컨쥬게이션 확장형 BTDAN 유도체의 합성 및 세포외부의 산도 검출용 이광자 가변색 형광 표지자의 개발
Developments of conjugation extended BTDAN derivative & two photon ratiometric fluorescent probes for extracellular pH.
- 주제(키워드) 이광자 형광 표지자
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 김환명
- 발행년도 2016
- 학위수여년월 2016. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 에너지시스템학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000021889
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
오늘날 우리 몸 속에서 일어나는 다양한 생명현상들을 눈으로 볼 수 있도록 영상화하는 방법으로 공초점 현미경(confocal microscopy)을 주로 사용하고 있는데 공초점 현미경은 투과력이 좋지 않고 세포나 조직이 손상되는 한계점이 있다. 이런 한계점을 보완하기 위해 최근 이광자 현미경(Two-photon microscopy) 개발되어 사용되고 있다. 이광자 현미경은 이광자 형광을 이용하여 조직에서의 투과력이 좋아 깊은 곳까지 관찰 할 수 있으며 세포나 조직에 손상을 주지 않는다. 이러한 장점을 가진 이광자 현미경을 사용하려면 그에 적합한 이광자 형광 표지자를 이용해야 하는데 아직 많은 연구가 이루어 지지 않은 상태이다. 많은 장점을 가진 이광자 형광 표지자 중에서도 붉은색의 형광을 방출하는 이광자 형광 표지자는 다른 색의 형광을 방출하는 표지자에 비해 생체 조직간의 상호작용이 적어 생체 내부를 관찰하기에 더욱 적합하다. 그렇기 때문에 기존에 사용되고 초록색 형광을 내며 좋은 형광 효율을 가지고 있는 이광자 형광 염료인 BTDAN의 구조를 바탕으로 컨쥬게이션 길이를 확장시켜 방출 파장을 redshift 시킨 BTDAN-ex를 고안하여 합성하였다. 합성 후 여러 광물리적 특성을 측정하였고 세포에서의 적용이 가능한지 확인하기 위해 이광자 현미경을 이용한 이미지를 얻는 실험을 진행하였다. 암세포는 일반세포에 비해 많은 양의 포도당을 소비하여 다량의 젖산을 세포 외부로 분비한다. 그래서 암세포의 외부 산성도는 일반세포보다 낮은 상태이다. 이런 현상을 이용하여 암 진단에 활용하고자 세포내부로 들어가지 않고 세포밖에 머무르면서 세포외부의 산성도에 따라 형광의 색이 변하는 이광자 가변색 형광표지자 (XBH1, XBH2, XBH3)를 고안하여 합성하였다. 합성 후에 여러가지 광물리적 특성을 측정하였고 실제로 세포 내로 들어가지 않고 세포 밖에 머무르면서 산성도 변화에 따라 형광의 색이 달라지는지 알아보기 위해 이광자 현미경으로 이미지를 얻는 실험을 하였다. 그 결과 세포내부로 들어가지 않고 세포 밖에서 산성도에 따라 색이 변하는 것을 확인 할 수 있었다. 따라서 세포외부의 산성도 변화에 따라 색이 변하는 이광자 가변색 형광 표지자인 XBH series를 응용한다면 암을 진단하거나 진단시약으로 개발되어 암 치료에 큰 도움을 줄것으로 기대된다.
more목차
Ⅰ. 서론 1
1. 이광자 형광의 원리 1
2. 적외선 영역의 이광자 형광 표지자의 필요성 3
3. 암세포의 pH환경 5
4. 감응 메커니즘 6
Ⅱ. 본론 7
1. BTDAN-ex의 합성 7
2. BTDAN-ex의 photophysical properties 11
(1) 용매에 따른 형광효율 측정 (Quantum Yield) 11
(2) 몰 흡광계수 측정 13
(3) 이광자 형광효율 측정 14
3. BTDAN-ex을 이용한 Two-photon Microscopy Bio-imaging 15
4. XBH1, XBH2, XBH3의 합성 17
5. XBH1, XBH2, XBH3의 photophysical properties 22
(1) 용해도 (Water solubility) 22
(2) pH에 따른 형광효율 측정 (Quantum Yield) 24
(3) pH변화에 따른 형광파장의 변화 측정 (pKa 값 측정) 26
(4) 이광자 형광효율 측정 28
6. XBH1, XBH2, XBH3을 이용한 Two-photon Microscopy Bio-imaging 30
(1) XBH series 의 세포 내 독성도 검사 (viability test) 30
(2) 세포 내부와 외부의 형광세기 비교 31
(3) XBH3을 이용한 pH변화에 따른 cell-image 34
Ⅲ. 결론 36
Ⅳ. 참고문헌 37
NMR spectrum 38
