KR20170136177A - Photosensitizer composition and preparing method thereof - Google Patents

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KR20170136177A
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Abstract

The present invention relates to a dimer compound formed from a fluorescent emission compound and a phosphorescent compound, a photosensitizer composition containing the dimer compound, and a preparing method of the dimer compound. Using the advantages of the dimer compound of the present invention, the dimer compound can be used as a biomedical imaging reagent and can also be usefully used for cancer treatment.

Description

감광제 조성물 및 이의 제조 방법{PHOTOSENSITIZER COMPOSITION AND PREPARING METHOD THEREOF}[0001] PHOTOSENSITIZER COMPOSITION AND PREPARING METHOD THEREOF [0002]

본원은, 형광 방출 화합물 및 인광 방출 화합물로부터 형성되는 이합체 (dyad) 화합물, 상기 이합체 화합물을 포함하는 일중항 분자 산소 감광제 (photosensitizer) 조성물, 및 상기 화합물의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a dyad compound formed from a fluorescence emitting compound and a phosphorescent emitting compound, a monomolecular molecular oxygen photosensitizer composition comprising the dimer compound, and a method for producing the compound.

일중항 (singlet) 분자 산소 (1O2)는 직접적 산소화를 위하여 사용될 수 있으며, 이와 같은 특성은 삼중항 이산소 (triplet dioxygen)에서는 나타나지 않는 것이다. 이와 같은 1O2의 강력한 산소화 (oxygenation)는 폐수 처리 및 유기 변환 등 다양한 적용 분야들에서 이용되어 왔다. 또한, 광역학 치료 (레이저에 의한 암 치료법; photodynamic therapy)에서도 1O2 감광제를 이용하며, 이는 암 치료를 위한 촉망되는 접근법으로서 부상되고 있다. 생체 내에서의 1O2가 어떠한 메커니즘을 통해 기능하는지 이해하는 것은 상기 광역학 치료 등의 성공적 수행을 위해 필수적일 것이나, 현재로서는 1O2의 생체 내 센싱(sensing)의 문제 때문에 1O2의 생물학적 메커니즘을 명확히 파악하는데 어려움이 있다.Singlet molecular oxygen ( 1 O 2 ) can be used for direct oxygenation, and such properties do not appear in triplet dioxygen. Such strong oxygenation of 1 O 2 has been used in a variety of applications including waste water treatment and organic conversion. Photodynamic therapy (photodynamic therapy) also uses a 1 O 2 sensitizer, which is emerging as a promising approach to cancer therapy. It is understood that the 1 O 2 is functional through any mechanism in a living body would be essential for the successful implementation of such the photodynamic therapy, the problem of the moment 1 O 2 in vivo sensing (sensing) of one of the O 2 There is a difficulty in clearly grasping the biological mechanism.

이와 관련하여, 대한민국 공개특허 제10-2015-0037225호 ("수은 이온과 활성산소를 동시에 화학적 탐지하는 화학 센서 화합물 및 그 제조 방법") 및 대한민국 공개특허 제10-2014-0107854호 ("활성산소종 측정용 다중벽 탄소나노튜브-백금나노입자, 이것이 도입된 전극 및 센서") 등 활성산소종을 효과적으로 탐지하기 위한 연구들은 다방면에서 진행되어 왔으나, 다양한 활성산소종 중에서도 특히 일중항 분자 산소 (1O2)를 선택적으로 탐지하는 것에 관한 효과적인 방법은 알려진 바가 없었다.In this regard, Korean Patent Publication No. 10-2015-0037225 ("Chemical Sensor Compound for Simultaneously Chemically Detecting Mercury and Active Oxygen and Method for Producing the Same") and Korean Patent Publication No. 10-2014-0107854 species measured MWNTs for platinum nanoparticles, and this introduction of the electrodes and sensors "), such as research for detecting active oxygen species efficiently are wateuna been conducted in various fields, among the various active oxygen species, especially singlet molecular oxygen (1 O 2 ) has not been known.

이에, 상기 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여, 본원은 형광 방출 화합물 및 인광 방출 화합물로부터 형성되는 이합체 화합물, 상기 화합물을 포함하는 일중항 분자 산소 감광제 조성물, 및 상기 화합물의 제조 방법을 제공하고자 한다.In order to solve the problems of the prior art, the present invention provides a dimeric compound formed from a fluorescent emission compound and a phosphorescent compound, a monomolecular molecular oxygen photosensitizer composition containing the compound, and a method for producing the compound.

그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본원의 제 1 측면은, 하기 화학식 1로서 표시되는 화합물을 제공한다:A first aspect of the invention provides a compound represented by formula 1:

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00001
.
Figure pat00001
.

본원의 제 2 측면은, 상기 화학식 1로서 표시되는 화합물을 포함하는, 감광제 조성물을 제공한다.The second aspect of the present invention provides a photosensitive composition comprising a compound represented by Formula 1 above.

본원의 제 3 측면은, 하기 반응식 1로서 표시되는 공정을 포함하는, 상기 화학식 1로서 표시되는 화합물의 제조 방법을 제공한다:A third aspect of the present invention provides a process for preparing a compound represented by Formula 1, which comprises a process represented by the following Reaction Scheme 1:

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

Figure pat00002
.
Figure pat00002
.

본원의 구현예들에 따르면, 형광 방출 화합물 및 인광 방출 화합물의 이합체로서 용이하게 제조될 수 있는 이합체 (dyad) 화합물을 개발함으로써, 일중항 산소 (1O2)의 선택적인 감광 및 시각화를 가능케 하였다는 이점이 있다. 특히, 상기 이합체 화합물의 이중 광기능성 (dual photofunction)은 상기 이합체 화합물이 1O2에 대한 비율척도 (ratiometric) 광 루미네선스 반응을 나타냄과 동시에 높은 광 세포 독성을 또한 보유함을 의미하는 것으로서, 상기 이합체 화합물의 이중 광기능성을 통해 1O2-유도된 포유류의 암 세포의 사멸을 유도함과 동시에 이와 같은 암 세포의 사멸에 대한 비율척도 광 루미네선스 실시간 모니터링 또한 함께 수행할 수 있게 된다는 이점이 있다. 이와 같은 본원의 이합체 화합물을 이점을 이용하여, 상기 이합체 화합물을 생체 이미징 시약으로서 이용할 수 있으며, 암 치료 용도로서도 유용하게 활용할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the development of a dyad compound that can be easily prepared as a dimer of a fluorescent emission compound and a phosphorescent emission compound enables selective sensitization and visualization of singlet oxygen ( 1 O 2 ) Is advantageous. In particular, the dual photofunction of the dimer compound means that the dimer compound exhibits a ratiometric optical luminescence reaction to 1 O 2 and also possesses high photocell toxicity, It is possible to induce the death of cancer cells of 1 O 2 -induced mammals through the dual photoperiodicity of the dimeric compound, and to simultaneously perform the photometric luminescence real-time monitoring of the rate of cancer cell death have. By using the dimeric compound of the present invention as such, the dimeric compound can be used as a biomedical imaging reagent and can also be usefully used for cancer treatment.

도 1a 내지 도 1d는, 본원의 일 실시예에 따라 본원의 이합체 화합물 (EJ1)의 기준 화합물들인 Irpbt-TEG 및 C314-TEG의 혼합물의 365 nm 광조사 하에서의 광 루미네선스 스펙트럼 변화를 나타낸 것으로서, 도 1b 및 도 1c는 각각 1O2 스캐빈저 (scavenger)인 100 mM 히스티딘 또는 100 mM NaN3를 상기 Irpbt-TEG 및 C314-TEG의 혼합물에 추가한 결과이고, 도 1d는 Ar 포화에 의한 탈기를 유도한 결과이다.
도 2a는, 본원의 일 실시예에 따라 본원의 이합체 화합물 (EJ1)의 기준 화합물들인 Irpbt-TEG 및 C314-TEG를 포함하는 용액의 자외선-가시광선 흡수 스펙트럼의 시간에 따른 변화를 나타낸 것이고, 도 2b는, 본원의 일 실시예에 따라 1O2-매개된 이분자 반응의 속도 상수를 측정한 결과이다.
도 3a는, 본원의 일 실시예에 따라 본원의 이합체 화합물 (EJ1)을 포함하는 용액에 대한 365 nm 광 조사를 수행한 경우의 자외선-가시광선 흡수 스펙트럼 변화를 나타낸 것이고, 도 3b는, 광 루미네선스 스펙트럼 변화를 나타낸 것이다.
도 4는, 본원의 이합체 화합물 (EJ1)의 기준 화합물들인 Irpbt-TEG 및 C314-TEG의 인광 및 형광 거동과 관련하여 1O2 반응에 기반하여 제안된 메커니즘을 나타낸 것이다.
도 5a는, 본원의 일 실시예에 따라 1O2 스캐빈저 (scavenger)인 100 mM 히스티딘의 부재 (흑색) 및 존재 (회색) 하에서의 365 nm 광 조사에 따른 EJ1의 광 루미네선스 스펙트럼의 변화를 나타낸 것이고, 도 5b는, 본원의 일 실시예에 따라 10 mM 및 100 mM 히스티딘의 부재 및 존재 하에서의 EJ1의 460 nm 및 561 nm에서의 광 루미네선스 강도의 비율의 시간적 변화를 나타낸 것이다.
도 6은, 본원의 일 실시예에 따라 EJ1의 광 루미네선스 반응이 다양한 활성산소종 중에서도 특히 1O2에 대해 선택적임을 나타낸 그래프이다.
도 7a는, 본원의 일 실시예에 따라 내생적으로 발생된 1O2를 시각화하기 위해 도시된 명시야상 이미지 (상단) 및 비율척도 이미지 (하단)이고, 도 7b는, 본원의 일 실시예에 따라 도시된 세포들의 마이크로그래프의 람다 프로파일들 내에서의 스펙트럼 변화를 나타낸 것이다.
도 8a는, 본원의 일 실시예에 따라 EJ1의 광 독성을 정량화하기 위하여 수행된 MTT 세포 생존능력 평가 결과를 나타낸 그래프이고, 도 8b는, 본원의 일 실시예에 따라 EJ1-처리된 세포들에 대해 수행된 광 조사가 조기 단계에는 세포 사멸 (apoptosis)을 유도하고 후기 단계에서는 괴사 (nectrosis)를 유도함을 보여주는 광 루미네선스 마이크로 그래프이다.
도 9는, 본원의 일 실시예에 따라 EJ1의 광 세포 독성이 광 조사에 의해 발생된 일중항 산소 (1O2)에 의해 세포 내 미토콘드리아 기능 장애를 촉발시키는 것과 관련이 있음을 확인한 위치 일치성 (colocalization) 실험 결과이다.
1A to 1D show the changes in the optical luminescence spectra of a mixture of Irpbt-TEG and C314-TEG, which are reference compounds of the dimer compound (EJ1) of the present invention, under 365 nm light irradiation according to one embodiment of the present invention, FIGS. 1B and 1C show the results of adding 100 mM histidine or 100 mM NaN 3, which is a 1 O 2 scavenger, to the mixture of Irpbt-TEG and C314-TEG, .
Figure 2a shows the time-dependent change in ultraviolet-visible light absorption spectra of solutions containing Irpbt-TEG and C314-TEG, reference compounds of the dimer compound (EJ1) of the present disclosure, according to one embodiment of the present application, 2b is, 1 O 2, according to one embodiment of the present application - is a result of measuring the rate constant for the bimolecular reaction medium.
FIG. 3A shows ultraviolet-visible light absorption spectra of a solution containing the dimeric compound (EJ1) of the present invention in the case of performing 365 nm light irradiation according to an embodiment of the present invention, and FIG. And shows the change in the Nesss spectrum.
Figure 4 shows the proposed mechanism based on 1 O 2 reactions with respect to phosphorescence and fluorescence behavior of Irpbt-TEG and C314-TEG, reference compounds of the dimeric compound (EJ1) of the present invention.
Figure 5a shows the change in the optical luminescence spectrum of EJ1 following exposure to 365 nm light in the absence (black) and presence (gray) of 100 mM histidine, which is a 1 O 2 scavenger according to one embodiment of the invention And Figure 5b shows the time course of the ratio of the optical luminescence intensity at 460 nm and 561 nm of EJ1 in the absence and presence of 10 mM and 100 mM histidine, according to one embodiment of the invention.
Figure 6 is a graph showing that the photoluminescence response of EJ1, according to one embodiment of the present application, is selective for 1 O 2 among various active oxygen species.
FIG. 7A is a clear sky image (top) and a ratio scale image (bottom) shown to visualize endogenously generated 1 O 2 in accordance with one embodiment of the invention, and FIG. Lt; RTI ID = 0.0 > lambda < / RTI > profiles of the micrographs of the cells shown below.
FIG. 8A is a graph showing MTT cell viability assessment results performed to quantify the phototoxicity of EJ1 according to one embodiment of the present invention, and FIG. 8B is a graph showing the results of MTT cell viability assay performed on EJ1-treated cells according to one embodiment of the present invention Is a photoluminescent micrograph showing the induction of apoptosis in the early stage and nectrosis in the later stage.
Figure 9 shows that the photocell toxicity of EJ1 in accordance with one embodiment of the present invention is related to triggering intracellular mitochondrial dysfunction by singlet oxygen ( 1 O 2 ) generated by light irradiation (colocalization) experiment results.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It should be understood, however, that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, the same reference numbers are used throughout the specification to refer to the same or like parts.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it is not limited to a case where it is "directly connected" but also includes the case where it is "electrically connected" do.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is "on " another member, it includes not only when the member is in contact with the other member, but also when there is another member between the two members.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout this specification, when an element is referred to as "including " an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.The terms "about "," substantially ", etc. used to the extent that they are used throughout the specification are intended to be taken to mean the approximation of the manufacturing and material tolerances inherent in the stated sense, Accurate or absolute numbers are used to help prevent unauthorized exploitation by unauthorized intruders of the referenced disclosure.

본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.The word " step (or step) "or" step "used to the extent that it is used throughout the specification does not mean" step for.

본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합(들)"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout this specification, the term "combination (s) thereof " included in the expression of the machine form means a mixture or combination of one or more elements selected from the group consisting of the constituents described in the expression of the form of a marker, Quot; means at least one selected from the group consisting of the above-mentioned elements.

본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"의 기재는, "A 또는 B, 또는 A 및 B"를 의미한다.Throughout this specification, the description of "A and / or B" means "A or B, or A and B".

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되지 않을 수 있다.Hereinafter, embodiments and examples of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments and examples and drawings.

본원의 제 1 측면은, 하기 화학식 1로서 표시되는 화합물을 제공한다:A first aspect of the invention provides a compound represented by formula 1:

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00003
.
Figure pat00003
.

본원의 제 2 측면은, 하기 화학식 1로서 표시되는 화합물을 포함하는, 감광제 조성물을 제공한다:A second aspect of the present invention provides a photosensitive composition comprising a compound represented by formula 1:

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00004
.
Figure pat00004
.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 화학식 1로서 표시되는 화합물은, 하기 화학식 2로서 표시되는 형광 방출 화합물, 및 하기 화학식 3으로서 표시되는 인광 방출 화합물로부터 형성되는 이합체 화합물일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다:In one embodiment of the present invention, the compound represented by Formula 1 may be a dimer compound formed from a phosphorescent emitting compound represented by Formula 2 below and a phosphorescent emitting compound represented by Formula 3 below, Can:

[화학식 2](2)

Figure pat00005
,
Figure pat00005
,

[화학식 3](3)

Figure pat00006
.
Figure pat00006
.

본원에서, 상기 화학식 1로서 표시되는 이합체 화합물은 "EJ1"이라는 명칭으로 지칭하였고, 상기 화학식 2로서 표시되는 형광 방출 화합물로서 상기 화학식 1로서 표시되는 이합체 화합물의 기준 화합물 중 하나인 화합물은 "C314-TEG"라는 명칭으로 지칭하였으며, 상기 화학식 3으로서 표시되는 인광 방출 화합물로서 상기 화학식 1로서 표시되는 이합체 화합물의 기준 화합물 중 하나인 화합물은 "Irpbt-TEG"라는 명칭으로 지칭하였으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.Herein, the dimer compound represented by Formula 1 is referred to as "EJ1 ", and the compound that is one of the reference compounds of the dimer compound represented by Formula 1 as the fluorescence emitting compound represented by Formula 2 is" C314- TEG "and the compound which is one of the reference compounds of the dimer compound represented by Formula 1 as the phosphorescent compound represented by Formula 3 is referred to as" Irpbt-TEG " have.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 화학식 1로서 표시되는 화합물은 일중항 산소 (1O2)에 대하여 감광제로서 작용하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the compound represented by Formula 1 may be, but is not limited to, a compound acting as a photosensitizer for singlet oxygen ( 1 O 2 ).

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 화학식 1로서 표시되는 화합물은, 일중항 산소 (1O2)에 대하여 선택적인 비율척도 (ratiometric) 광 루미네선스 반응 또는 광 세포 독성(photocytotoxicity) 반응을 나타내거나, 또는 일중항 산소 (1O2)에 대하여 비율척도 광 루미네선스 반응 및 광 세포 독성반응을 모두 나타내는 이중 광기능성을 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the compound represented by Formula 1 may exhibit a selective ratiometric photoluminescence reaction or a photocytotoxicity reaction to singlet oxygen ( 1 O 2 ) , Or singlet oxygen ( 1 O 2 ), both of which have a dual optical functionality indicating both a ratio scale optical luminescence response and a photo cytotoxic response.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 광 세포 독성 반응은 광 조사 하에서 상기 화학식 1로서 표시되는 화합물이 세포의 사멸을 유도하는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the photo-cytotoxicity reaction may include, but is not limited to, a method wherein the compound represented by Formula 1 induces cell death under light irradiation.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 광 세포 독성은 광 조사에 의해 발생된 일중항 산소 (1O2)에 의해 세포 내 미토콘드리아 기능 장애를 촉발시킴으로써 세포 사멸을 유도하는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the photocell toxicity may include inducing apoptosis by inducing intracellular mitochondrial dysfunction by singlet oxygen ( 1 O 2 ) generated by light irradiation, But may not be limited.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 세포는 암 세포를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the invention, the cell may comprise, but is not limited to, cancer cells.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 감광제 조성물은, 상기 광 조사 하에서 일중항 산소 (1O2)에 의한 상기 세포의 사멸이 진행되는 동안 발생되는 상기 화학식 1로서 표시되는 화합물의 비율척도 광 루미네선스 변화를 기록함으로써, 치료를 위한 1O2 함량 (therapeutic 1O2 dosage)을 실시간으로 모니터링하기 위해 사용되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the photosensitizer composition comprises a ratio scale of the compound represented by Formula 1 generated during the progress of cell death due to singlet oxygen ( 1 O 2 ) under the light irradiation, by recording the change Sons, it may be used for the content of 1 O 2 (1 O 2 therapeutic dosage) for the treatment to monitor in real time, but may not be limited thereto.

본원의 제 3 측면은, 하기 반응식 1로서 표시되는 공정을 포함하는, 하기 화학식 1로서 표시되는 화합물의 제조 방법을 제공한다:A third aspect of the present invention provides a process for preparing a compound represented by the following formula (1), comprising a step represented by the following Reaction Scheme 1:

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

Figure pat00007
,
Figure pat00007
,

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00008
.
Figure pat00008
.

본원의 제 3 측면의 제조 방법은, 이하의 [실시예] 항목의 [스킴 1]을 통해 한층 더 구체적으로 설명될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.The manufacturing method of the third aspect of the present invention can be more specifically explained by way of [Scheme 1] of the following [Embodiment], but it is not limited thereto.

이하, 본원에 대하여 실시예를 이용하여 좀 더 구체적으로 설명하지만, 하기 실시예는 본원의 이해를 돕기 위하여 예시하는 것일 뿐, 본원의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the following Examples are given for the purpose of helping understanding of the present invention, but the present invention is not limited to the following Examples.

[[ 실시예Example ] ]

1. 실험 재료 및 실험 방법1. Materials and Experimental Methods

본 실시예에서는 상업적으로 사용 가능한 화학 물질들이 입수된 대로 이용되었다. 무수 CH2Cl2는 Aldrich 사로부터 구입되었으며, 추가적인 건조 없이 사용되었다. 인산 완충 용액 (PBS)는 Sigma로부터 구입되었다. PBS 버퍼 용액은 (10 mM) 밀리-Q 급 물 (18.2 MΩ·cm) 내에서 제조되었으며, 표준 KOH (45 중량%, Aldrich) 및 HCl (1 N, Fluka) 용액을 이용하여 pH가 조절되었다. EJ1 저장액은 DMSO (Aldrich)에 10 mM 농도로 용해되었으며 냉동 저장되었다. 상기 용액은 분광 분석 측정을 하기 전에 해동되었다. 일반적으로, 30 μM의 EJ1 저장액은 10 부피% DMSO를 함유하는 pH 7.4의 PBS 버퍼 용액 3.0 mL로 제공되었다. 그러므로, PBS 및 DMSO의 혼합물 내의 EJ1 농도는 10 μM이었다. DMSO는 미립자 형태를 억제하기 위해 도입되었다. Teflon stopper (Hellma)와 함께 1 cm x 1 cm 형광분석기 셀이 광학 측정을 위해 사용되었다. 모든 정상-상태 광물리 측정들은, 별도의 언급이 없는 한 37℃에서 수행되었다. O2 ·-, OCl-, t-BuO· 및 ·OH의 용액들은 종래의 방법들을 채용하여 준비되었다 [E.W.Miller, A.E.Albers, A.Pralle, E.Y.lsacoff, C.J.Chang, J.Am. Chem . Soc . 2005, 127, 16652; Y.Chen, W.Guo, Z.Ye, G.Wang, J.Yuan, Chem . Commun . 2011, 47, 6266]. t-BuOOH 및 H2O2는 Aldrich에서 구입되었으며, 입수된 대로 이용되었다. 메틸렌 블루 (Sigma, 1 μM) 또는 Irpbt-TEG (10 μM)을 함유하는 O2-버블링된 용액들 (pH 7.4인 PBS: DMSO = 부피비 9:1)의 광 조사가 1O2를 발생시키기 위하여 수행되었다. 1H 및 13C{1H} NMR 스펙트럼은 Bruker Ultrashield 500, 400, 및 300 plus NMR 분광분석기, 및 Jeol JNM-AL300 분광분석기를 통해 수집되었다. 화학적 이동은 TMS를 기준으로 사용하였다. 전기분무 이온화 질량 스펙트럼은 Thermo Electrons Co.l Finnigan LCQ Advantage Max 분광분석기를 도입하여 수득되었다.In this example, commercially available chemicals were used as received. Anhydrous CH 2 Cl 2 was purchased from Aldrich and used without further drying. Phosphate buffer (PBS) was purchased from Sigma. The PBS buffer solution was prepared in (10 mM) Milli-Q water (18.2 MΩ · cm) and the pH was adjusted using standard KOH (45 wt%, Aldrich) and HCl (1 N, Fluka) solution. The EJ1 stock solution was dissolved in DMSO (Aldrich) at a concentration of 10 mM and stored frozen. The solution was thawed prior to spectrometric determination. Generally, 30 μM of EJ1 stock solution was provided in 3.0 mL of PBS buffer solution at pH 7.4 containing 10 vol% DMSO. Therefore, the EJ1 concentration in the mixture of PBS and DMSO was 10 [mu] M. DMSO was introduced to inhibit particulate form. A 1 cm x 1 cm fluorometer cell with a Teflon stopper (Hellma) was used for optical measurements. All steady-state photophysical measurements were performed at 37 ° C unless otherwise noted. O 2 · -, OCl -, a solution of t -BuO · and · OH were prepared by employing a conventional method [EWMiller, AEAlbers, A.Pralle, EYlsacoff , CJChang, J.Am. Chem . Soc . 2005, 127, 16652; Y. Chen, W. Guo, Z. Ye, G. Wang, J. Yuan, Chem . Commun . 2011, 47, 6266]. t- BuOOH and H 2 O 2 were purchased from Aldrich and used as received. To generate the light radiation 1 O 2 of (1 pH 7.4 in PBS:: DMSO = volume ratio 9) bubbling the solution with-methylene blue (Sigma, 1 μM) or Irpbt-TEG O 2 containing (10 μM) . The 1 H and 13 C { 1 H} NMR spectra were collected on a Bruker Ultrashield 500, 400, and 300 plus NMR spectrometer and a Jeol JNM-AL300 spectrometer. Chemical shifts were used based on TMS. Electrospray ionization mass spectra were obtained by introducing a Thermo Electrons Co., Ltd Finnigan LCQ Advantage Max spectrometer.

2. EJ1 및 기준 화합물들의 합성2. Synthesis of EJ1 and reference compounds

본 실시예에서는 EJ1 및 기준 화합물들인 Irpbt-TEG 및 C314-TEG를 하기 [스킴 1]의 다단계 과정을 통해 합성하였다:In this example, EJ1 and the reference compounds Irpbt-TEG and C314-TEG were synthesized through a multistep process of scheme 1 below:

[스킴 1][Scheme 1]

Figure pat00009
.
Figure pat00009
.

상기 [스킴 1]은 5-클로로-1,10-페난트롤릴 (phenanthroline) 내의 염소와 트리에틸렌 글리콜의 염기-촉진된 방향성 치환, 및 이에 이어지는 쿠마린 343 (즉, 쿠마린 314의 유리-산 형태)를 이용한 멀리 있는 하이드록실기의 미츠노부 (Mitsunobu) 응축과 연관된 것이다. 2-페닐벤조티아졸 사이클로 금속화 (cyclometalating) 리간드의 μ-클로라이드 Ir(III) 2 분자체 전구체는 표준 노노야마 (Nonoyama) 프로토콜에 따라 준비되었다 [M. Nonoyama, Bull. Chem . Soc . Jpn ., 1974, 47, 767-768]. 결과적으로, 개질된 1,10-페난트롤린 리간드의 킬레이션 및 NH4PF6 에 의한 연속적 (subsequent) 치환은 의도한 이합체(EJ1)를 총 56%의 수율로 수득하였다. 다핵 NMR [1H NMR 및 13C{1H} NMR], 고해상도 질량 분광 분석 (MS), 및 원소 분석으로부터 얻어진 구조적인 분석 데이터는 제안된 구조와 일치되었다. 상기 [스킴 1]에 도시된 각각의 중간 물질의 구체적인 합성 과정 및 이에 대한 분석 결과는 이하 구체적으로 기술하였다.Scheme 1 above illustrates a base-promoted aromatic substitution of chlorine and triethylene glycol in 5-chloro-1,10-phenanthroline followed by coumarin 343 (i.e., the free-acid form of coumarin 314) (Mitsunobu) condensation of distant hydroxyl groups. The [mu] -chloride Ir (III) 2 molecular sieve precursor of the 2-phenylbenzothiazole cyclometalating ligand was prepared according to the standard Nonoyama protocol [M. Nonoyama, Bull. Chem . Soc . Jpn . , 1974, 47, 767-768]. As a result, continuous (subsequent) substituted by chelation and NH 4 PF 6 in the modified 1,10-phenanthroline ligands are intended to give a dimer (EJ1) in a yield of 56%. Structural analysis data obtained from polynuclear NMR [ 1 H NMR and 13 C { 1 H} NMR], high resolution mass spectrometry (MS), and elemental analysis were consistent with the proposed structure. The specific synthesis process of each intermediate substance shown in Scheme 1 above and the analysis result thereof are described in detail below.

(1) (One) 스킴Scheme 1 중1 of 화합물 1의 합성 Synthesis of Compound 1

트리에틸렌글리콜 (triethylene glycol, 9.79 g, 65.2 mmol)의 교반된 DMSO 용액 (100 mL)에, KOH (3.66 g, 65.2 mmol)가 첨가되었다. 실온에서 1 시간 경과 후, 5-클로로-1,10-페난트롤린 (5-chloro-1,10-phenanathroline, 2.80 g, 13.0 mmol)이 추가적인 40 시간 동안 60℃에서 교반된 상기 용액에 도입되었다. 반응 혼합물은 200 mL EtOAc 상으로 부어졌고, DMSO를 제거하기 위하여 물 (300 mL x 5회)을 이용하여 완전히 세정되었다. 유기층이 회수되었고, 무수 MgSO4를 통해 건조되었으며, 진공 하에서 농축되었다. 실리카겔 컬럼 정제를 유출물의 극성을 100% CH2Cl2로부터 CH2Cl2:CH3OH = 부피비 9:1로 증가시면서 수행함으로써 67% 수율로 황색 액체가 제공되었다.KOH (3.66 g, 65.2 mmol) was added to a stirred DMSO solution (100 mL) of triethylene glycol (9.79 g, 65.2 mmol). After 1 hour at room temperature, 5-chloro-1,10-phenanthroline (2.80 g, 13.0 mmol) was introduced into the solution stirred at 60 ° C for an additional 40 hours . The reaction mixture was poured onto 200 mL EtOAc and washed thoroughly with water (300 mL x 5 times) to remove DMSO. The organic layer was collected, which was dried over anhydrous MgSO 4, was concentrated in vacuo. The silica gel column purification gave a yellow liquid in 67% yield by performing an increase of the polarity of the effluent from 100% CH 2 Cl 2 to CH 2 Cl 2 : CH 3 OH = volume ratio 9: 1.

1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 3.47 (m, 2H), 3.64 (m, 2H), 3,75 (m, 4H), 3.83 (m, 2H), 4.07 (t, J = 4.8 Hz, 2H), 4.44 (t, J = 4.8 Hz, 2H), 6.98 (s, 1H), 7.56 (dd, J = 8.2, 4.0 Hz, 1H), 7.65 (dd, J = 8.4, 4.4 Hz, 1H), 8.72 (d, J = 6.4 Hz, 1H), 9.0 (m, 1H). 13C{1H} NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 61.76, 68.06, 69.64, 70.53, 71.10, 72.64, 101.88, 122.72, 123.31, 123.65, 129.20, 131.09, 134.75, 142.98, 146.79, 148.01, 150.73, 152.16. MS (양성 모드) m/z 329.20 ([M+H]+). HR MS (FAB+, m-NBA): Calcd for C18H21N2O4 ([M+H]+), 329.1501; found, 329.1502. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3) δ: 3.47 (m, 2H), 3.64 (m, 2H), 3,75 (m, 4H), 3.83 (m, 2H), 4.07 (t, J = 4.8 Hz , 2H), 4.44 (t, J = 4.8 Hz, 2H), 6.98 (s, 1H), 7.56 (dd, J = 8.2, 4.0 Hz, 1H), 7.65 (dd, J = 8.4, 4.4 Hz, 1H) , 8.72 (d, J = 6.4 Hz, 1 H), 9.0 (m, 1 H). 13 C { 1 H} NMR (100 MHz, CDCl 3 ) δ: 61.76, 68.06, 69.64, 70.53, 71.10, 72.64, 101.88, 122.72, 123.31, 123.65, 129.20, 131.09, 134.75, 142.98, 146.79, 148.01, 150.73, 152.16. MS (positive mode) m / z 329.20 ([M + H] < + >). HR MS (FAB + , m -NBA): Calcd for C 18 H 21 N 2 O 4 ([M + H] + ), 329.1501; found, 329.1502.

(2) (2) 스킴Scheme 1 중1 of 화합물 2의 합성 Synthesis of Compound 2

1 (0.400 g, 1.21 mmol), 쿠마린 343 (0.379 g, 1.33 mmol), 디이소프로파일 아조디카르복실레이트 (diisopropyl azodicarboxylate, 0.368 g, 1.82 mmol), 및 트리페닐프로핀 (triphenylphosphine, 0.477 g, 1.82 mmol)이 100 mL 원형-바닥 플라스크에 첨가되었다. 무수 CH2Cl2 (70 mL)가 Ar 대기 하에서 유리 시린지를 이용하여 플라스크로 옮겨졌다. 반응 혼합물은 48 시간 동안 실온에서 교반되었고, 이후, 감압 상태에서 농축되었다. 실리카겔 컬럼 정제는 CH3OH의 부피 비율을 2 부피%에서 10 부피%로 증가시킨 CH2Cl2:CH3OH 유출물을 이용하여 수행되었다. 갈색 고체가 17% 수율로 수득되었다.(0.400 g, 1.21 mmol), coumarin 343 (0.379 g, 1.33 mmol), diisopropyl azodicarboxylate (0.368 g, 1.82 mmol) and triphenylphosphine (0.477 g, 1.82 mmol) were added to a 100 mL round bottom flask. Anhydrous CH 2 Cl 2 (70 mL) was transferred to a flask using a glass syringe under an Ar atmosphere. The reaction mixture was stirred at room temperature for 48 hours and then concentrated under reduced pressure. The silica gel column purification was carried out using a CH 2 Cl 2 : CH 3 OH effluent in which the volume ratio of CH 3 OH was increased from 2 vol% to 10 vol%. A brown solid was obtained in 17% yield.

1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ: 1.87 (m, 4H), 2.58 (t, J = 6.3 Hz, 2H), 2.70 (t, J = 6.3 Hz, 2H), 3.22 (m, 4H), 3.83 (m, 4H), 3.88 (t, J = 5.2 Hz, 2H), 4.09 (t, J = 5.3 Hz, 2H), 4.38 (t, J = 4.4 Hz, 2H), 4.49 (t, J = 4.6 Hz, 2H), 6.71 (s, 1H), 6.91 (s, 1H), 7.53 (dd, J = 8.1, 4.6 Hz, 1H), 7.61 (dd, J = 8.3, 4.4 Hz, 2H), 8.08 (dd, J = 8.2, 1.7 Hz, 1H), 8.26 (s, 1H), 8.64 (dd, J = 8.3, 1.7 Hz, 1H), 9.00 (dd, J = 4.4, 1.9 Hz, 1H), 9.15 (dd, J = 4.3, 1.8 Hz, 1H). 13C{1H} NMR (125 MHz, CDCl3) δ: 20.05, 21.02, 27.26, 29.71, 30.90, 41.02, 49.80, 50.21, 64.00, 68.22, 29.29, 29.64, 70.93, 101.76, 107.37, 119.16, 122.64, 123.17, 126.87, 128.52, 129.24, 131.06, 132.15, 134.74, 142.82, 146.57, 147.72, 148.57, 149.31, 150.64, 152.20, 153.35, 158.56, 164.40. HR MS (FAB+, m-NBA): Calcd for C34H34N3O7 ([M+H]+), 596.2347; found 596.2401 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3) δ: 1.87 (m, 4H), 2.58 (t, J = 6.3 Hz, 2H), 2.70 (t, J = 6.3 Hz, 2H), 3.22 (m, 4H), 3.83 (m, 4H), 3.88 (t, J = 5.2 Hz, 2H), 4.09 (t, J = 5.3 Hz, 2H), 4.38 (t, J = 4.4 Hz, 2H), 4.49 (t, J = 4.6 Hz, 2H), 6.71 (s , 1H), 6.91 (s, 1H), 7.53 (dd, J = 8.1, 4.6 Hz, 1H), 7.61 (dd, J = 8.3, 4.4 Hz, 2H), 8.08 (dd J = 8.2, 1.7 Hz, 1H), 8.26 (s, 1H), 8.64 (dd, J = 8.3, 1.7 Hz, 1H), 9.00 (dd, J = 4.4, 1.9 Hz, 1H), 9.15 J = 4.3, 1.8 Hz, 1H). 13 C ( 1 H) NMR (125 MHz, CDCl 3 ) ?: 20.05, 21.02, 27.26, 29.71, 30.90, 41.02, 49.80, 50.21, 64.00, 68.22, 29.29, 29.64, 70.93, 101.76, 107.37, 119.16, 122.64, 123.17, 126.87, 128.52, 129.24, 131.06, 132.15, 134.74, 142.82, 146.57, 147.72, 148.57, 149.31, 150.64, 152.20, 153.35, 158.56, 164.40. HR MS (FAB + , m -NBA): Calcd for C 34 H 34 N 3 O 7 ([M + H] + ), 596.2347; found 596.2401

(3) (3) 스킴Scheme 1 중1 of 화합물 EJ1의 합성 Synthesis of Compound EJ1

2-페닐벤조티아졸의 Cl-가교된 이중핵 (dinuclear) 이리듐 전구체 ([(μ-Cl)Ir(pbt)2]2, pbt = 2-phenylbenzothiazolate)는 종래에 보고된 절차에 따라 제조되었다 [H.Woo, S.Cho, Y.Han, W.-S.Chae, Y.You, W.Nam, J.Am. Chem . Soc . 2013, 135, 4771]. 50 mL 2-입구 원형-바닥 플라스크는 2 (47 mg, 80 μmol) 및 [(μ-Cl)Ir(pbt)2]2 (52 mg, 40 μmol)로 채워졌다. 무수 CH2Cl2 (30 mL)가 플라스크 내로 첨가되었으며, 반응 혼합물이 Ar 대기 하에서 15 시간 동안 리플럭스 되었다. 이후, NH4PF6 (130 mg, 800 μmol)이 0℃에서 상기 용액 속으로 천천히 첨가되었으며, 상기 용액은 실온에서 추가적인 4 시간 동안 교반되었다. 반응 혼합물을 유리 필터에 통과시킴으로써 남아 있는 NH4PF6를 제거하였으며, 이후 반응 혼합물을 진공에서 농축하였다. 실리카겔 상의 플래쉬 컬럼 크로마토그래피 및 예비적인 TLC 기술을 도입한 추가적인 정제법을 통해 수율 56% 의 오렌지색 분말을 수득하였다.A Cl-bridged dinuclear iridium precursor of 2-phenylbenzothiazole ([(μ-Cl) Ir (pbt) 2 ] 2 , pbt = 2-phenylbenzothiazolate) was prepared according to the procedure reported previously [ H. Woo, S. Cho, Y. Han, W.-S. Chahe, Y. Yu, W. Nam, J. Am. Chem . Soc . 2013, 135, 4771]. A 50 mL 2-inlet round bottom flask was filled with 2 (47 mg, 80 μmol) and [(μ-Cl) Ir (pbt) 2 ] 2 (52 mg, 40 μmol). Anhydrous CH 2 Cl 2 (30 mL) was added into the flask and the reaction mixture was refluxed for 15 h under an Ar atmosphere. NH 4 PF 6 (130 mg, 800 μmol) was then slowly added to the solution at 0 ° C and the solution was stirred at room temperature for an additional 4 hours. The remaining NH 4 PF 6 was removed by passing the reaction mixture through a glass filter, after which the reaction mixture was concentrated in vacuo. Flash column chromatography on silica gel and further purification using preparative TLC technique provided 56% yield of orange powder.

1H NMR (400 MHz, CD3CN) δ: 1.78 (m, 4H), 2.53 (m, 4H), 3.25 (m, 4H), 3.64-3.71 (br m, 6H), 4.00 (m, 2H), 4.21-4.31 (br m, 2H), 4.38 (m, 2H), 5.82 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 5.92 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 6.48 (t, J = 7.6 Hz, 2H), 6.72 (s, 1H), 6.84 - 6.95 (br m, 4H), 7.15 (t, J = 7.2 Hz, 2H), 7.24 (td, J = 7.2, 0.8 Hz, 2H), 7.36 (s, 1H), 7.52 (m, 1H), 7.58-7.67 (br m, 1H), 7.76 (dd, J = 8.0, 4.8 Hz, 1H), 7.88 (dd, J = 8.4, 5.2 Hz, 1H), 7.94 (m, 4H), 8.14 (s, 1H), 8.25 (dd, J = 5.2, 1.2 Hz, 1H), 8.43 (dd, J = 8.4, 1.2 Hz, 1H), 8.46 (dd, J = 5.2, 1.2 Hz, 1H), 8.85 (dd, J = 8.4, 1.6 Hz, 1H). 13C{1H} NMR (100 MHz, CD3CN) δ: 20.61, 20.80, 21.79, 22.28, 27.98, 50.42, 50.91, 55.40, 64.77, 69.86, 69.90, 70.11, 70.67, 71.49, 71.61, 104.41, 106.08, 107.35, 108.06, 120.64, 126.97, 127.02, 127.10, 127.85, 128.01, 128.80, 129.12, 129.68, 129.80, 132.57, 132.63, 132.78, 132.95, 134.48, 135.06, 138.46, 141.69, 141.75, 144.83, 149.27, 149.78, 150.07, 150.20, 150.29, 150.79, 150.92, 153.05, 154.46, 154.75, 158.83, 165.04, 182.70. MS (양성 모드) m/z 1208.07 ([M-PF6]+). HR MS (FAB+, m-NBA): Calcd for C60H49IrN5O7S2 ([M-PF6]+), 1208.2703; found, 1208.2698. 1 H NMR (400 MHz, CD 3 CN) δ: 1.78 (m, 4H), 2.53 (m, 4H), 3.25 (m, 4H), 3.64-3.71 (br m, 6H), 4.00 (m, 2H) , 4.21-4.31 (br m, 2H) , 4.38 (m, 2H), 5.82 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 5.92 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 6.48 (t, J = 7.6 Hz , 2H), 6.72 (s, 1H), 6.84 - 6.95 (br m, 4H), 7.15 (t, J = 7.2 Hz, 2H), 7.24 (td, J = 7.2, 0.8 Hz, 2H), 7.36 (s J = 8.0, 4.8 Hz, 1H), 7.88 (dd, J = 8.4, 5.2 Hz, 1H), 7.94 (m, 4H), 8.14 ( s, 1H), 8.25 (dd, J = 5.2, 1.2 Hz, 1H), 8.43 (dd, J = 8.4, 1.2 Hz, 1H), 8.46 (dd, J = 5.2, 1.2 Hz, 1 H), 8.85 (dd, J = 8.4, 1.6 Hz, 1 H). 13 C { 1 H} NMR (100 MHz, CD 3 CN) 隆: 20.61, 20.80, 21.79, 22.28, 27.98, 50.42, 50.91, 55.40, 64.77, 69.86, 69.90, 70.11, 70.67, 71.49, 71.61, 104.41, , 107.35, 108.06, 120.64, 126.97, 127.02, 127.10, 127.85, 128.01, 128.80, 129.12, 129.68, 129.80, 132.57, 132.63, 132.78, 132.95, 134.48, 135.06, 138.46, 141.69, 141.75, 144.83, 149.27, 149.78, 150.07 , 150.20, 150.29, 150.79, 150.92, 153.05, 154.46, 154.75, 158.83, 165.04, 182.70. MS (positive mode) m / z 1208.07 ([M-PF 6 ] < + & gt ; ). HR MS (FAB + , m -NBA): Calcd for C 60 H 49 IrN 5 O 7 S 2 ([M-PF 6 ] + ), 1208.2703; found, 1208.2698.

(4) (4) 스킴Scheme 1 중1 of IrpbtIrpbt -- TEG의TEG 합성 synthesis

Irpbt-TEG는 EJ1을 합성한 방법과 동일한 절차에 따라 제조되었으며, 2 대신 1을 사용하였다는 점에서만 차이가 있었다. 갈색 분말로서 41%의 수율로 수득되었다.Irpbt-TEG was prepared according to the same procedure as that for synthesizing EJ1, except that 1 was used instead of 2. Obtained as a brown powder in a yield of 41%.

1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ: 3.61 (m, 2H), 3.68-3.79 (br m, 7H), 4.06 (m, 2H), 4.58 (m, 2H), 5.83 (d, J = 2.7 Hz, 2H), 6.49 (t, J = 11 Hz, 2H), 6.93 (m, 5H), 7.14 (t, J = 10 Hz, 2H), 7.61 (s, 1H), 7.76-7.87 (br m, 7H), 8.17 (d, J = 5.1 Hz, 1H), 8.38 (dd, J = 7.1, 2.0 Hz, 1H), 8.72 (dd, J = 12, 2.0 Hz, 1H), 9.05 (dd, J = 11, 2.2 Hz, 1H). MS (양성 모드) m/z 999.13 ([M+NaCl]+). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3) δ: 3.61 (m, 2H), 3.68-3.79 (br m, 7H), 4.06 (m, 2H), 4.58 (m, 2H), 5.83 (d, J = 2.7 Hz, 2H), 6.49 (t , J = 11 Hz, 2H), 6.93 (m, 5H), 7.14 (t, J = 10 Hz, 2H), 7.61 (s, 1H), 7.76-7.87 (br m, 7H), 8.17 (d, J = 5.1 Hz, 1H), 8.38 (dd, J = 7.1, 2.0 Hz, 1H), 8.72 (dd, J = 12, 2.0 Hz, 1H), 9.05 (dd, J = 11 , 2.2 Hz, 1H). MS (positive mode) m / z 999.13 ([M + NaCl] < + >).

(5) (5) 스킴Scheme 1 중1 of C314- C314- TEG의TEG 합성 synthesis

2의 제조를 위한 합성 방법이 채용되었으며, 1 대신 트리에틸렌 글리콜을 이용하였다는 점에서만 차이가 있었다. 흰색 분말로서 34%의 수율로 수득되었다.2 was employed and only triethylene glycol was used instead of 1. As a white powder in 34% yield.

1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 1.98 (m, 4H), 2.76 (t, J = 6.5 Hz, 2H), 2.87 (t, J = 6.4 Hz, 2H), 3.33 (m, 3H), 3.58 (m, 2H), 3.64-3.69 (br m, 4H), 3.73 (m, 2H), 3.82 (m, 2H), 4.44 (m, 2H), 6.94 (s, 1H), 8.34 (s, 1H). 13C{1H} NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 15.39, 20.33, 21.43, 50.14, 50.15, 64.29, 66.86, 69.45, 70.07, 70.92, 106.76, 107.02, 107.76, 119.37, 127.24, 148.79, 149.52, 158.84, 164.41. MS (양성 모드) m/z 440.16 ([M+Na]+). 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3) δ: 1.98 (m, 4H), 2.76 (t, J = 6.5 Hz, 2H), 2.87 (t, J = 6.4 Hz, 2H), 3.33 (m, 3H), 2H), 3.64 (m, 2H), 3.64 (m, 2H), 3.64 (m, 2H) ). 13 C { 1 H} NMR (100 MHz, CDCl 3 ) δ: 15.39, 20.33, 21.43, 50.14, 50.15, 64.29, 66.86, 69.45, 70.07, 70.92, 106.76, 107.02, 107.76, 119.37, 127.24, 148.79, 149.52, 158.84, 164.41. MS (positive mode) m / z 440.16 ([M + Na] < + & gt ; ).

3. EJ1 및 기준 (reference) 화합물들의 특성 분석 방법3. Methods for characterization of EJ1 and reference compounds

(1) 정상-상태의 자외선-가시광선 흡수 측정(1) Normal-state ultraviolet-visible light absorption measurement

자외선-가시광선 흡수 스펙트럼은 Agilent Cary 300 분광분석기를 이용하여 수집되었다. 별도의 언급이 없는 경우, 10 μM 또는 50 μM 용액이 측정을 위해 이용되었다.Ultraviolet-visible light absorption spectra were collected using an Agilent Cary 300 spectrometer. Unless otherwise noted, 10 μM or 50 μM solutions were used for the measurement.

(2) 정상-상태의 광 (2) normal-state light 루미네선스Luminesence 측정 Measure

광 루미네선스 스펙트럼은 Quanta Master 400 스캐닝 분광형광계 (scanning spectrofluorimeter)를 이용하여 37℃에서 수득되었다. 온도는 물 순환을 도입함으로써 유지되었다. 10 μM 용액이 측정을 위해 이용되었다. EJ1, C314-TEG 및 Irpbt-TEG의 여기 파장은 300 nm이었다. 광 루미네선스 양자 수율 (PLQYs; photoluminescence quantum yields)은 하기 표준 방정식에 따라 상대적으로 측정되었다: PLQY = PLQYref x (I/ I ref ) x (A ref /A) x (n/ n ref )2, 여기에서 A는 여기 파장에서의 흡광도이고, I는 통합된 광 루미네선스 강도이며, n은 용매의 굴절률임. 톨루엔 용매 내에서의 9,10-디페닐안트라센 (9,10-Diphenylanthracene)은 외부 기준으로서 이용되었다 (PLQYref = 1.00).The optical luminescence spectrum was obtained at 37 DEG C using a Quanta Master 400 scanning spectrofluorimeter. The temperature was maintained by introducing water circulation. 10 μM solution was used for the measurement. The excitation wavelength of EJ1, C314-TEG and Irpbt-TEG was 300 nm. Optical luminescence quantum yield (PLQYs; photoluminescence quantum yields) was relatively measured according to the following standard equation: PLQY = PLQY ref x (I / I ref) x (A ref / A) x (n / n ref) 2 , Where A is the absorbance at the excitation wavelength, I is the integrated optical luminescence intensity, and n is the refractive index of the solvent. 9,10-Diphenylanthracene in a toluene solvent was used as an external reference (PLQY ref = 1.00).

(3) 광 (3) Optical 루미네선스Luminesence 수명 측정 Life measurement

Ar-포화된 CH3CN 내의 50 μM 용액이 광 루미네선스 수명을 측정하기 위해 이용되었다. 광 루미네선스 감쇠 트레이스 (decay trace)는 시간-연계된 단-광자-카운팅 (time-correlated single-photon-counting) 기술에 기반하여 FluoTime 200 장치 (PicoQuant, 독일)을 이용하여 피코- (λobs = 484 nm) 및 나노초 (λobs = 600 nm) 펄스된 레이저 여기 이후에 측정되었다. 377 nm 다이오드 레이저 (PicoQuant, 독일)이 여기 소스로서 사용되었다. 484 nm 및 600 nm에서의 광 루미네선스 신호들은 자동화된 동력 설비를 갖춘 단색화장치 (monochromator)를 통해 얻어졌다. 광 루미네선스 감쇠 프로파일들은 OriginLab, OriginPro 8.0 소프트웨어에 내장된 단일 (λobs = 600 nm) 또는 이중 (λobs = 484 nm) 지수의 감쇠 모델을 이용하여 분석되었다.A 50 μM solution in Ar-saturated CH 3 CN was used to measure the optical luminescence lifetime. Photo-luminescence decay trace (decay trace), the time-linked single-photon-on the basis of the counting (time-correlated single-photon- counting) described using FluoTime 200 device (PicoQuant, Germany) Pico-(λ obs = 484 nm) and nanoseconds (? Obs = 600 nm) pulsed laser excitation. A 377 nm diode laser (PicoQuant, Germany) was used as the excitation source. The optical luminescence signals at 484 nm and 600 nm were obtained through a monochromator with an automated power plant. The optical luminescence attenuation profiles were analyzed using a single (λ obs = 600 nm) or double (λ obs = 484 nm) index attenuation model embedded in OriginLab, OriginPro 8.0 software.

(4) 세포 배양(4) Cell culture

HeLa, A549, MCF7, 및 RAW 264.7 세포들은, 37℃ 및 5% CO2 하에서 50 μg mL-1 페니실린 및 10%의 소 태아 혈청(fetal bovine serum; FBS)을 함유하는 둘베코-수정 이글 배지(Dulbecco's modified Eagles's medium; DMEM; 4.5 g L-1 글루코오스, L-글루타민산, 및 나트륨 피루브산이 함께 포함되어 있음; Corning) 내에서 배양되었다.Modified Eagle's medium (-containing Dulbecco; (FBS fetal bovine serum) HeLa , A549, MCF7, and RAW 264.7 cells, 50 μg mL -1 penicillin and 10% fetal bovine serum under 5% CO 2 and 37 ℃ Dulbecco ' s modified Eagles ' s medium; DMEM; 4.5 g L < -1 > glucose, L- glutamic acid, and sodium pyruvate;

(5) RAW 264.7 세포들 내에서의 내생적으로 (5) Endogenous in RAW 264.7 cells 발생된Generated 1One OO 22 of 시각화 Visualization

1O2 생성을 자극하기 위하여, RAW 264.7 세포들은 100 ng mL-1 지질다당류 (LPS, Sigma; 16 시간) 및 400 U mL-1 인터페론 (IFN)-γ (Sigma; 2.5 시간)으로 처리되었다. 대조군으로서, LPS 및 IFN-γ로 전처리된 RAW 264.7 세포들을 10 mM 히스티딘에서 15 분 동안 인큐베이션 하였다. 10 mM EJ1 저장액은 DMSO (biotech grade, Sigma) 내에서 제조되었다. EJ1 저장액의 부분 표본 (aliquot)을 취하여 신선한 DMEM 내에서 묽게 함으로써 세포 처리에 앞서 5 μM 농도가 되도록 하였다. LPS 및 IFN-γ로 전처리된 RAW 264.7 세포들은 DPBS (Thermo Scientific)으로 2 차례 세정되었다. DMEM (2 mL) 내의 EJ1 용액이 배양 접시에 첨가되었으며, 세포들은 습한 인큐베이터 내에서 15 분 동안 인큐베이션 되었다. 결과적으로, RAW 264.7 세포들은 10 nM 포볼 12-미리스테이트 13-아세테이트 (phorbol 12-myristate 13-acetate; PMA, Sigma; 30 분)로 처리되었다. 광 루미네선스 현미경 이미지들은 2 개의 발광 채널 (λobs = 410 nm 내지 499 nm의 청색 채널, λobs = 507 nm 내지 691 nm의 적색 채널)을 통해 얻어졌다. 비율척도 이미지들은 적색 채널 이미지들을 청색 채널 이미지들로 나눔으로써 구축되었다. Zeiss ZEN 소프트웨어가 이미지 공정을 위해 사용되었다. 광 루미네선스 신호들의 람다 프로파일은 32 발광 채널을 통해 기록되었으며, OriginLab, Origin 8.0 소프트웨어를 이용하여 구축되었다.RAW 264.7 cells were treated with 100 ng mL- 1 lipid polysaccharide (LPS, Sigma; 16 hours) and 400 U mL- 1 interferon (IFN) -γ (Sigma; 2.5 hours) to stimulate 1 O 2 production. As a control, RAW 264.7 cells pretreated with LPS and IFN-y were incubated in 10 mM histidine for 15 minutes. The 10 mM EJ1 stock solution was prepared in DMSO (biotech grade, Sigma). A aliquot of the EJ1 stock solution was taken and diluted in fresh DMEM to a concentration of 5 μM prior to cell treatment. RAW 264.7 cells pretreated with LPS and IFN-y were washed twice with DPBS (Thermo Scientific). EJ1 solution in DMEM (2 mL) was added to the culture dish, and the cells were incubated for 15 minutes in a humidified incubator. As a result, RAW 264.7 cells were treated with 10 nM phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA, Sigma; 30 min). The optical luminescence microscope images were obtained through two light emitting channels (λ obs = blue channel of 410 nm to 499 nm, λ obs = 507 nm to 691 nm red channel). Ratio scale images were constructed by dividing red channel images into blue channel images. Zeiss ZEN software was used for image processing. The lambda profile of the optical luminescence signals was recorded through 32 light emitting channels and was constructed using OriginLab, Origin 8.0 software.

(6) 세포들의 (6) 광처리Light treatment

HeLa, MCF7, 및 A549 세포들은 처리 하루 전에 폴리-L-라이신 (poly-L-lysine) 코팅된 현미경 배양 접시에 뿌려졌다. 세포들은 37 ℃ 및 5% CO2 에서 습한 인큐베이터 내에서 15 분 동안 5 μM EJ1으로 처리되었다. DMEM으로 2 차례 세정한 후, 신선한 DMEM이 보충되었다. 광 조사가 상업적인 청색 LED의 스트라이프 (stripe)를 이용하여 인큐베이터 내부에서 수행되었다.HeLa, MCF7, and A549 cells were sprayed on a poly-L-lysine coated microscope culture dish one day prior to treatment. Cells were treated with 5 μM EJ1 for 15 min in a humidified incubator at 37 ° C and 5% CO 2 . After two washes with DMEM, fresh DMEM was supplemented. Light irradiation was performed inside the incubator using a stripe of commercial blue LED.

(7) (7) MTTMTT 평가 evaluation

MTT 평가는 제조자의 프로토콜 (Promega, CellTiter 96® 비-방사성 세포 증식 평가)에 따라 수행되었다. HeLa, A549, 및 MCF7 세포들은 실험 하루 전에 96-웰(well) 플레이트에 뿌려졌다. 세포들은 EJ1 또는 시스플라틴으로 1 시간 동안 인큐베이션 되었고 (0.1 μM 내지 200 μM, 100 μL/well), 청색 LED 광 조사 또는 어두운 조건 하에서 추가적으로 1 시간 동안 인큐베이션 되었다. 15 μL의 MTT 시약이 각 웰에 첨가되었으며, 세포들은 37℃에서 3 시간 동안 추가적으로 인큐베이션 되었다. 결국, 100 μL 의 스탑 솔루션 (stop solution)이 웰에 주입되었다. 추가적인 1 시간 동안 인큐베이션 한 후, 마이크로플레이트 리더 (microplate reader)인 Versamax를 이용하여 570 nm에서의 흡광도가 기록되었다.MTT assays were performed according to the manufacturer's protocol (Promega, CellTiter 96® non-radioactive cell proliferation assay). HeLa, A549, and MCF7 cells were plated on 96-well plates one day prior to the experiment. Cells were incubated with EJ1 or cisplatin for 1 hour (0.1 μM to 200 μM, 100 μL / well) and incubated for an additional 1 hour under blue light illumination or dark conditions. 15 [mu] L of MTT reagent was added to each well, and the cells were further incubated at 37 [deg.] C for 3 hours. Eventually, 100 μL of stop solution was injected into the wells. After incubation for an additional 1 hour, the absorbance at 570 nm was recorded using a VersaMax microplate reader.

(8) 세포 사멸 ((8) Cell death apotosisapotosis ) 검출 ) detection 키트의Of kit 시각화 Visualization

EJ1으로 미리 인큐베이션된 HeLa 세포들은 제조자의 프로토콜에 따라 아넥신 (Annexin) V-FITC 세포자멸 검출 키트 (Sigma)로 처리되었다. 요약하면, 5 μL의 아넥신 V-FITC 및 10 μL의 프로피듐 요오드 (propidium iodide) 용액이 직접적으로 배양 배지로 주입되었다. 세포들은 습한 인큐베이터 내에서 30 분 동안 인큐베이션 되었다. 아넥신 V-FITC 으로 인한 플라즈마 막 염색 (stains) 및 프로피듐 요오드로 인한 핵 염색은 각각 λobs = 498 nm 내지 560 nm 및 λobs = 568 nm 내지 673 nm의 발광 채널들을 통해 시각화되었다.HeLa cells preincubated with EJ1 were treated with the Annexin V-FITC apoptosis detection kit (Sigma) according to the manufacturer's protocol. In summary, 5 μL of annexin V-FITC and 10 μL of propidium iodide solution were directly injected into the culture medium. Cells were incubated in a humid incubator for 30 minutes. Plasma membrane stains due to Annexin V-FITC and nuclear staining due to propidium iodine were visualized via lambda obs = 498 nm to 560 nm and lambda obs = 568 nm to 673 nm, respectively.

(9) 위치 일치성 ((9) Position correspondence ( colocalizationcolocalization ) 실험들) Experiments

HeLa 세포들은 2 μM의 DRAQ5를 이용하여 30 분 동안 처리되거나, 100 nM의 LysoTracker Deep Red (분자 프로브)를 이용하여 25 분 동안 처리되거나, 1 μM의 ER-Tracker Red (BODIPY® TR Glibenclamide, 분자 프로브)를 이용하여 25 분 동안 처리되거나, 200 nM MitoTracker Deep Red FM (분자 프로브)를 이용하여 30 분 동안 처리되었다. DPBS를 이용하여 2 차례 세정한 뒤, 세포들은 15 분 동안 5 μM EJ1으로 인큐베이션되었다. 세포들은 신선한 DMEM으로 세정되었으며, DMEM이 배양 접시로 보충되었다. 형광 현미경 이미지 시각화는 다음의 발광 채널들을 통해 수행되었다: DRAQ5, λobs = 630 nm 내지 650 nm; LysoTracker Deep Red, λobs = 647 nm 내지 668 nm; ER-Tracker Red, λobs = 587 nm 내지 615 nm; MitoTracker Deep Red FM, λobs = 644 nm 내지 665 nm; EJ1, λobs = 410 nm 내지 499 nm 및 507 nm 내지 691 nm. 획득 및 이미지 분석은 Zeiss ZEN 소프트웨어를 이용하여 수행되었다.HeLa cells were treated with 2 μM of DRAQ5 for 30 min, treated with 100 nM of LysoTracker Deep Red (molecular probe) for 25 min, or treated with 1 μM ER-Tracker Red (BODIPY® TR Glibenclamide, ) For 25 min, or treated with 200 nM MitoTracker Deep Red FM (molecular probe) for 30 min. After two washes with DPBS, the cells were incubated with 5 μM EJ1 for 15 min. Cells were washed with fresh DMEM and DMEM supplemented with culture dishes. Fluorescence microscopy image visualization was performed through the following emission of a channel: DRAQ5, λ obs = 630 nm to 650 nm; LysoTracker Deep Red, λ obs = 647 nm to 668 nm; ER-Tracker Red ,? Obs = 587 nm to 615 nm; MitoTracker Deep Red FM,? Obs = 644 nm to 665 nm; EJ1, [lambda] obs = 410 nm to 499 nm and 507 nm to 691 nm. Acquisition and image analysis were performed using Zeiss ZEN software.

(10) (10) DFTDFT /TD-/ TD- DFTDFT 계산 Calculation

밀도 함수 이론 (density function theory; DFT)에 기반한 양자 화학 계산은 Gaussian 09 프로그램을 이용하여 수행되었다. 메틸 에스터 형태 내의 쿠마린 314는 EJ1의 활성 부위에 대한 모델 구조로서 채용되었다. 모델 화합물의 이미늄 (iminium) 형태는 MS 결과에 기반하여 구축되었다. 모델 구조에 대한 기하 최적화 (geometry optimization) 및 단일 점 계산 (single point calculation)은 Becke의 3 파라미터 B3LYP 교환-위치 일치성 함수들 및 6-311+G(d,p) 기반 세트를 이용하여 수행되었다. 물에 대한 파라미터로서 나타내어진 편광시킬 수 있는 연속체 모델 (polarizable continuum model; CPCM)은 기하 최적화 단계 동안 적용되었다. 주파수 계산은 수렴 현상 (convergence)의 안정성을 평가하기 위하여 연속적으로 수행되었다. TD-DFT 계산을 위하여, 기하 최적화를 위해 사용된 기능 (functionals) 및 기반 세트는 최적화된 기하 구조에 적용되었다. 물에 대한 파라미터와 함께 편광시킬 수 있는 연속체 모델 (polarizable continuum model; CPCM)이 용매화 효과를 계산하기 위하여 적용되었다. 30 개의 최저 일중항 및 삼중항 상태들이 계산되었고 분석되었다. 자외선-가시광선 흡수 스펙트럼의 시뮬레이션은 GaussSum 프로그램을 채용하여 수행되었다.Quantum chemistry calculations based on density function theory (DFT) were performed using the Gaussian 09 program. Coumarin 314 in methyl ester form was employed as a model structure for the active site of EJ1. The iminium form of the model compound was constructed based on the MS results. The geometry optimization and single point calculation for the model structure was performed using Becke's 3-parameter B3LYP exchange-locality matching functions and 6-311 + G (d, p) based set . A polarizable continuum model (CPCM), expressed as a parameter for water, was applied during the geometric optimization step. Frequency calculations were performed continuously to evaluate the stability of the convergence. For TD-DFT computation, the functionals and base set used for geometry optimization are applied to the optimized geometry. A polarizable continuum model (CPCM) with parameters for water was applied to calculate the solvation effect. Thirty of the least significant and triplet states were calculated and analyzed. The simulation of ultraviolet-visible light absorption spectra was performed using the GaussSum program.

4. EJ1 및 기준 화합물들의 특성 분석 결과4. Characterization results of EJ1 and reference compounds

EJ1의 분자 구조는 형광 쿠마린 314 (C314) 및 인광 Ir(III) 복합체 (Irpbt)에 기반하여 구축되었다. 이처럼 형광단 (fluorophore) 및 인광 금속 복합체를 통합시키는 전략은 광촉매, 전기 루미네선스, 및 저산소증 및 RNA 이미징을 위해서는 이용된 전례가 있었으나, 본원의 EJ1과 같은 이합체 화합물 및 이의 감광제 용도에 대해서는 본원이 최초로 시도한 것이다. The molecular structure of EJ1 was constructed based on fluorescent coumarin 314 (C314) and phosphorescent Ir (III) complex (Irpbt). Such strategies for integrating fluorophore and phosphorescent metal complexes have been used for photocatalysis, electroluminescence, and hypoxia and RNA imaging, but for dimeric compounds such as EJ1 herein and for their use as photosensitizers, This is the first time I've tried.

본 실시예에서는, 10 μM Irpbt-TEG 및 10 μM C314-TEG를 함유하는 대기-평형 수용액 (pH 7.4의 PBS 버퍼:DMSO = 부피비 9:1)의 365 nm 광선 (4W)에 대한 지속적인 노출 (30 분)이 비율척도 형광 변화를 야기한다는 것을 발견하였다. 이와 관련하여, 본원의 도 1a 내지 도 1d는 10 μM Irpbt-TEG 및 10 μM C314-TEG의 혼합물의 365 nm 광 조사 하에서의 광 루미네선스 스펙트럼 변화를 나타낸 것으로서, 도 1a는 O2-평형 PBS:DMSO = 부피비 9:1 용액 및 37℃ 조건 하에서의 광 루미네선스 스펙트럼 변화를 나타낸 것이고, 도 1b는 100 mM 히스티딘을 포함하는 PBS:DMSO = 부피비 9:1 용액 조건 하에서의 광 루미네선스 스펙트럼 변화를 나타낸 것이며, 도 1c는 100 mM NaN3을 포함하는 PBS:DMSO = 부피비 9:1 용액 조건 하에서의 광 루미네선스 스펙트럼 변화를 나타낸 것이고, 도 1d는 Ar-포화된 PBS:DMSO = 부피비 9:1 용액 및 37℃ 조건 하에서의 광 루미네선스 스펙트럼 변화를 나타낸 것이다. 도 1 a에서 확인되는 바와 같이, 혼합물의 광 루미네선스 스펙트럼은 청색 발광 영역 내에서의 새로운 밴드의 발생을 보여주었다 (λems = 436 nm). 이와 같은 반응은 10 μM C314-TEG 또는 10 μM Irpbt-TEG 중 어떤 것을 포함하는 수용액에서도 관찰되지 않은 것이었다. 도 1b 및 도 1c에서 확인되는 바와 같이, 1O2 스캐빈저 (scavenger)인 100 mM 히스티딘 또는 100 mM NaN3를 Irpbt-TEG 및 C314-TEG의 혼합물에 추가하는 것은, 형광 변화를 크게 약화시켰다. 또한, 도 1d에서 확인되는 바와 같이, Ar 포화에 의한 탈기 (deaeration)는 반응을 거의 일어나지 못하게 하였다. 더 빠른 속도의 형광 반응은 D2O를 포함하는 O2-포화된 수용액성 DMSO 용액 (DMSO: D2O = 부피비 1:9) 내에서 관찰되었다. 이와 같은 결과는, 형광 반응이 감광성 1O2로부터 기인한 것이라는 점을 강력하게 나타내는 것이다.In this example, continuous exposure (30 W) to 365 nm light (4 W) of an air-equilibrium aqueous solution containing 10 μM Irpbt-TEG and 10 μM C314-TEG (PBS buffer pH 7.4: DMSO = 9: 1 by volume) Min) cause rate scales to cause fluorescence changes. In this connection, in the present FIG. 1a to 1d is as shown a light luminescence spectrum changes under 10 μM Irpbt-TEG and 10 μM 365 nm light irradiation of a mixture of C314-TEG, Figure 1a O 2 - equilibrium PBS: DMSO = volume ratio of 9: 1 solution and 37 ° C, and FIG. 1b shows the change of the optical luminescence spectra at a PBS: DMSO = volume ratio of 9: 1 solution containing 100 mM histidine 1c shows the change of the optical luminescence spectra under the condition of PBS: DMSO = volume ratio 9: 1 solution containing 100 mM NaN 3 , and Fig. 1d shows the change of Ar-saturated PBS: DMSO = volume ratio 9: 1 solution and And the change in the optical luminescence spectrum at 37 ° C. As can be seen in FIG. 1 a, the photoluminescence spectrum of the mixture showed the generation of new bands in the blue emission region (λ ems = 436 nm). This reaction was not observed in aqueous solutions containing either 10 μM C314-TEG or 10 μM Irpbt-TEG. As seen on Figure 1b and Figure 1c, adding to the 100 mM histidine or 100 mM NaN 3 1 O 2 scavenger (scavenger) in a mixture of Irpbt-TEG and C314-TEG, greatly weakening the fluorescence change . Also, as can be seen in FIG. 1d, de-aeration by Ar saturation caused the reaction to hardly occur. A faster rate of fluorescence reaction was observed in an O 2 -saturated aqueous DMSO solution containing D 2 O (DMSO: D 2 O = 1: 9 by volume). These results strongly indicate that the fluorescence reaction is due to the photosensitive 1 O 2 .

한편, 1O2 반응의 분자 구조 내에서의 원인은, 전자분무 이온화 질량 분광 분석 (양성 모드) 측정법을, Irpbt-TEG 또는 임상 치료 상에서 1O2 감광제로서 사용되는 메틸렌 블루의 존재 하에서 광 조사를 한 C314-TEG 용액에 적용함으로써 조사되었다. 상기 두 가지 경우 모두에서, C314-TEG 내의 줄롤리딘 (julolidine) 부위 (moiety)가 이미늄 (iminium) 형태로 전환되는 것이 발견되었다. 이와 관련하여, 본원의 이합체 화합물인 EJ1의 C314-TEG 부분에서 줄롤리딘 부위가 이미늄 형태로 전환되는 것은 하기 반응식 2로서 표시될 수 있다:Meanwhile, Causes within the molecular structure of the 1 O 2 reaction can be determined by electron spray ionization mass spectrometry (positive mode) measurement using either Irpbt-TEG or C 3 O 14 irradiated in the presence of methylene blue used as a 1 O 2 photoresist on clinical treatments -TEG solution. ≪ / RTI > In both cases, it has been found that the julolidine moiety in C314-TEG is converted to the iminium form. In this regard, the conversion of the julolididine moiety to the iminium form at the C314-TEG moiety of the dimeric compound EJ1 of the present disclosure can be represented by the following reaction scheme 2:

[반응식 2][Reaction Scheme 2]

Figure pat00010
.
Figure pat00010
.

이와 관련하여, 자외선-가시광선 흡수 스펙트럼은 줄롤리딘으로부터 카르보닐 그룹으로의 분자 내 전하 이동 전이 변화에 따른 흡수 밴드의 소멸을 나타내었다 (λabs = 449 nm). 이는, 도 2a 및 도 2b를 통해 확인할 수 있는데, 구체적으로, 도 2a는 37℃에서 광 조사 (λex = 365 nm) 하에서의 30 μM C314-TEG 및 10 μM Irpbt-TEG를 포함하는 O2-포화된 수용액성 버퍼 용액 (PBS:DMSO = 부피비 9:1)의 자외선-가시광선 흡수 스펙트럼의 시간에 따른 변화를 나타낸 것으로서, 도 2a의 삽입도는 449 nm에서의 흡광도의 상응하는 감소를 나타내었으며, 도 2b는 1O2-매개된 이분자 반응의 속도 상수를 측정한 결과이다. 도 2a 및 도 2 b에서, 빛에 대해 흡수력이 떨어진 (photobleached) 10 μM C314-TEG의 449 nm 밴드의 속도는 10 μM Irpbt-TEG의 존재 하에서 9.6 x 10-4 s-1로 측정되었고, 상기 속도는 Irpbt-TEG의 농도와 함께 선형적으로 증가되었다. 이와 유사한 흡수 변화는 강력한 단전자 산화제인 (NH4)2CeIV(NO3)6를 첨가함에 따라 관찰되었다. 형광 반응들과 마찬가지로, 이와 같은 결과는 1O2에 의한 α-탈수소 산화의 발생을 나타내었다. 시간-의존적인 밀도 함수 이론에 기반한 양자 화학적 계산 또한 이와 같은 가설을 지지하였다. 이전의 연구들은 7-(디알킬아미노)쿠마린 화합물의 유사 1O2-매개된 산화를 보고하였다. 반응의 기저를 이루는 화학 공정들은 Baciocchi 및 그의 공동연구자들에 의해 제안된 메커니즘[E.Baciocchi, T.D.Giacco and A.Lapi, Org . Lett ., 2004, 6, 4791-4794.]에 기반하여 이해될 수 있는데, 이는 1O2에 의해 3 차 아민으로부터 α-수소 원자를 추출하는 것, 및 이에 이어서 단전자를 상응하는 과수산기 (HOO·)로 이동시켜 H2O2를 수득하는 것과 연관되어 있다. 실제로, 본 실시예에서는 요오드 적정을 통해서 H2O2를 검출할 수 있었다.In this regard, the ultraviolet-visible light absorption spectrum showed the disappearance of the absorption band as a function of the transfer of charge transfer from the julolidine to the carbonyl group (λ abs = 449 nm). This may determine through the Figures 2a and 2b, specifically, Figure 2a O 2 containing 30 μM C314-TEG and 10 μM Irpbt-TEG under irradiation with light (λ ex = 365 nm) at 37 ℃ - saturated (PBS: DMSO = volume ratio 9: 1) of the aqueous buffer solution (PBS: DMSO = volume ratio 9: 1) showing the corresponding decrease in absorbance at 449 nm, FIG. 2b shows the results of measuring the rate constants of the 1 O 2 -mediated biomolecule reaction. In Figures 2a and 2b, the rate of the 449 nm band of 10 μM C314-TEG photobleached to light was measured at 9.6 × 10 -4 s -1 in the presence of 10 μM Irpbt-TEG, The rate was linearly increased with the concentration of Irpbt-TEG. Similar absorption changes were observed with the addition of (NH 4 ) 2 Ce IV (NO 3 ) 6 , a powerful mono-electron oxidant. Similar to the fluorescence reactions, this result indicated the occurrence of α-dehydrogenation by 1 O 2 . Quantum chemical calculations based on time-dependent density function theory also supported this hypothesis. Previous studies have reported similar 1 O 2 -mediated oxidation of 7- (dialkylamino) coumarin compounds. The chemical processes underlying the reaction are the mechanism proposed by Baciocchi and co-workers [E. Bacciocchi, TDGiacco and A. Lapi , Org . Lett . , 2004, 6, 4791-4794. This can be accomplished by extracting an a-hydrogen atom from a tertiary amine by 1 O 2 , followed by the addition of a single electron to the corresponding perhydric acid group (HOO go to) is associated to those for obtaining H 2 O 2. In fact, in this embodiment, H 2 O 2 could be detected through iodine titration.

한편, 도 3a 및 도 3b에서 확인되는 바와 같이, 365 nm에서의 10 μM EJ1 용액 (pH 7.4의 PBS 버퍼:DMSO = 9:1 부피비, 37℃)에 대한 광 조사는 1O2와의 상호 작용 결과 쿠마린 부위 (moiety)의 전하-이동 흡수 밴드의 소멸을 야기하였으며 (λabs = 445 nm; 도 3a의 자외선-가시광선 흡수 스펙트럼 변화 참조), 흡수 변화는 441 nm에서의 새로운 발광 밴드의 발생을 동반하였다 (도 3b의 광 루미네선스 스펙트럼 변화 참조). 이와 같은 스펙트럼 상의 특징들은 C314-TEG에 대해 측정한 것과 동일한 것이었다. 3A and 3B, light irradiation for 10 μM EJ1 solution (pH 7.4: PBS buffer: DMSO = 9: 1 by volume, at 37 ° C.) at 365 nm resulted in an interaction with 1 O 2 Resulting in the disappearance of the charge-transfer absorption band of the coumarin moiety ([lambda] abs = 445 nm; see the ultraviolet-visible light absorption spectrum change of Fig. 3a), the absorption change is accompanied by the generation of a new luminescent band at 441 nm (See the change of the optical luminescence spectrum in Fig. 3B). These spectral features were the same as those measured for C314-TEG.

한편, 도 4는 1O2 반응에 기반하여 제안된 메커니즘을 나타낸 것으로서, Ir(III) 착체의 인광 강도 (λems = 526 nm)가 증가되었는데, 이는 쿠마린 부위 (moiety)로 되돌아가는 삼중항 - 삼중항 에너지 전환을 억제한 결과이며, Ir(III) 착체 구성 요소 (λobs = 600 nm)의 인광 수명이 2.44 μs 에서 3.80 μs로 증가된 것은 상기 메커니즘을 지지하는 것이다.On the other hand, FIG. 4 shows the proposed mechanism based on the 1 O 2 reaction, in which the phosphorescence intensity (λ ems = 526 nm) of the Ir (III) complex was increased, indicating that the triplet- It is the result of inhibition of triplet energy transfer and the increase in the phosphorescence lifetime of the Ir (III) complex component (λ obs = 600 nm) from 2.44 μs to 3.80 μs supports this mechanism.

또한, 총 광 루미네선스 양자 수율 (φPL)은 0.015에서 0.10로 증가되었다. 460 nm 및 561 nm의 광 루미네선스 강도의 비율 (I 460 /I 561 )로서 정량 평가된 비율척도 발광 변화의 정도는, 0.0048로부터 2.16으로 증가되었다. 상기 I 460 /I 561 수치는 첨가된 히스티딘의 농도에 비례하여 감소되었으며, 이는 1O2 반응에 대해 예상한 그대로였다. 이와 관련하여, 도 5a는 1O2 스캐빈저인 100 mM 히스티딘의 부재 (흑색) 및 존재 (회색) 하에서의 365 nm 광조사 (30 분)에 따른 10 μM EJ1의 광 루미네선스 스펙트럼의 변화를 나타낸 것이고, 도 5b는 10 mM 및 100 mM 히스티딘의 부재 및 존재 하에서의 EJ1의 460 nm 및 561 nm에서의 광 루미네선스 강도의 비율의 시간적 변화를 나타낸 것이며, 이 때의 실험 조건은 PBS:DMSO = 부피비 9:1 및 37℃였다.In addition, the total photoluminescence quantum yield (phi PL ) was increased from 0.015 to 0.10. The extent of the quantitatively evaluated rate scale luminescence change as a ratio of the optical luminescence intensity at 460 nm and 561 nm ( I 460 / I 561 ) was increased from 0.0048 to 2.16. The I 460 / I 561 value was reduced in proportion to the concentration of added histidine, which was as expected for the 1 O 2 reaction. In this regard, FIG. 5A shows the change in the optical luminescence spectrum of 10 μM EJ1 according to the absence of 100 mM histidine ( 1 O 2 scavenger) (black) and exposure to 365 nm light (30 min) And FIG. 5B shows the temporal change in the ratio of the optical luminescence intensity at 460 nm and 561 nm of EJ1 in the absence and presence of 10 mM and 100 mM histidine, wherein the experimental conditions were PBS: DMSO = And a volume ratio of 9: 1 and 37 [deg.] C.

한편, 하기 [표 1]에서 확인되는 바와 같이, EJ1은 1O2의 광감작에 대하여 1O2 선량 (dosimetric) 반응 전 (0.98) 및 후 (1.00) 모두에서 높은 양자 수율을 나타내었다 (φΔ). 이처럼 φΔ가 작은 차이를 보이는 것은 지속적인 1O2 발생을 위해 이득이 되는 것이며, 쿠마린 부위 (moiety)의 선량 반응의 느린 속도에서 기인한 것이다. φΔ 값은 여기 빔에 지속적으로 노출되는 동안 계속 높게 유지되는데, 이는 Irpbt 부위 (moiety)의 우수한 광 안정성에서 기인한 것이다. 구체적으로, 1O2 반응이 있기 전·후의 EJ1 및 기준 화합물들의 광물리 데이터는 하기 [표 1]에 열거되었다:To On the other hand, as identified in Table 1 in, EJ1 exhibited a high quantum yield in both the 1 O 2 dose (dosimetric) reaction in (0.98) and after (1.00) for the optical sensitization of 1 O 2Δ ). This small difference in φ Δ is beneficial for sustained 1 O 2 generation and is due to the slow rate of dose response of the coumarin moiety. The value of [ Delta] [Delta] [Delta ] is kept high for a sustained exposure to the excitation beam, which is due to the excellent light stability of the Irpbt moiety. Specifically, the photophysical data of EJ1 and reference compound before and after it has 1 O 2 The reaction was listed for Table 1:

[표 1][Table 1]

Figure pat00011
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상기 [표 1]에서, 윗 첨자로서 표시된 a는 10 μM (PBS:DMSO = 9:1 부피비)이고, b는 여기 파장 330 nm이며, c는 9,10-디페닐안트라센 (9,10-Diphenylanthracene; PhMe) 표준 물질이고, d는 광루미네선스 수명 (괄호 속 수치들은 관찰된 파장을 나타낸 것)이며, e는 일중항 산소 발생 양자 수율로서, 메틸렌 블루 표준 물질 (φΔ = 0.52) 및 1,3-디페닐이소벤조푸란 (1,3-diphenylisobenzofuran) 1O2 기재를 이용하여 측정한 것이다.In the above Table 1, superscript a is 10 μM (PBS: DMSO = 9: 1 by volume), b is the excitation wavelength 330 nm, c is 9,10-diphenylanthracene ; PhMe) standard material, d is the optical luminescence lifetime (parenthesized values represent the observed wavelength), e is the singlet oxygen generation quantum yield, methylene blue reference material (φΔ = 0.52) (1,3-diphenylisobenzofuran) 1 O 2 substrate.

한편, EJ1의 광 루미네선스 반응이 다양한 활성산소종 중에서도 특히 1O2에 대해 선택적이라는 점은, 다양한 활성산소종에 대한 10 μM EJ1의 광 루미네선스 반응 (EJ1 또는 메틸렌 블루에 의한 광감작)을 나타낸 도 6을 통해 확인할 수 있었다. 도 6에서 확인되는 바와 같이, O2 ·- (1.0 mM KO2), ClO- (1.0 mM NaOCl), 1.0 mM t-BuOOH, 1.0 mM H2O2, t-BuO· (1.0 mM FeSO4 + 100 μM t-BuOOH), 및 ·OH (1.0 mM FeSO4 + 100 μM H2O2)를 포함하는 활성 산소 종과 경쟁되는 10 μM EJ1를 처리하는 것은 어떤 스펙트럼 변화도 만들어내지 못하였다. 이와 매우 대조적으로, 광 루미네선스 비율척도 반응들은, EJ1 및 메틸렌 블루의 혼합물에 대해 EJ1은 흡수하지 못하였던 파장인 510 nm을 광 조사 함으로써 측정되었다. 이와 같은 실험의 결과들은 EJ1이 1O2-선택적임을 분명하게 드러내는 것이었다.On the other hand, the fact that the photoluminescence reaction of EJ1 is selective for 1 O 2 among various active oxygen species is due to the fact that the photoluminescence reaction of 10 μM EJ1 (EJ1 or methylene blue) FIG. 6 shows the result of the analysis. As it will be confirmed from FIG. 6, O 2 · - (1.0 mM KO 2), ClO - (1.0 mM NaOCl), 1.0 mM t-BuOOH, 1.0 mM H 2 O 2, t-BuO · (1.0 mM FeSO 4 + the handle 100 μM t-BuOOH), and · OH (1.0 mM FeSO 10 μM EJ1 that compete with the active oxygen species comprising a 4 + 100 μM H 2 O 2 ) was filled to make any change in the spectrum. In contrast, photoluminescence rate scale responses were measured by irradiating a mixture of EJ1 and methylene blue with a wavelength of 510 nm, which was not absorbed by EJ1. The results of these experiments clearly show that EJ1 is 1 O 2 -selective.

이와 같은 EJ1의 1O2에 대한 선택적 감지 및 검출 능력을 확인한 뒤, 본 실시예에서는 포유류 세포들에 대한 이와 같은 특성들의 생물학적 이용 가능성을 확인하기 위한 실험을 수행하였다. EJ1이 침투할 수 있는 포유류 세포들은 다양하게 발견되었는데, 이는 HeLa, A549, MCF7, 및 RAW 264.7 대식 세포를 포함하는 것이었다. 습한 인큐베이터 (5% CO2, 37%) 내에서 15 분 동안 5 μM의 EJ1을 처리한 RAW 264.7 세포들의 형광 현미경 이미지들은, 적색 영역에 비해 (λobs = 507 nm 내지 691 nm) 청색 영역 내에서의 약한 발광 강도를 나타내었다 (λobs = 410 nm 내지 499 nm). 대조적으로, 100 ng mL-1 지질다당류 (LPS, 16 시간) 및 100 UmL-1 인터페론 (IFN)-γ (2.5 시간), 이어서 10 nM 포볼 (phorbol) 12-미리스테이트 (myristate) 13-아세테이트 (PMA, 0.5 시간)으로 자극된 RAW 264.7 세포들은 청색 발광을 나타내었다. 도 7a에 도시된 청색 및 적색 이미지들을 이용하여 구축된 비율척도 이미지들은 내생적으로 발생된 1O2를 시각화하는 것에 도움을 주었다. 구체적으로, 도 7a는 100 ng mL-1 LPS, 100 U mL-1 IFN-γ, 및 100 ng mL-1 PMA (스케일바 50 μm)에 의한 자극을 통해 RAW 264.7 세포들에서 내생적으로 발생된 1O2를 시각화한 것으로서, 상단의 이미지는 명시야상 (bright field) 이미지이고, 하단의 이미지는 비율척도 이미지로서 적색 채널 이미지 (λobs = 507 nm 내지 691 nm)를 청색 채널 이미지 (λobs = 410 nm 내지 499 nm)로 나누어 구축한 것이다. 도 7a에서의 비율척도 반응들의 중대한 감쇠는 세포들을 1O2 스캐빈저인 10 mM 히스티딘을 처리함에 따라 관찰되었으며, 이는 상기 반응들이 1O2로부터 발생된 것임을 확인시켜주는 것이었다. 또한, 도 7b에 도시된 세포들의 마이크로그래프의 람다 프로파일들 내에서의 스펙트럼 변화는 현미경 이미지들에서 관찰된 것을 한층 더 지지하였다.Such an EJ1 After confirming selective detection and detection capabilities for 1 O 2 , experiments were performed in this example to confirm the bioavailability of such properties for mammalian cells. A number of mammalian cells capable of penetrating EJ1 have been found, including HeLa, A549, MCF7, and RAW 264.7 macrophages. Fluorescent microscope images of RAW 264.7 cells treated with 5 μM EJ1 for 15 minutes in a humid incubator (5% CO 2 , 37%) showed fluorescence microscopic images in the blue region (λ obs = 507 nm to 691 nm) (&Amp;thetas; obs = 410 nm to 499 nm). In contrast, 100 ng mL- 1 lipopolysaccharide (LPS, 16 hours) and 100 UmL- 1 interferon (IFN) -γ (2.5 hours) followed by 10 nM phorbol 12- myristate 13- PMA, 0.5 hr) stimulated blue light emission from RAW 264.7 cells. The rate scale images constructed using the blue and red images shown in Figure 7a helped visualize endogenously generated 1 O 2 . Specifically, FIG. 7a shows the effect of the endogenously generated RAW 264.7 cells on stimulation with 100 ng mL -1 LPS, 100 U mL -1 IFN- ?, and 100 ng mL -1 PMA (scale bar 50 μm) as a visualization of 1 O 2, an image of the top of the specified field image (bright field) image, and the image at the bottom of the blue channel image of the red channel image (λ obs = 507 nm to 691 nm) as a ratio scale image (λ obs = 410 nm to 499 nm). Significant attenuation of the ratio scale responses in Figure 7a was observed by treating cells with 10 mM histidine, a 1 O 2 scavenger, confirming that the reactions were from 1 O 2 . In addition, the spectral changes in the lambda profiles of the micrographs of the cells shown in Figure 7b further supported what was observed in the microscopic images.

한편, EJ1은 광 조사 하에서 암 세포들에 대해 세포 독성을 가졌다. 광 세포 독성의 정량화를 위하여 수행한 MTT 세포 생존능력 평가 결과는 도 8a에 도시하였다. 구체적으로, 0.2 내지 200 μM의 EJ1을 1 시간 동안 처리하고 습한 인큐베이터 (5% CO2, 37℃) 내에서의 추가적인 1 시간 동안의 청색 LED를 이용한 연속적인 광 조사를 한 HeLa 세포들에 대한 IC50 수치 [IC50 (명); 도 8a의 적색 그래프], 및 0.2 내지 200 μM의 EJ1을 1 시간 동안 처리하고 습한 인큐베이터 (5% CO2, 37℃) 내에서 추가적인 1 시간 동안 어둡게 처리한 HeLa 세포들에 대한 IC50 수치 [IC50 (암); 도 8a의 흑색 그래프]가 측정되었다. 또한, 어두운 조건 하에서 시스플라틴 (cisplatin)으로부터 도출된 IC50 수치 (도 8a의 청색 그래프) 및 광 조사 하에서 EJ1의 광 생성물로부터 도출된 IC50 수치 (도 8a의 적색 그래프) 또한 도 8a에 함께 표시되었다. 도 8a의 MTT 평가 결과, 0.45 μM의 IC50 (명) 수치가 수득된 반면, 대조군으로서 어두운 곳에서 인큐베이션한 세포들에 대한 IC50 (암) 수치는 50 μM 정도로 높았다. IC50 (명)은 시스플라틴 (IC50 = 2.8 μM)으로부터 수득된 수치보다도 작았으며, 이는 광 조사 하에서 EJ1의 세포 독성 가능성을 증명하는 것이었다. 0.48 μM의 IC50 (명) 수치는 EJ1의 광 생성물에 대한 평가를 나타내는 것으로서, 세포 독성이 높게 유지되며, 심지어 1O2-선량 반응이 완성에 달했을 때도 높게 유지됨을 보여주었다. IC50 (암)/IC50 (명)으로서 정의되는 광 세포 독성 지수 (PI)는 110에 달하였다. 이와 유사한 PI 수치가 A549 (PI = 217) 및 MCF7 (PI = 51) 세포들에 대해 수득되었다. PI 수치들은, 피렌 (pyrene)-함유 Ru(II) 착체 또는 N-헤테로고리의 카르빈 (carbene) 리간드 또는 폴리(에틸렌글리콜)을 함유하는 Ir (III) 착체로부터 수득된 것과 비견될만한 것이었다.On the other hand, EJ1 was cytotoxic to cancer cells under light irradiation. The results of MTT cell viability assay performed for the quantification of photocell toxicity are shown in FIG. 8A. Specifically, ICs for HeLa cells treated with 0.2 to 200 [mu] M EJ1 for 1 hour and continuous light irradiation with blue LED for an additional hour in a humidified incubator (5% CO 2 , 37 ° C) 50 values [IC 50 (persons); (Red graph of FIG. 8A), and IC 50 values for HeLa cells treated with 0.2-200 μM EJ1 for 1 hour and dark for an additional hour in a humidified incubator (5% CO 2 , 37 ° C.) [IC 50 (cancer); Black graph of Fig. 8A] was measured. In addition, IC 50 values (blue graph of FIG. 8A) derived from cisplatin under dark conditions and IC 50 values (red graph of FIG. 8A) derived from the photoproduct of EJ1 under light irradiation are also shown in FIG. 8A . As a result of the MTT evaluation in FIG. 8A, an IC 50 (person) value of 0.45 μM was obtained, while an IC 50 (cancer) value of cells incubated in darkness as a control group was as high as 50 μM. The IC 50 (persons) was smaller than the value obtained from cisplatin (IC 50 = 2.8 μM), which demonstrated the cytotoxic potential of EJ1 under light irradiation. An IC 50 (n) value of 0.48 μM indicates an assessment of the EJ1 photoproduct, indicating that the cytotoxicity remains high and even when the 1 O 2 -dose response is complete, it remains high. The photocell toxicity index (PI), defined as IC 50 (cancer) / IC 50 (persons), reached 110. Similar PI values were obtained for A549 (PI = 217) and MCF7 (PI = 51) cells. PI values were comparable to those obtained from an Ir (III) complex containing a pyrene-containing Ru (II) complex or a carbene ligand of a N-heterocycle or poly (ethylene glycol).

또한, 아넥신 (annexin) V-FITC (세포자멸 마커) 및 프로피듐 요오드 (propidium iodide; 괴사 마커)를 EJ1-처리된 HeLa 세포들에 적용한 것은, 광-유도된 세포 사멸이 발생되는 메커니즘을 제시하였다. 이와 관련하여, 도 8b는 광루미네선스 마이크로그래프들로서, 5 μm EJ1을 이용하여 인큐베이션된 HeLa 세포의 광조사 및 세포자멸 검출 키트 [아넥신 V-FITC 및 프로피듐 요오드 (PI)]을 통해 수득한 결과이며, 도 8b의 상단의 이미지는 비율척도 이미지이고 [EJ1의 적색 채널 이미지 (λobs = 507 nm 내지 691 nm)는 EJ1의 청색 채널 이미지 (λobs = 410 nm 내지 499 nm)로 나누어진 것임], 중단의 이미지는 아넥신 V-FITC (녹색, λobs = 498 nm 내지 560 nm) 및 PI (적색, λobs = 568 nm 내지 673 nm) 발광 이미지들의 오버레이이며, 하단의 이미지는 명시야상 (bright field) 이미지이다. 도 8b (스케일바 = 50 μm)가 도출된 실험에서 세포들은 이미지 촬영 전에 지시된 시간 동안 청색 LED에 노출되었다. 도 8b에서 확인되는 바와 같이, 아넥신 V-FITC를 나타내는 것인 플라즈마 막들의 녹색 염색은, 세포 사멸의 조기 단계들에서 세포자멸 (apoptosis)이 우세함을 시사하였다. 또한, EJ1-처리된 세포들에 추가적인 광 조사를 하는 것은 궁극적으로 괴사 (necrotic) 세포 사멸을 유도하였으며, 이는 프로피듐 요오드로서 핵이 염색된 것으로 표시되었다. 또한, EJ1은 다른 세포 소기관들, 예를 들어 핵, 리소좀, 및 소포체 등에 비해 상대적으로 미토콘드리아 내에 우선적으로 국지화되었으며, 이는 도 9를 통해 확인할 수 있었다. 구체적으로, 도 9는 EJ1과 세포 소기관-특이적인 염색의 위치 일치성 (colocalization)을 나타낸 것으로서, 좌측부터 DRAQ5 (핵 염색), ER-Tracker Red (조면 소포체 염색), LysoTracker Deep Red (리소좀 염색), 및 MitoTracker Deep Red FM (미토콘드리아 염색)을 나타낸 것이다. 또한, 도 9의 상단은 EJ1 (녹색) 및 세포 소기관-특이적인 염색 (적색)의 광 루미네선스 현미경 이미지를 겹쳐서 나타낸 것이고, 하단은 이에 상응하는 위치 일치성 산란 점들을 나타낸 것이다. 도 9의 결과를 참조할 때, 광-유도된 세포 사멸은 광-발생된 1O2에 의해 촉발된 미토콘드리아의 기능 장애와 밀접하게 연관되어 있는 것일 수 있다. 광-유도된 세포 사멸의 진행은 또한 EJ1의 비율척도 광 루미네선스 반응들을 측정하는 것에 의해 추적되었다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 세포자멸 및 괴사의 유도는 1O2의 축적 레벨과 상호 연관되어 있는 것이며, 이는 비율척도 이미지에 의해 정량화된 것과 같다. 이와 같은 결과들이 나타내는 것은 EJ1이 조절된 광역학적인 치료 적용 분야에서의 잠재적 이용성을 가진다는 것이다. 이와 관련하여, 이미지화를 위한 광여기 파장들과의 혼선 없이 Ir (III) 착체가 2-광자 (two-proton) 공정을 통해 1O2 감광화를 할 수 있다는 점에 주목할 필요가 있다.In addition, the application of annexin V-FITC (apoptosis marker) and propidium iodide (necrosis marker) to EJ1-treated HeLa cells shows the mechanism by which photo-induced cell death occurs Respectively. In this regard, FIG. 8b shows the results obtained by photoirradiation and apoptosis detection kits (Annexin V-FITC and propidium iodine (PI)) of HeLa cells incubated with 5 占 퐉 EJ1 as optical luminescent micrographs 8b is a ratio scale image and the red channel image of EJ1 (? Obs = 507 nm to 691 nm) is divided into a blue channel image of EJ1 (? Obs = 410 nm to 499 nm) ( Obs = 498 nm to 560 nm) and PI (red, lambda obs = 568 nm to 673 nm) luminescent images, while the bottom image is an overlay of anexin V- (bright field) image. In the experiment in which Figure 8b (scale bar = 50 μm) was derived, cells were exposed to the blue LED for the indicated time before imaging. As can be seen in Figure 8b, green staining of plasma membranes, representing annexin V-FITC, suggested apoptosis predominates in early stages of apoptosis. In addition, additional light irradiation on EJ1-treated cells ultimately led to necrotic cell death, which was labeled as nuclear iodine as propidium iodide. In addition, EJ1 was preferentially localized in mitochondria relative to other cellular organelles, such as nuclei, lysosomes, and endoplasmic reticulum, as can be seen in FIG. Specifically, FIG. 9 shows the colocalization of EJ1 and cell organelle-specific staining. From left to right, DRAQ5 (nuclear staining), ER-Tracker Red (rough endoplasmic reticulum staining), LysoTracker Deep Red (lysosome staining) , And MitoTracker Deep Red FM (mitochondria staining). In addition, the upper part of FIG. 9 shows the overlapping images of EJ1 (green) and cell organ-specific staining (red) optical luminescence microscopy, and the lower part shows corresponding loci scattering points. Referring to the results of FIG. 9, photo-induced cell death may be closely related to dysfunction of mitochondria triggered by photo-generated 1 O 2 . The progression of photo-induced apoptosis was also tracked by measuring the rate-scale optical luminescence responses of EJ1. As shown in FIG. 8B, induction of apoptosis and necrosis correlates with the accumulation level of 1 O 2 , which is as quantified by the ratio scale image. These results indicate that EJ1 has potential use in controlled photodynamic therapy applications. In this regard, it should be noted that Ir (III) complexes can perform 1 O 2 sensitization through a two-proton process without interference with the optical excitation wavelengths for imaging.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수도 있다.The foregoing description of the disclosure is exemplary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위, 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the present invention .

Claims (10)

하기 화학식 1로서 표시되는,
화합물:
[화학식 1]
Figure pat00012
.
(1)
compound:
[Chemical Formula 1]
Figure pat00012
.
하기 화학식 1로서 표시되는 화합물을 포함하는,
감광제 (photosensitizer) 조성물:
[화학식 1]
Figure pat00013
.
A compound represented by the following general formula (1)
Photosensitizer composition:
[Chemical Formula 1]
Figure pat00013
.
제 2 항에 있어서,
상기 화학식 1로서 표시되는 화합물은, 하기 화학식 2로서 표시되는 형광 방출 화합물, 및 하기 화학식 3으로서 표시되는 인광 방출 화합물로부터 형성되는 이합체 화합물인, 감광제 조성물:
[화학식 2]
Figure pat00014
,
[화학식 3]
Figure pat00015
.
3. The method of claim 2,
Wherein the compound represented by Formula 1 is a dimer compound formed from a phosphorescent emitting compound represented by Formula 2 below and a phosphorescent emitting compound represented by Formula 3 below:
(2)
Figure pat00014
,
(3)
Figure pat00015
.
제 2 항에 있어서,
상기 화학식 1로서 표시되는 화합물은 일중항 산소 (1O2)에 대하여 감광제로서 작용하는 것인, 감광제 조성물.
3. The method of claim 2,
Wherein the compound represented by Formula 1 serves as a photosensitizer for singlet oxygen ( 1 O 2 ).
제 2 항에 있어서,
상기 화학식 1로서 표시되는 화합물은, 일중항 산소 (1O2)에 대하여 선택적인 비율척도 (ratiometric) 광 루미네선스 반응 또는 광 세포 독성 (photocytotoxicity) 반응을 나타내거나, 또는 일중항 산소 (1O2)에 대하여 비율척도 광 루미네선스 반응 및 광 세포 독성 반응을 모두 나타내는 이중 광기능성을 갖는 것인, 감광제 조성물.
3. The method of claim 2,
The compound represented by Formula 1 may exhibit a selective ratiometric photoluminescence reaction or a photocytotoxicity reaction to singlet oxygen ( 1 O 2 ), or a singlet oxygen ( 1 O 2 ) having dual photoprotective properties that exhibit both a ratio scale photoluminescence response and a photo cytotoxic response.
제 5 항에 있어서,
상기 광 세포 독성 반응은 광 조사 하에서 상기 화학식 1로서 표시되는 화합물이 세포의 사멸 (apoptosis)를 유도하는 것을 포함하는 것인, 감광제 조성물.
6. The method of claim 5,
Wherein the photocell toxic reaction comprises that the compound represented by Formula 1 induce apoptosis of cells under light irradiation.
제 5 항에 있어서,
상기 광 세포 독성은 광 조사에 의해 발생된 일중항 산소 (1O2)에 의해 세포 내 미토콘드리아 기능 장애를 촉발시킴으로써 세포 사멸을 유도하는 것을 포함하는 것인, 감광제 조성물.
6. The method of claim 5,
Wherein the photocell toxicity comprises inducing apoptosis by inducing intracellular mitochondrial dysfunction by singlet oxygen ( 1 O 2 ) generated by light irradiation.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 세포는 암 세포를 포함하는 것인, 감광제 조성물.
8. The method according to claim 6 or 7,
Wherein said cells comprise cancer cells.
제 6 항에 있어서,
상기 광 조사 하에서 일중항 산소 (1O2)에 의한 상기 세포의 사멸이 진행되는 동안 발생되는 상기 화학식 1로서 표시되는 화합물의 비율척도 광 루미네선스 변화를 기록함으로써, 치료를 위한 1O2 함량 (therapeutic 1O2 dosage)을 실시간으로 모니터링하기 위해 사용되는, 감광제 조성물.
The method according to claim 6,
The ratio scale of the compound represented by the formula (1) generated during the progress of the cell death by the singlet oxygen ( 1 O 2 ) under the light irradiation was recorded so that the 1 O 2 content ( 1 ) < / RTI > ( 2 ).
하기 반응식 1로서 표시되는 공정을 포함하는,
하기 화학식 1로서 표시되는 화합물의 제조 방법:
[반응식 1]
Figure pat00016
,
[화학식 1]
Figure pat00017
.
1. A process for the preparation of a compound of formula < RTI ID = 0.0 >
A process for producing a compound represented by the following formula (1)
[Reaction Scheme 1]
Figure pat00016
,
[Chemical Formula 1]
Figure pat00017
.
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