KR100989289B1 - Magnetic active surface enhanced raman scattering nano particle, method for production thereof, and biosensor using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자성-표면증강 라만산란 입자(M-SERS dots) 및 이의 제조방법, 및 이를 이용한 바이오센서에 관한 것이다. 구체적으로는 입자 응집체 및 상기 입자 응집체 주변을 둘러싸는 실리카 껍질을 포함하는 자성-표면증강 라만산란 입자로서, 상기 입자 응집체는 자성물질을 포함하는 자성 중심입자; 상기 자성 중심입자 표면에 도입된 은나노 입자; 및 상기 은나노 입자 주변에 고정된 표지물질을 포함하는 입자가 1개 이상 응집되어 형성된 것인 자성-표면증강 라만산란 입자, 및 이의 제조방법에 관한 것이며, 상기 자성-표면증강 라만산란 입자; 상기 자성-표면증강 라만산란 입자 표면에 도입된 작용기; 및 상기 작용기에 부착된 리셉터를 포함하는 바이오센서, 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to magnetic surface-enhanced Raman scattering particles (M-SERS dots) and a method of manufacturing the same, and a biosensor using the same. Specifically, a magnetic-surface enhanced Raman scattering particle comprising a particle aggregate and a silica shell surrounding the particle aggregate, wherein the particle aggregate comprises: a magnetic core particle comprising a magnetic material; Silver nano particles introduced on the surface of the magnetic central particle; And magnetic-surface enhanced Raman scattering particles, and a method of manufacturing the same, wherein the particles including the labeling substance fixed around the silver nanoparticles are formed by aggregation of one or more particles. Functional groups introduced to the surface of the magnetic-surface enhanced Raman scattering particles; And it relates to a biosensor comprising a receptor attached to the functional group, and a manufacturing method thereof.

본 발명에 따른 바이오센서는 자성물질과 은나노 입자를 포함한 자성-표면증강 라만산란 입자를 이용함으로써, 핫스팟의 유도가 효율적으로 이루어지고, 상기 바이오센서에 결합된 물질의 검출이 용이하다는 장점을 가진다. 또한, 본 발명에 따른 바이오센서는 라벨 프리이거나 라벨의 개수에 특별한 제한이 없고 무독성인 특성을 가져, 특히 바이오물질의 검출이 중요한 의학 및 약학 등의 분야에 다양하게 이용될 수 있다.The biosensor according to the present invention has the advantage that the induction of hot spots is made efficiently by using magnetic-surface-enhanced Raman scattering particles including magnetic material and silver nanoparticles, and the detection of the substance bound to the biosensor is easy. In addition, the biosensor according to the present invention is free of labels or has no particular limitation on the number of labels and has non-toxic properties, and thus may be variously used in fields such as medicine and pharmacy, in which detection of biomaterials is important.

자성-표면증강 라만산란 입자, 바이오센서, 은나노 입자, 자성입자, 핫스팟 Magnetic-Surface Enhanced Raman Scattering Particles, Biosensors, Silver Nanoparticles, Magnetic Particles, Hot Spots

Description

자성-표면증강 라만산란 입자, 이의 제조방법, 및 이를 이용한 바이오센서{MAGNETIC ACTIVE SURFACE ENHANCED RAMAN SCATTERING NANO PARTICLE, METHOD FOR PRODUCTION THEREOF, AND BIOSENSOR USING THE SAME}MAGNETIC ACTIVE SURFACE ENHANCED RAMAN SCATTERING NANO PARTICLE, METHOD FOR PRODUCTION THEREOF, AND BIOSENSOR USING THE SAME}

본 발명은 자성-표면증강 라만산란 입자, 이의 제조방법, 및 이를 이용한 바이오센서에 관한 것이다. 특히 본 발명은 자성물질과 은나노 입자를 포함하여, 핫스팟(hot spot)의 유도가 효율적으로 이루어지고, 상기 바이오센서에 결합된 물질의 검출이 용이하다는 장점을 가지며, 라벨 프리이거나 라벨의 개수에 특별한 제한이 없고 무독성인 특성을 가지는 자성-표면증강 라만산란 입자에 관한 것이다.The present invention relates to magnetic surface-enhanced Raman scattering particles, a preparation method thereof, and a biosensor using the same. In particular, the present invention includes magnetic materials and silver nanoparticles, has the advantage that the induction of hot spots are made efficiently, and that the detection of the material bound to the biosensor is easy, and it is label free or specific to the number of labels. A magnetic-surface enhanced Raman scattering particle having unlimited and non-toxic properties.

생체 분석 과학 및 바이오 엔지니어링에 있어서의 진보에 따라 제노믹스 및 프로테오믹스에서의 최근의 연구는 보다 많은 시퀀스 데이터를 생산한다. 따라서, 많은 수의 생체 분자들 및 그것들의 리간드를 동시에 신속하게 스크리닝할 수 있는 새로운 기술들에 대한 수요가 있다.With advances in bioanalytical science and bioengineering, recent studies in genomics and proteomics produce more sequence data. Thus, there is a need for new technologies that can quickly screen large numbers of biomolecules and their ligands simultaneously.

이에 처음에는 방사성 동위원소를 이용한 물질 분석 방법이 개발되었다. 그 러나 이 방법은 인체에 해로운 방사선을 방출한다는 점 및 반감기가 길어 오랜 기간 저장된다는 문제가 있었다.At first, a method for analyzing substances using radioisotopes was developed. However, this method has a problem that it emits harmful radiation to the human body and has a long half-life and stored for a long time.

이후, 형광계 나노 물질이 개발되어 생물학적 응용에 있어 가장 넓게 이용되었다. 그러나, 형광계 나노 물질의 이용 방법은 포토블리칭(photobleaching), 넓은 방출 프로파일을 가지는 좁은 여기 영역, 다중 시험에 있어서 피크의 오버랩 및 표지물질의 수에 제한이 있다는 등의 문제가 있었다.Subsequently, fluorescent nanomaterials have been developed and most widely used in biological applications. However, the method of using the fluorescent nanomaterials has problems such as photobleaching, a narrow excitation region having a wide emission profile, overlap of peaks in multiple tests, and a limitation in the number of labeling materials.

이에 최근에는 양자점을 이용한 방법이 개발되어 사용되었다. 그러나 이 역시 제조과정 중에 카드뮴 등의 사용으로 독성이 있고 표면 개질 시에 양자점의 고유의 색을 잃어버리는 문제가 발생하고 표지물질의 수가 제한된다는 등의 문제점이 있었다.Recently, a method using quantum dots has been developed and used. However, this also has problems such as the use of cadmium during the manufacturing process is toxic, the problem of losing the intrinsic color of the quantum dots when modifying the surface and the number of labeling substances is limited.

이에 포토블리칭이 없고, 라벨 프리이거나 많은 종류의 표지물질이 존재하여 표지개수에 제한이 없으며, 독성이 낮거나 없고, 물질의 효율적인 검출을 가능케 하는 입자의 개발이 요구된다. There is no photobleaching, there is no label-free or many kinds of labeling material, there is no limit to the number of labels, low or no toxicity, the development of particles that enable efficient detection of the material is required.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 자성-표면증강 라만산란 입자, 이의 제조방법, 및 이를 이용한 바이오센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a magnetic-surface-enhanced Raman scattering particle, a preparation method thereof, and a biosensor using the same.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 입자 응집체 및 상기 입자 응집체 주변을 둘러싸는 실리카 껍질을 포함하는 자성-표면증강 라만산란 입자로서, 상기 입자 응집체는 자성물질을 포함하는 자성 중심입자; 상기 자성 중심입자 표면에 도입된 은나노 입자; 및 상기 은나노 입자 주변에 고정된 표지물질을 포함하는 입자가 1개 이상 응집되어 형성된 것인 자성-표면증강 라만산란 입자를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is a magnetic-surface enhanced Raman scattering particles comprising a particle aggregate and a silica shell surrounding the particle aggregate, wherein the particle aggregate is a magnetic core particle comprising a magnetic material; Silver nano particles introduced on the surface of the magnetic central particle; And it provides a magnetic-surface-enhanced Raman scattering particles that are formed by agglomerated one or more particles comprising a labeling material fixed around the silver nanoparticles.

또한, 본 발명은 자성물질을 포함하는 자성 중심입자 표면에 은나노 입자를 도입하는 단계; 상기 은나노 입자 주변에 표지물질을 고정하는 단계; 상기 자성 중심입자, 상기 자성 중심입자 표면에 도입된 은나노 입자, 및 상기 은나노 입자 주변에 고정된 표지물질을 포함하는 입자를 1개 이상 응집시켜 입자 응집체를 제공하는 단계; 및 상기 입자 응집체 주변에 실리카 껍질을 형성하는 단계를 포함하는 자성-표면증강 라만산란 입자의 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention comprises the steps of introducing the silver nanoparticles on the surface of the magnetic core particles containing the magnetic material; Fixing a labeling material around the silver nanoparticles; Agglomerating at least one particle including the magnetic central particle, silver nanoparticles introduced into the magnetic central particle, and a labeling substance fixed around the silver nanoparticles to provide a particle aggregate; And it provides a method for producing a magnetic-surface enhanced Raman scattering particles comprising the step of forming a silica shell around the particle aggregate.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 자성-표면증강 라만산란 입자; 상기 자성-표면증강 라만산란 입자 표면에 도입된 작용기; 및 상기 작용기에 부착된 리셉터를 포함하는 바이오센서를 제공한다.The present invention also provides a magnetic-surface enhanced Raman scattering particle according to the present invention; Functional groups introduced to the surface of the magnetic-surface enhanced Raman scattering particles; And it provides a biosensor comprising a receptor attached to the functional group.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 바이오센서를 이용하는 것을 특징으로 하는, 상기 바이오센서의 리셉터와 결합하거나 반응하는 표적 바이오물질의 검출방법으로서, 상기 검출은 라만산란, 자기장, 또는 라만산란 및 자기장을 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 검출방법을 제공한다.In addition, the present invention is characterized in that the use of the biosensor according to the present invention, the detection method of the target biomaterial that binds to or reacts with the receptor of the biosensor, the detection is a Raman scattering, magnetic field, or Raman scattering and magnetic field It provides a detection method characterized in that the use.

본 발명에 따른 자성-표면증강 라만산란 입자 및 은나노 자성입자는 핫스팟의 효율적인 형성이 가능하므로 라만 분석이 용이하며, 라벨 프리이거나 많은 종류의 표지물질이 존재하여 표지물질에 제한이 없어, 물질의 검출이 중요한 의학 및 약학 등의 분야에 광범위하게 이용될 수 있다. 또한, 상기 자성-표면증강 라만산란 입자 및 은나노 자성입자는 포토블리칭이 없고, 독성이 낮거나 없어, 물질의 효율적인 검출을 가능케 하는 효과를 가진다.Magnetic-surface-enhanced Raman scattering particles and silver nano-magnetic particles according to the present invention can be easily formed Raman analysis because of the efficient formation of hot spots, there is no label-free or many kinds of labeling material, there is no limitation in the labeling material, the detection of the material It can be widely used in this important field of medicine and pharmacy. In addition, the magnetic surface-enhanced Raman scattering particles and silver nano-magnetic particles have no photobleaching, low toxicity or no effect, has the effect of enabling the efficient detection of the material.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하 본 발명을 상세히 설명한다.The above objects, features, and advantages will become more apparent from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

정의Justice

본 발명에 이용되는 용어의 정의는 다음과 같다.Definitions of terms used in the present invention are as follows.

본 발명에 있어서, "자성 중심입자"는 자성물질을 포함하는 입자를 의미한다. In the present invention, "magnetic core particle" means a particle containing a magnetic material.

본 발명에 있어서, "자성-표면증강 라만산란 입자(M-SERS dots)"는 입자 응집체 및 상기 입자 응집체 주변을 둘러싸는 실리카 껍질을 포함하는 입자를 의미한다. 여기서, 상기 입자 응집체는 자성물질을 포함하는 자성 중심입자; 상기 자성 중심입자 표면에 도입된 은나노 입자; 및 상기 은나노 입자 주변에 고정된 표지물질을 포함하는 입자가 1개 이상 응집되어 형성된 것을 의미한다.In the present invention, "magnetic-surface-enhanced Raman scattering particles (M-SERS dots)" means particles comprising particle aggregates and silica shells surrounding the particle aggregates. Here, the particle aggregates are magnetic central particles comprising a magnetic material; Silver nano particles introduced on the surface of the magnetic central particle; And one or more particles including a labeling substance fixed around the silver nanoparticles.

본 발명에 있어서, "은나노 자성입자(Ag-M dots)"는 자성물질을 포함하는 자성 중심입자; 및 상기 자성 중심입자 표면에 도입된 은나노 입자를 포함하는 입자가 1개 이상 응집되어 이루어진 입자를 의미한다.In the present invention, "silver nano magnetic particles (Ag-M dots)" is a magnetic core particle containing a magnetic material; And one or more particles including silver nanoparticles introduced on the surface of the magnetic central particle.

발명의 상세한 설명Detailed description of the invention

본 발명은 입자 응집체 및 상기 입자 응집체 주변을 둘러싸는 실리카 껍질을 포함하는 자성-표면증강 라만산란 입자로서, 상기 입자 응집체는 자성물질을 포함하는 자성 중심입자; 상기 자성 중심입자 표면에 도입된 은나노 입자; 및 상기 은나노 입자 주변에 고정된 표지물질을 포함하는 입자가 1개 이상 응집되어 형성된 것인 자성-표면증강 라만산란 입자를 제공한다.The present invention provides a magnetic-surface-enhanced Raman scattering particle comprising a particle aggregate and a silica shell surrounding the particle aggregate, wherein the particle aggregate comprises: a magnetic core particle comprising a magnetic material; Silver nano particles introduced on the surface of the magnetic central particle; And it provides a magnetic-surface-enhanced Raman scattering particles that are formed by agglomerated one or more particles comprising a labeling material fixed around the silver nanoparticles.

자성 중심입자는 자성물질을 포함하는 입자이며, 상기 자성물질은 자기적 성질을 가지는 물질이다. 자성 중심입자는 본 발명에 따른 바이오센서에 자기적 성질을 부여하여 핫스팟의 유도 및 표적 바이오물질의 검출을 용이하게 한다. 상기 자성물질은 Co, Mn, Fe, Ni, Gd, MM'2O4, MxOy(M 또는 M'=Co, Fe, Ni, Mn, Zn, Gd, Cr, 0<x≤3, 0<y≤5) 등이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.The magnetic central particle is a particle including a magnetic material, and the magnetic material is a material having magnetic properties. Magnetic core particles impart magnetic properties to the biosensor according to the present invention to facilitate the induction of hot spots and the detection of target biomaterials. The magnetic material may be Co, Mn, Fe, Ni, Gd, MM ' 2 O 4 , M x O y (M or M' = Co, Fe, Ni, Mn, Zn, Gd, Cr, 0 <x≤3, 0 <y≤5) and the like are preferred, but are not limited thereto.

또한, 상기 자성 중심입자는 자성물질이 선택적으로 실리카 코팅된 입자로서, 자성물질 및 상기 자성물질을 둘러싸는 실리카 코팅을 포함하는 입자일 수 있다. 자성물질이 실리카 코팅되어 이루어진 자성 중심입자의 경우, 크기가 20 ㎚ 내지 300 ㎚인 것이 바람직하며, 40 ㎚ 내지 80 ㎚인 것이 보다 바람직하나, 이에 제 한되는 것은 아니다. 상기 중심입자의 크기가 20 ㎚ 미만이면 라만 표면증강 효과가 작아질 수 있고, 300 ㎚를 초과하면 생물학적 응용시 제약을 받을 수 있다. In addition, the magnetic core particles may be particles in which a magnetic material is selectively silica coated, and may include particles including a magnetic material and a silica coating surrounding the magnetic material. In the case of the magnetic core particle formed of silica coated magnetic material, the size is preferably 20 nm to 300 nm, more preferably 40 nm to 80 nm, but is not limited thereto. If the size of the central particle is less than 20 nm Raman surface enhancement effect may be small, if it exceeds 300 nm may be limited in biological applications.

상기 실리카 코팅은 자성물질을 상기 자성 중심입자 내부에 고정하며, 이후 자성-표면증강 라만산란 입자를 형성하는 과정에서 상기 자성물질을 보호하고, 자성 중심입자의 표면 개질을 용이하게 하며, 자성 중심입자의 크기를 조절할 수 있도록 하는 역할을 한다. 상기의 역할을 수행함과 동시에 자성-표면증강 라만산란 입자에 있어서 상기 자성물질의 자기적 성질이 충분히 발휘될 수 있도록 하기 위해서는, 상기 실리카 코팅의 두께가 100 ㎚이하인 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.The silica coating fixes a magnetic material inside the magnetic central particle, and then protects the magnetic material in the process of forming magnetic-surface enhanced Raman scattering particles, and facilitates surface modification of the magnetic central particle, and magnetic central particle. It plays a role to control the size of. In order to perform the above role and to sufficiently exhibit the magnetic properties of the magnetic material in the magnetic-surface enhanced Raman scattering particles, the thickness of the silica coating is preferably 100 nm or less, but is not limited thereto. .

상기 자성 중심입자 표면에 도입되는 은나노 입자는 라만산란 분광법의 이용을 용이하게 한다. 상기 밀집된 은나노 입자 간에는 핫스팟 또는 나노정션(nano junction)이라고 불리는 접점이 존재하게 되는데, 이 위치에서는 증강된 라만산란(surface enhanced Raman scattering) 현상이 더욱 강하게 발생하게 된다. 즉, 이러한 밀집된 은나노 입자는 라만 분광법을 기반으로 하는 본 발명의 나노-표지 입자의 응용을 보다 용이하게 해 줄 수 있다는 이점이 있다. 도입되는 은나노 입자의 크기는 100 ㎚이하인 것이 바람직하며, 8 ㎚ 내지 20 ㎚인 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 은나노 입자의 크기가 100 ㎚를 초과하면 라만산란에 대한 신호 증강이 작아질 수 있다. 또한, 상기 은나노 입자의 크기가 10 ㎚이하인 경우에도 라만산란에 대한 신호 증강이 작아질 수 있지만, 자기장에 의해 핫스팟을 유도하면 적용이 가능하다.Silver nanoparticles introduced into the magnetic central particle surface facilitate the use of Raman scattering spectroscopy. Between the dense silver nanoparticles, there is a junction called a hot spot or a nano junction, and at this position, a surface enhanced Raman scattering phenomenon is more strongly generated. In other words, the dense silver nanoparticles have an advantage of facilitating the application of the nano-labeled particles of the present invention based on Raman spectroscopy. The size of the silver nanoparticles to be introduced is preferably 100 nm or less, preferably 8 nm to 20 nm, but is not limited thereto. When the size of the silver nanoparticles exceeds 100 nm, the signal enhancement for Raman scattering may be small. In addition, even when the size of the silver nanoparticles is 10 nm or less, the signal augmentation for Raman scattering may be reduced, but may be applied by inducing hot spots by a magnetic field.

은나노 입자가 도입된 자성 중심입자에 표지물질을 도입하기 이전에, 극성고분자의 도입이 이루어질 수 있다. 이와 같이 도입된 극성고분자는 이후 실리카 껍질의 형성을 용이하게 하는 역할을 수행할 수 있다.Before introducing the labeling material into the magnetic central particles into which the silver nanoparticles are introduced, the polar polymer may be introduced. The polar polymer thus introduced may serve to facilitate the formation of the silica shell.

상기 표지물질은 은나노 입자와 결합력이 있는 화학물질인 것이 바람직하며, 간단한 구조를 가지면서도 뚜렷한 지문 영역에서 라만 스펙트럼을 보여줄 수 있다. 이 때문에 상기 표지물질은 본 발명에 따른 자성-표면증강 라만산란 입자를 포함하는 바이오센서를 이용한 표적 바이오물질의 검출을 용이하게 한다.The labeling substance is preferably a chemical substance having a binding force with the silver nanoparticles, and may show a Raman spectrum in a distinct fingerprint region while having a simple structure. For this reason, the labeling material facilitates detection of a target biomaterial using a biosensor comprising the magnetic-surface enhanced Raman scattering particles according to the present invention.

본 발명에서 이용될 수 있는 표지 물질은 4-머켑토 톨루엔(4-MT), 3,5-디메틸 벤젠티올(3,5-DMT), 티오페놀(TP), 4-아미노 티오페놀(4-ATP), 벤젠티올(BT), 4-브로모 벤젠티올(4-BBT), 2-브로모 벤젠티올(2-BBT), 4-이소프로필 벤젠티올(4-IBT), 2-나프탈렌 티올(2-NT), 3,4-디클로로 벤젠티올(3,4-DCT), 3,5-디클로로 벤젠티올(3,5-DCT), 4-클로로 벤젠티올(4-CBT), 2-클로로 벤젠티올(2-CBT), 2-플루오로 벤젠티올(2-FBT), 4-플루오로 벤젠티올(4-FBT), 4-메톡시 벤젠티올(4-MOBT), 3,4-디메톡시 벤젠티올(3,4-DMOBT), 2-머켑토 피리미딘(2-MPY), 2-머켑토-1-메틸 이미다졸(2-MMI), 2-머켑토-5-메틸 벤즈이미다졸(2-MBI), 2-아미노-4-(트리플루오로메틸) 벤젠티올(2-ATFT), 벤질 머켑탄(BZMT), 벤질 디설파이드(BZDSF), 2-아미노-4-클로로 벤젠티올(2-ACBT), 3-머켑토 벤조산(3-MBA), 1-페닐테트라졸-5-티올(1-PTET), 5-페닐-1,2,3-트리아졸-3-티올(5-PTRT), 2-아이오도아닐린(2-IAN), 페닐 이소티오시아네이트(PITC), 4-니트로페닐 디설파이드(4-NPDSF) 및 4-아지도-2-브로모아세토페논(ABAPN)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것이 바람 직하나, 은나노 입자와 결합력이 있는 화학물질이면 제한되지 않고 이용될 수 있다. 본 발명은 상기와 같이 라만 표지물질의 개수가 많고 이들의 임의의 조합도 가능하므로, 표지물질의 개수에 제한이 없는 것과 마찬가지의 효과가 있다. 상기에서 "은나노 입자와 결합력이 있는 화학물질"은 말단에 티올기(-SH), 아민기(-NH2), 시아나이드기(-CN), 이소시아나이드기(-CNO), 이소티오시아나이드기(-CNS), 다이설파이드기(-SS-) 또는 아자이드기(-N3)가 존재하는 화학물질을 의미하며, 이와 같이 말단에 티올기, 아민기, 시아나이드기, 이소시아나이드기, 이소티오시아나이드기, 다이설파이드기 또는 아자이드기가 있는 화학물질은 은나노 입자와 강한 친화력이 있으므로, 본 발명에 바람직하게 이용될 수 있다. Labeling materials that can be used in the present invention are 4-merctotoluene (4-MT), 3,5-dimethyl benzenethiol (3,5-DMT), thiophenol (TP), 4-amino thiophenol (4- ATP), benzenethiol (BT), 4-bromo benzenethiol (4-BBT), 2-bromo benzenethiol (2-BBT), 4-isopropyl benzenethiol (4-IBT), 2-naphthalene thiol ( 2-NT), 3,4-dichloro benzenethiol (3,4-DCT), 3,5-dichloro benzenethiol (3,5-DCT), 4-chloro benzenethiol (4-CBT), 2-chloro benzene Thiol (2-CBT), 2-fluoro benzenethiol (2-FBT), 4-fluoro benzenethiol (4-FBT), 4-methoxy benzenethiol (4-MOBT), 3,4-dimethoxy benzene Thiols (3,4-DMOBT), 2-mercetopyrimidine (2-MPY), 2-merceto-1-methyl imidazole (2-MMI), 2-merceto-5-methyl benzimidazole (2 -MBI), 2-amino-4- (trifluoromethyl) benzenethiol (2-ATFT), benzyl merethane (BZMT), benzyl disulfide (BZDSF), 2-amino-4-chloro benzenethiol (2-ACBT ), 3-mercenzo benzoic acid (3-MBA), 1-phenyltetrazol-5-thiol (1-PTET), 5-phenyl-1,2,3-tria 3-thiol (5-PTRT), 2-iodoaniline (2-IAN), phenyl isothiocyanate (PITC), 4-nitrophenyl disulfide (4-NPDSF) and 4-azido-2-bromoa It is preferred that any one or more selected from the group consisting of cetophenone (ABAPN), but can be used without limitation as long as it is a chemical substance capable of binding to silver nanoparticles. Since the present invention has a large number of Raman labeling substances and any combination thereof, the present invention has the same effect as the number of labeling substances is not limited. In the above, "a chemical substance having a bonding force with silver nanoparticles" is a thiol group (-SH), an amine group (-NH 2 ), cyanide group (-CN), isocyanide group (-CNO), isothiosi An amide group (-CNS), a disulfide group (-SS-) or an azide group (-N 3 ) means a chemical present, such as thiol group, amine group, cyanide group, isocyanide Chemicals having groups, isothiocyanide groups, disulfide groups, or azide groups have a strong affinity with silver nanoparticles, and thus can be preferably used in the present invention.

상기 자성-표면증강 라만산란 입자 또는 은나노 자성입자 형성 중의 응집은 은나노 입자의 도입으로 자성 중심입자의 실리카 코팅 표면의 정전기적 반발력이 작아지고, 이로 인해 입자들 간의 반발력이 약해져 이루어지는 현상이다.The agglomeration during the formation of the magnetic-surface enhanced Raman scattering particles or the silver nanomagnetic particles is a phenomenon in which the electrostatic repulsive force of the silica coating surface of the magnetic core particles is reduced by the introduction of the silver nanoparticles, thereby weakening the repulsive force between the particles.

본 발명에 따른 자성-표면증강 라만산란 입자는 상기 입자 응집체 주변을 둘러싸는 실리카 껍질을 포함한다. 상기 실리카 껍질은 자성-표면증강 라만산란 입자의 표면 개질을 용이하게 하며, 자성-표면증강 라만산란 입자의 크기를 조절할 수 있도록 하는 역할을 수행한다. 상기 실리카 껍질은 두께가 5 ㎚ 내지 10 ㎚인 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실리카 껍질의 두께가 5 ㎚ 미만으로 너무 얇게 되면 표지물질이 코팅된 은나노 입자를 외부 환경으로부터 보호하기 어렵고, 10 ㎚를 초과하게 되면 세포나 조직 등에의 생물학적 응용시 제약이 될 수 있다.The magnetic-surface enhanced Raman scattering particles according to the present invention comprise a silica shell surrounding the particle aggregates. The silica shell facilitates the surface modification of the magnetic-surface enhanced Raman scattering particles, and serves to control the size of the magnetic-surface enhanced Raman scattering particles. The silica shell preferably has a thickness of 5 nm to 10 nm, but is not limited thereto. If the thickness of the silica shell is too thin to less than 5 nm, it is difficult to protect the silver nanoparticles coated with the labeling material from the external environment, and if the thickness of the silica shell exceeds 10 nm, it may be a limitation in biological application to cells or tissues.

본 발명에 따른 자성-표면증강 라만산란 입자의 크기는 적용되는 조건에 따라 제한없이 다양하게 변화될 수 있다. 본 발명에 따른 자성-표면증강 라만산란 입자는 크기가 36 ㎚ 내지 8 ㎛인 것이 바람직하며, 50 ㎚ 내지 800 ㎚인 것이 보다 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 자성-표면증강 라만산란 입자의 크기가 36 ㎚ 미만이면 표면 개질이 어렵고, 라만산란에 대한 신호 증강이 낮아질 수 있으며, 8 ㎛를 초과하면 세포와의 결합 효율이 낮아질 수 있다.The size of the magnetic-surface-enhanced Raman scattering particles according to the present invention can be varied without limitation depending on the conditions applied. The magnetic-surface enhanced Raman scattering particles according to the present invention preferably have a size of 36 nm to 8 μm, more preferably 50 nm to 800 nm, but are not limited thereto. If the size of the magnetic-surface-enhanced Raman scattering particles is less than 36 nm, surface modification is difficult, signal enhancement for Raman scattering may be lowered, and when the size of the magnetic-surface enhanced Raman scattering particles is greater than 8 µm, binding efficiency with cells may be lowered.

또한, 본 발명은 자성물질을 포함하는 자성 중심입자 표면에 은나노 입자를 도입하는 단계; 상기 은나노 입자 주변에 표지물질을 고정하는 단계; 상기 자성 중심입자, 상기 자성 중심입자 표면에 도입된 은나노 입자, 및 상기 은나노 입자 주변에 고정된 표지물질을 포함하는 입자를 1개 이상 응집시켜 입자 응집체를 제공하는 단계; 및 상기 입자 응집체 주변에 실리카 껍질을 형성하는 단계를 포함하는 자성-표면증강 라만산란 입자의 제조방법을 제공한다. 자성물질, 자성 중심입자, 은나노 입자, 표지물질, 입자 응집체 및 실리카 껍질 등에 관한 내용은 상술한 바와 같다.In addition, the present invention comprises the steps of introducing the silver nanoparticles on the surface of the magnetic core particles containing the magnetic material; Fixing a labeling material around the silver nanoparticles; Agglomerating at least one particle including the magnetic central particle, silver nanoparticles introduced into the magnetic central particle, and a labeling substance fixed around the silver nanoparticles to provide a particle aggregate; And it provides a method for producing a magnetic-surface enhanced Raman scattering particles comprising the step of forming a silica shell around the particle aggregate. Magnetic materials, magnetic core particles, silver nanoparticles, labeling substances, particle aggregates and silica shells are described above.

자성물질이 실리카 코팅되어 이루어진 자성 중심입자의 경우, 상기 자성물질에의 실리카 코팅은 실리카 전구 물질을 이용하는 방법, 또는 마이크로 에멀젼법 등 공지의 방법에 따라 이루어질 수 있다.In the case of a magnetic core particle formed by silica coating of a magnetic material, the silica coating on the magnetic material may be performed according to a known method such as using a silica precursor or a microemulsion method.

상기 자성 중심입자 표면에 은나노 입자를 도입하는 단계는 공지의 방법에 의해 이루어질 수 있다. 예를 들면, 자성 중심입자에 3-머켑토프로필트리에톡시실란을 첨가하여 상기 자성 중심입자 표면에 티올기(-SH)를 도입한 이후, 은나노 입자를 가하는 방법과 같은 공지의 방법이 이용될 수 있다.The step of introducing the silver nanoparticles to the magnetic central particle surface may be made by a known method. For example, a known method such as a method of adding silver nanoparticles after introducing a thiol group (-SH) on the surface of the magnetic central particle by adding 3-mercetopropyltriethoxysilane to the magnetic central particle may be used. Can be.

상기 은나노 입자 주변에 표지물질을 고정하는 단계는 공지의 임의의 방법에 따라 이루어질 수 있다. 고정되는 표지물질의 종류 및 상기 표지물질의 고정을 용이하게 하는 작용기에 대하여는 상술한 바와 같다.Fixing the labeling material around the silver nanoparticles may be performed according to any known method. The type of labeling substance to be immobilized and the functional group for facilitating the fixing of the labeling substance are as described above.

상기 자성 중심입자, 상기 자성 중심입자 표면에 도입된 은나노 입자, 및 상기 은나노 입자 주변에 고정된 표지물질을 포함하는 입자를 1개 이상 응집시켜 입자 응집체를 제공하는 단계는 상기 자성 중심입자의 실리카 코팅 표면의 (-) 전하 반발력이 은나노 입자의 도입으로 많은 부분 상쇄되고, 이로 인해 상기 입자들 간의 반발력이 약해져 이루어질 수 있다.Aggregating one or more particles including the magnetic core particles, silver nanoparticles introduced to the magnetic core particles, and a labeling material fixed around the silver nanoparticles to provide a particle aggregate may include silica coating of the magnetic core particles. The negative charge repulsion of the surface is largely offset by the introduction of silver nanoparticles, which may result in weak repulsion between the particles.

상기 입자 응집체 주변에 실리카 껍질을 형성하는 단계는 테트라에틸 오르소실리케이트 또는 테트라메틸 오르소실리케이트 등과 같은 실리카 전구 물질을 이용하여 공지된 방법에 따라 이루어질 수 있다.Forming a silica shell around the particle aggregate may be accomplished according to a known method using a silica precursor such as tetraethyl orthosilicate or tetramethyl orthosilicate.

한편, 본 발명은 자성-표면증강 라만산란 입자; 상기 자성-표면증강 라만산란 입자 표면에 도입된 작용기; 및 상기 작용기에 부착된 리셉터를 포함하는 바이오센서를 제공한다. 자성-표면증강 라만산란 입자에 대하여는 상술한 바와 같다.On the other hand, the present invention is magnetic-surface enhanced Raman scattering particles; Functional groups introduced to the surface of the magnetic-surface enhanced Raman scattering particles; And it provides a biosensor comprising a receptor attached to the functional group. The magnetic-surface enhanced Raman scattering particles are as described above.

상기 자성-표면증강 라만산란 입자 표면에 도입될 수 있는 작용기는 바이오센서에 일반적으로 이용될 수 있는 작용기로서, 아민기, 티올기, 카르복시기 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 작용기는 표적물질이 결합되는 리셉터와 본 발명에 따른 자성-표면증강 라만산란 입자를 연결해주는 역할을 한다. 이와 같은 작용기가 존재함으로써 다양한 리셉터를 작용기에 부착시킬 수 있으며, 이에 의해 결과적으로 본 발명에 따른 바이오센서가 다양한 표적물질을 검출할 수 있게 된다.The functional group that can be introduced to the surface of the magnetic-surface enhanced Raman scattering particles are functional groups that can be generally used in biosensors, but are not limited thereto, such as amine groups, thiol groups, carboxyl groups. The functional group serves to connect the receptor to which the target material is bound and the magnetic-surface enhanced Raman scattering particles according to the present invention. The presence of such a functional group allows the attachment of various receptors to the functional group, whereby the biosensor according to the present invention can detect various target substances.

또한 상기 작용기에 부착되는 리셉터 역시 바이오센서에 일반적으로 이용될 수 있는 리셉터로서, 효소기질, 리간드, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산, 지질, 코펙터, 탄수화물, 또는 항체 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 각 리셉터는 그에 상응하는 특정 표적물질과 결합 또는 반응이 가능하며, 이후 리셉터를 통해 특정 표적물질과 결합 또는 반응이 이루어진 바이오센서를 자기장, 라만산란, 또는 자기장 및 라만산란을 이용하여 확인할 수 있다. 이로써 본 발명에 따른 바이오센서는 다양한 표적물질을 선택적으로 검출하는 것을 가능케 한다.In addition, the receptor attached to the functional group is also a receptor generally used in biosensors, enzyme substrates, ligands, amino acids, peptides, proteins, nucleic acids, lipids, cofactors, carbohydrates, antibodies, etc., but is not limited thereto. no. Each of the receptors can be combined or reacted with a specific target material corresponding thereto. Then, the biosensor that is bound or reacted with a specific target material through the receptor can be identified using magnetic field, Raman scattering, or magnetic field and Raman scattering. . This enables the biosensor according to the invention to selectively detect various target substances.

또한, 본 발명은 자성-표면증강 라만산란 입자 표면에 작용기를 도입하는 단계; 및 상기 작용기에 리셉터를 부착시키는 단계를 포함하는 바이오센서의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of introducing a functional group on the surface of the magnetic-enhanced Raman scattering particles; And attaching a receptor to the functional group.

상기 자성-표면증강 라만산란 입자 표면에 작용기를 도입하는 단계 및 상기 작용기에 상응하는 리셉터의 부착방법은 공지의 방법에 따라 수행될 수 있다. 예를 들면, 등록특허 제10-0525764호는 아미노알킬옥시실란 등을 이용하여 작용기로 아민기를 도입하는 방법을 개시하고 있고, 등록특허 제20-0525764호 및 제10-0549051호 등은 티올기의 도입방법 및 상기 티올기에 상응하는 리셉터의 부착방법을, 등록 특허 제10-0580642호 등은 카르복시기의 도입방법 및 상기 카르복시기에 상응하는 리셉터의 부착방법을 개시하고 있다.The step of introducing a functional group on the surface of the magnetic-surface enhanced Raman scattering particle and the attaching method of the receptor corresponding to the functional group may be performed according to a known method. For example, Korean Patent No. 10-0525764 discloses a method of introducing an amine group into a functional group using aminoalkyloxysilane, and the like. Patent Nos. 20-0525764 and 10-0549051 describe a thiol group. The introduction method and the method of attaching a receptor corresponding to the thiol group, Patent No. 10-0580642 and the like disclose a method of introducing a carboxyl group and a method of attaching a receptor corresponding to the carboxyl group.

또한 본 발명은 본 발명에 따른 바이오센서를 이용하는 것을 특징으로 하는, 상기 바이오센서의 리셉터와 결합하거나 반응하는 표적 바이오물질의 검출방법으로서, 상기 검출은 라만산란, 자기장, 또는 라만산란 및 자기장을 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 검출방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for detecting a target biomaterial that binds to or reacts with a receptor of the biosensor, using a biosensor according to the invention, wherein the detection is performed using Raman scattering, magnetic field, or Raman scattering and magnetic field. It provides a detection method characterized in that.

본 발명에 있어서, 표적 바이오 물질은 바이오센서의 리셉터와 반응하거나 결합하여 검출되는 표적 역할을 할 수 있는 물질로서, 바람직하게는 효소, 단백질, 핵산, 올리고당, 펩티드, 아미노산, 탄수화물, 지질, 세포, 암세포, 암줄기세포, 항원, 압타머 또는 기타 생체유래의 생물분자이며, 더욱 바람직하게는 질병에 관련된 단백질이나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 암세포는 유방암세포, 폐암세포 및 백혈병세포 중 어느 하나임이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.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 the receptor of the biosensor, preferably an enzyme, a protein, a nucleic acid, an oligosaccharide, a peptide, an amino acid, a carbohydrate, a lipid, a cell, Cancer cells, cancer stem cells, antigens, aptamers or other bio-derived biomolecules, more preferably proteins related to disease, but are not limited thereto. Preferably, the cancer cells are any one of breast cancer cells, lung cancer cells, and leukemia cells, but are not limited thereto.

상기 검출은 본 발명에 따른 자성-표면증강 라만산란 입자의 특성인 핫스팟에 의한 라만산란 효과 및 자성물질에 기인한 자기적 성질을 이용하여 이루어진다. 상기 라만산란 효과는 표지물질의 라만산란을 탐지하여 표적 바이오물질의 검출을 가능케 한다. 이 경우 공초점 라만 시스템(confocal Raman system, LabRam 300, JY-Horiba, Edison, NJ, USA)으로 라만 분석을 수행하여 분석함으로써 상기 표적 바이오물질을 검출할 수 있다. 또한, 자기적 성질은 상기 자성-표면증강 라만산란 입자를 이용한 바이오센서와 결합하거나 반응한 표적물질의 자기장에 의한 검출을 용이하게 한다. 상기 표적물질의 검출을 용이하게 하기 위해서는 자기장의 세기가 100 내지 7000가우스임이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.The detection is carried out using the Raman scattering effect by the hot spot which is the characteristic of the magnetic-surface enhanced Raman scattering particles according to the present invention and the magnetic properties due to the magnetic material. The Raman scattering effect enables the detection of the target biomaterial by detecting the Raman scattering of the label. In this case, the target biomaterial may be detected by performing Raman analysis with a confocal Raman system (Laboam 300, JY-Horiba, Edison, NJ, USA). In addition, the magnetic properties facilitate the detection by the magnetic field of the target material bound or reacted with the biosensor using the magnetic-surface enhanced Raman scattering particles. In order to facilitate the detection of the target material, the strength of the magnetic field is preferably 100 to 7000 gauss, but is not limited thereto.

본 발명에 따르면, 자성 중심입자가 자성물질을 포함함으로써 상기 자성-표면증강 라만산란 입자들은 자기장에 의한 응집이 가능하므로, 상기 자성-표면증강 라만산란 입자는 기존의 표면증강 라만산란 나노입자(SERS dots) 보다 더 우수한 신호증폭효과(핫스팟의 효과 및 응집효과)를 나타낸다. 또한 이와 같은 효과에 따라 자기장에 의해 응집시킨 자성-표면증강 라만산란 입자는 응집하지 않은 분산된 형태의 자성-표면증강 라만산란 입자에 비해 1000배 이상 라만신호를 증폭시킬 수 있기 때문에 매우 효율적인 표적물질 검출방법을 제공할 수 있다. 따라서, 이는 라만 분광법을 기반으로 하는 본 발명의 나노-표지 입자의 응용을 보다 용이하게 해 줄 수 있다는 이점이 있다.According to the present invention, since the magnetic-central particles include a magnetic material, the magnetic-surface enhanced Raman scattering particles can be aggregated by a magnetic field, so that the magnetic-surface enhanced Raman scattering particles are conventional surface-enhanced Raman scattering nanoparticles (SERS). Better signal amplification effects (dots of hot spots and aggregation) than dots. In addition, magnetic-surface-enhanced Raman scattering particles agglomerated by a magnetic field according to such effects are highly efficient target materials because they can amplify 1000 times or more Raman signals compared to non-agglomerated dispersed magnetic-surface-enhanced Raman scattering particles. A detection method can be provided. Therefore, there is an advantage that can facilitate the application of the nano-labeled particles of the present invention based on Raman spectroscopy.

한편, 본 발명은 자성물질을 포함하는 자성 중심입자; 및 상기 자성 중심입자 표면에 도입된 은나노 입자를 포함하는 입자가 1개 이상 응집되어 이루어진 은나노 자성입자를 제공한다. 자성 중심입자, 은나노 입자, 응집에 관한 설명은 상술한 바와 같다.On the other hand, the present invention is a magnetic core particle containing a magnetic material; And silver nano magnetic particles formed by agglomeration of one or more particles including silver nano particles introduced on the magnetic central particle surface. Magnetic core particles, silver nanoparticles, and the description of the aggregation is as described above.

또한, 본 발명은 자성물질을 포함하는 자성 중심입자 표면에 은나노 입자를 도입하는 단계; 및 상기 은나노 입자가 도입된 자성 중심입자를 1개 이상 응집시키는 단계를 포함하는 은나노 자성입자의 제조방법을 제공한다. 자성 중심입자 표면에 은나노 입자를 도입하는 단계에 대한 설명은 상술한 바와 같다.In addition, the present invention comprises the steps of introducing the silver nanoparticles on the surface of the magnetic core particles containing the magnetic material; And aggregating one or more magnetic central particles into which the silver nanoparticles are introduced. A description of the step of introducing the silver nanoparticles to the magnetic central particle surface is as described above.

상기 은나노 입자가 도입된 자성 중심입자의 응집 단계는 상기 자성 중심입 자의 실리카 코팅 표면의 (-) 전하 반발력이 은나노 입자의 도입으로 감소되며, 이로 인해 상기 입자들 간의 반발력이 약해지기 때문에 이루어질 수 있다.The aggregation step of the magnetic nanoparticles into which the silver nanoparticles are introduced may be performed because the negative charge repulsion force on the surface of the silica coating of the magnetic nanoparticles is reduced by introduction of the silver nanoparticles, thereby weakening the repulsive force between the particles. .

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 은나노 자성입자를 이용하는 것을 특징으로 하는, 상기 은나노 자성입자 중의 은나노 입자와 결합할 수 있는 물질의 검출방법으로서, 상기 검출은 라만산란, 자기장, 또는 라만산란 및 자기장을 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 검출방법을 제공한다. 은나노 자성입자에 대한 설명은 상술한 바와 같다. In addition, the present invention is a method for detecting a substance capable of binding to silver nanoparticles in the silver nano-magnetic particles, characterized in that using the silver nano-magnetic particles according to the present invention, the detection is Raman scattering, magnetic field, or Raman scattering and magnetic field It provides a detection method characterized in that made using. The description of the silver nano magnetic particles is as described above.

상기 본 발명에 따른 은나노 자성입자는 은나노 입자의 도입단계에서 상기 자성 중심입자의 실리카 코팅 표면의 반발력이 상쇄되기 때문에, 외부 자기장에 의해서 덩어리질 수 있으므로, 은나노 입자와 결합할 수 있는 물질의 라벨 프리 검출방법에 이용될 수 있다. 상기 은나노 입자와 결합할 수 있는 물질의 검출을 용이하게 하기 위해서는 외부 자기장의 세기가 100 내지 7000가우스임이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.Since the repulsive force of the silica coating surface of the magnetic core particles is canceled in the introduction step of the silver nanoparticles, the silver nanomagnetic particles according to the present invention may be agglomerated by an external magnetic field, and thus the label-free material of the silver nanoparticles may bind to the silver nanoparticles. It can be used in the detection method. In order to facilitate the detection of a substance capable of binding to the silver nanoparticles, the strength of the external magnetic field is preferably 100 to 7000 gauss, but is not limited thereto.

상기 본 발명에 따른 은나노 자성입자를 이용한 검출방법에 의해 검출되는 은나노 입자와 결합할 수 있는 물질은 상술한 은나노 입자와 결합력이 있는 화합물이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 은나노 입자와 결합할 수 있는 물질과 은나노 입자의 결합은 화학결합임이 바람직하고, 일련의 공유결합 내지 배위결합임이 보다 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 은나노 입자와 결합할 수 있는 물질은 메틸 파라티온(methyl parathion), 페놀 또는 아데닌일 수 있다. 상기 메틸 파라티온은 티온 그룹의 황 원자에 비공유 전자쌍을 가지고, 페놀은 히드록시기의 산소 원자에 비공유 전자쌍을 가지며, 아데닌은 아지드기(azide, N3)의 질소 원자에 비공유 전자쌍을 가지는데, 금속 입자, 예를 들면 은나노 입자가 상기 비공유 전자쌍들과 화학결합을 형성할 수 있으며, 이 결합은 C-C결합력 보다는 약하지만 화학적으로 상당히 강한 결합이다. 상기 은나노 입자를 통한 이와 같은 결합에 의해 메틸 파라티온, 페놀 또는 아데닌이 본 발명에 따른 은나노 자성입자와 결합하여 자기조립단층을 형성한다. 이로써, 본 발명에 따른 은나노 자성입자를 이용하면 상기 메틸 파라티온, 페놀 또는 아데닌이 낮은 농도로 존재하는 경우에도 라벨 프리 분석에 의해 검출할 수 있다. 이 역시 핫스팟에 의한 라만산란 효과 및 자성물질에 기인한 자기적 성질을 이용한 것이다.The material capable of binding to the silver nanoparticles detected by the detection method using the silver nanomagnetic particles according to the present invention is preferably a compound having a bonding force with the silver nanoparticles described above, but is not limited thereto. In addition, the combination of the silver nanoparticles and the material capable of bonding with the silver nanoparticles is preferably a chemical bond, more preferably a series of covalent to coordination bonds, but is not limited thereto. According to a preferred embodiment of the present invention, the material capable of binding to the silver nanoparticles may be methyl parathion, phenol or adenine. The methyl parathion has a non-covalent electron pair at the sulfur atom of the thion group, phenol has a non-covalent electron pair at the oxygen atom of the hydroxy group, adenine has a non-covalent electron pair at the nitrogen atom of the azide group (azide, N 3 ), metal particles For example, silver nanoparticles can form chemical bonds with the lone pairs of electrons, which are weaker than CC bonds but chemically strong. By such bonding through the silver nanoparticles, methyl parathion, phenol or adenine is combined with the silver nanomagnetic particles according to the present invention to form a self-assembled monolayer. Thus, using the silver nano magnetic particles according to the present invention can be detected by label-free analysis even when the methyl parathion, phenol or adenine is present in a low concentration. This also uses the Raman scattering effect by the hot spot and the magnetic properties due to the magnetic material.

실시예Example

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited to the following examples.

[[ 실시예Example 1] 자성-표면증강  1] Magnetic-Surface Enhancement 라만산란Raman Scattering 입자의 제조 Preparation of Particles

1-1. 자성 중심입자의 제조1-1. Preparation of Magnetic Core Particles

먼저, 철 클로라이드(FeCl3·6H2O) 10.8 g 및 소디움 올레이트 36.5 g을 에탄올 80 ㎖, 증류수 60 ㎖ 및 헥산 140 ㎖의 혼합액에 녹인 후, 온도를 70℃로 높여 4시간 동안 반응시켜 철-올레이트 복합체를 얻었다. 반응 후 윗 층인 유기층에 철-올레이트 복합체가 녹아있는데, 이것을 증류수로 3회 세척한 후 헥산으로 세척하고, 건조하였다. 이렇게 준비한 철-올레이트 복합체 36 g 및 올레인산(oleic acid) 5.7 g을 200 g의 1-에이코센(1-eicosene)에 녹인 후, 서서히 온도를 320℃까지 올렸다. 이후 상온으로 식힌 다음 에탄올 500 ㎖를 넣어 반응물을 침전시켰다(Nature materials , 2004, 3, 891). 이 물질을 다시 마이크로에멀젼법에 의해 실리카 코팅하였다. 상기 철-올레이트 복합체의 직경은 18 ㎚였고, 상기 실리카 코팅의 두께는 16 ㎚였다. 이로써 자성 중심입자를 얻었다.First, 10.8 g of iron chloride (FeCl 3 · 6H 2 O) and 36.5 g of sodium oleate were dissolved in a mixture of 80 ml of ethanol, 60 ml of distilled water, and 140 ml of hexane, and then heated to 70 ° C. for 4 hours to react. -Olate complex was obtained. After the reaction, the iron-oleate complex was dissolved in the organic layer, which was the upper layer, which was washed three times with distilled water, then washed with hexane, and dried. Thus prepared 36 g of iron-oleate complex and 5.7 g of oleic acid were dissolved in 200 g of 1-eicosene, and the temperature was gradually raised to 320 ° C. After cooling to room temperature to precipitate the reaction product into ethanol 500 ㎖ (Nature materials , 2004, 3 , 891). This material was again silica coated by microemulsion method. The diameter of the iron-oleate composite was 18 nm and the thickness of the silica coating was 16 nm. As a result, magnetic central particles were obtained.

1-2. 자성 중심입자 표면에 1-2. On the magnetic core particle surface 은나노Silver nano 입자의 도입 Introduction of particles

상기 실시예 1-1에서 제조된 자성 중심입자 1 ㎖(유도결합플라즈마(Inductively Coupled Plasma, ICP) 분석으로 정량한 상기 자성 중심입자 중의 자성 물질의 함량은 2.2 ㎎/㎖임)를 에탄올 1 ㎖에 분산시킨 후, 1%(v/v) 3-머켑토프로필트리메톡시실란 ((3-mercaptopropyl)trimethoxy silane, MPTS) 10 ㎕ 및 25% 암모니아수(NH4OH( aq )) 10 ㎕를 첨가하고 25℃에서 12시간 동안 교반하여, 상기 자성 중심입자 표면에 티올기를 도입하였다. 상기 티올기가 도입된 자성 중심입자 주변에 표면증강 라만산란을 잘 일으킬 수 있는 은나노 입자를 도입하기 위하여, 상기 자성 중심입자를 에탄올로 세척하고, 이후 상기 자성 중심입자를 AgNO3 0.92 mg이 녹아있는 에틸렌글리콜 1 ㎖에 분산시킨 후 50℃에서 12시간 동안 교반하였다. 이후 에탄올로 5회 세척하여 정제하였고, 마지막 세척시에는 은나노 입자가 도입된 자성 중심입자를 침전시킨 후 에탄올 100 ㎕만 남겨두고 여액을 버렸다. 이후 교반하여 은나노 입자가 도입된 자성 중심입자가 에탄올에 잘 분산되도록 하였다. 이로써 자성 중심입자 표면에 은나노 입자를 도입하였다. 상기 방법은 폴리올 방법의 일종이다. 1 ml of the magnetic core particles prepared in Example 1-1 (the content of the magnetic substance in the magnetic core particles determined by Inductively Coupled Plasma (ICP) analysis was 2.2 mg / ml) were added to 1 ml of ethanol. After dispersion, 10 μl of 1% (v / v) 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTS) and 10 μl of 25% aqueous ammonia (NH 4 OH ( aq ) ) were added thereto. Stirring at 25 ° C. for 12 hours introduces a thiol group to the magnetic central particle surface. In order to introduce silver nanoparticles that can cause surface enhanced Raman scattering around the thiol-group-introduced magnetic central particles, the magnetic central particles are washed with ethanol, and then the magnetic central particles are AgNO 3. 0.92 mg was dispersed in 1 ml of dissolved ethylene glycol and stirred at 50 ° C. for 12 hours. Thereafter, the mixture was washed five times with ethanol, and purified. In the final washing, the magnetic core particles into which silver nanoparticles were introduced were precipitated, and the filtrate was discarded with only 100 μl of ethanol. After stirring, the magnetic central particles into which silver nanoparticles were introduced were dispersed in ethanol well. As a result, silver nanoparticles were introduced to the magnetic central particle surface. The method is a kind of polyol method.

1-3-1. 자성 중심입자 표면에 도입된 1-3-1. Introduced to the magnetic core particle surface 은나노Silver nano 입자 주변에 표지물질의 고정 Fixation of labeling substance around particles

상기 실시예 1-2에서 제조된 은나노 입자가 도입된 자성 중심입자에 라만산란 효과를 부여하기 위해, 라만 표지물질인 벤젠티올을 고정하였다. 은나노 입자가 도입된 자성 중심입자 50 ㎎에 표지물질로 2 mM 벤젠티올 1 ㎖를 첨가하여 25℃에서 30분 동안 교반하여, 자성 중심입자 표면에 도입된 은나노 입자 주변에 라만 표지물질로서 벤젠티올을 고정하였다. 이후 에탄올로 3회 세척하여 은나노 입자가 도입되고 상기 은나노 입자 주변에 고정된 벤젠티올을 포함하는 자성 중심입자를 얻었다.In order to give the Raman scattering effect to the magnetic nanoparticles into which the silver nanoparticles prepared in Example 1-2 were introduced, benzenethiol, a Raman labeling substance, was fixed. 1 mg of 2 mM benzenethiol was added to 50 mg of the magnetic nanoparticles containing silver nanoparticles as a labeling material and stirred at 25 ° C. for 30 minutes, and benzenethiol was used as a Raman labeling substance around the silver nanoparticles introduced on the magnetic core particle surface. Fixed. After washing three times with ethanol to obtain the magnetic nanoparticles containing silver nanoparticles and benzenethiol immobilized around the silver nanoparticles.

1-3-2. 자성 중심입자 표면에 도입된 1-3-2. Introduced to the magnetic core particle surface 은나노Silver nano 입자 주변에 극성고분자의 도입 및 표지물질의 고정 Introduction of polar polymer around particles and fixation of labeling substance

상기 실시예 1-2에서 제조된 은나노 입자가 도입된 자성 중심입자에 이후의 실리카 껍질의 형성을 용이하게 하기 위해 극성고분자로 폴리비닐피롤리돈을 도입하고, 또한 라만산란 효과를 부여하기 위해, 라만 표지물질인 벤젠티올을 고정하였다. 먼저 은나노 입자가 도입된 자성 중심입자 50 ㎎에 0.5% 폴리비닐피롤리돈 수용액 30 ㎖를 투입하여 25℃에서 25시간 동안 반응시켰다. 증류수와 에탄올로 각각 1회씩 세척한 후, 표지물질로 2 mM 벤젠티올 1 ㎖를 첨가하여 25℃에서 30분 동안 교반하고, 에탄올로 3회 세척하였다. 이로써 자성 중심입자 표면에 도입된 은나노 입자 주변에 극성고분자를 도입하고 표지물질을 고정하였다.In order to introduce polyvinylpyrrolidone into the polar polymer to facilitate the formation of the silica shell later on the magnetic core particles into which the silver nanoparticles prepared in Example 1-2 were introduced, and to give a Raman scattering effect, Raman marker benzenethiol was fixed. First, 30 ml of 0.5% polyvinylpyrrolidone aqueous solution was added to 50 mg of the magnetic central particles into which silver nanoparticles were introduced, and reacted at 25 ° C. for 25 hours. After washing once with distilled water and ethanol, 1 ml of 2 mM benzenethiol was added as a label, stirred at 25 ° C. for 30 minutes, and washed three times with ethanol. As a result, polar polymers were introduced around the silver nanoparticles introduced on the magnetic central particle surface, and the labeling material was fixed.

1-4. 입자 응집체의 제조1-4. Preparation of Particle Aggregates

상기 실시예 1-3-1 또는 실시예 1-3-2에서 제조된 자성 중심입자, 은나노 입자 및 벤젠티올을 포함하는 입자를 방치하여 응집시킴으로써 핫스팟이 유도된 입자 응집체를 제조하였다. 응집 원리는 상술한 바와 같다.The hot spots-derived particle aggregates were prepared by allowing the magnetic core particles, silver nanoparticles, and benzenethiol-containing particles prepared in Example 1-3-1 or Example 1-3-2 to stand and aggregate. The aggregation principle is as described above.

1-5. 입자 응집체 주변에 실리카 껍질의 형성1-5. Formation of Silica Shell around Particle Aggregates

상기 실시예 1-4에서 제조된 입자 응집체 주변에 실리카 껍질을 형성시키기 위해, 상기 입자 응집체를 15 ㎖의 수용액에 분산시킨 후 0.025%(v/v) 소디움 실리케이트 수용액 1.83 ㎖를 넣고, 25℃에서 12시간 동안 교반하였다. 얻어진 입자 응집체를 물과 에탄올로 각각 3회씩 세척하였다. 이로써 자성-표면증강 라만산란 입자를 얻었다.In order to form a silica shell around the particle aggregates prepared in Examples 1-4, the particle aggregates were dispersed in 15 ml of aqueous solution, and then 1.83 ml of 0.025% (v / v) sodium silicate aqueous solution was added thereto, and at 25 ° C. Stir for 12 hours. The obtained particle aggregate was washed three times with water and ethanol, respectively. This resulted in magnetic-surface enhanced Raman scattering particles.

[[ 실시예Example 2] 2] 바이오센서의 제조Biosensor Manufacturing

2-1. 자성-표면증강 2-1. Magnetic-Surface Enhancement 라만산란Raman Scattering 입자 표면에 작용기인  Which is a functional group on the particle surface 아민기의Amine 도입 Introduction

실시예 1에서 제조된 자성-표면증강 라만산란 입자 표면에 생체친화성 및 기능성을 지닌 작용기를 도입하기 위하여, 상기 자성-표면증강 라만산란 입자 0.1 ㎖ (ICP 분석으로 정량한 상기 자성-표면증강 라만산란 입자 중의 자성 물질의 함량은 22 ㎎/㎖임)를 3-아미노프로필트리에톡시실란(APTS) 용액(에탄올 중의 5부피%) 1 ㎖에 가하였고, 이후 암모늄 히드록사이드 10 ㎕를 가하였다. 수득된 분산액을 25℃에서 12시간 동안 교반하였다. 이후 에탄올로 세척하고 N,N-디메틸포름아미드(DMF) 200 ㎕에 재분산시켜 아민기로 표면개질된 자성-표면증강 라만산란 입자의 분산액을 얻었다.In order to introduce a functional group having biocompatibility and functionality to the surface of the magnetic-surface enhanced Raman scattering particles prepared in Example 1, 0.1 ml of the magnetic-surface enhanced Raman scattering particles (the magnetic-surface enhanced Raman quantified by ICP analysis) The amount of magnetic material in the scattering particles was 22 mg / ml) to 1 ml of 3-aminopropyltriethoxysilane (APTS) solution (5% by volume in ethanol), followed by 10 µl of ammonium hydroxide. . The resulting dispersion was stirred at 25 ° C. for 12 hours. After washing with ethanol and redispersed in 200 μl of N, N-dimethylformamide (DMF) to obtain a dispersion of magnetic-surface enhanced Raman scattering particles surface-modified with an amine group.

2-2-1. 2-2-1. 리셉터로서As a receptor 항체  Antibodies HER2HER2 의 부착Attachment of

실시예 2-1에서 제조된 아민기로 표면개질된 자성-표면증강 라만산란 입자의 분산액 1 ㎖ (ICP 분석으로 정량한 상기 아민기로 표면개질된 자성-표면증강 라만산란 입자의 분산액 중의 자성 물질의 함량은 2.2 ㎎/㎖임)에 Fmoc-NH-TEG-COOH 10 μmol을 가하고, (벤조트리아졸-1-일옥시)트리스(디메틸아미노)포스포늄 헥사플루오로포스페이트(BOP), 1-히드록시벤조트리아졸(HOBt), 및 N,N-디이소프로필 에틸아민(DIEA)을 각각 12 μmol 가하였다. 수득된 혼합물을 25℃에서 6시간 동안 교반하였다. DMF로 세척한 후에, 피페리딘(DMF 중의 20부피%) 500 ㎕로 40분 동안 처리하여 Fmoc 보호기를 제거하였다. 수득된 DMF에 분산된 자성-표면증강 라만산란 입자 의 분산액 1 ㎖(ICP 분석으로 정량한 상기 DMF에 분산된 자성-표면증강 라만산란 입자 분산액 중의 자성 물질의 함량은 2.2 ㎎/㎖임)에 숙신산 무수물(succinic anhydride) 및 DIEA을 각각 20 μmol씩 넣고, 6시간 동안 상온에서 교반하여 카르복시산 작용기를 도입하였다. 이후 카르복시산으로 표면개질된 자성-표면증강 라만산란입자를 DMF로 3차례 세척하고, 다시 1 ㎖ DMF에 분산시킨 후 N-히드록시숙신이미드(NHS) 20 μmol, DIC 및 DIEA 각 30 μmol씩을 넣고 상온에서 3시간 동안 교반하였다. 이렇게 자성-표면증강 라만산란 입자에 부착된 카르복시기를 활성화시킨 후, PBS 완충 용액 1 ㎖에 분산시켰다. 이 분산액에 항체 HER2(SantaCruz Biotechnology, USA) 10 ㎍을 가하고, 수득된 혼합물(ICP 분석으로 정량한 상기 수득된 혼합물 중의 자성 물질의 함량은 0.58 ㎎/㎖임)을 4℃에서 밤새 또는 25℃에서 2시간 동안 교반한 후, 수득된 항체 HER2가 부착된 자성-표면증강 라만산란 입자를 원심분리하고 Tween 20(0.1중량%)을 포함하는 PBS 용액으로 세척하였다. 이후 소혈청 알부민(bovine serum albumin)(PBS 용액 중의 1중량%)으로 25℃에서 30분 동안 처리한 후, Tween 20(0.1중량%)을 포함하는 PBS 용액으로 여러번 세척함으로써, 자성-표면증강 라만산란 입자에 리셉터로서 항체 HER2를 부착시킨 바이오센서를 제조하였다.1 ml of the dispersion of the magnetically-surface-enhanced Raman scattering particles surface-modified with the amine group prepared in Example 2-1 (content of the magnetic substance in the dispersion of the magnetic-surface-enhanced Raman scattering particles surface-modified by the amine group as determined by ICP analysis) Silver is 2.2 mg / ml), and 10 μmol of Fmoc-NH-TEG-COOH is added to (benzotriazol-1-yloxy) tris (dimethylamino) phosphonium hexafluorophosphate (BOP), 1-hydroxybenzo 12 mol of triazole (HOBt) and N, N-diisopropyl ethylamine (DIEA) were added respectively. The resulting mixture was stirred at 25 ° C. for 6 hours. After washing with DMF, Fmoc protecting groups were removed by treatment with 500 μl of piperidine (20% by volume in DMF) for 40 minutes. Succinic acid in 1 ml of the dispersion of the magnetic-surface-enhanced Raman scattering particles dispersed in the obtained DMF (the content of the magnetic substance in the magnetic-surface-enhanced Raman scattering particle dispersion dispersed in the DMF as determined by ICP analysis was 2.2 mg / ml). Anhydrous (succinic anhydride) and DIEA were each added 20 μmol, and stirred at room temperature for 6 hours to introduce carboxylic acid functional groups. After washing the surface-modified magnetic surface-enhanced Raman scattering particles with carboxylic acid three times with DMF, and then dispersed in 1 ml DMF, 20 μmol of N-hydroxysuccinimide (NHS), 30 μmol each of DIC and DIEA Stir at room temperature for 3 hours. The carboxyl groups attached to the magnetic-surface enhanced Raman scattering particles were activated, and then dispersed in 1 ml of PBS buffer solution. To this dispersion was added 10 [mu] g of antibody HER2 (SantaCruz Biotechnology, USA) and the resulting mixture (the content of magnetic material in the obtained mixture quantified by ICP analysis was 0.58 mg / ml) at 4 ° C. overnight or at 25 ° C. After stirring for 2 hours, the obtained magnetic-surface enhanced Raman scattering particles to which the antibody HER2 was attached were centrifuged and washed with a PBS solution containing Tween 20 (0.1% by weight). After treatment with bovine serum albumin (bovine serum albumin) (1% by weight in PBS solution) for 30 minutes at 25 ℃, washed several times with PBS solution containing Tween 20 (0.1% by weight), magnetic-surface enhanced Raman A biosensor was prepared in which the antibody HER2 was attached to the scattering particles as a receptor.

2-2-2. 상기 아민 작용기에 2-2-2. The amine functional group 리셉터로서As a receptor 항체  Antibodies CD10CD10 의 부착Attachment of

상기 실시예 2-2-1과 유사한 방법으로, 자성-표면증강 라만산란 입자에 리셉터로 항체 CD10를 부착시켜 바이오센서를 제조하였다. In a similar manner to Example 2-2-1, a biosensor was prepared by attaching the antibody CD10 to the magnetic-surface enhanced Raman scattering particles with a receptor.

[[ 실시예Example 3] 바이오센서의 암세포 검출 실험 3] Cancer Cell Detection Experiment of Biosensor

상기 실시예 2에서 제조된 바이오센서들을 이용하여 암세포 검출 실험을 수행하였다.Cancer cell detection experiment was performed using the biosensors prepared in Example 2.

3-1. 유방암 세포(3-1. Breast cancer cells ( SKBR3SKBR3 )의 검출) Detection

먼저, 실시예 1과 같은 방법으로 표지물질로 2-나프탈렌티올이 도입된 자성-표면증강 라만산란 입자를 준비하였다. 이후 실시예 2-2-1과 같은 방법으로 자성-표면증강 라만산란 입자에 유방암 세포의 항원에 특이적인 리셉터로서 항체 HER2를 도입하여 바이오센서를 제조하였고, 상기 바이오센서를 유방암 세포(SKBR3)와 함께 4℃에서 12시간 동안 배양하였다. 이후 4000가우스의 막대 자석 또는 3000가우스의 둥근 형태의 자석으로 세포를 끌었을 때 수 초만에 끌려오는 것을 확인할 수 있었으며, 이후 공초점 라만 시스템(confocal Raman system, LabRam 300, JY-Horiba, Edison, NJ, USA)으로 라만 분석을 수행하여 그 결과를 도 2에 나타내었다.First, magnetic-surface enhanced Raman scattering particles having 2-naphthalenethiol introduced as a labeling material were prepared in the same manner as in Example 1. Subsequently, a biosensor was prepared by introducing antibody HER2 as a receptor specific for breast cancer cell antigen to magnetic-surface enhanced Raman scattering particles in the same manner as in Example 2-2-1, and the biosensor was combined with breast cancer cells (SKBR3). Incubated at 4 ° C. for 12 h. Then, when the cell was attracted by a bar magnet of 4000 gauss or a round magnet of 3000 gauss, it was confirmed that the cells were attracted in a few seconds, and then the confocal Raman system (Laboam 300, JY-Horiba, Edison, NJ). , USA) and the results of the Raman analysis are shown in FIG. 2.

도 2에 나타난 바에 따르면, 상기 바이오센서와 결합한 세포들은 자석에 끌림과 동시에 2-나프탈렌티올의 라만 신호가 발생하였음을 확인할 수 있었다.As shown in Figure 2, the cells combined with the biosensor was confirmed that the Raman signal of 2-naphthalene thiol was generated at the same time as attracted to the magnet.

3-2. 백혈병 세포 3-2. Leukemia cells SP2SP2 /O(/ O ( floatingfloating leukemialeukemia cellscells )의 검출) Detection

먼저, 실시예 1과 같은 방법으로 표지물질로 4-머켑토 톨루엔이 도입된 자성-표면증강 라만산란 입자를 준비하였다. 이후 실시예 2-2-1 또는 실시예 2-2-2와 같은 방법으로 자성-표면증강 라만산란 입자에 백혈병 세포의 항원에 특이적인 리셉터로서 항체 HER2 또는 항체 CD10를 도입하여 바이오센서를 제조하였고, 상기 바 이오센서를 백혈병 세포와 함께 4℃에서 12시간 동안 배양하였다. 이후 4000가우스의 막대 자석으로 세포를 끌었을 때 수 초만에 끌려오는 것을 확인할 수 있었으며, 이후 공초점 라만 시스템(confocal Raman system, LabRam 300, JY-Horiba, Edison, NJ, USA)으로 라만 분석을 수행하여 그 결과를 도 3에 나타내었다.First, magnetic-surface-enhanced Raman scattering particles into which 4-merctotoluene was introduced as a labeling material were prepared in the same manner as in Example 1. Subsequently, a biosensor was prepared by introducing antibody HER2 or antibody CD10 as a receptor specific for leukemia cells to magnetic-surface enhanced Raman scattering particles in the same manner as in Example 2-2-1 or Example 2-2-2. The biosensor was incubated with leukemia cells at 4 ° C. for 12 hours. After 4,000 gauss of bar magnets, the cells were attracted in seconds, followed by Raman analysis using the confocal Raman system (Laboam 300, JY-Horiba, Edison, NJ, USA). The results are shown in FIG. 3.

도 3에 나타난 바에 따르면, 상기 바이오센서와 결합한 세포들은 자석에 끌림과 동시에 4-머켑토 톨루엔의 라만 신호가 발생하였음을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 3, the cells combined with the biosensors were attracted to the magnet, and the Raman signal of 4-merctotoluene was generated at the same time.

[[ 실시예Example 4] 바이오센서의 무독성 실험 4] Non-toxic test of biosensor

상기 실시예 1 및 2와 같은 방법으로 0.144 mg/㎖, 0.288 mg/㎖, 0.575 mg/㎖, 1.15 mg/㎖ 및 2.3 mg/㎖ 농도의 바이오센서들을 제조하였다. 이후 상기 바이오센서를 폐암세포(A549)와 함께 배양하여, 세포 생육력(Cell viability)에 대한 실험을 수행하였다. 결과를 도 4에 나타내었다.Biosensors of 0.144 mg / ml, 0.288 mg / ml, 0.575 mg / ml, 1.15 mg / ml and 2.3 mg / ml were prepared in the same manner as in Examples 1 and 2. Thereafter, the biosensor was incubated with lung cancer cells (A549) to perform an experiment on cell viability. The results are shown in FIG.

도 4에 나타난 바에 따르면, 본 발명에 따른 바이오센서는 독성이 거의 없어 생체 적합성이 있음을 확인할 수 있었다.As shown in Figure 4, the biosensor according to the present invention was confirmed that there is little toxicity and biocompatibility.

[[ 실시예Example 5]  5] 은나노Silver nano 자성입자( Magnetic particles ( AgAg -M -M dotsdots )의 제조Manufacturing

실시예 1-1 및 1-2와 동일한 방법으로, 자성 중심입자를 제조하고, 상기 자성 중심입자 표면에 은나노 입자를 도입하였다. 상기 표면에 은나노 입자가 도입된 자성 중심입자를 방치하여 응집시킴으로써 은나노 자성입자를 제조하였다. 응집 원리는 상술한 바와 같다. 이와 같이 제조된 은나노 자성입자는 은나노 입자의 도입 단계에서 상기 자성 중심입자의 실리카 코팅 표면의 반발력이 상쇄되었기 때문에, 외부 자기장에 의해서 덩어리질 수 있으므로, 이후 은나노 입자와 결합할 수 있는 물질의 라벨 프리 검출방법에 이용될 수 있다.In the same manner as in Examples 1-1 and 1-2, magnetic central particles were prepared, and silver nanoparticles were introduced to the magnetic central particle surfaces. Silver nano magnetic particles were prepared by leaving the magnetic central particles into which silver nano particles were introduced on the surface and agglomerating. The aggregation principle is as described above. The silver nano-magnetic particles prepared as described above are agglomerated by an external magnetic field because the repulsive force of the silica coating surface of the magnetic core particles is canceled in the introduction of the silver nano particles, so that the label-free material of the silver nano particles can be combined with the silver nano particles. It can be used in the detection method.

[[ 실시예Example 6] 자기장에 의한  6] by magnetic field 은나노Silver nano 자성입자( Magnetic particles ( AgAg -M -M dotsdots )의 조절 및 ) And 핫스팟Hotspot 분석 실험 Assay

상기 실시예 5에서 제조된 은나노 자성입자 이동의 자석에 의한 조절가능성을 확인하기 위하여, 모세관(capillary)을 이용한 실험을 수행하였다. 먼저 실시예 1-1 및 1-2와 동일한 방법에 의해, 표면에 은나노 입자가 도입된 자성 중심입자를 제조하였다. 상기 표면에 은나노 입자가 도입된 자성 중심입자를 방치하여 응집시킴으로써 은나노 자성입자를 제조하였다. 상기 은나노 자성입자를 길이 10 ㎝ 및 직경 0.5 ㎜ 모세관에 넣었다. 이후 4000가우스의 자석을 이용하여 상기 은나노 자성입자군을 형성하고, 형성된 은나노 자성입자군을 이동시킨 후, 다시 초음파 처리(sonication)를 하여 이를 분산시키는 실험을 수행하였으며, 이들 각각에 대하여 라만 분석을 수행하였다. 결과를 도 5에 나타내었다.In order to confirm the controllability by the magnet of the silver nano-magnetic particle movement prepared in Example 5, an experiment using a capillary (capillary) was performed. First, magnetic core particles having silver nanoparticles introduced therein were prepared by the same method as in Examples 1-1 and 1-2. Silver nano magnetic particles were prepared by leaving the magnetic central particles into which silver nano particles were introduced on the surface and agglomerating. The silver nano magnetic particles were placed in a 10 cm long and 0.5 mm diameter capillary tube. Then, the silver nano magnetic particle group was formed using a magnet of 4000 gauss, the formed silver nano magnetic particle group was moved, and the experiment was performed to disperse it by sonication again. Was performed. The results are shown in FIG.

도 5에 나타난 바에 따르면, 자기장에 의해 은나노 자성입자군의 형성을 유도하여 핫스팟을 유도시킬 수 있으며, 동시에 은나노 자성입자의 이동을 자기장에 의해 조절할 수 있음을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 5, it was confirmed that the hot spots can be induced by inducing the formation of the silver nano magnetic particle group by the magnetic field, and at the same time, the movement of the silver nano magnetic particles can be controlled by the magnetic field.

[[ 실시예Example 7]  7] 은나노Silver nano 자성입자를 이용한  Magnetic particles 핫스팟Hotspot 분석 실험 Assay

7-1. 7-1. 메틸methyl 파라티온Parathion 분석 analysis

실시예 5에서 제조된 은나노 자성입자를 이용해 농약성분인 메틸 파라티온을 검출하였고, 이로써 본 발명이 특정물질의 라벨 프리 분석을 가능케 함을 보여 주었다.The silver nanomagnetic particles prepared in Example 5 were used to detect the pesticide methyl parathion, thereby demonstrating that the present invention enables label-free analysis of specific substances.

상기 은나노 자성입자를 1 ㎖의 수용액에 분산시킨 후 그 수용액 100 ㎕를 분취하여, 1 ppm, 0.1 ppm, 0.01 ppm의 메틸 파라티온이 녹아있는 1 ㎖ 수용액에 넣었다. 이것을 25℃에서 1시간 동안 교반한 후, 물로 5회 세척하였다. 이후 슬라이드 글라스에 메틸 파라티온이 화학결합에 의해 자기조립단층을 이루고 있는 은나노 자성입자를 한 방울 떨어뜨린 후 4000가우스의 막대자석을 이용하여 덩어리진 은나노 자성입자를 얻었다. 이렇게 제조된 핫스팟이 유도된 덩어리진 은나노 자성입자를 라만으로 측정하였고, 결과를 도 6에 나타내었다.The silver nano magnetic particles were dispersed in 1 ml of an aqueous solution, and 100 µl of the aqueous solution was aliquoted and placed in a 1 ml aqueous solution containing 1 ppm, 0.1 ppm, and 0.01 ppm of methyl parathion. It was stirred at 25 ° C. for 1 hour and then washed five times with water. Subsequently, a drop of silver nano-magnetic particles forming a self-assembled monolayer by chemical bonding of methyl parathion on a slide glass was dropped, and then agglomerated silver nano-magnetic particles were obtained using a rod magnet of 4000 gauss. Thus prepared hot spot-induced agglomerated silver nano magnetic particles were measured by Raman, and the results are shown in FIG.

도 6에 나타난 바와 같이, 1 ppm 메틸 파라티온을 이용한 경우 라만 신호가 잘 나타났다. 또한, 0.001 ppm 메틸 파라티온을 이용한 경우의 라만 신호도 측정할 수 있을 만큼 본 발명의 은나노 자성입자는 라만산란 분석에 민감하였다. 즉, 본 발명에 따른 은나노 자성입자는 매우 낮은 농도의 물질까지도 분석 가능함을 보여 주었다.As shown in FIG. 6, the Raman signal was well seen when 1 ppm methyl parathion was used. In addition, the silver nano-magnetic particles of the present invention were sensitive to the Raman scattering analysis so that the Raman signal in the case of using 0.001 ppm methyl parathion could also be measured. In other words, the silver nano-magnetic particles according to the present invention showed that even a very low concentration of the material can be analyzed.

7-2. 페놀 분석7-2. Phenolic Analysis

실시예 5에서 제조된 은나노 자성입자를 이용해 유해물질이자 라만으로 분석이 용이하지 않다고 알려진 페놀을 분석하였다.The silver nano magnetic particles prepared in Example 5 were used to analyze phenols that are known to be harmful and not easy to analyze with Raman.

상기 은나노 자성입자를 1 ㎖의 수용액에 분산시킨 후 그 수용액 100 ㎕를 분취하여, 1 mM의 페놀 1 ㎖를 넣고, 25℃에서 1시간 동안 교반하였다. 이후 슬라이드 글라스에 1 mM의 페놀이 함유된 은나노 자성입자를 한 방울 떨어뜨린 후 4000가우스의 자석을 이용하여 덩어리진 은나노 자성입자를 얻었다. 이렇게 만들어진 핫스팟이 유도된 덩어리진 은나노 자성입자를 라만으로 측정하였다. 그 결과를 도 7에 나타내었다.The silver nano magnetic particles were dispersed in 1 ml of aqueous solution, 100 µl of the aqueous solution was collected, 1 ml of 1 mM phenol was added thereto, and the mixture was stirred at 25 ° C. for 1 hour. Thereafter, a drop of silver nanomagnetic particles containing 1 mM phenol was dropped on the slide glass, and then agglomerated silver nanomagnetic particles were obtained using a 4000 gauss magnet. The hot spot-induced agglomerated silver nanomagnetic particles were measured by Raman. The results are shown in FIG.

도 7에 나타난 바와 같이, 은과 결합할 수 있는 티올기나 아민기와 같은 작용기가 없는 페놀을 본 발명의 은나노 자성입자를 이용하여 분석함으로써, 본 발명이 티올기나 아민기가 없는 물질의 분석에까지 이용될 수 있음을 보여주었다. 즉, 본 발명에 따른 표면증강 라만산란 자성 나노 입자의 넓은 범위에서의 응용 가능성 및 라벨 프리 분석 가능성을 확인하였다.As shown in FIG. 7, by analyzing the phenol having no functional group such as a thiol group or an amine group capable of binding to silver using the silver nanomagnetic particles of the present invention, the present invention can be used to analyze a material without a thiol group or an amine group. Showed that there is. That is, the applicability and label-free analysis of the surface-enhanced Raman scattering magnetic nanoparticles according to the present invention were confirmed.

7-3. 아데닌 분석7-3. Adenine analysis

실시예 5에서 제조된 은나노 자성입자를 이용해 생체물질인 아데닌을 검출하였고, 이로써 본 발명이 특정물질의 라벨 프리 분석을 가능케 함을 보여 주었다.The silver nano magnetic particles prepared in Example 5 were used to detect adenine, a biomaterial, thereby demonstrating that the present invention enables label-free analysis of specific materials.

상기 은나노 자성입자를 1 ㎖의 수용액에 분산시킨 후 그 수용액 100 ㎕를 분취하여, 1 pM ~ 1 μM의 아데닌이 녹아있는 1 ㎖ 수용액에 넣었다. 이것을 25℃에서 1시간 동안 교반한 후, 물로 5회 세척하였다. 이후 슬라이드 글라스에, 표면에 아데닌이 화학결합에 의해 자기조립단층을 이루고 있는 은나노 자성입자를 한 방울 떨어뜨린 후 4000가우스의 막대자석을 이용하여 덩어리진 은나노 자성입자를 얻었다. 이렇게 제조된 핫스팟이 유도된 덩어리진 은나노 자성입자를 라만으로 측정하였고, 결과를 도 8에 나타내었다.The silver nano magnetic particles were dispersed in 1 ml of an aqueous solution, and then 100 µl of the aqueous solution was collected and placed in a 1 ml aqueous solution containing 1 pM to 1 µM of adenine. It was stirred at 25 ° C. for 1 hour and then washed five times with water. Thereafter, a drop of silver nanomagnetic particles having adenine self-assembled monolayer on the surface of the slide glass was dropped by one drop, and then agglomerated silver nanomagnetic particles were obtained using a rod magnet of 4000 gauss. Thus prepared hot spot-induced agglomerated silver nano magnetic particles were measured by Raman, and the results are shown in FIG.

도 8에 나타난 바와 같이, 1 pM 아데닌을 이용한 경우 라만 신호가 잘 나타났다. 즉, 본 발명에 따른 은나노 자성입자는 매우 낮은 농도의 물질까지도 분석 가능함을 보여 주었다.As shown in FIG. 8, the Raman signal was well seen when 1 pM adenine was used. In other words, the silver nano-magnetic particles according to the present invention showed that even a very low concentration of the material can be analyzed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 은나노 자성입자, 자성-표면증강 라만산란 입자 및 바이오센서의 구조와 제조 과정의 개략도 및 TEM 이미지:1 is a schematic and TEM image of the structure and manufacturing process of the silver nano-magnetic particles, magnetic-surface enhanced Raman scattering particles and biosensor according to an embodiment of the present invention:

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 은나노 자성입자, 자성-표면증강 라만산란 입자 및 바이오센서의 합성 과정의 개략도; 1A is a schematic diagram of a synthesis process of silver nano magnetic particles, magnetic-surface enhanced Raman scattering particles, and a biosensor according to an embodiment of the present invention;

도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자성물질 중 18 ㎚ 마그네타이트의 TEM 이미지; 1B is a TEM image of 18 nm magnetite in a magnetic material according to one embodiment of the present invention;

도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 자성 중심입자의 TEM 이미지;1C is a TEM image of a magnetic central particle according to an embodiment of the present invention;

도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 은나노 자성입자의 TEM 이미지;1D is a TEM image of silver nano magnetic particles according to an embodiment of the present invention;

도 1e는 도 1d의 입자를 티올기로 개질된 실리콘 웨이퍼 위에 떨어뜨린 경우의 은나노 자성입자의 FE-SEM 이미지;FIG. 1E is an FE-SEM image of silver nano magnetic particles when the particles of FIG. 1D are dropped onto a thiol group-modified silicon wafer; FIG.

도 1f는 본 발명의 일 실시예에 따른 자성-표면증강 라만산란 입자의 HR-TEM 이미지.1F is an HR-TEM image of magnetic-surface enhanced Raman scattering particles in accordance with an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오센서를 이용한 표적 바이오물질의 검출 과정의 개략도: 2 is a schematic diagram of a detection process of a target biomaterial using a biosensor according to an embodiment of the present invention:

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오센서가 암세포의 항원과 결합하는 반응의 개략도;Figure 2a is a schematic diagram of the reaction of the biosensor with the antigen of the cancer cell according to an embodiment of the present invention;

도 2b는 인간 유방암세포(SKBR3)의 항원과 결합한 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오센서(표지물질로 2-나프탈렌티올, 리셉터로 항체 HER2 이용)의 광학 현미경 이미지, 공초점 레이저 주사 현미경(Confocal Laser Scanning Microscopy; CLSM) 이미지, 및 상기 암세포의 항원과 결합한 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오센서의 라만 데이터;Figure 2b is an optical microscope image of a biosensor (2-naphthalene thiol as a label, antibody HER2 as a receptor), confocal laser scanning microscope (Confocal) according to an embodiment of the present invention bound to the antigen of human breast cancer cells (SKBR3) Laser Scanning Microscopy (CLSM) image, and Raman data of a biosensor according to an embodiment of the present invention bound to the antigen of the cancer cells;

도 2c는 외부 자기장에 의한 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오센서와 결합한 유방암세포(SKBR3) 검출 과정의 광학 현미경 이미지.Figure 2c is an optical microscope image of a breast cancer cell (SKBR3) detection process coupled to the biosensor according to an embodiment of the present invention by an external magnetic field.

도 3은 백혈병세포(SP2/O)의 항원과 결합한 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오센서(표지물질로 4-머켑토 톨루엔, 리셉터로 항체 CD10 이용)의 광학 현미경 이미지, 공초점 레이저 주사 현미경 이미지, 및 상기 암세포의 항원과 결합한 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오센서의 라만 데이터.3 is a light microscopy image of a biosensor (4-mersutotoluene as a label, antibody CD10 as a receptor) and confocal laser scanning microscope according to an embodiment of the present invention bound to leukemia cells (SP2 / O) antigen Raman data of the biosensor according to an embodiment of the present invention bound to the image, and the antigen of the cancer cells.

도 4는 다양한 셀라인에서 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오센서의 잠재적인 세포독성(cytotoxicity)에 대한 세포 생육력(cell viability)을 나타낸 그래프.4 is a graph showing cell viability for potential cytotoxicity of biosensors according to one embodiment of the present invention in various cell lines.

도 5는 모세관에서 실험한 본 발명에 따른 은나노 자성입자의 자기장에 의한 컨트롤에 대한 도면: 5 is a view of the control by the magnetic field of the silver nano-magnetic particles experimented in the capillary tube:

도 5a는 자기장에 의해 은나노 자성입자군의 형성 및 형성된 은나노 자성입자군의 자기장에 의한 이동에 관한 도면;FIG. 5A is a diagram showing the formation of the silver nano magnetic particle group by the magnetic field and the movement by the magnetic field of the formed silver nano magnetic particle group; FIG.

도 5b는 모세관에서의 실험 결과로서 위부터 차례로 (ⅰ) 분산된 은나노 자성입자, (ⅱ) 자기장에 의해 형성된 은나노 자성입자군, (ⅲ) 초음파 처리에 의해 재분산된 은나노 자성입자, (ⅳ) 자기장에 의해 재형성된 은나노 자성입자군을 나타내는 도면;Fig. 5B shows (a) silver nano magnetic particles dispersed from the top as a result of experiments in capillaries, (ii) a group of silver nano magnetic particles formed by a magnetic field, (iii) silver nano magnetic particles redispersed by ultrasonic treatment, A diagram showing a silver nano magnetic particle group reformed by a magnetic field;

도 5c는 은나노 자성입자의 라만 데이터에 관한 그래프로서, (ⅰ) 및 (ⅱ) 자기장에 의해 형성된 은나노 자성입자군의 표면증강 라만산란 피크(b.(ⅱ),(ⅳ)), (ⅲ) 분산된 은나노 자성입자의 피크(b.(ⅰ),(ⅲ)).FIG. 5C is a graph of Raman data of silver nano magnetic particles, and (i) and (ii) surface enhanced Raman scattering peaks of silver nano magnetic particle groups formed by magnetic fields (b. (Ii) and (iii)) and (iii) Peaks (b. (I) and (iii)) of dispersed silver nano magnetic particles.

도 6은 농약성분인 메틸 파라티온을 본 발명에 따른 은나노 자성입자를 이용하여 분석한 결과를 나타낸 표면증강 라만산란 이미지.6 is a surface-enhanced Raman scattering image showing the results of the analysis of the pesticide methyl parathion using silver nano-magnetic particles according to the present invention.

도 7는 페놀을 본 발명에 따른 은나노 자성입자를 이용하여 분석한 결과를 나타낸 표면증강 라만산란 이미지.7 is a surface-enhanced Raman scattering image showing the results of analyzing the phenol using silver nano-magnetic particles according to the present invention.

도 8은 아데닌을 본 발명에 따른 은나노 자성입자를 이용하여 분석한 결과를 나타낸 표면증강 라만산란 이미지:8 is a surface-enhanced Raman scattering image showing the results of analyzing adenine using silver nano-magnetic particles according to the present invention:

도 8a는 아데닌 10 pM 농도인 경우의 표면증강 라만산란 이미지;8A is a surface enhanced Raman scattering image when adenine 10 pM concentration;

도 8b는 아데닌 1 pM 농도인 경우의 표면증강 라만산란 이미지.Figure 8b is a surface enhanced Raman scattering image when adenine 1 pM concentration.

도 9는 본 발명에 따른 다양한 라만 표지물질이 도입된 자성-표면증강 라만산란 입자의 라만피크를 나타낸 그래프.9 is a graph showing the Raman peak of the magnetic-surface enhanced Raman scattering particles introduced with various Raman labeling material according to the present invention.

Claims (20)

입자 응집체 및 상기 입자 응집체 주변을 둘러싸는 실리카 껍질을 포함하는 자성-표면증강 라만산란 입자로서,A magnetic-surface enhanced Raman scattering particle comprising a particle aggregate and a silica shell surrounding the particle aggregate, 상기 입자 응집체는The particle aggregate is 자성물질을 포함하는 자성 중심입자;Magnetic central particles comprising a magnetic material; 상기 자성 중심입자 표면에 도입된 은나노 입자; 및 Silver nano particles introduced on the surface of the magnetic central particle; And 상기 은나노 입자 주변에 고정된 표지물질을 포함하는 입자가 1개 이상 응집되어 형성된 것인One or more particles comprising a labeling substance fixed around the silver nanoparticles are formed by aggregation 자성-표면증강 라만산란 입자.Magnetic-Surface Enhanced Raman Scattering Particles. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 자성 중심입자는 자성물질 및 상기 자성물질을 둘러싸는 실리카 코팅을 포함하는 입자인The magnetic core particle is a particle including a magnetic material and a silica coating surrounding the magnetic material. 자성-표면증강 라만산란 입자.Magnetic-Surface Enhanced Raman Scattering Particles. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 자성물질은 Co, Mn, Fe, Ni, Gd, MM'2O4 및 MxOy(M 또는 M'=Co, Fe, Ni, Mn, Zn, Gd, Cr, 0<x≤3, 0<y≤5)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인The magnetic material is Co, Mn, Fe, Ni, Gd, MM ' 2 O 4 And M x O y (M or M ′ = Co, Fe, Ni, Mn, Zn, Gd, Cr, 0 <x ≦ 3, 0 <y ≦ 5). 자성-표면증강 라만산란 입자.Magnetic-Surface Enhanced Raman Scattering Particles. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 표지물질은 은나노 입자와 결합력이 있는 화학물질인 The labeling substance is a chemical substance having a binding force with silver nano particles. 자성-표면증강 라만산란 입자.Magnetic-Surface Enhanced Raman Scattering Particles. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 표지물질은 4-머켑토 톨루엔(4-MT), 3,5-디메틸 벤젠티올(3,5-DMT), 티오페놀(TP), 4-아미노 티오페놀(4-ATP), 벤젠티올(BT), 4-브로모 벤젠티올(4-BBT), 2-브로모 벤젠티올(2-BBT), 4-이소프로필 벤젠티올(4-IBT), 2-나프탈렌 티올(2-NT), 3,4-디클로로 벤젠티올(3,4-DCT), 3,5-디클로로 벤젠티올(3,5-DCT), 4-클로로 벤젠티올(4-CBT), 2-클로로 벤젠티올(2-CBT), 2-플루오로 벤젠티올(2-FBT), 4-플루오로 벤젠티올(4-FBT), 4-메톡시 벤젠티올(4-MOBT), 3,4-디메톡시 벤젠티올(3,4-DMOBT), 2-머켑토 피리미딘(2-MPY), 2-머켑토-1-메틸 이미다졸(2-MMI), 2-머켑토- 5-메틸 벤즈이미다졸(2-MBI), 2-아미노-4-(트리플루오로메틸) 벤젠티올(2-ATFT), 벤질 머켑탄(BZMT), 벤질 디설파이드(BZDSF), 2-아미노-4-클로로 벤젠티올(2-ACBT), 3-머켑토 벤조산(3-MBA), 1-페닐테트라졸-5-티올(1-PTET), 5-페닐-1,2,3-트리아졸-3-티올(5-PTRT), 2-아이오도아닐린(2-IAN), 페닐 이소티오시아네이트(PITC), 4-니트로페닐 디설파이드(4-NPDSF) 및 4-아지도-2-브로모아세토페논(ABAPN)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 The labeling substance is 4-mercotto toluene (4-MT), 3,5-dimethyl benzenethiol (3,5-DMT), thiophenol (TP), 4-amino thiophenol (4-ATP), benzenethiol ( BT), 4-bromo benzenethiol (4-BBT), 2-bromo benzenethiol (2-BBT), 4-isopropyl benzenethiol (4-IBT), 2-naphthalene thiol (2-NT), 3 , 4-dichloro benzenethiol (3,4-DCT), 3,5-dichloro benzenethiol (3,5-DCT), 4-chloro benzenethiol (4-CBT), 2-chloro benzenethiol (2-CBT) , 2-fluoro benzenethiol (2-FBT), 4-fluoro benzenethiol (4-FBT), 4-methoxy benzenethiol (4-MOBT), 3,4-dimethoxy benzenethiol (3,4- DMOBT), 2-mercetopyrimidine (2-MPY), 2-merceto-1-methyl imidazole (2-MMI), 2-merceto-5-methyl benzimidazole (2-MBI), 2- Amino-4- (trifluoromethyl) benzenethiol (2-ATFT), benzyl mertantan (BZMT), benzyl disulfide (BZDSF), 2-amino-4-chloro benzenethiol (2-ACBT), 3-mersanto Benzoic acid (3-MBA), 1-phenyltetrazol-5-thiol (1-PTET), 5-phenyl-1,2,3-triazole-3-thiol (5-PTRT), 2-eye Any one selected from the group consisting of doaniline (2-IAN), phenyl isothiocyanate (PITC), 4-nitrophenyl disulfide (4-NPDSF) and 4-azido-2-bromoacetophenone (ABAPN) Ideal 자성-표면증강 라만산란 입자.Magnetic-Surface Enhanced Raman Scattering Particles. 자성물질을 포함하는 자성 중심입자 표면에 은나노 입자를 도입하는 단계; Introducing silver nanoparticles into the surface of the magnetic central particle including the magnetic material; 상기 은나노 입자 주변에 표지물질을 고정하는 단계;Fixing a labeling material around the silver nanoparticles; 상기 자성 중심입자, 상기 자성 중심입자 표면에 도입된 은나노 입자, 및 상기 은나노 입자 주변에 고정된 표지물질을 포함하는 입자를 1개 이상 응집시켜 입자 응집체를 제공하는 단계; 및Agglomerating at least one particle including the magnetic central particle, silver nanoparticles introduced into the magnetic central particle, and a labeling substance fixed around the silver nanoparticles to provide a particle aggregate; And 상기 입자 응집체 주변에 실리카 껍질을 형성하는 단계를 포함하는 자성-표면증강 라만산란 입자의 제조방법.A method of manufacturing a magnetic-surface enhanced Raman scattering particle comprising forming a silica shell around the particle aggregate. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 자성 중심입자는 자성물질 및 상기 자성물질을 둘러싸는 실리카 코팅을 포함하는 입자인The magnetic core particle is a particle including a magnetic material and a silica coating surrounding the magnetic material. 자성-표면증강 라만산란 입자의 제조방법.Method for producing magnetic surface-enhanced Raman scattering particles. 제1항 또는 제2항에 따른 자성-표면증강 라만산란 입자;Magnetic-surface enhanced Raman scattering particles according to claim 1 or 2; 상기 자성-표면증강 라만산란 입자 표면에 도입된 작용기; 및Functional groups introduced to the surface of the magnetic-surface enhanced Raman scattering particles; And 상기 작용기에 부착된 리셉터를 포함하는 바이오센서.Biosensor comprising a receptor attached to the functional group. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 작용기는 아민기, 카르복시기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인The functional group is any one or more selected from the group consisting of an amine group, a carboxyl group and a thiol group 바이오센서.Biosensor. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 리셉터는 효소기질, 리간드, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산, 지질, 코펙터, 탄수화물 및 항체로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인The receptor is any one or more selected from the group consisting of enzyme substrates, ligands, amino acids, peptides, proteins, nucleic acids, lipids, cofactors, carbohydrates and antibodies. 바이오센서.Biosensor. 제1항 또는 제2항에 따른 자성-표면증강 라만산란 입자 표면에 작용기를 도입하는 단계; 및Introducing a functional group to the surface of the magnetic-surface enhanced Raman scattering particles according to claim 1; And 상기 작용기에 리셉터를 부착시키는 단계를 포함하는 바이오센서의 제조방법.A method of manufacturing a biosensor comprising attaching a receptor to the functional group. 제8항에 따른 바이오센서를 이용하는 것을 특징으로 하는, 상기 바이오센서의 리셉터와 결합하거나 반응하는 표적 바이오물질의 검출방법으로서,A method for detecting a target biomaterial that binds to or reacts with a receptor of the biosensor, comprising using the biosensor according to claim 8. 상기 검출은 라만산란, 자기장, 또는 라만산란 및 자기장을 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 검출방법.The detection method is characterized by using Raman scattering, magnetic field, or Raman scattering and magnetic field. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 표적 바이오물질은 효소, 단백질, 핵산, 올리고당, 펩티드, 아미노산, 세포, 암세포, 암줄기세포, 항원 및 압타머로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인The target biomaterial is any one or more selected from the group consisting of enzymes, proteins, nucleic acids, oligosaccharides, peptides, amino acids, cells, cancer cells, cancer stem cells, antigens and aptamers. 검출방법.Detection method. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 암세포는 유방암세포, 폐암세포 및 백혈병세포 중 어느 하나인The cancer cell is any one of breast cancer cells, lung cancer cells and leukemia cells 검출방법.Detection method. 자성물질을 포함하는 자성 중심입자; 및Magnetic central particles comprising a magnetic material; And 상기 자성 중심입자 표면에 도입된 은나노 입자를 포함하는 입자가 1개 이상 응집되어 이루어진One or more particles including silver nanoparticles introduced on the magnetic central particle surface are aggregated. 은나노 자성입자. Silver nano magnetic particles. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 자성 중심입자는 자성물질 및 상기 자성물질을 둘러싸는 실리카 코팅을 포함하는 입자인The magnetic core particle is a particle including a magnetic material and a silica coating surrounding the magnetic material. 은나노 자성입자.Silver nano magnetic particles. 자성물질을 포함하는 자성 중심입자 표면에 은나노 입자를 도입하는 단계; 및Introducing silver nanoparticles into the surface of the magnetic central particle including the magnetic material; And 상기 은나노 입자가 도입된 자성 중심입자를 1개 이상 응집시키는 단계를 포 함하는 은나노 자성입자의 제조방법.A method for producing silver nano-magnetic particles comprising the step of agglomerating one or more magnetic central particles into which the silver nano particles are introduced. 제17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 자성 중심입자는 자성물질 및 상기 자성물질을 둘러싸는 실리카 코팅을 포함하는 입자인The magnetic core particle is a particle including a magnetic material and a silica coating surrounding the magnetic material. 은나노 자성입자의 제조방법.Method for producing silver nano magnetic particles. 제15항 또는 제16항에 따른 은나노 자성입자를 이용하는 것을 특징으로 하는, 상기 은나노 자성입자 중의 은나노 입자와 결합할 수 있는 물질의 검출방법으로서,A method for detecting a substance capable of binding to silver nanoparticles in the silver nanomagnetic particles, wherein the silver nanomagnetic particles according to claim 15 or 16 are used. 상기 검출은 라만산란, 자기장, 또는 라만산란 및 자기장을 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 검출방법.The detection method is characterized by using Raman scattering, magnetic field, or Raman scattering and magnetic field. 제19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 은나노 입자와 결합할 수 있는 물질은 메틸 파라티온, 페놀 및 아데닌 중 어느 하나인The material capable of bonding with the silver nanoparticles is any one of methyl parathion, phenol and adenine. 검출방법.Detection method.
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