KR100539318B1 - Method for Manufacturing a Biosensor Using the High Density Carbon Nanotube Pattern - Google Patents

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KR100539318B1 KR10-2003-0051140A KR20030051140A KR100539318B1 KR 100539318 B1 KR100539318 B1 KR 100539318B1 KR 20030051140 A KR20030051140 A KR 20030051140A KR 100539318 B1 KR100539318 B1 KR 100539318B1
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Abstract

본 발명은 카르복실기가 노출된 고밀도의 탄소나노튜브(CNT) 패턴에 표적 바이오물질과 결합하는 바이오 리셉터가 화학적 또는 물리화학적으로 결합되어 있는 CNT-바이오센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a CNT-biosensor in which a bioreceptor coupled to a target biomaterial is chemically or physicochemically bonded to a high-density carbon nanotube (CNT) pattern exposed to a carboxyl group, and a method of manufacturing the same.

본 발명에 따르면, 카르복실기가 노출된 CNT 패턴 또는 상기 카르복실기를 다양한 화학적 작용기로 개질한 CNT 패턴에 다양한 바이오 리셉터를 화학적 또는 물리화학적으로 결합시킨 CNT-바이오센서의 제작이 가능하다.According to the present invention, it is possible to manufacture a CNT-biosensor in which various bioreceptors are chemically or physicochemically coupled to a CNT pattern in which a carboxyl group is exposed or a CNT pattern in which the carboxyl group is modified with various chemical functional groups.

Description

고밀도 탄소나노튜브 패턴을 이용한 바이오센서의 제조방법 {Method for Manufacturing a Biosensor Using the High Density Carbon Nanotube Pattern} Method for manufacturing a biosensor using the high density carbon nanotube pattern

본 발명은 카르복실기가 노출된 고밀도의 탄소나노튜브(carbon nanotube: CNT) 패턴에 표적 바이오물질과 결합하는 바이오 리셉터가 화학적 또는 물리화학적으로 결합되어 있는 바이오센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a biosensor in which a bioreceptor coupled to a target biomaterial is chemically or physicochemically bonded to a high density carbon nanotube (CNT) pattern exposed to a carboxyl group, and a method of manufacturing the same.

CNT란 지구상에 다량으로 존재하는 탄소로 이루어진 탄소 동소체로서 하나의 탄소가 다른 탄소원자와 육각형 벌집무늬로 결합되어 튜브형태를 이루고 있는 물질이며, 튜브의 직경이 나노미터(nm=10억분의 1미터) 수준으로 극히 작은 영역의 물질이다. CNT는 우수한 기계적 특성, 전기적 선택성, 뛰어난 전계방출 특성, 고효율의 수소저장매체 특성 등을 지니며 현존하는 물질 중 결함이 거의 없는 완벽한 신소재로 알려져 있다.CNT is a carbon allotrope composed of carbon present on the earth in large quantity. It is a material in which one carbon is combined with other carbon atoms in hexagonal honeycomb pattern to form a tube, and the diameter of the tube is nanometer (nm = 1 billionth of a meter). ) Is an extremely small area of matter. CNT is known as a perfect new material that has excellent mechanical properties, electrical selectivity, excellent field emission characteristics, high efficiency hydrogen storage medium properties and few defects among existing materials.

CNT는 역학적 견고성과 화학적 안정성이 뛰어나고, 반도체와 도체의 성질을 모두 띨 수 있으며, 직경이 작고 길이가 상대적으로 매우 긴 특성 때문에, 평판표시소자, 트랜지스터, 에너지 저장체 등의 소재로서 뛰어난 성질을 보이고, 나노크기의 각종 전자소자로서의 응용성이 매우 크다. CNTs have excellent mechanical robustness and chemical stability, can exhibit both semiconductor and conductor properties, and because of their small diameter and relatively long length, CNTs are excellent materials for flat panel display devices, transistors and energy storage materials. , Nanosized, various electronic devices are very useful.

상기 표현한 특성들을 보다 다양하게 응용하기 위해 단일벽 CNT를 강산을 사용하여 잘게 자르기 시작했다. 이렇게 잘라진 CNT들은 잘려진 말단(ends) 및 옆면(sidewall)의 일부에 주로 -COOH 화학적 작용기를 가지게 된다. 이러한 화학적 작용기를 이용하여 다양한 물질들을 화학적으로 붙이기 시작하여 CNT의 성질을 개질하기도 하였다. 더 나아가 화학적 기작에 의해 CNT의 작용기를 -SH 기로 치환한 후, 금 표면에 미세접촉 인쇄(micro contact printing) 기법을 이용하여 표면에 패턴화한 보고(Nan, X. et al., J. Colloid Interface Sci., 245: 311-8, 2002)와 정전기적 방법(electrostatic method)을 이용하여 CNT를 표면에 다중막으로 고착시킨 보고가 있다(Rouse, J.H. et al., Nano Lett., 3:59-62, 2003). 그러나 전자는 CNT의 표면 밀도가 낮고 결합력이 약하다는 단점이 있으며, 후자는 선택적으로 표면에 고정하는 패터닝 방법을 적용할 수 없다는 치명적인 단점을 가지고 있다. 따라서 새로운 형태의 표면 고정법 개발이 절실히 요구되고 있다.In order to apply the above-described characteristics more diversely, single-wall CNTs were started to be chopped using strong acids. The CNTs thus cut have mainly -COOH chemical groups on the cut ends and part of the sidewalls. These chemical functional groups have been used to chemically attach various materials to modify the properties of CNTs. Furthermore, by substituting the -SH group for the functional group of CNT by chemical mechanism, the report was patterned on the surface by micro contact printing technique (Nan, X. et al. , J. Colloid). Interface Sci., 245: 311-8, 2002) and a report on the multi-layer adhesion of CNTs to surfaces using electrostatic methods (Rouse, JH et al. , Nano Lett., 3:59). -62, 2003). However, the former has the disadvantage that the surface density of CNTs is low and the bonding strength is weak, and the latter has the fatal disadvantage that the patterning method of selectively fixing to the surface cannot be applied. Therefore, a new type of surface fixation method is urgently needed.

현재 10만 여개로 예측되는 인간 유전자 중, 1만여 개의 기능이 밝혀져 있고, 이러한 유전자들은 대부분이 질환과 직접적인 연관이 있는 것으로 알려져 있다. 또한, 대부분의 질병이 유전자 수준이 아닌 단백질 수준에서 유발되기 때문에, 현재까지 개발되었거나 개발 중에 있는 의약품의 95% 이상이 단백질을 타겟으로 하고 있다. 따라서, 특정 단백질 및 리간드에 상호작용 하는 생체분자의 기능을 밝히고, 단백질 기능분석 및 네트워크 분석을 통하여 얻어진 자료를 바탕으로, 고전적인 방법으로는 불가능하였던, 질병에 대한 치료 및 예방법을 개발하는 연구에 필수적인 것이 효율적인 단백질-단백질 및 단백질-리간드 간의 반응 검출기술이다.        Of the 100,000 human genes currently estimated, about 10,000 functions have been identified, and most of these genes are known to be directly related to disease. In addition, since most diseases are caused at the protein level, not at the genetic level, more than 95% of the drugs developed or under development target proteins. Therefore, the study of biomolecules interacting with specific proteins and ligands, and based on the data obtained through protein function analysis and network analysis, developed a method for treating and preventing diseases that were not possible with classical methods. Essential is an efficient protein-protein and protein-ligand reaction detection technique.

최근, CNT의 전기적, 반도체 성질 또는 구조적으로 안정한 특성을 이용하여, 바이오물질을 고정한 CNT의 전기화학적인 변화를 통한 반응검출에 대한 연구가 이루어지고 있다 (Dai, H. et al., ACC. Chem. Res., 35:1035-44, 2002; Sotiropoulou, S. et al., Anal. Bioanal. Chem., 375:103-5, 2003; Erlanger, B.F. et al., Nano Lett., 1:465-7, 2001; Azamian, B.R. et al., JACS, 124:12664-5, 2002).Recently, studies on reaction detection through electrochemical changes of CNTs immobilized with biomaterials have been made using the electrical, semiconductor properties, or structurally stable properties of CNTs (Dai, H. et al. , ACC. Chem). Res., 35: 1035-44, 2002; Sotiropoulou, S. et al. , Anal.Bioanal.Chem., 375: 103-5, 2003; Erlanger, BF et al. , Nano Lett., 1: 465-. 7, 2001; Azamian, BR et al. , JACS, 124: 12664-5, 2002).

한편, 단백질-리간드 반응으로써 대표적인 예로, 아비딘(avidin)-바이오틴(biotin) 반응을 들 수 있는데, 고분자로 처리된 기질위에 CNT를 이용하여 채널을 형성한 다음, 전기화학적인 방법을 통하여 스트렙토아비딘의 결합을 측정하였다(Star, A. et al., Nano Lett., 3:459-63, 2003).A representative example of the protein-ligand reaction is an avidin-biotin reaction, in which a channel is formed on a substrate treated with polymer using CNTs, followed by electrochemical method for streptoavidin. Binding was measured (Star, A. et al. , Nano Lett., 3: 459-63, 2003).

바이오센서로서 CNT가 주목받는 이유는 첫째, 레이블링이 필요 없고 둘째, 신호의 변화에 매우 민감하며 셋째, 단백질의 변형 없이 수용액 상에서 반응을 진행시킬 수 있기 때문이다. 새로운 나노물질과 생물학적 시스템의 결합은 질병진단(유전병), 프로테오믹스, 나노바이오기술 분야에서 중요한 응용기술들을 창출해 나갈 것이다. CNTs are attracting attention as biosensors because, first, they do not require labeling, second, they are very sensitive to signal changes, and third, they can proceed in aqueous solution without modification of proteins. The combination of new nanomaterials and biological systems will create important applications in disease diagnosis, genetics, and nanobiotechnology.

보다 빠르고 값이 싼 바이오센서를 개발하기 위해, 최근 DNA 혼성화 감지 기술에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. DNA의 혼성화를 감지하기 위한 다양한 레이블링 기술들이 개발되었는데, 현재 레이블링에 가장 일반적으로 형광물질이 사용되고 있다. 상보적인 DNA를 감지할 수 있는 단일 DNA 사슬을 고정하여 수용액 상에 있는 상보적인 DNA를 인식하고, 신호 변환기가 DNA 혼성화 신호를 분석할 수 있는 신호로 바꾸어준다.In order to develop faster and cheaper biosensors, much research has recently been conducted on DNA hybridization detection technology. Various labeling techniques have been developed to detect hybridization of DNA. Fluorescent materials are most commonly used for labeling. By fixing a single DNA chain that can detect complementary DNA, the complementary DNA in aqueous solution is recognized, and the signal converter converts the DNA hybridization signal into a signal that can be analyzed.

DNA 칩으로 DNA 혼성화를 효율적으로 검출하기 위해서는 혼성화 효율을 높이며 동시에 비특이적 결합에 의한 배경(background)을 없앨 수 있는 효과적인 표면처리가 필요하다. 이러한 표면처리된 DNA 칩 플랫폼(platform)을 만들기 위해 많은 연구가 진행되어 왔다(Anal. Biochem., 266:23-30, 1999; Nuc. Acid. Res., 29(21):107, 2001).       In order to efficiently detect DNA hybridization with a DNA chip, an effective surface treatment is required to increase the hybridization efficiency and to remove the background caused by nonspecific binding. Many studies have been conducted to make such surface-treated DNA chip platforms (Anal. Biochem., 266: 23-30, 1999; Nuc. Acid. Res., 29 (21): 107, 2001).

또한, DNA 혼성화 (hybridization) 검출에 다양한 방법들이 모색되었는데, 스케노매트릭 (Scanometric) 방법, 칼로리메트릭(Colorimetric) 방법, 나노입자 (nanoparticle)를 이용한 방법, 전기화학을 이용한 방법(Science, 289:1757-60, 2000; Anal. Biochem., 295:1-8, 2001; Analyst., 127:803-8, 2002; Anal. Bioanal. Chem., 375:287-93, 2003) 등이 있다.In addition, various methods for detecting DNA hybridization have been sought, such as the scanmetric method, the calorimetric method, the method using nanoparticles, and the method using electrochemistry (Science, 289: 1757). -60, 2000; Anal. Biochem., 295: 1-8, 2001; Analyst., 127: 803-8, 2002; Anal. Bioanal. Chem., 375: 287-93, 2003).

한편, CNT를 생명공학분야에서 응용하는 사례가 최근에 많이 등장하고 있다. 글루코스 센서, 단백질의 검출, 특정 DNA 서열의 검출 (Anal. Bioanal. Chem., 375:103-5, 2003; Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 100(9):4984-9, 2003; Anal. Bioanal. Chem., 375:287-93, 2003) 등이 그것이다. CNT를 기반으로 한 다층(multilayer)에서의 생물분자 검색은 표면적이 넓고 전기전도도 성질이 우수하여 DNA와 같은 생물분자가 고정되는 양을 늘릴 수 있고, 생물분자에 대한 검출 민감도를 증대시킬 수 있다.On the other hand, the application of CNTs in the field of biotechnology has recently appeared. Glucose sensor, detection of proteins, detection of specific DNA sequences (Anal. Bioanal. Chem., 375: 103-5, 2003; Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 100 (9): 4984-9, 2003; Anal. Bioanal. Chem., 375: 287-93, 2003). Biomolecular screening in CNT-based multilayers can increase the amount of biomolecules such as DNA immobilized due to its large surface area and excellent electrical conductivity, and increase detection sensitivity to biomolecules.

현재로서는 바이오칩에서 반응결과를 검출하는 방법은 기존의 형광물질과 동위원소 등을 이용하는 방법이 가장 보편적이나(Toriba, A. et al., Biomed. Chromatography:BMC., 17:126-32, 2003; Raj, S.U. et al., Anal. Chim.Acta, 484:1-14, 2003; Peggy, A.T. et al., J. Microbio. Meth., 53:221-33, 2003), 좀더 손쉽고 정확하게 전기적 성질을 측정할 수 있는 새로운 방법들이 시도되면서 CNT라는 신소재의 필요성이 더욱 높아지고 있다.Currently, the method of detecting reaction results in biochips is the most common method using conventional fluorescent materials and isotopes (Toriba, A. et al. , Biomed. Chromatography: BMC., 17: 126-32, 2003; Raj, SU et al. , Anal. Chim. Acta, 484: 1-14, 2003; Peggy, AT et al. , J. Microbio.Meth., 53: 221-33, 2003), more easily and accurately As new methods of measurement are attempted, the need for a new material called CNT is growing.

고밀도의 CNT 멀티레이어(multilayer)를 만들어 그 위에 DNA를 부착한 다음, 상보적으로 결합하는 DNA를 검출하는 방법은 게놈분석(genotyping), 돌연변이 검색(mutation detection), 병원성 균 진단(pathogen identification) 등에 유용하다. PNA(peptide nucleic acid: DNA 유사체)를 단일벽(single walled) CNT에 위치 특이적으로 고정하고, 목적 DNA와 상보적으로 결합하는 것을 검출한 보고가 있다(Williams, K.A. et al., Nature, 420:761, 2001). 또한, 전기화학적인 방법을 통해 올리고뉴클레오티드를 CNT 어레이에 고정하고, 구아니딘 산화(guanidine oxidation) 방법을 통해 DNA를 검출한 예도 있다(Li, J. et al., Nano Lett., 3:597-602, 2003). 그러나 이것들은 CNT를 바이오센서의 제작 및 개발에 적용한 것은 아니다.Creating a high-density CNT multilayer, attaching DNA to it, and detecting complementary binding DNA can be done by genotyping, mutation detection, pathogen identification, etc. useful. PNA (peptide nucleic acid: DNA analogue) has been reported to be site-specifically fixed to a single-walled CNT and detected complementary binding to the target DNA (Williams, KA et al. , Nature, 420 : 761, 2001). In addition, an oligonucleotide is immobilized to a CNT array by an electrochemical method and a DNA is detected by a guanidine oxidation method (Li, J. et al. , Nano Lett., 3: 597-602). , 2003). However, they do not apply CNTs to the manufacture and development of biosensors.

최근, CNT를 이용한 고용량의 바이오분자 검출센서(WO 03/016901 A1)가 알려져 있다. 기질 위에 화학적 연결체를 사용하여 복수의 CNT를 배열하고 여러 종류의 리셉터를 부착하여 얻어지는 멀티채널형 바이오칩에 관한 것으로, 비교적 주변 환경변화에 약한 단점을 가지고 있다.Recently, a high capacity biomolecular detection sensor (WO 03/016901 A1) using CNTs is known. The present invention relates to a multi-channel biochip obtained by arranging a plurality of CNTs by attaching a plurality of CNTs on a substrate and attaching various kinds of receptors.

이에, 본 발명자들은 원하는 부위에 화학적 결합을 통하여 CNT를 적층시켜 카르복실기가 노출된 고밀도의 CNT 패턴을 형성한 다음, 상기 CNT 패턴에 바이오 리셉터를 화학적으로 결합시킨 CNT-바이오센서를 제조하는 방법을 착안하여 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the inventors of the present invention devised a method of manufacturing a CNT-biosensor by chemically bonding a bioreceptor to the CNT pattern after forming a high-density CNT pattern exposed to the carboxyl group by stacking the CNTs through chemical bonding to the desired site. The present invention was completed.

본 발명의 목적은 원하는 위치에 화학적 결합에 의해 적층된 고밀도의 CNT 패턴에 바이오 리셉터가 부착되어 있는 CNT-바이오센서 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a CNT-biosensor having a bioreceptor attached to a high-density CNT pattern laminated by chemical bonding at a desired position, and a method of manufacturing the same.

본 발명의 다른 목적은 상기 CNT-바이오센서를 이용하여 다양한 종류의 바이오 리셉터에 결합하거나 반응하는 다양한 표적 바이오물질을 검출하는 방법을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a method for detecting various target biomaterials that bind to or react with various types of bioreceptors using the CNT-biosensor.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 표면에 아미노기가 노출된 기질과 카르복실기가 노출된 CNT를 반응시켜 상기 아미노기와 상기 카르복실기 간에 아미드 결합을 형성시켜 기질 표면에 CNT 단층을 형성하는 단계; (b) 상기 CNT 단층과 디아민계 유기화합물을 반응시켜 상기 CNT 단층위에 유기아민 층을 형성시키고, 상기 유기아민과 카르복실기가 노출된 CNT를 반응시켜 CNT를 적층하는 단계; 및 (c) 상기 (b)단계를 n회 반복하여 CNT 층과 유기아민 층이 n회 교호되게 적층하여 카르복실기가 노출된 고밀도 CNT 패턴을 형성하는 단계를 거쳐 제조되고, 기질 상에 고밀도로 고정된, 카르복실기가 노출된 탄소나노튜브(CNT)의 패턴에 상기 카르복실기와 결합하는 화학적 작용기를 가진 바이오 리셉터가 화학적 또는 물리화학적 결합에 의해 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 CNT-바이오센서를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of (a) reacting a substrate having an amino group exposed on the surface and CNT exposed carboxyl group to form an amide bond between the amino group and the carboxyl group to form a CNT monolayer on the substrate surface; (b) reacting the CNT monolayer with a diamine-based organic compound to form an organic amine layer on the CNT monolayer, and stacking CNTs by reacting the organic amine with CNT exposed carboxyl groups; And (c) repeating step (b) n times to form a high-density CNT pattern exposing the carboxyl group by n- alternating lamination of the CNT layer and the organic amine layer n times, and fixed to the substrate with high density. The present invention provides a CNT-biosensor having a bioreceptor having a chemical functional group bonded to the carboxyl group to a pattern of carbon nanotubes (CNT) exposed to carboxyl groups by chemical or physicochemical bonding.

본 발명은 또한, (a) 표면에 아미노기가 노출된 기질과 카르복실기가 노출된 CNT를 반응시켜 상기 아미노기와 상기 카르복실기 간에 아미드 결합을 형성시켜 기질 표면에 CNT 단층을 형성하는 단계; (b) 상기 CNT 단층과 디아민계 유기화합물을 반응시켜 상기 CNT 단층위에 유기아민 층을 형성시키고, 상기 유기아민과 카르복실기가 노출된 CNT를 반응시켜 CNT를 적층하는 단계; 및 (c) 상기 (b)단계를 n회 반복하여 CNT 층과 유기아민 층이 n회 교호되게 적층하여 카르복실기가 노출된 고밀도 CNT 패턴을 형성하는 단계를 거쳐 제조되고, 기질 상에 고정된, 카르복실기가 노출된 CNT의 패턴을 상기 카르복실기와 결합하는 작용기와 아미노기, 알데히드기, 수산기, 티올기 및 할로겐으로 구성된 군에서 선택된 화학적 작용기를 동시에 가지는 화학물질로 개질한 다음, 상기 개질에 의해 노출된 아미노기, 알데히드기, 수산기, 티올기 및 할로겐으로 구성된 군에서 선택된 화학적 작용기에, 상기 화학적 작용기와 결합하는 작용기를 가진 바이오 리셉터를 화학적 또는 물리화학적으로 결합시켜 수득되는 것을 특징으로 하는 CNT-바이오센서를 제공한다.The present invention also comprises the steps of (a) reacting a substrate having an amino group exposed on the surface and a CNT exposed carboxyl group to form an amide bond between the amino group and the carboxyl group to form a CNT monolayer on the substrate surface; (b) reacting the CNT monolayer with a diamine-based organic compound to form an organic amine layer on the CNT monolayer, and stacking CNTs by reacting the organic amine with CNT exposed carboxyl groups; And (c) repeating step (b) n times to stack the CNT layer and the organic amine layer n times to form a high-density CNT pattern exposed to the carboxyl group, and fix the carboxyl group on the substrate. The modified CNT pattern is modified with a chemical compound having a functional group which combines the carboxyl group with a chemical functional group selected from the group consisting of an amino group, an aldehyde group, a hydroxyl group, a thiol group, and a halogen, and then an amino group and an aldehyde group exposed by the modification. It provides a CNT-biosensor, which is obtained by chemically or physicochemically bonding a bioreceptor having a functional group which binds the chemical functional group to a chemical functional group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a thiol group and a halogen.

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본 발명은 또한, (a) 표면에 아미노기가 노출된 기질과 카르복실기가 노출된 CNT를 반응시켜 상기 아미노기와 상기 카르복실기 간에 아미드 결합을 형성시켜 기질 표면에 CNT 단층을 형성하는 단계; (b) 상기 CNT 단층과 디아민계 유기화합물을 반응시켜 상기 CNT 단층위에 유기아민 층을 형성시키고, 상기 유기아민과 카르복실기가 노출된 CNT를 반응시켜 CNT를 적층하는 단계; (c) 상기 (b)단계를 n회 반복하여 CNT 층과 유기아민 층이 n회 교호되게 적층하여 카르복실기가 노출된 고밀도 CNT 패턴을 형성하는 단계; 및 (d) 상기 카르복실기가 노출된 고밀도 CNT 패턴에 상기 카르복실기와 결합하는 화학적 작용기를 가진 바이오 리셉터를 화학적 또는 물리화학적으로 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CNT 패턴에 바이오 리셉터가 결합되어 있는 CNT-바이오센서의 제조방법을 제공한다.The present invention also comprises the steps of (a) reacting a substrate having an amino group exposed on the surface and a CNT exposed carboxyl group to form an amide bond between the amino group and the carboxyl group to form a CNT monolayer on the substrate surface; (b) reacting the CNT monolayer with a diamine-based organic compound to form an organic amine layer on the CNT monolayer, and stacking CNTs by reacting the organic amine with CNT exposed carboxyl groups; (c) repeating step (b) n times to alternately stack the CNT layer and the organic amine layer n times to form a high-density CNT pattern exposed to the carboxyl group; And (d) chemically or physically coupling a bioreceptor having a chemical functional group that binds the carboxyl group to the high-density CNT pattern exposed to the carboxyl group, in which the bioreceptor is coupled to the CNT pattern. Provides a method of manufacturing a biosensor.

본 발명은 또한, (a) 표면에 아미노기가 노출된 기질과 카르복실기가 노출된 CNT를 반응시켜 상기 아미노기와 상기 카르복실기 간에 아미드 결합을 형성시켜 기질 표면에 CNT 단층을 형성하는 단계; (b) 상기 CNT 단층과 디아민계 유기화합물을 반응시켜 상기 CNT 단층위에 유기아민 층을 형성시키고, 상기 유기아민과 카르복실기가 노출된 CNT를 반응시켜 CNT를 적층하는 단계; (c) 상기 (b)단계를 n회 반복하여 CNT 층과 유기아민 층이 n회 교호되게 적층하여 카르복실기가 노출된 고밀도 CNT 패턴을 형성하는 단계; (d) 상기 카르복실기가 노출된 고밀도 CNT 패턴을 상기 카르복실기와 결합하는 작용기와 아미노기, 알데히드기, 수산기, 티올기 및 할로겐으로 구성된 군에서 선택된 화학적 작용기를 동시에 가지는 화학물질로 개질하는 단계; 및 (e) 상기 개질에 의해 노출된 아미노기, 알데히드기, 수산기, 티올기 및 할로겐으로 구성된 군에서 선택된 화학적 작용기에 상기 화학적 작용기와 결합하는 작용기를 가진 바이오 리셉터를 화학적 또는 물리화학적으로 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CNT 패턴에 바이오 리셉터가 결합되어 있는 CNT-바이오센서의 제조방법을 제공한다.The present invention also comprises the steps of (a) reacting a substrate having an amino group exposed on the surface and a CNT exposed carboxyl group to form an amide bond between the amino group and the carboxyl group to form a CNT monolayer on the substrate surface; (b) reacting the CNT monolayer with a diamine-based organic compound to form an organic amine layer on the CNT monolayer, and stacking CNTs by reacting the organic amine with CNT exposed carboxyl groups; (c) repeating step (b) n times to alternately stack the CNT layer and the organic amine layer n times to form a high-density CNT pattern exposed to the carboxyl group; (d) modifying the high-density CNT pattern with the carboxyl group exposed to a chemical having a functional group which binds the carboxyl group and a chemical functional group selected from the group consisting of an amino group, an aldehyde group, a hydroxyl group, a thiol group, and a halogen; And (e) chemically or physicochemically binding a bioreceptor having a functional group that binds the chemical functional group to a chemical functional group selected from the group consisting of an amino group, an aldehyde group, a hydroxyl group, a thiol group and a halogen exposed by the modification. It provides a method for producing a CNT-biosensor is a bioreceptor coupled to the CNT pattern characterized in that.

본 발명에 있어서, 표면에 아미노 작용기가 노출된 기질은 기질을 아미노알킬옥시실란으로 처리하여 얻을 수 있으며, 상기 기질 표면에 노출된 아미노기는 원하는 위치에 CNT를 결합시키기 위하여 패턴형태로 노출되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.In the present invention, the substrate exposed to the amino functional group on the surface can be obtained by treating the substrate with aminoalkyloxysilane, the amino group exposed on the surface of the substrate is exposed in the form of a pattern to bind the CNT to the desired position It can be characterized.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 아미노기가 패턴형태로 노출된 기질은 아미노기가 노출된 기질에 포토레지스트 또는 유기초분자 패턴을 형성하여 얻을 수 있다. 이러한 패턴에 CNT는 수직 또는 수평 방향으로 적층 또는 고정할 수 있으며, 유기초분자의 나노패턴인 경우에는 CNT를 수직방향으로 고정하는 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, the substrate in which the amino group is exposed in a pattern form may be obtained by forming a photoresist or an organic supramolecular pattern on the substrate in which the amino group is exposed. The CNTs may be stacked or fixed in the vertical or horizontal direction. In the case of the nanopattern of organic supermolecules, the CNTs are preferably fixed in the vertical direction.

상기 아미노기가 패턴형태로 노출된 기질은 반도체 공정에서 관용적으로 사용되는 포토리쏘그래피 방법을 이용하여 아미노기가 노출된 기질에 포토레지스트 패턴을 형성하여 수득하거나, 기질 상에 포토레지스트 또는 유기초분자 패턴을 형성한 다음, 아미노알킬옥시실란으로 처리하여 수득할 수도 있다.The substrate in which the amino group is exposed in the form of a pattern is obtained by forming a photoresist pattern on the substrate to which the amino group is exposed using a photolithography method commonly used in semiconductor processes, or forming a photoresist or organic supramolecular pattern on the substrate. It may then be obtained by treatment with aminoalkyloxysilane.

본 발명은 또한, 상기 CNT-바이오센서를 이용하는 것을 특징으로 하는 바이오 리셉터와 결합하거나 반응하는 표적 바이오물질의 검출방법을 제공한다.The present invention also provides a method for detecting a target biomaterial that binds to or reacts with a bioreceptor, wherein the CNT-biosensor is used.

본 발명은 또한, 바이오 리셉터가 DNA인 것을 특징으로 하는 CNT-DNA 칩 및 상기 CNT-DNA칩을 이용하는 것을 특징으로 하는 DNA 혼성화 반응의 검출방법을 제공한다.The present invention also provides a CNT-DNA chip, wherein the bioreceptor is DNA, and a method for detecting a DNA hybridization reaction, wherein the CNT-DNA chip is used.

본 발명에 있어서, 카르복실기와 결합하는 화학적 작용기는 아미노기 또는 수산기인 것이 바람직하다.In this invention, it is preferable that the chemical functional group couple | bonded with a carboxyl group is an amino group or a hydroxyl group.

본 발명에 있어서, 바이오 리셉터는 카르복실기, 아미노기, 수산기, 알데히드기, 또는 티올기를 가지는 효소기질, 리간드, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산(DNA, RNA), 지질, 코펙터 또는 탄수화물인 것을 특징으로 할 수 있다.In the present invention, the bioreceptor may be an enzyme substrate having a carboxyl group, an amino group, a hydroxyl group, an aldehyde group, or a thiol group, a ligand, an amino acid, a peptide, a protein, a nucleic acid (DNA, RNA), a lipid, a cofactor or a carbohydrate. have.

본 발명에 있어서, 표적 바이오물질은 바이오 리셉터와 반응하거나 결합하여 검출되는 표적 역할을 할 수 있는 물질로서, 바람직하게는 단백질, 핵산, 항체, 효소, 탄수화물, 지질 또는 기타 생체유래의 생물분자이며, 더욱 바람직하게는 핵산 (DNA, RNA) 또는 단백질이다.In the present invention, the target biomaterial is a substance capable of serving as a target to be detected by reacting with or binding to a bioreceptor, preferably a protein, nucleic acid, antibody, enzyme, carbohydrate, lipid or other bio-derived biomolecule, More preferably nucleic acid (DNA, RNA) or protein.

본 발명에서 사용되는 'CNT-바이오센서' 용어는 CNT 패턴에 바이오 리셉터가 화학적 또는 물리화학적으로 결합되어 있는 것을 포괄하는 개념으로, 고밀도 CNT 패턴에 바이오 리셉터가 화학적 또는 물리화학적 결합(특히, 아미드 결합)에 부착되어 있는 바이오칩을 포함하는 것으로 정의된다.The term 'CNT-biosensor' used in the present invention encompasses the concept that the bioreceptor is chemically or physicochemically coupled to the CNT pattern. It is defined to include a biochip attached to).

본 발명에 있어서, 기질은 실리콘, 유리, 용융실리카, 플라스틱 및 PDMS로 구성된 군에서 선택된 재질인 것을 특징으로 할 수 있다.In the present invention, the substrate may be characterized in that the material selected from the group consisting of silicon, glass, molten silica, plastic and PDMS.

본 발명에서는 CNT를 화학적 작용기(아미노기)가 코팅된 고체 기질 위에 화학적 결합을 통하여 반복적으로 적층하여 높은 표면 밀도를 갖는 카르복실기가 노출된 CNT 패턴을 제작한 다음, 상기 카르복실기와 화학적으로 반응하는 작용기(아미노기, 수산기 등)를 가진 바이오 리셉터를 부착하여 다양한 종류의 표적 바이오물질을 직접 검출하거나, 전기화학적 신호를 이용하여 검출할 수 있는 CNT-바이오센서를 제작하였다.In the present invention, CNT is repeatedly laminated on a solid substrate coated with a chemical functional group (amino group) through chemical bonding to prepare a CNT pattern exposed to a carboxyl group having a high surface density, and then chemically reacts with the carboxyl group. , Bioreceptors with hydroxyl groups, etc.) were attached to fabricate CNT-biosensors that can directly detect various types of target biomaterials or detect them using electrochemical signals.

본 발명에 의하면, CNT를 일정한 위치에 놓여진 촉매로부터 성장시켜서 완성했던 종래 기술의 한계에서 벗어나, 원하는 위치에 원하는 모양의 패턴을 형성할 수 있다. 본 발명은 화학적인 방법의 장점을 최대한 이용할 수 있도록 고분자나 유기초분자를 이용하여 기판의 패턴을 형성하여 상기 종래 기술의 단점을 개선하였다.According to the present invention, it is possible to form a pattern of a desired shape at a desired position, deviating from the limitations of the prior art, which is completed by growing CNTs from a catalyst placed at a predetermined position. The present invention improves the disadvantages of the prior art by forming a pattern of the substrate using a polymer or organic supramolecules so as to take full advantage of the chemical method.

본 발명에 있어서, 카르복실기가 노출된 고밀도 CNT 패턴에 상기 카르복실기와 반응하는 아미노기 또는 수산기를 가진 바이오 리셉터를 화학적 또는 물리화학적으로 결합하여 바이오센서를 제작한다.In the present invention, a biosensor is manufactured by chemically or physicochemically bonding a bioreceptor having an amino group or a hydroxyl group reacting with the carboxyl group to a high-density CNT pattern exposed to the carboxyl group.

또한, 아미노기가 노출된 고밀도 CNT 패턴에 상기 아미노기와 반응하는 카르복실기 또는 알데히드기를 가진 바이오 리셉터를 화학적 또는 물리화학적으로 결합하여 바이오센서를 제작한다.In addition, a biosensor is manufactured by chemically or physically combining a bioreceptor having a carboxyl group or an aldehyde group reacting with the amino group on a high-density CNT pattern in which an amino group is exposed.

한편, 상기 카르복실기 또는 아미노기와 결합하는 작용기를 가지지 않는 바이오 리셉터를 부착시키기 위해서는, 상기 카르복실기가 노출된 CNT 패턴을 상기 카르복실기와 결합하는 화학적 작용기와 목적 바이오 리셉터가 가지고 있는 작용기와 결합하는 화학적 작용기를 동시에 가지는 화학물질을 사용하여 개질할 수 있다. 따라서, 거의 모든 바이오 리셉터를 상기 고밀도 CNT 패턴에 화학적 또는 물리화학적으로 결합시킬 수 있다.On the other hand, in order to attach a bioreceptor having no functional group which binds the carboxyl group or an amino group, at the same time, a chemical functional group which binds the exposed CNT pattern to the carboxyl group and a chemical functional group which binds to the functional group possessed by the target bioreceptor Eggplants can be modified using chemicals. Thus, almost all bioreceptors can be chemically or physicochemically bound to the high density CNT pattern.

예컨대, 티올기를 가지는 바이오 리셉터를 부착하기 위해서는 카르복실기와 결합하는 화학적 작용기와 티올 작용기를 동시에 가지는 화학물질을 사용하여 개질하여 티올 작용기를 CNT 패턴의 표면에 노출시킨 다음, S-S 결합을 통해 상기 티올기를 가지는 바이오 리셉터를 부착할 수 있다.For example, in order to attach a bioreceptor having a thiol group, the thiol functional group is modified on the surface of the CNT pattern by modifying it by using a chemical functional group which combines with a carboxyl group and a chemical compound having a thiol functional group, and then having the thiol group via an SS bond. Bioreceptors may be attached.

본 발명에 있어서, CNT는 각각 전하가 인가될 수 있도록 적어도 하나의 전도성 나노와이어(nanowires)를 통해 전원에 연결될 수 있으며, 여기서 전도성 나노와이어는 종래기술을 이용하여 단일원자로 형성할 수 있으며(Science, 275:1896-97, 1997), 전도성 금속으로 일정한 패턴을 형성한 후 이온 주입(implantation)이나 스퍼터링(sputtering)을 이용하여 전류가 흐를 수 있는 도선을 증착시킬 수 있다.In the present invention, the CNTs may be connected to a power source through at least one conductive nanowires so that each electric charge can be applied, wherein the conductive nanowires may be formed as a single atom using conventional techniques (Science, 275: 1896-97, 1997), and a conductive pattern may be formed to form a conductive pattern, and then ion implantation or sputtering may be used to deposit a conductive wire.

이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention in more detail, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited to these examples.

실시예 1: 카르복실기가 노출된 CNT의 제조Example 1 Preparation of CNT Exposed to Carboxyl Group

본 발명에서 사용되는 CNT는 특별히 제한되지 않으며, 시판되는 제품을 구입하여 사용하거나, 통상의 방법에 의해 제조하여 사용할 수도 있다. 순수한 CNT를 본 발명에 사용하기 위해서는 CNT의 표면 및/또는 양 말단을 카르복실화시켜야 한다.The CNTs used in the present invention are not particularly limited, and commercially available products may be purchased and used, or may be manufactured and used by conventional methods. Pure CNTs must be carboxylated on the surface and / or both ends of the CNTs for use in the present invention.

카르복실기가 노출된 CNT는 강산(질산과 황산의 혼합용액) 용액이 담긴 소니케이터에서 24시간 동안 환류시킨 다음, 0.2㎛ 필터로 여과한 후, 그 여과물을 진산에 담가 90℃에서 45시간 동안 환류시킨 다음 원심분리하였다. 상층액을 회수하여 0.1㎛ 필터로 여과한 다음 건조시켰다. 건조된 카르복실기가 노출된 CNT를 증류수 또는 유기용매에 분산시킨 다음, 0.1㎛ 필터로 여과하여 일정한 크기를 갖는 CNT를 선별하였다.The carboxyl-exposed CNTs were refluxed for 24 hours in a sonicator containing a strong acid (mixture of nitric acid and sulfuric acid) solution, filtered through a 0.2 μm filter, and the filtrate was immersed in jinsan for 45 hours. It was refluxed and then centrifuged. The supernatant was recovered, filtered through a 0.1 μm filter and dried. CNTs exposed to the dried carboxyl group were dispersed in distilled water or an organic solvent, and then filtered through a 0.1 μm filter to select CNTs having a constant size.

실시예 2: 아미노기가 패턴형태로 노출된 기질 제작Example 2 Preparation of Substrate Exposed Amino Group in Pattern

본 발명에 있어서, 기질 상에 패턴형태의 아미노기를 노출시키기 위하여 2가지 방법을 사용할 수 있다. 첫째는 실리콘, 유리, 용융실리카, 플라스틱, PDMS (polydimethylsiloxane) 등의 기질 상에 고분자, 포토레지스트 또는 유기초분자 패턴을 형성한 다음, 상기 패턴을 마스크로 하여 아미노알킬옥시실란을 표면에 고정하여 아미노기를 기질표면에 패턴형태로 노출시키는 방법이다. 둘째는 기질 표면을 아미노알킬옥시실란으로 처리한 다음, 고분자, 포토레지스트 또는 유기초분자 패턴을 형성하여 아미노기를 기질표면에 패턴형태로 노출시키는 방법이다. 상기 아미노알킬옥시실란으로는 아미노프로필트리에톡시실란을 사용하는 것이 바람직하다.In the present invention, two methods can be used to expose the patterned amino groups on the substrate. First, a polymer, photoresist, or organic supramolecular pattern is formed on a substrate such as silicon, glass, molten silica, plastic, or polydimethylsiloxane (PDMS), and then the aminoalkyloxysilane is fixed to the surface by using the pattern as a mask. This is a method of exposing the surface of the substrate in a pattern form. The second method is to treat the surface of the substrate with an aminoalkyloxysilane, and then form a polymer, photoresist, or organic supramolecular pattern to expose the amino group in a pattern form on the surface of the substrate. It is preferable to use aminopropyl triethoxysilane as said aminoalkyloxysilane.

상기 고분자 또는 포토레지스트 패턴은 반도체 공정에서 관용적으로 사용되는 포토리쏘그래피 방법을 사용하여 용이하게 형성할 수 있고, 유기초분자의 패턴은 본 발명자들이 출원한 한국특허출원 10-2003-0032514호 및 10-2003-0037752호의 방법에 의해 형성할 수 있다.The polymer or photoresist pattern can be easily formed using a photolithography method commonly used in semiconductor processes, and the pattern of organic supramolecules is disclosed in Korean Patent Application Nos. 10-2003-0032514 and 10- It can form by the method of 2003-0037752.

실시예 3: 고밀도 CNT 패턴의 형성Example 3: Formation of High Density CNT Patterns

실시예 1에서 준비한 카르복실기가 노출된 CNT를 실시예 2에서 준비한 아미노기가 패턴형태로 노출된 기질과 반응시켜 상기 카르복실기와 상기 아미노기 간에 아미드 결합을 통하여 기질 상에 CNT 단층을 형성한다.The CNT exposed carboxyl group prepared in Example 1 is reacted with the substrate in which the amino group prepared in Example 2 is exposed in a pattern form to form a CNT monolayer on the substrate through an amide bond between the carboxyl group and the amino group.

본 발명에서는 상기 아미드 결합을 촉진하기 위하여, 커플링제로써 DCC(1,3-dicyclohexyl carbodiimide), HATU(O-(7-azabenzotriazol-1-yl) -1,1:3,3-tetramethyl uronium hexafluorphosphate), HBTU (O-(benzotriazol-1-yl)-1,1,3,3-tetramethyluronium hexafluorophosphate), HAPyU (O-(7-azabenzotriazol -1-yl)-1,1:3,3-bis(tetramethylene)uronium hexafluorphosphate), HAMDU(O-(7-azabenzotriazol-1-yl)-1,3-dimethyl-1,3-dimethyleneuronium hexafluorphosphate), HBMDU(O-(benzotriazol-1-yl)-1,3- dimethyl-1,3-dimethyleneuronium hexafluorphosphate) 등을, 베이스(base)로써 DIEA(diisopropylethylamine), TMP(2,4,6-trimethylpyridine), NMI(N-methylimidazole) 등을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 물을 용매로 사용할 때 커플링제로서 EDC(1-ethyl-3-(3-dimethylamini-propyl) arbodiimide hydrochloride)를 사용하고, 커플링제의 보조제로서 NHS N-hydroxysuccinimide), NHSS(N-hydroxysulfosuccinimide) 등을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 커플링제는 -COOH 작용기와 -NH2 작용기가 아미드 결합(-CONH-)을 형성하는 역할을 하며, 상기 베이스와 보조제는 커플링제가 아미드 결합을 형성할 때 효율을 높일 수 있도록 도와주는 역할을 한다.In the present invention, in order to promote the amide bond, DCC (1,3-dicyclohexyl carbodiimide), HATU ( O- (7-azabenzotriazol-1-yl) -1,1: 3,3-tetramethyl urofluor hexafluorphosphate) as a coupling agent , HBTU ( O- (benzotriazol-1-yl) -1,1,3,3-tetramethyluronium hexafluorophosphate), HAPyU ( O- (7-azabenzotriazol-1-yl) -1,1: 3,3-bis (tetramethylene ) uronium hexafluorphosphate), HAMDU ( O- (7-azabenzotriazol-1-yl) -1,3-dimethyl-1,3-dimethyleneuronium hexafluorphosphate), HBMDU ( O- (benzotriazol-1-yl) -1,3-dimethyl It is preferable to use -1,3-dimethyleneuronium hexafluorphosphate (DI) (diisopropylethylamine), TMP (2,4,6-trimethylpyridine), NMI ( N -methylimidazole) or the like as a base. In addition, using EDC (1-ethyl-3- ( 3-dimethylamini-propyl) arbodiimide hydrochloride) as a coupling agent when using water as a solvent and, NHS N -hydroxysuccinimide) as an adjuvant of a coupling agent, NHSS (N-hydroxysulfosuccinimide), etc. Preference is given to using. The coupling agent serves to form an amide bond (-CONH-) with a -COOH functional group and a -NH 2 functional group, and the base and the auxiliary agent help to increase efficiency when the coupling agent forms an amide bond. do.

다음으로, 기질에 아미드 결합으로 부착된 CNT와 이중 아미노 작용기를 가진 디아민계 유기화합물을 반응시키고, 카르복실기가 노출된 CNT를 상기 디아민계 유기화합물의 다른 한 쪽 아미노기와 반응시킨다.Next, the CNT attached to the substrate by the amide bond is reacted with the diamine organic compound having a double amino functional group, and the CNT exposed carboxyl group is reacted with the other amino group of the diamine organic compound.

본 발명에 있어서, 디아민계 유기화합물로는 H2N-R1-NH2의 화학식을 가지는 물질을 사용할 수 있다. 여기서, R1은 C1-20인 포화탄화수소류, 불포화탄화수소류 또는 방향족 유기기이다.In the present invention, a substance having a chemical formula of H 2 NR 1 -NH 2 may be used as the diamine organic compound. Here, R 1 is C 1-20 saturated hydrocarbons, unsaturated hydrocarbons or aromatic organic groups.

그 다음으로, 카르복실기가 노출된 CNT와 디아민계 유기화합물과의 화학반응을 반복적으로 수행하여 CNT 층과 유기아민 층이 n회 교호되게 적층하여 카르복실기가 노출된 고밀도 CNT 패턴을 형성을 형성한다.Subsequently, the chemical reaction between the CNT exposed to the carboxyl group and the diamine-based organic compound is repeatedly performed to alternately stack the CNT layer and the organic amine layer n times to form a high density CNT pattern exposed to the carboxyl group.

상기 카르복실기가 노출된 CNT 패턴은 상기 카르복실기와 반응하는 화학적 작용기(아미노기, 수산기 등)와 목적 바이오 리셉터가 가지고 있는 작용기와 결합하는 화학적 작용기(아미노기, 수산기, 티올기, 알테히드기 등)를 동시에 가지는 화학물질을 사용하여 개질할 수 있다. 상기 개질에 사용할 수 있는 화학물질로는 H2N-R1-NH2, H2N-R2-SH, H2N-R3-OH, H2N-R4-CHO 등을 사용할 수 있다. 여기서, R1, R2, R3 및 R4는 독립적으로 C1-20인 포화탄화수소류, 불포화탄화수소류 또는 방향족 유기기이다.The CNT pattern in which the carboxyl group is exposed has a chemical functional group (amino group, hydroxyl group, etc.) that reacts with the carboxyl group and a chemical functional group (amino group, hydroxyl group, thiol group, aldehyde group, etc.) that combines with the functional group possessed by the target bioreceptor. It can be modified using chemicals. Chemicals that can be used for the modification include H 2 NR 1 -NH 2 , H 2 NR 2 -SH, H 2 NR 3 -OH, H 2 NR 4 -CHO Etc. can be used. Where R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently C 1-20 saturated hydrocarbons, unsaturated hydrocarbons or aromatic organic groups.

실시예 4: CNT-DNA 칩의 제작Example 4 Fabrication of CNT-DNA Chip

본 실시예에서는 카르복실기가 노출된 CNT 패턴에 DNA를 화학적으로 결합시켜 DNA 칩을 제작하였다. 실시예 2에서 제작된 카르복실기가 노출될 CNT 패턴에 DNA의 아미노기를 부착하여 DNA 칩을 제작하였다 (도 1). 다른 방법으로, 실시예 2에서 제작된 카르복실기가 노출된 CNT 패턴에 양쪽에 아미노 작용기를 가진 디아민계 유기화합물로 개질하여 아미노 작용기를 노출시킨 다음, 상기 아미노기에 DNA의 카르복실기를 부착하여 DNA 칩을 제작하였다 (도 2). 본 실시예에서는 말단에 아미노기 또는 카르복실기를 가지는 하기 서열 1의 올리고뉴클레오티드를 사용하여 CNT-DNA칩을 제작하였다.In this example, a DNA chip was prepared by chemically binding DNA to a CNT pattern exposed to a carboxyl group. A DNA chip was prepared by attaching an amino group of DNA to the CNT pattern to which the carboxyl group prepared in Example 2 was exposed (FIG. 1). Alternatively, the carboxyl group prepared in Example 2 was exposed to a CNT pattern exposed with a diamine-based organic compound having amino functional groups on both sides to expose amino functional groups, and then a DNA chip was prepared by attaching a carboxyl group of DNA to the amino group. (FIG. 2). In this example, a CNT-DNA chip was prepared using the oligonucleotide of SEQ ID NO: 1 having an amino group or a carboxyl group at the terminal.

서열 1 : 5'-TGT GCC ACC TAC AAG CTG TG (C3)-3'SEQ ID NO: 5'-TGT GCC ACC TAC AAG CTG TG (C3) -3 '

CNT 패턴상에 DNA의 존재 여부는, 모든 DNA가 인산기(phosphate group)를 함유하고 있는 점을 이용하여 인(phosphorus) 원자에 대한 XPS (X-ray photoelectron spectroscope) 스펙트럼을 통해서 확인하였다 (도 3). 도 3에서 보듯이, XPS 표면분석에서 인이 검출되었으며, 이로부터 CNT 표면에 DNA가 결합되어 있음을 확인할 수 있었다.The presence of DNA on the CNT pattern was confirmed by X-ray photoelectron spectroscope (XPS) spectra for phosphorus atoms using the fact that all DNA contained phosphate groups (FIG. 3). . As shown in FIG. 3, phosphorus was detected in the XPS surface analysis, and it was confirmed that DNA was bound to the CNT surface.

실시예 5: CNT-DNA 칩을 이용한 혼성화 반응 분석Example 5 Analysis of Hybridization Reaction Using CNT-DNA Chips

실시예 3에서 준비된 DNA 칩을 혼성화 챔버(hybridization chamber) 안에 놓은 다음, CNT가 고정된 부위에 혼성화 용액을 피펫으로 떨어뜨리고 그 위를 커버슬라이드로 덮었다. 이 때 혼성화 용액은 32㎕의 상보적인 염기서열의 올리고뉴클레오티드가 담긴 용액을 넣고, 최종 농도가 3XSSC(0.45M NaCl, 0.045M sodium citrate), 0.3% SDS(sodium dodecyl sulfate)가 되게 만들어, 총 부피가 40㎕가 되게 한다. 여기서 혼성화 용액의 상보적인 올리고뉴클레오티드 염기서열은 말단에 FITC(fluorescein isothiocyanate)가 부착된 하기 서열 2를 사용하였다.The DNA chip prepared in Example 3 was placed in a hybridization chamber, and the hybridization solution was pipetted to the site where the CNT was fixed and covered with a cover slide. At this time, the hybridization solution is filled with a solution containing 32 μl of complementary nucleotide oligonucleotides, and the final concentration is 3XSSC (0.45M NaCl, 0.045M sodium citrate), 0.3% sodium dodecyl sulfate (SDS), and the total volume. To 40 μl. Here, the complementary oligonucleotide sequence of the hybridization solution was used in the following SEQ ID NO: 2 having a fluorescein isothiocyanate (FITC) attached to the terminal.

서열 2: 5'- CAC AGC TTG TAG GTG GCA CA-3'SEQ ID NO: 5'-CAC AGC TTG TAG GTG GCA CA-3 '

두 올리고뉴클레오티드 가닥의 비특이적 결합을 제거하기 위하여, 이 용액을 100℃에서 2분간 방치한 후, 12000rpm으로 2분간 원심분리하였다. 혼성화용 챔버 안에서 혼성화 용액이 건조되는 것을 막기 위해 챔버 양쪽 가의 움푹 페인 곳에 3XSSC(0.45M NaCl, 0.045M sodium citrate)를 30㎕씩 넣었다. 챔버 뚜껑을 닫고 55℃ 항온조에 10시간 방치하였다.To remove nonspecific binding of the two oligonucleotide strands, the solution was left at 100 ° C. for 2 minutes and then centrifuged at 12000 rpm for 2 minutes. In order to prevent the hybridization solution from drying in the hybridization chamber, 30 μl of 3 × SSC (0.45 M NaCl, 0.045 M sodium citrate) was added to the depressions on both sides of the chamber. The chamber lid was closed and left in a 55 ° C. thermostat for 10 hours.

10시간 후, 혼성화 챔버를 항온조에서 꺼내어 2XSSC 용액에 2분 동안 담근 다음, 0.1XSSC(0.015M NaCl, 0.0015M sodium citrate) 및 0.1% SDS 용액에 5분 동안 담근 후, 마지막으로 0.1XSSC에 5분 동안 담가 두었다. DNA 칩 위의 남은 용액을 제거하기 위하여, 칩을 원심분리기 안에 넣고 600rpm으로 5분간 원심분리하였다.After 10 hours, the hybridization chamber was removed from the thermostat and soaked in 2XSSC solution for 2 minutes, then soaked in 0.1XSSC (0.015M NaCl, 0.0015M sodium citrate) and 0.1% SDS solution for 5 minutes, and finally 5 minutes in 0.1XSSC. Soak for a while. In order to remove the remaining solution on the DNA chip, the chip was placed in a centrifuge and centrifuged at 600 rpm for 5 minutes.

혼성화 반응은 서열 2의 올리고뉴클레오티드 말단에 레이블링되어 있는 FITC를 이용하여 형광을 검출하였다. 형광 이미지는 스캔어레이 5000(ScanArray 5000 Packard BioScience, BioChip Tecnologies LLC) 공초점 미세현미경과 퀀트어레이 마이크로어레이 분석 프로그램(QuantArray Microarray Analysis Software)을 이용하여 얻었다 (도 4). 도 4(a)는 DNA를 결합시키기 전의 카르복실기가 노출된 CNT가 고밀도로 고정된 기질(substrate) 모습을, (b)는 상기 CNT 패턴 상에 아미노기 말단기를 가진 DNA를 결합시킨 후 상보적인 DNA를 혼성화 반응 시킨 경우의 형광 검출결과를, (c)는 상보적이지 않은 DNA를 혼성화 반응 시킨 경우의 형광 검출결과를 나타낸 것이다. CNT 패턴에 결합된 올리고뉴클레오티드에 상보적인 염기서열을 가진 올리고뉴클레오티드를 혼성화 반응시켰을 때의 형광이 선명하고 고르게 나타나는 것을 확인할 수 있었다(b). 그러나, 올리고뉴클레오티드가 고정되어 있지 않은 CNT 패턴인 경우와 CNT 패턴에 결합된 올리고뉴클레오티드에 상보적이지 않은 염기서열을 가진 올리고뉴클레오티드를 혼성화시켰을 때는 전혀 형광이 나타나지 않음을 알 수 있었다 ((a) 및 (c)). 이 결과로부터 비특이적 반응이 거의 일어나지 않음을 확인할 수 있었다.Hybridization reactions detected fluorescence using FITC labeled at the oligonucleotide terminus of SEQ ID NO: 2. Fluorescence images were obtained using ScanArray 5000 Packard BioScience, BioChip Tecnologies LLC confocal microscopy and QuantArray Microarray Analysis Software (FIG. 4). Figure 4 (a) is a CNT-exposed substrate of the carboxyl group exposed to the high density before binding the DNA (b) is a complementary DNA after binding the DNA having an amino group terminal group on the CNT pattern (C) shows the result of fluorescence detection in the case of hybridization of non-complementary DNA. When the hybridization reaction of the oligonucleotide having a nucleotide sequence complementary to the oligonucleotide bound to the CNT pattern was confirmed that the fluorescence was clear and even (b). However, it was found that fluorescence did not appear at all when hybridizing oligonucleotides having non-complementary nucleotide sequences to oligonucleotides bound to the CNT pattern and to the CNT pattern in which the oligonucleotide was not fixed ((a) and (c)). From this result, it was confirmed that almost no specific reaction occurred.

실시예 6Example 6

도 2에서와 같이 아미노기로 개질된 CNT에 카르복실 말단 작용기를 가진 DNA 사슬(서열 1)을 화학적으로 결합하여 DNA 칩을 제작하고, 실시예 4와 동일한 혼성화 반응을 수행하였다 (도 5). 도 5에서 (a)는 상보적인 DNA를 결합시킨 경우의 형광 검출결과이고, (b)는 상보적이지 않은 DNA를 결합시킨 경우의 형광 검출결과이다. 상보적이지 않은 염기서열을 지닌 올리고뉴클레오티드와 상보적인 염기서열을 지닌 올리고뉴클레오티드를 같이 혼성화시킨 결과, 혼성화된 것과 되지 않은 것을 확연하게 구분할 수 있었다.As shown in FIG. 2, a DNA chip was prepared by chemically binding a DNA chain (SEQ ID NO: 1) having a carboxyl terminal functional group to an amino group-modified CNT, and the same hybridization reaction as in Example 4 was performed (FIG. 5). In FIG. 5, (a) shows fluorescence detection results when binding complementary DNA, and (b) shows fluorescence detection results when binding non-complementary DNA. As a result of hybridizing oligonucleotides with non-complementary nucleotide sequences and oligonucleotides with complementary nucleotide sequences, it was possible to clearly distinguish between hybridized and non-combined oligonucleotides.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 기질 상의 원하는 위치에 카르복실기가 노출된 CNT를 적층하여 얻어지는 고밀도의 CNT 패턴에 바이오 리셉터를 화학적으로 결합시킨 바이오센서를 제공하는 효과가 있다.      As described in detail above, the present invention has the effect of providing a biosensor chemically bonded to the bioreceptor to a high-density CNT pattern obtained by stacking the CNT exposed to the carboxyl group on a desired position on the substrate.

본 발명에 따르면, 카르복실기가 노출된 CNT 패턴 또는 상기 카르복실기를 다양한 화학적 작용기로 개질한 CNT 패턴에 다양한 바이오 리셉터를 화학적 또는 물리화학적으로 결합시킨 CNT-바이오센서의 제작이 가능하다.According to the present invention, it is possible to manufacture a CNT-biosensor in which various bioreceptors are chemically or physicochemically coupled to a CNT pattern in which a carboxyl group is exposed or a CNT pattern in which the carboxyl group is modified with various chemical functional groups.

도 1은 카르복실기가 노출된 CNT 패턴에 아미노기를 가진 DNA를 결합시켜 제작된 CNT-DNA 칩에 상보적인 DNA가 결합하는 것을 나타낸 것이다.FIG. 1 shows that complementary DNA binds to a CNT-DNA chip prepared by binding a DNA having an amino group to a CNT pattern in which a carboxyl group is exposed.

도 2는 카르복실기가 노출된 CNT 패턴을 아미노기로 개질한 다음, 카르복실 말단기를 가진 DNA를 결합시켜 제작된 CNT-DNA 칩에 상보적인 DNA가 결합하는 것을 나타낸 것이다.Figure 2 shows that the complementary DNA is bonded to the CNT-DNA chip prepared by modifying the CNT pattern exposed to the carboxyl group to an amino group, and then combine the DNA having a carboxyl end group.

도 3은 DNA가 화학적으로 결합된 CNT 패턴 표면의 인에 대한 XPS 스펙트럼이다.Figure 3 is an XPS spectrum of phosphorus on the surface of a CNT pattern to which DNA is chemically bound.

도 4(a)는 DNA를 결합시키기 전의 카르복실기가 노출된 CNT가 고밀도로 고정된 기질(substrate) 모습을, (b)는 상기 CNT 패턴 상에 아미노기 말단기를 가진 DNA를 결합시킨 후 상보적인 DNA를 혼성화 반응 시킨 경우의 형광 검출결과를, (c)는 상보적이지 않은 DNA를 혼성화 반응 시킨 경우의 형광 검출결과를 나타낸 것이다.Figure 4 (a) is a CNT-exposed substrate of the carboxyl group exposed to the high density before binding the DNA (b) is a complementary DNA after binding the DNA having an amino group terminal group on the CNT pattern (C) shows the result of fluorescence detection in the case of hybridization of non-complementary DNA.

도 5(a)는 아미노기로 개질 한 상기 CNT 패턴 상에 카르복실 말단기를 가진 DNA를 결합시킨 후 상보적인 DNA를 혼성화 반응 시킨 경우의 형광 검출결과를, (b)는 상보적이지 않은 DNA를 혼성화 반응 시킨 경우의 형광 검출결과를 나타낸 것이다.       FIG. 5 (a) shows fluorescence detection results when the DNA having the carboxyl end group is coupled to the CNT pattern modified with an amino group, followed by hybridization of complementary DNA, and (b) shows non-complementary DNA. The fluorescence detection result of the hybridization reaction is shown.

<110> KAIST <120> Method for Manufacturing a Biosensor Using the High Density Carbon Nanotube Pattern <160> 2 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligonucleotide for DNA-chip <400> 1 tgtgccacct acaagctgtg 20 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligonucleotide for DNA-chip <400> 2 cacagcttgt aggtggcaca 20<110> KAIST <120> Method for Manufacturing a Biosensor Using the High Density Carbon Nanotube Pattern <160> 2 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligonucleotide for DNA-chip <400> 1 tgtgccacct acaagctgtg 20 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligonucleotide for DNA-chip <400> 2 cacagcttgt aggtggcaca 20

Claims (19)

다음의 단계를 거쳐 제조되고, 기질 상에 고밀도로 고정된, 카르복실기가 노출된 탄소나노튜브(CNT)의 패턴에 상기 카르복실기와 결합하는 화학적 작용기를 가진 바이오 리셉터가 화학적 또는 물리화학적 결합에 의해 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 CNT-바이오센서:A bioreceptor having a chemical functional group that bonds the carboxyl group to a pattern of carboxyl group exposed carbon nanotubes (CNT), which is prepared through the following steps and is fixed at a high density on a substrate, is attached by chemical or physicochemical bonding. CNT-biosensor characterized by: (a) 표면에 아미노기가 노출된 기질과 카르복실기가 노출된 CNT를 반응시켜 상기 아미노기와 상기 카르복실기 간에 아미드 결합을 형성시켜 기질 표면에 CNT 단층을 형성하는 단계;(a) reacting a substrate having an amino group exposed to the surface with a CNT having a carboxyl group exposed thereto to form an amide bond between the amino group and the carboxyl group to form a CNT monolayer on the substrate surface; (b) 상기 CNT 단층과 디아민계 유기화합물을 반응시켜 상기 CNT 단층위에 유기아민 층을 형성시키고, 상기 유기아민과 카르복실기가 노출된 CNT를 반응시켜 CNT를 적층하는 단계; 및(b) reacting the CNT monolayer with a diamine-based organic compound to form an organic amine layer on the CNT monolayer, and stacking CNTs by reacting the organic amine with CNT exposed carboxyl groups; And (c) 상기 (b)단계를 n회 반복하여 CNT 층과 유기아민 층이 n회 교호되게 적층하여 카르복실기가 노출된 고밀도 CNT 패턴을 형성하는 단계. (c) repeating step (b) n times to alternately stack the CNT layer and the organic amine layer n times to form a high-density CNT pattern exposed to the carboxyl group. 다음의 단계를 거쳐 제조되고, 기질 상에 고밀도로 고정된, 카르복실기가 노출된 탄소나노튜브(CNT)의 패턴을 상기 카르복실기와 결합하는 작용기와 아미노기, 알데히드기, 수산기, 티올기 및 할로겐으로 구성된 군에서 선택된 화학적 작용기를 동시에 가지는 화학물질로 개질한 다음, 상기 개질에 의해 노출된 아미노기, 알데히드기, 수산기, 티올기 및 할로겐으로 구성된 군에서 선택된 화학적 작용기에, 상기 화학적 작용기와 결합하는 작용기를 가진 바이오 리셉터를 화학적 또는 물리화학적으로 결합시켜 수득되는 것을 특징으로 하는 CNT-바이오센서:In the group consisting of a functional group, an amino group, an aldehyde group, a hydroxyl group, a thiol group and a halogen, which combines the carboxyl group-exposed pattern of carbon nanotubes (CNTs), which are prepared by the following steps and fixed at a high density on a substrate, with the carboxyl group A bioreceptor having a functional group that binds the chemical functional group to a chemical functional group selected from the group consisting of an amino group, an aldehyde group, a hydroxyl group, a thiol group, and a halogen exposed by the modification CNT-biosensors obtained by chemical or physicochemical bonding: (a) 표면에 아미노기가 노출된 기질과 카르복실기가 노출된 CNT를 반응시켜 상기 아미노기와 상기 카르복실기 간에 아미드 결합을 형성시켜 기질 표면에 CNT 단층을 형성하는 단계;(a) reacting a substrate having an amino group exposed to the surface with a CNT having a carboxyl group exposed thereto to form an amide bond between the amino group and the carboxyl group to form a CNT monolayer on the substrate surface; (b) 상기 CNT 단층과 디아민계 유기화합물을 반응시켜 상기 CNT 단층위에 유기아민 층을 형성시키고, 상기 유기아민과 카르복실기가 노출된 CNT를 반응시켜 CNT를 적층하는 단계; 및(b) reacting the CNT monolayer with a diamine-based organic compound to form an organic amine layer on the CNT monolayer, and stacking CNTs by reacting the organic amine with CNT exposed carboxyl groups; And (c) 상기 (b)단계를 n회 반복하여 CNT 층과 유기아민 층이 n회 교호되게 적층하여 카르복실기가 노출된 고밀도 CNT 패턴을 형성하는 단계. (c) repeating step (b) n times to alternately stack the CNT layer and the organic amine layer n times to form a high-density CNT pattern exposed to the carboxyl group. 제1항 또는 제2항에 있어서, 바이오 리셉터는 효소기질, 리간드, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산(DNA, RNA), 지질, 코펙터 또는 탄수화물인 것을 특징으로 하는 CNT-바이오센서.The CNT-biosensor of claim 1 or 2, wherein the bioreceptor is an enzyme substrate, ligand, amino acid, peptide, protein, nucleic acid (DNA, RNA), lipid, cofactor or carbohydrate. 제3항에 있어서, 바이오 리셉터는 단백질 또는 핵산(DNA, RNA)인 것을 특징으로 하는 CNT-바이오센서.The CNT-biosensor of claim 3, wherein the bioreceptor is a protein or nucleic acid (DNA, RNA). 제1항 또는 제2항에 있어서, 카르복실기와 결합하는 화학적 작용기는 아미노기 또는 수산기인 것을 특징으로 하는 CNT-바이오센서.The CNT-biosensor according to claim 1 or 2, wherein the chemical functional group which binds to the carboxyl group is an amino group or a hydroxyl group. 삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서, 표면에 아미노 작용기가 노출된 기질은 기질을 아미노알킬옥시실란으로 처리하여 얻어진 것임을 특징으로 하는 CNT-바이오센서.The CNT-biosensor according to claim 1 or 2, wherein the substrate having an amino functional group exposed to the surface is obtained by treating the substrate with an aminoalkyloxysilane. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기질 표면에 노출된 아미노기는 원하는 위치에 CNT를 결합시키기 위하여 패턴형태로 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 CNT-바이오센서.The CNT-biosensor of claim 1 or 2, wherein the amino group exposed on the surface of the substrate is exposed in a pattern to bind the CNT to a desired position. 다음의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CNT 패턴에 바이오 리셉터가 결합되어 있는 CNT-바이오센서의 제조방법 :Method of manufacturing a CNT-biosensor is combined with a bioreceptor in a CNT pattern, characterized in that it comprises the following steps: (a) 표면에 아미노기가 노출된 기질과 카르복실기가 노출된 CNT를 반응시켜 상기 아미노기와 상기 카르복실기 간에 아미드 결합을 형성시켜 기질 표면에 CNT 단층을 형성하는 단계;(a) reacting a substrate having an amino group exposed to the surface with a CNT having a carboxyl group exposed thereto to form an amide bond between the amino group and the carboxyl group to form a CNT monolayer on the substrate surface; (b) 상기 CNT 단층과 디아민계 유기화합물을 반응시켜 상기 CNT 단층위에 유기아민 층을 형성시키고, 상기 유기아민과 카르복실기가 노출된 CNT를 반응시켜 CNT를 적층하는 단계;(b) reacting the CNT monolayer with a diamine-based organic compound to form an organic amine layer on the CNT monolayer, and stacking CNTs by reacting the organic amine with CNT exposed carboxyl groups; (c) 상기 (b)단계를 n회 반복하여 CNT 층과 유기아민 층이 n회 교호되게 적층하여 카르복실기가 노출된 고밀도 CNT 패턴을 형성하는 단계; 및(c) repeating step (b) n times to alternately stack the CNT layer and the organic amine layer n times to form a high-density CNT pattern exposed to the carboxyl group; And (d) 상기 카르복실기가 노출된 고밀도 CNT 패턴에 상기 카르복실기와 결합하는 화학적 작용기를 가진 바이오 리셉터를 화학적 또는 물리화학적으로 결합시키는 단계.(d) chemically or physicochemically binding a bioreceptor having a chemical functional group that binds the carboxyl group to the high density CNT pattern to which the carboxyl group is exposed. 다음의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CNT 패턴에 바이오 리셉터가 결합되어 있는 CNT-바이오센서의 제조방법 :Method of manufacturing a CNT-biosensor is combined with a bioreceptor in a CNT pattern, characterized in that it comprises the following steps: (a) 표면에 아미노기가 노출된 기질과 카르복실기가 노출된 CNT를 반응시켜 상기 아미노기와 상기 카르복실기 간에 아미드 결합을 형성시켜 기질 표면에 CNT 단층을 형성하는 단계;(a) reacting a substrate having an amino group exposed to the surface with a CNT having a carboxyl group exposed thereto to form an amide bond between the amino group and the carboxyl group to form a CNT monolayer on the substrate surface; (b) 상기 CNT 단층과 디아민계 유기화합물을 반응시켜 상기 CNT 단층위에 유기아민 층을 형성시키고, 상기 유기아민과 카르복실기가 노출된 CNT를 반응시켜 CNT를 적층하는 단계;(b) reacting the CNT monolayer with a diamine-based organic compound to form an organic amine layer on the CNT monolayer, and stacking CNTs by reacting the organic amine with CNT exposed carboxyl groups; (c) 상기 (b)단계를 n회 반복하여 CNT 층과 유기아민 층이 n회 교호되게 적층하여 카르복실기가 노출된 고밀도 CNT 패턴을 형성하는 단계;(c) repeating step (b) n times to alternately stack the CNT layer and the organic amine layer n times to form a high-density CNT pattern exposed to the carboxyl group; (d) 상기 카르복실기가 노출된 고밀도 CNT 패턴을 상기 카르복실기와 결합하는 작용기와 아미노기, 알데히드기, 수산기, 티올기 및 할로겐으로 구성된 군에서 선택된 화학적 작용기를 동시에 가지는 화학물질로 개질하는 단계; 및(d) modifying the high-density CNT pattern with the carboxyl group exposed to a chemical having a functional group which binds the carboxyl group and a chemical functional group selected from the group consisting of an amino group, an aldehyde group, a hydroxyl group, a thiol group, and a halogen; And (e) 상기 개질에 의해 노출된 아미노기, 알데히드기, 수산기, 티올기 및 할로겐으로 구성된 군에서 선택된 화학적 작용기에 상기 화학적 작용기와 결합하는 작용기를 가진 바이오 리셉터를 화학적 또는 물리화학적으로 결합하는 단계.(e) chemically or physicochemically binding a bioreceptor having a functional group that binds the chemical functional group to a chemical functional group selected from the group consisting of an amino group, an aldehyde group, a hydroxyl group, a thiol group and a halogen exposed by the modification. 제9항 또는 제10항에 있어서, 표면에 아미노 작용기가 노출된 기질은 기질을 아미노알킬옥시실란으로 처리하여 얻어진 것임을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 9 or 10, wherein the substrate having an amino functional group exposed to the surface is obtained by treating the substrate with aminoalkyloxysilane. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 기질 표면에 노출된 아미노기는 원하는 위치에 CNT를 결합시키기 위하여 패턴형태로 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 9 or 10, wherein the amino group exposed on the surface of the substrate is exposed in a pattern to bind the CNT at a desired position. 제12항에 있어서, 상기 아미노기의 패턴은 아미노기가 노출된 기질에 포토레지스트 또는 유기초분자 패턴을 형성하여 얻어지는 것임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 12, wherein the pattern of the amino group is obtained by forming a photoresist or organic supramolecular pattern on a substrate to which the amino group is exposed. 제12항에 있어서, 상기 아미노기의 패턴은 기질 상에 포토레지스트 또는 유기초분자 패턴을 형성한 다음, 아미노알킬옥시실란으로 처리하여 얻어진 것임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 12, wherein the pattern of the amino group is obtained by forming a photoresist or organic supramolecular pattern on a substrate and then treating with an aminoalkyloxysilane. 제9항 또는 제10항에 있어서, 카르복실기와 결합하는 화학적 작용기는 아미노기 또는 수산기인 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 9 or 10, wherein the chemical functional group which binds to the carboxyl group is an amino group or a hydroxyl group. 제9항 또는 제10항에 있어서, 바이오 리셉터는 효소기질, 리간드, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산(DNA, RNA), 지질, 코펙터 또는 탄수화물인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 9 or 10, wherein the bioreceptor is an enzyme substrate, ligand, amino acid, peptide, protein, nucleic acid (DNA, RNA), lipid, cofactor or carbohydrate. 제1항 또는 제2항의 CNT-바이오센서를 이용하는 것을 특징으로 하는 바이오 리셉터와 결합하거나 반응하는 표적 바이오물질의 검출방법.A method for detecting a target biomaterial that binds to or reacts with a bioreceptor, using the CNT-biosensor of claim 1. 제1항 또는 제2항에 있어서, 바이오 리셉터는 DNA인 것을 특징으로 하는 CNT-DNA칩.The CNT-DNA chip according to claim 1 or 2, wherein the bioreceptor is DNA. 제18항의 CNT-DNA칩을 이용하는 것을 특징으로 하는 DNA 혼성화 반응의 검출방법.A method for detecting a DNA hybridization reaction, wherein the CNT-DNA chip of claim 18 is used.
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