KR20030027900A - 고리화 부가반응을 수행하는 발색단 올리고머를 함유하는소재를 사용한 광저장 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 2 개의 발색단과 그 발색단을 연결하는 링키지를 갖는 화합물을 함유하는 소재를 사용하여 정보를 광저장하는 방법에 관한 것이다. 광저장 방법은 파장 100-1600 nm의 빛을 사용하는 것이 효과적일 수 있다. 본 방법에 적용가능한 화합물은 전형적으로 펩타이드 또는 아미노산, 또는 다른 방편으로 펩타이드 핵산(PNA)로 구성된 뼈대(skeleton)를 토대로 한 다이머이다. 상기 발색단은 티민, N-(C1-6-알킬)-티민, 안트라센, 아크리디지늄 염, 테트라센 등일 수 있다.

Description

고리화 부가반응을 수행하는 발색단 올리고머를 함유하는 소재를 사용한 광저장 {OPTICAL STORAGE USING MATERIALS COMPRISING CHROMOPHORE OLIGOMERS WHICH CAN UNDERGO CYCLOADDITOIN}
광저장은 고밀도로 데이터를 저장하기 위한 최고의 기회이다. 최근 이용가능한 마그네토(magneto)-광 소재는 그 독성으로 인하여 미래의 고밀도 가역 광저장 용도로는 살아남을 수 없다. 또한, 무기 소재 대신 유기 소재의 사용에 중점을 두고 있는데, 이는 유기 소재가 더욱 쉽게 재생될 수 있고 따라서 그 오염이 적기 때문이다. 유기 폴리머 소재는 미래의 데이터 저장 시스템에서 광범위하게 사용될 수 있을 것으로 여겨진다. 그러나, 차세대 상업적 이용가능한 레이저 다이오드(laser diode), 즉 400 내지 500 nm 사이에서 작동하는 청색 다이오드에 적용할 실용적인유기 소재가 없어서 현재로서는 광저장 기술이 곤란을 겪고 있는 실정이다. 또한 미래를 전망해보면, 초-고밀도 광저장은 보다 짧은 파장을 사용하는 방향으로 흘러갈 것이다. 따라서, 266 nm에서 주파수가 4배가 된 YAG 레이저와 개발 중인 UV 다이오드 레이저를 사용하여, 원칙적으로 하나의 CD 내에 > 20 기가바이트(Gbyte)를 저장할 수 있다.
광 정보 저장용 아조 폴리머 상에서 많은 일들이 행하여져 왔다 [Angeloni et al., Liq. Cryst. 4, 513 (1989); Eich et al., Makromol. Chem. rapid Commun. 8, 59 (1987); Shibaev et al., Vysokomol. Soyed. A32, 1552 (1990); Natansohn et al., Macromolecules 25, 2268 (1992); Haitjema et al., Macromolecules 27, 6201 (1994)]. 액정 측쇄 폴리에스테르는 물론, 측쇄 비결정 폴리에스테르 또한 연구되어 왔다 [Hvilsted et al., Optics Letters 17, 1234 (1992); Hvilsted et al., Macromolecules 28, 2172 (1995); Holme et al., Optics Letters 21, 902 (1996).; Ramanujam et al., Polymers for Advanced Technologies 7, 768 (1996)]. 빛을 산란시키고 주변잡음(background noise)을 일으키는 액정 도메인은 디지털 데이터 저장과 함께 사용하기 위한 액정 폴리머의 사용을 방해하는 장애물이다. 액정성이 없는 비결정 폴리머에서, 또 다른 한편으로는, 유도 이방성(induced anisotropy)이 몇 달에 걸쳐 붕괴된다는 것이 밝혀졌다. 또한, 아조벤젠은 400 nm 이하의 파장에서는 정상적으로 사용될 수 없다. 본 발명자들은 이미 광저장용 소재로서 광-어드레서블(photo-addressable) 측쇄 발색단로 개질된 펩타이드를 개발하여 왔다 [Berg et al., Nature 383, 505 (1996); Rasmussen et al., J. Am. Chem.Soc. 121, 4738 (1999); Rasmussen et al, Tetrahedron Lett. 40, 5953 (1999)]. 펩타이드는 소재로서 몇몇 중요한 기준을 만족시키기 때문에 탁월한 선택이다. 펩타이드 필름은 정상적으로 완전하게 투명하며 비결정이다. 많은 경우에, 펩타이드 필름은 수용성이고 환경친화적이다. 이러한 새로운 접근의 잠재력은 아조벤젠 등의 광이성질체화가능한(photoisomerisable) 발색단의 용도에 대한 초기 연구에 제한되었다.
결정 내 광다이머화(photodimerisation)는 장기간 공지되어왔다. 상기 결정은 홀로그래픽 저장(holographic storage)용으로 시험되어 왔다. 그러나, 이러한 소재는 기계적으로 부서지기 쉽다 [Tomlinson et al., Appl. Opt. 11, 533 (1972)].
DNA에 존재하는 4 가지 염기 중의 하나인 티민은 266 nm에서 (2+ 2) 고리화 부가반응을 통하여 다이머화될 수 있다고 [Wulff & Fraenkel, Biochem. Biophys. Acta 51, (1961)]에 알려져 있다. 상기 파장은 YAG 레이저 파장(1064 nm)의 정확히 4 배이다. 작은 주파수가 4 배가 된 YAG 레이저가 오늘날 판매되고 있다. 또한, 고체 상태 UV 레이저가 개발 중이다. 알킬쇄에 부착된 티민 모노머의 광다이머화는 감광제(photoresist)로서 제안되고 있다 [Inaki et al., J. Photopolym. Sci. Tech. 1, 28 (1988)]. 또한, 다작용성 비닐벤질과 비닐페닐 펜던트 티민 (및 우라실)기 또한 감광제로서 유용한 것으로 밝혀졌다. 폴리머 내의 이미지(image)는 상기 폴리머를 함유한 화학 방사선(actinic radiation)에 노출시킨 다음, 비-노출 영역을 용매 제거함으로써 제공된다 [Grasshoff et al., U.S. Pat.No. 5,708,106].
발명의 간단한 설명
본 발명은 정보를 광저장하는 방법과 다음으로 판독하는 방법을 제공한다. 따라서, 본 발명은 소재 내에 정보를 광저장하는 방법과 상기 재료로부터 정보를 광판독하는 방법을 제공하는 것으로, 상기 소재는 적어도 2 개의 발색단과 그 발색단을 연결하는 링키지(linkage)를 갖는 화합물을 함유하며, 상기 방법은
(a) 제 1 강도의 제 1 파장을 소재의 국소영역에 조사함으로써 상기 소재의 국소영역 내의 발색단 간에 고리화 부가반응을 유도하여 고리화 부가물 (cycloadduct)을 형성시키는 단계와,
(b) 제 2 강도의 제 2 파장을 소재에 조사함으로써 정보, 또는 그 일부를 상기 소재로부터 추출할 수 있도록 하는 단계로 구성된다.
소재의 굴절율 변화는 (2+ 2) 고리화 부가반응을 수행하는 이웃한(neighbouring) 발색단의 광다이머화를 통하여 얻을 수 있다. 광다이머 또는 광올리고머 (옵타이드)는 입상이 아니고(grainless), 양쪽 상태에서 안정하며, 광삭제가능하다(photoerasable). 이하에서 이해되는 바와 같이, 본 발명은 고-밀도 광저장을 달성하기 위해서 광다이머화 방법을 이용할 것을 제안한다. 광다이머화가능한 분자 (발색단)은 가시 파장에서 광저장용으로 개발된 다이아미노산-Nα-치환된 올리고펩타이드 등의 짧은 펩타이드 뼈대에 부착된 하나의 구체예 내에 있다. 따라서 2 개 (또는 그 이상)의 발색단은 UV 광에 노출시켜 하나의 다이머 (또는 다이머들)의 형성을 촉진시킴으로써 밀접하게 위치된다. 이러한 공정은 원칙적으로 완전히 가역적이다. 보다 짧은 파장에 노출시키면, 발색단은 재생성될 수 있다. 그러므로, 삭제용 광공정에도 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 방법과 소재의 이점은, 특히, 복잡하고 어려운 결정 성장을 필요로 하지 않는다는 점이다. 광저장용으로 액정은 필요치 않고, 따라서 도메인의 존재로 인한 빛의 산란 문제는 해결된다. 필름 형태로 제조된 소재는 일반적으로 완전 투명하다. 비교적 간단한 올리고머의 사용으로 제작 비용이 최소화될 수 있을 것이다.
또한 본 발명은 신규 화합물의 서브그룹과 상기 화합물을 포함하는 소재에 관한 것이다.
본 발명은 적어도 2 개의 발색단을 갖는 화합물("옵타이드")("OPTIDES")을 함유하는 소재 내에 광저장하는 방법에 관한 것이다. 옵타이드는 광유도(photo-induced)에 의한 고리화 부가반응을 수행하는 발색단을 함유하고, 고형 소재 내에 존재하는 경우 아주 흥미있는 광학 성질을 갖는, 펩타이드와 아미노산으로 구성된다. 특히, 본 발명은 또한 정보를 광저장하는데 특히 적합한, 상기 화합물을 함유하는 소재에 관한 것이다.
도 1은 (티민 발색단을 함유하는) dno-716의 화학 구조를 나타낸다.
도 2는 dno-716, dno--718, 및 dno-720의 화학 구조를 나타낸다 (dno-719는 도시되어 있지 않지만 그 화학 구조는 n=1에 해당한다).
도 3은 (안트라센 발색단을 함유하는) dno-717의 화학 구조를 나타낸다.
도 4는 (티민 발색단을 함유하는) pna-1000의 화학 구조를 나타낸다.
도 5는 조사 전 dno-716의 화학 구조와 조사 중 dno-716의 제시된 고리화 부가반응의 생성물의 화학 구조를 나타낸다. 2 개의 측쇄 티민 발색단은 (2π+ 2π) 고리화 부가반응을 통하여 아마도 시스-신 구조 (cis-synconfiguration)로 다이머화된다. 또한 도 5(아랫부분)는 dno-821의 제시된 광다이머화 생성물을 보여준다.
도 6은 (N-메틸화 티민 발색단을 함유하는) pna-1001의 화학 구조를 나타낸다.
도 7은 (N-메틸화 티민 발색단을 함유하는 점을 제외하고는 dno-716과 동일한) dno-816의 화학 구조를 나타낸다.
도 8은 (테트라센 발색단을 함유하는) dno-817의 화학 구조를 나타낸다.
도 9는 (다른 방식으로 위치된 아크리디지늄 발색단을 함유하는) dno-818, dno-819, dno-820 및 dno-821을 나타낸다.
도 10은 dno-716 박막(thin film)의 흡수 스펙트럼을 나타낸다. 곡선 1은 조사되지 않은 필름의 흡수도이다. 곡선 2는 248 nm에서 1500 펄스로 조사된 필름의 흡수도이다. 이는 대략 2 J/cm2의 에너지에 해당한다. 곡선 3은 248 nm에서 3000 펄스로 조사된 필름의 흡수도이다. 이는 대략 4 J/cm2의 에너지에 해당한다.
도 11은 dno-718 박막의 흡수 스펙트럼을 나타낸다. 곡선 1은 조사되지 않은 필름의 흡수도이다. 곡선 2는 248 nm에서 1500 펄스로 조사된 필름의 흡수도이다. 이는 대략 2 J/cm2의 에너지에 해당한다. 곡선 3은 248 nm에서 3000 펄스로 조사된 필름의 흡수도이다. 이는 대략 4 J/cm2의 에너지에 해당한다.
도 12는 dno-719 박막의 흡수 스펙트럼을 나타낸다. 곡선 1은 조사되지 않은 필름의 흡수도이다. 곡선 2는 248 nm에서 1500 펄스로 조사된 필름의 흡수도이다.이는 대략 2 J/cm2의 에너지에 해당한다. 곡선 3은 248 nm에서 3000 펄스로 조사된 필름의 흡수도이다. 이는 대략 4 J/cm2의 에너지에 해당한다.
도 13은 dno-720 박막의 흡수 스펙트럼을 나타낸다. 곡선 1은 조사되지 않은 필름의 흡수도이다. 곡선 2는 248 nm에서 1500 펄스로 조사된 필름의 흡수도이다. 이는 대략 2 J/cm2의 에너지에 해당한다. 곡선 3은 248 nm에서 3000 펄스로 조사된 필름의 흡수도이다. 이는 대략 4 J/cm2의 에너지에 해당한다.
도 14는 pna-1000 박막의 흡수 스펙트럼을 나타낸다. 소재를 헥사플루오로이소프로판올에 용해시켜 필름으로 주조하였다. 곡선 1은 조사되지 않은 필름의 흡수도이다. 곡선 2는 266 nm에서 600 초 동안 조사된 뒤의 필름의 흡수도이다. 곡선 3은 100 ℃에서 72 시간 동안 방치한 후의 필름의 흡수도이다.
도 15는 pna-1000 박막의 흡수 스펙트럼을 나타낸다. 소재를 증류수에 용해시켜 필름으로 주조하였다. 곡선 1은 조사되지 않은 필름의 흡수도이다. 곡선 2는 266 nm에서 600 초 동안 조사된 뒤의 필름의 흡수도이다. 곡선 3은 100 ℃에서 96 시간 동안 방치한 후의 필름의 흡수도이다.
도 16은 dno-717 박막의 흡수 스펙트럼을 나타낸다. 곡선 1은 조사되지 않은 필름의 흡수 스펙트럼이며, 곡선 2는 350 nm에서 600 초 동안 조사된 뒤의 필름의 흡수 스펙트럼이다.
도 17은 350 nm에서 크립톤 레이저로부터 5 mW 레이저 빔을 투과시킨 dno-717 필름의 투과도를 나타낸다. 필름을 페트리 디쉬(Petri dish)의 주위에 가까이 주조한 다음, 필름의 중심부를 350 nm에서 600 초 동안 조사하였다. 투과도가 대폭 감소한 것은 단량체에 의한 빛의 흡수가 그 원인이다. 가운데의 증가는 다이머에 의하여 투과도가 증가된 결과이다. 400 회의 판독 주기(read cycle)가 신호 대 잡음비(signal to noise ratio)의 감소 없이 실행되었다.
도 18은 dno-717 박막에 기록된 간섭 격자을 원자간력 현미경 주사(atomic force microscope scan)를 나타낸다. 격자는 같은 분극을 갖는 아르곤 이온 레이저로부터 360 nm에서 만들어졌다. 격자 간격은 대충 1 마이크론이다. 표면 양각(surface relief)의 높이는 대략 90 nm이다.
도 19는 투과 마스크를 통하여 아르곤 이온 레이저로부터 360 nm에서 조사된 dno-717을 원자간력 현미경 주사를 나타낸다. 조사되지 않은 영역은 트렌치(trench)로 나타난다. 트렌치의 깊이는 대략 300 nm이다.
도 20은 투과 마스크를 통하여 360 nm에서 조사된 다음 110 ℃의 오븐에서 16 시간 동안 방치된 dno-717을 원자간력 현미경 주사를 나타낸다. 트렌치의 깊이는 대략 200 nm이다.
상기한 바와 같이, 하나의 측면에서 본 발명은 소재 내 정보를 광저장하는 방법과 상기 소재로부터 정보를 광판독하는 방법에 관한 것으로, 상기 소재는 적어도 2 개의 발색단과 그 발색단을 연결하는 링키지를 갖는 화합물을 함유하며, 상기 방법은,
(a) 제 1 강도의 제 1 파장을 소재의 국소영역에 조사함으로써 상기 소재의 국소영역 내의 발색단 간에 고리화 부가반응을 유도하는 단계와,
(b) 제 2 강도의 제 2 파장을 소재에 조사함으로써 정보, 그 일부를 상기 소재로부터 추출할 수 있도록 하는 단계로 이루어진다.
발색단의 고리화 부가반응을 위해서, 발색단은 하나의 이중 결합을 추가함으로써 소위 고리화 부가물을 형성할 수 있는, 적어도 또 다른 하나의 이중 결합을포함하고 있어야 한다. 다양한 형태의 고리화 부가반응은 공지되어 있는데, 예컨대 고리화 부가반응은 4n 개의 전자를 필요로 할 수 있거나 또는 고리화 부가반응은 4n + 2 개의 전자를 필요로 하거나 또는 고리화 부가반응은 2+ 2고리화 부가반응이거나 또는 고리화 부가반응은 4+ 4고리화 부가반응이다. 흥미로운 구체예에서, 예를 들어 실시예에서 설명하는 바와 같이, 고리화 부가반응은 방향족 고리에 결합된 다중 결합을 갖는 발색단을 필요로 하며, 고리화 부가반응은 방향족계 내에 포함된 다중 결합을 갖는 발색단을 필요로 한다.
또한 흥미로운 구체예에서 발색단 간에 고리화 부가반응은 가역적이다. 특히, 고리화 부가물은 조사 또는 가열 등에 의하여 해리(dissociate)되어 발색단을 재형성할 수 있다.
소재에 적용가능한 화합물은 일반적으로 적어도 2 개의 발색단과 그 발색단을 연결하는 링키지를 갖는 화합물이다. 하나의 분자 내의 발색단의 수가 2 개 이상, 예컨대 24 개까지 (바람직하게는 짝수), 또는 그 이상일 수 있다고 여겨지더라도, 예비적 고려와 시험으로부터 가장 좋은 결과는 정확하게 2 개의 발색단을 함유하는 화합물의 경우에 얻어짐을 알 수 있다.
화합물의 두 개 이상의 발색단은 그 발색단들이 상호 고리화 부가반응 생성물 (고리화 부가물, cycloadduct)을 형성할 수 있는 한, 원칙적으로 상이할 수 있다. 그러나, 가장 실용적인 목적으로, 화합물은 단지 한가지 형태의 발색단, 특히 실질적으로 동일한 발색단을 함유한다. "실질적으로 동일한"이라 함은 발색단이 같은 일반 구조를 가지지만, 소위 골격(backbone)에는 다르게 연결될 수 있다는 것을의미한다 (예컨대 도 9 참조).
본원에서, 용어 "발색단"이라 함은 당해 기가 100 nm 내지 1600 nm 사이, 특히 200 nm 내지 700 nm의 파장에서 빛을 흡수하고, 빛 흡수의 결과로서 그 기가 가역 또는 비가역적으로, 바람직하게는 가역적으로, 고리화 부가반응, 예컨대 2+ 2고리화 부가반응을 할 수 있는 것을 의미한다.
본원에서 사용된 발색단은 폭넓은 범위의 화합물 부류, 예컨대 적어도 하나의 이중 결합을 함유하는 비환계(acyclic), 단환계, 이환계, 삼환계, 사환계, 다환계, 헤테로환계, 방향족, 폴리방향족 및 헤테로방향족 화합물로부터 선택될 수 있으며, 광화학적으로 유사한 이들 화합물에 의하여 인식될 수 있을 것이다. 더욱 구체적인 화합물의 예로는 카르보닐 화합물, 다이카르보닐 화합물, 페논류, 퀴논류, 티온류, 노르본아디엔류, 피리미딘류, 알켄류, 비스티민류, 말레이미드류, 코우마린류, 퓨란류, 이소벤조퓨란, 푸로코우마린류, 피론류, 신나메이트류, 비스신나메이트류, 페난트렌류, 비스페난트렌류, 아세나프틸렌류, 비스아세나프틸렌류, 아자안트라센류, 아센류, 나프타센류, 벤즈안트라센류, 예컨대 아크리디지늄 염, 벤즈아크리디지늄 염, 티민, N-C1-6-알킬-티민, 예컨대 N-메틸-티민,-피론, 2-피리돈, N-2-메틸-피리돈, 우라실, 나프탈렌, 안트라센, 2-아미노피리디늄, 피라지논, 벤즈아크리딘, 2-페닐벤즈옥사졸, 실라사이클로펜타디엔 등을 들 수 있으며, 상기 발색단은 독립적으로 하이드록시, 할로겐 예컨대 플루오린, 클로린, 브로민과 아이오딘, 선형 또는 가지형의 선택적으로 치환된 C1-6-알킬, 선택적으로 치환된C1-6-알콕시, 시아노, 니트로, 아미노, 모노- 또는 다이(선택적으로 치환된 C1-6-알킬)아미노, 모노- 또는 다이(선택적으로 치환된 C1-6-알킬)아미노-C1-6-알킬, (선택적으로 치환된 C1-6-알킬)카르보닐아미노, (선택적으로 치환된 C1-6-알킬)카르보닐아미노-C1-6-알킬, 아미노카르보닐, 아미노카르보닐-C1-6-알킬, 모노- 또는 다이(선택적으로 치환된 C1-6-알킬)아미노카르보닐, 모노- 또는 다이(선택적으로 치환된 C1-6-알킬)아미노카르보닐-C1-6-알킬, 선택적으로 치환된 C1-6-아실, 선택적으로 치환된 C1-6-아실록시, 카르복시, -COSH, (선택적으로 치환된 C1-6-알콕시)카르보닐, 티올로, C1-6-알킬티오, 선택적으로 치환된 C1-6-알킬티오-C1-6-알킬, 구아니디노, 이소시아노, 이소티오시아노, 및 티오시아노 중에서 각각 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환체에 의하여 선택적으로 치환될 수 있다.
발색단의 구체예로는 방향족, 폴리방향족과 헤테로방향족 화합물, 예컨대 나프타렌, 안트라센, 테트라센, 펜타센, 티민, N-메틸-티민, 우라실, 아크리디지늄 염, 벤즈아크리디지늄 염, 2-아미노피리디늄, 예컨대 안트라센, 아크리디지늄 염, N-메틸-티민 및 테트라센 등을 들 수 있다.
하나의 구체예에서, 발색단은 핵염기-결합기(nucleobase-binding group)가 아니다. 따라서, 발색단은 DNA 또는 RNA 내의 상보적 위치에 결합할 수 있는 부분이 아니다. 이러한 한가지 예로서, 수소 결합 공여자 (-NH)기를 포함하고 있지 않아서 (티민과는 대조적으로) 핵염기에 결합할 수 없는 N-메틸-티민 (도 6 참조)을들 수 있다.
적어도 2 개 (바람직하게는 2 개)의 발색단 간의 링키지는, (a) 아미노산 또는 펩타이드, 예컨대-아미노알킬 측쇄를 갖는- 및-아미노산, 예컨대 오르니틴, 리신, 호모리신, 다잉미노부틸산, 및 다이아미노프로피온산, (b) 리보뉴클레오타이드, 데옥시리보뉴클레오타이드, 데옥시리보핵산, 리보핵산, 및 그 유도체, 예컨대 LNA, 특히 발색단이 핵염기의 위치에 있는 그러한 물질, (c) 폴리머 핵산(PNA), 특히 발색단이 핵염기의 위치에 있는 그러한 (b)와 (c)를 토대로 한다. 2 개의 "이웃한(neighbouring)" 발색단 간의 링키지는 일반적으로 4-30 결합, 바람직하게는 4-20 결합, 특히 5-15 결합 길이를 나타낸다.
본 발명 내 잠재적 용도를 가진 화합물 부류 중 하나는 2-24 단편 (segment)의 다음 구조식 G를 포함하는 화합물로 대표될 수 있다.
식 중, L은 광다이머화가능한 발색단이고,
Y-A-B는 두 발색단 간의 링키지의 일부이며,
여기서 Y는 -O-(CH2)p-C(=O)-NH-, -O-(CH2)p-NH-C(=O)-, -O-(CH2)p-C(=O)-, -O-(CH2)p-NH-, -(CH2)p-C(=O)-NH-, -(CH2)p-NH-C(=O)-, -(CH2)p-C(=O)-, -(CH2)p-NH-, -OOC-(CH2)p-C(=O)-NH-, -OOC-(CH2)p-NH-C(=O)-, -OOC-(CH2)p-C(=O)-, -OOC-(CH2)p-NH-, -NH-(CH2)p-C(=O)-NH-, -N(C1-6-알킬)-(CH2)p-C(=O)-NH-, -NH-(CH2)p-NH-C(=O)-,-N(C1-6-알킬)-(CH2)p-NH-C(=O)-, -NH-(CH2)p-C(=O)-, -N(C1-6-알킬)-(CH2)p-C(=O)-, -NH-(CH2)p-NH-, -N(C1-6-알킬)-(CH2)p-NH-, -NH-C(=O)-(CH2)y-C(=O)-NH-, -N(C1-6-알킬)-C(=O)-(CH2)p-C(=O)-NH-, -NH-C(=O)-(CH2)p-NH-C(=O)-, -N(C1-6-알킬)-C(=O)-(CH2)p-NH-C(=O)-, -NH-C(=O)-(CH2)p-C(=O)-, -N(C1-6-알킬)-C(=O)-(CH2)p-C(=O)-, -NH-C(=O)-(CH2)p-NH-, 및 -N(C1-6-알킬)-C(=O)-(CH2)p-NH- 중에서 선택된 연결기(linking group)이며, 여기서 p는 0-5, 바람직하게는 0-2이고,
A는 질소 원자와 그룹 C-R 중에서 선택되며, 여기서 R은 수소와 선택적으로 치환된 C1-4-알킬 중에서 선택되고,
B는 CHR2와 C=O 중에서 선택된 그룹으로 구성된 사슬이며, 여기서 R2는-아미노산의 측쇄, 선택적으로 치환된 C1-6-알킬, 하이드록시, 선택적으로 치환된 C1-6-알콕시, 할로겐, 시아노, 아미노, 모노- 또는 다이(선택적으로 치환된 C1-6-알킬)아미노, 모노- 또는 다이(선택적으로 치환된 C1-6-알킬)아미노-C1-6-알킬, (선택적으로 치환된 C1-6-알킬)카르보닐아미노, (선택적으로 치환된 C1-6-알킬)카르보닐아미노-C1-6-알킬, 아미노카르보닐, 아미노카르보닐-C1-6-알킬, 모노- 또는 다이(선택적으로 치환된 C1-6-알킬)아미노카르보닐, 모노- 또는 다이(선택적으로 치환된 C1-6-알킬)아미노카르보닐-C1-6-알킬, 선택적으로 치환된 C1-6-아실, 선택적으로 치환된 C1-6-아실록시, 카르복시, 및 (선택적으로 치환된 C1-6-알콕시)카르보닐 중에서 선택되고, 상기 B 사슬은 -O- 및 -NR3- 중에서 선택된 하나 이상의 그룹에 의하여 선택적으로 중단되고, 개시되고, 종결되며, 여기서 R3는 수소, C1-6-알킬, 모노- 또는 다이(선택적으로 치환된 C1-6-알킬)아미노-C1-6-알킬, (선택적으로 치환된 C1-6-알킬)카르보닐아미노-C1-6-알킬, 아미노카르보닐-C1-6-알킬, 모노- 또는 다이(선택적으로 치환된 C1-6-알킬)아미노카르보닐, 모노- 또는 다이(선택적으로 치환된 C1-6-알킬)아미노카르보닐-C1-6-알킬, (선택적으로 치환된 아릴)-C1-6-알콕시-카르보닐, 선택적으로 치환된 C1-6-아실, 및 선택적으로 치환된 C1-6-알콕시카르보닐 중에서 선택된다.
본원에서, 용어 "C1-4-알킬"는 1 개 내지 4 개의 탄소 원자, 예컨대 메틸, 에틸, 1-프로필, 2-프로필, 1-부틸, 2-부틸, 터트-부틸, 및 사이클로부틸을 갖는 선형 또는 가지형 또는, 일반 용도와 다를지라도, 환형 지방족 사슬의 래디칼을 나타낸다. 유사하게도, 용어 "C1-6-알킬"은 1 개 내지 6 개의 탄소 원자, 예컨대 C1-4-알킬에서 언급된 래디칼과 펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, 헥실, 및 사이클로헥실을 갖는 선형 또는 가지형 또는 환형 지방족 사슬의 래디칼을 나타낸다. "알킬"의 더 길다란 변형체(variant), 예컨대 "C1-24-알킬", "C1-18-알킬" 및 "C1-12-알킬"은 상응하는 의미를 가지며, 특히 직쇄 이성질체를 포함한다.
본원에서, "C1-4-알콕시"와 "C1-6-알콕시" 및 탄소수가 더 많은 변형체는 각각 C1-4-알킬-옥시와 C1-6-알킬-옥시 등을 의미한다.
본원에서, "C1-6-아실"이라는 용어는 알카노일, 예컨대 포름일, 아세틸, 프로피오닐, 부티릴, 이소부티릴, 발레릴, 이소발레릴, 피발로일 및 헥사노일을 의미한다. 탄소수가 더 많은 변형체는 비슷한 의미를 갖는다.
본원에서, "아릴"이라는 용어는 카르보사이클릭 방향족 고리 또는 고리계,예컨대 페닐, 나프틸, 플루오레닐, 및 테트라리닐을 의미한다.
본원에서, "아릴"과 "헤테로사이클릴"과 관련하여 "선택적으로 치환된"이라는 용어는 하이드록시, 할로겐(예컨대 플루오린, 클로린, 브로민, 및 아이오딘), 하이드록시, 아미노, 시아노, 및 카르복시로 1 회 이상 치환될 수 있는 C1-4-알킬과 C1-4-알콕시, 할로겐(플루오린, 클로린, 브로민, 및 아이오딘), 니트로, 니트로소, 시아노, 아미노, 모노- 또는 다이(C1-4-알킬)아미노, 아미노카르보닐, 모노- 또는 다이(C1-4-알킬)아미노카르보닐, C1-6-아실, C1-6-아실록시,카르복시, C1-4-알콕시카르보닐, 티올로, C1-4-알킬티오, 아릴티오, C1-4-알킬술포닐, 아릴술포닐, 모노- 또는 다이(C1-4-알킬)아미노술포닐, 술포노(SO3H), 술피노(SO2H), 할로술포닐, 이소시아노, 이소티오시아노, 및 티오시아노 중에서 선택된 하나 이상, 바람직하게는 1-3 개의 치환체로 치환될 수 있는, 상기 정의한 바와 같은 아릴과 헤테로사이클릴을 각각의미한다.
본원에서, "알킬", "알콕시", 및 "아실"과 관련하여 "선택적으로 치환된"이라는 용어는 당해 그룹이 하이드록시, 할로겐(플루오린, 클로린, 브로민, 및 아이오딘), 하이드록시, 아미노, 시아노, 및 카르복시로 1 회 이상 선택적으로 치환될 수 있는 C1-4-알콕시, 할로겐(플루오린, 클로린, 브로민, 및 아이오딘), 니트로, 니트로소, 시아노, 카르복시, 티올로, C1-4-알킬티오, 아릴티오, C1-4-알킬술포닐, 아릴술포닐, 술포노 (SO3H), 술피노 (SO2H), 할로술포닐, 이소시아노, 이소티오시아노, 및 티오시아노로 1 회 이상 치환될 수 있다는 것을 의미한다.
본원에서, "-아미노산의 측쇄"라는 용어는-아미노산, 즉 글라이신 부분이 없는 당해-아미노산, 바람직하게는 자연 발생 또는 쉽게 입수가능한-아미노산의-원자에 결합된 그룹을 의미한다. 상업적으로 입수가능한-아미노산, 예컨대 자연 발생하는-아미노산, 예컨대 알라닌, 발린, 노르발린, 이소발린, 류신, 노르류신, 이소류신, 메티오닌, 페닐알라닌, 트립토판, 세린, 트레오닌, 시스테인, 페니실아민, 티로신, 아스파라긴, 글루타민, 아스파라긴산, 글루타민산, 오르니틴, 리신, 아르기닌, 히스티딘, 프롤린, 4-하이드록시-프롤린, 및 피페콜린산 등의 측쇄가 가장 흥미롭다.
화합물의 더욱 구체적인 부류에서, A는 질소 원자와 C-H 군 중에서 선택되고, B는 CHR2와 C=O 중에서 선택된 군으로 구성된 사슬로 (여기서, R2는 수소와-아미노산의 측쇄 중에서 선택됨), 상기 B 사슬은 -O- 및 -NR3- 중에서 선택된 하나 이상의 군에 의하여 선택적으로 중단되거나 개시되거나 종결된다 (여기서, R3는 수소, C1-6-알킬, C1-6-아실, 및 아미노 보호기, 예컨대 터트-부톡시카로브닐 (Boc) 또는 9-플루오레닐메틸옥시카르보닐 (Fmoc) 중에서 선택됨).
이해되시는 바와 같이, 특히 합성의 편의와 관련하여, 화합물의 구체적인 부류의 특징은 적어도 일부의 연결기 Y와 골격 부분 -A-B-가 하나 이상의 아미노산으로부터, 특히 오르니틴, 호모리신, 리신, 다이아미노부틸산, 및 다이아미노프로피온산 중에서 선택된 아미노산으로부터, 특히 오르니틴에서 유래된다는 점이다.
화합물이 24 단편까지 포함할 수 있다 하더라도, 2-20 단편, 바람직하게는 2-10 단편, 예컨대 2-6 단편, 예컨대 2-4 단편, 바람직하게는 2 단편의 일반식 G를 포함하는 것이 일반적으로 바람직하다.
더욱 특정한 부류의 화합물의 특징은 구조식 Gh에 있다.
식 중, n은 양수, 예컨대 1-19의 범위, 예컨대 1-9의 범위, 예컨대 2이고, Y0, .., Yn은 각각 독립적으로 상기 정의된 바와 같은 연결기이고, L0, .., Ln은 각각 독립적으로 발색단이고, A0, .., An은 각각 독립적으로 상기 정의된 바에 따라 A를 정의한 바와 같은 그룹이고, B1, .., Bn은 각각 독립적으로 상기 B를 정의한 바와 같은 사슬이고, Q와 Z는 종결기이다.
그룹 Q와 Z는 통상 각각 독립적으로 상기 R2와 R3를 정의한 바와 같거나, 1 내지 5 개의 아미노산으로 구성된 사슬로 선택적으로 치환된 바와 같거나, 또는 상기 B를 정의한 바와 같은 사슬에 의하여 연장된 바와 같은, 동일한 기 중에서 선택된다. 그리고, 그룹 Q와 Z 중 하나 또는 모두가 탄소환(carbocyclic) 또는 헤테로환 고리 또는 거대환(macrocycle)의 일부인 경우, Q 및/또는 Z는 이전 언급된 그룹의 2가 래디칼(biradical)과 단일 결합 중에서 선택된다. 그룹 Q와 Z가 고리화 부가반응에 직접적으로 영향을 끼치지는 않으나, 고리화 부가반응 이전에 발색단의 배열에는 영향을 미치고 따라서 반응 속도와 효율에 영향이 있다.
A가 C-R인 경우, 그룹 Z는 전형적으로-아미노산의 측쇄, 수소, 메틸, 시아노메틸, 에틸, 1-프로필, 2-프로필, 2-메틸-1-프로필, 2-하이드록시-2-메틸-1-프로필, 1-부틸, 2-부틸, 메틸티오에틸, 벤질, p-아미노-벤질, p-이오도-벤질, p-플루오로-벤질, p-브로모-벤질, p-클로로-벤질, p-니트로-베질, 3-피리딜메틸, 3,5-다이이오도-4-하이드록시-벤질, 3,5-다이브로모-4-하이드록시-벤질, 3,5-다이클로로-4-하이드록시-벤질, 3,5-다이플루오로-4-하이드록시-벤질, 4-메톡시-벤질, 2-나프틸메틸, 1-나프틸메틸, 3-인돌릴메틸, 하이드록시메틸, 1-하이드록시에틸, 메르캅토메틸, 2-메르캅토-2-프로필, 4-하이드록시벤질, 아미노카르보닐메틸, 2-아미노카르보닐에틸, 카르복시메틸, 2-카르복시에틸, 아미노에틸, 2-아미노에틸, 3-아미노-프로필, 4-아미노-1-부틸, 3-구아니디노-1-프로필, 4-이미다졸릴메틸, C1-24-알킬, N-(C1-24-아실)-아미노-(C1-6-알킬), 및 (1-5 개의 아미노산 사슬)-아미노-(C1-6-알킬), 및 A와 A에 근접한 Y의 질소 원자를 포함하며, 각각 피롤리딘 고리, 3-하이드록시-피롤리딘 고리, 또는 피페리딘 고리를 형성하는, 1,3-프로필렌, 2-하이드록시-1,3-프로필렌, 또는 1,4-부틸렌 중에서 선택되고; 그리고, A가 N인 경우, 그룹 Z는 통상 수소, 아미노-C1-4-알킬, N-모노- 또는 다이(C1-24-알킬)-아미노-C1-4-알킬, C1-24-아실아미노-C1-4-알킬, 및 (1-5 개의 아미노산 사슬)-아미노-C1-4-알킬 중에서 선택된다.
"1-5 개의 아미노산 사슬"이라는 용어는 아민 결합을 통하여 서로 연결된 아미노산으로 구성된 래디칼을 의미한다. 래디칼 "1-5 개의 아미노산 사슬"은 아민에 부착되는 경우에는 C-말단을 통하여 연결고 카르보닐에 부착되는 경우에는 N-말단 (또는 측쇄 아미노산)을 통하여 연결되는 것으로 여겨진다.
A가 C-R인 경우, Q는 전형적으로 수소, 카르복시, 아미노카르보닐, 모노- 또는 다이(C1-24-알킬)아미노카르보닐, (1-5 개의 아미노산 사슬)-카르복시 중에서 선택되고; 그리고, A가 N인 경우, Q는 통상 수소, 카르복시-C1-3-알킬, 아미노카르보닐-C1-3-알킬, 모노- 또는 다이(C1-24-알킬)아미노카르보닐-C1-3-알킬, C1-24-알콕시카르보닐-C1-3-알킬, 및 (1-5 개의 아미노산 사슬)-카르복시-C1-3-알킬 중에서 선택된다.
구조식 Gh내에서 적용가능한 화합물의 소부류는 다음 구조식을 갖는다.
식 중, Y0, .., Yn은 각각 독립적으로 -O-(CH2)p-C(=O)-NH-, -(CH2)p-C(=O)-NH-, -O-(CH2)p-NH-C(=O)-, -(CH2)p-NH-C(=O)-, -(CH2)p- 중에서 선택되며, 여기서 p는 0-5이고, B1, .., Bn은 각각 독립적으로 -(CH2)q-NH-C(=O)-(CH2)r-, -(CH2)q-C(=O)-NH-(CH2)r- 중에서 선택되며, 여기서 q와 r은 각각 독립적으로 0-6, 예컨대 0-4이고, q + r의 합은 0-6, 예컨대 2-4이고, R(0), .., R(n)은 각각 독립적으로 수소 및 선택적으로 치환된 C1-4-알킬로부터 선택되고, Q는 수소, 카르복시, 아미노카르보닐, 모노- 또는 다이(C1-6-알킬)아미노카르보닐, 및 (1-5 개의 아미노산 사슬)-카르보닐 중에서 선택되고, Z는-아미노산의 측쇄로부터 선택된다.
더욱 구체적인 소부류는 다음 구조식의 화합물로 나타난다.
식 중, q는 1-4이며 n은 1-9이고, 예컨대 여기서 Q는 수소와 아미노카르보닐(H2N-C(=O)-) 중에서 선택되며, Y0, .., Yn은 -O-CH2-C(=O)-NH-와 -CH2-C(=O)-NH- 중에서 선택되며, Z는 수소와 메틸 중에서 선택되고, 그리고 n은 1-4이고,
예컨대 여기서 Q는 아미노카르보닐 (H2N-C(=O))이며, Y0, .., Yn은 -O-CH2-C(=O)-NH-이며, Z는 수소와 메틸 중에서 선택되고, 예컨대 여기서 n은 1이고, Q는 아미노카르보닐 (H2N-C(=O))이며, Y0은 -O-CH2-C(=O)-N<이며, Y1은 -O-CH2-C(=O)-NH-이며, Z는 수소 또는 메틸이다.
또 다른 더욱 구체적인 소부류는 다음 구조식의 화합물로 나타난다.
식 중, Y0, .., Yn은 각각 독립적으로 -O-(CH2)p-C(=O)-, -(CH2)p-C(=O)-, -(CH2)p-NH-C(=O)-, 및 -O-(CH2)p-NH-C(=O)- 중에서 선택되며, 여기서 p는 0-5이고; B1-Bn은 각각 독립적으로 -(CH2)q-NH-C(=O)-(CH2)r-, -(CH2)q-C(=O)-NH-(CH2)r- 중에서 선택되며, 여기서 q와 r은 각각 0-4이며, 그 합 q + r은 2-4이며, 여기서 하나의 수소 원자 또는 하나 이상의 메틸렌 그룹은-아미노산의 측쇄로부터 선택된 그룹으로 선택적으로 치환되고; Q는 수소, 카르복시-C1-3-알킬, 아미노카르보닐-C1-3-알킬, 모노- 또는 다이(C1-6-알킬)아미노카르보닐-C1-3-알킬 중에서 선택되고; Z는 수소, C1-6-아실아미노-C1-4-알킬 중에서 선택되고,
예컨대, 하기 구조식의 화합물이다.
식 중, q와 r은 각각 1-3이며, q + r의 합은 2-4이다.
또 다른 더욱 구체적인 소부류는 다음 구조식의 화합물로 나타난다.
식 중, Y0, .., Yn은 각각 독립적으로 -O-(CH2)p-C(=O)-, -(CH2)p-C(=O)-, -(CH2)p-NH-C(=O)-, -O-(CH2)p-NH-C(=O)- 중에서 선택되며, 여기서 p는 0-5이고; B1-Bn은 각각 독립적으로 -C(=O)-(CH2)q-NH-C(=O)-(CH2)r-, -C(=O)-(CH2)q-C(=O)-NH-(CH2)r-, -(CH2)S- 중에서 선택되며, 여기서 q와 r은 각각 0-3이며, 그 합 q + r은 1-3이며, s는 2-6이며, 여기서 하나의 수소 원자 또는 하나 이상의 메틸렌 그룹은-아미노산의 측쇄로부터 선택된 그룹으로 선택적으로 치환되고; Q는 수소, 카르복시-C1-3-알킬, 아미노카르보닐-C1-3-알킬, 모노- 또는 다이(C1-6-알킬)아미노카르보닐-C1-3-알킬 중에서 선택되고; Z는 수소, C1-4-알킬, C1-6-아실아미노-C1-4-알킬 중에서 선택되고,
예컨대, 하기 구조식의 화합물이거나
또는 하기 구조식의 화합물이다.
식 중, s는 1-4, 바람직하게는 2 또는 3이다.
상기 구조식 중 무수한 화합물은 아주 신규하고, 따라서 본 발명의 분리된 측면을 구성하는 것으로 여겨진다. 따라서, 본 발명은 또한 하기 구조식 X의 화합물을 제공한다.
[구조식 X]
a는 0-2이며 b는 1-5이고,
L은 N-(C1-6-알킬)-티민, 안트라센, 아크리디지늄 염, 및 테트라센으로 구성된 군 중에서 선택되고,
Q는 수소, 카르복시, 아미노카르보닐, 모노- 또는 다이(C1-24-알킬)아미노카르보닐, (1-5 개의 아미노산 사슬)-카르복시로 구성된 군 중에서 선택되고,
Z는-아미노산의 측쇄, 수소, 메틸, 시아노메틸, 에틸, 1-프로필, 2-프로필, 2-메틸-1-프로필, 2-하이드록시-2-메틸-1-프로필, 1-부틸, 2-부틸, 메틸티오에틸, 벤질, p-아미노-벤질, p-아이오도-벤질, p-플루오로-벤질, p-브로모-벤질, p-클로로-벤질, p-니트로-벤질, 3-피리딜메틸, 3,5-다이아이오도-4-하이드록시-벤질, 3,5-다이브로모-4-하이드록시-벤질, 3,5-다이클로로-4-하이드록시-벤질, 3,5-다이플루오로-4-하이드록시-벤질, 4-메톡시-벤질, 2-나프틸메틸, 1-나프틸메틸, 3-인돌릴메틸, 하이드록시메틸, 1-하이드록시에틸, 메르캅토메틸, 2-메르캅토-2-프로필, 4-하이드록시벤질, 아미노카르보닐메틸, 2-아미노카르보닐에틸, 카르복시메틸, 2-카르복시에틸, 아미노메틸, 2-아미노에틸, 3-아미노-프로필, 4-아미노-1-부틸, 3-구아니디노-1-프로필, 4-이미다졸릴-메틸, C1-24-알킬, N-(C1-24-아실)-아미노-(C1-6-알 킬), 및 (1-5 개의 아미노산 사슬)-아미노-(C1-6-알킬)로 구성된 군 중에서 선택되고,
예컨대 식 중,
b는 2-4이고,
Q는 수소, 카르복시, 아미노카르보닐, 모노- 또는 다이(C1-18-알킬)아미노카르보닐, (1-5 개의 아미노산 사슬)-카르복시로 구성된 군 중에서 선택되고,
Z는-아미노산의 측쇄, 수소, 메틸, 시아노메틸, 에틸, 1-프로필, 2-프로필, 2-메틸-1-프로필, 2-하이드록시-2-메틸-1-프로필, 1-부틸, 2-부틸, 메틸티오에틸, 벤질, p-아미노-벤질, p-아이오도-벤질, p-플루오로-벤질, p-브로모-벤질, p-클로로-벤질, p-니트로-벤질, 3-피리딜메틸, 3,5-다이아이오도-4-하이드록시-벤질,3,5-다이브로모-4-하이드록시-벤질, 3,5-다이클로로-4-하이드록시-벤질, 3,5-다이플루오로-4-하이드록시-벤질, 4-메톡시-벤질, 2-나프틸메틸, 1-나프틸메틸, 3-인돌릴메틸, 하이드록시메틸, 1-하이드록시에틸, 메르캅토메틸, 2-메르캅토-2-프로필, 4-하이드록시벤질, 아미노카르보닐메틸, 2-아미노카르보닐에틸, 카르복시메틸, 2-카르복시에틸, 아미노메틸, 2-아미노에틸, 3-아미노-프로필, 4-아미노-1-부틸, 3-구아니디노-1-프로필, 4-이미다졸릴-메틸, C1-18-알킬, N-(C1-18-아실)-아미노-(C1-6-알 킬), 및 (1-5 개의 아미노산 사슬)-아미노-(C1-6-알킬)로 구성된 군 중에서 선택되고.
예컨대, 식 중,
Q는 수소, 카르복시, 아미노카르보닐, 모노- 또는 다이(C1-12-알킬)아미노카르보닐, (1-5 개의 아미노산 사슬)-카르복시로 구성된 군 중에서 선택되고,
Z는-아미노산의 측쇄, 수소, 메틸, 시아노메틸, 에틸, 1-프로필, 2-프로필, 2-메틸-1-프로필, 2-하이드록시-2-메틸-1-프로필, 1-부틸, 2-부틸, 메틸티오에틸, 벤질, p-아미노-벤질, p-아이오도-벤질, p-플루오로-벤질, p-브로모-벤질, p-클로로-벤질, p-니트로-벤질, 3-피리딜메틸, 3,5-다이아이오도-4-하이드록시-벤질, 3,5-다이브로모-4-하이드록시-벤질, 3,5-다이클로로-4-하이드록시-벤질, 3,5-다이플루오로-4-하이드록시-벤질, 4-메톡시-벤질, 2-나프틸메틸, 1-나프틸메틸, 3-인돌릴메틸, 하이드록시메틸, 1-하이드록시에틸, 메르캅토메틸, 2-메르캅토-2-프로필, 4-하이드록시벤질, 아미노카르보닐메틸, 2-아미노카르보닐에틸, 카르복시메틸, 2-카르복시에틸, 아미노메틸, 2-아미노에틸, 3-아미노-프로필, 4-아미노-1-부틸, 3-구아니디노-1-프로필, 4-이미다졸릴-메틸, C1-12-알킬, N-(C1-12-아실)-아미노-(C1-6-알 킬), 및 (1-5 개의 아미노산 사슬)-아미노-(C1-6-알킬)로 구성된 군 중에서 선택된다.
또한, 관심있게도, 여기서 b는 3이고, Q는 아미노카르보닐이고, Z는 수소 또는-아미노산의 측쇄, 예컨대 수소 또는 메틸이다.
본 발명은 추가로 하기 구조식 XI의 화합물을 제공한다.
[구조식 XI]
식 중,
a는 0-2, b는 1-3이며, c는 1-3이고,
L은 N-(C1-6-알킬)-티민, 안트라센, 아크리디지늄 염, 및 테트라센으로 구성된 군 중에서 선택되고,
Q는 수소, 카르복시-C1-3-알킬, 아미노카르보닐-C1-3-알킬, 모노- 또는 다이(C1-24-알킬)아미노카르보닐-C1-3-알킬, C1-24-알콕시카르보닐-C1-3-알킬, 및 (1-5 개의 아미노산 사슬)-카르복시-C1-3-알킬로 구성된 군 중에서 선택되고,
Z는 수소, 아미노-C1-4-알킬, N-모노- 또는 다이(C1-24-알킬)-아미노-C1-4-알킬,C1-24-아실아미노-C1-4-알킬, 및 (1-5 개의 아미노산 사슬)-아미노-C1-4-알킬로 구성된 군 중에서 선택되고,
식 중,
Q는 수소, 카르복시-C1-2-알킬, 아미노카르보닐-C1-2-알킬, 모노- 또는 다이(C1-18-알킬)아미노카르보닐-C1-2-알킬, C1-18-알콕시카르보닐-C1-2-알킬, 및 (1-5 개의 아미노산 사슬)-카르복시-C1-2-알킬로 구성된 군 중에서 선택되고,
Z는 수소, 아미노-C1-3-알킬, N-모노- 또는 다이(C1-18-알킬)-아미노-C1-3-알킬, C1-18-아실아미노-C1-3-알킬, 및 (1-5 개의 아미노산 사슬)-아미노-C1-3-알킬로 구성된 군 중에서 선택되고,
식 중,
Q는 수소, 카르복시-CH2, 아미노카르보닐-CH2, 모노- 또는 다이(C1-12-알킬)아미노카르보닐-CH2, C1-12-알콕시카르보닐-CH2, 및 (1-5 개의 아미노산 사슬)-카르복시 -CH2로 구성된 군 중에서 선택되고,
Z는 수소, 아미노-(CH2)2, N-모노- 또는 다이(C1-12-알킬)-아미노-(CH2)2, C1-12-아실아미노-(CH2)2, 및 (1-5 개의 아미노산 사슬)-아미노-(CH2)2로 구성된 군 중에서 선택된다.
또한, 관심있게도, 여기서 b는 2-3, c는 1-2이고, 여기서 b는 2, c는 1이고,여기서 Q는 H2NC(=O)CH2이고, Z는 H2NCH2C(=O)NH(CH2)2이다.
또한 본 발명은 본원에 기제된 화합물을 포함하는 소재, 특히 상기 정의된 구조식 X 또는 XI의 화합물을 포함하는 소재를 제공한다. 또한 본 발명은 상기 정의된 구조식 X 또는 XI의 화합물과 기판을 포함하는 광저장 매체를 제공한다. 기판은 통상 유리, 석영, 폴리카보네이트, 폴리올레핀 등이다.
펩타이드-기재 옵타이드의 합성
본 발명의 잇점은 광학적 적용에 특히 적합한 화합물이 일반적인 펩타이드 화학 기술, 예컨대 용액상 펩타이드 합성과 고체상 펩타이드 합성에 의하여 합성될 수 있다는 점이다. 표준 고체상 펩타이드 전략은 단분산(monodisperse)의 단계별 어셈블리(stepwise assembly)와 메리필드(Merrifield) 고체상 합성에 의한 화학적으로 명백한 펩타이드가 가능하도록 하였다는 점에서 유리하다.
화합물에 사용되는 경우, 용어 "단분산)(monodisperse)"은 당해 화합물의 분자가 동일하다는 것을 의미한다. "단분산"은 이론상의 용어로, 실제로 본원에서는, 사용된 기술, 예컨대 고체상 펩타이드 화학 기술 내에서 가능한 정도로 화합물이 순수한 것을 의미하며, 따라서 화합물의 순도가 적어도 98 % 순도, 바람직하게는 99 % 순도, 특히 99.9 % 순도가 되도록 단분산 화합물은 작은 흔적량의 불순물을 포함할 수 있다.
다이아미노산 N-치환된 올리고펩타이드에 기초한 옵타이드의 합성은 약산-불안정한-아미노 보호기로서 터트-부틸옥시카르보닐 (Boc), 약염기-불안정한-아미노 보호기로서 9-플루오레닐메틸옥시카르보닐 (Fmoc), 및 고형체에 대한 앵커링(anchoring) 링키지로서 강산-불안정한 4-메틸벤즈항드릴아민 (MBHA)를 사용하는 세 가지 보호 수준을 수반한다. 각 주기의 고체상 어셈블리는 두 개의 개별 커플링단계로 구성된다. 첫 번째 단계는 골격 단위를 도입하고 두 번째 단계는 측쇄 단위를 병합(incorporate)시킨다.
화학 변환 동안 중간 생성물을 "기억하도록(keeping track)" 도와주는, 고체 매트릭스 상에 분자를 앵커링하는 원리는, 고체상 합성 또는 메리필드 합성으로서 알려져 있다. 아미노산을 펩타이드 내로 단계별(stepwise) 또는 단편별(fragment-wise) 고체상 어셈블리시키는 확립된 방법은 약하게 가교결합된 스티렌-다이비닐벤젠 코폴리머로 된 비드형(beaded) 매트릭스를 정상적으로 사용하며, 상기 가교결합된 코폴리머는 다이비닐벤젠의 혼합물에 첨가된 스티렌 모노머의 펄 중합화로 형성된다. 대개 1-2 % 수준의 가교도가 사용된다. 또한 상기 매트릭스는 본원발명에서 고체상 옵타이드 합성에도 적용된다.
고체상의 초기 작용화(functionalization)에 관하여는, 50 여개 이상의 방법들이, 클로로메틸 (메리필드 수지; 클로로메틸 메틸 에테르 / SnCl4반응을 통하여), 아미노메틸 (N-하이드록시메틸프탈이미드 반응을 통하여)을 도입시키는 반응이 가장 널리 적용되는 전통적인 고체상 펩타이드 합성과 관련하여 기술되어 왔다 [Barany & Merrifield in "The Peptides" Vol. 2, Academic Press, New York, 1979, pp. 1-284, and Stewart & Young, "Solid Phase Peptide Synthesis", 2ndEd., Pierce Chemical Company, Illinois, 1984 참조]. 그 성질에 관계없이, 작용기의 목적은 코폴리머 고형 지지체와 그 고형 지지체에 커플링되는 것이 바람직한 제 1 아미노산의 C-말단 간에 앵커링 링키지를 정상적으로 형성하는 데 있다. 일반적으로 작용기의 "농도"는 mmol/g으로 표현한다. 초기에 도입된 그밖의 반응성 작용기는 4-메틸벤즈하이드릴아미노와 4-메톡시벤즈하이드릴아미노를 포함한다. 확립된 이들 모든 방법들은 본원발명 내에서 원칙적으로 유용하다. 스페이서-형성제의 한쪽 말단의 카르복실산 그룹에 대한 아미드 결합의 필수적 정량 형성에 관한 아미노메틸 작용기 중의 아미노기의 반응성 덕분에 아미노메틸이 "스페이서 (spacer)" 또는 "핸들(handle)" 그룹의 결합과 관련하여 특히 유리하다는 점에서, 본원발명에 따른 옵타이드 합성 방법의 바람직한 구체예는 초기 작용기로서 아미노메틸을 사용한다. 수많은 적절한 스페이서- 또는 핸들-을 형성하는 이작용기성 시약, 특히 아미노기, 예컨대 4-(브로모메틸)페닐아세트산 등의 4-(할로알킬)아릴-저 알카노산, Boc-아미노아실-4-(옥시메틸)페닐아세트산 등의 Boc-아미노아실-4-(옥시메틸)아릴-저 알카노산, N-Boc-p-글루타로일벤즈하이드릴아민 등의 N-Boc-p-아실벤즈하이드릴아민, N-Boc-4'-메틸-p-글루타로일벤즈하이드릴아민 등의 N-Boc-4'-저 알킬-p-아실벤즈하이드릴아민, N-Boc-4'-메톡시-p-글루타로일벤즈하이드릴아민 등의 N-Boc-4'-저 알콕시-p-아실벤즈하이드릴아민 및 4-하이드록시메틸페녹시아세트산 등을 포함하는, 아미노메틸 작용상의 아미노기에 대해 반응하는 시약이 기술되어 있다 [Barany et al. Int. J. Peptide Protein Res. 30, 705 (1987) 참조]. 본원발명에서 적절한 스페이서 그룹의 한 형태는 페닐아세트아미도메틸 (Pam) 핸들로서, 이는4-페닐아세트아미도메틸기의 전자 끌기(electron withdrawing) 효과로부터 유도되며, Boc-아미노 비보호 시약인 트리플루오로아세트산 (TFA)에 대한 고전적인 벤질 에스테르 링키지보다 계산치 100 배 이상 안정하다.
본원발명에서 특히 적절한 특정 기능기는 4-메틸벤즈하이드릴아미노 및 4-메톡시벤즈하이드릴아미노를 포함하여, 벤즈하이드릴아미노와 그 유도체를 토대로 하고 있으며, 이들은 옵타이드 사슬의 C-말단이 아미드 형이 되도록 고형 지지체로부터 합성 옵타이드 사슬을 분열시키기 위하여 합쳐질 수 있다.
스페이서 또는 핸들 그룹 도입에 관한 다른 대체 전략은 소위 "예비형성된 (preformed) 핸들" 전략 [Tam et al. Synthesis 955-57 (1979) 참조]으로, 이는 첫 번째 아미노산의 커플링을 완벽하게 제어하고, 펩타이드 또는 옵타이드 합성과 관련되지 않은 바람직하지 못한 작용기의 존재로부터 생기는 복잡 가능성을 배제시킨다. 기타 유용한 앵커링 계획은, 하나 이상의 방출 모드를 제공함으로써 합성 디자인에서 더욱 유연한, "다중 분리가능한(multidetachable)" 수지를 포함한다 (Tam et al., Tetrahedron Lett. 4935 (1979) and J. Am. Chem. Soc. 102, 6117 (1980); Tam, J. Org. Chem. 50, 5291 (1985)].
터트-부틸- 또는 벤질-기재 그룹을 추가로 포함하는 보호 배합물 등과 같이 일반 고체상 펩타이드 합성에 널리 알려진 그밖의 많은 가능한 화합물이 있다 하더라도,-아미노기 (또는 올리고머화가 일어나는 다른 골격 아미노기)의 N-보호를 위한 적절한 선택은,-아미노기 (또는 측쇄가 부착될 다른 매달린(pendant) 아미노기 또는 골격 아미노기)의 N-보호를 위한 9-플루오레닐메틸옥시카르보닐 (Fmoc)기와 정상적으로 병행한, 터트-부틸옥시카르보닐 (Boc)기이거나, 또는 그 반대이다. 따라서, 다른 유용한 아미노 보호기가 광범위하게 존재하며, 예컨대 Adoc (2-아다만틸옥시카르보닐), Bpoc (2-(p-바이페닐)-2-프로필옥시카르보닐), Mcb (1-메틸시클로부틸), Bic (5-벤즈이소재졸릴메틸에녹시카르보닐), o-니트로페닐 술페닐 (Nps), 및 다이티아숙시노일 (Dts) 등이 있다. 이러한 아미노 보호기와, 특히 대부분의-아미노산의 커플링 동안 (쉽게 형성된 옥사졸리논(아즈락톤) 중간물의 토토머화에 의하여 조정되는) 라세미화를 성공적으로 금지하며 폭넓게 사용된 우레탄 작용기에 기초한 아미노 보호기 외에도, 아주 넓은 범위의 비우레탄-형태의 아미노 보호기가 옵타이드 분자를 어셈블링하는 데 적용가능하다. 마지막으로, 옵타이드 분자를 화학적으로 어셈블링하는 전반적인 전략이, 예를 들어 아미노 보호기 및 측쇄 보호기의 구별되는 산 안정성에 의존하는지 또는 직교, 즉 화학선별적 (chemoselective) 보호 계획인 측쇄 보호기의 선택을 사용하는지는, 일반적으로 아미노 보호기의 선택에 달려있는데, 이는 측쇄 작용기의 보호가 반복 아미노 비보호 주기(cycle)의 조건을 거슬러야만(withstand) 하기 때문이다.
대부분의 작용에서 고체상 펩타이드 합성의 합성 주기가 동일하다는 점 (고체상 옵타이드 합성의 경우도 마찬가지이다)을 토대로 하여, 새로운 매트릭스로서 장쇄 폴리스티렌-그래프트(grafted) 폴리에틸렌 필름(PEPS)(polystyrene-grafted polyethylene film)이, 다수의 펩타이드 제조를 용이하게 하고 빠르게 할 목적으로 보고되어 왔다 [Berg et al., J. Am. Chem. Soc. 111, 8024 (1989)]. 당해 특정 화학에 적합한 링커 또는 스페이서 그룹을 포함하는 PEPS 필름 지지체는 다중 옵타이드 분자의 합성에 있어 유익하다는 것이 그 이유이다. 다수 펩타이드의 동시 합성을 위해 제안된 다른 두 가지 방법은 또한 다중 옵타이드 분자의 제조에도 적용되어야 한다. 이들 중 첫 번째 방법은 아크릴산-그래프트폴리에틸렌-로드-앤드-96-마이크로티터 웰 (acrylic acid-grafted polyethylene-rod-and-96-microtiter well)을 사용하여 성장 펩타이드 사슬을 고정화시키고, 구획 합성 (compartmentalized synthesis)을 수행하는 방법이며, 두 번째 방법은 전통적으로 사용되던 폴리머 비드(bead)를 함유하는 "티 백 (tea bag)"을 사용하여 합성을 구획하는 방법이다. 본원발명에서 다중 펩타이드 또는 옵타이드 합성과 관련하여, 다른 밀도를 갖는 두 가지 상이한 지지체의 동시 사용, 다기관(manifold)을 통한 반응 용기(vessel)의 결합, 다중컬럼 고체상 합성, 셀룰로스 종이의 사용, "일부-혼합(portion-mixing)" 및 라이브러리법이 제안된다. 또한, 최근 "light-directed, spatially addressable, parallel chemical synthesis" 기술 [Fodor et al., Science 251, 767 (1991)]로 보고되는, 또 다른 라이브러리법이 사용될 수 있다. 이 기술은 고체상 화학과 사진식각공정(photolithography)을 결합하여 무수히 다양하지만, 동일함을 증명할 수 있고 영구히 고정화된 화합물 (예컨대 펩타이드)을 실질적으로 동시 방식으로 생산한다.
일반 가교 스티렌/다이비닐벤젠 코폴리머와 기타 폴리스티렌-기재 매트릭스가 고체상 옵타이드 합성에서 현재 바람직한데, 적합할 수 있는, 적당한 형태로 형성되고 구획된, 무한한 종류의 고형 지지체의 예는 다음과 같다: (1) 공지된 양의 N-터트-부톡시카르보닐--알라닐-N'-아크릴로일헥사메틸렌디아민을 포함하는, N,N'-비스아크릴로일에틸렌디아민과 가교된 디메틸아크릴아미드 코폴리머에 기초를 둔 입자. 몇몇 스페이서 분자는 전형적으로-알라닐기를 통해 첨가되고, 그 후 아미노 잔기 서브유닛이 첨가된다. 또한, 수지 비드를 형성하는 중합화를 하는 동안-알라닐-함유 모노머는 아크릴로일 사르코신 모노머로 치환될 수 있다. 중합화에 이어 에틸렌다이아민과 비드가 반응하여 공유 결합 작용기로서 일차 아민을 함유하는 수지 입자를 형성한다.
또한 본원발명에 적합한 것은 비드 폴리에틸렌글리콜 폴리아크릴아미드 코폴리머로 구성된 PEGA 수지이다. 폴리아크릴아미드 기재 지지체는 폴리스테린 기재 지지체보다는 비교적 더욱 친수성이며, 대개는 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등을 포함한 극성 비양자성 용매와 함께 사용한다; (2) 고형 지지체의 두 번째 그룹은 다공성 유리 비드와 실리카 겔 등의 실리카 함유 입자에 기초한다. 일례는 트리클로로-[3-(4-클로로메틸페닐]프로필실란과 다공성 유리 비드(Waters Associates, Framingham, MA로부터 구입한 상표명 PORASIL E)의 반응 생성물이다. 비슷하게도, 모노 에스테르인 1,4-다이하이드록시메틸벤젠과 실리카 (Waters Associates로부터 구입한 상표명 BIOPAK)가 유용한 것으로 보고되고 있다; (3) 유용한 고형 지지체의 세 번째 일반 유형은 두 가지의 주요 성분, 즉 수지와, 사용된 유기 합성 반응 조건에서 실질적으로 비활성인, 또 다른 물질로 구성된다는 점에서 복합물이라 할 수 있다. 예시적인 복합물은 반응성 클로로 메틸기를 함유하는, 중합화된 소수성 가교 스티렌으로 코팅된 유리 입자를 사용하였고, Northgate Laboratories, Inc., Hamden, CT에서 입수하였다. 또 다른 예시적인 복합물은 폴리스티렌이 그래프트된 플루오리네이트화 에틸렌 폴리머 코어이다. 마지막으로, (4) PEPS 외에, 코튼 시트(cotton sheet)와 하이드록시프로필아크릴레이트 코팅된 폴리프로필렌 막 등의 근접 고형 지지체 또한 옵타이드 합성에 적합하다.
수동으로 작동되던지 또는 자동으로 되던지 간에, 본원발명에서 고체상 옵타이드 합성은 정상적으로 배취별(batchwise)로 수행된다. 그러나, 대부분의 합성은 연속-흐름 모드로 동일하게 잘 수행되며, 이 때 지지체가 컬럼을 채운다. 연속-흐름 고체상 합성에 관하여, 단단한(rigid) 폴리(디메틸 아크릴아미드)-키젤거 (Kieselguhr) 지지체가 특히 성공적인 것으로 보이지만, 또 다른 유익한 구조는 표준 코폴리(스티렌-1%-디비닐벤젠) 지지체를 이루는 것과 관계있다.
고체상 기술이 옵타이드 합성에서 현재 바람직한데, 그밖의 방법론 또는 그 조합, 예컨대 고체상 기술과의 병행 또한 적용된다: (1) 명백히, 단계별 어셈블리 또는 단편(segment)/조각(fragment) 응축에 의하여, 펩타이드를 합성하는 고전적인 용액상 방법 [예컨대, Bodanszky, "Principles of Peptide Synthesis", Springer-Verlag, Berlin-New York (1984)]은 특히 (그램, 킬로그램, 및 톤 단위의) 옵타이드 화합물의 대규모 생산을 고려할 때 특별히 상관이 있다; (2) 또한, 선형 폴리스티렌 및 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 등의 용해성 폴리머성 지지체를 사용하는, 소위 "액체상" 전략이 유용하다; (3) 많은 분자량의 펩타이드 또는 옵타이드의 혼합물("다분산(polydisperse)"을 얻는 무작위 폴리머화는, 보다 두꺼운 필름을 제조하고자 하는 목적과 관계가 있을 수 있다; (4) 때때로 "역 메리필드 합성(inverse Merrifield synthesis)" 또는 "폴리머성 시약 합성(polymeric reagent synthesis)"라 할 수 있는, 폴리머-지지 아미노산 활성 에스테르의 사용을 토대로 한 기술은 중간 생성물의 분리와 정제에 유리하며, 따라서 중간 크기의, 선택적으로 보호되는 옵타이드 분자의 합성에 적합한 방법을 제공할 수 있고, 차후 커다란 옵타이드 분자 내로의 단편 응축에 사용될 수 있다; (5) 옵타이드 분자가 (예컨대 단백질 공학 등의 인공적 수단으로 얻어진) 신규 특이성을 갖는 프로테아제 또는 그 유도체 등의 효소에 의하여 효소적으로 어셈블리될 수 있다고 구상된다. 또한 매우 큰 옵타이드 분자 내로 많은 옵타이드 단편의 응축시키기 위한 "옵타이드 리가제"의 개발을 설계할 수 있다 (최근 "펩타이드 리가제" 개발을 향한 많은 노력이 있다); (6) 항체가 실질적으로 관심있는 임의의 분자로 생성될 수 있기 때문에, 최근 개발되었으며, Lerner 팀에 의하여 동시에 발견된, 촉매성 항체(항체효소(abzyme))가 옵타이드 분자를 어셈블링하는 잠재 후보로서 또한 고려되어야만 한다. 따라서, 아실-전이 반응을 촉매화하는, 소위 항체효소 생산이 상당 부분 성공하고 있다. 마지막으로, 최근 Stewart 팀이 찾아낸, 완전한 인공 효소가 옵타이드 합성에 적합하도록 개발될 수 있다. 결론적으로, 특이 옵타이드 분자의 합성에 전적으로 적합한 유일한 전략은 없으며, 따라서 방법들의 조합이 때로는 최선일 수 있고, 이는 당해 기술분야의 숙련가들에 의해 평가될 것이다.
펩타이드를 함유하는 소재의 제조
소재는 실질적으로 모든 고리화 부가반응이 같은 분자 내의 2 개의 발색단 간에서 일어나는 그러한 방식으로 제조된다. 후막 (10-1000 ㎛)을 제조하기 위하여, 화합물을 폴리머성 기판에 합치는 것이 가능하다. 이러한 폴리머성 기판에 "희석(dilution)"함으로써 같은 분자 내의 2개의 발색단 간의 고리화 부가반응이 순조로울 수 있다. 또한 관심있게도, 상기 화합물은 소재의 적어도 80 %, 예컨대 적어도 90 %, 특히 적어도 95 %를 구성하거나 또는 상기 소재는 필수적으로 화합물로 이루어진다. 또한 상기 소재는 상기 정의된 두 가지 이상의 화합물 형태를 함유한다.
전형적으로 소재는 0.5 ㎛ 내지 1000 ㎛, 예컨대 0.5 ㎛ 내지 100 ㎛, 예컨대 1 내지 10 ㎛ 범위, 약 5 ㎛의 필름 두께를 가지며, 선택적으로 폴리머 재료와 혼합된 화합물 용액이 그 소재를 보유하고 있는 기판 표면에서 완전히 건조되도록 함으로써 적용될 수 있다. 또한, 산업상 목적으로 매우 적용가능하고, 상기 화합물은 기판 상에 스핀-코팅될(spin-coated) 수 있다.
소재에 필름을 제조하기 위하여, 적절량의 소재, 예컨대 25 mg의 칭량하고, 용매 또는 용매 혼합물에 용해시킨다. 용매는, 예컨대, 헥사플루오로이소프로판올, 메틸렌 클로라이드 또는 트리플루오로아세트산 등일 수 있다. 상기 화합물을 수용성으로 제조함으로써, 제조 과정에 사용된 용매가 매우 환경친화적이라는 점에서 유리하다. 용액을 주사기(syringe) 필터 등을 통해 여과시키고 기판 위에 주조시켰다. 기판은 대개 유리, 석영, 폴리카보네이트, 폴리올레핀 등으로 만들어진다. 자외선 투과가 요구되는 특별한 경우에는, 석영 기판을 사용할 수 있다. CD를 만들고자 하는 경우라면, 기판 소재는 폴리카보네이트와 같은 플라스틱일 수 있다. 기타 적절한 기판을 환형 올레핀, 예컨대 마일라(Mylar)로 만들 수 있다.
광저장(optical storage)에서 펩타이드의 용도
본 발명은 각각의 모노머 단편에서 발색단을 함유하는 다이머 또는 올리고머 화합물을 포함하는 소재가 제 1 강도의 제 1 파장의 조사로 광학적으로 변화할 것이라는 새로운 이해에 관한 것이다.
소재의 천연(비-다이머화) 영역과 비교하여 그 국소영역의 굴절률 변화가 그 정보에 상응한다는 점에서, 소재에 의한 제 2 파장의 조사의 반사, 굴절, 투과, 회절을 측정하여 소재로부터 이들에 대한 정보 또는 그 일부를 추출할 수 있다. 이는 실시예에 기재된 바와 같이 달성되어져 왔다. 알 수 있는 바와 같이, 소재는 대부분 광원에 따라 자주 변화하므로, 소재의 표면(예정 영역(predetermined area))을 통상적인 방법으로써 주사(scan)할 수 있다.
본 발명은 디지털 (비트) 및 홀로그래픽 저장 등 본원에 기재된 광저장용 화합물을 함유하는 소재의 사용 방법에 관한 것이다. 상기 화합물은 필름 형태의 소재를 사용하는 것이 바람직하다. 소재 내 정보의 광저장에 대한 기술적 가능성에 대해 WO 96/38410을 참조한다. 구체예로써 소재에 자외선을 조사하는 것을 설명할 수 있으며, 이는 발색단의 다이머화 반응을 야기하여 소재의 굴절률을 변화시킨다.
정보를 기록하는 한 가지 방법은 발색단을 함유하는 소재를 적합한 제 1 강도의 제 1 파장의 빛을 조사하는 것이다. 레이저 빔은 적합한 광학적 수단으로 소재에 초점을 맞출 수 있다. 이로써 발색단은 고리화 부가과정을 통해 다이머를 형성한다. 조사 파장에서 다이머의 흡수는 발색단의 흡수보다 훨씬 적다. 또한 이는 조사 영역에서 굴절률을 변화시킨다. 그러므로 비트는 광다이머화 영역에 상응하는 소재에서 기록될 수 있다.
정보를 판독하기 위하여, 제 1 강도보다 낮은 제 2 강도를 가진, 제 1 파장에 상응하는 제 2 파장을 이용하여 기록광(writing light)의 강도를 감소시킬 수 있다. 이는 비의도적으로 그밖의 영역을 광다이머화를 하지 않기 위해 수행하는 것이다. 판독(제 2) 파장이 기록(제 1) 파장과 동일할 경우, 신호 대 잡음비에 손실 없이 최대 저장 밀도가 달성된다. 만약, 상기 소재가 다이머 배합을 위한 시초이면, 이는 판독 과정을 위해 이상적인 것이다. 이 경우, 제 2 강도는 통상적으로 제 1 강도의 1/50과 같이 1/10 미만이거나, 심지어 1/1000과 같이 1/100 미만이어야 한다. 다른 영역에서 상당한 광다이머화를 야기하지 않으면서 1,000,000 주기와 같은 매우 많은 횟수의 판독주기를 달성하는 것이 가능하리라 생각된다.
선택적으로, 판독(제 2 파장)을 위해 다른 파장을 이용할 수 있다. 이 파장은 다이머의 흡수 밴드 밖에 있을 수 있다. 또한 판독을 위한 굴절률 변화를 이용할 수 있다. 그러므로 자외선 하에 기록된 비트는 적색 레이저 빔으로 읽을 수 있다. 이 경우, 몇회의 판독 주기를 진행한 후에도, 신호 대 잡음비가 감소되지 않을 것이다.
광저장 매체가 거의 모든 형태의 정보에 적합하기 때문에, 광다이오드, 레이저 다이오드, 램프 또는 저동력 가스 레이저와 같은 전력 소비가 적고 소형인 발광기(compact light emiters)를 사용하는 것이 바람직하다. 이들 발광기의 파장은 수 밀리와트 (mW) 내지 와트 (W)의 동력을 갖는 100 및 1600 nm사이에 있다.
화합물은 100 내지 1600 nm의 범위의 단파장의 빛을 조사하여 다이머로 영구적으로 또는 실질상 영구적으로 전환이 가능한 발색단의 화합물이 바람직하다. 이경우, 광다이머는 상온에서 매우 안정하다. 그러나, 상기 다이머는 옵타이드 구조 (architecture)에 따라 단파장 또는 장파장 중에서 조사하여 모노머로 전환될 수 있다.
정보의 편리한 기록을 얻기 위해, 조사는 최대 1000 s의 시간 동안 1 mJ/㎠과 10 J/㎠ 사이의 에너지로 200과 700 nm 사이의 빛으로 수행되며, 더 상세하게는, 최대 1000 s의 시간동안 50 mJ/㎠ 와 5 J/㎠ 사이의 에너지로 220 내지 600 nm에 빛으로 조사되거나, 더 상세하게, 최대 400 s, 예컨대, 최대 300 s의 시간 동안 2 J/㎠의 에너지로 크립톤 레이저에 의해 조사되었듯이, 진동수 4 배 YAG 레이저 또는 350 nm에 의해 조사된 250-515 nm, 예컨대, 266 nm 빛으로 조사된다. 본 발명에 따른 화합물 중, 최대 100 s, 예컨대, 최대 30 s, 또는 최대 10 s 또는 심지어 5 s 미만, 예컨대 1 s 미만인, 더 짧은 조사-시간 이내에도 정보 저장을 수월하게 할 수 있다.
일례로, 기존의 레이저원으로 기록을 수월하게 하기 위해, 100-1600 nm의 범위, 예컨대, 200-600 nm의 범위, 바람직하게는 220-500 nm의 범위, 예컨대 250-360 nm의 범위, 예컨대, 크립톤 이온 레이저에 의해 조사되었 듯이, 진동수 4 배 YAG 레이저 또는 350 nm로부터 266 nm의 범위내에 단파장의 빛으로 조사하여 다이머로 영구적으로 또는 실질상 영구적으로 전환되는 것이 가능한 화합물의 발색단이 바람직하다.
본래, 엑시머 레이저, 진동수 2 배 YAG 레이저, Kr 레이저, 다이오드 레이저 및 조사광원(synchrotron sources)과 같은 빛을 상기 범위내에서 조사하는 모든 형태의 광원은 상기 화합물에서 정보를 기록하는 목적으로 사용될 수 있다. 기존 레이저 파장의 구체예로는, 진동수 4 배 YAG 레이저에서 266 nm, 아르곤 이온 레이저에서 360 nm, 488 nm, 및 515 nm, 크립톤 레이저에서 350 nm, 403 nm, 407 nm, 578 nm 및 647 nm 및 YAG 레이저에서 1064 nm, 532 nm 및 266 nm, He-Ne 레이저에서 633 nm, 다이오드 레이저에서 780 nm, 850 nm, 1320 nm 및 1550 nm이다. 또한, 비트로써 디지털 방식으로 정보를 저장하는데 유용한 것은 임의적으로, 근거리 저장 기술에 의한 집속된 레이저 빔(focussed laser beam), Hg 램프 등이 있다.
이 정보 형태는 통상적으로, 예컨대, 필름형태로 소재 표면의 광범위한 부분 이상이 저장 된다. 2진 정보(binary information)가 예컨대, 집속된 레이저에 의한 비트로서 저장될 수 있다. 이 경우, 저장 밀도는 비트 사이즈에 의존한다. 비트 사이즈는 λ/NA로 주어지는 것으로 나타내며, 여기서 λ는 레이저의 파장이고, NA는 레이저 빔을 초점을 맞추기 위해 사용되는 광학의 개구수이다. 레이저 파장이 266 nm이고, 광학 개구율이 1일 경우, 266 nm의 비트 사이즈를 달성 할 수 있다. 이는 CD-ROM 폼팩터(CD-ROM form factor)의 단면에서 약 20 기가바이트의 저장 용량을 갖게 한다. 용어 "국소영역(localised area)"은 정보 또는 정보의 일부가 요구되는 비트 사이즈에 상응하는 소재의 영역을 조사하여 소재에 저장되는 경우를 칭한다. 요구되는 비트 사이즈는 예컨대 10 배속 이상인 이론상의 최소 비트 사이즈(상기 참조) 보다 훨씬 클 수 있다. 소재의 비선형 광학 효과로 인해, 요구되는 비트 사이즈는 심지어 이론상의 최소 비트 사이즈보다 작을 수도 있다.
국내 사용자에 의해 저장이 수행될 때 바람직한 저에너지 광원을 사용하는정보 저장을 원활하게 하기 위해, 화합물이 0.5 ㎛ 내지 1000 ㎛의 범위의 두께의 얇은 필름 형태이거나 이 필름에 병합될 경우, 1 mJ/㎠ 내지 10 J/㎠ 사이의 에너지에서 화합물에 빛을 가하여 얻는것이 바람직하다. 화합물이 0.5 ㎛ 내지 100 ㎛의 범위의 두께의 필름 형태이거나 이 필름에 병합될 경우, 50 mJ/㎠ 내지 5 J/㎠사이의 에너지에서 화합물에 빛을 가하는 것이 더욱 바람직하다.
안전한 광원을 사용하여 정보 저장을 가능하게 하기 위해, 화합물이 약 1 내지 10 ㎛의 두께인 필름의 형태일 경우, 100 mJ/㎠와 5 J/㎠ 사이의 에너지, 예컨대, 화합물이 약 5 ㎛의 두께인 필름의 형태일 경우, 약 2 J/㎠의 에너지에 빛을 필름에 가하는 것이 바람직하다.
일반적으로, 광다이머화는 소재의 굴절률 변화에 의해 달성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 입사광의 주요 부분이 소재를 통해 투과됨으로써, 정보 탐지의 신호 대 잡음비가 증가한다.
통상적으로, 굴절률의 변화는 등방성 상태(isotropic state)에서 상기 화합물의 굴절률의 최소 0.1 %, 예컨대 최소 0.5 %, 바람직하게는 최소 1 %, 예컨대 최소 5 %, 바람직하게는 최소 10 %, 예컨대 최소 30 %이다. 굴절률의 변화가 크면, 일반적으로 정보 탐지에서 우수한 신호 대 잡음비를 이끈다.
소재의 정보를 삭제하는 한 방법은 기록용으로 사용된 파장(제 1 파장) 보다 다른 파장(제 2 파장)으로 빛의 빔을 가하는 것이다. 광다이머화의 모든 경우에, 다이머는 단파장의 빛에 의해 모노머로 다시 깨질 수 있다. 이는 예컨대, 간섭광 (coherent light), 특히 레이저광과 같은 단색광으로 화합물을 조사하는데 편리하고 바람직하다.
또한, 아날로그 형식, 즉 비-디지털 형식, 예컨대, 표면 양각 또는 홀로그램의 형식의 정보일 수 있다. 그러나, 통상적으로 저장된 정보는 디지털이다. 또한, 아날로그 및 디지털 정보의 결합은 동일 소재에 저장 될 수 있다.
소재의 정보를 기록하는 또 다른 방법은 홀로그래피에 의한 것이다. 이 경우, 입사 레이저 빔은 빔 분할기(beam splitter)에 의해 두 부분으로 분할된다. 레퍼런스 빔으로 불리우는 빔중 하나는 필름에 직접 부딪친다. 물체광(object beam)이라 불리우는 다른 빔은 저장되어야 하는 물체에 통과하고 또한, 필름에 부딪친다. 실험 장치가 조정되어 있기 때문에, 두 빔이 필름 위에 동일한 점에 정확히 가해지고, 물체의 특성을 나타내는 간섭 무늬를 형성한다. 재생성(reconstruction)을 위해, 레퍼런스 빔의 파장과 결합시키는 방법으로 동일하거나 다른 파장의 빛에 의해 조사점(irradiated spot)을 비춘다. 그 후, 상기 물체는 재생될 것이다. 다이머화를 사용한 홀로그래픽 기록을 위해, 이는 훌륭한 대안으로 제공될 수 있다.
다이머가 흡수되지 않은 파장에서 홀로그램을 판독 할 경우, 위상 홀로그램을 갖고, 회절 효율를 훨씬 높게 할 수 있다.
일례로, 특정의 제 1 및 제 2 파장은 실질상 동일하지만, 제 1 강도는 제 2 강도보다 2 배, 예컨대, 5 배, 예컨대 10 배 이상으로 높다.
선택적으로, 제 1 파장 및 제 2 파장은 최소 10 nm, 예컨대, 25 nm까지 차이가 날 수 있다.
또 다른 구체예로, 상기 소재는 100-1600 nm의 범위에서 제 1 파장의 편광으로 조사되고, 상기 화합물은 동시에 또는 후속적으로 100-1600 nm의 범위에서 제 2 파장의 편광으로 조사된다.
또 다른 구체예로, 제 1 파장 및 제 2 파장인 조사는 선형 또는 원형 편광 간섭성 광(polarised coherent light)으로 수행되며, 상기 파장은 300-700 nm의 범위이다.
상기 방법은 추가로 국소영역에 제 3 파장에서 소재를 조사하는 후속단계를 이룸으로써, 광다이머화를 유발하고, 두 발색단을 재형성한다. 이 방법에 의해, 소재로부터 정보는 삭제되고, 그 다음, 읽고 쓰는 새로운 주기를 진행할 수 있다. 경우에 따라서, 100-1600 nm의 파장으로 조사하여 저장된 정보를 삭제시킬 수 있다.
소재에 빛을 조사하여 소재의 흡수 또는 굴절률을 변화시킬 수 있다. 흡수는 항상 굴절률의 변화에 따라 변화된다. 흡수 및 굴절률의 변화는 크라머스-크로니히 관계(Kramers-Kronig relations)에 관련한다.
소재에 빛을 조사하여 주파수 또는 소재로부터 나오는 편광을 변화시킬 수 있다. 이는 형광 파장이 들뜸 파장과 다르기 때문에, 테트라센 및 펜타센 발색단에 대한 경우일 수 있다. 모노머의 형광은 광다이머화의 형성을 통해 소광(quenched)될 수 있다. 형광검출은 흡수의 변화 검출보다 훨씬 더 민감하다.
고리화 부가물이 분열하기 전에 소재가 꽤 고온에 노출되어야 하기 때문에, 소재의 저장된 정보가 100 ℃에서 몇주 동안 고온 저장을 견딜 수 있다고 여겨진다(정보가 지워지지 않음).
얻은 소재는 또한 마이크로리소그래피(microlithography)에 사용할 수 있다.소재의 대안적 사용은 자외선, 가시광선 또는 적외선 영역에 적용하기 위한 광도파로(waveguide) 제조에 있다. (하기 참조)
상기 설명 및 청구항에 대해, 또한, 소재의 화합물이 전부 또는 일부(즉, 완전히 균질한 소재) 다이머화되고, 소재의 정보 저장은 제 3 파장에서 제 3 강도로 소재의 국소영역을 조사하여 수행하므로써 소재에 존재하는 고리화 부가물의 광해리를 유발하는 경우에 본 발명을 적용할 수 있다는 것을 확실히 이해하여야 한다. 그 다음, 제 2 파장에서 제 2 강도로 조사하여 판독될 수 있다. 상기 주어진 명세사항 및 지침은 적절한 수정을 가하면(mutatis mutandis), 이러한 상황에도 물론 적용될 것이다. 그러므로, 예를 들어, 상기 방법은 제 1 강도의 제 1 파장을 소재의 실질적 영역에 조사하는 선행 단계를 포함하므로써, 상기 실질적 영역에 고리화 부가물이 형성되어 상기 소재의 발색단 간에 고리화 부가반응을 유도한다.
광도파로(waveguide)로서 펩타이드의 용도
본 발명은 또한 광도파로나 광도파로의 일부 및 관련 시스템을 제작하기 위한 펩타이드 사용 방법에 관한 것이다. 이러한 광도파로는 광투과할 수 있는 두 개 이상의 채널을 포함할 수 있다. 상기 광도파로는 유리 등의 투명 기판이나 실리콘 등의 반도체 또는 전도성 기판에 펩타이드 소재의 층을 스핀 코팅하여 제작될 수 있다. 투과 채널은 다이머화를 위한 파장에서 펩타이드 필름의 조사를 통해 형성될 수 있다. 조사 영역에서 굴절률은 높아질 것이고, 그러므로 빛을 유도(guide)할 수 있을 것이다. 상기 광도파로는 가시광선, 근적외선, 적외선, 자외선 영역에 사용하기에 적합하다. 광도파로는 관련 광투과 어플리케이션 및 시스템 뿐 아니라 광커뮤니케이션 및 광인터커넥션 시스템으로 사용될 수 있다. 퀴논의 광다이머화는 1 세기 이상 동안 알려져 왔고, 비다이머화형의 몇몇의 안트라센 다이퀴논은 근적외 영역, 예컨대, 1560 nm에서 강한 흡수 밴드가 나타난다는 것이 알려져 있다. 그러므로, 안트라센 다이퀴논 측쇄를 함유하는 펩타이드 (및 본 명세에 기재된 다른 형태의 화합물)는 광도파로 용도로 조절될 수 있는 제공 소재에 한가지 옵션을 제공할 것이다. 이는 전기 또는 전자기장의 어플리케이션을 통해 광도파로 간에 광스위칭(optical switching)을 달성할 수 있다.
자외선에서 정보의 디지털 저장용 소재로서 펩타이드의 용도
본 발명은 또한 자외선을 사용한 디지털 정보용 저장 매체로써 펩타이드를 사용하는 방법에 관한 것이다. 이러한 매체는 유리 또는 플라스틱 디스크상에 스핀코팅된 펩타이드 소재로 이루어질 수 있다. 적절한 보호층 및 반사층이 제공될 수 있다. 그 후, 적절한 레이저로부터 266 nm와 같은 자외선 영역의 빛을 필름에 조사한다. 이 빛은 개구율이 높은 렌즈에 의해 펩타이드 필름에 빛을 집속할 수 있다. 그 다음, "비트"는 이 방법으로 제작되었다. 저장 과정에 관련된 짧은 파장 및 높은 개구율로 인해, 소형 디지털 디스크와 같은 크기의 디스크에 수 기가바이트의 정보가 저장될 수 있다. 아크리디지늄 또는 벤자크리디지늄과 같은 적절한 발색단을 사용하여, 정보가 스펙트럼의 청색 영역으로 저장되는, 파장을 변화시킬 수 있다. 소형 청색 레이저 다이오드는 현재 상업적으로 입수할 수 있다. 그러므로 디지털 (비트) 저장 또는 홀로그래픽 저장 형태의 광저장은 350-500 nm의 파장대에서 옵타이드의 광다이머화를 통해 달성될 수 있다.
옵타이드에서 표면 양각 형상(surface relief features) 제조
본 발명은 또한 소재가 UV 또는 청색광으로 조사될 경우, 표면 압흔 (indentations)을 생성하는 방법에 관한 것이다. 옵타이드 필름에 빛을 조사하였을 경우, "홀(hole)"이 생기는 것을 관찰하였다 (도 18 및 19 참조). 다이머화 과정으로 인해 소재 부피가 감소되는 것이 그 원인으로 여겨지고 있다. 이 효과는 마스터 CD의 제조에 이용 될 수 있다. 이 경우의 매체는 유리 디스크상에 스핀코팅된 옵타이드 소재를 포함한다. "비트"는 레이저로부터 나온 집속된(focussed) 빛을 필름에 조사하여 일반적인 방식으로 기록된다. 그 후, 스템퍼(stamper)가 만들어질 수 있는, 마스터를 형성하는 니켈과 같은 소재로, 필름을 코팅한다. 이는 사출 성형기를 통해, 매우 큰 데이타 용량으로 복사 공정이 용이하도록 한다. 이는 디지털 영화 등의 분야에 적용할 수 있다.
실시예 1 - dno-716 제조
(a) dno-716 제조를 위한 고체상 합성법.
옵타이드 다이머 dno-716 (도 1 참조)을 세 가지 상이한 모노머 서브 유닛(subunit)을 사용하여 변경된 단계별 메리필드(modified stepwise Merrifield)로 합성하였다. 첫 번째 것은 상업적으로 입수할 수 있는 보호 골격 모노머N α -Fmoc-L-Orn(N δ -Boc)-OH(Bachem-Switzeriand)이었다. 두 번째 것은 상업적으로 입수할 수 있는 측쇄 모노머 티민-1-아세트산(Aldrich)이었다. 또한, 상업적으로 입수 할 수 있는 Boc-Gly-OH(Bachem-Switzerland)은 N-말단 골격 유닛으로써 글리신을 병합하여 사용하였다. C-말단 아미드를 얻기 위해, 다이머를 수지 1 그램당 0.42 mmol 아미노기로 초기 로딩한 p-메틸벤즈히드릴아민(MBHA) 1% 디비닐벤젠 가교 결합된 폴리스티렌 수지(Peninsula, England)(100-200 메시) 상에 어셈블링하였다. 0.2 M 디이소프로필에틸아민(DIEA)과 결합하여, 0.10 M의 모노머 농도 및 0.01 M의 BOP 농도로 메틸렌 클로라이드에서 커플링을 수행시켰을 경우, 카스트로(Castro) 시약(BOP) (Richelieu, Canada)에 의한 활성화는 골격 및 측쇄 잔기 모두의 효율적인 병합을 가능하게 하였다.N α -Fmoc 및N δ -Boc기의 교차 탈보호(alternating deprotection)는 각각 메틸렌 클로라이드에 용해된 트리플루오로아세트산(TFA) 내 5 % (v/v) m-크레졸과 N-N-디메틸포름아미드 내 20 % (v/v) 피페리딘으로 달성되었다. 옵타이드 합성법의 진행은 닌히드린 반응[(Sarin, V.K.Kent, S.B.H., Tam, J.P. & Merrifield, R.B.Anal. Biochem. 117, 147-157(1981)]에 의해 철저히 모니터링되었으며, 이는 각 측쇄 잔기는 물론 각 골격의 단일 커플링(> 60 min)이 99 % 이상의 효율로 진행됨을 나타내었다. 0 ℃에서 1 시간 동안 순수한 무수 HF를 사용하여 수지로부터 유리 dno-716, Gly-(T)-L-Orn(N α -T)-NH2를 분열시켰다. 상기화합물은 메틸렌 클로라이드에 용해된 50%(v/v) 트리플루오로아세트산을 사용하여 수지로부터 추출하였고, 용매를 증발시킨 후 불그스름한(reddish)/갈색으로 얻어졌다. 0.5 g의 초기 수지는 약 110 mg의 생성물을 생성시켰다. 분자량(M+H+):521.5
(b) 합성 프로토콜
표준 고체상 펩타이드 합성 반응 용기에서 수동으로 합성을 수행하였다 (Merrifield, R.B. et al, Biochemistry, vol.21, pp 5020-5031(1982)). 하기 커플링 프로토콜을 사용하여 당해 모노머를 병합하였다: 0.1 M 모노머의 용액 및 0.1 M BOP 및 0.2 M DIEA를 준비하였고, 2 분 동안 방치 후, 이를 당해 커플링 단계에서 수지에 첨가시켰다. 커플링 시간은 1 시간 이상이었다. 모노머를 커플링한 후, 상기 수지를 DMF(2 ×2 분) 및 메틸렌 클로라이드(2 ×2 분)로 순차적으로 세정하였다. 하기 프로토콜을 사용하여 Fmoc 기를 탈보호하였다: DMF(1 ×30 분) 내 20 % 피페리딘, DMF (1 ×2 분), 메틸렌 클로라이드(1 ×2 분), 메틸렌 클로라이드 (1 ×2 분) 내 5 % 디이소프로필에틸아민, 메텔렌 클로라이드 (1 ×2 분) 및 DMF(1 ×2 분) 내 50 % 메틸렌 클로라이드. 하기 프로토콜을 사용하여 Boc기를 탈보호하였다: 트리플루오로아세트산(2 ×2 분) 5% m-크레졸, DMF(3 ×2 분) 내 50 % 메틸렌 클로라이드, 메틸렌 클로라이드(2 ×2 분) 내 5 % 디이소프로필에틸아민 및 메틸렌 클로라이드 (2 ×2 분).
실시예 2 - dno-718 제조
옵타이드 다이머 dno-718(도 2 참조)는 C-말단 골격 유닛을 병합하기 위해상업적으로 입수 할 수 있는N α -Fmoc-N β -Boc-L-디아미노-프로피온산(N α -Fmoc-L-Dap(Boc)-OH(Bachem-Switzeriand)를 이용한 고체상 합성을 제외하고, dno-716(실시예 1 참조)과 유사한 방법으로 제조하였다. 수지-결합 dno-718의 최종 분열(실시예 1 참조)은 생성물 약 91 mg을 생성시켰다. 분자량(M+H+):493.5.
실시예 3 - dno-717 제조
옵타이드 다이머 dno-717(도 3 참조)는 dno-717에 측쇄 유닛을 병합하기 위해 티민-1-아세트산 대신, 상업적으로 입수 할 수 있는 안트라센-9-카르복실산을 사용한 것을 제외하고, dno-716(실시예 1 참조)과 유사한 방법으로 제조하였다. 수지-결합 dno-717의 최종분열(실시예 1 참조)은 생성물 약 103mg을 생성시켰다. 분자량(M+H+):597.
실시예 4 - dno-720 제조
옵타이드 다이머 dno-720(도 2 참조)는 dno-720에 C-말단 골격을 병합하기 위해 Nα-Fmoc-L-Orn(N δ -Boc)-OH 대신에, L-Lys,N α -Fmoc-L-Lys-(N δ -Boc)-OH (Bachem-Switzeriand)을 사용한 것을 제외하고, dno-716(실시예 1 참조)과 유사한 방법으로 제조하였다. 수지-결합 dno-720의 최종분열(실시예 1 참조)은 생성물 약 96mg을 생성시켰다. 분자량(M+H+):535.
실시예 5 - pna-1000 제조
옵타이드 다이머 pna-100(도 4 참조)를 두 가지 상이한 모노머 서브 유닛을사용한 다수의 펩타이드 핵산으로 초기에 기술된 것과 유사한 방법으로 합성하였다 [Christensen, L.et al.J.Peptide Sci.3,175-183(1995)]. 첫 번째 것은 상업적으로 입수할 수 있는 Boc-T(aeg)-OH(Millipore)였다. 두 번째 것은 N-말단 골격 유닛으로서 Gly를 병합하여 사용하는, 상업적으로 입수 할 수 있는 Boc-Gly-OH(Bachem-Switzerland)였다. C-말단 아미드를 얻기 위해, 상기 다이머를 수지 1 그램당 0.42 mmol 아미노기로 초기 로딩된p-메틸벤즈히드릴아민(MBHA) 1% 디비닐벤젠 가교 결합된 폴리스티렌 수지(Peninsula, 잉글랜드)(100-200 메시) 상에 어셈블링하였다. N,N-디메틸포름아미드 내 50 %(v/v) 피리딘에서 모노머 0.10 M의 농도로 커플링을 수행시킬 경우, 실시(in situ)중화와 결합하여 2-(1H-벤조트리아졸-1-일)-1,1,3,3-테트라메틸유로늄 헥사플루오로포스페이트(HBTU)(Richelieu, Canada ) 활성화는 골격 잔기 모두를 효율적으로 병합시켰다. 수지로부터의 분열 뿐 아니라 N δ -Boc기의 탈보호는 dno-716(실시예 1 참조)에 대해 기재된 바와 같이 달성되었다. 다이머는 수지로부터 메틸렌 클로라이드 내 50 %(v/v) 트리플루오로아세트산으로부터 추출되었고, 상기 용매를 증발시킨 후, 붉으스름한 오일르(oilr)(계산치 200 mg)으로써 다이머를 얻었다. 분자량(M+H+):608.6.
실시예 6 - pna-1001 제조
옵타이드 다이머 pna-1001(도 6 참조)은 티민 모노머 대신에, N-메틸-티민 모노머를 사용한 것을 제외하고, pna-100(실시예 5 참조)와 유사한 방법으로 제조하였다.
실시예 7 - dno-816 제조
옵타이드 다이머 dno-816(도 7 참조)은 dno-816에 측쇄 유닛을 병합시키기 위해, 티민-1-아세트산 대신에 N-메틸-티민-1-아세트산을 사용한 것을 제외하고, dno-716(실시예 1 참조)과 유사한 방법으로 제조하였다.
실시예 8 - dno-817, dno-818, dno-820 및 dno-821 제조
옵타이드 다이머 dno-817(도 8 참조), dno-818, dno-819, dno-820 및 dno-821(도 9 참조)는 dno-816에 측쇄 유닛의 병합을 위해, 테트라센-카르복실산을 티민-1-아세트산 대신에 사용하였고, dno-818, dno-819, dno-820 및 dno-821 각각으로 측쇄 유닛을 병합하기 위해, 당해 아크리디지늄-카르복실산을 티민-1-아세트산 대신에 사용한 것을 제외하고, dno-716(실시예 1 참조)과 유사한 방법으로 제조하였다.
실시예 9 - 펩타이드 필름으로 코팅된 유리 기판 제조
펩타이드(25 mg)를 헥사플루오로이소프로판올-트리플루오로아세트산-메틸렌 클로라이드(76:18:6(v/v/v), 400 ㎕)의 용매에 용해시켜, 상기 생성된 붉은 용액을 주사기 필터(0.7 ㎛ 구멍 사이즈)를 통해 여과하였다. 약 10 ㎛ 두께의 필름을 제조하기 위해, 상기 용액 10 내지 14 방울을 데시케이터 내 20 mm 유리 플레이트에 떨어뜨린 후, 즉시 진공으로 가하였다. 상기 필름을 데시케이터에서 30 분간 건조 한 다음, 오븐으로 옮겨 밤새 90 ℃에 유지시켰다. 본 필름의 두께는 Dektak 프로필러로 측정하였다. 1 내지 15 ㎛ 범위 두께의 필름을 제조하였다. 통상적으로 시험한 각각의 필름 두께는 ±3 % 미만의 두께로 다양하였다. 상온에서 편광 현미경으로 필름을 관찰한 결과, 복굴절은 없었다.
실시예 10 - 펩타이드 필름을 함유한 티민의 UV 조사상의 흡수 변화
펩타이드를 함유한 티민은 기존 기술을 사용하여 합성되어져 왔다. 4 가지 다른 펩타이드 골격이 지금까지 만들어져 왔다: 디아미노프로피온산-기재(dno-718), 디아미노부티르산-기재(dno-719), 오르니틴-기재(dno-716), 및 리신-기재 (dno-720). 이들은 각각의 측쇄 사이에 4, 5, 6 및 7 결합을 갖는다. 필름은 이러한 펩타이드로부터 제조되어져 왔고, 엑시머 레이저로부터 248 nm에서 조사되었다. 조사 전후, 3 개의 다이머에 대한 흡수 스펙트럼을 도 10-13에 도시한다. 도 10-13의 곡선 1은 조사 전 흡수 스펙트럼을 나타내며, 곡선 2는 1500 펄스로 조사한 후의 흡수 스펙트럼을 나타내고, 곡선 3은 3000 펄스 후 조사의 흡수 스펙트럼을 나타낸다. 1500 펄스 후의 조사광의 총 에너지는 2 J/㎠로 평가 되었고, 3000 펄스 후에는 4 J/㎠로 평가되었다.
이는 골격이 흡수 변화에 중요한 역할을 한다는 것을 나타낸다. 효율적인 다이머화를 위한 임계 주사슬 길이가 있는 것으로 보인다. 너무 짧거나 너무 긴 골격은 광다이머화 반응에 효율적이지 않다. 오르니틴 골격(dno-716) 주위의 이러한 발색단에 대해 최적인 것으로 보인다. 이 경우, 흡광도는 조사 전 약 3.0에서 조사 후 0.5로 심하게 감소한다.
실시예 11 - 수용성 필름
또한 티민을 함유한 pna 옵타이드 박막을 실시예 9에 기재된 바와 같이 제조하였다. 이 소재는 유기 용매 및 물에서 모두 용해 가능하다. 이 소재의 박막은 상업상 주파수 4 배의 YAG 레이저로부터 266 nm에서 조사되었다. 필름에 입사된 총 에너지는 약 5-10 J/㎠이며, 조사 시간은 600초이다. 도 14는 곡선 1에 나타낸 조사 전에 HFIP에 용해된 pna-1000 박막의 흡수 스펙트럼을 도시한다. 도 2는 266 nm에서 조사 후 동일 필름의 흡수 스펙트럼을 도시한다. 도 3은 100 ℃에서 72 시간 동안 유지한 후 동일 필름의 흡수 스펙트럼을 도시한다. 도 15는 수용액으로부터 얻은 pna-1000 박막의 흡수 스펙트럼을 도시한다. 조사 전 스펙트럼은 곡선 1로써 설명된다. 조사 후, 상기 필름을 100 ℃의 온도에서 96 시간 동안 유지하였다. 도 15의 곡선 2는 상기 처리 후 흡수 스펙트럼을 도시한다. 이는 이 온도에서 단지 상기 흡수 스펙트럼의 변화가 적다는 것을 명백히 알 수 있다.
실시예 12 - 펩타이드 필름을 함유한 안트라센의 UV 조사상의 흡수 변화
일반 형태를 테스트하기 위해, 안트라센 분자를 또한 오르니틴 골격에 부착시켰다. 이 소재는 dno-717을 나타낸다. 게다가, 상기 필름(실시예 9에 기재된 바와 같이 제조됨)은 크립톤 이온 레이저로부터 60 초동안 360 nm로 조사되었다. 흡수 스펙트럼의 변화는 쉽게 알수 있다. 도 6은 곡선 1로써 오르니틴-글리신 골격에 부착된 안트라센 모노머의 흡수 스펙트럼을 도시한다. 크립톤 레이저로부터 350 nm에서 조사 후, 필름의 흡수 스펙트럼을 도 2에 나타낸다.
실시예 13 - "비트(bits)"의 기록(recording) 및 판독(read-out)
350 nm의 파장에서 기록된 "비트"를 350 nm의 동일 파장, 감소된 강도 (85/5=17회)에서 400 회 주기 이상 동안 어떠한 눈에 띄는 저하 없이 판독하였다. 상기 동일 기술은 아크리디지늄 또는 벤자크리디지늄(16) 중 하나를 광다이머화 발색단으로 사용하여, 청색용 디지털 저장 디스크를 제작하는 데 사용할 수 있다. 이러한 발색단은 400 및 450 nm에서 흡수되며, 단파장(예컨대, 약 200-250 nm)의 조사로 삭제될 수 있다.
실시예 9에 기재된 바와 같이, dno-717 박막을 페트리 디쉬의 주변부에 가까이 증착하였다(deposit). 그런 다음, 상기 필름의 중앙부를 크립톤 레이저(krypton laser)로부터 나온 350 nm 조사선에 노출시켰다. 빔의 강도는 85 mW/㎠이었고, 노출 시간은 20 분이었다. 그 후, 레이저 강도를 5 mW/㎠로 감소시켰다. 페트리 디쉬를 스텝 모토(step motor)에 올리고(mounted), 5 초당 1 회전(rev)의 속도로 운전하였다. 투과광은 분말 측정기(power meter)를 사용하여 기록되었다. 도 17은 최종 400 주기를 나타낸다. 최대 흡수는 노출되지 않은 필름에 기인하고, 흡수가 집중적으로 감소하는 이유는 발색단이 다이머화된 국소영역(localised areas) 때문이다.
실시예 14 - dno-717의 홀로그래픽 기록(holographic recording)
홀로그래픽 저장을 위한 펩타이드 다이머의 박막 적합성(suitability)을 연구하기 위해, 제조된 dno-717 (실시예 9에 기재된 바와 같이 제조됨) 필름으로 측정을 수행하였다. 360 nm에서 아르곤 이온 레이저 빔을 빔분할기(beam splitter)로 분할시켰고, 빔을 둘로 만들어 dno-717의 필름에 간섭하였다. 633 nm에서 HeNe 레이저 빔을 사용하여 회절격자를 판독하였다. 300 초 동안 조사후, 회절 효율 0.1 %을 얻었다. 저회절효율은 조사 파장(probe wavelength)이 흡수 파장에서 멀리 떨어져 있을 뿐 아니라, 흡광도 변화가 작기 때문인 것으로 여겨지고, 따라서 이 파장에서 굴절률 변화가 매우 작다는 것을 입증한다.
실시예 15 - 펩타이드 다이머의 표면 양각(surface relief)
실시예 14에서 고찰한 필름을 다음으로 원자간력현미경을 사용하여 시험하였다. 광학 공간 주파수에 상응하는 시누소이드형(sinusoidal) 표면 양각을 관찰하였다. 도 18은 상기 필름의 원자간력현미경 주사를 도시한다. 스캐닝 영역은 10 ㎛ ×10 ㎛였다. 그러므로 공간 주파수는 약 1000 lines/mm 이다. 이 경우 90 nm 이상의 통상적인 깊이(depth)를 얻었다.
조사 과정 중, 피크 또는 트렌치(trenches)가 생기는지 시험하기 위하여, 펩타이드 모노머를 함유하는 안트라센의 모노머 필름을 투과 마스크(transmission mask)를 통해 350 nm의 파장에서 크립톤 이온 레이저로부터 UV 광을 노출시켰다.상기 빔의 강도는 85 mW/㎠ 였고, 노출 시간은 20 분이었다. 상기 마스크는 약 10 마이크론 폭인 다크 라인 및 약 20 마이크로 폭인 투명 라인으로 구성된다. 조사 후, 조사된 필름을 원자간력현미경으로 측정한 경우, 마스크의 공간 주파수에 상응하는 표면 양각이 생기는 것을 발견하였다. 노출 영역은 트렌치를 나타낸다. 이는 다이머화 과정에서 부피 감소로 인한 것일 수 있다. 도 19는 노출된 필름의 원자간력 현미경 주사를 도시한다. 이 방법은 조사를 통해 만들어진 좁은 공간 구조의 복제로 중요할 수 있다.
실시예 16 - 표면 부조의 환경 안정성
실시에 15에 기재된 필름은 그 후, 115 ℃의 온도에서 약 16 시간 동안 유지시켰다. 상기 처리 후, 필름의 원자간력 현미경 주사를 수행하였다. 도 20은 원자간력 현미경 주사를 도시한다. 이는 표면양각이 고온에서도 안정하다는 것을 나타낸다.

Claims (31)

  1. 소재 내에 정보를 광저장하고 상기 소재로부터 정보를 광판독하는 방법으로, 상기 소재는 적어도 2 개 이상의 발색단과 그 발색단을 연결하는 링키지를 갖는 화합물을 함유하며, 상기 방법은,
    (a) 제 1 강도의 제 1 파장을 소재의 국소영역에 조사함으로써 상기 소재의 국소영역 내의 발색단 간에 고리화 부가반응을 유도하여 고리화 부가물을 형성시키는 단계와,
    (b) 제 2 강도의 제 2 파장을 소재에 조사함으로써 정보, 또는 그 일부를 상기 소재로부터 추출할 수 있도록 하는 단계로 구성된, 소재 내에 정보를 광저장하고 그 소재로부터 정보를 광판독하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 발색단이 하나의 이중 결합을 추가함으로써 고리화 부가물을 형성할 수 있는 적어도 또 다른 하나의 이중 결합을 포함하는, 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 발색단이 적어도 하나의 이중 결합을 함유하는 비환계, 단환계, 이환계, 삼환계, 사환계, 다환계, 헤테로환계, 방향족, 폴리방향족 및 헤테로방향족 화합물로부터 선택된 화합물인, 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 발색단이 방향족, 폴리방향족 및 헤테로 방향족 화합물 중에서 선택된, 방법.
  5. 선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 2 개의 발색단 간의 링키지가 (a) 아미노산 또는 펩타이드, (b) 리보뉴클레오타이드, 데옥시리보뉴클레오타이드, 데오시리보핵산, 리보핵산, 또는 그 유도체, 및 (c) 폴리머 핵산(PNA)을 기초로 하는, 방법.
  6. 선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서, 2 개의 발색단 간의 링키지가 4-30의 결합 길이를 나타내는, 방법.
  7. 선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화합물이 2-24 단편(segment)의 하기 구조식 G를 포함하는, 방법.
    식 중, L은 광다이머화가능한 발색단이고,
    Y-A-B는 두 발색단 간의 링키지의 일부이며,
    여기서 Y는 -O-(CH2)p-C(=O)-NH-, -O-(CH2)p-NH-C(=O)-, -O-(CH2)p-C(=O)-, -O-(CH2)p-NH-, -(CH2)p-C(=O)-NH-, -(CH2)p-NH-C(=O)-, -(CH2)p-C(=O)-, -(CH2)p-NH-, -OOC-(CH2)p-C(=O)-NH-, -OOC-(CH2)p-NH-C(=O)-, -OOC-(CH2)p-C(=O)-, -OOC-(CH2)p-NH-, -NH-(CH2)p-C(=O)-NH-, -N(C1-6-알킬)-(CH2)p-C(=O)-NH-, -NH-(CH2)p-NH-C(=O)-, -N(C1-6-알킬)-(CH2)p-NH-C(=O)-, -NH-(CH2)p-C(=O)-, -N(C1-6-알킬)-(CH2)p-C(=O)-, -NH-(CH2)p-NH-, -N(C1-6-알킬)-(CH2)p-NH-, -NH-C(=O)-(CH2)y-C(=O)-NH-, -N(C1-6-알킬)-C(=O)-(CH2)p-C(=O)-NH-, -NH-C(=O)-(CH2)p-NH-C(=O)-, -N(C1-6-알킬)-C(=O)-(CH2)p-NH-C(=O)-, -NH-C(=O)-(CH2)p-C(=O)-, -N(C1-6-알킬)-C(=O)-(CH2)p-C(=O)-, -NH-C(=O)-(CH2)p-NH-, 및 -N(C1-6-알킬)-C(=O)-(CH2)p-NH- 중에서 선택된 연결기(linking group)이며, 여기서 p는 0-5, 바람직하게는 0-2이고,
    A는 질소 원자와 그룹 C-R 중에서 선택되며, 여기서 R은 수소와 선택적으로 치환된 C1-4-알킬 중에서 선택되고,
    B는 CHR2와 C=O 중에서 선택된 그룹으로 구성된 사슬이며, 여기서 R2는-아미노산의 측쇄, 선택적으로 치환된 C1-6-알킬, 하이드록시, 선택적으로 치환된 C1-6-알콕시, 할로겐, 시아노, 아미노, 모노- 또는 다이(선택적으로 치환된 C1-6-알킬)아미노, 모노- 또는 다이(선택적으로 치환된 C1-6-알킬)아미노-C1-6-알킬, (선택적으로 치환된 C1-6-알킬)카르보닐아미노, (선택적으로 치환된 C1-6-알킬)카르보닐아미노-C1-6-알킬, 아미노카르보닐, 아미노카르보닐-C1-6-알킬, 모노- 또는 다이(선택적으로 치환된 C1-6-알킬)아미노카르보닐, 모노- 또는 다이(선택적으로 치환된 C1-6-알킬)아미노카르보닐-C1-6-알킬, 선택적으로 치환된 C1-6-아실, 선택적으로 치환된 C1-6-아실록시, 카르복시, 및 (선택적으로 치환된 C1-6-알콕시)카르보닐 중에서 선택되고, 상기 B 사슬은 -O- 및 -NR3- 중에서 선택된 하나 이상의 그룹에 의하여 선택적으로 중단되고, 개시되고, 종결되며, 여기서 R3는 수소, C1-6-알킬, 모노- 또는 다이(선택적으로 치환된 C1-6-알킬)아미노-C1-6-알킬, (선택적으로 치환된 C1-6-알킬)카르보닐아미노-C1-6-알킬, 아미노카르보닐-C1-6-알킬, 모노- 또는 다이(선택적으로 치환된 C1-6-알킬)아미노카르보닐, 모노- 또는 다이(선택적으로 치환된 C1-6-알킬)아미노카르보닐-C1-6-알킬, (선택적으로 치환된 아릴)-C1-6-알콕시-카르보닐, 선택적으로 치환된 C1-6-아실, 및 선택적으로 치환된 C1-6-알콕시카르보닐 중에서 선택된다.
  8. 제 7항에 있어서, 적어도 일부의 연결기 Y와 골격 부분 -A-B-가 하나 이상의 아미노산으로부터 유래되는, 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 하나 이상의 아미노산이 오르니틴, 리신, 호모리신, 다이아미노부틸산, 및 다이아미노프로피온산 중에서 선택되는, 방법.
  10. 선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화합물이 제 19항 내지 제 23항중 어느 한 항에서 정의된 바와 같은, 방법.
  11. 선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화합물이 제 24항 내지 제 29항 중 어느 한 항에서 정의된 바와 같은, 방법.
  12. 선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소재가 폴리머성 성분인, 방법.
  13. 선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화합물이 소재의 적어도 80 %, 예컨대 적어도 90 %, 특히 적어도 95 %를 구성하는, 방법.
  14. 선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 및 제 2 특정 파장이 실질적으로 동일한, 방법.
  15. 선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 강도가 제 2 강도보다 적어도 2 배 이상 높은, 방법.
  16. 선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서, 소재에 의한 제 2 파장의 조사의 반사, 굴절, 투과 또는 회절을 측정함으로써 정보, 또는 그 일부가 소재로부터 추출되는, 방법.
  17. 제 1항 내지 제 13항 또는 제 15항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 파장과 제 2 파장의 차이가 적어도 10 nm인, 방법.
  18. 선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법이 소재에 제 3 파장을 조사함으로써 광해리를 유도하고, 따라서 2 개의 발색단을 재형성하는 후속 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  19. 하기 구조식 X의 화합물.
    [구조식 X]
    식 중,
    a는 0-2이며 b는 1-5이고,
    L은 N-(C1-6-알킬)-티민, 안트라센, 아크리디지늄 염, 및 테트라센으로 구성된 군 중에서 선택되고,
    Q는 수소, 카르복시, 아미노카르보닐, 모노- 또는 다이(C1-24-알킬)아미노카르보닐, (1-5 개의 아미노산 사슬)-카르복시로 구성된 군 중에서 선택되고,
    Z는-아미노산의 측쇄, 수소, 메틸, 시아노메틸, 에틸, 1-프로필, 2-프로필, 2-메틸-1-프로필, 2-하이드록시-2-메틸-1-프로필, 1-부틸, 2-부틸, 메틸티오에틸, 벤질, p-아미노-벤질, p-아이오도-벤질, p-플루오로-벤질, p-브로모-벤질, p-클로로-벤질, p-니트로-벤질, 3-피리딜메틸, 3,5-다이아이오도-4-하이드록시-벤질, 3,5-다이브로모-4-하이드록시-벤질, 3,5-다이클로로-4-하이드록시-벤질, 3,5-다이플루오로-4-하이드록시-벤질, 4-메톡시-벤질, 2-나프틸메틸, 1-나프틸메틸, 3-인돌릴메틸, 하이드록시메틸, 1-하이드록시에틸, 메르캅토메틸, 2-메르캅토-2-프로필, 4-하이드록시벤질, 아미노카르보닐메틸, 2-아미노카르보닐에틸, 카르복시메틸, 2-카르복시에틸, 아미노메틸, 2-아미노에틸, 3-아미노-프로필, 4-아미노-1-부틸, 3-구아니디노-1-프로필, 4-이미다졸릴-메틸, C1-24-알킬, N-(C1-24-아실)-아미노-(C1-6-알 킬), 및 (1-5 개의 아미노산 사슬)-아미노-(C1-6-알킬)로 구성된 군 중에서 선택된다.
  20. 제 19항에 있어서,
    b는 2-4이고,
    Q는 수소, 카르복시, 아미노카르보닐, 모노- 또는 다이(C1-18-알킬)아미노카르보닐, (1-5 개의 아미노산 사슬)-카르복시로 구성된 군 중에서 선택되고,
    Z는-아미노산의 측쇄, 수소, 메틸, 시아노메틸, 에틸, 1-프로필, 2-프로필, 2-메틸-1-프로필, 2-하이드록시-2-메틸-1-프로필, 1-부틸, 2-부틸, 메틸티오에틸, 벤질, p-아미노-벤질, p-아이오도-벤질, p-플루오로-벤질, p-브로모-벤질, p-클로로-벤질, p-니트로-벤질, 3-피리딜메틸, 3,5-다이아이오도-4-하이드록시-벤질,3,5-다이브로모-4-하이드록시-벤질, 3,5-다이클로로-4-하이드록시-벤질, 3,5-다이플루오로-4-하이드록시-벤질, 4-메톡시-벤질, 2-나프틸메틸, 1-나프틸메틸, 3-인돌릴메틸, 하이드록시메틸, 1-하이드록시에틸, 메르캅토메틸, 2-메르캅토-2-프로필, 4-하이드록시벤질, 아미노카르보닐메틸, 2-아미노카르보닐에틸, 카르복시메틸, 2-카르복시에틸, 아미노메틸, 2-아미노에틸, 3-아미노-프로필, 4-아미노-1-부틸, 3-구아니디노-1-프로필, 4-이미다졸릴-메틸, C1-18-알킬, N-(C1-18-아실)-아미노-(C1-6-알 킬), 및 (1-5 개의 아미노산 사슬)-아미노-(C1-6-알킬)로 구성된 군 중에서 선택되는, 화합물.
  21. 제 20항에 있어서,
    Q는 수소, 카르복시, 아미노카르보닐, 모노- 또는 다이(C1-12-알킬)아미노카르보닐, (1-5 개의 아미노산 사슬)-카르복시로 구성된 군 중에서 선택되고,
    Z는-아미노산의 측쇄, 수소, 메틸, 시아노메틸, 에틸, 1-프로필, 2-프로필, 2-메틸-1-프로필, 2-하이드록시-2-메틸-1-프로필, 1-부틸, 2-부틸, 메틸티오에틸, 벤질, p-아미노-벤질, p-아이오도-벤질, p-플루오로-벤질, p-브로모-벤질, p-클로로-벤질, p-니트로-벤질, 3-피리딜메틸, 3,5-다이아이오도-4-하이드록시-벤질, 3,5-다이브로모-4-하이드록시-벤질, 3,5-다이클로로-4-하이드록시-벤질, 3,5-다이플루오로-4-하이드록시-벤질, 4-메톡시-벤질, 2-나프틸메틸, 1-나프틸메틸, 3-인돌릴메틸, 하이드록시메틸, 1-하이드록시에틸, 메르캅토메틸, 2-메르캅토-2-프로필,4-하이드록시벤질, 아미노카르보닐메틸, 2-아미노카르보닐에틸, 카르복시메틸, 2-카르복시에틸, 아미노메틸, 2-아미노에틸, 3-아미노-프로필, 4-아미노-1-부틸, 3-구아니디노-1-프로필, 4-이미다졸릴-메틸, C1-12-알킬, N-(C1-12-아실)-아미노-(C1-6-알 킬), 및 (1-5 개의 아미노산 사슬)-아미노-(C1-6-알킬)로 구성된 군 중에서 선택되는, 화합물.
  22. 제 21항에 있어서, b는 3인, 화합물.
  23. 제 21항 또는 제 22항에 있어서, Q는 아미노카르보닐이고, Z는 수소 또는-아미노산의 측쇄인, 화합물.
  24. 하기 구조식 XI의 화합물.
    [구조식 XI]
    식 중,
    a는 0-2, b는 1-3이며, c는 1-3이고,
    L은 N-(C1-6-알킬)-티민, 안트라센, 아크리디지늄 염, 및 테트라센으로 구성된 군 중에서 선택되고,
    Q는 수소, 카르복시-C1-3-알킬, 아미노카르보닐-C1-3-알킬, 모노- 또는 다이(C1-24-알킬)아미노카르보닐-C1-3-알킬, C1-24-알콕시카르보닐-C1-3-알킬, 및 (1-5 개의 아미노산 사슬)-카르복시-C1-3-알킬로 구성된 군 중에서 선택되고,
    Z는 수소, 아미노-C1-4-알킬, N-모노- 또는 다이(C1-24-알킬)-아미노-C1-4-알킬, C1-24-아실아미노-C1-4-알킬, 및 (1-5 개의 아미노산 사슬)-아미노-C1-4-알킬로 구성된 군 중에서 선택된다.
  25. 제 24항에 있어서,
    Q는 수소, 카르복시-C1-2-알킬, 아미노카르보닐-C1-2-알킬, 모노- 또는 다이(C1-18-알킬)아미노카르보닐-C1-2-알킬, C1-18-알콕시카르보닐-C1-2-알킬, 및 (1-5 개의 아미노산 사슬)-카르복시-C1-2-알킬로 구성된 군 중에서 선택되고,
    Z는 수소, 아미노-C1-3-알킬, N-모노- 또는 다이(C1-18-알킬)-아미노-C1-3-알킬, C1-18-아실아미노-C1-3-알킬, 및 (1-5 개의 아미노산 사슬)-아미노-C1-3-알킬로 구성된 군 중에서 선택되는, 화합물.
  26. 제 25항에 있어서,
    Q는 수소, 카르복시-CH2, 아미노카르보닐-CH2, 모노- 또는 다이(C1-12-알킬)아미노카르보닐-CH2, C1-12-알콕시카르보닐-CH2, 및 (1-5 개의 아미노산 사슬)-카르복시 -CH2로 구성된 군 중에서 선택되고,
    Z는 수소, 아미노-(CH2)2, N-모노- 또는 다이(C1-12-알킬)-아미노-(CH2)2, C1-12-아실아미노-(CH2)2, 및 (1-5 개의 아미노산 사슬)-아미노-(CH2)2로 구성된 군 중에서 선택되는, 화합물.
  27. 제 26항에 있어서, b는 2-3이고, c는 1-2인, 화합물.
  28. 제 27항에 있어서, b는 2이고, c는 1인, 화합물.
  29. 제 24항 내지 제 28항 중 어느 한 항에 있어서, Q는 H2NC(=O)CH2이고, Z는 H2NCH2C(=O)NH(CH2)2, 화합물.
  30. 제 19항 내지 제 29항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 함유하는 소재.
  31. 제 19항 내지 제 29항 중 어느 한 항에 따른 화합물과 기판을 함유하는 광저장 매체.
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