KR20210094892A - A novel organic fluorescence compound and a device comprising the same - Google Patents

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KR20210094892A
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이호근
김기철
이진규
우승아
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Abstract

The present invention relates to a novel organic fluorescent compound exhibiting excellent redox potential and a device including the same. The present invention can accurately check blood glucose concentration information in real time.

Description

신규한 유기 형광 화합물 및 이를 포함하는 장치{A NOVEL ORGANIC FLUORESCENCE COMPOUND AND A DEVICE COMPRISING THE SAME}A NOVEL ORGANIC FLUORESCENCE COMPOUND AND A DEVICE COMPRISING THE SAME

본 발명은 신규한 유기 형광 화합물 및 이를 포함하는 바이오센서에 관한 것이다. The present invention relates to a novel organic fluorescent compound and a biosensor comprising the same.

최근, 영양 과잉 섭취나 운동 부족 등의 원인에 의해, 당뇨병 또는 기타 대사 장애 관련 질병의 발병이 증가하고 있다. In recent years, the incidence of diabetes or other metabolic disorder-related diseases is increasing due to causes such as excessive nutrient intake or lack of exercise.

이러한 당뇨병 또는 대사 장애 관련 질병의 진단과 치료, 및 사후 관리를 위해서는, 혈액 중 글루코스 농도를 모니터링할 필요가 있다. 이와 관련하여 혈 중 글루코스 농도를 실시간으로 정확히 모니터링하기 위하여, 인체 침습을 최소화 하기 위해 많은 연구가 진행된 바 있다. For diagnosis, treatment, and follow-up management of such diabetes or metabolic disorder-related diseases, it is necessary to monitor the blood glucose concentration. In this regard, in order to accurately monitor the blood glucose concentration in real time, many studies have been conducted to minimize human invasion.

예를 들어, 글루코스를 포함하는 탄수화물과 페닐 보론 산과의 배위 결합 반응(complexation)의 비가역성과 크로마토그래피를 이용한 당류 화합물의 분리 방법은 오래 전부터 알려져 왔다.For example, the irreversibility of a complexation reaction between a carbohydrate containing glucose and phenyl boronic acid and a method for separating saccharide compounds using chromatography have been known for a long time.

그리고 미국특허 5,503,770호 등에는, 글루코스를 포함하는 사카라이드에 결합 시, 높은 강도의 형광을 방출하는 형광성 보론 산-함유 화합물이 개시되어 있다. 이러한 형광 화합물은 상술한 당류와의 상호작용을 위한 리셉터(Recepter), 이러한 결합으로부터 형광 현상을 일으키는 형광 발생 그룹(형광단, 혹은 리포터, Fluorophore, or Reporter), 및 화합물 전체의 성질을 조절하여 센싱 효율을 증가시킬 수 있게 하는 보조 그룹(링커, 혹은 스페이서, Linker, or spacer)을 포함하며, 페닐 보론 산의 이웃 자리에 질소 원자를 포함하는 분자 구조를 가지는 것이 일반적이다. And U.S. Patent No. 5,503,770 and the like disclose a fluorescent boronic acid-containing compound that emits high intensity fluorescence when bound to a saccharide containing glucose. These fluorescent compounds are sensed by controlling the receptor for interaction with the above-described saccharide, a fluorescence generating group (fluorophore, or reporter, Fluorophore, or Reporter) that causes fluorescence from this binding, and the properties of the entire compound. It is common to have a molecular structure that includes an auxiliary group (linker, or spacer, Linker, or spacer) that can increase efficiency, and includes a nitrogen atom at a position adjacent to the phenyl boronic acid.

상기 질소 원자는 페닐 보론 산 부분의 이웃자리에 위치하며, 당류가 페닐 보론 산과 결합을 형성하는 경우, 보론 산 부분 및 형광 발생 그룹과의 분자 내 상호작용을 통해, 형광을 방출하게 된다. The nitrogen atom is located adjacent to the phenyl boronic acid moiety, and when the saccharide forms a bond with the phenyl boronic acid, fluorescence is emitted through intramolecular interaction with the boronic acid moiety and the fluorescence generating group.

이와 관련하여, 혈액 내 글루코스를 검출하는데 사용되는, 안트릴-보론 산 함유 화합물이나, 나프탈리미드 계열 화합물 등이 알려져 있다. In this regard, anthryl-boronic acid-containing compounds, naphthalimide-based compounds, and the like, which are used for detecting blood glucose, are known.

그러나, 현재 사용되는 화합물 등은 상대적으로 고가이고, 사용이 번거로운데 비해, 실시간 혈액 글루코스 농도 정보를 정확히 확인하기는 어려운 문제점이 있다. However, compounds currently used are relatively expensive and cumbersome to use, but there is a problem in that it is difficult to accurately check real-time blood glucose concentration information.

본 명세서는, 신규한 구조의 유기 형광 화합물 및 이를 포함하는 바이오센서를 제공하고자 한다. An object of the present specification is to provide an organic fluorescent compound having a novel structure and a biosensor including the same.

본 발명에 따르면, 하기 화학식 1의 유기 형광 화합물이 제공된다.According to the present invention, there is provided an organic fluorescent compound represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

R1 내지 R4는, 각각 독립적으로, 수소, 탄소 수 1 내지 5의 알킬 기, 탄소수 6 내지 20의 아릴 기, 탄소 수 2 내지 20의 옥시알킬 기, 또는 탄소 수 6 내지 20의 옥시아릴 기로, 상기 알킬 기, 아릴 기, 옥시알킬 기, 또는 옥시아릴 기는 각각 독립적으로, 할로겐 원자, 히드록시 기, 아민 기 또는 아미노 기로 치환되거나, 치환되지 않을 수 있고, R1 to R4 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an oxyalkyl group having 2 to 20 carbon atoms, or an oxyaryl group having 6 to 20 carbon atoms, The alkyl group, aryl group, oxyalkyl group, or oxyaryl group may each independently be unsubstituted or substituted with a halogen atom, a hydroxy group, an amine group or an amino group,

단 상기 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 하기 화학식 1-1의 그룹이고, provided that at least one of R1 to R4 is a group of Formula 1-1,

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 1-1에서, In Formula 1-1,

A1, A2 및 A3는 각각 독립적으로, 단일 결합, 탄소수 1 내지 5의 알킬렌, 페닐렌, 또는 탄소수 7 내지 10의 페닐알킬렌이고, A1, A2 and A3 are each independently a single bond, alkylene having 1 to 5 carbon atoms, phenylene, or phenylalkylene having 7 to 10 carbon atoms;

D는 아민 (-NR22-)또는 아미드(-CO-NR23-)이고, R21 내지 R23은, 각각 독립적으로, 수소, 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬 기이고, D is an amine (-NR22-) or an amide (-CO-NR23-), R21 to R23 are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms;

R11 내지 R15는, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 1 내지 5의 알킬 기, 할로겐 원자, 또는 -B(OH)2로, 단 R11 내지 R15 중 적어도 하나는 -B(OH)2이다.R11 to R15 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogen atom, or -B(OH) 2 , provided that at least one of R11 to R15 is -B(OH) 2 .

이 때, 상기 R1 내지 R4 중 어느 둘 이상이 상기 화학식 1-1의 그룹인 것이 바람직할 수 있다. In this case, it may be preferable that any two or more of R1 to R4 is a group represented by Formula 1-1.

그리고, 상기 R1 내지 R4 중 상기 화학식 1-1이 아닌 것들은, 각각 독립적으로, 할로겐 원자가 치환된 탄소 수 1 내지 5의 알킬 기, 할로겐 원자가 치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴 기, 탄소 수 2 내지 20의 옥시알킬 기, 또는 탄소 수 6 내지 20의 옥시아릴 기일 수 있다. And, among R1 to R4, those other than Formula 1-1 are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a halogen atom, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms substituted with a halogen atom, and 2 to 20 carbon atoms. of an oxyalkyl group, or an oxyaryl group having 6 to 20 carbon atoms.

그리고, 상기 A1, A2 및 A3는 각각 독립적으로, 단일 결합 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌인 것이 바람직할 수 있다. In addition, A1, A2, and A3 may each independently represent a single bond or alkylene having 1 to 5 carbon atoms.

그리고, 상기 D는 아미드(-CO-NR23-)이고, R23은, 각각 독립적으로, 수소, 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬 기인 것이 바람직할 수 있다. In addition, it may be preferable that D is an amide (-CO-NR23-), and R23 is, each independently, hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

발명의 다른 일 측면에 따르면, 상술한 유기 형광 화합물을 포함하는 장치가 제공될 수 있다. According to another aspect of the present invention, a device including the above-described organic fluorescent compound may be provided.

그리고, 상기 장치는, 바이오센서일 수 있으며, 구체적으로, 당 검출용 바이오센서일 수 있다. And, the device may be a biosensor, specifically, a biosensor for sugar detection.

본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용되며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 목적으로만 사용된다. In the present invention, terms such as first, second, etc. are used to describe various components, and the terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. In addition, the terminology used herein is only used to describe exemplary embodiments, and is not intended to limit the present invention.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합을 설명하기 위한 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 이들의 조합 또는 부가 가능성을 배제하는 것은 아니다. In this specification, terms such as "comprises", "comprises" or "have" are intended to describe embodied features, numbers, steps, components, or combinations thereof, and include one or more other features, numbers, or steps. , components, combinations or additions thereof are not excluded.

또한 본 명세서에 있어서, 각 층 또는 요소가 각 층들 또는 요소들의 "상에" 또는 "위에” 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층 또는 요소가 직접 각 층들 또는 요소들의 위에 형성되는 것을 의미하거나, 다른 층 또는 요소가 각 층 사이, 대상체, 기재 상에 추가적으로 형성될 수 있음을 의미한다. Also in this specification, when it is said that each layer or element is formed "on" or "on" each layer or element, it means that each layer or element is formed directly on each layer or element, or other It means that a layer or element may additionally be formed between each layer, on the object, on the substrate.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태로 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention may have various changes and may have various forms, specific embodiments will be illustrated and described in detail below. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, and it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명에 따르면, 하기 화학식 1의 유기 형광 화합물이 제공된다.According to the present invention, there is provided an organic fluorescent compound represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

R1 내지 R4는, 각각 독립적으로, 수소, 탄소 수 1 내지 5의 알킬 기, 탄소수 6 내지 20의 아릴 기, 탄소 수 2 내지 20의 옥시알킬 기, 또는 탄소 수 6 내지 20의 옥시아릴 기로, 상기 알킬 기, 아릴 기, 옥시알킬 기, 또는 옥시아릴 기는 각각 독립적으로, 할로겐 원자, 히드록시 기, 아민 기 또는 아미노 기로 치환되거나, 치환되지 않을 수 있고, R1 to R4 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an oxyalkyl group having 2 to 20 carbon atoms, or an oxyaryl group having 6 to 20 carbon atoms, The alkyl group, aryl group, oxyalkyl group, or oxyaryl group may each independently be unsubstituted or substituted with a halogen atom, a hydroxy group, an amine group or an amino group,

단 상기 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 하기 화학식 1-1의 그룹이고, provided that at least one of R1 to R4 is a group of Formula 1-1,

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 화학식 1-1에서, In Formula 1-1,

A1, A2 및 A3는 각각 독립적으로, 단일 결합, 탄소수 1 내지 5의 알킬렌, 페닐렌, 또는 탄소수 7 내지 10의 페닐알킬렌이고, A1, A2 and A3 are each independently a single bond, alkylene having 1 to 5 carbon atoms, phenylene, or phenylalkylene having 7 to 10 carbon atoms;

D는 아민 (-NR22-)또는 아미드(-CO-NR23-)이고, R21 내지 R23은, 각각 독립적으로, 수소, 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬 기이고, D is an amine (-NR22-) or an amide (-CO-NR23-), R21 to R23 are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms;

R11 내지 R15는, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 1 내지 5의 알킬 기, 할로겐 원자, 또는 -B(OH)2로, 단 R11 내지 R15 중 적어도 하나는 -B(OH)2이다.R11 to R15 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogen atom, or -B(OH) 2 , provided that at least one of R11 to R15 is -B(OH) 2 .

본 발명의 발명자들은, 기존에 당 검출을 위해 사용되던 화합물에서 리포터 부분으로 볼 수 있는 안트릴 구조 또는 나프탈리미드 구조가 아닌, 디케토피롤로피롤을 채용하는 경우, 이러한 화합물이 당류 화합물과 결합하여 강한 형광을 방출하여, 당류 검출을 위한 바이오센서 등에 사용될 수 있으며, 이러한 바이오센서를 이용하면, 피 검사자에 대한 침습 행위를 최소화하면서, 혈중 글루코스 농도 정보를 실시간으로 정확히 확인할 수 있다는 점을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다. The inventors of the present invention, when employing diketopyrrolopyrrole rather than an anthryl structure or a naphthalimide structure that can be seen as a reporter part in a compound previously used for sugar detection, such a compound binds to a saccharide compound By emitting strong fluorescence, it can be used as a biosensor for saccharide detection, and it was discovered that using such a biosensor, blood glucose concentration information can be accurately checked in real time while minimizing invasive behavior to the subject. invention was completed.

글루코스 검출을 위해 사용되는 유기 형광 화합물은, 글루코스를 포함하는 시료에 노출되었을 때, 농도-의존적으로 변하는 검출 가능한 특성을 보인다. 그러한 특성들은 다수의 문헌을 통해 이미 공지된 바 있다. An organic fluorescent compound used for glucose detection exhibits detectable properties that change in a concentration-dependent manner when exposed to a sample containing glucose. Such properties have already been known through numerous literatures.

이러한 유기 형광 화합물은, 당류와의 상호작용을 위한 리셉터(Recepter), 당류 및 페닐 보론산 그룹의 상호작용으로부터 형광 현상을 일으키는 형광 발생 그룹(형광단, 혹은 리포터, Fluorophore, or Reporter), 및 화합물 전체의 성질을 조절하여 센싱 효율을 증가시킬 수 있게 하는 보조 그룹을 포함할 수 있다. These organic fluorescent compounds include a receptor for interaction with saccharides, a fluorescence-generating group that causes fluorescence from the interaction of saccharides and phenyl boronic acid groups (fluorophores, or reporters, Fluorophore, or Reporter), and compounds An auxiliary group may be included to increase the sensing efficiency by adjusting the overall properties.

상술한 검출 가능한 특성은, 예를 들면, 시료 내 글루코스의 존부에 따라 형광 혹은 소광(quenching)이 발생하여 발광의 세기가 달라지는 특성이나, 시료 내 글루코스의 존부에 따라 형광 현상에 의한 발광 스펙트럼의 파장 범위가 달라지는, 스펙트럼 이동(Emission Spectrum Shift) 등을 들 수 있다. The detectable characteristic described above is, for example, a characteristic in which fluorescence or quenching occurs depending on the presence or absence of glucose in the sample and thus the intensity of light emission varies, but the wavelength of the emission spectrum due to fluorescence according to the presence or absence of glucose in the sample Spectral shift (Emission Spectrum Shift), which varies in range, and the like.

먼저 형광-소광에 의한 메커니즘을 이용하는 경우, 글루코스 부재 시 형광 발생 그룹이 소광자에 의해 소광되는 구조를 갖는 형광 발생 그룹 및 소광자(quencher)를 포함할 수 있다. First, when a mechanism by fluorescence-quenching is used, the fluorescence-generating group may include a fluorescence-generating group and a quencher having a structure in which the fluorescence-generating group is quenched by a quencher in the absence of glucose.

소광자는, 형광 발생 그룹과의 상호 작용에 의해 형광을 소광(quenching)시키는 역할을 하는 부분으로, 소광자가 제 역할(quenching)을 다하는 경우, 소광이 발생하여, 형광이 외부로 방출되지 않으며, 소광제가 제 역할(quenching)을 다하지 못하는 경우에는, 형광이 외부로 방출되어, 검출 가능한 특성을 가지게 된다. The quencher is a portion that serves to quench fluorescence by interaction with a fluorescence generating group. When the quencher fulfills its role (quenching), quenching occurs, fluorescence is not emitted to the outside, and quenching If I do not do my job (quenching), fluorescence is emitted to the outside and has detectable properties.

형광-소광에 의하는 경우, 다음과 같은 두 종류의 소광 메커니즘에 의해 작동할 수 있다. In the case of fluorescence-quenching, it can work by two kinds of quenching mechanism:

먼저, 본 발명의 일 구현 예에 따른 유기 형광 화합물에 있어서, 형광 발생 그룹의 이웃한 아민 그룹에 의한 소광 메커니즘이다. 이 경우, 아민 그룹의 질소 원자와, 형광 발생 그룹의 들뜬 전자 사이에서 광 유발 전자 전달(Photoinduced Electron Transfer, PET)이 일어나면서 소광되어, 형광이 외부로 방출되지 않는다. First, in the organic fluorescent compound according to an embodiment of the present invention, the quenching mechanism by the amine group adjacent to the fluorescence generating group. In this case, photoinduced electron transfer (PET) occurs between the nitrogen atom of the amine group and the excited electrons of the fluorescence generating group and is quenched, so that fluorescence is not emitted to the outside.

구체적으로 검사 대상 시료 내에 글루코스 부재시에는, i) 보론 산(B-OH) 형태가 유지되고, ii)형광 발생 그룹 및 소광자가 충분히 근접하게 이동함으로써 소광을 일으키며, iii) 따라서, 형광이 외부로 방출되지 않는다. Specifically, in the absence of glucose in the test sample, i) the boronic acid (B-OH) form is maintained, ii) the fluorescence generating group and the quencher move sufficiently close to cause quenching, and iii) thus, fluorescence is emitted to the outside. doesn't happen

반대로 검사 대상 시료 내에 글루코스가 존재할 때는, i) 보론 산과 글루코스가 보론-글루코스 에스터를 형성하고, ii) 이에 따라 분자 내 구조적 변화가 생기게 되어, 소광자가 형광 발생 그룹으로부터 충분한 거리를 두고 이격되며, iii) 따라서 형광 발생 그룹으로부터 그대로 형광이 방출된다. Conversely, when glucose is present in the sample to be tested, i) boronic acid and glucose form a boron-glucose ester, ii) an intramolecular structural change occurs accordingly, so that the quencher is separated from the fluorescence group by a sufficient distance, iii ), so fluorescence is emitted as is from the fluorescence generating group.

이러한 광 유발 전자 이동에 의한 소광 메커니즘은, Acc. Chem. Res. 1994, 27, 10, 302-308, (Chemical Communication in Water Using Fluorescent Chemosensors; Anthony W. Czarnik) 등의 참고 문헌에 구체적으로 설명되어 있다. The quenching mechanism by such light-induced electron transfer is described in Acc. Chem. Res. 1994, 27, 10, 302-308, (Chemical Communication in Water Using Fluorescent Chemosensors; Anthony W. Czarnik) and the like.

또 하나는, 분자 내 보론 산 그룹에 있어서, B-OH 결합의 진동에 의한 소광이다(vibrational quenching). 이 경우, B-OH 결합의 유무가 소광에 직접적인 영향을 미치기 때문에, 상기 PET에 의한 메커니즘보다 더 즉각적이고 높은 감도로 글루코스의 존부를 확인할 수 있다. B-OH 결합의 진동에 의한 소광 (vibrational quenching) 메커니즘에 대해서는, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 6, 2348-2354(Arresting “Loose Bolt” Internal Conversion from B(OH)2 Groups is the Mechanism for Emission Turn-On in ortho-Aminomethylphenylboronic Acid-Based Saccharide Sensors; Xiaolong Sun)이나, Nature Chemistry volume 11, pages768-778(2019)( The mechanisms of boronate ester formation and fluorescent turn-on in ortho-aminomethylphenylboronic acids; Xiaolong Sun) 등에 구체적으로 설명되어 있다. Another is, for the boronic acid group in the molecule, quenching by vibration of the B-OH bond (vibrational quenching). In this case, since the presence or absence of the B-OH bond directly affects the quenching, the presence or absence of glucose can be confirmed more immediately and with higher sensitivity than the PET mechanism. For the mechanism of vibrational quenching of B-OH bonds, see J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 6, 2348-2354 (Arresting “Loose Bolt” Internal Conversion from B(OH)2 Groups is the Mechanism for Emission Turn-On in ortho-Aminomethylphenylboronic Acid-Based Saccharide Sensors; Xiaolong Sun) or Nature Chemistry volume 11, pages 768-778 (2019) (The mechanisms of boronate ester formation and fluorescent turn-on in ortho-aminomethylphenylboronic acids; Xiaolong Sun) et al.

이 경우, 형광 발생 그룹과 질소 원자, 및 보론 산 등 각 그룹 간의 거리에 구애받지 않아, 분자 구조를 더 자유롭게 설계할 수 있는 장점이 있지만, B-OH 결합을 위해, 물질 자체의 수용성이 향상되어야 할 필요가 있다. 수용성이 좋지 못한 경우, B-OH 결합의 진동에 의한 소광 메커니즘이 효율적으로 작동하지 못해, 형광과 소광 시 외부로 방출되는 형광의 차이가 크지 않아, 포도당의 존재와 부재를 구분하기 어려워지는 문제점이 발생할 수 있다. In this case, there is an advantage that the molecular structure can be designed more freely because it is not limited by the distance between the fluorescence-generating group and the nitrogen atom and each group such as boronic acid. Needs to be. In the case of poor water solubility, the quenching mechanism by vibration of the B-OH bond does not work efficiently, and the difference between fluorescence and fluorescence emitted to the outside during quenching is not large, making it difficult to distinguish the presence and absence of glucose. can occur

본 발명의 일 측면에 따른 유기 형광 화합물의 경우, 상술한 바와 같이, 화학식 1-1 구조의 덴드리머를 포함하여, 우수한 수용성을 가질 수 있으며, 이에 따라 상술한 형광-소광 메커니즘이 효율적으로 작동할 수 있고, 포도당의 존재와 부재를 더욱 쉽게 구분할 수 있게 된다.In the case of the organic fluorescent compound according to an aspect of the present invention, as described above, including the dendrimer having the structure of Formula 1-1, it may have excellent water solubility, and thus the above-described fluorescence-quenching mechanism may work efficiently. and the presence and absence of glucose can be more easily distinguished.

그리고, 스펙트럼 이동에 의한 메커니즘을 이용하는 경우, 글루코스 존부에 따라, 형광 발생 그룹 및 그 이웃한 그룹의 화학적 구조 변화 및 전자 밀도 변화에 따라 형광 발생 그룹에서 발생하는 발광 스펙트럼의 파장 영역이 변화하게 된다. And, in the case of using the mechanism by the spectral shift, the wavelength region of the emission spectrum generated in the fluorescence group is changed according to the change in the chemical structure and electron density of the fluorescence group and its neighboring groups depending on the presence or absence of glucose.

형광 발생 그룹(리포터)과 링커 및 리셉터로 이루어진 유기 형광 화합물에 있어서, 형광 발생 그룹은 일종의 전자 공여 그룹(donor group)으로 볼 수 있고, 리셉터는 일종의 전자 수여 그룹(acceptor group)으로 볼 수 있다. In an organic fluorescent compound comprising a fluorescence-generating group (reporter), a linker, and a receptor, the fluorescence-generating group can be viewed as a kind of electron donor group, and the receptor can be viewed as a kind of electron-donating group (acceptor group).

이러한 형광 발생 그룹, 즉, 에너지 공여 그룹의 구조적 변화가 발생하여 전자 밀도가 감소하면, 전체 컨쥬게이션된 결합의 길이가 짧아지고, 또한 전자 공여 능력이 감소하여, 흡광 스펙트럼에서 흡수광의 파장 길이가 짧아지는, 블루-쉬프트(Blue Shift)가 발생한다. When the structural change of this fluorescence-generating group, that is, the energy-donating group, occurs and the electron density is reduced, the length of the total conjugated bond is shortened, and the electron-donating ability is also decreased, so that the wavelength length of the absorbed light in the absorption spectrum is short. When it is lost, a Blue Shift occurs.

반대로 리셉터, 즉, 전자 수여 그룹에 검출 대상 물질이 결합되면, 강화된 공액 효과(Enhanced Conjugative Effect)에 의해, 리셉터에서 전자를 끄는 성질이 더 증폭되어, 일반적으로 흡광 및 발광 스펙트럼 모두에서 흡수광 및 발광의 파장 길이가 길어지는 레드-쉬프트(Red Shift) 현상이 발생한다. Conversely, when a substance to be detected is bound to a receptor, that is, an electron-donating group, the property of attracting electrons from the receptor is further amplified by the Enhanced Conjugative Effect, and generally absorbed light and A red-shift phenomenon in which the wavelength of light emission becomes longer occurs.

구체적으로 검사 대상 시료 내에 글루코스 부재시에는, i) 보론 산(B-OH) 형태가 유지되고, ii)형광 발생 그룹 고유의 형광에 의한 발광 스펙트럼이 방출된다. Specifically, in the absence of glucose in the test sample, i) the form of boronic acid (B-OH) is maintained, and ii) an emission spectrum due to fluorescence unique to the fluorescence generating group is emitted.

반대로 검사 대상 시료 내에 글루코스가 존재할 때는, i) 보론 산과 글루코스가 보론-글루코스 에스터를 형성하고, ii) 상술한 강화된 공액 효과(Enhanced Conjugative Effect)에 의해 원래 형광 발생 그룹 고유의 형광에 의한 발광 스펙트럼보다, 실제 관찰되는 발광 스펙트럼의 파장 길이가 길어지게 된다. Conversely, when glucose is present in the sample to be tested, i) boronic acid and glucose form a boron-glucose ester, and ii) an emission spectrum due to fluorescence inherent to the original fluorescence group due to the Enhanced Conjugative Effect described above. Rather, the wavelength length of the actually observed emission spectrum becomes longer.

발명의 일 실시예에 따르면, 상기 R1 내지 R4 중 어느 둘 이상이 상기 화학식 1-1의 그룹인 것이 바람직할 수 있다. 화합물 중 상술한 바와 같이, R1 내지 R4 중 어느 둘 이상이 상기 화학식 1-1의 그룹인 경우, 연결기로 사용된 아민, 혹은 아미드 그룹에 의해 분자 전체의 수용성이 크게 증가할 수 있으며, 분자 내 두 개의 페닐 보론 산이 존재하게 되어, 글루코스 등 당 분자에 대한 선택성이 증가할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, it may be preferable that any two or more of R1 to R4 are a group represented by Formula 1-1. As described above among the compounds, when any two or more of R1 to R4 is a group of Formula 1-1, the water solubility of the entire molecule may be greatly increased by the amine or amide group used as a linking group, The presence of phenyl boronic acid may increase selectivity for sugar molecules such as glucose.

그리고, 상기 R1 내지 R4 중 상기 화학식 1-1이 아닌 것들은, 각각 독립적으로, 할로겐 원자가 치환된 탄소 수 1 내지 5의 알킬 기, 할로겐 원자가 치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴 기, 탄소 수 2 내지 20의 옥시알킬 기, 또는 탄소 수 6 내지 20의 옥시아릴 기일 수 있다. And, among R1 to R4, those other than Formula 1-1 are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a halogen atom, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms substituted with a halogen atom, and 2 to 20 carbon atoms. of an oxyalkyl group, or an oxyaryl group having 6 to 20 carbon atoms.

한편, 당 분자 검출에 사용되는 형광성 인디케이터 화합물은, 혈 중에서 당 분자와 선택적으로 결합해야 하는데, 특히, 최근에 사용되는 형광 센서의 경우, 인체 내에 삽입된 후에는, 별도의 침습 처치를 하지 않으면서도 실시간으로 혈당 체크가 가능하도록 제조되는 경우가 많다. 이러한 경우, 형광성 인디케이터 화합물은, 충분한 수용성을 가져야 하며, 동시에, 인체에 무해한 플라스틱 등 고분자 물질의 불용성 표면이나, 매트릭스 등의 내부 또는 외부에 고정될 필요가 있으며, 이를 위해 관능기를 더 포함하는 것이 바람직하다. On the other hand, the fluorescent indicator compound used for detecting sugar molecules must selectively bind to sugar molecules in the blood. In particular, in the case of a recently used fluorescent sensor, after being inserted into the human body, a separate invasive treatment is not required. In many cases, it is manufactured so that it is possible to check blood sugar in real time. In this case, the fluorescent indicator compound should have sufficient water solubility, and at the same time, it needs to be fixed on the insoluble surface of a polymer material such as plastic, which is harmless to the human body, or inside or outside a matrix, etc., and for this purpose, it is preferable to further include a functional group do.

본 발명의 일 측면에 따른 유기 형광 화합물은, 상술한 바와 같이 디케토피롤로피롤을 리포터 겸 중심 구조로 포함하고, 여기에 연결된 R1 내지 R4의 치환기 중, 적어도 하나는 리셉터 및 링커의 역할을 하는 화학식 1-1의 구조를 포함하며, R1 내지 R4 중, 화학식 1-1의 그룹이 아닌 나머지는, 각각 독립적으로, 수소, 탄소 수 1 내지 5의 알킬 기, 탄소수 6 내지 20의 아릴 기, 탄소 수 2 내지 20의 옥시알킬 기, 또는 탄소 수 6 내지 20의 옥시아릴 기로, 상기 알킬 기, 아릴 기, 옥시알킬 기, 또는 옥시아릴 기는 각각 독립적으로, 할로겐 원자, 히드록시 기, 아민 기 또는 아미노 기로 치환되거나, 치환되지 않을 수 있다. The organic fluorescent compound according to an aspect of the present invention contains diketopyrrolopyrrole as a reporter and a central structure as described above, and at least one of the substituents of R1 to R4 connected thereto serves as a receptor and a linker. contains the structure of 1-1, and among R1 to R4, the rest other than the group of Formula 1-1 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and carbon number An oxyalkyl group having 2 to 20 carbon atoms, or an oxyaryl group having 6 to 20 carbon atoms, wherein the alkyl group, aryl group, oxyalkyl group, or oxyaryl group is each independently a halogen atom, a hydroxy group, an amine group or an amino group It may be substituted or unsubstituted.

상기 탄소 수 1 내지 5의 알킬 기는, 구체적으로, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 또는 펜틸기로, 탄소 수 3 이상인 경우, 직쇄 혹은 분지쇄 형태일 수 있다.The alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is, specifically, a methyl, ethyl, propyl, butyl, or pentyl group, and when it has 3 or more carbon atoms, it may be in a straight or branched chain form.

바람직하게는, 상기 R1 내지 R4 중 상기 화학식 1-1이 아닌 것들은, 각각 독립적으로, 할로겐 원자가 치환된 탄소 수 1 내지 5의 알킬 기, 할로겐 원자가 치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴 기, 탄소 수 2 내지 20의 옥시알킬 기, 또는 탄소 수 6 내지 20의 옥시아릴 기일 수 있다. Preferably, among R1 to R4, those other than Formula 1-1 are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a halogen atom, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms substituted with a halogen atom, and 2 carbon atoms. to 20 oxyalkyl group, or an oxyaryl group having 6 to 20 carbon atoms.

이 중, 할로겐 원자가 치환된 알킬 기, 혹은 할로겐 원자가 치환된 아릴 기 등은, 화합물의 물리적, 화학적 성질을 개질할 수 있는 다른 관능기, 예를 들어, 에틸렌성 혹은 아크릴레이트성 불포화 기, 실란기, 아민기 등 도입을 위한 전구 부분으로 작용할 수 있다. Among them, an alkyl group substituted with a halogen atom or an aryl group substituted with a halogen atom is another functional group capable of modifying the physical and chemical properties of the compound, for example, an ethylenically or acrylate unsaturated group, a silane group, It may act as a precursor for the introduction of an amine group, etc.

이러한 다른 관능기들이 도입되는 경우, 유리나 다른 고분자 등과 같은 불용성 표면 또는 매트릭스 고정화를 위해 사용될 수도 있고, 다른 유기 형광 화합물은 분자나, 다른 인디케이터 화합물, 혹은 다른 친수성 모노머 등과 공중합되어서 친수성 거대 분자를 형성하는 데에도 사용될 수 있으며, 수용성, pKa 등을 조절하기 위한 작용기 도입에도 사용될 수 있다. When these other functional groups are introduced, they may be used for immobilization of insoluble surfaces or matrices such as glass or other polymers, and other organic fluorescent compounds are copolymerized with molecules, other indicator compounds, or other hydrophilic monomers to form hydrophilic macromolecules. It can also be used for the introduction of functional groups to control water solubility, pKa, and the like.

그리고, 탄소 수 2 내지 20의 옥시알킬 기, 또는 탄소 수 6 내지 20의 옥시아릴 기는, 분자 전체의 수용성을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 이러한 옥시알킬 기나 옥시아릴 기는, 알킬렌 옥사이드 반복 단위(-[O-Alkylene]-), 혹은 아릴렌 옥사이드 반복 단위-[O-Arylene]-가 반복된, 폴리옥시알킬렌, 혹은 폴리옥시아릴렌 형태일 수도 있으며, 구체적으로는, 폴리에틸렌글리콜 등의 형태일 수도 있다. In addition, an oxyalkyl group having 2 to 20 carbon atoms or an oxyaryl group having 6 to 20 carbon atoms may serve to improve the water solubility of the entire molecule. Such an oxyalkyl group or oxyaryl group is polyoxyalkylene, or polyoxyarylene, in which an alkylene oxide repeating unit (-[O-Alkylene]-) or an arylene oxide repeating unit-[O-Arylene]- is repeated. It may be in the form of, specifically, may be in the form of polyethylene glycol or the like.

발명의 다른 일 측면에 따르면, 상술한 유기 형광 화합물을 포함하는 장치가 제공될 수 있다. According to another aspect of the present invention, a device including the above-described organic fluorescent compound may be provided.

이러한 유기 형광 화합물이 사용되는 경우, 글루코스 검출을 위한 다양한 검출 기술이 본 발명이 속하는 기술 분야에 공지되어 있다. 예를 들어, 본 발명의 화합물은 형광 감지 기기에 사용될 수도 있고, 또는 육안 검사를 위한 테스트 종이와 같은 고분자 물질에 결합된 형태로 사용될 수도 있으며, 형광분광계 또는 임상 분석기와 같은 표준 분석 장치에 단순 시약으로 이용될 수도 있다. When such an organic fluorescent compound is used, various detection techniques for glucose detection are known in the art to which the present invention pertains. For example, the compound of the present invention may be used in a fluorescence sensing device or may be used in a form bound to a polymer material such as test paper for visual inspection, and may be used as a simple reagent in a standard analytical device such as a fluorescence spectrometer or a clinical analyzer. may be used as

형광 감지 장치의 경우, 적층된 유기 형광 화합물 분자를 포함하는 매트릭스 고역 통과 필터 및 광 검출기를 포함하는 형태일 수 있다. 이 장치에서, 유기 형광 화합물 내에, 또는 매트릭스가 위에 위치하는 도파관 내에, 광원, 예를 들어, 특정 파장의 발광 다이오드("LED")가 위치함으로써, 유기 형광 화합물 분자에 형광을 유도할 수 있다. 고역 통과 필터는, 광원으로부터의 분산된 입사광을 걸러내면서, 방출된 빛이 광검출기에 도달하도록 하는 역할을 할 수 있다. In the case of a fluorescence sensing device, it may be in a form including a matrix high-pass filter including stacked organic fluorescent compound molecules and a photodetector. In this device, a light source, eg, a light emitting diode (“LED”) of a specific wavelength, can be placed within the organic fluorescent compound, or in a waveguide over which a matrix is placed, to induce fluorescence in the organic fluorescent compound molecule. The high-pass filter may serve to filter out scattered incident light from the light source while allowing the emitted light to reach the photodetector.

이러한 장치는, 예를 들면 생체 내 혈당 레벨을 계속적으로 모니터링하기 위한 이식용 기기로 사용될 수도 있다. Such a device may be used, for example, as an implantable device for continuously monitoring blood glucose levels in vivo.

본 발명의 화합물은, 예를 들면, 하기하는 일반적인 과정과 일치하는 반응 메카니즘을 포함하여, 공지된 반응 메카니즘 및 시약을 이용하여, 많은 시행착오 없이도 통상의 기술자에 의해 용이하게 제조될 수 있다.The compounds of the present invention can be readily prepared by those skilled in the art without much trial and error using known reaction mechanisms and reagents, including, for example, reaction mechanisms consistent with the general procedures described below.

본 발명에 따른 유기 형광 화합물은, 당류 검출을 위한 바이오센서 등에 사용될 수 있으며, 이러한 바이오센서를 이용하면, 피 검사자에 대한 침습 행위를 최소화하면서, 혈중 글루코스 농도 정보를 실시간으로 정확히 확인할 수 있다. The organic fluorescent compound according to the present invention can be used in a biosensor for detecting sugars, and by using such a biosensor, blood glucose concentration information can be accurately checked in real time while minimizing an invasive action on a subject.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 형광 화합물에 있어서, 글루코스 존부에 따른 발광 스펙트럼 변화를 나타낸 이미지이다. 1 is an image showing a change in the emission spectrum according to the presence or absence of glucose in the organic fluorescent compound according to an embodiment of the present invention.

이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.Hereinafter, through specific examples of the invention, the operation and effect of the invention will be described in more detail. However, these embodiments are merely presented as an example of the invention, and the scope of the invention is not defined thereby.

[실시예][Example]

실시예 1:

Figure pat00005
의 합성 Example 1:
Figure pat00005
synthesis of

3,6-bis(4-chlorophenyl)pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4(2H,5H)-dione (이하, DPP)을 디메틸포름아미드(DMF)에 약 0.3 내지 약 0.5M 농도로 녹인 후, 아이스 배쓰(ice bath)의 저온 조건에서 DPP 대비 NaH 약 3 당량을 천천히 투입하고, 30분 간 교반하였다. 3,6-bis(4-chlorophenyl)pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4(2H,5H)-dione (hereinafter, DPP) in dimethylformamide (DMF) at a concentration of about 0.3 to about 0.5 M After dissolving, about 3 equivalents of NaH compared to DPP were slowly added under low temperature conditions in an ice bath, and the mixture was stirred for 30 minutes.

혼합된 용액에 메틸 브로모 아세테이트를 DPP 대비 약 3 당량을 천천히 투입하고, 12시간 동안 교반하였다. About 3 equivalents of methyl bromo acetate compared to DPP was slowly added to the mixed solution, and the mixture was stirred for 12 hours.

반응의 진행 상황을 확인하면서 NaH ??칭 후, 디메틸포름아미드(DMF)를 제거하고, 크로마토그래피를 이용하여 하기 중간체 1의 화합물을 얻었다. After quenching with NaH while checking the progress of the reaction, dimethylformamide (DMF) was removed, and the compound of Intermediate 1 below was obtained by chromatography.

Figure pat00006
Figure pat00006

상기 중간체 1을 MeOH에 약 0.3 내지 약 0.5M 농도로 녹인 후, N-methyldiamine을, DPP 대비 약 3 당량 투입하고, 약 1시간 동안 교반하였다. 이후 용매를 제거하고 재결정을 통해 하기 중간체 2의 화합물을 얻었다. After the Intermediate 1 was dissolved in MeOH to a concentration of about 0.3 to about 0.5 M, N-methyldiamine was added in about 3 equivalents relative to DPP, and the mixture was stirred for about 1 hour. Then, the solvent was removed and the compound of Intermediate 2 was obtained through recrystallization.

Figure pat00007
Figure pat00007

상기 중간체 2를 THF에 녹이고, 2-(2-브로모메틸)페닐)-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤레인을 DPP 대비 약 2.5 당량 투입하고, 약 12시간 동안 교반하였다. Dissolving the intermediate 2 in THF, and adding about 2.5 equivalents of 2-(2-bromomethyl)phenyl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolein compared to DPP, Stirred for about 12 hours.

이후, 재결정을 통해 정제하여, 최종적으로 하기 화학식의 화합물을 얻었다. Then, it was purified through recrystallization to finally obtain a compound of the following formula.

Figure pat00008
Figure pat00008

실시예 2:

Figure pat00009
의 합성 Example 2:
Figure pat00009
synthesis of

3,6-bis(4-bromophenyl)pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4(2H,5H)-dione (이하, DPP)를 디메틸포름아미드(DMF)에 약 0.3 내지 약 0.5 M 농도로 녹인 후, 아이스 배쓰(ice bath)의 저온 조건에서 DPP 대비 NaH 약 3 당량을 천천히 투입하고, 약 30분 간 교반하였다. 3,6-bis(4-bromophenyl)pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4(2H,5H)-dione (hereinafter, DPP) in dimethylformamide (DMF) at a concentration of about 0.3 to about 0.5 M After dissolving, about 3 equivalents of NaH compared to DPP were slowly added under low temperature conditions in an ice bath, and the mixture was stirred for about 30 minutes.

혼합된 용액에 DPP 대비 약 3 당량의 디에틸렌글리콜 2-브로모에틸 메틸 에테르 천천히 투입하고, 약 12시간 동안 교반하였다. About 3 equivalents of diethylene glycol 2-bromoethyl methyl ether was slowly added to the mixed solution compared to DPP, and the mixture was stirred for about 12 hours.

반응의 진행 상황을 확인하면서 NaH ??칭 후, 디메틸포름아미드(DMF)를 제거하고, 크로마토그래피를 이용하여 하기 중간체 3의 화합물을 얻었다. After quenching with NaH while checking the progress of the reaction, dimethylformamide (DMF) was removed, and the compound of the following intermediate 3 was obtained by chromatography.

Figure pat00010
Figure pat00010

상기 중간체 3의 화합물을 디메틸포름아미드(DMF)에 약 0.3 내지 약 0.5 M 농도로 녹인 후, 트리에틸아민을 베이스로 투입하고, N-메틸디아민을 DPP 대비 약 3 당량 투입한 후, 약 1시간 동안 교반하였다. After dissolving the compound of Intermediate 3 in dimethylformamide (DMF) at a concentration of about 0.3 to about 0.5 M, triethylamine is added as a base, and about 3 equivalents of N-methyldiamine compared to DPP are added, and then about 1 hour stirred for a while.

이후 용매를 제거하고 크로마토그래피를 이용하여 하기 중간체 4의 화합물을 얻었다. Then, the solvent was removed and the compound of Intermediate 4 was obtained by chromatography.

Figure pat00011
Figure pat00011

상기 중간체 4의 화합물을 THF에 녹인 후, DPP 대비 2-(2-(브로모메틸)페닐)-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-디옥사보롤레인 약 2.5 당량을 투입한 후, 약 12시간 동안 교반하였다. After dissolving the compound of Intermediate 4 in THF, about 2.5 equivalents of 2-(2-(bromomethyl)phenyl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolein compared to DPP After the addition, the mixture was stirred for about 12 hours.

이후, 재결정을 통해 정제하여, 최종적으로 하기 화학식의 화합물을 얻었다. Then, it was purified through recrystallization to finally obtain a compound of the following formula.

Figure pat00012
Figure pat00012

형광 평가Fluorescence evaluation

상기 실시예 1에서 얻어진 물질을 이용하여, 수성 상태에서 글루코스 농도에 대한 형광이 제대로 구현되는지 글루코스 센싱 평가를 실시하였다. Using the material obtained in Example 1, a glucose sensing evaluation was performed to determine whether fluorescence for glucose concentration in an aqueous state was properly implemented.

PBS 버퍼 수용액(pH=7.4)를 준비하고, 여기에 상기 실시예 1에서 얻어진 물질을 각각 40 μM 농도가 되도록 상기 버퍼 용액에 첨가하였다. A PBS buffer aqueous solution (pH=7.4) was prepared, and the material obtained in Example 1 was added to the buffer solution to a concentration of 40 μM, respectively.

상기 버퍼 용액 각 1 ml에 포도당 용액 1 ml를 혼합하여, 각 샘플에서 최종 포도당의 농도가 각 0 mM 및 1.5 mM이 되도록 샘플을 준비하였다.By mixing 1 ml of glucose solution with 1 ml of each of the buffer solutions, samples were prepared so that final glucose concentrations in each sample were 0 mM and 1.5 mM, respectively.

각 샘플에 대해 UV-Visible 광을 조사하여 형광이 나타나도록 하고 이를 관찰하였다. For each sample, UV-Visible light was irradiated so that fluorescence appeared and this was observed.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 형광 화합물에 있어서, 글루코스 존부에 따른 발광 스펙트럼 변화를 나타낸 이미지이다. 1 is an image showing a change in the emission spectrum according to the presence or absence of glucose in the organic fluorescent compound according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 형광 화합물은, 글루코스 부재 시에는 노란색에 가까운 연두색 광을 방출하다가, 글루코스 존재 시에는 주황색에 가까운 광을 방출하는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 1 , it can be seen that the organic fluorescent compound according to an embodiment of the present invention emits yellow-green light close to yellow in the absence of glucose, and emits light close to orange in the presence of glucose.

이는, 본 명세서에서 전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 형광 화합물 내 리포터 및 리셉터 부분 중, 리셉터, 즉, 전자 수여 그룹에 검출 대상 물질이 결합되어, 강화된 공액 효과(Enhanced Conjugative Effect)에 의해, 리셉터에서 전자를 끄는 성질이 더 증폭되고, 이에 따라 발광의 파장 길이가 길어지는 레드-쉬프트(Red Shift) 현상으로부터 기인하는 것으로 보인다. As described above in the present specification, among the reporter and receptor portions in the organic fluorescent compound according to an embodiment of the present invention, the detection target material is bound to a receptor, that is, an electron-donating group, thereby enhancing the conjugate effect (Enhanced Conjugative). Effect), the property of attracting electrons from the receptor is further amplified, and thus the wavelength of light emission becomes longer.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 형광 화합물은, 포도당 검출을 위한 센서 등에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 생각된다.Accordingly, it is considered that the organic fluorescent compound according to an embodiment of the present invention can be usefully used as a sensor for detecting glucose.

Claims (7)

하기 화학식 1의 유기 형광 화합물:
[화학식 1]
Figure pat00013

상기 화학식 1에서,
R1 내지 R4는, 각각 독립적으로, 수소, 탄소 수 1 내지 5의 알킬 기, 탄소수 6 내지 20의 아릴 기, 탄소 수 2 내지 20의 옥시알킬 기, 또는 탄소 수 6 내지 20의 옥시아릴 기로, 상기 알킬 기, 아릴 기, 옥시알킬 기, 또는 옥시아릴 기는 각각 독립적으로, 할로겐 원자, 히드록시 기, 아민 기 또는 아미노 기로 치환되거나, 치환되지 않을 수 있고,
단 상기 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 하기 화학식 1-1의 그룹이고,
[화학식 1-1]
Figure pat00014

상기 화학식 1-1에서,
A1, A2 및 A3는 각각 독립적으로, 단일 결합, 탄소수 1 내지 5의 알킬렌, 페닐렌, 또는 탄소수 7 내지 10의 페닐알킬렌이고,
D는 아민 (-NR22-)또는 아미드(-CO-NR23-)이고, R21 내지 R23은, 각각 독립적으로, 수소, 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬 기이고,
R11 내지 R15는, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 1 내지 5의 알킬 기, 할로겐 원자, 또는 -B(OH)2로, 단 R11 내지 R15 중 적어도 하나는 -B(OH)2이다.
An organic fluorescent compound of Formula 1 below:
[Formula 1]
Figure pat00013

In Formula 1,
R1 to R4 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an oxyalkyl group having 2 to 20 carbon atoms, or an oxyaryl group having 6 to 20 carbon atoms, The alkyl group, aryl group, oxyalkyl group, or oxyaryl group may each independently be unsubstituted or substituted with a halogen atom, a hydroxy group, an amine group or an amino group,
provided that at least one of R1 to R4 is a group of Formula 1-1,
[Formula 1-1]
Figure pat00014

In Formula 1-1,
A1, A2 and A3 are each independently a single bond, alkylene having 1 to 5 carbon atoms, phenylene, or phenylalkylene having 7 to 10 carbon atoms;
D is an amine (-NR22-) or an amide (-CO-NR23-), R21 to R23 are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms;
R11 to R15 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogen atom, or -B(OH) 2 , provided that at least one of R11 to R15 is -B(OH) 2 .
제1항에 있어서,
상기 R1 내지 R4 중 어느 둘 이상이 상기 화학식 1-1의 그룹인, 유기 형광 화합물.
According to claim 1,
The organic fluorescent compound, wherein any two or more of R1 to R4 is a group of Formula 1-1.
제1항에 있어서,
상기 R1 내지 R4 중 상기 화학식 1-1이 아닌 것들은, 각각 독립적으로, 할로겐 원자가 치환된 탄소 수 1 내지 5의 알킬 기, 할로겐 원자가 치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴 기, 탄소 수 2 내지 20의 옥시알킬 기, 또는 탄소 수 6 내지 20의 옥시아릴 기인, 유기 형광 화합물.
According to claim 1,
Among R1 to R4, those other than Formula 1-1 are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a halogen atom, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms substituted with a halogen atom, and an oxy group having 2 to 20 carbon atoms. An organic fluorescent compound, which is an alkyl group or an oxyaryl group having 6 to 20 carbon atoms.
제1항에 있어서,
상기 A1, A2 및 A3는 각각 독립적으로, 단일 결합 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌인, 유기 형광 화합물 유기 형광 화합물.
According to claim 1,
Wherein A1, A2 and A3 are each independently a single bond or alkylene having 1 to 5 carbon atoms.
제1항에 있어서,
상기 D는 아미드(-CO-NR23-)이고, R23은, 각각 독립적으로, 수소, 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬 기인, 유기 형광 화합물.
According to claim 1,
wherein D is an amide (-CO-NR23-), and R23 is, each independently, hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an organic fluorescent compound.
제1항에 따른 유기 형광 화합물을 포함하는 장치.
A device comprising the organic fluorescent compound according to claim 1 .
제6항에 있어서, 바이오센서인, 장치.
7. The device of claim 6, which is a biosensor.
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