Fe(III) 이온 검출을 위한 형광화학센서 연구

국문 초록 (Abstract)

생물학적 시스템에서 가장 필수적인 금속들 중 하나인 Fe3+ 이온은 살아있는 생명체 내에서 많은 중요한 역할을 맡고 있다. 신진대사에 있어서의 산소 운반이나 전자 이동 등과 같은 기본적인 효소반응에서 촉매로써의 역할을 하고 있고, DNA 나 RNA 합성에서도 중요한 촉매 역할을 하고 있다. 그렇기 때문에 생체 내에서 적절한 Iron 이온의 농도는 혈액 내에서와 영양분의 신진대사에 매우 중요하다. 하지만 이런 Iron 이온의 신진대사에 장애가 생겨서 부족하거나 과하게 될 경우에는 빈혈이나 색소 침착증을 유발하게 되고 산화 손상(Oxidative damage)을 일으켜 당뇨병, 심장병, 간암, 간경화, 관절염 등을 유발하게 된다. 그리고 최근의 연구 결과에 의하면 Huntington, Alzheimer’s, Parkinson’s 과 같은 후발성 신경장애질환에 있어서 뇌 속의 Iron 이온의 과잉화가 신경세포인 뉴런에 영향을 준다고 발표된 바 있다. 또한 인체 내의 암이나 종양세포들이 증식하는데 있어서 Iron 이온은 필수적인 요소이므로 이를 연구하는 일은 위와 같은 질병들을 진단함에 있어서 매우 중요한 역할을 한다고 볼 수 있다. 따라서 생체 내에 존재하는 Fe3+ 이온의 정량적인 양을 감도 있고 선택적으로 검출할 수 있는 형광화학센서의 연구와 개발이 필요하다.
본 연구에서는 Fe3+ 이온과 결합할 수 있는 Rhodamine 6G 유도체를 합성하여 Fe3+ 이온을 검출할 수 있는 형광화학센서를 개발하였다.
합성한 Rhodamine 6G 유도체는 Fe3+ 이온과 결합하여 Rhodamine 의 Open-ring(turn on)/Closed-ring(turn off) 시스템의 변화에 의해 형광 및 색 변화를 보임으로써 육안으로 식별이 가능한 형광화학센서의 장점을 나타내었다. 또한 fluorescence titration 을 통해 Fe3+ 이온만을 우수한 감도로, 선택적으로 검출할 수 있다는 것을 확인하였다. 이를 통해서 합성한 Rhodamine 6G 유도체는 Fe3+ 에 우수한 감도와 뛰어난 선택성을 지닌 형광화학센서로서의 가능성을 입증하였다.