본 연구에서는 포름알데하이드(FA)를 단일 탄소 시약으로 사용하여 트리메틴 시아닌(Cy3)을 원자 효율적으로 합성하는 혁신적 방법을 제시한다. 바이오이미징 및 유전체/단백질체 분야에서 Cy3 염료의 광범위한 적용은 대체로 낮은 원자 경제성과 상당한 부산물 생성으로 인해 합성 경로가 제한되는 경우가 많다. 체계적인 탐색을 통해, 대칭형 및 비대칭형 Cy3 유도체 모두에 적용 가능한 실용적이고 효율적인 합성 경로를 개발하였으며, 이를 통해 자원 사용을 유의미하게 최소화하였다. 특히, 본 접근법은 지속가능한 화학의 원칙에 부합하게 부산물로 물을 생성한다. 또한 효율적인 원팟(one-pot) 합성은 생세포에서의 Cy3 형광 신호를 활용하여 세포 내 FA 수준을 검출할 수 있게 한다. 더 나아가 장 조직에서 내인성 FA를 검출하는 것도 가능하다. 우리는 건강한 마우스에 비해 염증성 장질환(IBD) 마우스의 소장에서 FA가 유의미하게 감소하는 것을 관찰하였다. 이러한 방법론적 진전은 형광 염료 합성의 범위를 확장할 뿐 아니라 화학 제조 과정에서의 지속가능한 실천에 기여함으로써, 환경친화적 합성 전략 개발에 있어 중요한 도약을 제공한다.

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