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유기 분석대상물에 관한 초분자광학화학감지체(Supramolecular optical chemosensors for organic analytes)

전문가 제언: □ 화학감지체는 분석대상물과 선택적 및 가역적으로 결합할 수 있는 분자로서, 산화환원 전위, 광의 흡수 또는 발광분광과 같은 계의 측정할 만한 성질변화를 수반한다. 화학감지체를 사용하여 실시간 및 실제 공간에서 분석대상물의 농도를 측정할 수 있는 능력이 있기 때문에 의학적 진단, 환경제어, 세포생물학 및 전자공업 등 다양한 분야에 응용이 가능하다. 표적 분석대상물을 검출하기 위해서는, 두 가지 다른 과정인 분자인식 및 신호전달이 필요하게 되고, 이 과정에서 감지체 자체의 성질도 변할 수 있다. 현재 많은 발광 화학감지체의 설계, 합성, 특성화 및 응용분야가 복잡한 분석문제를 해결하는 기회를 제공하고 있는 바, 이는 최근에 발달된 발광분광분석의 감도가 현저히 증가했기 때문으로 생각한다.

□ 특히 관심을 가지는 것은 형광 화학감지체로서 이는 형광 변조가 매우 낮은 농도의 표적 금속이온을 검출하는 수단을 제공할 수 있기 때문이다. 금속이온과 관련되어 형광을 변조하는 화학감지체의 개발에는 여러 가지 접근방법이 사용되었다. 지난 10년간 전이금속 매개 아미노그룹으로부터의 PET를 택한 것이었다. 아미노 그룹이 형광발색단에 부착되어 있는 동안 고립전자 쌍은 소광기능이 있으나, 금속이온과 착화합물을 형성하면 제고된 형광이 관측된다. 이는 금속이온 결합반응에 대한 감지의 on-off‘기능을 하기 때문에 편리하다. 다른 방법은 8-hydoxyqui -noline(8-HQ) 유도체가 부착된 것으로서, 가능성 있는 화학감지체로서 8-HQ는 Ba2+와 높은 친화력을 보였으나, 이 복합체는 pH=8이하의 탈 양성자화가 되지 않아 유용한 화학감지체로서 유용성이 입증되지 못하였다. 따라서 자기조립 초분자에 관한 연구가 활발하였다. 초분자 화학은 주인-손님(host-guest)화학과 자기조립 두 가지 범주로 분류할 수 있고 양성자화 상태에 따라 금속이온 및 음이온과 배위결합 할 수 있다. 분자 인식은 주로 주인구조 내에서 손님종의 선택적 결합에 관련된다.

□ 지난 10년간 유기물 분석대상물에 대한 화학감지체의 실질적인 발전이 있었으며, 다음 10년간에는 이 지식에 추가적인 화학적 고안능력을 통합하여 생체의학 및 환경문제에 관련되는 유기물 분석대상물에 대한 실제적 많은 감지기가 출현할 것으로 믿어진다.

저자: Bell, JW; Hext, NM
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