KR102028432B1 - Methods for surface-enhanced Raman scattering using three-dimensional porous nanoplasmonic network - Google Patents

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KR102028432B1 KR1020180033150A KR20180033150A KR102028432B1 KR 102028432 B1 KR102028432 B1 KR 102028432B1 KR 1020180033150 A KR1020180033150 A KR 1020180033150A KR 20180033150 A KR20180033150 A KR 20180033150A KR 102028432 B1 KR102028432 B1 KR 102028432B1
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    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals

Abstract

3차원 다공성 나노플라즈몬 네트워크를 이용한 표면증강라만 분석법에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에서 제공되는 3차원 다공성 나노플라즈몬 네트워크 구조체는 친환경적인 소재와 경제적인 제조방법으로 제조될 수 있고, 고체상, 액체상, 기체상, 또는 친수성, 소수성의 구분 없이 분석대상물질을 용이하게 분석할 수 있을 뿐만 아니라, 레이저가 통과하는 기공에 많은 금속 나노입자와 분석물이 존재할 수 있으므로 종래의 기판 기반 광학 구조체에 비해 현저히 강한 라만 신호를 얻을 수 있는 효과가 있다.The surface-enhanced Raman analysis method using a three-dimensional porous nanoplasmon network, the three-dimensional porous nanoplasmon network structure provided in an aspect of the present invention can be produced by an environmentally friendly material and an economical manufacturing method, solid phase, liquid phase, Not only can the analyte be easily analyzed without distinguishing the gas phase or hydrophilicity or hydrophobicity, but also a lot of metal nanoparticles and analytes may exist in the pores through the laser, which is significantly stronger than the conventional substrate-based optical structure. This has the effect of obtaining a Raman signal.

Description

3차원 다공성 나노플라즈몬 네트워크를 이용한 표면증강라만 분석법{Methods for surface-enhanced Raman scattering using three-dimensional porous nanoplasmonic network}Method for surface-enhanced Raman scattering using three-dimensional porous nanoplasmonic network

3차원 다공성 나노플라즈몬 네트워크를 이용한 표면증강라만 분석법에 관한 것이다.Surface enhanced Raman analysis using three-dimensional porous nanoplasmon network.

오늘날 환경오염 문제가 심각해지면서 각종 중금속 및 유기인계 화합물과 같은 환경오염 물질의 조기 검출에 대한 필요성이 증대되고 있다. 또한, 국제사회에서 테러에 의한 위협이 고조되면서 탄저 및 사린과 같은 각종 바이오테러 물질의 조기 검출에 대한 필요성 또한 증대되고 있다. 나아가, 체내에서 질병의 발현이 일어나기 전에 피검체로부터 분리한 생체시료에 존재하는 바이오마커를 검출하여 사망률이 높은 암이나 심장 질환 등을 조기에 진단하고 예방하기 위한 필요성이 높아지고 있다.As the environmental pollution problem becomes serious, the need for early detection of environmental pollutants such as various heavy metals and organophosphorus compounds is increasing. In addition, as the threat of terrorism increases in the international community, the need for early detection of various bioterrorism substances such as anthrax and sarin is increasing. In addition, there is a growing need to detect biomarkers present in biological samples separated from a subject before the onset of disease in the body and to diagnose and prevent cancer and heart disease with high mortality early.

따라서, 상기와 같은 위험물질을 신속하고 정확하게 검출하여 그 확산을 차단하고, 질병이 의심되는 환자로부터 바이오마커를 검출하여 진단하는 것은 매우 중요한 과제가 아닐 수 없으며, 이러한 각종 화학물질 또는 바이오마커의 극미량 분석 기술의 개발은 환경 모니터링, 법 과학, 국토방위, 의료 분야에서 매우 중요한 문제로 대두되고 있는 실정이다.Therefore, it is very important to detect such dangerous substances quickly and accurately, block their spread, and detect and diagnose biomarkers from patients suspected of having diseases, and trace amounts of such chemicals or biomarkers are very important. The development of analytical technologies has emerged as an important issue in environmental monitoring, forensic science, homeland defense, and healthcare.

기존의 환경 오염물질 또는 바이오 분자 등의 분석 기술은 복잡한 전처리 과정을 필요로 할 뿐만 아니라, 이동이 불가능하거나 매우 불편한 대형의 분석장비를 필요로 하여, 분석시 오랜 시간과 노력이 소요된다는 단점이 있었다.Existing analytical technologies such as environmental pollutants or biomolecules not only require complicated pretreatment processes but also require large analytical equipment that is not mobile or very inconvenient, which requires a long time and effort in analysis. .

이와 관련하여, 근래에는 표면 증강 라만산란(Surface Enhanced Raman Scattering, SERS)은 높은 민감도(sensitivity)로 인해 유해 화학물질(chemical)을 탐지하고 바이오 분자를 분석하는 방법으로 각광받고 있다.In this regard, recently, Surface Enhanced Raman Scattering (SERS) has been spotlighted as a method for detecting harmful chemicals and analyzing biomolecules due to its high sensitivity.

이 분야에서는 라만 신호증폭이 크고 신뢰성이 있는 SERS 기판으로 이용할 수 있는 특정 구조에 대한 연구가 계속되고 있다. 가령, 금, 은과 같은 금속 나노입자들을 원하는 모양 및 형상으로 만들기 위해서, 이온빔 리소그래피, 전자빔 리소그래피, 나노스피어 리소그래피 및 금속의 진공 증착법을 활용하거나, 작은 나노입자들을 기판위에서 나노클러스터 형태로 모으는 방법이 이용되고 있다. 이 기술들은 나노입자들 사이의 거리 조절을 통하여 라만 신호가 증폭될 수 있는 핫-스팟(Hot-spot)을 만드는 데 이용된다.In this area, research continues on specific structures that can be used as Raman signal amplification and reliable SERS substrates. For example, to make metal nanoparticles such as gold and silver into a desired shape and shape, ion beam lithography, electron beam lithography, nanosphere lithography and vacuum deposition of metals can be used, or small nanoparticles can be collected in nanocluster form on a substrate. It is used. These techniques are used to create hot spots where the Raman signal can be amplified by controlling the distance between nanoparticles.

그러나 이 기술들은 비용이 많이 들고 제조공정이 복잡하다는 문제가 있다. 경제적이고 안정적이며 신뢰성 있는 SERS 측정을 위한 금속 나노 구조체를 만들기 위해서 실리콘 나노와이어 어레이로 은 나노입자를 코팅하거나, 금 나노입자를 가지는 다공성 알루미늄 막, 및 할로우 금 나노구조체에 대한 기술이 보고되었다.However, these technologies are expensive and the manufacturing process is complicated. Techniques for coating silver nanoparticles with silicon nanowire arrays, porous aluminum membranes with gold nanoparticles, and hollow gold nanostructures have been reported to make metal nanostructures for economical, stable and reliable SERS measurements.

현재, SERS에 사용 가능한 기판은 라만 산란의 증강 및 검출에 다양한 결함을 가지고 있다. 라만 산란 신호는 일반적으로, 특히 플랫(flat) 기판에서 비교적 약하다(특허문헌 1). 약한 라만 신호는 저농도의 시료에 존재하는 분자 종을 검출하고 확인하는 것을 어렵게 한다. 더욱이, 사용할 수 있는 기판이 라만 산란 신호를 증강시키더라도, 라만 산란 신호의 증강은 대개 기판의 국부적인 영역(localized area)에서 일어나며, 저농도 시료의 경우 존재하는 분자들의 분포가 기판 표면에 걸쳐 균일하게 흡착되지 않아 재현성 있는 라만 신호를 얻는 것이 어렵다. 증강된 라만 산란 신호를 얻을 수 있는 영역은 기판 표면의 전체 영역과 비교하면 상대적으로 작다. 라만 산란 신호를 얻을 수 있는 영역의 편재화는 재현성 있는 신호를 측정하기 위한 레이저 광의 조사 위치를 특정하는 것을 부담스럽게 하며, 따라서 분자 종을 검출하고 확인하는 것을 어렵게 한다.Currently, substrates available for SERS have various defects in the enhancement and detection of Raman scattering. Raman scattering signals are generally relatively weak, especially in flat substrates (Patent Document 1). Weak Raman signals make it difficult to detect and identify molecular species present in low concentration samples. Moreover, although the usable substrate enhances the Raman scattering signal, the enhancement of the Raman scattering signal usually occurs in the localized area of the substrate, and for low concentration samples the distribution of molecules present is uniform across the substrate surface. It is difficult to obtain a reproducible Raman signal because it is not adsorbed. The area from which the enhanced Raman scattering signal can be obtained is relatively small compared to the entire area of the substrate surface. Localization of the region from which a Raman scattering signal can be obtained burdens specifying the irradiation position of the laser light to measure the reproducible signal, thus making it difficult to detect and identify molecular species.

이에, 종래의 기판을 기반으로 하는 표면증강라만 분석법이 갖는 한계점을 극복할 수 있는 새로운 표면증강라만 분석법과, 이러한 분석법에 사용할 수 있는 표면증강라만 분석용 구조체가 요구되고 있다.Accordingly, there is a need for a new surface enhancement Raman analysis method that can overcome the limitations of the conventional surface enhancement Raman analysis method based on the substrate, and a surface enhancement Raman analysis structure that can be used for such an analysis method.

대한민국 공개특허 10-2009-0001015Republic of Korea Patent Publication 10-2009-0001015

본 발명의 일 측면에서의 목적은 3차원 다공성 나노플라즈몬 네트워크 기반의 표면증강라만 분석용 광학 구조체를 제공하는 것이다.An object in one aspect of the present invention is to provide an optical structure for surface enhancement Raman analysis based on a three-dimensional porous nanoplasmon network.

본 발명의 다른 일 측면에서의 목적은 상기 표면증강라만 분석용 광학 구조체의 제조방법을 제공하는 것이다.It is an object of another aspect of the present invention to provide a method for manufacturing the surface enhanced Raman analysis optical structure.

본 발명의 또 다른 측면에서의 목적은 상기 표면증강라만 분석용 광학 구조체를 사용한, 분석 시료 내 분석대상물질의 존재 여부를 판단하기 위한 검출방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a detection method for determining the presence of an analyte in an analytical sample, using the surface-enhanced Raman analysis optical structure.

상기 목적을 달성하기 위하여,In order to achieve the above object,

본 발명의 일 측면에서 내부에 기공이 형성된 고분자 재질의 매트릭스; 및In one aspect of the invention the matrix of the polymer material with pores formed therein; And

상기 매트릭스에 분산된 금속 나노입자를 포함하는, 표면증강라만 분석용 광학 구조체가 제공된다.Provided is a surface enhanced Raman analysis optical structure comprising metal nanoparticles dispersed in the matrix.

또한, 본 발명의 다른 일 측면에서 수용해성 물질로 이루어지는 디스크 형태의 주형(template)을 준비하는 단계;In addition, in another aspect of the present invention comprising the steps of preparing a template (template) in the form of a water-soluble material;

고분자 물질을 포함하는 제1 용액 및 금속이온을 포함하는 제2 용액의 혼합용액에, 상기 주형을 침지하여 주형 내 혼합용액를 흡수시키는 단계;Immersing the mold in a mixed solution of a first solution containing a polymer material and a second solution containing a metal ion to absorb the mixed solution in the mold;

주형에 흡수된 혼합용액의 고분자 물질을 경화시키는 단계; 및Curing the polymer material of the mixed solution absorbed into the mold; And

수용해성 물질을 제거하는 단계;를 포함하는, 표면증강라만 분석용 광학 구조체의 제조방법이 제공된다.Removing the water-soluble material; provides a method for producing a surface-enhanced Raman analysis optical structure.

나아가, 본 발명의 또 다른 일 측면에서 상기 표면증강라만 분석용 광학 구조체에 분석 시료를 담지하는 단계; 및Further, in another aspect of the invention, the step of supporting the analysis sample on the surface enhancement Raman analysis optical structure; And

레이저 광을 조사하는 단계;를 포함하는, 분석 시료 내 분석대상물질의 존재 여부를 판단하기 위한 검출방법이 제공된다.Irradiating laser light is provided, comprising a detection method for determining the presence of the analyte in the analysis sample.

본 발명의 일 측면에서 제공되는 3차원 다공성 나노플라즈몬 네트워크 구조체는 친환경적인 소재와 경제적인 제조방법으로 제조될 수 있고, 고체상, 액체상, 기체상, 또는 친수성, 소수성의 구분 없이 분석대상물질을 용이하게 분석할 수 있을 뿐만 아니라, 레이저가 통과하는 기공에 많은 금속 나노입자와 분석물이 존재할 수 있으므로 종래의 기판 기반 광학 구조체에 비해 현저히 강한 라만 신호를 얻을 수 있는 효과가 있다.The three-dimensional porous nanoplasmon network structure provided in one aspect of the present invention may be manufactured by an environmentally friendly material and an economical manufacturing method, and easily analyzes analytes without distinguishing solid, liquid, gas, or hydrophilic or hydrophobic properties. In addition to being able to analyze, many metal nanoparticles and analytes may be present in the pores through which the laser passes, thereby achieving a significantly stronger Raman signal than conventional substrate-based optical structures.

도 1은 본 발명의 일 측면에서 제공되는 3차원 플라즈몬 네트워크의 제조 스킴을 나타내는 이미지이며, 도 1 내 scale bar는 2 mm를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 측면에서 제공되는 3차원 플라즈몬 네트워크의 유연성을 평가한 결과를 나타내는 이미지이다.
도 3은 본 발명의 일 측면에서 제공되는 3차원 플라즈몬 네트워크의 흡착 특성을 평가한 결과를 나타내는 이미지이다.
도 4는 본 발명의 일 측면에서 제공되는 3차원 플라즈몬 네트워크의 형태 및 광학 특성을 평가한 결과를 나타내는 이미지이다.
도 5는 본 발명의 일 측면에서 제공되는 3차원 플라즈몬 네트워크 또는 PDMS의 팽윤 특성을 평가한 결과를 나타내는 이미지이다.
도 6은 PDMS 필름과, 다공성 PDMS 네트워크의 용매에 의한 팽창률을 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 측면에서 제공되는 3차원 플라즈몬 네트워크의 SERS 검출 평가 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은 최적화를 위해, 다양한 농도의 금속 전구체와, PDMS 베이스와 경화제의 혼합 비율로 준비된, 다공성 3차원 플라즈몬 네트워크의 SERS 신호를 체계적으로 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 다공성 3차원 플라즈몬 네트워크를 이용하여 아데닌, BPE, DCI, CMIT/MIT 저분자의 라만 강도를 검량선으로 표현한 그래프이다.
도 10은 혼합된 유기 화합물의 SERS 스펙트럼을 나타내는 확대 그래프이다.
도 11은 Ag-플라즈몬 네트워크를 사용하여, 기체 상태의 톨루엔 검출 결과를 나타내는 그래프이다.
1 is an image showing a manufacturing scheme of a three-dimensional plasmon network provided in an aspect of the present invention, the scale bar in Figure 1 represents 2 mm.
Figure 2 is an image showing the results of evaluating the flexibility of the three-dimensional plasmon network provided in an aspect of the present invention.
3 is an image showing the results of evaluating the adsorption characteristics of the three-dimensional plasmon network provided in an aspect of the present invention.
Figure 4 is an image showing the results of evaluating the shape and optical properties of the three-dimensional plasmon network provided in one aspect of the present invention.
Figure 5 is an image showing the results of evaluating the swelling characteristics of the three-dimensional plasmon network or PDMS provided in one aspect of the present invention.
6 is a graph showing a result of comparing the expansion rate by the solvent of the PDMS film and the porous PDMS network.
7 is a graph showing the results of SERS detection evaluation of the three-dimensional plasmon network provided in an aspect of the present invention.
8 is a graph showing the results of systematically measuring the SERS signal of a porous three-dimensional plasmon network prepared at various concentrations of metal precursors, a PDMS base, and a curing agent for optimization.
9 is a graph showing the Raman intensity of adenine, BPE, DCI, and CMIT / MIT low molecular weight using a porous three-dimensional plasmon network as a calibration curve.
10 is an enlarged graph showing the SERS spectrum of the mixed organic compounds.
Fig. 11 is a graph showing the toluene detection result in the gas state using an Ag-plasmon network.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 측면에서 내부에 기공이 형성된 고분자 재질의 매트릭스; 및In one aspect of the invention the matrix of the polymer material with pores formed therein; And

상기 매트릭스에 분산된 금속 나노입자를 포함하는, 표면증강라만 분석용 광학 구조체가 제공된다.Provided is a surface enhanced Raman analysis optical structure comprising metal nanoparticles dispersed in the matrix.

이때, 상기 고분자는 경화될 수 있는 고분자라면 제한 없이 사용 가능하며, 몇 가지 구체예로는 폴리다이메틸실록산 (PDMS: Polydimethylsiloxane), 폴리우레탄 아크릴레이트 (PUA: Polyurethane acrylate), 퍼플루오르폴리에터 (PFPE: Perfluoropolyether), 폴리에스테르 아크릴레이트 (Polyester acrylate), 폴리카프로락톤 (PCL: Polycaprolactone), 폴리락트산 (PLA: Polylactic acid), 에틸셀룰로스 (EC: Ethylcellulose), 폴리스티렌 (PS: Polystyrene), 폴리테트라 플루오로에틸렌 (PTFE: Polytetrafluoroethylene), 폴리프로필렌-에폭시(PP-epoxy), 폴리 알콕시실란 오르가노겔(Poly(alkoxysilane) organogels) 등이 있다. 이들은 단독으로 사용할 수도 있고, 조합하여 사용할 수도 있다. 하나의 구체예로 PDMS는 소수성이므로 네트워크에는 소수성 시료를, 기공에는 친수성 시료를 간단한 물리/화학적 방법으로 위치시킬 수 있어 친유성(소수성), 친수성 시료를 모두 측정할 수 있다. 상기 고분자는 상기 표면증강라만 분석용 광학 구조체를 지지하는 역할을 한다. 상기 고분자 재질의 매트릭스는 스폰지(sponge) 타입일 수 있다.In this case, the polymer may be used without limitation as long as it is a polymer that can be cured, and in some embodiments, polydimethylsiloxane (PDMS: Polydimethylsiloxane), polyurethane acrylate (PUA: Polyurethane acrylate), and perfluoropolyether ( PFPE: Perfluoropolyether, Polyester acrylate, Polycaprolactone (PCL), Polylactic acid (PLA), Ethylcellulose (EC), Polystyrene (PS: Polystyrene), Polytetrafluoro Polytetrafluoroethylene (PTFE), polypropylene-epoxy, polyalkoxysilane organogels, and the like. These may be used alone or in combination. In one embodiment, since PDMS is hydrophobic, hydrophobic samples can be placed in the network and hydrophilic samples in the pores, so that both lipophilic (hydrophobic) and hydrophilic samples can be measured. The polymer serves to support the surface enhancement Raman analysis optical structure. The polymer matrix may be a sponge type.

또한, 상기 기공은 300 내지 600 ㎛의 평균 직경일 수 있으나, 이에 제한되는 것을 아니다.In addition, the pores may be an average diameter of 300 to 600 ㎛, but is not limited thereto.

나아가, 상기 금속 나노입자는 외부에서 유입되는 빛의 흡수 또는 집중이 가능토록 하는 플라즈몬(Plasmon) 입자로서, 표면증강라만 분석에 통상적으로 사용되는 금속이면 제한 없이 사용할 수 있으나, 구체예로서 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt)을 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.In addition, the metal nanoparticles are plasmon particles that allow the absorption or concentration of light flowing from the outside, and may be used without limitation as long as they are metals commonly used for surface enhancement Raman analysis. ), Silver (Ag) and platinum (Pt) may be used alone or in combination.

본 발명의 다른 일 측면에서 수용해성 물질로 이루어지는 디스크 형태의 주형(template)을 준비하는 단계;In another aspect of the invention comprising the steps of preparing a template (template) in the form of a water-soluble material;

고분자 물질을 포함하는 제1 용액 및 금속이온을 포함하는 제2 용액의 혼합용액에, 상기 주형을 침지하여 주형 내 혼합용액를 흡수시키는 단계;Immersing the mold in a mixed solution of a first solution containing a polymer material and a second solution containing a metal ion to absorb the mixed solution in the mold;

주형에 흡수된 혼합용액의 고분자 물질을 경화시키는 단계; 및Curing the polymer material of the mixed solution absorbed into the mold; And

수용해성 물질을 제거하는 단계;를 포함하는, 표면증강라만 분석용 광학 구조체의 제조방법이 제공된다.Removing the water-soluble material; provides a method for producing a surface-enhanced Raman analysis optical structure.

상기 수용해성 물질로 이루어지는 디스크(disk) 형태의 주형(template)을 준비하는 단계에서, 상기 수용해성 물질은 물에 용해되는 물질이라면 제한 없이 사용 가능하며, 몇 가지 구체예를 들면 설탕, 소금 등이 있다. 상기 수용해성 물질로 이루어지는 디스크 형태의 주형은 수용해성 물질을 단순히 성형하여 준비할 수 있으므로 경제적으로 이점이 있다. 수용해성 물질을 성형할 때 수용해성 물질에 점착성을 부여하기 위하여 소량의 물을 사용할 수도 있다.In preparing a template in the form of a disk (disk) consisting of the water-soluble material, the water-soluble material can be used without limitation, so long as it is a material that is soluble in water, for example, sugar, salt, etc. have. The disk-shaped mold made of the water-soluble material is economically advantageous because it can be prepared by simply molding the water-soluble material. A small amount of water may be used to impart tackiness to the water soluble material when molding the water soluble material.

상기 고분자 물질을 포함하는 제1 용액 및 금속이온을 포함하는 제2 용액의 혼합용액에, 상기 주형을 침지하여 주형 내 혼합용액를 흡수시키는 단계에서, 상기 고분자 물질과 금속이온의 금속은 상술한 바와 같다. 상기 제2 용액에 포함되는 금속이온은 AgNO3, HAuCl4, H2PtCl6 등의 금속염 형태로 존재할 수 있다. 상기 단계와 같이 주형을 혼합용액에 침지하면, 혼합용액이 주형 내부에 형성된 기공으로 모세관 현상으로 주입된다. 상기 금속이온을 포함하는 제2 용액의 금속이온 농도는 1 내지 10 mM 범위일 수 있다.In the step of absorbing the mixed solution in the mold by immersing the mold in the mixed solution of the first solution containing the polymer material and the second solution containing the metal ion, the metal of the polymer material and the metal ion is as described above. . Metal ions included in the second solution may be present in the form of metal salts such as AgNO 3 , HAuCl 4 , H 2 PtCl 6, and the like. When the mold is immersed in the mixed solution as described above, the mixed solution is injected into the pores formed inside the mold by capillary action. The metal ion concentration of the second solution including the metal ion may range from 1 to 10 mM.

상기 주형에 흡수된 혼합용액의 고분자 물질을 경화시키는 단계는 경화제에 의해 촉진될 수 있다. 즉, 고분자 물질을 포함하는 제1 용액은 경화제를 더 포함할 수 있다. 이때, 고분자 물질과 경화제는 5 내지 10:1의 중량 비율로 제1 용액에 포함될 수 있다. 또한, 상기 경화는 혼합용액이 흡수된 주형을 40 내지 90℃로 열처리하여 더욱 촉진될 수 있다.Curing the polymer material of the mixed solution absorbed in the mold may be facilitated by a curing agent. That is, the first solution including the polymer material may further include a curing agent. In this case, the polymer material and the curing agent may be included in the first solution in a weight ratio of 5 to 10: 1. In addition, the curing may be further accelerated by heat-treating the mold in which the mixed solution is absorbed at 40 to 90 ° C.

상기 경화제는 Si-H기를 포함할 수 있고, 상기 Si-H기에 의하여 제2 용액의 전구체에 포함된 금속 이온이 환원됨으로써 금속 나노 입자가 형성될 수 있다. 이와 같이, 제1 용액이 경화됨에 따라 금속 이온은 자연적으로 환원되어 나노 입자로 형성될 수 있고, 결과적으로 고분자 재질의 매트릭스에 금속 나노입자가 균일하게 분산되어 위치할 수 있게 된다. 경화제의 예시로는 디메틸 메틸하이드로젠 실록산(Dimethyl, methylhydrogen siloxane)일 수 있다.The curing agent may include an Si—H group, and metal nanoparticles may be formed by reducing the metal ions included in the precursor of the second solution by the Si—H group. As such, as the first solution is cured, the metal ions may be naturally reduced to form nanoparticles, and as a result, the metal nanoparticles may be uniformly dispersed in the polymer matrix. An example of a curing agent may be dimethyl methylhydrogen siloxane (Dimethyl, methylhydrogen siloxane).

상기 수용해성 물질을 제거하는 단계는 경화된 고분자 물질을 포함하는 주형을 물에 침지하여, 수용해성 물질을 물에 용해시킴으로써 수행할 수 있으나, 수용해성 물질을 주형으로부터 제거할 수 있는 방법이라면 제한 없이 사용할 수 있다.Removing the water-soluble material may be carried out by immersing the mold containing the cured polymer material in water to dissolve the water-soluble material in water, but any method that can remove the water-soluble material from the mold without limitation Can be used.

이러한 방식으로 제조되는 광학 구조체는 고분자 네트워크에 고분자 상에서 환원된 금속 나노입자가 자발적으로 임베딩 되면서 경화된 다공성 나노플라즈몬 구조체이므로, 레이저가 통과하는 포컬 볼륨 내에 다수의 금속 나노입자 및 분석물질이 배치될 수 있어 전자기효과에 의한 라만 신호 증폭 효과를 크게 얻을 수 있다는 점에서, 종래의 2차원 또는 3차원 기판과 구성이 현저히 상이하다.Since the optical structure manufactured in this manner is a porous nanoplasmon structure cured by spontaneous embedding of reduced metal nanoparticles on a polymer in a polymer network, a plurality of metal nanoparticles and analytes may be disposed in a focal volume through which a laser passes. Therefore, the structure is significantly different from the conventional two-dimensional or three-dimensional substrate in that the Raman signal amplification effect by the electromagnetic effect can be largely obtained.

본 발명의 또 다른 일 측면에서 상기 표면증강라만 분석용 광학 구조체에 분석 시료를 담지하는 단계; 및In another aspect of the invention, the step of supporting the analysis sample on the surface enhancement Raman analysis optical structure; And

레이저 광을 조사하는 단계;를 포함하는, 분석 시료 내 분석대상물질의 존재 여부를 판단하기 위한 검출방법이 제공된다.Irradiating laser light is provided, comprising a detection method for determining the presence of the analyte in the analysis sample.

상기 표면증강라만 분석용 광학 구조체에 분석 시료를 담지하는 방법은, 물리적인 방법으로 분석 시료를 광학 구조체에 흡착시켜 수행할 수 있다. 분석 시료가 고체상이면 광학 구조체에 접촉시키면 되고, 분석 시료가 액체상이면 광학 구조체에 흡수시키면 되고, 분석 시료가 기체상이면 광학 구조체에 기체상 분석 시료를 불어 넣으면 된다. 상기 레이저 광은 라만 분석에 사용하는 레이저 광이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 구체예로서 파장 범위는 400 내지 800 nm인 것을 사용할 수 있다.The method of supporting the analysis sample on the surface-enhanced Raman analysis optical structure may be performed by adsorbing the analysis sample to the optical structure by a physical method. What is necessary is just to contact an optical structure when an analytical sample is a solid state, and to absorb it into an optical structure when an analytical sample is a liquid phase, and to blow a gaseous analytical sample into an optical structure when an analytical sample is a gaseous phase. The laser light can be used without limitation as long as it is a laser light used for Raman analysis, and a specific wavelength range of 400 to 800 nm can be used.

본 발명의 일 측면에서 제공되는 상기 검출방법은, 분석물이 소수성(친유성)이거나, 소수성 용매에 분산되어 있을 경우 쉽게 고분자 네트워크에 흡착되며, 친수성이거나 친수성 용매에 분산되어 있을 경우 화학적 또는 물리적 방법을 이용해 기공에 분석물을 동시에 가둘 수 있다.The detection method provided in one aspect of the present invention, if the analyte is hydrophobic (lipophilic), or dispersed in a hydrophobic solvent easily adsorbed to the polymer network, chemical or physical method when the hydrophilic or hydrophilic solvent is dispersed You can simultaneously trap the analyte in the pores.

또한, 상기 광학 구조체의 3차원 다공성 구조로 인해 레이저 포컬 볼륨(laser focal volumn)과 유사한 기공 사이즈로 인해 빛이 통과하는 부분에 많은 나노 입자와 분석물이 존재할 수 있어 표면증강라만 활성이 극대화될 수 있다.In addition, due to the three-dimensional porous structure of the optical structure, due to the pore size similar to the laser focal volumn, many nanoparticles and analytes may exist in the light passing portion, thereby maximizing surface enhancement activity only. have.

본 발명의 일 측면에서 제공되는 3차원 다공성 나노플라즈몬 네트워크 구조체는 친환경적인 소재와 경제적인 제조방법으로 제조될 수 있고, 고체상, 액체상, 기체상, 또는 친수성, 소수성의 구분 없이 분석대상물질을 용이하게 분석할 수 있을 뿐만 아니라, 레이저가 통과하는 기공에 많은 금속 나노입자와 분석물이 존재할 수 있으므로 종래의 기판 기반 광학 구조체에 비해 현저히 강한 라만 신호를 얻을 수 있는 효과가 있다.The three-dimensional porous nanoplasmon network structure provided in one aspect of the present invention may be manufactured by an environmentally friendly material and an economical manufacturing method, and easily analyzes analytes without distinguishing solid, liquid, gas, or hydrophilic or hydrophobic properties. In addition to being able to analyze, many metal nanoparticles and analytes may be present in the pores through which the laser passes, thereby achieving a significantly stronger Raman signal than conventional substrate-based optical structures.

특히, 본 발명에서는 광학 구조체인 3차원 다공성 나노플라즈몬 네트워크에 액상 시료를 흡착시켜 라만 분석을 수행한 결과, 표지 물질을 사용하지 않고, 라만 활성 분자뿐만 아니라, 가습기 살균제의 성분을 포함하는 환경/생물학적으로 중요한 다양한 분자들에 대한 증폭된 라만 신호를 저농도에서도(~100 nM) 측정할 수 있었다.In particular, in the present invention, the Raman analysis was performed by adsorbing a liquid sample to the three-dimensional porous nanoplasmon network, which is an optical structure, and, as a result, does not use a labeling substance, but includes an environmental / biological environment containing not only a Raman active molecule but also a component of a humidifier disinfectant. As a result, the amplified Raman signal for various important molecules can be measured at low concentrations (~ 100 nM).

이하, 본 발명을 실시예 및 실험예를 통해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through Examples and Experimental Examples.

단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 일 측면에서 구체적으로 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.However, the following Examples and Experimental Examples are only illustrative of the present invention in detail, but the present invention is not limited thereto.

실험재료 준비Preparation of Experimental Materials

PDMS 엘라스토머 키트 (Sylgard 184)는 Dow Corning Corporation (Michigan, USA)으로부터 구매하여 준비하였다. 금(III) 염화물 삼수화물 (HAuCl4·3H2O, 48.5% - 50.25%), 질산은 (AgNO3), 결정화 설탕 (수크로오스, 99.9%), Rhodamine 6G (R6G), NBA 과염소산 염 (nile blue a perchlorate), 아데닌, 1,2-bis(4-pyridyl)ethylene (BPE), diethyl cyanine iodide (DCI), 톨루엔 (C6H5CH3, 99.8%), 벤젠 (C6H6, 99.9%) 및 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one/2-methyl-4-isothiazolin-3-one (CMIT/MIT)는 Sigma-Aldrich, Missouri, USA로부터 구매하여 준비하였다. 큐멘 (C9H12, 95%)은 Acros Organics, Geel, Belgium으로부터 구매하여 준비하였다. 클로로포름 (CHCl3, 99%)은 Junsei Chemicals, Tokyo, Japan으로부터 구매하여 준비하였다. 에탄올 (C2H5OH, 95%), 황산 (H2SO4, 95%) 및 과산화수소 (H2O2, 34.5%)는 Samchun Chemical Co., Seoul, Korea로부터 구매하여 준비하였다.PDMS elastomer kit (Sylgard 184) was purchased from Dow Corning Corporation (Michigan, USA) and prepared. Gold (III) chloride trihydrate (HAuCl 4 · 3H 2 O, 48.5%-50.25%), silver nitrate (AgNO 3 ), crystallized sugar (sucrose, 99.9%), Rhodamine 6G (R6G), NBA perchlorate (nile blue a perchlorate), adenine, 1,2-bis (4-pyridyl) ethylene (BPE), diethyl cyanine iodide (DCI), toluene (C 6 H 5 CH 3 , 99.8%), benzene (C 6 H 6 , 99.9%) And 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one / 2-methyl-4-isothiazolin-3-one (CMIT / MIT) were purchased from Sigma-Aldrich, Missouri, USA and prepared. Cumene (C 9 H 12 , 95%) was purchased from Acros Organics, Geel, Belgium and prepared. Chloroform (CHCl 3 , 99%) was purchased from Junsei Chemicals, Tokyo, Japan and prepared. Ethanol (C 2 H 5 OH, 95%), sulfuric acid (H 2 SO 4 , 95%) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 , 34.5%) were purchased from Samchun Chemical Co., Seoul, Korea.

<< 실시예Example 1>  1> 플라즈몬Plasmon 네트워크( network( plasmonicplasmonic networks)의 제조 1 manufacture of networks 1

플라즈몬 네트워크 제조를 위해, 과립의 설탕 결정 주형(templates)과, PDMS (폴리디메틸실록산) 및 금속 전구체 혼합용액을 사용하였다.For the preparation of plasmon network, granulated sugar crystal templates and PDMS (polydimethylsiloxane) and metal precursor mixed solution were used.

보다 구체적으로, 과립의 설탕 결정(약 500±92μm의 짧은 평균 축 길이를 갖는 직사각형 형태)을, 접착제로서의 역할을 하는 몇 방울의 물과 함께 디스크(disk) 형태로 성형하고, 오븐에서 건조시켜, 네트워크 주형을 준비하였다. 금(Au) 이온 수용액을 미경화(uncured) PDMS와 혼합하여 플라즈몬 네트워크 제조를 위한 모재(base material) 혼합용액을 제조하였다. 이때, 상기 미경화 PDMS는 PDMS 모너머 및 경화제를 포함하는 Dow 사의 Sylgard 184를 사용하였다.More specifically, the granulated sugar crystals (rectangular form having a short average axial length of about 500 ± 92 μm) are shaped into disks with a few drops of water serving as an adhesive and dried in an oven, A network template was prepared. A gold (Au) aqueous solution was mixed with an uncured PDMS to prepare a base material mixed solution for the preparation of plasmon network. At this time, the uncured PDMS was used Sylgard 184 of Dow, including PDMS monomer and curing agent.

상기 설탕으로 제조된 네트워크 주형을, 상기 모재 혼합용액에 침지하고 15분 동안 탈기 (degassed) 하였다. 이 과정에서, 상기 모재 혼합용액은 모세관 작용에 의해 설탕으로 제조된 네트워크 주형에 흡수되었다. 탈기 후, PDMS 네트워크를 고화시키기 위하여 오븐 내 65℃에서 1시간 동안 경화를 유도하였다. 완전히 경화가 유도된 후, 고체 PDMS를 30분 동안 물에서 초음파 처리하여 설탕 주형을 용해 시켰다. 이로써, 내부에 기공이 형성된 3차원 다공성 나노플라즈몬 네트워크를 제조하였다. 실시예 1에 따른 3차원 플라즈몬 네트워크의 제조 스킴은 도 1에 나타내었다. The network mold made of the sugar was immersed in the base metal mixture solution and degassed for 15 minutes. In this process, the base material mixed solution was absorbed into the network mold made of sugar by capillary action. After degassing, curing was induced for 1 hour at 65 ° C. in an oven to solidify the PDMS network. After complete curing was induced, the solid PDMS was sonicated in water for 30 minutes to dissolve the sugar template. As a result, a three-dimensional porous nanoplasmon network having pores formed therein was prepared. The fabrication scheme of the three-dimensional plasmon network according to Example 1 is shown in FIG.

<< 실시예Example 2>  2> 플라즈몬Plasmon 네트워크( network( plasmonicplasmonic networks)의 제조 2 manufacture of networks 2

금(Au) 이온 수용액을 사용하는 대신, 은(Ag) 이온 수용액을 사용하는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 과정을 수행하여 3차원 플라즈몬 네트워크를 제조하였다.Instead of using an aqueous solution of gold (Au) ions, the same procedure as in Example 1 was performed except that the aqueous solution of silver (Ag) was used to prepare a three-dimensional plasmon network.

<< 실험예Experimental Example 1> 물리적 특성 평가 1> Physical property evaluation

실시예 1에서 제조한 3차원 플라즈몬 네트워크의 물리적 특성을 평가하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.In order to evaluate the physical properties of the three-dimensional plasmon network prepared in Example 1, the following experiment was performed.

먼저, 실시예 1에서 제조한 3차원 플라즈몬 네트워크의 유연성(Flexibility)을 평가하기 위하여, 구부려보고, 접어보고, 비틀어본 후 최초 제조된 상태의 형태를 유지하는지 확인한 결과, 어떠한 물리적인 힘을 가하여도 실시예 1에서 제조한 3차원 플라즈몬 네트워크는 최초 형태를 유지하는 탄성 중합체(elastomeric) 임을 확인하였다(도 2).First, in order to evaluate the flexibility of the three-dimensional plasmon network manufactured in Example 1, after confirming that it maintains the shape of the first manufactured state after bending, folding and twisting, it is possible to apply any physical force. The three-dimensional plasmon network prepared in Example 1 was confirmed to be an elastomer (elastomeric) to maintain the original form (Fig. 2).

다음으로, 실시예 1에서 제조한 3차원 플라즈몬 네트워크의 흡착 특성을 평가하기 위하여, 액체 또는 고체 분말을 접촉시켜본 결과, 실시예 1에서 제조한 3차원 플라즈몬 네트워크는 액체와 고체의 구분 없이 접촉된 물질을 용이하게 흡착하는 것을 확인하였다(도 3). 이때, 상기 액체는 명확한 흡착 특성의 평가를 위해 검정색 염료로 염색한 액체를 사용하였고, 상기 고체 분말은 흰색의 마이크로플라스틱 분말을 사용하였다.Next, in order to evaluate the adsorption characteristics of the three-dimensional plasmon network prepared in Example 1, as a result of contacting the liquid or solid powder, the three-dimensional plasmon network prepared in Example 1 was contacted without distinguishing between liquid and solid It was confirmed that the material is easily adsorbed (FIG. 3). In this case, the liquid was dyed with a black dye for the evaluation of the definite adsorption characteristics, the solid powder was used as a white microplastic powder.

이로부터, 실시예 1에서 제조한 3차원 플라즈몬 네트워크는 유연성이 우수할 뿐만 아니라, 다양한 물질을 용이하게 흡착할 수 있는 물리적 특성을 나타냄을 확인하였다.From this, it was confirmed that the three-dimensional plasmon network prepared in Example 1 exhibits not only excellent flexibility but also physical properties that can easily adsorb various materials.

<< 실험예Experimental Example 2> 형태 및 광학 특성 평가 2> morphology and optical properties evaluation

실시예 1, 2에서 제조한 3차원 플라즈몬 네트워크의 형태 및 광학 특성을 평가하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.In order to evaluate the shape and optical properties of the three-dimensional plasmon network prepared in Examples 1 and 2, the following experiment was performed.

먼저, 실시예 1, 2에서 제조한 3차원 플라즈몬 네트워크를 각각, 120분 동안 피라나 용액(황산:과산화수소 = 7:3 v/v)으로 세척한 유리 슬라이드에 위치시켰다. 하이퍼스펙트럴 이미징 분광광도계(hyperspectral imaging spectrophotometer, CytoViva Hyperspectral Imaging System, Auburn, AL, USA)가 설비된 암시야 광학 현미경(dark-field optical microscope, Olympus BX43, Tokyo, Japan)을 사용하여 실시예 1, 2에서 제조한 3차원 플라즈몬 네트워크의 형태를 상세하게 시각화하였다. 네트워크의 산란 스펙트럼은 10× 광학 렌즈로 맵핑(mapped) 하였다. 각 스펙트럼은 0.5초의 노출 시간에서 수집하였고, 네트워크로부터 얻어진 총 50개의 스펙트럼을 평균화하였다. 그 결과를 도 4에 나타내었다.First, the three-dimensional plasmon networks prepared in Examples 1 and 2, respectively, were placed on glass slides washed with piranha solution (sulfuric acid: hydrogen peroxide = 7: 3 v / v) for 120 minutes. Example 1, using a dark-field optical microscope (Olympus BX43, Tokyo, Japan) equipped with a hyperspectral imaging spectrophotometer (CytoViva Hyperspectral Imaging System, Auburn, AL, USA) The shape of the three-dimensional plasmon network prepared in 2 was visualized in detail. The scattering spectrum of the network was mapped with a 10 × optical lens. Each spectrum was collected at an exposure time of 0.5 seconds and averaged a total of 50 spectra obtained from the network. The results are shown in FIG.

도 4의 A는 실시예 1에서 제조한 3차원 플라즈몬 네트워크의 대표적인 형태를 나타내며, (i)는 촬영 사진 모습이고, (ii)는 광학 이미지이고, (iii)은 주사 전자 현미경 사진(scanning electron micrograph)이다. scale bar는 각각 5 mm (검은색), 300 μm (빨간색), 2 μm (흰색) 이다. 광학 이미지인 (ii)로부터, 3차원 플라즈몬 네트워크 내부에 형성되어 있는 기공 크기(pore size)는 평균 300 내지 600 μm 임을 확인하였다. porometer 데이터인 B로부터, 360 μm보다 큰 기공을 통해 50%의 흐름이 발생함을 확인하였으며, 이는 3차원 플라즈몬 네트워크 내부에 미세 기공이 존재함을 뒷받침한다.4A shows a representative shape of the three-dimensional plasmon network prepared in Example 1, (i) is a photographic image, (ii) is an optical image, and (iii) a scanning electron micrograph. )to be. The scale bars are 5 mm (black), 300 μm (red) and 2 μm (white), respectively. From the optical image (ii), it was confirmed that the pore size formed in the three-dimensional plasmon network was 300 to 600 μm on average. From the porometer data B, it was confirmed that 50% of the flow occurred through pores larger than 360 μm, which supports the presence of micropores inside the 3D plasmon network.

도 4의 C와 E는 각각 금속 전구체의 조성과 농도를 조절하여 제조한 금(Au)과 은(Ag)-플라즈몬 네트워크를 상부에서 바라본 이미지이다. 사용한 금속 전구체의 구체적인 종류는 각각 HAuCl4, 또는 AgNO3이다. 금속 전구체의 금속 농도는 각각 (i)이 1 mM이고, (ii)가 2 mM이고, (iii)이 5 mM이고, (iv)가 10 mM이다. scale bar는 1 cm 이다.4C and 4E are images of the gold (Au) and silver (Ag) -plasmon networks prepared by adjusting the composition and the concentration of the metal precursor, respectively. Specific kinds of the metal precursors used are HAuCl 4 or AgNO 3, respectively. The metal concentrations of the metal precursors are (i) 1 mM, (ii) 2 mM, (iii) 5 mM and (iv) 10 mM, respectively. The scale bar is 1 cm.

도 4의 D와 F는 상기 C와 E의 암시야 산란 이미지(dark-field scattering images)이다. scale bar는 200 μm이다.D and F of FIG. 4 are dark-field scattering images of C and E. FIG. The scale bar is 200 μm.

도 4의 G와 H는 상기 C와 E에 상응하는 산란 스펙트럼을 나타낸다. 실시예 1에서 제조한 금(Au)-플라즈몬 네트워크는 600 내지 700 nm 범위에서 뚜렷한 밴드가 확인되었고, 실시예 2에서 제조한 은(Ag)-플라즈몬 네트워크는 약 600 nm에서 스펙트럼 피크가 확인되어, 실시예 1이 실시예 2보다 더욱 긴 파장 영역에서 피크를 나타냄을 확인하였다.4, G and H show scattering spectra corresponding to C and E. The gold (Au) -plasmon network prepared in Example 1 was found to have a distinct band in the range of 600 to 700 nm, and the silver (Ag) -plasmon network prepared in Example 2 was confirmed to have a spectral peak at about 600 nm. It was confirmed that Example 1 shows a peak in a longer wavelength range than Example 2.

<< 실험예Experimental Example 3> 팽창 특성(Swelling properties) 평가 3> Evaluation of Swelling properties

실시예 1, 2에서 제조한 3차원 플라즈몬 네트워크의 팽창 특성을 평가하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.In order to evaluate the expansion characteristics of the three-dimensional plasmon network prepared in Examples 1 and 2, the following experiment was performed.

실시예 1, 2에서 제조한 3차원 플라즈몬 네트워크, 또는 PDMS에 친수성 또는 소수성 용매를 접촉시키기 전과 후의 무게를 측정하였다. 상기 용매로는 증류수(DI), 또는 톨루엔, 벤젠, 에탄올 등의 유기 용매를 사용하였다. 1분 동안의 인큐베이션 후, 네트워크의 무게를 측정하여, 팽창률(swelling ratios)을 계산하는데 사용하였다. 물의 경우, O2 플라즈마-처리를 하여 친수성이 부여된 네트워크를 사용하거나, 또는 물을 격렬하게 교반하여(vigorously vortexed) 물이 물리적으로 네트워크 내 기공에 포획될 수 있도록 하였다. 상기 플라즈마-처리는 2 sccm의 산소 유량에서 10분 동안 100 W에서 수행하였다. 상기 팽창률(swelling ratios)은 하기 수학식 1을 통해 계산하였다.The weight was measured before and after contacting the hydrophilic or hydrophobic solvent with the three-dimensional plasmon network prepared in Examples 1 and 2, or PDMS. Distilled water (DI) or an organic solvent such as toluene, benzene, ethanol was used as the solvent. After incubation for 1 minute, the weight of the network was measured and used to calculate the swelling ratios. In the case of water, O 2 plasma-treatment was used to use hydrophilic networks, or the water was vigorously vortexed so that the water could be physically trapped in the pores in the network. The plasma-treatment was performed at 100 W for 10 minutes at an oxygen flow rate of 2 sccm. The swelling ratios were calculated through Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112018028683897-pat00001
Figure 112018028683897-pat00001

상기 수학식 1에서,In Equation 1,

W s는 용매를 흡착시킨 후의 네트워크 무게이고; 및 W s is the network weight after adsorbing the solvent; And

W d는 용매를 흡착시키기 전의 네트워크 무게이다. W d is the network weight before the solvent is adsorbed.

증류수와 유기 용매(톨루엔, 벤젠, 에탄올)를 사용하여, 금속 나노입자가 없는 다공성 PDMS 구조의 고유한 팽창 특성을 평가한 결과는 도 5의 A 내지 D에 나타내었다.Using distilled water and organic solvents (toluene, benzene, ethanol), the results of evaluating the inherent expansion characteristics of the porous PDMS structure without metal nanoparticles are shown in Figs.

도 5의 A는 금속 나노입자가 없는 다공성(porous) PDMS 구조의 톨루엔 처리전과 후의 대표 이미지를 나타낸다. 톨루엔 처리 전과 후의 대표 이미지로부터, 다공성 PDMS 구조는 약 160%의 부피 팽창이 발생함을 확인하였다. 반면, PDMS 필름을 사용하여 동일한 실험을 수행한 결과로부터 PDMS 필름은 부피 변화가 없음을 확인하였다(도 6). 도 5의 B는 금속 나노입자가 없는 다공성(porous) PDMS 구조에 톨루엔, 벤젠, 에탄올, 물을 각각 처리하였을 경우 관찰되는 PDMS의 팽창률을 나타낸다. 도 5의 B로부터 PDMS는 소수성 용매인 톨루엔 및 벤젠을 용이하게 흡착하여 현저한 팽창률을 나타내는 반면, 친수성 용매인 에탄올과 물은 용이하게 흡착하지 못하여 소수성 용매의 경우에 비해 팽창률이 낮음을 확인하였다. 이는 PDMS가 소수성 특성을 나타내는 사실에도 뒷받침된다. 도 5의 C는 주황색의 염료로 염색한 물을 다공성 PDMS에 처리하기 전과 후를 나타내는데, 이로부터도 다공성 PDMS는 물을 용이하게 흡착하지 못하여 부피 변화가 거의 없음을 확인할 수 있다. 다만, 다공성 PDMS를 O2 플라즈마-처리를 하여 친수성을 부여하거나, 물을 격렬하게 교반하여(vigorously vortexed) 물이 물리적으로 다공성 PDMS 내 기공에 스며들도록 유도하면, 물에 의한 PDMS의 팽창이 유도될 수 있음을 도 5의 D로부터 확인하였다.FIG. 5A shows a representative image before and after toluene treatment of a porous PDMS structure free of metal nanoparticles. From representative images before and after toluene treatment, it was confirmed that the porous PDMS structure produced about 160% volume expansion. On the other hand, from the results of the same experiment using the PDMS film, the PDMS film was confirmed that there is no volume change (Fig. 6). FIG. 5B shows the expansion rate of PDMS observed when toluene, benzene, ethanol, and water were respectively treated in a porous PDMS structure without metal nanoparticles. From FIG. 5B, PDMS easily adsorbed hydrophobic solvents, such as toluene and benzene, and exhibited a significant expansion rate, while ethanol and water, which are hydrophilic solvents, were not easily adsorbed, and the expansion rate was lower than that of hydrophobic solvents. This is also supported by the fact that PDMS exhibits hydrophobic properties. 5C shows before and after treating the water dyed with orange dye to the porous PDMS. From this, it can be seen that the porous PDMS does not easily adsorb water and there is almost no volume change. However, when the porous PDMS is subjected to O 2 plasma-treatment to impart hydrophilicity or vigorously vortexed water to induce water to penetrate the pores in the porous PDMS, the expansion of PDMS by water may be induced. It was confirmed from the D of FIG.

다음으로, 다공성 PDMS 구조에서 금속 나노입자의 존재가 복합 구조의 팽윤에 어떠한 영향을 주는지 확인하였다. 실시예 1에서 제조한 금(Au)-플라즈몬 네트워크를 톨루엔에 처리하였을 때, 170%의 부피 팽창이 발생함을 도 5의 E로부터 확인하였다. 금(Au) 또는 은(Ag)이 존재하는 플라즈몬 네트워크는, 상기 다공성 PDMS 구조와 비교하여 톨루엔, 또는 물 흡수에 비슷한 경향을 보임을 도 5의 F, G 및 H로부터 확인하였다. 도 5의 F에서 첨자 번호 1 및 5는 금속 전구체에서 금속 농도(mM)를 나타낸다.Next, it was confirmed how the presence of metal nanoparticles in the porous PDMS structure affects the swelling of the composite structure. It was confirmed from E of FIG. 5 that when the gold (Au) -plasmon network prepared in Example 1 was treated with toluene, 170% of volume expansion occurred. Plasmon networks in which gold (Au) or silver (Ag) are present have been identified from F, G and H of FIG. 5 showing a similar trend in toluene or water uptake compared to the porous PDMS structure. Subscripts 1 and 5 in FIG. 5F represent the metal concentration (mM) in the metal precursor.

이로부터, 금속 나노입자의 존재 유무는 다공성 PDMS의 용매 흡착력에 큰 영향을 주지 않음을 확인하였다.From this, it was confirmed that the presence or absence of metal nanoparticles does not significantly affect the solvent adsorption capacity of the porous PDMS.

<< 실험예Experimental Example 4>  4> SERSSERS 검출 평가 Detection evaluation

실시예 1, 2에서 제조한 3차원 플라즈몬 네트워크의 저분자 SERS 검출 평가 능력을 평가하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.In order to evaluate the low molecular weight SERS detection evaluation ability of the three-dimensional plasmon network prepared in Examples 1 and 2, the following experiment was performed.

먼저, SERS 측정을 위해, 상업용 라만 분광기 SR-303i (Andor Technology)가 결합된 마이크로-라만 시스템, 20× IR (NA = 0.45) 대물 렌즈가 설비된 올림푸스 BX51 현미경, 532-nm 레이저 모듈 PSU-III-FDA (Changchun New Industries Optoelectronics Technology Co., Ltd.) 및 785-nm 레이저 모듈 I0785SR0100B1 (Innovative Photonic Solution Inc.)을 사용하였다. 분석대상 물질은 물 및 에탄올 용매와 함께 준비하여 다공성 구조에 용이하게 포집될 수 있도록 하였다. 친수성 용액은 SERS 측정 전에, pipetting 또는 vortexing과 같은 물리적인 힘을 통해, 3차원 플라즈몬 네트워크에 흡착시켰다. 분석대상 물질인 R6G, 아데닌, DCI 및 BPE의 경우, 785-nm 레이저를 사용하였다. 분석대상 물질인 NBA 및 VOCs의 경우, 532-nm 레이저를 사용하였다. 교정 곡선은 각 농도에서 플라즈몬 네트워크의 10개 위치에서 수집된 평균 스펙트럼으로부터 얻었다. BPE를 희석하기 위해 10% 에탄올을 사용하였다. 벤젠, 톨루엔, 쿠멘(cumene) 및 클로로포름을 포함한 4가지 유형의 VOC도 시험하였다. 플라즈몬 네트워크의 효율적인 팽창 성능을 시각화하기 위해 벤젠을 검정색 잉크와 섞어서 100μM의 청색을 띤 NBA 수용액에 분산시켜 색 대비를 확인하였다. 쿠멘을 희석하기 위해 99.9%의 에탄올을 사용하였다.First, for the SERS measurement, a micro-Raman system with a commercial Raman spectrometer SR-303i (Andor Technology), an Olympus BX51 microscope with a 20 × IR (NA = 0.45) objective lens, a 532-nm laser module PSU-III -Changchun New Industries Optoelectronics Technology Co., Ltd. and 785-nm laser module I0785SR0100B1 (Innovative Photonic Solution Inc.) were used. The analyte was prepared with water and ethanol solvent so that it could be easily collected in the porous structure. The hydrophilic solution was adsorbed onto the three-dimensional plasmon network through physical forces such as pipetting or vortexing before SERS measurements. For the analytes R6G, adenine, DCI and BPE, a 785-nm laser was used. For NBA and VOCs, analytes, a 532-nm laser was used. Calibration curves were obtained from the mean spectra collected at 10 locations in the plasmon network at each concentration. 10% ethanol was used to dilute BPE. Four types of VOCs were also tested, including benzene, toluene, cumene and chloroform. To visualize the efficient expansion performance of the plasmon network, benzene was mixed with black ink and dispersed in 100 μM blue-blue NBA aqueous solution to confirm color contrast. 99.9% ethanol was used to dilute cumene.

또한, SERS 맵핑 이미지를 얻기 위하여, 컴퓨터-제어형 XY 정밀 모터라이즈 스테이지를 사용하였다. 스캔 영역(1 mm×1 mm)은 20μm 크기의 획득 그리드(acquisition grids)로 나누었다. 모든 스펙트럼은 200 mW에서 작동하는 785-nm 레이저로 0.1s의 노출시간에서 얻었다. 라만 강도 맵은 각각 톨루엔 및 R6G에 대해 1013 cm-1 및 1527 cm-1에서 signal-tobaseline map generation을 사용하여 유도하였다.In addition, a computer-controlled XY precision motorized stage was used to obtain the SERS mapping image. The scan area (1 mm × 1 mm) was divided into acquisition grids of 20 μm in size. All spectra were obtained at an exposure time of 0.1 s with a 785-nm laser operating at 200 mW. Raman intensity maps were derived using signal-tobaseline map generation at 1013 cm −1 and 1527 cm −1 for toluene and R6G, respectively.

도 7의 A에 나타난 바와 같이, 3차원 플라즈몬 네트워크는 유리한 SERS 활성 센싱 레이어를 제공하는데, 이 레이어에 내장된 금속 나노입자와, 트랩된 분석대상 물질은 입사 레이저의 프로프 부피(probe volume) 내에 배치된다.As shown in FIG. 7A, the three-dimensional plasmon network provides an advantageous SERS active sensing layer in which the metal nanoparticles embedded in the layer and the trapped analyte are within the probe volume of the incident laser. Is placed.

대표적인 라만-활성 염료인 NBA(Nile Blue A) 및 R6G(Rhodamine 6G)를, 각각 실시예 1, 2에서 제조한 3차원 플라즈몬 네트워크에 의한 라만 강화를 시험하기 위하여 사용하였다. Ag-플라즈몬 네트워크의 산란 피크를 고려하여, NBA와 532 nm 레이저를 사용하여 라만 신호를 측정하였다. Ag-플라즈몬 네트워크의 NBA 신호는 구형 금 나노 입자 용액(gold nanosphere solution)에서 얻은 신호보다 82배 더 강함을 도 7의 B로부터 확인하였다. Au-플라즈몬 네트워크의 경우, R6G와 785 nm 레이저를 사용하여 라만 신호를 측정하였다. 이전 사례와 마찬가지로, 막대형 금 나노 입자 용액과 혼합된 R6G의 신호와 비교할 때, Au-플라즈몬 네트워크는 상당히 강화된 라만 신호를 나타냄을 도 7의 C로부터 확인하였다.Representative Raman-active dyes, Nile Blue A (NBA) and Rhodamine 6G (R6G), were used to test Raman enrichment by the three-dimensional plasmon networks prepared in Examples 1 and 2, respectively. Taking into account the scattering peaks of the Ag-plasmon network, Raman signals were measured using NBA and 532 nm lasers. The NBA signal of the Ag-plasmon network was found to be 82 times stronger than the signal obtained from the spherical gold nanosphere solution (B) of FIG. 7. For the Au-plasmon network, Raman signals were measured using R6G and a 785 nm laser. As in the previous case, it was confirmed from FIG. 7C that the Au-plasmon network exhibited a significantly enhanced Raman signal when compared to the signal of R6G mixed with the rod gold nanoparticle solution.

최적화를 위해, 다양한 농도의 금속 전구체와, PDMS 베이스와 경화제의 혼합 비율로 준비된, 다공성 플라즈몬 네트워크의 SERS 신호를 체계적으로 측정하였다(도 8의 A 및 B). 도 8의 A로부터, 금속 전구체로 AgNO3를 사용한 경우, 금속 전구체에서 Ag의 농도가 10 mM이며, PDMS:경화제의 혼합 중량비가 5:1인 경우가 라만 강도가 가장 우수함을 알 수 있다. 도 8의 B로부터, 금속 전구체로 HAuCl4를 사용한 경우, 금속 전구체에서 Au의 농도가 2 mM이며, PDMS:경화제의 혼합 중량비가 10:1인 경우가 라만 강도가 가장 우수함을 알 수 있다.For optimization, the SERS signal of the porous plasmon network, prepared at various concentrations of metal precursors and the mixing ratio of the PDMS base and the curing agent, was systematically measured (A and B of FIG. 8). From A of FIG. 8, when AgNO 3 is used as the metal precursor, the concentration of Ag in the metal precursor is 10 mM, and the Raman strength is the best when the mixed weight ratio of PDMS: curing agent is 5: 1. From FIG. 8B, it can be seen that when HAuCl 4 is used as the metal precursor, the Raman strength is the best when the concentration of Au in the metal precursor is 2 mM and the mixing weight ratio of PDMS: curing agent is 10: 1.

NBA의 경우 1647 cm-1에서, R6G의 경우 1377 cm-1에서 강도를 비교하였다. 가장 강한 라만 시그널을 보여주는 Ag-와 Au-플라즈몬 네트워크 (예를 들어, 10:1 PDMS 혼합비에서 2 mM HAuCl4로 형성된 Au- 플라즈몬 네트워크)를 이용하여 검정 곡선을 얻었다(도 8의 C 내지 F).Intensities were compared at 1647 cm −1 for NBA and 1377 cm −1 for R6G. Assay curves were obtained using Ag- and Au-plasmon networks showing the strongest Raman signal (e.g., Au-plasmon networks formed with 2 mM HAuCl 4 at a 10: 1 PDMS mix ratio) (C to F in Figure 8). .

도 8의 C, D로부터, 분석 대상물질인 NBA, R6G의 농도와 비례하여 라만 강도가 증가함을 알 수 있다. NBA는 Ag-플라즈몬 네트워크와 532 nm 레이저를 사용하여 라만 강도를 측정하였고, R6G는 Au-플라즈몬 네트워크와 785 nm 레이저를 사용하여 라만 강도를 측정하였다.From C and D of Figure 8, it can be seen that the Raman intensity increases in proportion to the concentration of the analyte NBA, R6G. NBA measured Raman intensity using Ag-plasmon network and 532 nm laser, and R6G measured Raman intensity using Au-plasmon network and 785 nm laser.

도 8의 E는 1645 cm-1에서의 NBA 라만 강도를 검량선(calibration curve)으로 표현한 것이고, 도 8의 F는 1377 cm-1에서의 R6G 라만 강도를 검량선으로 표현한 것이다. 마찬가지로, 분석 대상물질인 NBA, R6G의 농도와 비례하여 라만 강도가 증가함을 알 수 있다.E of FIG. 8 represents NBA Raman intensity at 1645 cm −1 as a calibration curve, and F of FIG. 8 represents R6G Raman intensity at 1377 cm −1 as a calibration curve. Similarly, it can be seen that the Raman intensity increases in proportion to the concentrations of the analytes NBA and R6G.

도 5의 결과를 고려하여, 소수성 분자는 PDMS 사슬에서 삽입(intercalated)될 수 있는 반면, 친수성 분자는 플라즈몬 네트워크의 기공에 트랩됨을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 측면에서 제공되는 3차원 플라즈몬 네트워크는 도 7의 D에 묘사된 것처럼 친수성과 소수성 분자 모두에 3차원 SERS 활성 감지층(sensing layers)을 제공할 수 있다. 톨루엔(소수성) 및 R6G(친수성)에 순차적으로 노출된 Au-플라즈몬 네트워크의 라만 맵핑 이미지는 이러한 특징을 뒷받침한다(도 7의 E 및 F). 도 7의 E 및 F에서 scale bar는 200 μm이다. 톨루엔과 R6G 두 분자는 네트워크 내부 기공의 분리된 영역에서 명확하게 검출될 수 있다.Considering the results of FIG. 5, it can be seen that hydrophobic molecules can be intercalated in the PDMS chain, while hydrophilic molecules are trapped in the pores of the plasmon network. Thus, the three-dimensional plasmon network provided in one aspect of the present invention can provide three-dimensional SERS active sensing layers for both hydrophilic and hydrophobic molecules as depicted in FIG. Raman mapping images of Au-plasmon networks sequentially exposed to toluene (hydrophobic) and R6G (hydrophilic) support this feature (E and F in FIG. 7). Scale bars in E and F of FIG. 7 are 200 μm. Both molecules of toluene and R6G can be clearly detected in discrete regions of pores inside the network.

본 발명의 일 측면에서 제공되는 실시예 1, 2의 3차원 플라즈몬 네트워크는 생체 분자와 독성 환경 분자를 포함하는 저분자의 검출 용도로도 사용될 수 있다. 검출 전에, 친수성 분자를 물 또는 에탄올에 용해시켰다. 아데닌(100 nM)은 실시예 1에 따른 Au-플라즈몬 네트워크를 사용하여 검출할 수 있다(도 7의 G / 도 9의 A). BPE(1,2-bis(4-pyridyl)ethylene) 및 DCI(diethyl cyanine iodide)의 SERS 신호는 각각 10 nM 및 100 nM 농도에서 검출할 수 있다(도 7의 H 및 I / 도 9의 B 및 C). 실시예 2에 따른 Ag-플라즈몬 네트워크를 사용하여, 가습기 소독제로서 사용되는 독성 물질인 CMIT/MIT (5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one/2-methyl-4-isothiazolin-3-one)도 규제 수준(15 ppm) 이하에서 성공적으로 검출할 수 있다(도 7의 J / 도 9의 D).The three-dimensional plasmon network of Examples 1 and 2 provided in one aspect of the present invention may also be used for the detection of small molecules including biomolecules and toxic environmental molecules. Prior to detection, the hydrophilic molecules were dissolved in water or ethanol. Adenine (100 nM) can be detected using the Au-plasmon network according to Example 1 (G in FIG. 7 / A in FIG. 9). SERS signals of BPE (1,2-bis (4-pyridyl) ethylene) and diethyl cyanine iodide (DCI) can be detected at concentrations of 10 nM and 100 nM, respectively (H and I of FIG. 7 / B and of FIG. 9). C). Using the Ag-plasmon network according to Example 2, CMIT / MIT (5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one / 2-methyl-4-isothiazolin-3, a toxic substance used as a humidifier disinfectant) -one) can also be successfully detected below the regulatory level (15 ppm) (J in FIG. 7 / D in FIG. 9).

일반적으로 소수성인 휘발성 유기 화합물(VOCs)의 검출도 가능하다. VOC는 공기/물 계면에서 조립되는 경향이 있고 Ag-플라즈몬 네트워크에서 쉽게 흡수됨을 알 수 있다(도 7의 K). 벤젠, 톨루엔, 쿠멘 및 클로로포름의 SERS 신호는 매우 강하고 서로 구별할 수 있음을 알 수 있다(도 7의 L). 이들 VOC가 혼합된 경우에도, 혼합물의 단일 SERS 스펙트럼은 각 VOC에 대한 개별 피크를 나타낸다(도 7의 L / 도 10). 가장 위험한 VOCs 중 하나인 큐멘 (이소 프로필 벤젠)에 대한 SERS 스펙트럼의 농도에 따른 변화가 기록되었다(도 7의 M). 1010 cm-1에서 가장 두드러진 피크에 기초한 큐멘에 대한 선형 교정 곡선은 1% 내지 100% 범위에서 얻어졌다(도 7의 N). 실시예 2에서 제조한 Ag-플라즈몬 네트워크를 사용하여, 기체 상의 분석 대상물질의 검출(톨루엔)도 가능함을 확인하였다(도 11).Detection of volatile organic compounds (VOCs), which are generally hydrophobic, is also possible. It can be seen that VOC tends to assemble at the air / water interface and is easily absorbed in the Ag-plasmon network (K in FIG. 7). It can be seen that the SERS signals of benzene, toluene, cumene and chloroform are very strong and distinguishable from each other (L in FIG. 7). Even when these VOCs are mixed, a single SERS spectrum of the mixture shows a separate peak for each VOC (L / FIG. 7/10). The change according to the concentration of the SERS spectrum for cumene (isopropyl benzene), one of the most dangerous VOCs, was recorded (M in FIG. 7). Linear calibration curves for cumene based on the most prominent peak at 1010 cm −1 were obtained in the range of 1% to 100% (N in FIG. 7). Using the Ag-plasmon network prepared in Example 2, it was confirmed that detection of the analyte in the gas phase (toluene) is also possible (FIG. 11).

Claims (13)

내부에 300 내지 600 μm의 평균 직경을 갖는 기공이 형성된 고분자 재질의 매트릭스; 및
상기 매트릭스에 분산된 금속 나노입자를 포함하는, 표면증강라만 분석용 광학 구조체.
A matrix of a polymer material having pores having an average diameter of 300 to 600 μm therein; And
Surface-enhanced Raman analysis optical structure comprising the metal nanoparticles dispersed in the matrix.
제1항에 있어서,
상기 고분자는 폴리다이메틸실록산 (PDMS: Polydimethylsiloxane), 폴리우레탄 아크릴레이트 (PUA: Polyurethane acrylate), 퍼플루오르폴리에터 (PFPE: Perfluoropolyether), 폴리에스테르 아크릴레이트 (Polyester acrylate), 폴리카프로락톤 (PCL: Polycaprolactone), 폴리락트산 (PLA: Polylactic acid), 에틸셀룰로스 (EC: Ethylcellulose), 폴리스티렌 (PS: Polystyrene), 폴리테트라 플루오로에틸렌 (PTFE: Polytetrafluoroethylene), 폴리프로필렌-에폭시(PP-epoxy) 및 폴리 알콕시실란 오르가노겔(Poly(alkoxysilane) organogels)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 표면증강라만 분석용 광학 구조체.
The method of claim 1,
The polymer is polydimethylsiloxane (PDMS: Polydimethylsiloxane), polyurethane acrylate (PUA: Polyurethane acrylate), perfluoropolyether (PFPE: Perfluoropolyether), polyester acrylate (Polyester acrylate), polycaprolactone (PCL: Polycaprolactone, polylactic acid (PLA), ethylcellulose (EC: Ethylcellulose), polystyrene (PS: Polystyrene), polytetrafluoroethylene (PTFE: Polytetrafluoroethylene), polypropylene-epoxy and polyalkoxy Surface-enhanced Raman analysis optical structure, characterized in that at least one member selected from the group consisting of silane organogel (Poly (alkoxysilane) organogels).
삭제delete 수용해성 물질로 이루어지는 디스크 형태의 주형(template)을 준비하는 단계;
고분자 물질을 포함하는 제1 용액 및 금속이온을 포함하는 제2 용액의 혼합용액에, 상기 주형을 침지하여 주형 내 혼합용액를 흡수시키는 단계;
주형에 흡수된 혼합용액의 고분자 물질을 경화시키는 단계; 및
수용해성 물질을 제거하는 단계;를 포함하는, 표면증강라만 분석용 광학 구조체의 제조방법.
Preparing a disk-shaped template made of a water-soluble material;
Immersing the mold in a mixed solution of a first solution containing a polymer material and a second solution containing a metal ion to absorb the mixed solution in the mold;
Curing the polymer material of the mixed solution absorbed into the mold; And
Removing a water-soluble substance; Method of manufacturing an optical structure for surface enhanced Raman analysis.
제4항에 있어서,
상기 수용해성 물질은 설탕 또는 소금인 것을 특징으로 하는, 표면증강라만 분석용 광학 구조체의 제조방법.
The method of claim 4, wherein
The water-soluble substance is characterized in that the sugar or salt, surface enhanced Raman analysis optical structure manufacturing method.
제4항에 있어서,
상기 고분자 물질을 포함하는 제1 용액은 경화제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 표면증강라만 분석용 광학 구조체의 제조방법.
The method of claim 4, wherein
The first solution containing the polymer material further comprises a curing agent, surface augmentation Raman analysis method for manufacturing an optical structure.
제6항에 있어서,
상기 고분자 물질과 경화제는 5 내지 10:1의 중량 비율로 제1 용액에 포함되는 것을 특징으로 하는, 표면증강라만 분석용 광학 구조체의 제조방법.
The method of claim 6,
The polymer material and the curing agent are contained in the first solution in a weight ratio of 5 to 10: 1, Method for producing a surface enhanced Raman analysis optical structure.
제4항에 있어서,
금속이온을 포함하는 제2 용액의 금속이온 농도는 1 내지 10 mM인 것을 특징으로 하는, 표면증강라만 분석용 광학 구조체의 제조방법.
The method of claim 4, wherein
The metal ion concentration of the second solution containing the metal ion is 1 to 10 mM, characterized in that the method for producing a surface-enhanced Raman analysis optical structure.
제4항에 있어서,
상기 경화는 혼합용액이 흡수된 주형을 40 내지 90℃로 열처리하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 표면증강라만 분석용 광학 구조체의 제조방법.
The method of claim 4, wherein
Wherein the curing is characterized in that the heat treatment to the mold absorbed by the mixed solution to 40 to 90 ℃, characterized in that the method for producing a surface enhanced Raman analysis optical structure.
제4항에 있어서,
주형에 흡수된 혼합용액의 고분자 물질을 경화시키는 단계에서,
금속이온은, 상기 경화되는 고분자 내에 금속 나노입자 형태로 환원되는 것을 특징으로 하는, 표면증강라만 분석용 광학 구조체의 제조방법.
The method of claim 4, wherein
In the step of curing the polymer material of the mixed solution absorbed in the mold,
Metal ion is reduced in the form of metal nanoparticles in the polymer to be cured, surface augmented Raman analysis method for manufacturing an optical structure.
제4항에 있어서,
상기 수용해성 물질의 제거는,
경화된 고분자 물질을 포함하는 주형을 물에 침지하여, 수용해성 물질을 물에 용해시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는, 표면증강라만 분석용 광학 구조체의 제조방법.
The method of claim 4, wherein
Removal of the water-soluble substance,
A method for producing a surface-enhanced Raman analysis optical structure, characterized in that it is carried out by immersing a mold containing a cured polymer material in water and dissolving the water-soluble material in water.
제1항의 표면증강라만 분석용 광학 구조체에 분석 시료를 담지하는 단계; 및
레이저 광을 조사하는 단계;를 포함하는, 분석 시료 내 분석대상물질의 존재 여부를 판단하기 위한 검출방법.
Supporting an analysis sample on the surface enhanced Raman analysis optical structure of claim 1; And
Irradiating a laser light; detection method for determining the presence of the analyte in the analysis sample.
제12항에 있어서,
상기 레이저 광은 400 내지 800 nm의 파장을 갖는 것을 특징으로 하는, 분석 시료 내 분석대상물질의 존재 여부를 판단하기 위한 검출방법.
The method of claim 12,
The laser light has a wavelength of 400 to 800 nm, the detection method for determining the presence of the analyte in the analysis sample.
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