24;; H, 5.84 N, 10.14%): measurement value, C, 77.94; H, 5.80; N, 10.03%. C 18 H 16 N 2 O ( m / z = 276.13) The MS measurement in (MALDI): measurement value, m / z = 276.12.

2-(4-(디메틸아미노)2- (4- (dimethylamino) 벤질리덴Benzylidene )-1H-) -1H- 인덴Inden -1,3(2H)--1,3 (2H) - 디온Dion (( AnV8AnV8 ););

빨간색 고체. 수율: 80%. FT-IR cm-1(KBr): 1608 (방향족의 vC=C), 1662 & 1708 (vC=O), 2948 (지방족의 vC-H) 및 3000 (방향족의 vC-H). 1H NMR (300 MHz, CDCl3, TMS, ppm): δ 3.15 (6H, s, N (CH3)2), 6.75 (2H, d, ArH, J = 9 Hz), 7.71-7.75 (2H, m, COPh), 7.83 (1H, s, CH), 7.91-7.95 (2H, m, COPh), 8.55 (2H, d, ArH, J = 9 Hz) ppm. 13C NMR (150 MHz, CDCl3) δ 190.1, 154.06, 147.62, 142.35, 139.99, 138.09, 134.49, 134.21, 122.59, 111.51, 40.18 ppm. C18H15NO2(C, 77.96; H, 5.45; N, 5.05%)로 측정된 원소 분석: 측정치, C, 77.38; H, 5.45; N, 5.03%. C18H15NO2(m/z=277.11)로 측정된 MS (MALDI): 측정치, m/z=277.10.Red solid. Yield: 80%. FT-IR cm -1 (KBr): 1608 (vC = C of aromatic), 1662 & 1708 (vC = O), 2948 (vC-H of aliphatic) and 3000 (vC-H of aromatic). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3, TMS, ppm): δ 3.15 (6H, s, N (CH 3) 2), 6.75 (2H, d, ArH, J = 9 Hz), 7.71-7.75 (2H, m, COPh), 7.83 (1H, s, CH), 7.91-7.95 (2H, m, COPh), 8.55 (2H, d, ArH, J = 9 Hz) ppm. 13 C NMR (150 MHz, CDCl 3) δ 190.1, 154.06, 147.62, 142.35, 139.99, 138.09, 134.49, 134.21, 122.59, 111.51, 40.18 ppm. C 18 H 15 NO 2 measured by elemental analysis (C, 77.96;; H, 5.45 N, 5.05%): measurement value, C, 77.38; H, 5.45; N, 5.03%. C 18 H 15 NO 2 (m / z = 277.11) The MS measurement in (MALDI): measurement value, m / z = 277.10.

2-(2-(4-(디메틸아미노)2- (2- (4- (dimethylamino) 벤질리덴Benzylidene )-3-옥소-2,3-) -3-oxo-2,3- 디하이드로Dihydro -1H--1H- 인덴Inden -1--One- 일리덴Iriden )) 말로노니트릴Malononitrile (( AnV9AnV9 ););

암적색 고체. 수율 60%. FT-IR cm-1(KBr), 1608 (방향족의 C=C), 1674 (C=O), 2214 (CN), 2948 (지방족의 C-H) 및 2994 (방향족의 C-H). 1H NMR (300 MHz, CDCl3, TMS, ppm): δ 3.07 (6H, s, N(CH3)2), 6.68 (2H, d, J = 8.7 Hz), 7.20-7.36 (2H, m), 7.70 (1H, t, J = 8.1 Hz), 7.85 (1H, t, J = 8.4 Hz), 8.37 (2H, d, ArH, J = 9.3 Hz), 8.50 (1H, s, CH). 13C NMR (150 MHz, CDCl3) δ 198.93, 189.55, 159.17, 149.81, 139.87, 135.86, 134.08, 131.65, 129.51, 127.41, 125.74, 123.54, 120.70, 115.39, 111.64, 61.08, 40.33 ppm. C21H15N3O(C, 77.52; H, 4.65; N, 12.91%)로 측정된 원소 분석: 측정치, C, 76.98; H, 4.80; N, 13.39%. C21H15N3O(m/z=325.12)로 측정된 MS (MALDI): 측정치, m/z=325.74.Dark red solid. Yield 60%. FT-IR cm- 1 (KBr), 1608 (C = C of aromatic), 1674 (C = O), 2214 (CN), 2948 (CH of aliphatic) and 2994 (CH of aromatic). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3, TMS, ppm): δ 3.07 (6H, s, N (CH 3) 2), 6.68 (2H, d, J = 8.7 Hz), 7.20-7.36 (2H, m) , 7.70 (1H, t, J = 8.1 Hz), 7.85 (1H, t, J = 8.4 Hz), 8.37 (2H, d, ArH, J = 9.3 Hz), 8.50 (1H, s, 13 C NMR (150 MHz, CDCl 3 ) δ 198.93, 189.55, 159.17, 149.81, 139.87, 135.86, 134.08, 131.65, 129.51, 127.41, 125.74, 123.54, 120.70, 115.39, 111.64, 61.08, 40.33 ppm. Elemental analysis as determined by C 21 H 15 N 3 O (C, 77.52; H, 4.65; N, 12.91%): found, C, 76.98; H, 4.80; N, 13.39%. C 21 H 15 N 3 O ( m / z = 325.12) The MS measurement in (MALDI): measurement value, m / z = 325.74.

2,2’-(2-(4-(디메틸아미노)2,2 ' - (2- (4- (dimethylamino) 벤질리덴Benzylidene )-1H-) -1H- 인덴Inden -1,3(2H)--1,3 (2H) - 디일리덴Diiridene )) 디말로노니트릴Dimalononitrile (( AnV10AnV10 ););

암청색 고체. 수율 77%. FT-IR cm-1(KBr), 1632 (방향족의 C=C), 2200 (CN), 2950 (지방족의 C-H). 1H NMR (300 MHz, CDCl3, TMS, ppm): δ 3.08 (6H, s, N(CH3)2), 5.66 (1H, s, CH), 6.59 (2H, d, ArH, J = 9.3 Hz), 7.21-7.26 (2H, m, PhH), 7.48 (2H, d, ArH, J = 9.3 Hz), 7.92-7.96 (2H, m, PhH). 13C NMR (150 MHz, CDCl3) δ 190.39, 164.78, 158.72, 138.42, 136.49, 132.1, 122.13, 118.51, 118.41, 111.61, 103.32, 59.84, 39.96 ppm. C24H15N5(C, 77.20; H, 4.05; N, 18.76%)로 측정된 원소 분석: 측정치, C, 77.29; H, 4.37; N, 18.27%. C24H15N5(m/z=373.13)로 측정된 MS (MALDI): 측정치, m/z=373.56.
Dark blue solid. Yield 77%. FT-IR cm- 1 (KBr), 1632 (C = C of aromatic), 2200 (CN), 2950 (CH of aliphatic). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3, TMS, ppm): δ 3.08 (6H, s, N (CH 3) 2), 5.66 (1H, s, CH), 6.59 (2H, d, ArH, J = 9.3 Hz), 7.21-7.26 (2H, m, PhH), 7.48 (2H, d, ArH, J = 9.3 Hz), 7.92-7.96 (2H, m, PhH). 13 C NMR (150 MHz, CDCl 3) δ 190.39, 164.78, 158.72, 138.42, 136.49, 132.1, 122.13, 118.51, 118.41, 111.61, 103.32, 59.84, 39.96 ppm. Elemental analysis as determined by C 24 H 15 N 5 (C, 77.20; H, 4.05; N, 18.76%): measured, C, 77.29; H, 4.37; N, 18.27%. MS (MALDI) measured with C 24 H 15 N 5 ( m / z = 373.13): measured, m / z = 373.56.

ArV 자가-응집체( Self - Aggregates )의 제조. ArV 나노응집체들의 수용성 분산액이 AEF 행동에 대한 연구를 위해 계면활성제 없이 제조되었다. 간략하게는, 각 ArV 화합물(50 μM, 1 mL)의 THF 스톡 용액이 초음파 하에서 9 mL의 탈이온수에 한 번에 첨가되어 최종 농도 5 μM의 ArV 용액을 얻었다. 비교 연구를 위해, 동일한 농도의 THF 용액이 THF 스톡 용액을 9 mL의 THF와 혼합시켜 제조되었다.
Preparation of - (Aggregates Self) - ArV self-aggregates. Aqueous dispersions of ArV nano-aggregates were prepared without surfactant for the study of AEF behavior. Briefly, a THF stock solution of each ArV compound (50 μM, 1 mL) was added to 9 mL of deionized water at one time under ultrasound to obtain an ArV solution at a final concentration of 5 μM. For comparative studies, the same concentration of THF solution was prepared by mixing the THF stock solution with 9 mL of THF.

FArV NP 들의 제조. 모든 ArV 화합물들에 있어서, 염료 응집체들의 폴리머-포집된 나노입자들이 인 비트로인 비보 이미징을 위해 플루로닉 F-127 계면활성제와 함께 제조되었다. 전형적으로, F-127(20 mg) 및 ArV(0.3 mg)의 혼합물이 1 mL의 THF에 녹여졌다. 공기를 불어 넣어 용매를 증발시킨 후, 건조된 혼합물을 2 mL의 탈이온수와 혼합시켜 수초의 초음파 처리 하에서 교반시킴으로써 150 μg/mL의 ArV 농도를 가지는 소수성 염료 응집체들의 투명한 수용성 분산액을 얻는다. 다만, 인 비보 뇌 이미징에 있어서는 상기 F-127(20 mg) 및 ArV(0.5 mg)의 혼합물이 200 μL의 MC(methyl cellulose)에 녹여져 상기와 같은 과정으로 수용성 분산액을 얻었으며, 200 μL의 상기 분산액이 정맥내 주입되었다.
FArV Manufacture of NPs . For all ArV compounds, polymer-captured nanoparticles of dye aggregates were prepared with a Pluronic F-127 surfactant for in vitro and in vivo imaging. Typically, a mixture of F-127 (20 mg) and ArV (0.3 mg) was dissolved in 1 mL of THF. After blowing air to evaporate the solvent, the dried mixture is mixed with 2 mL of deionized water and stirred under ultrasonic treatment for several seconds to obtain a transparent aqueous dispersion of hydrophobic dye aggregates having an ArV concentration of 150 μg / mL. In the case of in vivo brain imaging, a mixture of F-127 (20 mg) and ArV (0.5 mg) was dissolved in 200 μL of MC (methyl cellulose) to obtain a water-soluble dispersion. 200 μL The dispersion was injected intravenously.

인 비트로 세포 표지 및 이미징. HeLa 세포는 습도-유지된 5% CO2, 37℃ 인큐베이터에서 10% FBS, 5 mM L-글루타민, 및 5 μg/mL 젠타마이신이 첨가된 DMEM(Dulbecco’s modified Eagle medium)에서 유지되었다. 세포들은 35 mm 커버 글래스 아래 디쉬에 분주되어 70%의 컨플루언스에 도달할 때까지 배양되었다. 실험 전에, 세포들은 PBS(pH 7.4)로 두 번에 걸쳐서 세척되어 잔여 성장 배지를 제거시킨 후, FArV NP들(200 μL)을 포함하는 혈청-부재 배지(1.8 mL)에서 30분 동안 배양되었다. 광발광 이미징을 위해, 상기 표지된 세포들이 PBS(pH 7.4)로 두 번에 걸쳐서 세척된 후 뉘앙스 FX 다중스펙트럼 이미징 시스템이 장착된 LEICA DMI3000B(CRI, USA)를 이용하여 직접적으로 이미징되었다.
In vitro cell labeling and imaging . HeLa cells were maintained in DMEM (Dulbecco's modified Eagle medium) supplemented with 10% FBS, 5 mM L-glutamine, and 5 μg / mL gentamycin in a humidified 5% CO 2 , 37 ° C incubator. Cells were seeded in dishes under 35 mm cover glass and incubated until reaching 70% confluence. Prior to the experiment, cells were washed twice with PBS (pH 7.4) to remove residual growth medium and then incubated in serum-free medium (1.8 mL) containing FArV NPs (200 μL) for 30 min. For photoluminescence imaging, the labeled cells were washed twice with PBS (pH 7.4) and then directly imaged using LEICA DMI 3000B (CRI, USA) equipped with a nuance FX multispectral imaging system.

인 비보 감시림프절 및 종양 이미징. 동물 연구들은 KIST의 동물실험윤리위원회에 의해 승인되었으며, 마우스의 처리는 상기 위원회의 규정에 따라 실시되었다. 종양 모델의 제조를 위해, SCC7 세포주가 BALB/c 마우스(5-주령된 수컷; Orient Bio Inc., Korea)에 주입되었다. 상기 마우스들은 실험 전에 0.5% 펜토바르비탈나트륨(0.01 mL/g)의 복강 내 주입을 통해 마취되었다. 감시림프절 이미징을 위해, 20 μL의 FCbV10 NP들이 정상 마우스의 앞 발바닥으로 주입되었으며, 종양 이미징을 위해, 200 μL의 FCbV10 NP들이 종양-보유 마우스들의 꼬리 정맥을 통해 정맥 내 주입되었다. 인 비보 이미징은 IVIS 스펙트럼 이미징 시스템(Caliper, USA)으로 실시되었다.
In Vivo Surveillance lymph nodes and tumor imaging . Animal studies were approved by the Animal Experimental Ethics Committee of KIST and the treatment of mice was carried out in accordance with the regulations of the Commission. For the production of tumor models, SCC7 cell lines were injected into BALB / c mice (5-week old male; Orient Bio Inc., Korea). The mice were anesthetized with an intraperitoneal injection of 0.5% pentobarbital sodium (0.01 mL / g) before the experiment. For surveillance lymph node imaging, 20 μL of FCbV10 NPs were injected into the forefoot of normal mice, and for tumor imaging, 200 μL of FCbV10 NPs were injected intravenously via the tail vein of tumor-bearing mice. In vivo imaging was performed with an IVIS spectral imaging system (Caliper, USA).

실험결과 및 추가논의사항Experimental results and further discussion

ArV의 구조 및 합성 경로가 도 1에 보여진다. 쌍극성 아크릴비닐 스캐폴드는 조합 포맷의 모듈러 합성을 통해 용이하게 제조될 수 있고25 일부 파생물들이 효과적인 SSF를 나타내는 것으로 밝혀졌기 때문에26 -28, 상기 스캐폴드가 화합물 라이브러리를 구축하기 위해 선택되었다. ArV 구조는 양쪽 말단에 π-전자 공여체(donor) 및 수용체(acceptor)를 가지는 쌍극성 π-컨쥬게이션에 의해 특징화된다. 상기 화합물들은 방향족의 알데하이드 공여체(Ar-CHO) 및 활성 메틸렌(AM) 수용체 빌딩 블락들(building blocks) 간의 단일-단계 크노에베나겔 축합(Knoevenagel condensation)에 의해 합성되었다. 아닐린(An-CHO) 및 카르바졸(Cb-CHO)의 알데하이드들이 다른 π-전자 공여 강도(electron donating strengths)를 가지는 공여체 빌딩 블락들로서 선택되었다. 열개의 수용체 빌딩 블락들이 하나 또는 둘의 전자-수용 시아노 또는 카르보닐 치환체들을 포함하는 활성 메틸렌 화합물들 중에서 선택되었다. 상기 축합 반응은 피페리딘(piperidine)의 존재 하에서 에탄올에서 실시되었으며, 상기 침전된 산물들은 컬럼 크로마토그래피로 정제되었다. 상기 소수성 산물들은 일반적인 유기 용매에 용해 가능하지만, 알코올 및 물에는 녹지 않았는데, 이는 생리학적 조건에서 고체-상 나노응집체들의 형성을 용이하게 해 준다.The structure and synthesis route of ArV is shown in Fig. Dipolar acrylic plastic scaffolds is due can be readily prepared via a modular synthesis of the combination format and jyeotgi found to exhibit a 25 part derivative are effective SSF is 26 - 28, wherein the scaffold was chosen to construct the compound library. The ArV structure is characterized by bipolar π-conjugation with a π-electron donor and an acceptor at both ends. The compounds were synthesized by single-step Knoevenagel condensation between aromatic aldehyde donors (Ar-CHO) and active methylene (AM) receptor building blocks. The aldehydes of aniline (An-CHO) and carbazole (Cb-CHO) were selected as donor building blocks with different? -Electron donating strengths. Ten receptor building blocks were selected from active methylene compounds containing one or two electron-accepting cyano or carbonyl substituents. The condensation reaction was carried out in ethanol in the presence of piperidine, and the precipitated products were purified by column chromatography. The hydrophobic products are soluble in common organic solvents, but are insoluble in alcohol and water, which facilitates the formation of solid-phase nano-aggregates under physiological conditions.

반경험적 분자궤도(Semiempirical molecular orbital, MO) 산출은 상기 모든 쌍극성 ArV 화합물들이 가장 높게 점유된 분자궤도(HOMO)와 가장 낮게 점유되지 않은 분자궤도(LUMO) 다이어그램에서 명확하게 보여지는 ICT(intramolecular charge transfer) 특성을 가진다는 것을 증명하였다: π-전자들은 HOMO에서 공여체 주위에 분포되지만(전자적 기저 상태를 반영함), LUMO에서 수용체를 향하여 재분포된다(첫 번째 여기된 상태를 반영함; 도 2). 최적화된 기하학은 α,α-이중치환된 비닐 분절로 구성된 상기 벌크 수용체들이 세포내 입체적 장애(steric hindrance)를 가하여 SSF의 발생에 알맞은 심각한 뒤틀림을 야기하는 것으로 나타났다. 실제로, 상기 얻어진 모든 ArV 화합물들은 고체에서 형광을 나타냈는데, 이는 SSF를 얻기 위한 본 발명자들의 분자적 디자인 전략이 유효함을 의미한다(도 3).Semiempirical molecular orbital (MO) calculations show that all of the bipolar ArV compounds exhibit the highest occupied molecular orbital (HOMO) and the lowest intrinsic molecular orbital (LUMO) diagram, transfer properties: the π-electrons are distributed around the donor in the HOMO (reflecting the electronic ground state), but redistributed from the LUMO towards the receptor (reflecting the first excited state; Figure 2 ). The optimized geometry showed that the bulk receptors composed of alpha, alpha -duplex substituted vinyl segments add intracellular steric hindrance and cause severe distortion that is appropriate for the generation of SSF. Indeed, all of the ArV compounds obtained exhibited fluorescence in solids, which means that our molecular design strategy for obtaining SSF is valid (FIG. 3).

분자 상태에 따른 ArV의 시각적 특성들은 적합한 용매(THF) 및 수용성의 안 좋은 용매(THF/H2O = 부피 상으로 1/9)에서 비교하여 연구되었다. 후자의 수용성 환경에서, 소수성 ArV 분자들은 약 50 nm의 유체역학적 크기를 가지는 자가-응집된 나노입자들로 침전되었다(표 1 및 도 4a). 상술한 결과들은 하기 표 2에 요약되어 있다(일부는 대표적인 스펙트럼에 대한 것임; 도 4b). The visual properties of ArV according to molecular states were studied in comparison with a suitable solvent (THF) and a poorly water soluble solvent (THF / H 2 O = 1/9 on volume). In the latter aqueous environment, hydrophobic ArV molecules were precipitated with self-aggregated nanoparticles having a hydrodynamic size of about 50 nm (Table 1 and Fig. 4A). The above results are summarized in Table 2 below (some are for representative spectra, Figure 4b).

DLS에 의해 결정된 유체역학적 크기(nm).Hydrodynamic size (nm) determined by DLS. ArVArV 자가-응집체Self-aggregate FArVFArV ArVArV 자가-응집체Self-aggregate FArVFArV CbV1CbV1 56.3756.37 15.0215.02 AnV1AnV1 40.3740.37 14.0314.03 CbV2CbV2 32.6532.65 13.8313.83 AnV2AnV2 33.2933.29 11.5311.53 CbV3CbV3 49.3449.34 16.5316.53 AnV3AnV3 62.0862.08 14.6214.62 CbV4CbV4 29.5629.56 12.5812.58 AnV4AnV4 29.7429.74 15.4415.44 CbV5CbV5 43.4443.44 14.9314.93 AnV5AnV5 52.1852.18 14.9614.96 CbV6CbV6 34.9634.96 17.9717.97 AnV6AnV6 50.7150.71 17.3417.34 CbV7CbV7 43.7643.76 12.9212.92 AnV7AnV7 34.1634.16 16.5016.50 CbV8CbV8 47.3447.34 13.9513.95 AnV8AnV8 60.0160.01 15.6515.65 CbV9CbV9 30.4830.48 12.8912.89 AnV9AnV9 59.4759.47 22.4222.42 CbV10CbV10 28.6228.62 8.788.78 AnV10AnV10 31.7531.75 11.3511.35

도 5에 대표적으로 보여진 바와 같이, 대부분의 ArV 화합물들이 AEF 행동, 즉 용액 내 약한 형광 및 나노응집(nanoaggregation)에서의 증가된 방출을 나타냈다. 산출 결과들에 의해 제시된 바(도 2)와 같이, 상기 AvrV의 뒤틀린 π-컨쥬게이션은 분리된 용액 상태에서 자유로운 뒤틀림 황동을 야기할 수 있고, 이는 빠른 비발광 소멸(nonradiative decay) 및 낮은 형광 양자 수율로 이어진다7. 따라서, 응집에 의한 상기 제한된 퀀칭 활동은 상기 AEF 행동에 대한 타당한 이유일 수 있다. 응집 하에서 형광 스펙트럼에서의 심색성 변형(bathochromic alterations)이 관찰되었는데, 이는 상기 뒤틀린 기하학의 응집-유도된 평면화(planarization)가 효과적인 π-컨쥬게이션 길이를 연장시켜 시각적 밴드갭(bandgap)을 좁게 만든다는 것을 의미한다. 이것은 각 ArV의 다른 분자적 스태킹 모드(stacking mode)가 형성된 나노응집체의 결과적인 SSF 색에 영향을 미칠 수 있다는 것을 제시한다.As shown in FIG. 5, most of the ArV compounds exhibited AEF behavior, i.e., weak fluorescence in solution and increased release in nanoaggregation. As shown by the calculation results (Fig. 2), the twisted pi-conjugation of AvrV can cause free distorted brass in a separate solution state, which results in a faster nonradiative decay and a lower fluorescence quantum It leads to yield 7. Thus, the limited quenching activity by agglomeration may be a valid reason for the AEF behavior. Bathochromic alterations in the fluorescence spectrum were observed under agglutination, suggesting that the coagulation-induced planarization of the twisted geometry prolongs the effective pi-conjugation length to narrow the visual bandgap it means. This suggests that different molecular stacking modes of each ArV can affect the resulting SSF color of the nano-aggregates formed.

다양한 공여체-수용체 조합을 가진 쌍극성 ArV 라이브러리는 하기 표 2에 요약된 바와 같이 SSF 색의 용이한 조정(tunability)이 가능하였다.Bipolar ArV libraries with various donor-receptor combinations enabled easy tunability of SSF colors, as summarized in Table 2 below.

용액, 자가-응집체 및 폴리머-포집된 나노입자(FArV NPs)a의 형태에서 ArV의 스펙트럼 특성들.Spectral characteristics of ArV in the form of solutions, self-aggregates and polymer-trapped nanoparticles (FArV NPs) a .

AA rVrV
용액(solution( THFTHF )) 자가-응집체Self-aggregate FArVFArV NPsNPs
AbsAbs
(( nmnm ))
EmEm
(( nmnm ))
QYQY
(%)(%)
AbsAbs
(( nmnm ))
EmEm
(( nmnm ))
QYQY
(%)(%)
AbsAbs
(( nmnm ))
EmEm
(( nmnm ))
QYQY
(%)(%)
CbV1CbV1 369369 452452 0.230.23 387387 500500 2.232.23 380380 460460 3.53.5 CbV2CbV2 370
370
447
548
447
548
0.26
0.26
397
397
530
530
2.942.94 383
383
465
465
3.63.6
CbV3CbV3 386386 465465 0.410.41 394394 519519 6.56.5 383383 470470 6.36.3 CbV4CbV4 388388 458458 0.490.49 370370 506506 2.22.2 372372 482482 2.62.6 CbV5CbV5 394394 460460 0.370.37 432432 510510 22.922.9 398398 470470 12.312.3 CbV6CbV6 405405 472472 0.290.29 421421 513513 12.112.1 466466 536536 40.340.3 CbV7CbV7 406406 486486 0.320.32 437437 546546 8.78.7 424424 548548 7.57.5 CbV8CbV8 448448 510510 0.230.23 460460 630630 15.215.2 440440 624624 14.714.7 CbV9CbV9 513513 574574 0.610.61 562562 740740 19.819.8 550550 732732 18.218.2 CbV10CbV10 580
630
580
630
654
705
654
705
12.6
12.6
584
624
584
624
661
709
661
709
15.8
15.8
582
633
582
633
658
708
658
708
18.7
18.7
AnV1AnV1 392392 485485 0.0030.003 442442 503503 7.67.6 398398 503503 27.127.1 AnV2AnV2 386
386
455
546
455
546
0.18
0.18
416
416
534
534
5.5
5.5
397
397
524
524
10.6
10.6
AnV3AnV3 386386 476476 0.160.16 419419 550550 7.97.9 399399 564564 1515 AnV4AnV4 396396 462462 0.300.30 410410 486486 3.23.2 402402 487487 2.92.9 AnV5AnV5 414414 467467 0.210.21 437437 572572 4.74.7 432432 566566 5.45.4 AnV6AnV6 426426 476476 0.710.71 440440 564564 4444 438438 569569 2020 AnV7AnV7 432432 512512 0.030.03 465465 601601 3636 462462 606606 15.315.3 AnV8AnV8 474474 534534 0.040.04 502502 670670 9.39.3 494494 720720 5.25.2 AnV9AnV9 547547 638638 1.21.2 566566 715715 12.312.3 552552 656656 8.58.5 AnV10AnV10 582
630
582
630
643
704
643
704
5.4
5.4
586
632
586
632
657
715
657
715
6.2
6.2
584
634
584
634
658
710
658
710
10.2
10.2

aAbs, 흡수; Em, 방출; QY, 양자 수율; QY용 표준, 에탄올에 녹여진 로다민 B. 모든 시료들에 대해 ArV 농도는 5 μM이다. 자가-응집체 및 FArV NP들은 THF/탈이온수 혼합물(THF/H2O = 1/9 v/v) 및 순수한 탈이온수에 각각 분산되었다.
a Abs, absorption; Em, emission; QY, quantum yield; Standard for QY, rhodamine dissolved in ethanol B. ArV concentration for all samples is 5 μM. Self-aggregates and FArV NPs were dispersed in a THF / deionized water mixture (THF / H 2 O = 1/9 v / v) and pure deionized water, respectively.

중요하게도, 상기 방출 색은 NIR 영역까지의 폭넓은 스펙트럼 범위를 포함한다(도 5). 동일한 수용체 단위들에 있어서, 아닐린 유도체들(AnV)은 상응하는 카르바졸 카운터파트(CbV)에 대해 상대적인 적색-이동된(red-shifted; 장파장 이동) 흡수 및 방출을 보였는데, 이는 아닐린이 카르바졸보다 더 강력한 π-전하 공여체라는 사실을 확인시켜 준다. 아닐린 내 질소의 대여 쌍(loan pair) 전자들과 비교하여, 카르바졸의 대여 쌍 전자들은 추가적인 방향족의 안정화로 인해 카르바졸 고리 내에 우선적으로 비편재화(delocalization)되는 데, 이것은 카르바졸 질소로부터 수용체를 향한 전하 이동을 방해하여 시각적 밴드갭을 넓히는 ICT의 정도를 낮춘다29. 유사하게도, 다른 수용 세기를 가지는 다른 수의 수용체들(시아노>케톤>에스테르)를 가지는 수용체 구조에서의 변이들은 상기 나노응집체들의 SSF 색 상에 유의한 효과를 나타냈다. 비닐 말단에 부착된 하나의 시아노기 및 같은 자리의(geminal) 방향족 고리를 가지는 CbV1-3 및 AnV1-3은 청색-대-녹색 SSF를 방출하는 큰 밴드갭을 보였다. 같은 자리의 비닐 말단에 2개의 수용체들의 존재(CbV4-7 및 AnV4-7)는 SSF 색을 녹색-대-주황색 윈도우로 조정하였다. 상기 SSF 색은 추가적인 페닐 고리와 함께 2개의 같은 자리 수용체들, 즉 1,3-인단디온-기반된 수용체들(CbV8-10 및 AnV8-10)의 고리형 브릿징(bridging)에 의해 추가적으로 적색-이동될 수 있었다. 상기 페닐 브릿지는 상기 2개의 수용체들을 평면내(in-plane) 기하학내로 랏킹(locking)하고 추가적인 방향성과 함께 효과적인 π-컨쥬게이션을 연장시킴으로써 스펙트럼의 적색-이동(red-shift)에서 핵심 역할을 하였던 것으로 추측된다30. 이러한 추론은 고리형 수용체들의 평면 형태 및 ICT에 의해 페닐 브릿지 말단까지의 HOMO-대-LUMO π-전자 재분포를 증명하였던 CbV8-10 및 AnV8-10에 대한 산출 결과들에 의해 지지된다(도 2). 1,3-인단디온 단위의 디시아노메틸리덴 치환 수의 증가와 함께, 결과적인 SSF 색은 정확한 NIR(700 nm 초과)에 접근하였는데, 이는 SSF를 NIR로 조정하고자 하는 본 발명자들의 조합적 접근방법을 유효함을 의미한다. 전체적으로, 본 발명자들의 ArV 라이브러리는 폭넓은 범위(array)의 생물학적 적용들에 유용한 청색-대-NIR 영역에서 SSF 색들을 제공한다.Significantly, the emission color includes a broad spectral range up to the NIR region (FIG. 5). In the same receptor units, aniline derivatives (AnV) showed red-shifted absorption and emission relative to the corresponding carbazole counterpart (CbV) Which is a more powerful π-charge donor. Compared to the loan pair electrons in the nitrogen of aniline, the lambda pair electrons of carbazole preferentially delocalize in the carbazole ring due to the stabilization of the further aromatic, interfere with the directed charge transfer to lower the degree of widening the visual ICT bandgap 29. Similarly, variations in receptor structures with different numbers of receptors (cyano >ketone> esters) with different acceptance intensities showed significant effects on the SSF color of the nano-aggregates. CbV1-3 and AnV1-3 with one cyano group attached to the vinyl end and a geminal aromatic ring showed a large bandgap emitting blue-to-green SSF. The presence of two receptors (CbV4-7 and AnV4-7) at the same vinyl terminus adjusted the SSF color to a green-to-orange window. The SSF color is further coupled with an additional phenyl ring by cyclic bridging of two identical receptors, i.e., 1,3-indanedione-based receptors (CbV8-10 and AnV8-10) Could be moved. The phenyl bridge was found to play a key role in the red-shift of the spectrum by locking the two receptors into an in-plane geometry and extending effective pi-conjugation with additional orientation presumably 30. This inference is supported by the computational results for CbV8-10 and AnV8-10, which demonstrated HOMO-to-LUMOπ-electron redistribution to the plane of the ring-like receptors and to the end of the phenyl bridge by ICT ). With increasing dicyanomethylidene substitution of the 1,3-indanedione unit, the resulting SSF color approaches the correct NIR (greater than 700 nm), which is a combination approach of our inventors to adjust SSF to NIR Is valid. Overall, our ArV library provides SSF colors in the blue-to-NIR region useful for a wide range of biological applications.

상기 얻어진 SSF 방출을 바이오이미징에 적용시키기 위해, ArV 화합물들을 생체적합성 폴리머 계면활성제인 플루로닉(Pluronic) F-127과 함께 포집시켜 염료-응집된 분자적 나노프로브(FArV NPs)를 제조하였다. FArV NP들은 ArV를 용액 상에서 플루로닉 F-127과 혼합시키고 건조된 혼합물에 물을 첨가함으로써 제조되었다. 후자의 단계 동안, 분산액 내에서 관찰되는 명확한 침전물 없이 균일하게 분산된 콜로이드가 물에서 자발적으로 형성되었다. 더욱이, FArV NP들(20 nm 미만)의 유체역학적 크기는 ArV 자가-응집체들의 크기보다 훨씬 더 작게 측정되었는데(표 1), 이는 상기 물-불용성 ArV 염료들이 F-127의 상기 자가-어셈블리된 나노구조의 소수성 내부에 완전히 임베드되었다(embedded)는 것을 의미한다.To apply the resulting SSF release to bioimaging, ArV compounds were captured with Pluronic F-127, a biocompatible polymer surfactant, to produce dye-agglomerated molecular nanoprobe (FArV NPs). FArV NPs were prepared by mixing ArV with Fluoronic F-127 in solution and adding water to the dried mixture. During the latter step, uniformly dispersed colloids were spontaneously formed in water without a clear precipitate observed in the dispersion. Furthermore, the hydrodynamic size of FArV NPs (less than 20 nm) was measured to be much smaller than the size of the ArV self-aggregates (Table 1), suggesting that the water-insoluble ArV dyes are less than the self- Implies that it is completely embedded within the hydrophobic structure of the structure.

대표적인 NIR-방출 FArV NP들의 투과전자현미경(TEM) 이미지들은 상기 얻어진 콜로이드가 10 nm 미만의 평균 직경을 가지는 구형 나노입자들이라는 것을 명료하게 보여주었다(도 6a, 모든 화합물들의 DLS 크기; 도 6b). 상기 얻어진 콜로이드의 크기는 혈류 내 순환이 용이할 정도로 작아서 나노물질의 인 비보 적용에 적합하다13 , 14. 도 3 및 도 4b는 상기 결과적인 ArV-기반된 분자적 나노프로브의 청색-대-NIR 형광 조정을 확인시켜 준다. 중요하게도, FArV NP들은 상응하는 용액들과 비교하여 적색-이동되고 증가된 형광을 방출하였다(표 2). 자가-응집체들에서 관찰된 바와 같이, 이것은 상기 ArV 염료들이 상기 플루로닉 나노입자들 내에서 상-분리되고 응집되어 SSF 방출을 나타낸다는 것을 의미한다.Transmission electron microscopy (TEM) images of representative NIR-emitting FArV NPs clearly showed that the colloid obtained was spherical nanoparticles having an average diameter of less than 10 nm (Figure 6a, DLS size of all compounds; Figure 6b) . The size of the colloid obtained is small enough to facilitate circulation in the bloodstream and is suitable for in vivo application of nanomaterials 13 , 14 . Figures 3 and 4b confirm the blue-to-NIR fluorescence modulation of the resulting ArV-based molecular nanoprobe. Significantly, FArV NPs emitted red-shifted and increased fluorescence compared to corresponding solutions (Table 2). As observed in the self-aggregates, this means that the ArV dyes phase-separate and aggregate within the pluronic nanoparticles to exhibit SSF release.

생의학적 용도로서 FArV NP들의 유용성은 세포 및 인 비보에서 형광 이미징 실험들을 실시하여 증명되었다. 살아있는 암 세포 이미징을 위해, HeLa(human cervical epitheloid carcinoma) 세포가 FArV NP들과 반응되었다. 염색 30분 후에, 상기 세포질 부위는 세포 내 환경에서 잘 유지된 각 나노프로브의 방출 스펙트럼과 함께 청색-대-NIR 윈도우에서 명확한 다중-색 형광을 나타냈다(도 8). FArV NP들의 효율적인 세포내 흡수(uptake)는 여러 가지 비파괴적 엔도사이토시스(endocytosis) 경로들을 촉진하는 것으로 알려진 플루로닉 나노입자들의 표면 특징에 기인한다31 , 32. 더욱이, 상기 표면에 플루로닉을 가진(Pluronic-surfaced) 나노입자들은 이미징 조건 하에서 최소한의 세포독성을 나타냈는데, 이는 생체적합성 표면 특성과 작은 콜로이드 크기 때문일 것이다(도 9).The utility of FArV NPs for biomedical applications has been demonstrated by conducting fluorescence imaging experiments on cells and in vivo . For live cancer cell imaging, HeLa (human cervical epitheloid carcinoma) cells were reacted with FArV NPs. After 30 minutes of staining, the cytoplasmic site exhibited clear multiple-color fluorescence in the blue-to-NIR window with the emission spectrum of each nanoprobe well maintained in the intracellular environment (FIG. 8). Efficient intracellular uptake of FArV NPs is due to surface features of pluronic nanoparticles known to promote various non-destructive endocytosis pathways 31 , 32 . Moreover, the pluronic-surfaced nanoparticles exhibited minimal cytotoxicity under imaging conditions, due to their biocompatible surface properties and small colloidal size (FIG. 9).

인 비보 이미징을 실시하기 전에, NIR-SSF 나노입자들을 이용하는 장점이 인 비보-미미킹(mimicking) 조건들에서 평가되었다. FAnV10 NP 및 FCbV10 NP들로부터의 밝은 NIR-SSF 방출(720-740 nm)은 640 nm의 근적외선(far-red, NIR) 여기(excitation)에 의해 얻어질 수 있고, 상기 방출이 더 우수한 조직 투과성을 위한 최적 상태 뿐 아니라 생물학적 조직들로부터 유래되는 자가형광 백그라운드를 최소화시킬 수 있음을 나타낸다. NIR-여기성 NIR-SSF의 이러한 유리한 점이 많은 양의 자가형광을 가지는 두꺼운 생물학적 표본(3.5 mm 두께의 돼지고기 햄)에서의 시그널-대-백그라운드(signal-to-background, S/B) 비율을 측정함으로써 확인되었다. 비교를 위해, 다른 여기/방출 파장을 가지는 FArV NP들이 이용되었으며, 다른 여기/방출 필터들로 이미징되었다: FCbV8(430/620 nm; 가시광선/가시광선), FAnV8(430/700 nm; 가시광선/NIR) 및 FCbV10 (640/720 nm; NIR/NIR). 도 10에서 확인된 바와 같이, 다른 것들과 비교하여 FCbV10에서의 NIR/NIR 조합이 여기 및 방출 광 모두에서 더 높은 조직 투과성을 가지기 때문에 가장 높은 S/B 비율을 나타냈다. 이러한 관찰은 양자-제한된 그리고 백그라운드-풍부 비보 배지(media)에 유용한 밝은 NIRF 프로브로서 SSF-방출 나노입자들의 포텐셜(potential)을 증명한다. 더욱이, 상기 콜로이드 분산액과 FCbV10 NP들의 시각적 특징들은 37℃에서 90% 혈청 내에서 시간에 따라 잘 유지되는 것으로 보여졌다. 형광 강도 및 산란에서 어떠한 유의적 변화들이 12시간 동안의 혈청 반응 동안 관찰되지 않았는데, 이는 체액에서의 화학적 안정성 및 콜로이드 안정성을 의미한다(도 11).Prior to in vivo imaging, the advantage of using NIR-SSF nanoparticles was evaluated in vivo -mimicking conditions. The bright NIR-SSF emission (720-740 nm) from FANV10 NP and FCbV10 NPs can be obtained by far-red (NIR) excitation at 640 nm and the emission has better tissue permeability Lt; RTI ID = 0.0 > fluorescence < / RTI > background derived from biological tissues. This advantage of the NIR-excited NIR-SSF is that the signal-to-background (S / B) ratio in a thick biological specimen (3.5 mm thick pork ham) . For comparison, FArV NPs with different excitation / emission wavelengths were used and imaged with different excitation / emission filters: FCbV8 (430/620 nm; visible light / visible light), FAnV8 (430/700 nm; visible light / NIR) and FCbV10 (640/720 nm; NIR / NIR). As seen in Figure 10, the NIR / NIR combination at FCbVlO showed the highest S / B ratio, as compared to others, because it has higher tissue permeability in both excitation and emission light. These observations are both - proves the potential (potential) of the nanoparticles as a useful light emission SSF- NIRF probes for in vivo medium (media) rich-limited and the background. Moreover, the visual characteristics of the colloidal dispersion and FCbVlO NPs were shown to be well maintained over time in 90% serum at 37 < 0 > C. No significant changes in fluorescence intensity and scattering were observed during the 12 hour serum reaction, indicating chemical stability and colloidal stability in body fluids (FIG. 11).

인 비보 이미징 성능(performance)을 검증하기 위해, FCbV10 NP들이 마우스의 앞발의 발바닥으로 피내 주입되어 암 단계 및 수술에서 임상적으로 중요한 감시림프절(sentinel lymph node, SLN) 맵핑에 적용되었다33. 일부의 투여된 나노프로브들이 주입 후 5분 째에 이미 림프절에 축적되었음이 명확하게 이미징되었다(도 12a). 엑스 비보 이미지에서, FAnV10 NP들의 전형적인 NIR 스펙트럼 특징은 주입 면으로부터 절제된 2개의 절(겨드랑이 및 팔)에서만 관찰되었는데(도 12b), 이는 상기 림프와 관련되어 유출된 나노프로브들이 SLN에 효율적으로 트랩된다(trapped)는 것을 의미한다. 상기 나노프로브들에 의한 신속한 SLN 맵핑은 효율적인 림프성 유출 및 이동이 가능할 정도로 충분히 작은 콜로이드 크기(<20 nm)에 기인한다34. 중요하게도, FAnV10 NP들은 자가형광-부재 엑스 비보 값(S/B 비율 = 16.5)에 비해 절반 정도의 감소만을 나타낼 정도로 매우 우수한 인 비보 이미지 대조능(S/B 비율 = 8.2)을 보였는데(도 12c), 이는 상기 밝은 NIR-SSF 나노프로브들이 높은 정확도로 조직 분포를 묘사할 수 있다는 것을 의미한다. In order to verify the in vivo imaging performance, FCbV10 NPs were injected intradermally into the forefoot of the mouse paw and applied to clinically important sentinel lymph node (SLN) mapping in the cancer stage and in surgery 33 . It was clearly imaged that some administered nanoprobes had already accumulated in the lymph nodes at 5 minutes after injection (Fig. 12A). In the X-vivo images, the typical NIR spectral characteristics of FAnV10 NPs were observed in only two sections (armpits and arms) that were excised from the injection surface (Fig. 12b), suggesting that the nanoprobes efflux associated with the lymph were effectively trapped in the SLN (trapped). Rapid SLN mapping by these nanoprobes is due to colloidal size (<20 nm) small enough to allow efficient lymphatic efflux and migration 34 . Significantly, the FAnV10 NPs showed a very good in vivo image contrast capability (S / B ratio = 8.2), such that only a half reduction compared to the autofluorescence-free ex vivo value (S / B ratio = 16.5) 12c), which means that the bright NIR-SSF nanoprobes can describe the tissue distribution with high accuracy.

질환 이미징에 대한 밝은 NIR-SSF 방출의 가능한 유용성은 전신성 투여에 의해 시각적으로 검출할 수 없는 피하내 작은 종양을 가지는 마우스들의 비침습성(noninvasive) 몸-전체 시각화로 설명되었다. FCbV10 NP들이 SCC7 세포 접종 1주일 후에 BALB/c 누드 마우스의 꼬리 정맥 내로 주입되어 NIR 여기/검출 세팅 하에서 모니터링되었다. 도 13a에서 볼 수 있듯이, 강한 NIRF 시그널들이 혈액-순환 나노프로브들의 일시적인 조직 분포를 성공적으로 나타낸다. 중요하게도, 명확한 이미지 대조가 종양 접종 위치에서 10분 내에 나타나 주입 후 8시간까지 증가되어 시각적으로 검출가능하지 않은 종양을 손쉽게 위치시켰다. 상기 스펙트럼 특징들은 강한 종양 시그널이 FCbV10 NP들로부터 유래된 형광이라는 것을 확실하게 증거하였는데, 이는 종양에서의 이들의 축적을 의미한다(도 13b). 이러한 행동은 FCbV10 NP들의 현저한 종양 축적이 상기 플루로닉 나노입자들의 작은 콜로이드 크기(<20 nm) 및 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol, PEG)-풍부 표면 특성 덕분이라는 것을 나타낸다. 상술한 특성은 세망-내피계(reticulo-endothelial system, RES)에 의한 나노물질들의 제거를 감소시켜 혈류에서의 순환을 연장시킴으로써 크기-기인된 EPR 효과를 통한 수동적 종양 타겟팅을 촉진시킬 수 있다13 , 14. 절제된 기관들의 엑스 비보 이미지는 상기 나노프로브가 다른 기관들에서의 형광보다 더 강한 형광 시그널을 가지는 종양에서 주로 축적된다는 것을 보여준다(도 14). 인 비보 이미지 대조능은 SLN 이미징의 경우에서처럼, 매우 높은 것(S/B 비율 = 7.9)으로 확인되었다(도 13c). The possible utility of bright NIR-SSF release for disease imaging has been demonstrated by noninvasive body-whole visualization of mice with subcutaneous small tumors that are not visually detectable by systemic administration. FCbV10 NPs were injected into the tail vein of BALB / c nude mice one week after SCC7 cell inoculation and monitored under NIR excitation / detection settings. As can be seen in FIG. 13A, strong NIRF signals successfully represent transient tissue distribution of blood-circulating nanoprobes. Significantly, clear image contrasts were found within 10 minutes at the tumor inoculation site and increased to 8 hours post-injection to easily locate tumors that were not visually detectable. These spectral characteristics reliably evidenced that the strong tumor signal is fluorescence from FCbVlO NPs, which means their accumulation in the tumor (Figure 13b). This behavior indicates that the prominent tumor accumulation of FCbVlO NPs is due to the small colloidal size (< 20 nm) and polyethylene glycol (PEG) -rich surface properties of the pluronic nanoparticles. The above-described properties can promote passive tumor targeting through size-induced EPR effects by reducing the removal of nanomaterials by the reticulo-endothelial system (RES), prolonging circulation in the bloodstream 13 , 14 . The x-vivo image of the resected organs shows that the nanoprobe is primarily accumulated in tumors with a stronger fluorescence signal than fluorescence in other organs (Fig. 14). The in vivo image contrast ability was confirmed to be very high (S / B ratio = 7.9) as in the case of SLN imaging (Fig. 13C).

또한, MC에 녹여진 CbV10-F127 NP들이 BALB/c 누드 마우스의 꼬리 정맥 내로 주입되어 NIR 여기/검출 세팅 하에서 뇌 이미징의 효능에 대해 모니터링되었다. 도 15a에서 볼 수 있듯이, 강한 NIRF 시그널들이 접종 후 30분부터 나타나기 시작해 주입 후 2시간째에 뇌에서 강한 시그널을 보이고, 이는 5시간째까지 지속되었다(도 15a 내 왼쪽 패널). 흥미롭게도, 상기 마우스로부터 조직을 절제하여 각 조직 별로 나노입자들의 축적을 관찰한 결과, 뇌에 특이적으로 축적된다는 것을 확인할 수 있었다(도 15a 내 오른쪽 패널). 대조군으로서 Cy.5-F127 NP들에 대한 이미징도 동일한 방식으로 진행되었으며, 그 결과가 도 15b에 예시되어 있다. 상기 Cy.5-F127 NP들의 경우는 마우스 몸 전체에 걸쳐 고르게 분포되는 경향을 나타냈으며, 특히 간과 신장에 고농도로 축적되었을 뿐 뇌 조직에서는 전혀 형광 시그널을 검출할 수 없었다.In addition, CbV10-F127 NPs dissolved in MC were injected into the tail vein of BALB / c nude mice and monitored for brain imaging efficacy under NIR excitation / detection settings. As can be seen in FIG. 15A, strong NIRF signals began to appear from 30 minutes after inoculation, indicating a strong signal in the brain at 2 hours after injection, which persisted for up to 5 hours (left panel in FIG. 15A). Interestingly, the tissue was excised from the mouse, and accumulation of nanoparticles was observed for each tissue. As a result, it was confirmed that the accumulation was specifically accumulated in the brain (right panel in FIG. 15A). Imaging for Cy.5-F127 NPs as controls also proceeded in the same manner, the results of which are illustrated in FIG. 15b. The Cy5-F127 NPs tended to be distributed evenly throughout the mouse body, especially at high concentrations in the liver and kidney, and no fluorescence signal could be detected in the brain tissue.

전체적으로, 상술한 이미징 결과들은 조직-투명성 NIR 영역에서의 강력한 형광 시그널에 의한 효과적인 종양 타겟팅 능력 뿐 아니라 높은 이미지 대조능으로 인해 종양 발생의 매우 초기 단계에서 종양을 검출 및 진단하기 위한 NIR-SSF 나노프로브들의 포텐셜을 증명하고, 뇌에 특이적으로 축적한다는 점에서 뇌 영상 이미징에 특히 효율적이라는 것을 확인시켜 준다.
Overall, the imaging results described above have shown that NIR-SSF nanoprobes for detecting and diagnosing tumors at a very early stage of tumorigenesis due to their high image contrast capability as well as their ability to effectively target tumors with a robust fluorescent signal in the tissue- Proving their potential and accumulating specifically in the brain, making them particularly efficient for brain imaging.

이상으로 본 발명의 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 일 구현예일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be obvious. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

참고문헌references

(1) Weissleder, R.; Ntziachristos, N. Nat. Med. 2003, 9, 123-128.(1) Weissleder, R .; Ntziachristos, N. Nat. Med. 2003, 9, 123-128.

(2) Haugland, R. P. Handbook of Fluorescent Probes and Research Products, 9th ed.; Molecular Probes Inc.: Eugene, OR, 2002.(2) Haugland, R. P. Handbook of Fluorescent Probes and Research Products, 9th ed .; Molecular Probes Inc .: Eugene, OR, 2002.

(3) Tong, H.; Hong, Y.; Dong, Y.; Ha?ußler, M.; Lam, J. W. Y.; Li, Z.; Guo, Z.; Guo, Z.; Tang, B. Z. Chem. Commun. 2006, 3705-3707.(3) Tong, H .; Hong, Y .; Dong, Y .; Ha? Ußler, M .; Lam, J. W. Y .; Li, Z .; Guo, Z .; Guo, Z .; Tang, B. Z. Chem. Commun. 2006, 3705-3707.

(4) Kim, H.-J.; Lee, J.; Kim, T.-H.; Lee, T. S.; Kim, J. Adv. Mater. 2008, 20, 1117-1121.(4) Kim, H. -J .; Lee, J .; Kim, T.-H .; Lee, T. S .; Kim, J. Adv. Mater. 2008, 20, 1117-1121.

(5) Kim, S.; Pudavar, H. E.; Bonoiu, A.; Prasad, P. N. Adv. Mater. 2007, 19, 3791-3795.(5) Kim, S .; Pudavar, H. E .; Bonoiu, A .; Prasad, P. N. Adv. Mater. 2007, 19, 3791-3795.

(6) Kim, S.; Huang, H.; Pudavar, H. E.; Cui, Y.; Prasad, P. N. Chem. Mater. 2007, 19, 5650-5656.(6) Kim, S .; Huang, H .; Pudavar, H. E .; Cui, Y .; Prasad, P. N. Chem. Mater. 2007, 19, 5650-5656.

(7) Lim, C. K.; Kim, S.; Kwon, I.C.; Ahn, C. H.; Park, S. Y. Chem. Mater. 2009, 21, 5819-5825.(7) Lim, C. K .; Kim, S .; Kwon, I. C .; Ahn, C. H .; Park, S. Y. Chem. Mater. 2009, 21, 5819-5825.

(8) Lee, YD.; Lim, CK.; Singh, A.; Koh, J.; Kim, J.; Kwon, IC.; Kim, S. ACS Nano 2012, 6, 6759-6766.(8) Lee, YD .; Lim, CK .; Singh, A .; Koh, J .; Kim, J .; Kwon, IC .; Kim, S. ACS Nano 2012, 6, 6759-6766.

(9) Kim, S.; Lim, C.K.; Na, J.; Lee, Y. D.; Kim, K.; Choi, K.; Leary, J. F.; Kwon, I. C. Chem. Commun. 2010, 46, 1617-1619.(9) Kim, S .; Lim, C. K .; Na, J .; Lee, Y. D .; Kim, K .; Choi, K .; Leary, J. F .; Kwon, I. C. Chem. Commun. 2010, 46, 1617-1619.

(10) Wang, X.; Morales, A. R.; Urakami, T.; Zhang, L.; Bondar, M. V.; Komatsu, M.; Belfield, K. D. Bioconjugate Chem. 2011, 22, 1438-1450.(10) Wang, X .; Morales, A. R .; Urakami, T .; Zhang, L .; Bondar, M. V .; Komatsu, M .; Belfield, K. D. Bioconjugate Chem. 2011, 22, 1438-1450.

(11) Qin, W.; Ding, D.; Liu, J.; Yuan, W. Z.; Hu, Y.; Liu, B.; Tang, B. Z. Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 771-779.(11) Qin, W .; Ding, D .; Liu, J .; Yuan, W. Z .; Hu, Y .; Liu, B .; Tang, B. Z. Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 771-779.

(12) Zhao, Q.; Li, K.; Chen, S.; Qin, A.; Ding, D.; Zhang, S.; Liu, Y.; Liu, B.; Sun, J. Z.; Tang, B. Z. J. Mater. Chem. 2012, 22, 15128-15135.(12) Zhao, Q .; Li, K .; Chen, S .; Qin, A .; Ding, D .; Zhang, S .; Liu, Y .; Liu, B .; Sun, J. Z .; Tang, B. Z. J. Mater. Chem. 2012, 22, 15128-15135.

(13) Albanese, A.; Tang, P. S.; Chan, W. C.W. Annu. Rev. Biomed. Eng. 2012, 14, 1-16.(13) Albanese, A .; Tang, P. S .; Chan, W. C.W. Annu. Rev. Biomed. Eng. 2012, 14, 1-16.

(14) Schadlich, A.; Caysa, H.; Mueller, T.; Tenambergen, F.; Rose, C.; Gopferich, A.; Kuntsche, J.; Mader, K. ACS Nano 2011, 5, 8710-8720.(14) Schadlich, A .; Caysa, H .; Mueller, T .; Tenambergen, F .; Rose, C .; Gopferich, A .; Kuntsche, J .; Mader, K. ACS Nano 2011, 5, 8710-8720.

(15) Luo, J.; Xie, Z.; Lam, J. W. Y.; Cheng, L.; Chen, H.; Qiu, C.; Kwok, H. S.; Zhan, X.; Liu, Y.; Zhu, D.; Tang, B. Z. Chem. Commun. 2001, 1740-1741.(15) Luo, J .; Xie, Z .; Lam, J. W. Y .; Cheng, L .; Chen, H .; Qiu, C .; Kwok, H. S .; Zhan, X .; Liu, Y .; Zhu, D .; Tang, B. Z. Chem. Commun. 2001, 1740-1741.

(16) Hong, Y.; Lam, J. W. Y.; Tang, B. Z. Chem. Commun. 2009, 4332-4353.(16) Hong, Y .; Lam, J. W. Y .; Tang, B. Z. Chem. Commun. 2009, 4332-4353.

(17) An, B.-K.; Kwon, S.-K.; Jung, S.-D.; Park, S. Y. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 14410-14415.(17) An, B.-K .; Kwon, S.-K .; Jung, S.-D .; Park, S. Y. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 14410-14415.

(18) An, B.K.; Gierschner, J.; Park, S. Y. Acc. Chem. Res. 2012, 45, 544-554.(18) An, B. K .; Gierschner, J .; Park, S. Y. Acc. Chem. Res. 2012, 45, 544-554.

(19) Kim, S.; Zheng, Q.; He, G. S.; Bharali, D. J.; Pudavar, H. E.; Baev, A.; Prasad, P. N. Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 2317-2323.(19) Kim, S .; Zheng, Q .; He, G. S .; Bharali, D. J .; Pudavar, H. E .; Baev, A .; Prasad, P. N. Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 2317-2323.

(20) Shimizu, M.; Takeda, Y.; Higashi, M.; Hiyama, T. Angew. Chem., Int.Ed. 2009, 48, 3653-3656.(20) Shimizu, M .; Takeda, Y .; Higashi, M .; Hiyama, T. Angew. Chem., Int. 2009, 48, 3653-3656.

(21) Prasad, P. N. Introduction to Biophotonics; John Wiley & Sons: Hoboken, NJ, 2003.(21) Prasad, P. N. Introduction to Biophotonics; John Wiley & Sons: Hoboken, NJ, 2003.

(22) Kim, E.; Koh, M.; Ryu, J.; Park, S. B. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12206-12207.(22) Kim, E .; Koh, M .; Ryu, J .; Park, S. B. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12206-12207.

(23) Vendrell, M.; Zhai, D.; Er, J. C.; Chang, Y. T. Chem. Rev. 2012, 112, 4391-4420.(23) Vendrell, M .; Zhai, D .; Er, J. C .; Chang, Y. T. Chem. Rev. 2012, 112, 4391-4420.

(24) Wang, S.; Chang, Y. T. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 10380-10381.(24) Wang, S .; Chang, Y. T. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 10380-10381.

(25) Ryabukhin, S. V.; Plaskon, A. S.; Volochnyuk, D. M.; Pipko, S. E.; Shivanyuk, A. N.; Tolmachev, A. A. J. Comb. Chem. 2007, 9, 1073-1078.(25) Ryabukhin, S. V .; Plaskon, A. S .; Volochnyuk, D. M .; Pipko, S. E .; Shivanyuk, A. N .; Tolmachev, A. A. J. Comb. Chem. 2007, 9, 1073-1078.

(26) Ning, Z.; Chen, Z.; Zhang, Q.; Yan, Y.; Qian, S.; Cao, Y.; Tian, H. Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 3799-3807.(26) Ning, Z .; Chen, Z .; Zhang, Q .; Yan, Y .; Qian, S .; Cao, Y .; Tian, H. Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 3799-3807.

(27) Ishow, E.; Brosseau, A.; Clavier, G.; Nakatani, K.; Tauc, P.; Fiorini-Debuisschert, C.; Neveu, S.; Sandre, O.; Le?austic, A. Chem. Mater. 2008, 20, 6597-6599.(27) Ishow, E .; Brosseau, A .; Clavier, G .; Nakatani, K .; Tauc, P .; Fiorini-Debuisschert, C .; Neveu, S .; Sandre, O .; Le? Austic, A. Chem. Mater. 2008, 20, 6597-6599.

(28) Zhang, X.; Loh, K. P.; Sullivan, M. B.; Chen, Z. K.; Liu, M. Cryst. Growth Des. 2008, 8, 2543-2546.(28) Zhang, X .; Loh, K. P .; Sullivan, M. B .; Chen, Z. K .; Liu, M. Cryst. Growth Des. 2008, 8, 2543-2546.

(29) Ryu, H.; Subramanian, L. R.; Hanack, M. Tetrahedron 2006, 62, 6236-6247.(29) Ryu, H .; Subramanian, L. R .; Hanack, M. Tetrahedron 2006, 62, 6236-6247.

(30) Heo, J.; Lim, C.-K.; Whang, D. R.; Shin, J.; Jeong, S. Y.; Park, S. Y.; Kwon, I. C.; Kim, S. Chem.?Eur. J. 2012, 18, 8699-8704.(30) Heo, J .; Lim, C.-K .; Whang, D. R .; Shin, J .; Jeong, S. Y .; Park, S. Y .; Kwon, I. C .; Kim, S. Chem. J. 2012, 18, 8699-8704.

(31) Muniruzzaman, M.; Marin, A.; Luo, Y.; Prestwich, G. D.; Pitt, W. G.; Husseini, G.; Rapoport, N. Y. Colloids Surf., B 2002, 25, 233-241.(31) Muniruzzaman, M .; Marin, A .; Luo, Y .; Prestwich, G. D .; Pitt, W. G .; Husseini, G .; Rapoport, N. Y. Colloids Surf., B 2002, 25, 233-241.

(32) Mei, L.; Zhang, Y.; Zheng, Y.; Tian, G.; Song, C.; Yang, D.; Chen, H.; Sun, H.; Tian, Y.; Liu, K.; Li, Z.; Huang, L. Nanoscale Res. Lett. 2009, 4, 1530-1539.(32) Mei, L .; Zhang, Y .; Zheng, Y .; Tian, G .; Song, C .; Yang, D .; Chen, H .; Sun, H .; Tian, Y .; Liu, K .; Li, Z .; Huang, L. Nanoscale Res. Lett. 2009, 4, 1530-1539.

(33) Jakub, J. W.; Pendas, S.; Reintgen, D. S. Oncologist 2003, 8, 59-68.(33) Jakub, J. W .; Pendas, S .; Reintgen, D. S. Oncologist 2003, 8, 59-68.

(34) Moghimi, S. M.; Rajabi-Siahboomi, A. R. Prog. Biophys. Mol. Biol. 1996, 65, 221-249.(34) Moghimi, S. M .; Rajabi-Siahboomi, A. R. Prog. Biophys. Mol. Biol. 1996, 65, 221-249.

Claims (36)

다음의 화학식 Ⅰ 또는 화학식 II로 표시되는 쌍극성 아릴비닐(dipolar arylvinyl) 화합물:
[화학식 I]
Figure pat00027

[화학식 II]
Figure pat00028

상기 화학식 I 및 화학식 II에서, R1은 시아노기(cyano group)이고; A는 카르바졸(carbazole), 아닐린(aniline) 또는 이의 유도체(derivatives)이고, B는 시아노기, 카르보닐기, 카르복실기, C2-C10 에스테르, 아릴, 또는 C2-C12 직쇄 또는 가지쇄의 알킬이며; C는 1,3-인단디온(indandione) 또는 하나 이상의 시아노기로 치환된 1,3-인단디온 유도체부터 선택된 화합물인 것인 아릴비닐 화합물.
A dipolar arylvinyl compound represented by the following formula (I) or (II):
(I)
Figure pat00027

&Lt; RTI ID = 0.0 &
Figure pat00028

In the above formulas (I) and (II), R 1 is a cyano group; A is carbazole, aniline or derivatives thereof, B is a cyano group, a carbonyl group, a carboxyl group, a C 2 -C 10 ester, an aryl, or a C 2 -C 12 linear or branched alkyl ; C is a compound selected from 1,3-indanedione or a 1,3-indanedione derivative substituted with one or more cyano groups.
제1항에 있어서, 상기 A는 전자 공여체(electron donor)로 기능하는 것인 아릴비닐 화합물.2. The aryl vinyl compound according to claim 1, wherein A functions as an electron donor. 제1항에 있어서, 상기 카르바졸 또는 이의 유도체는 다음의 화학식 III으로 표시되는 화합물로,
[화학식 III]
Figure pat00029

상기 화학식 III에서, R2는 C1-C12 직쇄 또는 가지쇄의 알킬, C1-C12 직쇄 또는 가지쇄의 알킬알코올, 또는 C1-C12 알콕시이고, R3는 상기 화학식 I 또는 화학식 II에서 비닐기가 결합되는 위치인 것인 아릴비닐 화합물.
The carbazole or derivative thereof according to claim 1, wherein the carbazole or a derivative thereof is a compound represented by the following formula (III)
(III)
Figure pat00029

In the formula (III), R 2 is C 1 -C 12 Straight or branched chain alkyl, C 1 -C 12 straight or branched chain alkyl alcohol, or C 1 -C 12 Alkoxy, and R &lt; 3 &gt; is a position at which a vinyl group is bonded in the above formula (I) or (II).
제1항에 있어서, 상기 아닐린 또는 이의 유도체는 다음의 화학식 IV로 표시되는 화합물로,
[화학식 IV]
Figure pat00030

상기 화학식 IV에서, R2는 서로 독립적으로 H, C1-C6 직쇄 또는 가지쇄의 알킬, C1-C6 직쇄 또는 가지쇄의 알킬알코올, 또는 C1-C6 알콕시이고, R3는 상기 화학식 I 또는 화학식 II에서 비닐기가 결합되는 위치인 것인 아릴비닐 화합물.
2. The compound according to claim 1, wherein the aniline or a derivative thereof is a compound represented by the following formula (IV)
(IV)
Figure pat00030

In Formula IV, R 2 is independently H, C 1 -C 6 together Linear or branched alkyl, C 1 -C 6 straight or branched chain alkyl alcohol, or C 1 -C 6 Alkoxy, and R &lt; 3 &gt; is a position at which a vinyl group is bonded in the above formula (I) or (II).
제1항에 있어서, 상기 아릴은 브로모메틸벤젠, 메틸티오펜, 또는 메틸바이페닐인 것인 아릴비닐 화합물.The aryl vinyl compound according to claim 1, wherein the aryl is bromomethylbenzene, methylthiophene, or methylbiphenyl. 제1항에 있어서, 상기 에스테르는 에틸 프로피온산인 것인 아릴비닐 화합물.The aryl vinyl compound according to claim 1, wherein the ester is ethyl propionic acid. 제1항에 있어서, 상기 1,3-인단디온 유도체는 하나 내지 네 개의 시아노기로 치환된 화합물인 것인 아릴비닐 화합물.The aryl vinyl compound according to claim 1, wherein the 1,3-indanedione derivative is a compound substituted with one to four cyano groups. 제7항에 있어서, 상기 1,3-인단디온 유도체는 3-디시아노메틸리덴-1-인다논 또는 1,3-비스(디시아노메틸리덴)인단인 것인 아릴비닐 화합물.The aryl vinyl compound according to claim 7, wherein the 1,3-indandione derivative is 3-dicyanomethylidene-1-indanone or 1,3-bis (dicyanomethylidene) indane. 제1항에 있어서, 상기 아릴비닐 화합물은 하기 화학식 1 내지 화학식 20인 것인 아릴비닐 화합물.
[화학식 1]
Figure pat00031

[화학식 2]
Figure pat00032

[화학식 3]
Figure pat00033

[화학식 4]
Figure pat00034

[화학식 5]
Figure pat00035

[화학식 6]
Figure pat00036

[화학식 7]
Figure pat00037

[화학식 8]
Figure pat00038

[화학식 9]
Figure pat00039

[화학식 10]
Figure pat00040

[화학식 11]
Figure pat00041

[화학식 12]
Figure pat00042

[화학식 13]
Figure pat00043

[화학식 14]
Figure pat00044

[화학식 15]
Figure pat00045

[화학식 16]
Figure pat00046

[화학식 17]
Figure pat00047

[화학식 18]
Figure pat00048

[화학식 19]
Figure pat00049

[화학식 20]
Figure pat00050
The aryl vinyl compound according to claim 1, wherein the aryl vinyl compound is represented by any of the following formulas (1) to (20).
[Chemical Formula 1]
Figure pat00031

(2)
Figure pat00032

(3)
Figure pat00033

[Chemical Formula 4]
Figure pat00034

[Chemical Formula 5]
Figure pat00035

[Chemical Formula 6]
Figure pat00036

(7)
Figure pat00037

[Chemical Formula 8]
Figure pat00038

[Chemical Formula 9]
Figure pat00039

[Chemical formula 10]
Figure pat00040

(11)
Figure pat00041

[Chemical Formula 12]
Figure pat00042

[Chemical Formula 13]
Figure pat00043

[Chemical Formula 14]
Figure pat00044

[Chemical Formula 15]
Figure pat00045

[Chemical Formula 16]
Figure pat00046

[Chemical Formula 17]
Figure pat00047

[Chemical Formula 18]
Figure pat00048

[Chemical Formula 19]
Figure pat00049

[Chemical Formula 20]
Figure pat00050
제1항에 있어서, 상기 아릴비닐 화합물은 고체-상 형광(solid-state fluorescence, SSF) 또는 응집-증대된 형광(aggregation-enhanced fluorescence, AEF)을 나타내는 것인 아릴비닐 화합물.The aryl vinyl compound of claim 1, wherein the aryl vinyl compound exhibits solid-state fluorescence (SSF) or aggregation-enhanced fluorescence (AEF). 제10항에 있어서, 상기 아릴비닐 화합물은 근적외선(near-infrared, NIR) 영역을 포함하는 스펙트럼 범위에서 증가된 SSF를 나타내는 것인 아릴비닐 화합물.11. The aryl vinyl compound according to claim 10, wherein the arylvinyl compound exhibits increased SSF in a spectral range including a near-infrared (NIR) region. 제11항에 있어서, 상기 근적외선 영역은 650 nm 이상인 것인 아릴비닐 화합물.12. The aryl vinyl compound according to claim 11, wherein the near infrared region is 650 nm or more. 제10항에 있어서, 상기 SSF는 상기 아릴비닐 화합물의 ICT(intramolecular charge transfer) 특성에 기인한 입체적 장애(steric hindrance)에 따른 심각한 뒤틀림을 통해 발생하는 것인 아릴비닐 화합물.11. The aryl vinyl compound according to claim 10, wherein the SSF occurs through severe distortion due to steric hindrance due to ICT (intramolecular charge transfer) characteristics of the aryl vinyl compound. 제10항에 있어서, 상기 SSF 색은 상기 A와 B의 조합을 통해 조정(tunability)되는 것인 아릴비닐 화합물.11. The aryl vinyl compound according to claim 10, wherein the SSF color is tunable through the combination of A and B. (a) 제1항 내지 제14항 중 어느 하나의 항의 쌍극성 아릴비닐 화합물; 및 (b) 폴리머 계면활성제를 포함하는 형광성 나노프로브 입자(nanoprobe particles, NPs)로, 상기 쌍극성 아릴비닐 화합물은 상기 계면활성제 내부에 함입되어 있는 것인 나노프로브 입자.(a) the bipolar aryl vinyl compound of any one of claims 1 to 14; And (b) nanoprobe particles (NPs) comprising a polymeric surfactant, wherein the bipolar aryl vinyl compound is embedded within the surfactant. 제15항에 있어서, 상기 폴리머 계면활성제는 생체적합성 폴리머 계면활성제인 것인 나노프로브 입자.16. The nanoprobe particle of claim 15, wherein the polymeric surfactant is a biocompatible polymeric surfactant. 제16항에 있어서, 상기 생체적합성 폴리머 계면활성제는 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 블락 공중합체, 폴리비닐 알코올 또는 젤라틴인 것인 나노프로브 입자.17. The nanoprobe particle of claim 16, wherein said biocompatible polymer surfactant is a polyoxyethylene-polyoxypropylene block copolymer, polyvinyl alcohol, or gelatin. 제17항에 있어서, 상기 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 블락 공중합체는 플루로닉 127인 것인 나노프로브 입자.The nanoprobe particle according to claim 17, wherein the polyoxyethylene-polyoxypropylene block copolymer is pluronic 127. 제15항에 있어서, 상기 나노프로브 입자는 65 nm 미만의 크기를 가지는 것인 나노프로브 입자.16. The nanoprobe particle of claim 15, wherein the nanoprobe particle has a size of less than 65 nm. 제15항에 있어서, 상기 나노프로브 입자는 수용성 환경에서 콜로이드 형태를 이루는 것인 나노프로브 입자.16. The nanoprobe particle of claim 15, wherein the nanoprobe particles are in colloidal form in an aqueous environment. 제15항에 있어서, 상기 나노프로브 입자는 높은 시그널-대-백그라운드 비율(signal-to-background, S/B)의 NIR-SSF 방출을 나타내는 것인 나노프로브 입자.16. The nanoprobe particle of claim 15, wherein the nanoprobe particle exhibits a high signal-to-background (S / B) NIR-SSF emission. 제15항에 있어서, 상기 나노프로브 입자는 체액에서 혈청 반응을 유발하지 않는 것인 나노프로브 입자.16. The nanoprobe particle of claim 15, wherein the nanoprobe particle does not cause a serum reaction in body fluids. 제15항에 있어서, 상기 나노프로브 입자는 감시림프절(sentinel lymph node, SLN), 뇌 또는 종양 세포를 타겟팅하는 것인 나노프로브 입자.16. The nanoprobe particle of claim 15, wherein the nanoprobe particle targets a sentinel lymph node (SLN), brain or tumor cell. 제15항 내지 제23항 중 어느 하나의 항의 나노프로브 입자를 포함하는 조영제(contrast agent) 조성물.A contrast agent composition comprising nanoprobe particles according to any one of claims 15 to 23. 제24항에 있어서, 상기 조성물은 대상자(subject)에게 비경구로 투여되는 것인 조영제 조성물.25. The contrast agent composition of claim 24, wherein said composition is administered parenterally to a subject. 제24항에 있어서, 상기 조성물은 목적 조직(tissue of interest)에 10분 이내에 축적되어 18시간까지 지속적으로 형광을 나타내는 것인 조영제 조성물.27. The contrast agent composition of claim 24, wherein the composition accumulates within 10 minutes to a tissue of interest and continuously displays fluorescence for up to 18 hours. 제26항에 있어서, 상기 목적 조직은 감시림프절, 뇌 또는 종양 세포인 것인 조영제 조성물.27. The contrast agent composition of claim 26, wherein the target tissue is a surveillance lymph node, brain or tumor cell. 제26항에 있어서, 상기 형광은 650 nm 이상의 근적외선 영역에서 관찰되는 것인 조영제 조성물.27. The contrast agent composition of claim 26, wherein the fluorescence is observed in a near infrared region of 650 nm or more. (a) 제15항 내지 제23항 중 어느 하나의 항의 나노프로브 입자를 대상자(subject)에 투여하는 단계; 및 (b) 상기 대상자의 목적 조직(tissue of interest)에서 형광을 측정하는 단계를 포함하는 목적 조직의 이미징(imaging) 방법.(a) administering to the subject a nanoprobe particle according to any one of claims 15 to 23; And (b) measuring fluorescence in a tissue of interest of the subject. 제29항에 있어서, 상기 단계 (a)에서 투여는 비경구 투여인 것인 이미징 방법.30. The method according to claim 29, wherein the administration in step (a) is parenteral administration. 제30항에 있어서, 상기 비경구 투여는 정맥내 투여인 것인 이미징 방법.31. The method of claim 30, wherein the parenteral administration is intravenous administration. 제29항에 있어서, 상기 대상자는 포유동물인 것인 이미징 방법.30. The method of claim 29, wherein the subject is a mammal. 제32항에 있어서, 상기 포유동물은 인간인 것인 이미징 방법.33. The method of claim 32, wherein the mammal is a human. 제29항에 있어서, 상기 목적 조직은 감시림프절, 뇌 또는 종양 조직인 것인 이미징 방법.30. The method of claim 29, wherein the target tissue is a surveillance lymph node, brain or tumor tissue. 제29항에 있어서, 상기 단계 (b)의 형광은 650 nm 이상의 근적외선 영역에서 관찰되는 것인 이미징 방법.30. The method according to claim 29, wherein the fluorescence of step (b) is observed in a near infrared region of 650 nm or more. 제29항에 있어서, 상기 이미징 방법은 세포 또는 인 비보에서 실시되는 것인 이미징 방법.
30. The imaging method of claim 29, wherein the imaging method is performed in a cell or in vivo .
KR1020140067102A 2014-06-02 2014-06-02 Biocompatible Fluorescence Nanoparticles and Uses Thereof KR101718867B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140067102A KR101718867B1 (en) 2014-06-02 2014-06-02 Biocompatible Fluorescence Nanoparticles and Uses Thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140067102A KR101718867B1 (en) 2014-06-02 2014-06-02 Biocompatible Fluorescence Nanoparticles and Uses Thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150138726A true KR20150138726A (en) 2015-12-10
KR101718867B1 KR101718867B1 (en) 2017-03-22

Family

ID=54979095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140067102A KR101718867B1 (en) 2014-06-02 2014-06-02 Biocompatible Fluorescence Nanoparticles and Uses Thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101718867B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106674028A (en) * 2016-12-13 2017-05-17 华南理工大学 Benzylidene indandione compound and preparation thereof and application in specific imaging of lipid droplet
CN109867611A (en) * 2018-12-04 2019-06-11 湖南工业大学 A kind of for red wine and in vivo water-soluble two-photon hydrogen sulfide fluorescence probe and its preparation method and application of sulfurated hydrogen detection
JP2019527279A (en) * 2016-07-20 2019-09-26 イースト チャイナ ユニバーシティ オブ サイエンス アンド テクノロジー Fluorescent dyes and their production methods
CN115385825A (en) * 2022-08-30 2022-11-25 内蒙古大学 Aggregation-induced emission characteristic photosensitizer with active oxygen generation capacity and preparation method and application thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4220397B2 (en) * 2001-11-09 2009-02-04 ナノスフェアー インコーポレイテッド Bioconjugate-nanoparticle probe

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4220397B2 (en) * 2001-11-09 2009-02-04 ナノスフェアー インコーポレイテッド Bioconjugate-nanoparticle probe

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
V. Gulbinas et al, ‘Fluorescence quenching by trapped charge carriers in N,N-dimethylaminobenzylidene1,3-indandione films’, Thin Solid Films, 2010, Vol.518, 3299-3304* *
Xuanjun Zhang et al, ‘Aggregation Dependent S1 and S2 Dual Emissions of Thiophene-Acrylonitrile-Carbazole Oligomer’, CRYSTAL GROWTH &amp; DESIGN, 2008, Vol.8, No.7, 2543-2546* *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019527279A (en) * 2016-07-20 2019-09-26 イースト チャイナ ユニバーシティ オブ サイエンス アンド テクノロジー Fluorescent dyes and their production methods
CN106674028A (en) * 2016-12-13 2017-05-17 华南理工大学 Benzylidene indandione compound and preparation thereof and application in specific imaging of lipid droplet
CN109867611A (en) * 2018-12-04 2019-06-11 湖南工业大学 A kind of for red wine and in vivo water-soluble two-photon hydrogen sulfide fluorescence probe and its preparation method and application of sulfurated hydrogen detection
CN109867611B (en) * 2018-12-04 2022-04-08 湖南工业大学 Water-soluble two-photon hydrogen sulfide fluorescent probe for detecting red wine and hydrogen sulfide in vivo and preparation method and application thereof
CN115385825A (en) * 2022-08-30 2022-11-25 内蒙古大学 Aggregation-induced emission characteristic photosensitizer with active oxygen generation capacity and preparation method and application thereof
CN115385825B (en) * 2022-08-30 2023-08-11 内蒙古大学 Aggregation-induced emission characteristic photosensitizer with active oxygen generation capability and preparation method and application thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR101718867B1 (en) 2017-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Qi et al. Aggregation-induced emission luminogen with near-infrared-II excitation and near-infrared-I emission for ultradeep intravital two-photon microscopy
Su et al. NIR-II bioimaging of small organic molecule
Che et al. Ultrafast and noninvasive long-term bioimaging with highly stable red aggregation-induced emission nanoparticles
Harrison et al. Multimeric near IR–MR contrast agent for multimodal in vivo imaging
Qin et al. Biocompatible nanoparticles with aggregation‐induced emission characteristics as far‐red/near‐infrared fluorescent bioprobes for in vitro and in vivo imaging applications
US9872926B2 (en) Multicolored pH-activatable fluorescence nanoplatform
Zhao et al. Polyyne bridged AIE luminogens with red emission: design, synthesis, properties and applications
Xiong et al. High‐contrast fluorescence detection of metastatic breast cancer including bone and liver micrometastases via size‐controlled pH‐Activatable water‐soluble probes
Yang et al. Ultrabright and ultrastable near-infrared dye nanoparticles for in vitro and in vivo bioimaging
EP1973575B1 (en) Biocompatible fluorescent metal oxide nanoparticles
Chen et al. Near-infrared fluorescent semiconducting polymer dots with high brightness and pronounced effect of positioning alkyl chains on the comonomers
Singh et al. Tuning solid-state fluorescence to the near-infrared: a combinatorial approach to discovering molecular nanoprobes for biomedical imaging
JP5643514B2 (en) Polycyclo dyes and uses thereof
Li et al. Peptide-enhanced tumor accumulation of upconversion nanoparticles for sensitive upconversion luminescence/magnetic resonance dual-mode bioimaging of colorectal tumors
Li et al. Luminescent gold nanoclusters for in vivo tumor imaging
KR101718867B1 (en) Biocompatible Fluorescence Nanoparticles and Uses Thereof
Yuzhakova et al. In vivo multimodal tumor imaging and photodynamic therapy with novel theranostic agents based on the porphyrazine framework-chelated gadolinium (III) cation
Martin et al. Multiplex and in vivo optical imaging of discrete luminescent lanthanide complexes enabled by in situ Cherenkov radiation mediated energy transfer
Zhao et al. Fabrication of conjugated amphiphilic triblock copolymer for drug delivery and fluorescence cell imaging
Colombé et al. Gold nanoclusters as a contrast agent for image-guided surgery of head and neck tumors
Colak et al. The synthesis and targeting of PPP-type copolymers to breast cancer cells: multifunctional platforms for imaging and diagnosis
Li et al. Organic NIR-II dyes with ultralong circulation persistence for image-guided delivery and therapy
Sun et al. A targeting theranostics nanomedicine as an alternative approach for hyperthermia perfusion
Liu et al. Thiophene donor for nir-ii fluorescence imaging-guided photothermal/photodynamic/chemo combination therapy
Xu et al. Highly bright aggregation-induced emission nanodots for precise photoacoustic/NIR-II fluorescence imaging-guided resection of neuroendocrine neoplasms and sentinel lymph nodes

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200302

Year of fee payment: 4