KR102123385B1 - Nanocarbon-polysaccaride composite, preparation method thereof and use the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표면개질된 나노카본-당고분자 복합체, 이의 제조방법 및 단백질 흡착제 또는 제거제로서의 이의 용도에 관한 것이다. The present invention relates to a surface-modified nanocarbon-sugar polymer complex, a method for its preparation, and its use as a protein adsorbent or remover.

Description

나노카본-당고분자 복합체, 이의 제조방법 및 이의 용도{Nanocarbon-polysaccaride composite, preparation method thereof and use the same}Nanocarbon-sugar polymer composite, manufacturing method thereof and use thereof{Nanocarbon-polysaccaride composite, preparation method thereof and use the same}

본 발명은 나노카본-당고분자 복합체, 이의 제조방법 및 이의 용도에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표면개질된 나노카본-당고분자 복합체, 이의 제조방법 및 단백질 흡착제 또는 제거제로서의 이의 용도에 관한 것이다. The present invention relates to a nanocarbon-sugar polymer complex, a method for manufacturing the same and uses thereof, and more particularly, to a surface-modified nanocarbon-sugar polymer complex, a method for manufacturing the same, and its use as a protein adsorbent or remover.

바이러스, 병원체와 같은 검체의 측정은 개별 검체의 신속한 분리, 계수 및 특징 규명을 허용하는 기법을 통해서 이루어진다. 검출 대상(예, 수분) 속에 포함된 검체를 충분히 포집하기 어려우며, 포집된 검체의 변형이 쉽게 발생되기 때문에 대부분의 통상적인 방법은 정확한 정량적 결과를 얻기 위해 검체를 48시간 이상 인큐베이션 하는 기간을 필요로 한다. 미국 특허 제4,565,783호 및 미국 특허 제5,681,712호는 호기성 세균을 배양하고 계수하는 장치를 개시하고 있다. 그러나 상기와 같은 방법은 검체 검출에 오랜 시간이 걸리는 문제가 있으며, 검출 대상 속에 포함된 검체의 양만을 알 수 있을 뿐, 검출 대상 속에 포함된 검체를 제거하지는 못하다는 단점이 있다. Measurements of samples such as viruses and pathogens are made through techniques that allow rapid separation, counting and characterization of individual samples. Since it is difficult to sufficiently capture a sample contained in a detection target (eg, moisture), and deformation of the collected sample is easily generated, most conventional methods require a period of incubation of the sample for more than 48 hours to obtain accurate quantitative results. do. U.S. Patent 4,565,783 and U.S. Patent 5,681,712 disclose devices for culturing and counting aerobic bacteria. However, the above method has a problem in that it takes a long time to detect a sample, and only the amount of the sample contained in the detection object can be known, and the sample contained in the detection object cannot be removed.

따라서, 검출 대상 속에 포함된 검체를 포집할 수 있고, 포집된 검체를 정량할 수 있으며, 검체 용해물 내에서 단백질 성분만을 제거하고, DNA 또는 RNA를 정제할 수 있는 신규한 소재의 개발이 필요하다.Therefore, there is a need to develop a novel material capable of capturing a sample contained in a detection target, quantifying the collected sample, removing only protein components from the sample lysate, and purifying DNA or RNA. .

레반은 생체적합성이 우수하고, 다양한 생리활성을 나타내는 것으로 알려져 있으나, 분자량의 조절이나, 대량 생산이 어렵기 때문에 덱스트란, 젤라틴과 같은 다른 다당 폴리머에 비해 이들을 이용한 응용은 제한이 있었다. Levan is known to have excellent biocompatibility and exhibit various physiological activities, but its application has been limited compared to other polysaccharide polymers such as dextran and gelatin because it is difficult to control molecular weight or to mass produce.

키토산은 자연에서 쉽게 수득할 수 있다. 게와 같은 갑각류의 껍질, 곤충 껍질 및 진균으로부터 얻을 수 있으며, 대표적으로 가재류 또는 새우의 폐기되는 껍질로부터 용이하게 얻을 수 있다. 키토산은 무독성이며, 생물체의 조직과 피부에 친화적이다. Chitosan can be easily obtained in nature. It can be obtained from shells of crustaceans such as crabs, insect shells and fungi, and is easily obtained from discarded shells of crayfish or shrimp. Chitosan is non-toxic and friendly to living tissues and skin.

아가로스, 레반, 덱스트란, 히알루론산, 젤라틴, 셀룰로오스, 전분 및 키틴과 같은 당 고분자를 이용하여 검체를 손상 없이 흡착하고, 방출할 수 있는 신규한 소재의 개발이 요구된다. There is a need to develop novel materials capable of adsorbing and releasing specimens without damage using sugar polymers such as agarose, leban, dextran, hyaluronic acid, gelatin, cellulose, starch and chitin.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 단백질 흡착용 표면개질 나노카본-당고분자 복합체 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다. The problem to be solved by the present invention is to provide a surface-modified nanocarbon-saccharide polymer complex for protein adsorption and a method for manufacturing the same.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 단백질 흡착용 표면개질 나노카본-당고분자 복합체를 포함하는 검체 흡착용 조성물을 제공하는 것이다. Another problem to be solved by the present invention is to provide a sample adsorption composition comprising a surface-modified nanocarbon-saccharide polymer complex for protein adsorption.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 표면개질 나노카본-당고분자 복합체를 이용하여 검체 용해물로부터 단백질을 분리 또는 제거하고, DNA 또는 RNA를 정제하는 방법을 제공하는 것이다. Another problem to be solved by the present invention is to provide a method for separating or removing proteins from a sample lysate and purifying DNA or RNA using a surface-modified nanocarbon-saccharide polymer complex.

본 발명은, 당고분자 매트릭스; 나노카본; 및 단백질 결합성 화합물;을 포함하고, The present invention, a sugar polymer matrix; Nano carbon; And a protein-binding compound; and

상기 나노카본은 당고분자 매트릭스 내에 분산되어 당고분자 매트릭스와 함께 다공성 구조체를 형성하고, The nano-carbon is dispersed in a sugar polymer matrix to form a porous structure together with the sugar polymer matrix,

상기 단백질 결합성 화합물은 쿠마시 브릴리언트 블루 유도체, 폰소 S(ponceau S) 및 에오신으로 이루어진 군으로부터 선택되고,The protein-binding compound is selected from the group consisting of Coomassie brilliant blue derivatives, ponceau S and eosin,

상기 단백질 결합성 화합물은 복합체의 표면 및 기공 내에 물리적 또는 화학적으로 결합된 것인, 표면개질 나노카본-당고분자 복합체를 제공한다. The protein-binding compound provides a surface-modified nanocarbon-sugar polymer complex that is physically or chemically bound within the surface and pores of the complex.

본 발명에 의하면, 상기 당고분자 매트릭스는 아가로스, 셀룰로오스, 키틴, 레반, 덱스트린, 젤라틴 및 전분으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있다.According to the present invention, the sugar polymer matrix may be selected from the group consisting of agarose, cellulose, chitin, leban, dextrin, gelatin and starch.

본 발명에 의하면, 상기 나노카본은 그래핀, 그래핀 옥사이드, 환원 그래핀 옥사이드, 카본나노튜브 및 카본나노와이어로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.According to the present invention, the nano-carbon may be at least one selected from the group consisting of graphene, graphene oxide, reduced graphene oxide, carbon nanotubes and carbon nanowires.

본 발명에 의하면, 상기 쿠마시 브릴리언트 블루 유도체는 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있다:According to the present invention, the Coomassie brilliant blue derivative may be a compound represented by Formula 1 or Formula 2:

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018116338207-pat00001
Figure 112018116338207-pat00001

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112018116338207-pat00002
Figure 112018116338207-pat00002

[화학식 1] 또는 [화학식 2]에서, In [Formula 1] or [Formula 2],

R1, R2 및 R3은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, C1 - 6알킬, 페닐, 및 벤질 중에서 선택되고, R 1, R 2 and R 3 are the same or different and each is independently hydrogen, C 1 - 6 is selected from alkyl, phenyl, and benzyl,

Ra, Rb, Rc, Rd, Re 및 Rf는 서로 동일하거나 또는 상이하고, 각각 독립적으로 SO3H 또는 이의 허용 가능한 염, 할로겐, C1 - 6알킬, C2 - 6알케닐, C3 - 6알키닐, C1 - 6알킬옥시, 히드록시, 트리플루오로C1 - 6알킬, 트리플루오로C1 - 6알킬옥시, 시아노, 니트로, 아미노, 아릴 및 카르복실로 이루어진 군으로부터 선택된다.R a, R b, R c, R d, R e and R f are the same or different and each independently represents SO 3 H or its acceptable salts, a halogen, C 1 to each other - 6 alkyl, C 2 - 6 Al alkenyl, C 3 - to 6 alkyloxy, cyano, nitro, amino, aryl and carboxyl-6 alkynyl, C 1 - 6 alkyl, trifluoro C 1 - 6 alkyloxy, hydroxy, tri-C 1 fluoroalkyl It is selected from the group consisting of.

본 발명에 의하면, 단백질 결합성 화합물은 상기 다공성 구조체와 π-π 결합으로 부착된 것일 수 있다.According to the present invention, the protein-binding compound may be attached to the porous structure by π-π bonding.

본 발명에 의하면, 표면개질 나노카본-당고분자 복합체는 당고분자 매트릭스 100 중량부에 대하여, 나노카본 15 내지 45 중량부를 포함하는 것일 수 있다. According to the present invention, the surface-modified nanocarbon-sugar polymer composite may be one containing 15 to 45 parts by weight of nanocarbon based on 100 parts by weight of the sugar polymer matrix.

본 발명에 의하면, 표면개질 나노카본-당고분자 복합체는 기공의 크기가 20 내지 500㎛일 수 있다. According to the present invention, the surface modified nanocarbon-sugar polymer composite may have a pore size of 20 to 500㎛.

본 발명에 의하면, 상기 표면개질 나노카본-당고분자 복합체는 단백질을 선택적으로 흡착하는 것일 수 있다. According to the present invention, the surface-modified nanocarbon-sugar polymer complex may be to selectively adsorb proteins.

또한, 본 발명은, 당고분자 매트릭스와 나노카본을 반응시켜, 나노카본이 당고분자 매트릭스 내에 분산된 형태의 다공성 구조체를 제조하는 단계; 및In addition, the present invention, reacting the sugar polymer matrix and the nano-carbon, the step of preparing a porous structure of the nano-carbon dispersed in the sugar polymer matrix; And

쿠마시 브릴리언트 블루 유도체, 폰소 S(ponceau S) 및 에오신으로 이루어진 군으로부터 선택되는 단백질 결합성 화합물을 첨가하여 반응시키는 단계;를 포함하는 표면개질 나노카본-당고분자 복합체의 제조방법을 제공한다. It provides a method for preparing a surface-modified nanocarbon-sugar polymer complex comprising the step of reacting by adding a protein-binding compound selected from the group consisting of Coomassie brilliant blue derivative, ponceau S, and eosin.

본 발명에 의하면, 당고분자 매트릭스 100 중량부에 대하여, 나노카본 15 내지 45 중량부를 포함하는 것일 수 있다. According to the present invention, with respect to 100 parts by weight of the sugar polymer matrix, it may be one containing 15 to 45 parts by weight of nanocarbon.

또한, 본 발명은 상기 표면개질 나노카본-당고분자 복합체를 포함하는 검체 흡착용 조성물을 제공한다. In addition, the present invention provides a composition for adsorbing a sample comprising the surface-modified nanocarbon-sugar polymer complex.

본 발명에 의하면, 상기 검체는 바이러스, 세균, 곰팡이, 효모, 조류 및 원생동물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것으로서 단백질이 포함하는 것일 수 있다. According to the present invention, the sample is selected from the group consisting of viruses, bacteria, fungi, yeast, algae and protozoa, and may include proteins.

또한, 본 발명은, 1) 검체를 용해시켜 용해물을 얻는 단계; In addition, the present invention, 1) dissolving the sample to obtain a lysate;

2) 용해물에 본 발명에 따른 표면개질 나노카본-당고분자 복합체를 첨가하여 교반하는 단계; 및2) adding a surface modified nanocarbon-sugar polymer complex to the lysate and stirring it; And

3) 상기 2) 단계의 혼합물을 여과하고, 여액을 수득하는 단계;를 포함하는, 검체 용해물로부터 단백질을 분리 또는 제거하는 방법을 제공한다. 3) filtering the mixture of step 2), and obtaining a filtrate; provides a method of separating or removing protein from a sample lysate.

본 발명에 의하면, 상기 검체는 앞에서 제시한 바와 같다. According to the present invention, the specimen is as previously presented.

또한, 본 발명은 1) 검체를 용해시켜 용해물을 얻는 단계; In addition, the present invention 1) to obtain a lysate by dissolving the sample;

2) 용해물에 본 발명에 따른 표면개질 나노카본-당고분자 복합체를 첨가하여 교반하는 단계; 및2) adding a surface modified nanocarbon-sugar polymer complex to the lysate and stirring it; And

3) 상기 2) 단계의 혼합물을 여과하고, 여액을 수득하는 단계;를 포함하는, 검체 용해물로부터 DNA 또는 RNA를 정제하는 방법을 제공한다.3) filtering the mixture of step 2) and obtaining a filtrate; provides a method for purifying DNA or RNA from a sample lysate.

또한, 본 발명은 1) 검체를 용해시켜 용해물을 얻는 단계; In addition, the present invention 1) to obtain a lysate by dissolving the sample;

2) 용해물에 본 발명에 따른 표면개질 나노카본-당고분자 복합체를 첨가하여 교반하는 단계; 2) adding a surface modified nanocarbon-sugar polymer complex to the lysate and stirring it;

3) 상기 2) 단계의 혼합물을 여과하고, 여액을 수득하는 단계; 및 3) filtering the mixture of step 2) to obtain a filtrate; And

4) 검체 용해물로부터 DNA 또는 RNA를 수득하는 단계;를 포함하는 검체 정량화 방법을 제공한다. 4) obtaining DNA or RNA from a sample lysate. A sample quantification method is provided.

본 발명에 따른 표면개질 나노카본-당고분자 복합체는 단백질 또는 단백질이 포함된 검체를 우수한 효율로 흡착할 수 있으며, 단백질과 DNA 또는 RNA와 같은 물질이 혼합된 시료 내에서 단백질을 선택적으로 흡착 및 제거할 수 있다. 따라서, 바이러스, 세균, 곰팡이, 효모, 조류 또는 원생동물과 같이 단백질을 포함하는 검체를 흡착 또는 제거할 수 있으며, 정량화 하는데 이용이 가능하다. 뿐만 아니라, 검체 용해물에서 단백질을 제거하고, DNA 또는 RNA를 정제할 수 있으므로, PCR 전처리에 사용이 가능하며, 산업적으로 유용하게 적용할 수 있다. The surface-modified nanocarbon-sugar polymer complex according to the present invention can adsorb proteins or samples containing proteins with excellent efficiency, and selectively adsorb and remove proteins in samples in which proteins and substances such as DNA or RNA are mixed. can do. Therefore, it is possible to adsorb or remove samples containing proteins such as viruses, bacteria, fungi, yeast, algae or protozoa, and can be used for quantification. In addition, since protein can be removed from the sample lysate and DNA or RNA can be purified, it can be used for PCR pretreatment and can be applied industrially.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면개질 나노카본-당고분자 복합체 및 이의 주사전자현미경 이미지이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면개질 나노카본-당고분자 복합체의 단백질 흡착 여부를 비색법으로 확인한 결과이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면개질 나노카본-당고분자 복합체의 단백질 흡착 웨스턴블롯 결과이다.
도 4는 본 발명에 일 실시예에 따른 표면개질 나노카본-당고분자 복합체의 DNA 분리 및 증폭에 주는 영향을 확인하기 위한 아가로스겔 전기영동 결과이다.
도 5는 본 발명에 일 실시예에 따른 표면개질 나노카본-당고분자 복합체의 검체 흡착 결과이다.
1 is an image of a surface-modified nanocarbon-sugar polymer complex and a scanning electron microscope thereof according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a result of confirming whether the protein adsorption of the surface-modified nanocarbon-sugar polymer complex according to an embodiment of the present invention by a colorimetric method.
3 is a result of a protein adsorption western blot of a surface-modified nanocarbon-saccharide polymer complex according to an embodiment of the present invention.
4 is an agarose gel electrophoresis result for confirming the effect on the DNA separation and amplification of the surface-modified nanocarbon-sugar polymer complex according to an embodiment of the present invention.
5 is a sample adsorption result of the surface-modified nanocarbon-sugar polymer complex according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

당고분자 매트릭스; 나노카본; 및 단백질 결합성 화합물;을 포함하고, Sugar polymer matrix; Nano carbon; And a protein-binding compound; and

상기 나노카본은 당고분자 매트릭스 내에 분산되어 당고분자 매트릭스와 함께 다공성 구조체를 형성하고, The nano-carbon is dispersed in a sugar polymer matrix to form a porous structure together with the sugar polymer matrix,

상기 단백질 결합성 화합물은 쿠마시 브릴리언트 블루 유도체, 폰소 S(ponceau S) 및 에오신으로 이루어진 군으로부터 선택되고,The protein-binding compound is selected from the group consisting of Coomassie brilliant blue derivatives, ponceau S and eosin,

상기 단백질 결합성 화합물은 복합체의 표면 및 기공 내에 물리적 또는 화학적으로 결합된 것인, 표면개질 나노카본-당고분자 복합체를 제공한다. The protein-binding compound provides a surface-modified nanocarbon-sugar polymer complex that is physically or chemically bound within the surface and pores of the complex.

본 발명에 따른 표면개질 나노카본-당고분자 복합체의 형태는 제한이 없으며, 예를 들어, 구형, 타원구형, 큐브형 또는 부정형일 수 있다. The shape of the surface-modified nanocarbon-saccharide polymer complex according to the present invention is not limited, and may be, for example, spherical, elliptical, cube-shaped, or amorphous.

일반 면봉은 수분 흡수를 통해 검체를 수집하는 데에는 우수하나, 용해가 잘 되지 않고, 유전자 추출이 어려워 PCR을 할 수 없는 문제가 있으나, 본 발명에 따른 복합체는 수분 속에 함유된 검체, 바람직하게는 단백질을 포함하는 검체를 효과적으로 흡착할 수 있다. 뿐만 아니라, 수득한 검체를 용해시키고, 용해물을 본 발명에 따른 복합체와 반응시키는 경우, DNA 또는 RNA와 단백질이 혼재되어 있는 검체 용해물 내에서, 선택적으로 단백질 성분만을 흡착/제거할 수 있으므로, DNA 또는 RNA의 PCR에 유리하며, DNA 또는 RNA 정량화가 용이하다.The general swab is excellent in collecting samples through water absorption, but it does not dissolve well, and there is a problem that PCR cannot be performed due to difficulty in gene extraction, but the complex according to the present invention is a sample contained in moisture, preferably protein It is possible to effectively adsorb the sample containing. In addition, when dissolving the obtained sample and reacting the lysate with the complex according to the present invention, in the sample lysate in which DNA or RNA and protein are mixed, only the protein component can be selectively adsorbed/removed. It is advantageous for PCR of DNA or RNA, and it is easy to quantify DNA or RNA.

본 발명에 있어서, 용어 "당고분자"는 폴리사카라이드 또는 다당체를 의미한다. In the present invention, the term "sugar polymer" means a polysaccharide or polysaccharide.

본 발명에 의하면, 상기 당고분자 매트릭스는 아가로스, 셀룰로오스, 키틴, 레반, 덱스트린, 젤라틴 및 전분으로 이루어진 군으로부터 선택되는 당고분자의 매트릭스 일 수 있으며, 바람직하게는 아가로스 또는 레반일 수 있다. 상기 매트릭스를 사용하는 경우, 빠른 단백질 흡착을 보였으며, 내구성이 특히 우수하였다. According to the present invention, the sugar polymer matrix may be a matrix of sugar polymers selected from the group consisting of agarose, cellulose, chitin, leban, dextrin, gelatin, and starch, preferably agarose or leban. When the matrix was used, fast protein adsorption was observed and durability was particularly excellent.

본 발명에 의하면, 상기 나노카본은 그래핀, 그래핀 옥사이드, 환원 그래핀 옥사이드, 카본나노튜브 및 카본나노와이어로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. According to the present invention, the nano-carbon may be at least one selected from the group consisting of graphene, graphene oxide, reduced graphene oxide, carbon nanotubes and carbon nanowires.

본 발명에 따른 복합체는 상기 나노카본과 당고분자 매트릭스가 물리적/화학적으로 얽히고, 결합하여 잘 발달된 다공 구조를 가진다. 본 발명에 따른 복합체는 내구성이 우수하며, 시료 속에 포함된 단백질 성분의 포획 및 흡착 효율이 향상되었으며, 제거가 용이하다.The composite according to the present invention has a well-developed porous structure in which the nanocarbon and the sugar polymer matrix are physically and chemically entangled and combined. The composite according to the present invention has excellent durability, improved capture and adsorption efficiency of protein components contained in a sample, and is easy to remove.

본 발명에 의하면, 상기 단백질 결합성 화합물은 단백질이 본 발명에 따른 복합체의 기공 내로 들어갈 수 있도록 유도하고, 기공에 들어간 단백질이 빠져나가지 않도록 한다. 뿐만 아니라 상기 단백질 결합성 화합물 자체도 복합체의 표면 또는 기공 내에서 단백질과 결합함으로써 단백질을 흡착한다. According to the present invention, the protein-binding compound induces the protein to enter the pores of the complex according to the present invention, and prevents the protein entering the pores from escaping. In addition, the protein-binding compound itself adsorbs the protein by binding to the protein on the surface or pores of the complex.

본 발명에 의하면, 상기 단백질 결합성 화합물은 쿠마시 브릴리언트 블루 유도체, 폰소 S(ponceau S) 및 에오신으로 이루어진 군으로부터 선택되나, 이에 제한되는 것은 아니며, 단백질과의 결합 특성을 나타내는 화합물이면 사용이 가능하다.According to the present invention, the protein-binding compound is selected from the group consisting of Coomassie Brilliant Blue derivative, ponceau S, and eosin, but is not limited thereto, and can be used as long as it is a compound exhibiting binding properties with proteins. Do.

본 발명에 의하면, 상기 단백질 결합성 화합물은 바람직하게는 쿠마시 브릴리언트 블루 유도체일 수 있는데, 쿠마시 브릴리언트 블루 유도체를 사용하여 제조된 복합체는 단백질을 흡착 속도가 특히 빠르며, 용액 내에서 흡착된 단백질을 누출시키지 않으므로 바람직하다. 상기 쿠마시 브릴리언트 블루 유도체는 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있다. According to the present invention, the protein-binding compound may preferably be a Coomassie Brilliant Blue derivative. The complex produced using the Coomassie Brilliant Blue derivative has a particularly fast adsorption rate for proteins, and the protein adsorbed in solution It is preferable because it does not leak. The Coomassie Brilliant Blue derivative may be a compound represented by Formula 1 or Formula 2.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018116338207-pat00003
Figure 112018116338207-pat00003

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112018116338207-pat00004
Figure 112018116338207-pat00004

[화학식 1] 또는 [화학식 2]에서, In [Formula 1] or [Formula 2],

R1, R2 및 R3은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, C1 - 6알킬, 페닐, 및 벤질 중에서 선택되고, R 1, R 2 and R 3 are the same or different and each is independently hydrogen, C 1 - 6 is selected from alkyl, phenyl, and benzyl,

Ra, Rb, Rc, Rd, Re 및 Rf는 서로 동일하거나 또는 상이하고, 각각 독립적으로 SO3H 또는 이의 허용 가능한 염, 할로겐, C1 - 6알킬, C2 - 6알케닐, C3 - 6알키닐, C1 - 6알킬옥시, 히드록시, 트리플루오로C1 - 6알킬, 트리플루오로C1 - 6알킬옥시, 시아노, 니트로, 아미노, 아릴 및 카르복실로 이루어진 군으로부터 선택된다.R a, R b, R c, R d, R e and R f are the same or different and each independently represents SO 3 H or its acceptable salts, a halogen, C 1 to each other - 6 alkyl, C 2 - 6 Al alkenyl, C 3 - to 6 alkyloxy, cyano, nitro, amino, aryl and carboxyl-6 alkynyl, C 1 - 6 alkyl, trifluoro C 1 - 6 alkyloxy, hydroxy, tri-C 1 fluoroalkyl It is selected from the group consisting of.

본 발명에 의하면, 단백질 결합성 화합물은 상기 다공성 구조체와 π-π 결합으로 부착된 것일 수 있다. According to the present invention, the protein-binding compound may be attached to the porous structure by π-π bonding.

본 발명에 의하면, 당고분자 매트릭스 100 중량부에 대하여, 나노카본 15 내지 45 중량부를 포함하는 것일 수 있다. According to the present invention, with respect to 100 parts by weight of the sugar polymer matrix, it may be one containing 15 to 45 parts by weight of nanocarbon.

나노카본의 함량이 상기 범위 미만이면, 단백질 결합성 화합물과의 결합할 수 있는 양이 적어질 수 있으며, 단백질 흡착능이 떨어질 수 있고, 따라서 단백질을 모두 흡착하기 위해서는 다량의 복합체를 필요로 할 수 있으므로 경제성이 떨어질 수 있다. 한편, 나노카본의 상기 범위를 초과하면, 당고분자 매트릭스 대비 나노카본의 함량이 너무 많아 복합체의 형태 조절이 용이하지 않아 볼이나 섬유 형태를 갖기 어려우며, 기공이 너무 커서 흡착된 단백질이 유출될 수 있다. If the content of the nano-carbon is less than the above range, the amount that can be combined with the protein-binding compound may be reduced, the protein adsorption capacity may be reduced, and therefore, a large amount of complexes may be required to adsorb all proteins. Economics may drop. On the other hand, if it exceeds the above range of the nano-carbon, the content of the nano-carbon compared to the sugar polymer matrix is too large to control the shape of the complex, so it is difficult to have a ball or fiber form, and the pores are too large, and the adsorbed protein may be leaked. .

바람직하게는, 당고분자 매트릭스 100 중량부에 대하여 나노카본이 20 내지 40 중량부, 보다 바람직하게는 나노카본이 25 내지 35 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위인 것이, 단백질 결합성 화합물과의 반응성이 우수하며, 바이오 검체들과 반응시키기 위한 액상의 검출 시료 내에서 핸들링이 용이하고, 제조된 복합체의 기계적 강도가 우수하여 교반이나 볼텍싱 과정에서 복합체가 부서지지 않는다. 본 발명에 따르면, 당고분자 매트릭스 100 중량부에 대하여 나노카본 30 중량부를 사용하였을 때 기계적 강도가 우수하고, 단백질 결합성 화합물과의 반응성이 뛰어나며, 단백질 흡착 효율이 가장 우수한 복합체가 제조되었다. Preferably, 20 to 40 parts by weight of the nanocarbon relative to 100 parts by weight of the sugar polymer matrix, more preferably 25 to 35 parts by weight of the nanocarbon may be included. The above range is excellent in reactivity with a protein-binding compound, easy handling in a liquid detection sample for reacting with bio samples, and excellent mechanical strength of the prepared complex, resulting in a complex during agitation or vortexing. Is not broken. According to the present invention, when using 30 parts by weight of nanocarbon with respect to 100 parts by weight of a sugar polymer matrix, a complex having excellent mechanical strength, excellent reactivity with a protein-binding compound, and most excellent protein adsorption efficiency was prepared.

본 발명에 의하면, 상기 기공의 크기는 20 내지 500 ㎛일 수 있다. 기공의 크기가 상기 범위 미만이면, 기공 내 단백질 흡착이 어려워 흡착 효율이 떨어질 수 있으며, 기공의 크기가 상기 범위를 초과하면 복합체의 내구성이 떨어질 수 있고, 용액 내에서 흡착된 단백질의 유출이 일어날 수 있으므로 바람직하지 않다. According to the present invention, the size of the pores may be 20 to 500 ㎛. If the size of the pores is less than the above range, the adsorption efficiency may be reduced due to difficulty in adsorbing proteins in the pores, and if the size of the pores exceeds the above range, the durability of the complex may decrease, and leakage of the adsorbed protein in solution may occur. Therefore, it is not preferable.

본 발명에 따른 복합체는 시료 중의 단백질 함유 물질, 예를 들어, 바이러스, 세균, 곰팡이, 효모, 조류 및 원생동물과 같은 단백질을 포함하는 검체를 흡착할 수 있으며, 검출 시료로부터 상기 검체를 분리 또는 제거하는데 효과적이다. The complex according to the present invention can adsorb a sample containing a protein-containing substance in a sample, for example, a protein such as virus, bacteria, fungi, yeast, algae and protozoa, and separate or remove the sample from the detection sample It is effective.

또한, 본 발명은, 당고분자 매트릭스와 나노카본을 반응시켜, 나노카본이 당고분자 매트릭스 내에 분산된 형태의 다공성 복합체를 제조하는 단계; 및In addition, the present invention, reacting the sugar polymer matrix and the nano-carbon, the step of preparing a porous composite in the form of nano-carbon dispersed in the sugar polymer matrix; And

쿠마시 브릴리언트 블루 유도체, 폰소 S(ponceau S) 및 에오신으로 이루어진 군으로부터 선택되는 단백질 결합성 화합물을 첨가하여 반응시키는 단계;를 포함하는 표면개질 나노카본-당고분자 복합체의 제조방법을 제공한다.It provides a method for preparing a surface-modified nanocarbon-sugar polymer complex comprising the step of reacting by adding a protein-binding compound selected from the group consisting of Coomassie brilliant blue derivative, ponceau S, and eosin.

본 발명에 있어서, 당고분자 매트릭스, 나노타본, 및 단백질 결합성 화합물의 정의는 앞에서 제시한 바와 같다. In the present invention, the definition of the sugar polymer matrix, the nano-ribbon, and the protein-binding compound is as described above.

본 발명에 의하면, 먼저, 당고분자 매트릭스 100 중량부에 대하여, 나노카본 15 내지 45 중량부를 반응시켜 다공성 복합체를 제조한다. 다음으로, 단백질 결합성 화합물을 첨가하여 상기 다공성 복합체의 표면 또는 기공 내부를 개질시킨다. 본 발명에 의하면, 단백질 결합성 화합물은 다공성 구조체의 표면 또는 내부에 π-π 결합을 통해 부착되는 것일 수 있다. According to the present invention, first, a porous composite is prepared by reacting 15 to 45 parts by weight of nanocarbon with respect to 100 parts by weight of a sugar polymer matrix. Next, a protein-binding compound is added to modify the surface or inside the pores of the porous composite. According to the present invention, the protein-binding compound may be attached to the surface or the inside of the porous structure through π-π bonding.

또한, 본 발명은 상기한 표면개질 나노카본-당고분자 복합체를 포함하는 검체 흡착용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for adsorbing a sample comprising the surface-modified nanocarbon-sugar polymer complex.

본 발명에 있어서, 용어 "검체"는 바이러스, 세균, 곰팡이, 효모, 조류 및 원생동물로 이루어진 군으로부터 선택되며, 생물체 내 단백질을 포함하는 것을 의미한다. In the present invention, the term "sample" is selected from the group consisting of viruses, bacteria, fungi, yeast, algae and protozoa, and means to include proteins in organisms.

또한, 본 발명은, 1) 검체를 용해시켜 용해물을 얻는 단계; In addition, the present invention, 1) dissolving the sample to obtain a lysate;

2) 용해물에 본 발명에 따른 표면개질 나노카본-당고분자 복합체를 첨가하여 교반하는 단계; 및2) adding a surface modified nanocarbon-sugar polymer complex to the lysate and stirring it; And

3) 상기 2) 단계의 혼합물을 여과하고, 여액을 수득하는 단계;를 포함하는, 검체 용해물로부터 단백질을 분리 또는 제거하는 방법을 제공한다. 3) filtering the mixture of step 2), and obtaining a filtrate; provides a method of separating or removing protein from a sample lysate.

검체를 정량 또는 정성 분석하기 위해서는 용해(lysis)시킨 뒤, DNA 또는 RNA를 PCR 등을 사용하여 증폭하는 단계가 필요할 수 있다. 그러나 용해물 내에 불필요한 성분들이 포함되는 경우, PCR이 이루어지지 않거나, 분석 정확도가 떨어질 수 있다. 따라서, 용해물 내의 불필요한 성분, 예를 들어 단백질을 제거하는 전처리 과정이 요구될 수 있다. In order to quantitatively or qualitatively analyze the sample, a step of lysis and amplification of DNA or RNA using PCR may be required. However, if unnecessary components are included in the lysate, PCR may not be performed or analysis accuracy may be deteriorated. Therefore, a pre-treatment process to remove unnecessary components in the lysate, for example, protein, may be required.

본 발명에 따른 복합체는 검체 용해물로부터 단백질을 선택적으로 분리 또는/및 제거함으로써 정제된 DNA 또는 RNA를 얻을 수 있도록 한다. 본 발명에 따른 복합체를 이용하여 단백질을 분리하는 경우, 용해물 내의 검체를 손쉽게 정성 분석 및 정량화가 가능하다.The complex according to the present invention allows to obtain purified DNA or RNA by selectively separating or/and removing proteins from a sample lysate. When the protein is separated using the complex according to the present invention, it is possible to perform qualitative analysis and quantification of the sample in the lysate.

또한, 본 발명은 1) 검체를 용해시켜 용해물을 얻는 단계; In addition, the present invention 1) to obtain a lysate by dissolving the sample;

2) 용해물에 본 발명에 따른 표면개질 나노카본-당고분자 복합체를 첨가하여 교반하는 단계; 및2) adding a surface modified nanocarbon-sugar polymer complex to the lysate and stirring it; And

3) 상기 2) 단계의 혼합물을 여과하고, 여액을 수득하는 단계;를 포함하는, 검체 용해물로부터 DNA 또는 RNA를 분리 또는 정제하는 방법을 제공하는 것이다.3) filtering the mixture of step 2) and obtaining a filtrate; to provide a method for isolating or purifying DNA or RNA from a sample lysate.

1) 검체를 용해시켜 용해물을 얻는 단계; 1) dissolving the sample to obtain a lysate;

2) 용해물에 본 발명에 따른 표면개질 나노카본-당고분자 복합체를 첨가하여 교반하는 단계; 2) adding a surface modified nanocarbon-sugar polymer complex to the lysate and stirring it;

3) 상기 2) 단계의 혼합물을 여과하고, 여액을 수득하는 단계; 및 3) filtering the mixture of step 2) to obtain a filtrate; And

4) 검체 용해물로부터 DNA 또는 RNA를 수득하는 단계;를 포함하는 검체 정량화 방법을 제공하는 것이다.4) obtaining DNA or RNA from a sample lysate; to provide a method for quantifying a sample.

이하에서 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만 이하에 실시예 등에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 또한, 이하의 실시예를 포함한 본 발명의 개시 내용에 기초한다면, 구체적으로 실험 결과가 제시되지 않은 본 발명을 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있음은 명백하다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples and the like, but the scope and content of the present invention may be reduced or limited by the following examples and the like and cannot be interpreted. In addition, if it is based on the disclosure of the present invention including the following examples, it is apparent that a person skilled in the art can easily implement the present invention in which experimental results are not specifically presented.

실시예Example

제조예 1. 나노카본-당고분자 복합체 제조Preparation Example 1. Preparation of nanocarbon-sugar polymer complex

당고분자와 나노카본을 반응시켜, 당고분자 매트릭스 내에 나노카본이 결합된 3차원 그물구조의 나노카본-당고분자 복합체를 제조하였다. 당고분자로 아가로스를 사용하였으며, 나노카본으로 환원 그래핀 옥사이드(RGO)를 사용하였다. 구체적으로, 아가로스 폴리머와 나노 카본 재료(그래핀, 그래핀 옥사이드, 환원 그래핀 옥사이드, 카본나노튜브 및 카본나노와이어)를 졸-겔 프로세스로 제작하였다. 먼저, 아가로스 분말을 탈이온수에 10~70 mg/ml의 농도로 용해시켰다. 다음으로 나노카본 재료 500 mg을 물 50 ml에 넣고, 1시간 동안 초음파처리하여 분산시켰다. 준비된 아가로스 용액에 나노카본 재료 분산액을 10~80%의 비율로 첨가한 후, 90℃에서 20분 동안 천천히 교반하였다. 피펫을 사용하여 나노카본-아가로스 용액을 오일조(oil bath) 안에 한 방울씩 떨어뜨려 볼을 형성시킨 후, 형성된 볼을 각 n-헥산, 에탄올, 탈이온수 순으로 세척하고, 동결건조하여 목적하는 볼 형태의 다공성 나노카본-당고분자 복합체를 제조하였다. By reacting the sugar polymer and the nanocarbon, a nanocarbon-sugar polymer composite having a three-dimensional network structure in which the nanocarbon is bound in the sugar polymer matrix was prepared. Agarose was used as the sugar polymer, and reduced graphene oxide (RGO) was used as the nanocarbon. Specifically, an agarose polymer and a nano carbon material (graphene, graphene oxide, reduced graphene oxide, carbon nanotube, and carbon nanowire) were manufactured by a sol-gel process. First, the agarose powder was dissolved in deionized water at a concentration of 10-70 mg/ml. Next, 500 mg of nano-carbon material was placed in 50 ml of water, and dispersed by ultrasonication for 1 hour. After adding the nano-carbon material dispersion to the prepared agarose solution at a rate of 10 to 80%, the mixture was stirred slowly at 90° C. for 20 minutes. After the nanocarbon-agarose solution is dropped dropwise into an oil bath using a pipette to form a ball, the formed ball is washed with n-hexane, ethanol, and deionized water in order, and freeze-dried. A porous nanocarbon-sugar polymer composite in the form of a ball was prepared.

오일조에 떨어뜨리는 나노카본-아가로스 용액의 용적량을 조절함으로써 제조되는 다공성 나노카본-당고분자 복합체의 크기를 조절한다. 본 발명에서는 지름이 2 내지 5 mm로 제작하였다. The size of the porous nanocarbon-sugar polymer complex prepared by controlling the volume of the nanocarbon-agarose solution dropped in the oil bath is controlled. In the present invention, a diameter of 2 to 5 mm was produced.

실시예 1. 표면개질 나노카본-당고분자 복합체 제조Example 1. Preparation of surface-modified nanocarbon-sugar polymer complex

쿠마시 브릴리언트 블루가 포함된 Bradford 시약(Bio-rad 사, Cat# 5000006)을 물에 1/10, 1/5, 1/2로 희석하여 Bradford 시약 희석 용액을 준비하였다. 준비된 Bradford 시약 희석 용액 500 ㎕과 Bradford 시약 원액을 각각 제조예 1의 나노카본-당고분자 복합체 10 mg에 첨가하여 10분 동안 교반하고, 탈이온수로 5회 세척하여 나노카본-당고분자 복합체 표면 및 그물 구조 내에 쿠마시 브릴리언트 블루가 도입된 표면개질 나노카본-당고분자 복합체를 제조하였다. The Bradford reagent dilution solution was prepared by diluting the Bradford reagent (Bio-rad, Cat# 5000006) containing Coomassie Brilliant Blue to 1/10, 1/5, 1/2 in water. 500 μl of the prepared Bradford reagent dilution solution and the Bradford reagent stock solution were added to 10 mg of the nanocarbon-sugar polymer complex of Preparation Example 1, respectively, stirred for 10 minutes, and washed 5 times with deionized water to wash the nanocarbon-sugar polymer complex surface and net A surface-modified nanocarbon-saccharide polymer complex in which Coomassie Brilliant Blue was introduced into the structure was prepared.

1/10, 1/5, 1/2로 희석한 Bradford 시약 희석 용액을 사용한 경우, 쿠마시 브릴리언트 블루가 잘 코팅되었으며, 단백질을 효율적으로 흡착하였다. 반면, Bradford 시약 원액을 사용한 경우, 제조된 다공성 복합체가 형태를 유지하지 못하였고, Bradford 시약에 녹아버렸다. 따라서, Bradford 시약은 희석하여 사용하여야 한다. 이하, 추가 실험에서는 Bradford 시약을 1/5로 희석하여 사용하였다. When a Bradford reagent dilution solution diluted to 1/10, 1/5, 1/2 was used, Coomassie Brilliant Blue was well coated and protein was efficiently adsorbed. On the other hand, when the Bradford reagent stock solution was used, the prepared porous composite did not maintain its shape and was dissolved in Bradford reagent. Therefore, Bradford reagent should be used diluted. Hereinafter, in further experiments, Bradford's reagent was diluted 1/5 and used.

도 1은 1/5로 희석한 Bradford 시약 희석 용액을 이용하여 제조된 표면개질 나노카본-당고분자 복합체의 이미지이다. 주사전자현미경 사진에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 복합체는 다공성 구조가 잘 발달된 것이 확인되었다. 1 is an image of a surface-modified nanocarbon-sugar polymer complex prepared using a Bradford reagent dilution solution diluted to 1/5. As shown in the scanning electron micrograph, it was confirmed that the composite according to the present invention has a well developed porous structure.

비교예 1. Comparative Example 1.

쿠마시 브릴리언트 블루가 포함된 Bradford 시약(1/5 희석 용액)에 제조예 1의 당 고분자를 소량 첨가하여 혼합물을 제조하였다. A mixture of a sugar polymer of Preparation Example 1 was added to a Bradford reagent (1/5 dilution solution) containing Coomassie Brilliant Blue to prepare a mixture.

시료 준비Sample preparation

1.5 ml 마이크로 튜브 3개를 준비하고, 각각 ①, ②, ③으로 표기한 다음, 튜브에 다음과 같이 시료를 준비하였다. Three 1.5 ml microtubes were prepared, labeled as ①, ②, and ③, respectively, and samples were prepared as follows.

① PBS 완충액① PBS buffer

② 인플루엔자 A의 핵단백질 100 ng/물 500 ㎕ ② Influenza A nuclear protein 100 ng / 500 μl of water

③ 1.2 kbp DNA 30 ng/물 500 ㎕③ 1.2 kbp DNA 30 ng/500 μl of water

시험예 1. 단백질 흡착능 테스트Test Example 1. Protein adsorption capacity test

1) 비색 테스트1) Colorimetric test

본 발명에서 제조한 복합체에 의한 단백질 흡착 여부를 확인하였다. Protein adsorption by the complex prepared in the present invention was confirmed.

1.5 ml 마이크로 튜브에 각각 인플루엔자 NP 단백질을 1, 2, 10 및 20 ㎍/ml의 농도로 첨가한 뒤, 각각의 튜브에 쿠마시 브릴리언트 블루 120 ㎕, PBS 완충액 440 ㎕를 넣어 최종 부피를 1 ml로 만든 뒤 혼합하였다. 각각의 시료를 500 ㎕씩 둘로 나눈 다음, 하나는 무처리, 다른 하나는 실시예 1의 복합체 10 mg을 넣고, 10분간 반응시켰다. 반응이 완료된 후, 투명 96웰 플레이트에 분주하여 색변화를 확인하였다. After adding influenza NP protein to 1.5 ml micro tubes at concentrations of 1, 2, 10 and 20 µg/ml, put 120 µl of Coomassie Brilliant Blue and 440 µl PBS buffer in each tube to make a final volume of 1 ml. Made and mixed. After dividing each sample into 500 µl in two, one was untreated and the other was added 10 mg of the complex of Example 1 and reacted for 10 minutes. After the reaction was completed, it was dispensed into a transparent 96-well plate to check the color change.

쿠마시 브릴리언트 블루는 용액 내에서는 무색으로 존재하나, 단백질과 결합하면 푸른색을 나타낸다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 무처리 상태에서는 단백질 농도 의존적으로 푸른색이 짙은 것이 관찰되었다. 또한, 실시예 1의 복합체 처리에 따라 푸른색이 사라졌는데, 이는 실시예 1의 복합체가 단백질을 흡착에 따른 결과이다.Coomassie Brilliant Blue is colorless in solution, but shows blue when combined with proteins. As shown in Fig. 2, it was observed that in the untreated state, the blue color was dark depending on the protein concentration. In addition, the blue color disappeared according to the complex treatment of Example 1, which is the result of the complex of Example 1 adsorbing proteins.

2) 웨스턴 블롯 테스트2) Western blot test

대조군Control

상기 ①~③의 튜브에 각각 쿠마시 브릴리언트 블루가 포함된 Bradford 시약을 1:1 부피%로 첨가하고, 제조예 1의 나노카본-당고분자 복합체를 10 mg 넣은 후, 10분간 마일드하게 교반하였다. Bradford reagent containing Coomassie Brilliant Blue was added at 1:1 volume% to the tubes of ① to ③, and 10 mg of the nanocarbon-sugar polymer complex of Preparation Example 1 was added, followed by mild stirring for 10 minutes.

각각의 튜브에서 용액만을 채취하여 각각 ④, ⑤, ⑥ 시료로 명명하고, 웨스턴 블롯을 실시하였다. Only the solutions were collected from each tube and named as ④, ⑤, and ⑥ samples, respectively, and Western blot was performed.

실험군Experimental group

상기 ①~③을 각각 마이크로 튜브에 250 ㎕씩 넣고, 각각의 튜브에, PBS 완충액 250 ㎕를 첨가하여 총 부피가 대조군과 동일하도록 조절하였다. 각각의 튜브에 실시예 1의 표면개질 나노카본-당고분자 복합체를 대조군과 동일한 양으로 넣은 후, 10분간 마일드하게 교반하였다. Each of the above ①~③ was added to each micro tube by 250 µl, and to each tube, 250 µl of PBS buffer was added to adjust the total volume to be the same as the control group. After adding the surface-modified nanocarbon-sugar polymer complex of Example 1 to each tube in the same amount as the control, the mixture was gently stirred for 10 minutes.

각각의 튜브에서 용액만을 채취하여 각각 ⑦, ⑧, ⑨ 시료로 명명하고, 웨스턴 블롯을 실시하였다. Only the solutions were collected from each tube, respectively, designated as ⑦, ⑧, and ⑨ samples, and subjected to Western blot.

결과result

도 3에 나타낸 바와 같이, 단백질이 있는 ② 시료에서 진한 밴드가 관찰되었다. 한편, ⑤, ⑧ 시료에서는 밴드가 거의 관찰되지 않았다. 이를 통해 단백질을 흡착하는 것으로 알려진 쿠마시 브릴리언트 블루와 비교하여, 본 발명에 따른 실시예 1의 표면개질 나노카본-당고분자 복합체가 단백질 흡수에 효과적임을 확인할 수 있다. As shown in Fig. 3, a dark band was observed in the ② sample with protein. On the other hand, almost no band was observed in the samples ⑤ and ⑧. Through this, compared with Coomassie Brilliant Blue, which is known to adsorb proteins, it can be confirmed that the surface-modified nanocarbon-saccharide polymer complex of Example 1 according to the present invention is effective for protein absorption.

시험예 2. DNA 검출Test Example 2. DNA detection

DNA가 함유된 ③, ⑥, ⑨ 시료를 PCR 한 후, 아가로스 겔에서 전기영동을 실시하였으며, 그 결과를 도 4에 나타내었다. After PCR of samples containing DNA, ③, ⑥, and ⑨, electrophoresis was performed on an agarose gel, and the results are shown in FIG. 4.

③, ⑨ 시료에서는 DNA 밴드가 확인되었으나, ⑥ 시료에서는 DNA 밴드가 거의 나타나지 않았다. 이를 통해 본 발명에 따른 실시예 1의 표면개질 나노카본-당고분자 복합체는 DNA의 PCR에 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있었으며, 검체의 정량화에 적합하다는 것이 확인되었다. ③, ⑨ DNA band was confirmed in sample, but ⑥ sample showed little DNA band. Through this, it was found that the surface-modified nanocarbon-saccharide polymer complex of Example 1 according to the present invention did not affect the PCR of DNA, and was confirmed to be suitable for the quantification of samples.

반면, 비교예 1에서와 같이, 나노카본-당고분자 복합체와 쿠마시 브릴리언트 블루가 혼합물로서 존재하는 경우에는, PCR을 저해하는 것으로 나타나 DNA 정제 및 검체의 정량화에 적합하지 않았다. On the other hand, as in Comparative Example 1, when the nanocarbon-sugar polymer complex and Coomassie Brilliant Blue were present as a mixture, it was shown to inhibit PCR and was not suitable for DNA purification and quantification of samples.

시험예 3.Test Example 3.

실시예 1의 표면개질 나노카본-당고분자 복합체를 이용하여 병원체 흡착이 가능한지 확인하였다. 병원체 시료로 대장균 103 CFU/ml를 준비하였다. It was confirmed that the pathogen adsorption is possible using the surface-modified nanocarbon-sugar polymer complex of Example 1. E. coli 10 3 CFU/ml was prepared as a pathogen sample.

대조군Control

PBS 완충액 399 ㎕, 쿠마시 브릴리언트 블루가 포함된 Bradford 시약 1 ㎕, 병원체 시료 100 ㎕를 혼합하여 총 500 ㎕ 용액을 제조한 뒤, 제조예 1의 복합체를 수개 첨가하고, 10분간 마일드하게 교반한 뒤, 용액만을 채취하여 배양하였다. After mixing 399 μl of PBS buffer, 1 μl of Bradford reagent containing Coomassie Brilliant Blue, and 100 μl of pathogen samples to prepare a total of 500 μl solution, several complexes of Preparation Example 1 were added, followed by mild stirring for 10 minutes. , Only the solution was collected and cultured.

실험군Experimental group

PBS 완충액 400 ㎕, 병원체 시료 100 ㎕를 혼합하여 총 500 ㎕ 용액을 제조한 뒤, 실시예 1의 복합체를 대조군과 동일한 양으로 첨가하고, 10분간 마일드하게 교반한 뒤, 용액만을 채취하여 배양하였다. After mixing 400 μl of PBS buffer and 100 μl of pathogen sample to prepare a total of 500 μl solution, the complex of Example 1 was added in the same amount as the control, stirred gently for 10 minutes, and only the solution was collected and cultured.

배양 결과를 도 5에 나타내었다. The culture results are shown in FIG. 5.

대조군에 비하여 실험군에서 대장균의 증식이 낮은 것을 알 수 있다. 이를 통해 본 발명의 실시예 1의 복합체가 병원체를 효과적으로 흡착하는 것을 확인하였다. It can be seen that the proliferation of E. coli is low in the experimental group compared to the control group. Through this, it was confirmed that the complex of Example 1 of the present invention effectively adsorbed the pathogen.

Claims (15)

아가로스인 당고분자 매트릭스; 환원 그래핀 옥사이드인 나노카본; 및 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 쿠마시 브릴리언트 유도체인 단백질 결합성 화합물;을 포함하는 표면개질 나노카본-당고분자 복합체로서,
상기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 쿠마시 브릴리언트 블루 유도체는
[화학식 1]
Figure 112020011618733-pat00012

[화학식 2]
Figure 112020011618733-pat00013
이며,
[화학식 1] 또는 [화학식 2]에서,
R1, R2 및 R3은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, C1-6알킬, 페닐, 및 벤질 중에서 선택되고,
Ra, Rb, Rc, Rd, Re 및 Rf는 서로 동일하거나 또는 상이하고, 각각 독립적으로 SO3H 또는 이의 허용 가능한 염, 할로겐, C1-6알킬, C2-6알케닐, C3-6알키닐, C1-6알킬옥시, 히드록시, 트리플루오로C1-6알킬, 트리플루오로C1-6알킬옥시, 시아노, 니트로, 아미노, 아릴 및 카르복실로 이루어진 군으로부터 선택되며,
상기 나노카본은 당고분자 매트릭스 내에 분산되어 당고분자 매트릭스와 함께 다공성 구조체를 형성하고,
상기 단백질 결합성 화합물은 복합체의 표면 및 기공 내에 물리적 또는 화학적으로 결합된 것인, 표면개질 나노카본-당고분자 복합체.
An agarose sugar polymer matrix; Nano carbon which is reduced graphene oxide; And a protein-binding compound that is a Coomassie brilliant derivative represented by the following Chemical Formula 1 or 2, as a surface-modified nanocarbon-sugar polymer complex comprising:
The Coomassie Brilliant Blue derivative represented by Formula 1 or Formula 2 is
[Formula 1]
Figure 112020011618733-pat00012

[Formula 2]
Figure 112020011618733-pat00013
And
In [Formula 1] or [Formula 2],
R 1 , R 2 and R 3 are the same as or different from each other, and each independently selected from hydrogen, C 1-6 alkyl, phenyl, and benzyl,
R a , R b , R c , R d , R e and R f are the same as or different from each other, and each independently SO 3 H or an acceptable salt thereof, halogen, C 1-6 alkyl, C 2-6 egg Kenyl, C 3-6 alkynyl, C 1-6 alkyloxy, hydroxy, trifluoroC 1-6 alkyl, trifluoroC 1-6 alkyloxy, cyano, nitro, amino, aryl and carboxyl Is selected from the group consisting of,
The nano-carbon is dispersed in a sugar polymer matrix to form a porous structure together with the sugar polymer matrix,
The protein-binding compound is a physically or chemically bound to the surface and pores of the complex, the surface-modified nanocarbon-saccharide polymer complex.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 쿠마시 브릴리언트 블루 유도체는 쿠마시 브릴리언트 블루인, 표면개질 나노카본-당고분자 복합체.
According to claim 1,
The Coomassie Brilliant Blue derivative is Coomassie Brilliant Blue, a surface-modified nanocarbon-sugar polymer complex.
제1항에 있어서,
당고분자 매트릭스 100 중량부에 대하여, 나노카본 15 내지 45 중량부를 포함하는 것인, 표면개질 나노카본-당고분자 복합체.
According to claim 1,
The surface-modified nanocarbon-sugar polymer complex comprising 15 to 45 parts by weight of nanocarbon based on 100 parts by weight of the sugar polymer matrix.
제1항에 있어서,
기공의 크기가 20 내지 500㎛인, 표면개질 나노카본-당고분자 복합체.
According to claim 1,
The surface-modified nanocarbon-saccharide polymer complex having a pore size of 20 to 500 µm.
제1항에 있어서,
단백질을 선택적으로 흡착하는 것인, 표면개질 나노카본-당고분자 복합체.
According to claim 1,
A surface-modified nanocarbon-saccharide polymer complex that selectively adsorbs proteins.
아가로스인 당고분자 매트릭스와 환원 그래핀 옥사이드인 나노카본을 반응시켜, 나노카본이 당고분자 매트릭스 내에 분산된 형태의 다공성 구조체를 제조하는 단계; 및
쿠마시 브릴리언트 블루 유도체인 단백질 결합성 화합물을 첨가하여 반응시키는 단계;를 포함하는, 표면개질 나노카본-당고분자 복합체의 제조방법으로서,
쿠마시 브릴리언트 블루 유도체는 상기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 쿠마시 브릴리언트 블루 유도체로서,
[화학식 1]
Figure 112020011618733-pat00014

[화학식 2]
Figure 112020011618733-pat00015
이며,
[화학식 1] 또는 [화학식 2]에서,
R1, R2 및 R3은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, C1-6알킬, 페닐, 및 벤질 중에서 선택되고,
Ra, Rb, Rc, Rd, Re 및 Rf는 서로 동일하거나 또는 상이하고, 각각 독립적으로 SO3H 또는 이의 허용 가능한 염, 할로겐, C1-6알킬, C2-6알케닐, C3-6알키닐, C1-6알킬옥시, 히드록시, 트리플루오로C1-6알킬, 트리플루오로C1-6알킬옥시, 시아노, 니트로, 아미노, 아릴 및 카르복실로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 표면개질 나노카본-당고분자 복합체의 제조방법.
Reacting a sugar polymer matrix, which is an agarose, and a nanocarbon, which is a reduced graphene oxide, to prepare a porous structure in which the nanocarbon is dispersed in a sugar polymer matrix; And
A method of preparing a surface-modified nanocarbon-sugar polymer complex, comprising: reacting by adding a protein-binding compound that is a Coomassie brilliant blue derivative;
The Coomassie Brilliant Blue derivative is a Coomassie Brilliant Blue derivative represented by Formula 1 or Formula 2,
[Formula 1]
Figure 112020011618733-pat00014

[Formula 2]
Figure 112020011618733-pat00015
And
In [Formula 1] or [Formula 2],
R 1 , R 2 and R 3 are the same as or different from each other, and each independently selected from hydrogen, C 1-6 alkyl, phenyl, and benzyl,
R a , R b , R c , R d , R e and R f are the same as or different from each other, and each independently SO 3 H or an acceptable salt thereof, halogen, C 1-6 alkyl, C 2-6 egg Kenyl, C 3-6 alkynyl, C 1-6 alkyloxy, hydroxy, trifluoroC 1-6 alkyl, trifluoroC 1-6 alkyloxy, cyano, nitro, amino, aryl and carboxyl Method for producing a surface-modified nanocarbon-sugar polymer complex is selected from the group consisting of.
제8항에 있어서,
당고분자 매트릭스 100 중량부에 대하여, 나노카본 15 내지 45 중량부를 포함하는 것인, 표면개질 나노카본-당고분자 복합체의 제조방법.
The method of claim 8,
A method for producing a surface-modified nanocarbon-sugar polymer composite, which contains 15 to 45 parts by weight of nanocarbon based on 100 parts by weight of the sugar polymer matrix.
제1항 및 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 표면 개질 나노카본-당고분자 복합체를 포함하는 검체 흡착용 조성물.A composition for adsorbing a sample comprising the surface-modified nanocarbon-sugar polymer complex according to any one of claims 1 and 4 to 7. 제10항에 있어서,
상기 검체는 바이러스, 세균, 곰팡이, 효모, 조류 및 원생동물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나로부터 유래한 단백질인, 검체 흡착용 조성물.
The method of claim 10,
The sample is a protein derived from any one selected from the group consisting of viruses, bacteria, fungi, yeast, algae and protozoa, a composition for adsorbing a sample.
1) 검체를 용해시켜 용해물을 얻는 단계;
2) 용해물에 제1항 및 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 표면개질 나노카본-당고분자 복합체를 첨가하여 교반하는 단계; 및
3) 상기 2) 단계의 혼합물을 여과하고, 여액을 수득하는 단계;를 포함하는, 검체 용해물로부터 단백질을 분리 또는 제거하는 방법.
1) dissolving the sample to obtain a lysate;
2) adding the surface-modified nanocarbon-sugar polymer complex according to any one of claims 1 and 4 to 7 to the lysate and stirring; And
3) filtering the mixture of step 2) and obtaining a filtrate; the method comprising or removing protein from the sample lysate.
제12항에 있어서,
상기 검체는 바이러스, 세균, 곰팡이, 효모, 조류 및 원생동물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 검체 용해물로부터 단백질을 분리 또는 제거하는 방법.
The method of claim 12,
The sample is selected from the group consisting of viruses, bacteria, fungi, yeast, algae and protozoa, a method of isolating or removing protein from a sample lysate.
1) 검체를 용해시켜 용해물을 얻는 단계;
2) 용해물에 제1항 및 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 표면개질 나노카본-당고분자 복합체를 첨가하여 교반하는 단계; 및
3) 상기 2) 단계의 혼합물을 여과하고, 여액을 수득하는 단계;를 포함하는, 검체 용해물로부터 DNA 또는 RNA를 분리 또는 정제하는 방법.
1) dissolving the sample to obtain a lysate;
2) adding the surface-modified nanocarbon-sugar polymer complex according to any one of claims 1 and 4 to 7 to the lysate and stirring; And
3) filtering the mixture of step 2) to obtain a filtrate; comprising, or separating or purifying DNA or RNA from the sample lysate.
1) 검체를 용해시켜 용해물을 얻는 단계;
2) 용해물에 제1항 및 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 표면개질 나노카본-당고분자 복합체를 첨가하여 교반하는 단계;
3) 상기 2) 단계의 혼합물을 여과하고, 여액을 수득하는 단계; 및
4) 검체 용해물로부터 DNA 또는 RNA를 수득하는 단계;를 포함하는 검체 정량화 방법.
1) dissolving the sample to obtain a lysate;
2) adding the surface-modified nanocarbon-sugar polymer complex according to any one of claims 1 and 4 to 7 to the lysate and stirring;
3) filtering the mixture of step 2) to obtain a filtrate; And
4) obtaining DNA or RNA from the sample lysate.
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