The Development of Highly Selective Fluorescent Chemosensors for Hypochlorite, Zinc ion, Pyrophosphate and Hcy

Abstract

In chapter I, new sensor based on imidazoline-2-thione is designed, which have selectivity and sensitivity with OCl-. Probe 1 has good selectivity with OCl- in the living cells, while other ROS such as NO·, ·OH, ROO·, H2O2, ONOO- and TBHP did not increase the fluorescence spectra. Probe 1 was applied to imaging of OCl- in HeLa cells and RAW 264.7 macrophage cells. A cationic charge of triphenylphosphine functional group in PPIS is used to track mitochondria. In chapter II, the new fluorescent sensor 1 displays a selective fluorescent enhancement with Zn2+ in CH3CN-Tris buffer (0.01M, pH 7.4) (4:1 v/v, 0.5% DMF). The X-ray crystal structure of 1 were also examined. Imidazolium derivative 2 showed quenching effects with pyrophosphate (PPi) in CH3CN. These imidazolium groups have strong interaction with anions through (C-H)+ ··· X-, which encourage hydrogen bonding interactions with phosphate ion. Probe 1 with Zn2+, 2 with PPi displayed the 1:1 stoichiometry. In chapter III, imino coumarin derivatives sensor 1 was synthesized for detection of homocysteine. The probe 1 shows a selective Turn-On fluorescence enhancement with Hcy. We developed the previous studies reducing the ratio of DMSO and detecting only one guest. Probe 1 can be attributed to an internal charge transfer (ICT)mechanism. This probe 1 could be acquired a highly selective fluorescent sensor for Hcy in aqueous solution and also applied other experiment. ;1장에서는 하이포클로라이트를 선택적으로 검출할 수 있는 이미다졸린 유도체를 합성하였다. 본 형광화학센서는 다른 활성 산소 종과는 달리 하이포클로라이트에 대해서 선택적인 증가를 보였다. 또한, 클로라이트에 대한 선택성을 이용하여 세포에 본 형광화학센서를 적용하여 생물학적 응용 가능성을 입증하였다. 2장에서는 음이온을 검출하기 위한 이미다졸리움 유도체를 합성하였다. 이미다졸리움 유도체를 합성하는 과정에서 얻은 이미다졸린 유도체도 형광 센서로 적용하였다. 이미다졸리움 유도체는 피로인산 이온과 선택적으로 반응하여 형광 세기를 감소시킨다. 또한, 이미다졸린 유도체는 다른 금속과는 반응하지 않고 아연 이온에서만 선택적인 형광 증가를 가진다. 3장에서는 수용액 상에서 호모시스테인을 검출하는 쿠마린 유도체를 개발하였다. 이전 연구가 호모시스테인과 시스테인에 다 반응하였으나 용매의 조건을 변화시켜 다른 아미노산에 비해 호모시스테인에서만 선택적으로 작용함을 확인하였다. 시간에 따른 형광 변화가 매우 균일하게 증가하는 양상을 보였고 반응 시간은 1시간 이내에 완결되었다.