KR102413053B1 - Nanomaterial complex comprising dopamine-modified black phosphorus nanosheets and gold nanorods, and uses thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도파민이 결합된 흑린 나노 시트 및 금 나노 막대를 포함하는 나노물질 복합체, 및 이의 용도에 관한 것으로, 본 발명의 나노물질 복합체는 근적외선을 조사함에 따라 증폭 가능한 최적의 온도로 상승되며, 타겟 유전자를 높은 민감도로 검출할 수 있도록 한다. 따라서, 본 발명의 나노물질 복합체는 전기공급 없이 언제 어디서나 바이러스 핵산을 증폭하여 바이러스 감염을 간편하게 진단할 수 있는 장점을 가지고 있어, 향후 다양한 바이러스 감염의 진단에 유용하게 활용할 수 있을 것으로 기대된다.The present invention relates to a nanomaterial composite comprising dopamine-bound black phosphorus nanosheets and gold nanorods, and a use thereof. It enables the detection of genes with high sensitivity. Therefore, the nanomaterial complex of the present invention has the advantage of conveniently diagnosing viral infections by amplifying viral nucleic acids anytime and anywhere without electricity supply, and is expected to be usefully utilized for the diagnosis of various viral infections in the future.

Figure R1020210176349
Figure R1020210176349

Description

도파민이 결합된 흑린 나노 시트 및 금 나노 막대를 포함하는 나노물질 복합체 및 이의 용도 {Nanomaterial complex comprising dopamine-modified black phosphorus nanosheets and gold nanorods, and uses thereof}Nanomaterial complex comprising dopamine-modified black phosphorus nanosheets and gold nanorods, and uses thereof

본 발명은 도파민이 결합된 흑린 나노 시트 및 금 나노 막대를 포함하는 나노물질 복합체, 및 이의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a nanomaterial composite comprising dopamine-bound black phosphorus nanosheets and gold nanorods, and uses thereof.

2019년 바이러스 폐렴 양상의 원인미상 폐렴이 발생하기 시작했다. 상기 폐렴에 대해서 세계보건기구 (World Health Organization, WHO)는 이를 코로나19 바이러스 (corona virus in 2019, COVID-19)로 명명하였고, 중증 급성 호흡기 증후군으로 인한 폐렴의 원인은 신종 코로나 바이러스(coronavirus 2, SARS-CoV-2)로 밝혀졌다. SARS-CoV-2는 30kb의 양성 단일 가닥 RNA 게놈으로 이루어진 외피바이러스로, 4종류의 주요 구조적 단백질 (S-spike, E-envelope, M-membrane, N-nucleocapsid)과 16종류의 비구조 단백질 (NSP 1-16)로 구성 되어있다. COVID-19 바이러스는 주로 비말을 통한 호흡기 전염이나 접촉을 통해서 빠르게 전파되고, 증상은 고열, 기침, 인후통이 동반되며 면역저하 환자에서는 급성폐렴, 급성호흡곤란증후군 등의 증상을 동반하며, 심각한 경우에는 사망에 이른다. COVID-19 바이러스가 확인된 후 20 개월동안 2 억명 이상이 감염되었다. 따라서, COVID-19의 급격한 확산을 막고 사전에 감염을 예방할 수 있는 COVID-19 바이러스 빠르고 정확한 진단 조사방법이 중요하다.In 2019, pneumonia of unknown cause began to occur in the form of viral pneumonia. For the pneumonia, the World Health Organization (WHO) named it Corona virus in 2019 (COVID-19), and the cause of pneumonia caused by severe acute respiratory syndrome is new coronavirus (coronavirus 2, SARS-CoV-2). SARS-CoV-2 is an enveloped virus composed of a 30kb positive single-stranded RNA genome. It consists of 4 major structural proteins (S-spike, E-envelope, M-membrane, N-nucleocapsid) and 16 non-structural proteins ( NSP 1-16). The COVID-19 virus spreads rapidly through respiratory transmission or contact, mainly through droplets, and symptoms are accompanied by high fever, cough, sore throat, and acute pneumonia and acute respiratory distress syndrome in immunocompromised patients. leads to death More than 200 million people have been infected in the 20 months since the COVID-19 virus was identified. Therefore, it is important to quickly and accurately diagnose and investigate the COVID-19 virus, which can prevent the rapid spread of COVID-19 and prevent infection in advance.

최근까지 개발된 COVID-19 바이러스 진단 검사는 중합효소 연쇄 반응 (polymerase chain reaction, PCR)을 기본으로 실시간 모니터링 (monitoring)이 가능한 실시간 유전자 증폭검사 (RT-PCR) 방식을 사용하여, 반응 사이클의 반복에 의해 증폭이 진행되기에 많은 시간이 소요된다. 또한, 고온의 온도를 단계별로 유지해야 증폭이 진행되므로 진단 장비의 구성이 복잡하며, 온도, 시간 등 최적화에 많은 시간과 숙련된 기술이 필요하기 때문에, COVID-19의 신속, 정확한 진단을 위한 새로운 진단 방법이 요구되고 있다.The COVID-19 virus diagnostic test developed until recently uses a real-time gene amplification test (RT-PCR) method that enables real-time monitoring based on polymerase chain reaction (PCR), and repeats the reaction cycle. It takes a lot of time for amplification to proceed. In addition, the configuration of diagnostic equipment is complicated because amplification proceeds only when the high temperature is maintained step by step, and a lot of time and skilled technology are required to optimize temperature, time, etc., so a new method for rapid and accurate diagnosis of COVID-19 Diagnostic methods are in demand.

고리-매개 등온 증폭(Loop-mediated isothermal amplification, LAMP)은 타겟이 되는 유전자의 특정 부위와 특이적 반응이 가능한 프라이머 물질을 이용하여 루프모양의 DNA 산물을 무한대로 증폭하고, 형광 검출용 시약을 사용하거나 침전 반응시켜 증폭의 정도와 타겟 유전자의 유무를 확인하는 방법이다. LAMP 검출법은 Bst 중합효소를 통해 등온의 조건에서 증폭이 가능함에 따라 신속한 진단을 수행할 수 있어, PCR 검출법의 단점인 사이클의 반복에 의한 긴 소요시간을 해결할 수 있으며, 진단 장비의 구성이 간단해 현장에서의 신속 진단에 적합하다. Loop-mediated isothermal amplification (LAMP) uses a primer material capable of specific reaction with a specific region of a target gene to infinitely amplify loop-shaped DNA products and use reagents for fluorescence detection It is a method to check the degree of amplification and the presence or absence of a target gene by performing a precipitation reaction. The LAMP detection method can perform rapid diagnosis as amplification is possible under isothermal conditions through Bst polymerase, thereby solving the disadvantage of PCR detection method, the long time required due to cycle repetition, and the simple configuration of the diagnostic equipment. It is suitable for rapid diagnosis in the field.

이에, 본 발명자들은 COVID-19을 진단할 수 있는 방법에 대해 연구한 끝에, 본 발명을 완성하였다. Accordingly, the present inventors completed the present invention after studying a method for diagnosing COVID-19.

대한민국 등록특허 10-2173154호Republic of Korea Patent Registration No. 10-2173154

상기와 같은 문제점 및 니즈를 해결하기 위하여, 본 발명자들은 LAMP 진단 방법에 적용할 수 있는 새로운 물질을 발굴하였으며, 고온 및 등온의 조건을 유지하면서 목적 유전자의 증폭이 가능한 것을 확인함으로써 본 발명의 신규한 복합체를 완성하였다.In order to solve the above problems and needs, the present inventors discovered a new material applicable to the LAMP diagnostic method, and confirmed that the target gene can be amplified while maintaining high temperature and isothermal conditions. The complex was completed.

따라서, 본 발명의 목적은 흑린 나노 시트(black phosphorus nanosheet); Accordingly, an object of the present invention is a black phosphorus nanosheet;

도파민; 및dopamine; and

금 나노 막대를 포함하는, 나노물질 복합체로서,A nanomaterial composite comprising gold nanorods, comprising:

상기 흑린 나노 시트는 하나 이상의 도파민이 결합된 것이며,The black phosphorus nanosheet is one or more dopamine bound,

상기 금 나노 막대는 도파민에 결합된 것을 특징으로 하는, 나노물질 복합체를 제공하는 것이다.The gold nanorods are to provide a nanomaterial complex, characterized in that it is bound to dopamine.

본 발명의 다른 목적은 본 발명에 따른 나노물질 복합체를 포함하는 조성물을 이용하여 제조된 비즈를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide beads prepared using a composition comprising the nanomaterial composite according to the present invention.

본 발명의 또 다른 목적은 (a) 흑린 나노 시트의 표면을 도파민으로 개질시키는 단계; 및Another object of the present invention is to (a) modifying the surface of the black phosphorus nanosheet with dopamine; and

(b) 금 나노 막대를 처리하는 단계를 포함하는, 본 발명에 따른 나노물질 복합체의 제조방법을 제공하는 것이다.(b) to provide a method for preparing a nanomaterial composite according to the present invention, comprising the step of treating the gold nanorods.

본 발명의 또 다른 목적은 서열번호 1 내지 6의 염기서열로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는, SARS-CoV-2 바이러스의 검출용 고리-매개 등온 증폭(Loop-mediated isothermal amplification; LAMP) 프라이머 세트를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is a loop-mediated isothermal amplification (LAMP) primer for detection of SARS-CoV-2 virus, comprising at least one selected from the group consisting of nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1 to 6 to provide a set.

본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 따른 프라이머 세트를 포함하는 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자 검출용 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a composition for detecting M gene of SARS-CoV-2 virus comprising the primer set according to the present invention.

본 발명의 또 다른 목적은 시료에서 RNA를 분리하는 단계; 및 Another object of the present invention is to isolate RNA from a sample; and

상기 RNA를 주형으로 하고, 본 발명에 따른 프라이머 세트를 이용하여 등온 증폭 반응을 수행하여 표적 서열을 증폭하는 단계;를 포함하는 코로나바이러스감염증-19의 진단을 위한 정보제공방법을 제공하는 것이다.Using the RNA as a template and performing an isothermal amplification reaction using the primer set according to the present invention to amplify the target sequence; to provide an information providing method for diagnosis of coronavirus infection-19, including the.

본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 따른 복합체를 포함하는 고리-매개 등온 증폭용 키트를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a kit for ring-mediated isothermal amplification comprising the complex according to the present invention.

그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

따라서, 본 발명은 흑린 나노 시트(black phosphorus nanosheet); Therefore, the present invention is a black phosphorus nanosheet (black phosphorus nanosheet);

도파민; 및dopamine; and

금 나노 막대를 포함하는, 나노물질 복합체로서,A nanomaterial composite comprising gold nanorods, comprising:

상기 흑린 나노 시트는 하나 이상의 도파민이 결합된 것이며,The black phosphorus nanosheet is one or more dopamine bound,

상기 금 나노 막대는 도파민에 결합된 것을 특징으로 하는, 나노물질 복합체를 제공한다.The gold nanorods provide a nanomaterial complex, characterized in that it is bound to dopamine.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 나노물질 복합체를 포함하는 조성물을 이용하여 제조된 비즈를 제공한다.In addition, the present invention provides beads prepared by using the composition comprising the nanomaterial composite according to the present invention.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 금 나노 막대는 도파민의 카테콜 작용기와 화학적으로 결합된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the gold nanorods may be chemically bonded to a catechol functional group of dopamine, but is not limited thereto.

본 발명의 다른 구현예에서, 상기 금 나노 막대는 종횡비가 2:1 내지 8:1일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In another embodiment of the present invention, the gold nanorods may have an aspect ratio of 2:1 to 8:1, but is not limited thereto.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 복합체는 근적외선 파장에서 발열반응을 일으키는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In another embodiment of the present invention, the complex may cause an exothermic reaction at a near-infrared wavelength, but is not limited thereto.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 도파민은 폴리머화 된 형태로 흑린 나노 시트에 결합된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In another embodiment of the present invention, the dopamine may be bound to black phosphorus nanosheets in a polymerized form, but is not limited thereto.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 복합체는 20분 이상 등온 상태를 유지하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In another embodiment of the present invention, the complex may be maintained in an isothermal state for 20 minutes or more, but is not limited thereto.

또한, 본 발명은 (a) 흑린 나노 시트의 표면을 도파민으로 개질시키는 단계; 및In addition, the present invention comprises the steps of (a) modifying the surface of the black phosphorus nanosheet with dopamine; and

(b) 금 나노 막대를 처리하는 단계를 포함하는, 본 발명에 따른 나노물질 복합체의 제조방법을 제공한다.(b) provides a method for preparing a nanomaterial composite according to the present invention, comprising the step of treating the gold nanorods.

본 발명의 일 구현에에서, 상기 흑린 나노 시트는 흑린 입자를 소니케이션 방법으로 박리하여 제조된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the black phosphorus nanosheet may be prepared by peeling black phosphorus particles by a sonication method, but is not limited thereto.

본 발명의 다른 구현예에서, 상기 단계 (a)에서 도파민은 흑린 나노 시트와 1 : 1 내지 1 : 5의 질량비로 혼합되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In another embodiment of the present invention, dopamine in step (a) may be mixed with black phosphorus nanosheets in a mass ratio of 1:1 to 1:5, but is not limited thereto.

또한, 본 발명은 서열번호 1 내지 6의 염기서열로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는, SARS-CoV-2 바이러스의 검출용 고리-매개 등온 증폭(Loop-mediated isothermal amplification; LAMP) 프라이머 세트를 제공한다.In addition, the present invention provides a loop-mediated isothermal amplification (LAMP) primer set for detection of SARS-CoV-2 virus, comprising at least one selected from the group consisting of nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1 to 6 to provide.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 프라이머 세트를 포함하는 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자 검출용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for detecting the M gene of SARS-CoV-2 virus comprising the primer set according to the present invention.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 프라이머 세트를 포함하는 조성물의 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자 검출 용도를 제공한다.In addition, the present invention provides a use of the composition comprising the primer set according to the present invention to detect M gene of SARS-CoV-2 virus.

또한, 본 발명은 시료에서 RNA를 분리하는 단계; 및 In addition, the present invention comprises the steps of isolating RNA from a sample; and

상기 RNA를 주형으로 하고, 본 발명에 따른 프라이머 세트를 이용하여 등온 증폭 반응을 수행하여 표적 서열을 증폭하는 단계;를 포함하는 코로나바이러스감염증-19의 진단을 위한 정보제공방법을 제공한다.Using the RNA as a template, and performing an isothermal amplification reaction using the primer set according to the present invention to amplify the target sequence; provides an information providing method for the diagnosis of coronavirus infection-19, including.

또한, 본 발명은 시료에서 RNA를 분리하는 단계; 및 In addition, the present invention comprises the steps of isolating RNA from a sample; and

상기 RNA를 주형으로 하고, 본 발명에 따른 프라이머 세트를 이용하여 등온 증폭 반응을 수행하여 표적 서열을 증폭하는 단계;를 포함하는 코로나바이러스감염증-19의 진단 방법을 제공한다.Using the RNA as a template, and performing an isothermal amplification reaction using the primer set according to the present invention to amplify the target sequence; provides a diagnostic method for coronavirus infection-19, including.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 등온 증폭 반응은 61 내지 71℃에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the isothermal amplification reaction may be performed at 61 to 71 °C, but is not limited thereto.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 복합체 또는 비즈를 포함하는 고리-매개 등온 증폭용 키트를 제공한다.In addition, the present invention provides a kit for ring-mediated isothermal amplification comprising the complex or beads according to the present invention.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 키트는 본 발명에 따른 프라이머 세트를 추가로 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the kit may further include a primer set according to the present invention, but is not limited thereto.

본 발명의 나노물질 복합체는 근적외선을 조사함에 따라 증폭 가능한 최적의 온도로 상승되며, 타겟 유전자를 높은 민감도로 검출할 수 있도록 한다. 따라서, 본 발명의 복합체는 언제 어디서나 바이러스 핵산을 증폭하여 바이러스 감염을 간편하게 진단할 수 있는 장점을 가지고 있어, 휴대용으로서 거대한 장비 없이 바이러스 검출을 가능케하여, 향후 다양한 바이러스 감염의 진단에 유용하게 활용할 수 있을 것으로 기대된다.The nanomaterial complex of the present invention is raised to an optimal temperature that can be amplified by irradiating near-infrared rays, and makes it possible to detect a target gene with high sensitivity. Therefore, the complex of the present invention has the advantage of conveniently diagnosing viral infections by amplifying viral nucleic acids anytime and anywhere, making it possible to detect viruses without huge equipment as it is portable, and can be usefully utilized for diagnosis of various viral infections in the future. is expected to

도 1은 본 발명에 따른 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자의 검출의 기전을 나타낸 도면이다.
도 2는 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자에 대한 본 발명 프라이머 세트(표 1)의 LAMP 반응 최적 온도 결과(A) 및 해당 막대 그래프의 원데이터(B)를 나타낸 것이다.
도 3은 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자에 대한 본 발명 프라이머 세트 LAMP 반응 DMSO 0%의 타겟 농도 별 반응시간에 따른 형광세기(A) 및 해당 형광세기의 막대 그래프(B)를 나타낸 것이다.
도 4는 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자에 대한 본 발명 프라이머 세트 LAMP 반응 DMSO 5%(w/w)의 타겟 농도 별 반응시간에 따른 형광세기(A) 및 해당 형광세기의 막대 그래프(B)를 나타낸 것이다.
도 5는 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자에 대한 본 발명 프라이머 세트 LAMP 반응 DMSO 7%(w/w)의 타겟 농도 별 반응시간에 따른 형광세기(A) 및 해당 형광세기의 막대 그래프(B)를 나타낸 것이다.
도 6는 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자에 대한 본 발명 프라이머 세트 LAMP 반응의 DMSO 농도 0%, 5% 또는 7%(w/w)에 따른 반응시간에 대한 형광세기를 나타낸 것이다.
도 7은 주입된 질산은의 양(40㎕, A; 80㎕, B; 160㎕, C)에 따른 금 나노 막대의 종횡비에 대한 FE-SEM 이미지이다. A는 종횡비 2:1, B는 종횡비 3:1, C는 종횡비 4:1의 결과를 나타낸다.
도 8은 주입된 질산은의 양(40㎕, A; 80㎕, B; 160㎕, C)에 따른 금 나노 막대의 종횡비에 대한 FE-TEM 이미지이다. A는 종횡비 2:1, B는 종횡비 3:1, C는 종횡비 4:1의 결과를 나타낸다.
도 9는 금 나노 막대의 종횡비에 따른 흡수 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.
도 10a 내지 도 10f는 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트의 FE-SEM 이미지를 나타낸 것이다. 구체적으로, 도 10a는 흑린 나노 시트 단독, 도 10b 내지 10f는 각각 0.1 ml (1X), 0.2 ml (2X), 0.4 ml (4X), 0.8 ml (8X), 및 1.6 ml (16X) 금 나노 막대를 주입한 흑린 나노 시트의 이미지를 나타낸 것이다.
도 11은 흑린 나노 시트 단독(상단) 및 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트(하단)의 에너지-분산형 X-선 분광 분석 결과이다.
도 12는 흑린 나노 시트 단독 및 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트의 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 13a는 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트의 X-선 광전자 분광법 분석의 스펙트럼, 도 13b는 도파민으로 코팅된 흑린 나노 시트의 X-선 광전자 분광법 분석의 스펙트럼, 도 13c는 흑린 나노 시트의 X-선 광전자 분광법 분석의 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 14a는 흑린 나노 시트의 라만 분광 스펙트럼을 나타낸 그래프이고, 도 14b는 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트의 라만 분광 스펙트럼, 도 14c는 두 라만 분광 스펙트럼을 비교한 그래프를 나타낸 것이다.
도 15는 흑린 나노 시트와 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트의 FT-IR 스펙트럼 그래프를 나타낸 것이다.
도 16a는 흑린 나노 시트의 X선 회절 패턴을 나타낸 그래프, 도 16b는 금 나노 막대의 X선 회절 패턴을 나타낸 그래프, 도 16c는 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트의 X선 회절 패턴을 나타낸 것이다.
도 17은 하이드로겔 비즈 형태로 합성된 다양한 나노물질 복합체의 이미지이다.
도 18은 비즈 형태로 합성된 금 나노 막대, 비즈 형태로 합성된 흑린 나노 시트, 0.1 ml (1X), 0.2 ml (2X), 0.4 ml (4X), 0.8 ml (8X), 및 1.6 ml (16X) 금 나노 막대를 주입한 흑린 나노 시트 및 물질을 포함하지 않은 비즈에 근적외선을 조사하여 온도 변화를 나타낸 것이다.
도 19는 흑린 나노 시트의 형태에 따른 광안정성을 확인하기 위하여, 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트에 근적외선을 조사하여 나타낸 결과이다.
도 20a 내지 도 20c는 비즈 형태로 합성된 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트에 근적외선을 조사하여 온도를 상승시켜 실험한 결과를 나타낸 것이다. 도 20a는 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자에 대한 본 발명 프라이머 세트 LAMP 반응 DMSO 5%의 타겟 농도 별 반응시간에 따른 형광 세기이며, 도 20b는 해당 형광세기의 막대 그래프이다. 도 20c는 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자 농도와 형광값 사이의 선형 관계를 나타낸 것이다.
1 is a diagram showing the mechanism of detection of the M gene of SARS-CoV-2 virus according to the present invention.
2 shows the LAMP reaction optimum temperature result (A) of the primer set of the present invention (Table 1) for the M gene of SARS-CoV-2 virus and raw data (B) of the corresponding bar graph.
3 shows the fluorescence intensity (A) and the fluorescence intensity bar graph (B) according to the reaction time for each target concentration of the primer set LAMP reaction of the present invention with respect to the M gene of SARS-CoV-2 virus DMSO 0%.
4 is a bar graph (B) of the fluorescence intensity (A) and the corresponding fluorescence intensity according to the reaction time for each target concentration of the primer set LAMP reaction of the present invention for the M gene of SARS-CoV-2 virus DMSO 5% (w/w) ) is shown.
5 is a bar graph of fluorescence intensity (A) and corresponding fluorescence intensity according to the reaction time for each target concentration of the primer set LAMP reaction DMSO 7% (w/w) of the present invention for the M gene of SARS-CoV-2 virus (B) ) is shown.
6 shows the fluorescence intensity with respect to the reaction time according to the DMSO concentration of 0%, 5% or 7% (w/w) of the primer set LAMP reaction of the present invention for the M gene of SARS-CoV-2 virus.
7 is an FE-SEM image of the aspect ratio of gold nanorods according to the amount of injected silver nitrate (40 μl, A; 80 μl, B; 160 μl, C). A shows an aspect ratio of 2:1, B shows an aspect ratio of 3:1, and C shows a result of an aspect ratio of 4:1.
8 is a FE-TEM image of the aspect ratio of gold nanorods according to the amount of injected silver nitrate (40 μl, A; 80 μl, B; 160 μl, C). A shows an aspect ratio of 2:1, B shows an aspect ratio of 3:1, and C shows a result of an aspect ratio of 4:1.
9 is a graph illustrating an absorption spectrum according to an aspect ratio of a gold nanorod.
10A to 10F show FE-SEM images of black phosphorus nanosheets transformed into gold nanorods. Specifically, FIG. 10a shows black phosphorus nanosheets alone, and FIGS. 10b to 10f show 0.1 ml (1X), 0.2 ml (2X), 0.4 ml (4X), 0.8 ml (8X), and 1.6 ml (16X) gold nanorods, respectively. It shows an image of black phosphorus nanosheets injected with .
11 is an energy-dispersive X-ray spectroscopic analysis result of black phosphorus nanosheets alone (top) and black phosphorus nanosheets transformed into gold nanorods (bottom).
12 shows absorption spectra of black phosphorus nanosheets alone and black phosphorus nanosheets modified with gold nanorods.
13a is a spectrum of X-ray photoelectron spectroscopy analysis of black phosphorus nanosheets modified with gold nanorods, FIG. 13b is a spectrum of X-ray photoelectron spectroscopy analysis of black phosphorus nanosheets coated with dopamine, and FIG. 13c is X-ray photoelectron spectroscopy of black phosphorus nanosheets The spectrum of the -ray photoelectron spectroscopy analysis is shown.
14A is a graph showing the Raman spectral spectrum of black phosphorus nanosheets, FIG. 14B is a Raman spectrum spectrum of black phosphorus nanosheets transformed into gold nanorods, and FIG. 14C is a graph comparing the two Raman spectral spectra.
15 is a graph showing the FT-IR spectrum of the black phosphorus nanosheets and the black phosphorus nanosheets transformed into gold nanorods.
16a is a graph showing the X-ray diffraction pattern of black phosphorus nanosheets, FIG. 16b is a graph showing the X-ray diffraction pattern of gold nanorods, and FIG. 16c is a graph showing the X-ray diffraction pattern of black phosphorus nanosheets transformed into gold nanorods .
17 is an image of various nanomaterial composites synthesized in the form of hydrogel beads.
18 shows gold nanorods synthesized in the form of beads, black phosphorus nanosheets synthesized in the form of beads, 0.1 ml (1X), 0.2 ml (2X), 0.4 ml (4X), 0.8 ml (8X), and 1.6 ml (16X) ) The temperature change is shown by irradiating near-infrared rays on the black phosphorus nanosheets injected with gold nanorods and the beads that do not contain the material.
19 is a graph showing the results of irradiating near-infrared rays to the black phosphorus nanosheets transformed into gold nanorods in order to confirm the photostability according to the shape of the black phosphorus nanosheets.
20A to 20C show the experimental results of increasing the temperature by irradiating near-infrared rays on black phosphorus nanosheets transformed into gold nanorods synthesized in the form of beads. 20A is a fluorescence intensity according to the reaction time for each target concentration of the primer set LAMP reaction of the present invention DMSO 5% for the M gene of SARS-CoV-2 virus, and FIG. 20B is a bar graph of the corresponding fluorescence intensity. 20c shows a linear relationship between the M gene concentration and fluorescence value of SARS-CoV-2 virus.

본 발명은 흑린 나노 시트(black phosphorus nanosheet); The present invention is black phosphorus nanosheet (black phosphorus nanosheet);

도파민; 및dopamine; and

금 나노 막대를 포함하는, 나노물질 복합체로서,A nanomaterial composite comprising gold nanorods, comprising:

상기 흑린 나노 시트는 하나 이상의 도파민이 결합된 것이며,The black phosphorus nanosheet is one or more dopamine bound,

상기 금 나노 막대는 도파민에 결합된 것을 특징으로 하는, 나노물질 복합체에 관한 것이다. The gold nanorod relates to a nanomaterial complex, characterized in that it is bound to dopamine.

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

본 발명에서, “흑린 나노 시트 (Black phosphorus nanosheet, BPNS)”는 인 원소만으로 구성된 2차원 층 구조의 시트형태의 물질로 인에 고온 및 고압을 가하면 만들어진다. 흑린은 규칙적인 주름이 잡혀 있어 물성 제어가 쉬운 특성이 있다. 또한, 흑린 나노 시트 및 금 나노 막대는 특정 파장 영역의 빛을 받게 되면 열로 변환시킬 수 있는 높은 광열 변환 효율을 가지며, 생체적합성이 우수하고, 제조가 용이하다.In the present invention, "Black phosphorus nanosheet (BPNS)" is a sheet-like material with a two-dimensional layer structure composed of only phosphorus element and is made by applying high temperature and high pressure to phosphorus. Black phosphorus has regular wrinkles, so it is easy to control physical properties. In addition, black phosphorus nanosheets and gold nanorods have high light-to-heat conversion efficiency that can be converted into heat when light of a specific wavelength region is received, have excellent biocompatibility, and are easy to manufacture.

본 발명에서, 상기 “흑린 나노 시트”는 표면에 도파민이 하나 이상 결합된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the "heuk phosphorus nanosheet" may have one or more dopamine bound to the surface, but is not limited thereto.

본 발명에서, “도파민”은 카테콜아민 계열의 유기 화합물로, 다양한 동물들의 중추 신경계에서 발견되는 호르몬이나 신경전달물질이다. 상기 도파민은 하기 화학식 1의 단일 화합물의 형태로 흑린 나노 시트에 결합되거나, 도파민계 단량체가 표면중합하여 결합되는 것이라면, 이에 제한되지 않으며, 예를 들어 폴리도파민의 형태로 결합될 수 있다.In the present invention, “dopamine” is a catecholamine-based organic compound, a hormone or neurotransmitter found in the central nervous system of various animals. The dopamine is not limited thereto, as long as it is bonded to the black phosphorus nanosheet in the form of a single compound of Formula 1 or is bonded to the dopamine-based monomer by surface polymerization, for example, it may be bonded in the form of polydopamine.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112021143304293-pat00001
Figure 112021143304293-pat00001

본 발명에서, “금 나노 막대 (Au nanorod, AuNR)”는 다양한 표면 개질이 용이하고, 플라즈모닉 및 광열 변환 효율 비롯한 우수한 광학적 성질을 나타내므로 바이오 물질 검지에서 프로브 등으로 다양하게 활용되고 있다. In the present invention, “gold nanorod (Au nanorod, AuNR)” is widely used as a probe in biomaterial detection because it is easy to modify various surfaces and exhibits excellent optical properties including plasmonic and light-to-heat conversion efficiency.

본 발명에서, 상기 금 나노 막대는 도파민의 카테콜 작용기와 화학적으로 결합된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the gold nanorods may be chemically bound to a catechol functional group of dopamine, but is not limited thereto.

본 발명에서, 상기 금 나노 막대는 종횡비가 0.1 내지 10 : 1, 0.2 내지 10 : 1, 0.2 내지 9 : 1, 0.2 내지 8 : 1, 0.2 내지 7 : 1, 0.2 내지 6 : 1, 0.2 내지 5 : 1, 0.2 내지 4 : 1, 0.5 내지 10 : 1, 0.5 내지 9 : 1, 0.5 내지 6 : 1, 0.5 내지 5 : 1, 0.5 내지 4 : 1, 1 내지 10 : 1, 1 내지 9 : 1, 1 내지 8 : 1, 1 내지 7 : 1, 1 내지 6 : 1, 1 내지 5 : 1, 2 내지 10 : 1, 2 내지 9 : 1, 2 내지 8 : 1, 2 내지 7 : 1, 2 내지 6 : 1, 2 내지 5 : 1, 또는 2 내지 4 : 1인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the gold nanorods have an aspect ratio of 0.1 to 10: 1, 0.2 to 10: 1, 0.2 to 9: 1, 0.2 to 8: 1, 0.2 to 7: 1, 0.2 to 6: 1, 0.2 to 5 : 1, 0.2 to 4 : 1, 0.5 to 10 : 1, 0.5 to 9: 1, 0.5 to 6 : 1, 0.5 to 5 : 1, 0.5 to 4 : 1, 1 to 10 : 1, 1 to 9: 1 , 1 to 8: 1, 1 to 7: 1, 1 to 6: 1, 1 to 5: 1, 2 to 10: 1, 2 to 9: 1, 2 to 8: 1, 2 to 7: 1, 2 to 6: 1, 2 to 5: 1, or 2 to 4: 1 may be, but is not limited thereto.

본 발명에서, 상기 복합체는 근적외선 파장에서 발열반응을 일으키는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서, 상기 근적외선 파장은 700 내지 1200nm 영역의 파장일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the complex may cause an exothermic reaction at a near-infrared wavelength, but is not limited thereto. In the present invention, the near-infrared wavelength may be a wavelength of 700 to 1200 nm, but is not limited thereto.

본 발명에서, 상기 복합체는 20분 이상, 25분 이상, 30분 이상, 35분 이상, 40분 이상, 45분 이상, 50분 이상, 또는 60분 이상 등온 상태를 유지할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the complex may maintain an isothermal state for 20 minutes or more, 25 minutes or more, 30 minutes or more, 35 minutes or more, 40 minutes or more, 45 minutes or more, 50 minutes or more, or 60 minutes or more, but is limited thereto not.

본 발명의 복합체는 흑린 나노 시트 및 금 나노 막대의 광열 변환 특성을 이용하여 효율적인 휴대용 열 순환 장치로 활용되며, 흑린 나노 시트를 금 나노 막대와 결합시킴으로써 특정 파장 영역의 빛을 받아 열을 발생시킬 수 있다.The composite of the present invention is utilized as an efficient portable thermal circulation device by using the light-to-heat conversion properties of black phosphorus nanosheets and gold nanorods. By combining black phosphorus nanosheets with gold nanorods, it is possible to generate heat by receiving light in a specific wavelength region. have.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 나노물질 복합체를 포함하는 조성물을 이용하여 제조된 비즈 형태의 입자를 제공한다.In addition, the present invention provides bead-shaped particles prepared using the composition comprising the nanomaterial composite according to the present invention.

본 발명에서, 상기 비즈는 0.5 내지 3 mm의 직경을 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the beads may have a diameter of 0.5 to 3 mm, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에서는 알긴산 나트륨에 상기 복합체를 주입하여 교반한 후, 상기 혼합물을 주사기 펌프를 사용하여 탄산 칼슘에 떨어뜨려 비즈 형태를 합성하였으며, 상기 제조된 비즈를 사용하여 LAMP 반응이 잘 수행됨을 확인하였다.In one embodiment of the present invention, after injecting the complex into sodium alginate and stirring, the mixture was dropped into calcium carbonate using a syringe pump to synthesize beads, and the LAMP reaction was well performed using the prepared beads. was confirmed.

또한, 본 발명은 (a) 흑린 나노 시트의 표면을 도파민으로 개질시키는 단계; 및In addition, the present invention comprises the steps of (a) modifying the surface of the black phosphorus nanosheet with dopamine; and

(b) 금 나노 막대를 처리하는 단계를 포함하는, 본 발명에 따른 나노물질 복합체의 제조방법을 제공한다.(b) provides a method for preparing a nanomaterial composite according to the present invention, comprising the step of treating the gold nanorods.

본 발명에서, 상기 흑린 나노 시트는 흑린 입자를 소니케이션 방법으로 박리하여 제조된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 흑린 나노 시트는 벌크 흑린을 단층 또는 소수층의 2D 흑린으로 박리한 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the black phosphorus nanosheet may be prepared by peeling black phosphorus particles by a sonication method, but is not limited thereto. The black phosphorus nanosheet may be obtained by peeling bulk black phosphorus with a single layer or a few layers of 2D black phosphorus, but is not limited thereto.

본 발명에서, 상기 제조방법은 (c) 본 발명에 따른 나노물질 복합체를 포함하는 조성물을 적가하여 비즈를 제조하는 단계를 추가로 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 흑린 나노 시트 복합체를 포함하는 조성물은 알긴산 나트륨, 알긴산칼슘 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the manufacturing method may further include (c) preparing beads by dropwise adding the composition comprising the nanomaterial composite according to the present invention, but is not limited thereto. The composition including the black phosphorus nanosheet composite may include sodium alginate, calcium alginate, and the like, but is not limited thereto.

상기 조성물은 젖산 칼슘, 염화 칼슘, 수산화 나트륨, 암모니아, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 산화마그네슘, 수산화알루미늄, 탄산칼슘, 또는 이들의 조합인 물질에 적가됨으로써 비즈 형태로 제조될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The composition may be prepared in the form of beads by dropwise addition to a material that is calcium lactate, calcium chloride, sodium hydroxide, ammonia, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, magnesium oxide, aluminum hydroxide, calcium carbonate, or a combination thereof, but is limited thereto not.

본 발명에서, 상기 단계 (a)에서 도파민은 흑린 나노 시트와 1 : 1 내지 5, 1 : 1 내지 4, 1 : 1 내지 3, 1 : 1 내지 2, 또는 1 : 1.5의 질량비로 혼합될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, dopamine in step (a) may be mixed with black phosphorus nanosheets in a mass ratio of 1:1 to 5, 1:1 to 4, 1:1 to 3, 1:1 to 2, or 1:1.5. However, the present invention is not limited thereto.

한편, 본 발명은 서열번호 1 내지 6의 염기서열로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는, SARS-CoV-2 바이러스의 검출용 고리-매개 등온 증폭(Loop-mediated isothermal amplification; LAMP) 프라이머 세트를 제공한다.Meanwhile, the present invention provides a set of loop-mediated isothermal amplification (LAMP) primers for detection of SARS-CoV-2 virus, comprising at least one selected from the group consisting of nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1 to 6 to provide.

고리-매개 등온 증폭법은 기존의 진단 방법으로 사용되는 중합효소연쇄반응법(PCR)과는 다르게 가닥 치환 활성(strand displacement activity)의 장점을 가진 Bst 중합효소를 사용하여 일정한 온도에서 접합 및 증폭이 가능하기 때문에, 1시간 이내의 짧은 반응시간과 일정한 온도의 유지로 인한 DNA 손실 및 손상이 없으며, 일정 온도만 유지하면 되기 때문에 고가의 장비가 필요 없어 현장 활용성이 높다.The ring-mediated isothermal amplification method uses Bst polymerase, which has the advantage of strand displacement activity, unlike the polymerase chain reaction (PCR) method used as a conventional diagnostic method, so that conjugation and amplification at a constant temperature is not possible. Because it is possible, there is no DNA loss or damage due to a short reaction time of less than 1 hour and maintenance of a constant temperature, and since it only needs to maintain a constant temperature, expensive equipment is not needed, so the field utility is high.

본 발명의 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자에 특이적인 고리-매개 등온 증폭법 프라이머 세트는 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자에 민감하고 특이적이기 때문에 다른 바이러스와 효과적으로 구분하여 검출할 수 있다. 따라서, COVID-19 바이러스 감염 예방 진단에 유용하게 사용될 수 있다. 본 발명의 프라이머 세트는 새롭게 발굴된 6개의 프라이머를 이용하여, 더욱 정밀하고 신속한 COVID-19 바이러스 진단이 가능하다.Since the ring-mediated isothermal amplification primer set specific for the M gene of SARS-CoV-2 virus of the present invention is sensitive and specific to the M gene of SARS-CoV-2 virus, it can be effectively distinguished from other viruses and detected. Therefore, it can be usefully used for prevention and diagnosis of COVID-19 virus infection. The primer set of the present invention enables more precise and rapid diagnosis of COVID-19 virus using six newly discovered primers.

본 발명에 따른 표적 유전 물질의 고리-매개 등온 증폭은 하기의 과정으로 수행될 수 있다.The loop-mediated isothermal amplification of the target genetic material according to the present invention may be performed by the following procedure.

우선, 핵산 성분을 포함하는 표적 유전물질이 포함되어 있는지 판단하고자 하는 시료를 전처리한다. 시료의 전처리 방법은 예를 들어, DynabeadsTM Intact Virus Enrichment (Introgen, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, 미국)를 사용하여 SARS-CoV-2 바이러스의 M RNA를 추출하는 과정일 수 있다.First, a sample to be determined whether a target genetic material including a nucleic acid component is included is pretreated. The sample pretreatment method may be, for example, a process of extracting M RNA of SARS-CoV-2 virus using Dynabeads TM Intact Virus Enrichment (Introgen, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA).

COVID-19 바이러스에서 추출된 RNA 시료와 표적 유전물질에 반응하는 혼합 시약을 제조한다. 예를 들어, 표적 유전물질에 결합하는 6개의 프라이머 세트 (F3, B3, F2, B2, LF, LB)와 isothermal amplification buffer II (1X), deoxynucleotide solution mixture, Bst DNA polymerase, EvaGreen® fluorescence, 황산 마그네슘(MgSO4), Calcein 및 염화 망간(MnCl2) 시약을 사용하고, 프라이머 세트에는 (F3, B3, F2, B2, LF, LB)의 염기서열로 이루어진 프라이머 세트가 사용된다. 본 발명에서는 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자를 특이적으로 증폭시킬 수 있는 프라이머 세트를 확인하기 위하여 선별을 진행하였다. 그 결과, 후보 프라이머 서열 중 M01 프라이머 세트가 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자에 가장 높은 검출 효율임을 확인하였다.Prepare an RNA sample extracted from the COVID-19 virus and a mixed reagent that reacts to the target genetic material. For example, 6 primer sets (F3, B3, F2, B2, LF, LB) that bind to the target genetic material, isothermal amplification buffer II (1X), deoxynucleotide solution mixture, Bst DNA polymerase, EvaGreen ® fluorescence, magnesium sulfate (MgSO 4 ), Calcein and manganese chloride (MnCl 2 ) reagents are used, and a primer set consisting of a nucleotide sequence of (F3, B3, F2, B2, LF, LB) is used for the primer set. In the present invention, selection was performed to confirm a primer set capable of specifically amplifying the M gene of SARS-CoV-2 virus. As a result, it was confirmed that the M01 primer set among the candidate primer sequences had the highest detection efficiency for the M gene of SARS-CoV-2 virus.

그 후, 혼합된 시약과 전처리된 시료를 MiniOpticon Real-Time machine을 이용하여 60분 동안 실시간으로 증폭할 수 있다. 본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 서열번호 1 내지 6의 염기서열로 이루어진 프라이머 세트를 사용하여 등온 증폭반응은 61℃내지 71℃, 63℃내지 68℃또는 64℃내지 67℃에서 수행될 수 있으며, SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자의 LAMP 반응은 약 65℃에서 수행될 수 있다.Thereafter, the mixed reagent and the pretreated sample can be amplified in real time for 60 minutes using a MiniOpticon Real-Time machine. According to one embodiment of the present invention, the isothermal amplification reaction using the primer set consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NOs: 1 to 6 can be carried out at 61°C to 71°C, 63°C to 68°C or 64°C to 67°C. And, the LAMP reaction of the M gene of SARS-CoV-2 virus can be performed at about 65 ℃.

또한, 등온 증폭방법은 서열번호 1 내지 6의 염기서열로 이루어진 프라이머세트를 사용하여 SARS-CoV-2 바이러스의 M 단백질을 코딩하는 유전자의 검출에서 6mM 농도의 MgSO4 조건에서 수행될 수 있다.In addition, the isothermal amplification method can be performed under MgSO 4 conditions at a concentration of 6 mM in the detection of a gene encoding the M protein of SARS-CoV-2 virus using a primer set consisting of the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1 to 6.

본 발명의 일 구체예에 따르면, SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자의 검출에서 나타나는 위양성 신호를 개선하고자 0% 내지 7% (DMSO의 w/w 기준) 농도의 DMSO 조건에서 수행될 수 있으며, SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자의 검출에서 5%의 DMSO 조건에서 수행될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in order to improve the false-positive signal appearing in the detection of the M gene of SARS-CoV-2 virus, it may be carried out in DMSO conditions of 0% to 7% (w/w basis of DMSO) concentration, Detection of the M gene of SARS-CoV-2 virus can be carried out in the condition of 5% DMSO.

본 발명에서는 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자 검출의 편의성을 높이기 위해, 검출용 표지가 추가로 포함될 수 있다. 검출용 표지는 프라이머 세트와 혼합하며 통상적인 방식으로 증폭산물의 밀도, 농도, 양 등을 확인할 수 있는 화합물, 생체 분자 또는 생체 분자 유사체 등일 수 있다. 예를 들어, 검출 민감도를 고려하여 MnCl2와 calcein과 같은 반응을 사용할 경우, 시각적으로 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자를 특이적으로 확인할 수 있다.In the present invention, in order to increase the convenience of detecting the M gene of SARS-CoV-2 virus, a detection label may be additionally included. The detection label may be a compound, a biomolecule, or a biomolecule analog, etc. that is mixed with a primer set and can confirm the density, concentration, amount, etc. of the amplification product in a conventional manner. For example, when a reaction such as MnCl 2 and calcein is used in consideration of detection sensitivity, it is possible to visually identify the M gene of SARS-CoV-2 virus specifically.

본 발명에서, 상기 시료는 식품, 천연물 및 생물학적 시료로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있다.In the present invention, the sample may be selected from the group consisting of food, natural products and biological samples.

본 발명에서, "천연물"은 유기체에 의해 생성된 물질을 말하며, 본 발명의 일 구체예에 따른 고리-매개 등온 증폭 프라이머 세트를 이용하여 상기 생성된 물질에 포함된 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자를 검출할 수 있다.In the present invention, "natural product" refers to a material produced by an organism, and M of SARS-CoV-2 virus contained in the produced material using the ring-mediated isothermal amplification primer set according to an embodiment of the present invention. genes can be detected.

본 발명에서, 상기 생물학적 시료는 발병 예측 또는 진단하고자 하는 대상체로부터 채취된 것이라면 제한없이 사용할 수 있으며, 예를 들어 생검 등으로 얻어진 세포나 조직, 혈액, 전혈, 혈청, 혈장, 타액, 뇌척수액, 각종 분비물, 소변, 대변 등일 수 있다. 바람직하게는 혈액, 혈장, 혈청, 타액, 비액, 객담, 복수, 질 분비물 및 소변으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 바람직하게는 혈액, 혈장, 또는 혈청일 수 있다. 상기 시료는 검출 또는 진단에 사용하기 전에 전처리할 수 있다. 예를 들어, 균질화(homogenization), 여과, 증류, 추출, 농축, 방해 성분의 불활성화, 시약의 첨가 등을 포함할 수 있다.In the present invention, the biological sample can be used without limitation as long as it is collected from a subject to predict or diagnose an onset, for example, cells or tissues, blood, whole blood, serum, plasma, saliva, cerebrospinal fluid, and various secretions obtained by biopsy, etc. , urine, feces, etc. Preferably, it may be selected from the group consisting of blood, plasma, serum, saliva, nasal fluid, sputum, ascites, vaginal secretion and urine, and preferably blood, plasma, or serum. The sample may be pretreated prior to use for detection or diagnosis. For example, it may include homogenization, filtration, distillation, extraction, concentration, inactivation of interfering components, addition of reagents, and the like.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 프라이머 세트를 포함하는 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자 검출용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for detecting the M gene of SARS-CoV-2 virus comprising the primer set according to the present invention.

또한, 본 발명은 시료에서 RNA를 분리하는 단계; 및 In addition, the present invention comprises the steps of isolating RNA from a sample; and

상기 RNA를 주형으로 하고, 본 발명에 따른 프라이머 세트를 이용하여 등온 증폭 반응을 수행하여 표적 서열을 증폭하는 단계;를 포함하는 코로나바이러스감염증-19의 진단을 위한 정보제공방법을 제공한다.Using the RNA as a template, and performing an isothermal amplification reaction using the primer set according to the present invention to amplify the target sequence; provides an information providing method for the diagnosis of coronavirus infection-19, including.

본 발명에서, 용어 “검출”은 목적하는 물질의 존재(발현) 여부를 측정 및 확인하는 것, 또는 목적하는 물질의 존재 수준(발현 수준)의 변화를 측정 및 확인하는 것을 모두 포함하는 의미이다. 같은 맥락에서, 본 발명에서 상기 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자의 발현수준을 측정하는 것은 발현 여부를 측정하는 것(즉, 발현 유무를 측정하는 것), 또는 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자의 질적, 양적 변화 수준을 측정하는 것을 의미한다. 상기 측정은 정성적인 방법(분석)과 정량적인 방법을 모두 포함하여 제한 없이 수행될 수 있다. SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자의 존재 여부 측정에 있어서 정성적 방법과 정량적 방법의 종류는 당업계에 잘 알려져 있으며, 본 명세서에서 기술한 실험법들이 이에 포함된다. 각 방법 별로 구체적 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자 수준 비교 방식은 당업계에 잘 알려져 있다.In the present invention, the term “detection” is meant to include both measuring and confirming the presence (expression) of a target substance, or measuring and confirming a change in the presence level (expression level) of a target substance. In the same vein, in the present invention, measuring the expression level of the M gene of the SARS-CoV-2 virus is measuring whether or not it is expressed (ie, measuring the presence or absence of expression), or M of the SARS-CoV-2 virus. It means measuring the level of qualitative and quantitative change in a gene. The measurement may be performed without limitation, including both a qualitative method (analysis) and a quantitative method. Types of qualitative and quantitative methods for measuring the presence or absence of the M gene in SARS-CoV-2 virus are well known in the art, and the experimental methods described herein are included therein. A method for comparing the M gene level of specific SARS-CoV-2 virus for each method is well known in the art.

본 발명에서, 용어 “진단”은 특정 질병 또는 질환에 대한 한 객체의 감수성(susceptibility)을 판정하는 것, 한 객체가 특정 질병 또는 질환을 현재 가지고 있는지 여부를 판정하는 것, 특정 질병 또는 질환에 걸린 한 객체의 예후(prognosis)를 판정하는 것, 또는 테라메트릭스(therametrics)(예컨대, 치료 효능에 대한 정보를 제공하기 위하여 객체의 상태를 모니터링 하는 것)를 모두 포함하는 개념이다. In the present invention, the term “diagnosis” refers to determining the susceptibility of an object to a specific disease or disorder, determining whether an object currently has a specific disease or disorder, or having a specific disease or disorder It is a concept that includes both determining the prognosis of an object, or therametrics (eg, monitoring the condition of an object to provide information on treatment efficacy).

또한, 본 발명에서 사용된 용어, "SARS-CoV-2" 또는 "2019-nCoV"는, 신종 코로나바이러스를 지칭하는 것으로서, RNA 바이러스로서 사스와 메르스의 변종을 나타낸다. SARS-CoV-2는 사스와 약 79.7%의 서열 동일성을, 메르스와 약 50% 공유한다. 하지만, 사스와 메르스와는 대조적으로, 2019-nCoV의 spike glycoprotein은 1 개의 RBD domain이 위로 돌출된 형태의 구조를 형성하며, 이로 인해 타겟 리셉터(receptor)인 ACE2(angiotensin)와 100 내지 1,000배 더 강력한 결합력을 나타낸다. 이러한 강력한 결합력은 세포 내로 침투를 더욱 더 용이하게 하여 전염력을 높이는 원인으로 작용한다.In addition, the term "SARS-CoV-2" or "2019-nCoV" used in the present invention refers to a novel coronavirus, and refers to strains of SARS and MERS as RNA viruses. SARS-CoV-2 shares about 79.7% sequence identity with SARS and about 50% with MERS. However, in contrast to SARS and MERS, the spike glycoprotein of 2019-nCoV forms a structure in which one RBD domain protrudes upward, resulting in 100 to 1,000 times more It shows strong bonding power. This strong binding force makes it easier to penetrate into the cell and acts as a cause to increase the infectious power.

본 발명에서, 상기 코로나바이러스 감염증은 코로나 바이러스 호흡기 감염 질환일 수 있다. 상기 바이러스성 호흡기 감염질환은 기침, 재채기, 두통, 코막힘, 인후통, 설사, 손가락 또는 발가락의 변색, 결막염, 고열, 천명, 기관지염, 세기관지염, 폐렴, 천식, 후각 및 미각 상실, 및 호흡기 부전 등의 증상을 나타낼 수 있다. 상기 코로나 바이러스가 중증급성호흡기증후군 코로나바이러스 2(SARS-CoV-2)인 경우에는, 발열과 호흡기 증상(기침, 인후통, 호흡곤란)을 주요 증상으로 하고, 이와 더불어 두통, 근육통, 객혈과 오심, 오한, 가슴 통증, 설사 등의 증상을 나타낼 수 있다. 또한, 상기 코로나바이러스감염증은 코로나바이러스감염증19(COVID-19)일 수 있다.In the present invention, the coronavirus infection may be a coronavirus respiratory infection disease. The viral respiratory infection diseases include cough, sneezing, headache, stuffy nose, sore throat, diarrhea, discoloration of fingers or toes, conjunctivitis, high fever, wheezing, bronchitis, bronchiolitis, pneumonia, asthma, loss of smell and taste, and respiratory failure. symptoms may be present. If the coronavirus is severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), fever and respiratory symptoms (cough, sore throat, shortness of breath) are the main symptoms, along with headache, muscle pain, hemoptysis and nausea, Symptoms may include chills, chest pain, and diarrhea. In addition, the coronavirus infection may be coronavirus infection 19 (COVID-19).

본 발명에서, 상기 검출용 조성물은 고리-매개 등온 증폭을 위한 중합효소(polymerase), dNTP 혼합물 및 반응완충액(buffer)이 포함될 수 있다. 또한, 본 발명의 키트는 최적의 반응 수행 조건을 기재한 사용자 설명 및/또는 LAMP를 수행하는데 부수적으로 필요한 도구나 시약 등이 더 포함될 수 있다.In the present invention, the composition for detection may include a polymerase for ring-mediated isothermal amplification, a dNTP mixture, and a reaction buffer. In addition, the kit of the present invention may further include tools or reagents incidentally necessary to perform LAMP and/or user instructions describing optimal reaction conditions.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 복합체 또는 비즈를 포함하는 고리-매개 등온 증폭용 키트를 제공한다. 본 발명에서, 상기 키트는 본 발명에 따른 프라이머 세트를 추가로 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, the present invention provides a kit for ring-mediated isothermal amplification comprising the complex or beads according to the present invention. In the present invention, the kit may further include a primer set according to the present invention, but is not limited thereto.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can apply various transformations and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이하 본 발명을 하나 이상의 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through one or more embodiments. However, these examples are for illustrative purposes only, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

[실시예][Example]

실시예 1. SARS-CoV-2Example 1. SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자Virus M gene 증폭 프라이머 제작Preparation of amplification primers

1-1. 시료 및 장비의 준비1-1. Preparation of samples and equipment

SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자는 DynabeadsTM Intact Virus Enrichment (Introgen, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, 미국)를 사용하여 추출하였고, SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자에 대한 특이적 프라이머(primer)는 바이오니아(대전, 한국)에서 합성하였다.The M gene of SARS-CoV-2 virus was extracted using Dynabeads TM Intact Virus Enrichment (Introgen, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA), and a specific primer for the M gene of SARS-CoV-2 virus (primer) ) was synthesized by Bioneer (Daejeon, Korea).

Isothermal amplification buffer II (1X), deoxynucleotide solution mixture, Bst DNA polymerase, EvaGreen® fluorescence, 황산 마그네슘(MgSO4)은 New England Biolabs(Ipswich, MA, 미국)에서 구입하였다. Evagreen 형광 DNA 염색시약은 Biofact(대전, 한국)에서 구입하였으며, 칼세인(Calcein) 및 염화 망간(MnCl2)은 Dojindo(Kumamoto, 일본)에서 구입하였다.Isothermal amplification buffer II (1X), deoxynucleotide solution mixture, Bst DNA polymerase, EvaGreen ® fluorescence, and magnesium sulfate (MgSO 4 ) were purchased from New England Biolabs (Ipswich, MA, USA). Evagreen fluorescent DNA staining reagent was purchased from Biofact (Daejeon, Korea), and calcein and manganese chloride (MnCl 2 ) were purchased from Dojindo (Kumamoto, Japan).

1-2. 프라이머 제작1-2. Primer production

SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자를 스크리닝 하기 위해 Gene Bank(national center for biotechnology information)에서 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자 (NC-045512.2) Genbank 번호 및 전체 서열을 얻었다.In order to screen the M gene of SARS-CoV-2 virus, the Genbank number and full sequence of the M gene (NC-045512.2) of SARS-CoV-2 virus were obtained from Gene Bank (national center for biotechnology information).

SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자에 특이적으로 증폭이 가능한 프라이머는 Eiken 웹 사이트 (http://primerexplorer.jp/e/)의 Primer Explorer V5 프로그램을 사용하여 디자인하였다. BLAST(Basic Local Alignment Search Tool)를 사용하여 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자에 특이적으로 증폭하기 위한 프라이머를 표 1과 같이 서열 분석하였고, 디자인한 모든 프라이머는 바이오니아에서 합성되었다.Primers capable of amplifying specifically for the M gene of SARS-CoV-2 virus were designed using the Primer Explorer V5 program on the Eiken website (http://primerexplorer.jp/e/). Primers for specifically amplifying the M gene of SARS-CoV-2 virus using BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) were sequenced as shown in Table 1, and all designed primers were synthesized by Bioneer.

혈청형serotype 게놈 위치genomic location 프라이머
명칭
primer
designation
LAMP 프라이머 염기서열(5'→LAMP primer sequence (5'→ 서열번호SEQ ID NO:
COVID-19COVID-19 26588 - 2661126588 - 26611 F3F3 AGT AAT AGG TTT CCT ATT CCT TACAGT AAT AGG TTT CCT ATT CCT TAC 서열번호 1SEQ ID NO: 1 26783 - 2680026783 - 26800 B3B3 AGC CAC ATC AAG CCT ACAAGC CAC ATC AAG CCT ACA 서열번호 2SEQ ID NO: 2 26612 - 2663526612 - 26635 F2F2 ATG GAT TTG TCT TCT ACA ATT TGCATG GAT TTG TCT TCT ACA ATT TGC 서열번호 3SEQ ID NO: 3 26763 - 2678026763 - 26780 B2B2 ACA AGC CAT TGC GAT AGCACA AGC CAT TGC GAT AGC 서열번호 4SEQ ID NO: 4 26641 - 2666526641 - 26665 LFLF ATA TAC AAA AAC CTA TTC CTG TTG GATA TAC AAA AAC CTA TTC CTG TTG G 서열번호 5SEQ ID NO: 5 26732 - 2675426732 - 26754 LBLB TTA CAG AAT AAA TTG GAT CAC CGTTA CAG AAT AAA TTG GAT CAC CG 서열번호 6SEQ ID NO: 6

실시예 2. LAMP 반응 조건 확립Example 2. Establishment of LAMP reaction conditions

LAMP 반응은 PCR 튜브에 하기 용액을 혼합한 반응액 25.0㎕를 담아 수행되었다: 2.5㎕의 isothermal amplification buffer II (10X), 3.5㎕의 deoxynucleotide solution mixture(1.4mM), 1.0㎕의 내부 프라이머(inner primer: FIP 및 BIP, 1.6μM), 외부 프라이머(outer primer: F3 및 B3, 0.2μM), 1.0㎕의 루프 프라이머(LF 및 LB, 0.4μM), 1.5㎕의 MgSO4(6mM), 1.0㎕의 Bst 3.0 DNA 중합효소(320 U/mL), 1.25㎕의 EvaGreen(1X), 12.5㎕의 초순수 정제수, 3㎕의 정제된 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자 용액.The LAMP reaction was carried out by putting 25.0 μl of the reaction solution mixed with the following solution in a PCR tube: 2.5 μl isothermal amplification buffer II (10X), 3.5 μl deoxynucleotide solution mixture (1.4 mM), 1.0 μl inner primer : FIP and BIP, 1.6 μM), outer primer (F3 and B3, 0.2 μM), 1.0 μl loop primer (LF and LB, 0.4 μM), 1.5 μl MgSO 4 (6 mM), 1.0 μl Bst 3.0 DNA polymerase (320 U/mL), 1.25 μl EvaGreen (1X), 12.5 μl ultrapure purified water, 3 μl purified SARS-CoV-2 virus M gene solution.

음성 대조군으로는 초순수 정제수를 사용하였고, LAMP 반응은 61 내지 71℃의 온도에서 60분 동안 Daihan-scientific의 히팅 블록(heating block)을 이용하여 수행하였다. SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자를 넣은 결과와 음성 대조군의 증폭 결과를 비교하였다.As a negative control, ultrapure purified water was used, and the LAMP reaction was performed at a temperature of 61 to 71° C. for 60 minutes using a heating block of Daihan-scientific. The results of adding the M gene of SARS-CoV-2 virus and the amplification results of the negative control were compared.

실시예 3. LAMP 조건 최적화Example 3. Optimization of LAMP conditions

3-1. SARS-CoV-23-1. SARS-CoV-2 바이러스 M 유전자의 LAMP 반응 온도 최적화Optimization of LAMP reaction temperature of viral M gene

LAMP 분석 조건의 최적화를 위해, 반응온도가 LAMP 반응에 미치는 영향을 조사하였다.For optimization of LAMP analysis conditions, the effect of reaction temperature on LAMP reaction was investigated.

구체적으로, 서열번호 1 내지 6를 사용하여 실시예 2의 방법으로 LAMP 반응을 수행하였으며, BIO-RAD의 CFX manager 3.1를 사용해 온도 최적화 분석을 진행하였다.Specifically, the LAMP reaction was performed in the method of Example 2 using SEQ ID NOs: 1 to 6, and temperature optimization analysis was performed using CFX manager 3.1 of BIO-RAD.

그 결과, 도 2에 나타난 바와 같이, 65℃에서 Cq값이 가장 낮으면서, RFU 값이 높았는 바, SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자의 검출에 대해 65℃가 최적의 LAMP 반응 온도임을 확인하였다.As a result, as shown in FIG. 2 , the Cq value was the lowest at 65 ° C and the RFU value was high. It was confirmed that 65 ° C was the optimal LAMP reaction temperature for the detection of the M gene of SARS-CoV-2 virus. .

따라서, 이후 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자의 검출을 위한 LAMP 반응을 65℃ 온도에서 분석을 수행하였다.Therefore, thereafter, the LAMP reaction for the detection of the M gene of SARS-CoV-2 virus was analyzed at a temperature of 65 ℃.

3-2. SARS-CoV-23-2. SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자의 LAMP 반응 DMSO 농도 최적화Optimization of DMSO concentration in the LAMP reaction of the viral M gene

DMSO(Dimethyl Sulfoxide)는 LAMP 반응 동안 타겟 DNA의 2차 구조 형성을 억제하는 것으로 알려져 있다. SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자의 검출을 위한 LAMP 반응에서 나타나는 위양성의 결과를 개선하고자 DMSO의 농도가 LAMP 반응에 미치는 영향을 조사하였다.DMSO (Dimethyl Sulfoxide) is known to inhibit secondary structure formation of target DNA during LAMP reaction. The effect of DMSO concentration on LAMP reaction was investigated in order to improve the false-positive result in LAMP reaction for detection of M gene of SARS-CoV-2 virus.

구체적으로, 65℃의 온도에서 0%, 5% 또는 7%의 DMSO 농도에 대해 실시예 3-1과 동일한 방법으로 LAMP 반응을 수행하였다.Specifically, the LAMP reaction was performed in the same manner as in Example 3-1 for a concentration of 0%, 5%, or 7% of DMSO at a temperature of 65°C.

그 결과, 도 3 내지 5에 나타난 바와 같이, SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자의 LAMP 반응에서 5%(w/w) 농도의 DMSO를 사용할 경우 가장 우수함을 확인하였다. 구체적으로, 5%(w/w) 농도의 DMSO를 사용할 경우 0% 또는 7% DMSO와 비교하여 specificity와 selectivity가 증가하지만, 7%를 사용할 경우 민감도의 감소와 증폭시간이 길어진 것을 확인하였다. 반대로 0%의 DMSO를 사용할 경우 위양성 반응 및 낮은 농도의 타겟에서도 쉽게 증폭이 되어 민감도 감소의 결과가 나타남을 확인하였다. As a result, as shown in FIGS. 3 to 5 , it was confirmed that DMSO at a concentration of 5% (w/w) was used in the LAMP reaction of the M gene of SARS-CoV-2 virus. Specifically, when DMSO at a concentration of 5% (w/w) was used, specificity and selectivity increased compared to 0% or 7% DMSO, but it was confirmed that sensitivity decreased and amplification time was prolonged when 7% was used. Conversely, it was confirmed that, when 0% DMSO was used, it was easily amplified even in a false-positive reaction and a low concentration target, resulting in reduced sensitivity.

결과적으로, 도 6에 나타난 바와 같이, DMSO 농도 별 LAMP 반응에 적용하여 진행한 결과, 0%, 5% 또는 7%(w/w) DMSO 농도를 사용한 경우, 각각 R2=0.4754, R2=0.7701 또는 R2=0.5004의 결과를 나타내었는 바, 5% DMSO이 LAMP 반응에 가장 효과적인 것을 확인하였다. As a result, as shown in FIG. 6 , as a result of applying to the LAMP reaction for each DMSO concentration, when 0%, 5%, or 7% (w/w) DMSO concentration was used, R 2 =0.4754, R 2 = As a result of 0.7701 or R 2 =0.5004, it was confirmed that 5% DMSO was most effective for the LAMP reaction.

이하의 과정에서는 DMSO의 최적 농도인 5%(w/w) 농도에서 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자의 검출을 위한 LAMP 분석을 수행하였다.In the following procedure, LAMP analysis was performed for the detection of the M gene of SARS-CoV-2 virus at the optimum concentration of DMSO of 5% (w/w).

실시예 4. 하이드로겔 비즈 형태로 합성된 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트 제작 Example 4. Preparation of black phosphorus nanosheets modified with gold nanorods synthesized in the form of hydrogel beads

4-1. 시료 및 장비의 준비4-1. Preparation of samples and equipment

흑린 시트는 XFNANO Materials Tech Co., Ltd (Nanjing, 중국)에서 구입하였다. 금 나노 막대와 하이드로겔의 원재료인 사염화금산 수화물(HAuCl4·3H2O)과 도파민 염산염(dopamine hydrochloride)은 Sigma Aldrich(St. Louis, MO, 미국)에서 구입하였다. 헥사데킬트리메틸암모늄 브롬화물(Hexadecyltrimethylammonium bromide, CTAB), 질산은(AgNO3), 수소화붕소나트륨(NaBH4)은 Daejung(시흥, 한국)에서 구입하였다. L-아스코르브산(L-Ascorbic acid, AA)은 Alfa Aesar(Ward Hill, MA, 미국)에서 구입하였다. Tris[hydroxymethyl]aminomethane(tris)는 Bio-Rad Laboratories(Hercules, CA, 미국)에서 구입하였다. 염산(Hydrochloric acid, HCl)은 Duksan Chemicals(안산, 한국)에서 구입했으며, 아이소프로필 알코올(Isopropanol) 및 염화칼슘(Calcium chloride, CaCl2)은 Samchun Chemicals(서울, 한국)에서 구입하였다. 알긴산 나트륨(Sodium alginate)은 Junsei(Tokyo, 일본)에서 구입하였다. Milli-Q system(Millipore, Billerica, MA, 미국)을 사용하여 18.2 MΩ·cm에서 탈이온수를 정제하였다.The black phosphorus sheet was purchased from XFNANO Materials Tech Co., Ltd (Nanjing, China). Gold nanorods and hydrogel raw materials, tetrachloric acid hydrate (HAuCl 4 ·3H 2 O) and dopamine hydrochloride It was purchased from Sigma Aldrich (St. Louis, MO, USA). Hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB), silver nitrate (AgNO 3 ), and sodium borohydride (NaBH 4 ) were purchased from Daejung (Siheung, Korea). L-Ascorbic acid (L-Ascorbic acid, AA) was purchased from Alfa Aesar (Ward Hill, MA, USA). Tris[hydroxymethyl]aminomethane (tris) was purchased from Bio-Rad Laboratories (Hercules, CA, USA). Hydrochloric acid (HCl) was purchased from Duksan Chemicals (Ansan, Korea), and isopropyl alcohol (Isopropanol) and calcium chloride (CaCl 2 ) were purchased from Samchun Chemicals (Seoul, Korea). Sodium alginate was purchased from Junsei (Tokyo, Japan). Deionized water was purified at 18.2 MΩ·cm using a Milli-Q system (Millipore, Billerica, MA, USA).

금 나노 막대 및 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트의 흡수 스펙트럼은 UV-vis spectrophotometer (Jasco 670, Jasco, Tokyo, 일본)를 이용하여 측정하였다. 금 나노 막대 및 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트의 FT-IR 스펙트럼은 Fourier-transform infrared(FT-IR) (Jasco 6600FV, Jasco, Tokyo, 일본)으로 확인하였다. X-선 회절(X-ray diffraction, XRD) 패턴은 D8-Advance instrument(Brucker AXS, Berlin, 독일)으로 얻었다. 금 나노 막대 및 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트의 이미지와 크기는 전계방출주사전자현미경(FE-SEM) (SIGMA 300, Carl Zeiss, Cambridge, 영국) 및 전계방사 투과전자현미경(FE-TEM) (JEM-F200, JEOL, Tokyo, 일본)을 이용하여 확인하였다. 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트의 구조는 X-선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS) (K-ALPHA+, Thermofisher Scientific, Waltham, MA, 미국)을 이용하여 확인하였다.Absorption spectra of gold nanorods and black phosphorus nanosheets transformed into gold nanorods were measured using a UV-vis spectrophotometer (Jasco 670, Jasco, Tokyo, Japan). The FT-IR spectra of gold nanorods and black phosphorus nanosheets transformed into gold nanorods were confirmed by Fourier-transform infrared (FT-IR) (Jasco 6600FV, Jasco, Tokyo, Japan). X-ray diffraction (XRD) patterns were obtained with a D8-Advance instrument (Brucker AXS, Berlin, Germany). The images and sizes of the gold nanorods and the black phosphorus nanosheets modified with the gold nanorods were obtained using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) (SIGMA 300, Carl Zeiss, Cambridge, UK) and a field emission transmission electron microscope (FE-TEM). (JEM-F200, JEOL, Tokyo, Japan) was used. The structure of the black phosphorus nanosheets transformed into gold nanorods was confirmed using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) (K-ALPHA+, Thermofisher Scientific, Waltham, MA, USA).

4-2. 금 나노 막대 합성 최적화 조건 확인4-2. Confirmation of Optimization Conditions for Gold Nanorod Synthesis

금 나노 입자의 경우, SPR 현상에 의해 약 520nm에서 강한 흡수를 나타내는 반면, 금 나노 막대는 횡축 방향의 전자 진동에 의한 520nm에서의 흡수선과 종축방향의 전자 진동에 의한 장파장의 흡수선이 동시에 나타난다. 금 나노 막대의 종횡비가 증가할수록 UV-Vis 흡수선이 장파장 쪽으로 이동하게 된다. 따라서, 종축 방향이 긴(즉, 종횡비가 큰) 금 나노 막대일수록 장파장의 빛을 흡수할 수 있으며, 이를 통해서 특정 파장의 빛을 흡수할 수 있으므로 광효율이 우수하다.Gold nanoparticles exhibit strong absorption at about 520 nm due to the SPR phenomenon, whereas gold nanorods simultaneously show an absorption line at 520 nm due to electron vibration in the horizontal axis and a long wavelength absorption line due to electromagnetic vibration in the vertical axis direction. As the aspect ratio of the gold nanorods increases, the UV-Vis absorption line shifts toward longer wavelengths. Accordingly, the longer the gold nanorods in the longitudinal direction (ie, the greater the aspect ratio), the longer the wavelength of light can be absorbed.

SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자의 검출을 위한 LAMP 반응에서 65℃의 온도로 가열할 수 있는 키트를 개발하고자 800nm 파장 영역의 흡광을 갖는 AgNO3의 농도에 따른 금 나노 막대를 합성하였다.In order to develop a kit that can be heated to a temperature of 65 °C in the LAMP reaction for the detection of the M gene of SARS-CoV-2 virus, gold nanorods according to the concentration of AgNO 3 having absorption in the 800 nm wavelength region were synthesized.

구체적으로, 금 나노 막대의 합성을 위해, 종래 알려진 시딩 및 성장법(seeding and growth method)을 사용하였다. 4.7mL의 0.1M 농도의 CTAB 용액에 25㎕의 0.05M HAuCl4 및 0.6mL의 0.01M NaBH4를 주입하면서 28℃로 설정된 가열 맨틀에서 2분간 강하게 교반함에 따라, Au 시드를 합성하였다. 10mL의 0.1M CTAB 용액에 0.1mL의 0.05M HAuCl4를 주입하면서 28℃로 설정한 가열 맨틀에서 10분간 강하게 교반한 뒤, 시드의 성장 용액에 해당하는 75㎕의 0.1M L-아스코르브산과 40, 80, 160㎕의 5mM AgNO3를 상기 용액에 주입하면서 5분간 강하게 교반하였다. 이어서, 상기 성장용액에 시드 용액 0.12mL을 주입하면서 28℃로 설정한 가열 맨틀에서 30분간 강하게 교반하였다.Specifically, for the synthesis of gold nanorods, a conventionally known seeding and growth method was used. By injecting 25 μl of 0.05M HAuCl 4 and 0.6 mL of 0.01M NaBH 4 to 4.7 mL of 0.1M CTAB solution and vigorously stirring for 2 minutes in a heating mantle set at 28° C., Au seeds were synthesized. After injecting 0.1mL of 0.05M HAuCl 4 into 10mL of 0.1M CTAB solution and stirring vigorously for 10 minutes in a heating mantle set at 28℃, 75 μl of 0.1M L-ascorbic acid and 40, 80, 160 μl of 5mM AgNO 3 was strongly stirred for 5 minutes while injecting into the solution. Then, 0.12 mL of the seed solution was injected into the growth solution, and the mixture was stirred vigorously for 30 minutes in a heating mantle set at 28°C.

합성된 금 나노 막대의 크기, 형태는 도 7 내지 9에 나타내었다. The size and shape of the synthesized gold nanorods are shown in FIGS. 7 to 9 .

도 7에 나타난 바와 같이, FE-SEM 이미지를 통해 금 나노 막대가 잘 분포되어 있고, 금 나노 막대의 종횡비는 주입한 질산은의 양(40㎕, A; 80㎕, B; 160㎕, C)에 비례하게 증가하는 것을 확인하였다. As shown in FIG. 7 , the gold nanorods are well distributed through the FE-SEM image, and the aspect ratio of the gold nanorods depends on the amount of injected silver nitrate (40 μl, A; 80 μl, B; 160 μl, C). It was confirmed that it increases proportionally.

도 8에 나타난 바와 같이, FE-TEM 이미지를 통해 금 나노 막대가 잘 분포되어 있고, 금 나노 막대의 종횡비는 주입한 질산은의 양(40, 80, 160㎕)에 비례하게 증가하는 것을 확인하였다. As shown in FIG. 8 , it was confirmed through the FE-TEM image that the gold nanorods were well distributed, and the aspect ratio of the gold nanorods increased in proportion to the amount of silver nitrate injected (40, 80, 160 μl).

또한, 도 9에 나타난 바와 같이, 주입한 질산은의 양(40, 80, 160㎕)에 따라 합성된 금 나노 막대의 적색 편이(red-shifted)된 흡수 스펙트럼을 확인하였다. 질산은의 농도가 증가할수록 금 나노 막대의 종횡비가 증가되어, 적색 편이가 됨에 따라 장파장의 빛을 흡수하는 것을 확인하였다.In addition, as shown in FIG. 9 , a red-shifted absorption spectrum of the synthesized gold nanorods according to the amount of injected silver nitrate (40, 80, 160 μl) was confirmed. As the concentration of silver nitrate increased, the aspect ratio of the gold nanorods increased, and as the red shift occurred, it was confirmed that light of a long wavelength was absorbed.

이는 종횡비(aspect ratio)가 커질수록 즉, 금 나노막대의 길이가 길어질수록 장파장에서의 흡수 피크가 적색편이를 일으키면서 일반적으로 종횡비에 따라 약 700~1,200nm 근적외선 영역의 파장에서 강한 흡수를 일으킬 수 있음을 더욱 뒷받침하는 결과이다.This is because as the aspect ratio increases, that is, as the length of the gold nanorods becomes longer, the absorption peak at a long wavelength causes a red shift, and in general, strong absorption at a wavelength of about 700 ~ 1,200 nm near infrared region depending on the aspect ratio. This is a result that further supports the existence of

4-3. 흑린 나노 시트의 제작4-3. Preparation of black phosphorus nanosheets

흑린 입자를 나노 크기의 시트로 만들기 위하여 프로브 소니케이션 반응기(probe sonication reactor)를 사용하였다. 2mL의 0.2mg/mL 농도의 흑린입자를 프로브 소니케이터(probe sonicator; 950W)에서 6시간동안 박리하였다. 이어서, 박리된 흑린 나노 시트를 수득하기 위해 487×g에서 20분동안 원심분리기를 이용하였다 (3회 반복).A probe sonication reactor was used to make black phosphorus particles into nano-sized sheets. 2mL of 0.2mg/mL concentration of black phosphorus particles was peeled off in a probe sonicator (950W) for 6 hours. Then, a centrifuge was used at 487 x g for 20 minutes to obtain exfoliated black phosphorus nanosheets (repeated 3 times).

합성된 흑린 나노 시트의 크기, 형태는 도 10a에서 확인되는 바와 같다. 흑린 나노 시트는 얇은 막 형태로 다양한 크기이며 크기는 평균 850±77nm인 것을 확인하였다.The size and shape of the synthesized black phosphorus nanosheets are as shown in FIG. 10A . It was confirmed that the black phosphorus nanosheets had various sizes in the form of thin films, and the average size was 850±77 nm.

4-4. 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트의 제작4-4. Fabrication of black phosphorus nanosheets modified with gold nanorods

흑린 나노 시트 표면에 금 나노 막대를 결합하기 위해 두 물질의 지지체로서 도파민을 사용하였다. 도파민은 염기성 pH의 수용액 조건에서 표면의 성질에 관계없이 거의 모든 표면에 뛰어난 표면 접착력 및 폴리머화 될 수 있는 특성을 가진다. 염기성 pH 조건 (pH 8.5)으로 적정한 흑린 나노 시트를 도파민 수용액과 반응하게 되면, 도파민의 카테콜의 산화에 의해 폴리도파민 코팅층이 형성된다. 폴리머화 된 도파민으로 코팅된 흑린 나노 시트 표면에 존재하는 카테콜 작용기의 특이적인 접착성을 통해 금 나노 막대를 고정할 수 있으므로 결합 지지체로 사용하였다.To bind the gold nanorods to the surface of the black phosphorus nanosheets, dopamine was used as a support for the two materials. Dopamine has excellent surface adhesion and polymerizable properties on almost all surfaces regardless of the surface properties in aqueous solution conditions of basic pH. When black phosphorus nanosheets suitable for basic pH conditions (pH 8.5) are reacted with an aqueous dopamine solution, a polydopamine coating layer is formed by oxidation of dopamine catechol. Since the gold nanorods can be fixed through the specific adhesion of catechol functional groups present on the surface of the polymerized dopamine-coated black phosphorus nanosheets, they were used as binding supports.

구체적으로, 흑린 나노 시트 표면에 도파민의 폴리머화를 진행하기 위해 2mL의 흑린 나노 시트와 2mL의 10mM Tris-HCl 용액(pH 8.5) 및 0.8mL의 0.4mM 도파민을 주입하면서 교반기에서 24시간 동안 강하게 교반하였다. 이어서, 폴리머화 된 도파민이 코팅된 흑린 나노 시트를 수득하기 위해 24,979×g에서 30분동안 원심분리를 수행하였다 (3회 반복). 금 나노 막대를 폴리머화 도파민이 코팅된 흑린 나노 시트에 결합시키기 위해, 0.1 내지 1.6mL의 금 나노 막대를 2mL의 폴리머화 도파민이 코팅된 흑린 나노 시트에 주입하면서 교반기에서 12시간 동안 강하게 교반하였다. 이후, 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트를 수득하기 위해 20,595×g에서 30분동안 원심분리를 수행하였다 (3회 반복). 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트의 결합을 검증하기 위해 FE-SEM 분석을 진행하였다. Specifically, in order to polymerize dopamine on the surface of black phosphorus nanosheets, 2mL of black phosphorus nanosheets, 2mL of 10mM Tris-HCl solution (pH 8.5), and 0.8mL of 0.4mM dopamine were injected while strongly stirring for 24 hours on a stirrer. did Then, centrifugation was performed at 24,979×g for 30 minutes to obtain polymerized dopamine-coated black phosphorus nanosheets (repeated 3 times). In order to bind the gold nanorods to the polymerized dopamine-coated black phosphorus nanosheets, 0.1 to 1.6mL of gold nanorods were injected into 2mL of the polymerized dopamine-coated black phosphorus nanosheets while strongly stirring for 12 hours on a stirrer. Thereafter, centrifugation was performed at 20,595×g for 30 minutes to obtain black phosphorus nanosheets transformed into gold nanorods (repeated 3 times). FE-SEM analysis was performed to verify the binding of black phosphorus nanosheets modified with gold nanorods.

도 10b 내지 10f에 나타난 바와 같이, 금 나노 막대의 고정화 과정에서, 주입한 금 나노 막대의 양(0.1 내지 1.6mL)에 비례하게 흑린 나노 시트 표면에 결합한 것을 확인하였다. As shown in FIGS. 10b to 10f , during the immobilization of the gold nanorods, it was confirmed that the gold nanorods were bound to the surface of the black phosphorus nanorods in proportion to the amount (0.1 to 1.6mL) of the injected gold nanorods.

또한, 도 11에 나타난 바와 같이, 에너지 분산형 X-선 분광법(energy-dispersive X-ray spectroscopy, EDS)으로 흑린 나노 시트(P로 표시됨)와 금 나노 막대(Au로 표시됨)가 공존하는 것을 확인하였다. In addition, as shown in FIG. 11 , it was confirmed that black phosphorus nanosheets (indicated by P) and gold nanorods (indicated by Au) coexist by energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). did

또한, 도 12에 나타난 바와 같이, 흡수 스펙트럼 분석을 통해 금 나노 막대의 흡수 스펙트럼이 금 나도 막대가 변형된 흑린 나노 시트의 흡수 스펙트럼에도 나타난 것을 확인하였고, 금 나노 막대가 흑린 나노 시트 표면에 고정 되어있는 것을 확인하였다. In addition, as shown in FIG. 12 , through absorption spectrum analysis, it was confirmed that the absorption spectrum of the gold nanorods was also shown in the absorption spectrum of the black phosphorus nanosheets in which the gold nanorods were deformed, and the gold nanorods were fixed on the surface of the black phosphorus nanosheets. confirmed that there is.

또한, 흑린 나노 시트 및 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트의 조성 분석 및 물질의 화학결합 상태를 확인하기 위해 X-선 광전자 분광법을 수행하였다.In addition, X-ray photoelectron spectroscopy was performed to analyze the composition of the black phosphorus nanosheets and the black phosphorus nanosheets transformed into gold nanorods and to confirm the chemical bonding state of the materials.

도 13a에 나타난 바와 같이, 흑린 나노 시트의 P2p의 doublet 피크가 129.5 및 130.2eV에서 관찰된다. 또한, 금 나노 막대의 Au4f의 피크가 85.2 및 88.9eV에서 관찰되었다. 이를 통해 금 나노 막대가 흑린 나노 시트 표면에 고정된 것을 확인하였다. 도 13b에 나타난 바와 같이, 도파민으로 코팅된 흑린 나노 시트의 탄소, 질소, 산소의 피크가 284.7, 399.9 및 532.3eV에서 관찰되었다. 도 13c에 나타난 바와 같이, 흑린 나노 시트만 존재할 경우 PxOy의 피크가 확인되었는 바, 이는 공기 중 산소에 의한 표면 산화층에 의한 결과로 나타난 것임을 확인하였다.As shown in FIG. 13a , doublet peaks of P2p of black phosphorus nanosheets are observed at 129.5 and 130.2 eV. In addition, the Au4f peaks of the gold nanorods were observed at 85.2 and 88.9 eV. Through this, it was confirmed that the gold nanorods were fixed to the surface of the black phosphorus nanosheets. As shown in FIG. 13b , peaks of carbon, nitrogen, and oxygen of the dopamine-coated black phosphorus nanosheets were observed at 284.7, 399.9 and 532.3 eV. As shown in FIG. 13c , when only black phosphorus nanosheets were present, a peak of PxOy was confirmed, which was confirmed as a result of the surface oxidation layer caused by oxygen in the air.

또한, 흑린 나노 시트 및 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트의 구조적 특성을 확인하기 위해 라만 분광분석(Raman spectroscopy)을 수행하였다. In addition, Raman spectroscopy was performed to confirm the structural characteristics of the black phosphorus nanosheets and the black phosphorus nanosheets transformed into gold nanorods.

도 14a 내지 14c에 나타난 바와 같이, 이는 일정한 격자 구조로 배열 되어있는 흑린 원자의 진동 운동에 따른 포논(phonon)을 통해 확인하였다. 흑린 나노 시트의 격자 평면에 수직한 방향으로 진동하는 A1g 모드, 격자 평면과 평행한 방향으로 진동하는 B2g 및 A2g 모드를 측정하여 흑린 나노 시트 고유의 구조적 특성을 확인하였다. 이를 통해 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트에서 흑린 나노 시트가 변형되지 않고 존재하는 것을 확인하였다. 14a to 14c, this was confirmed through phonons according to the vibrational motion of black phosphorus atoms arranged in a constant lattice structure. Intrinsic structural characteristics of black phosphorus nanosheets were confirmed by measuring the A1 g mode vibrating in a direction perpendicular to the lattice plane of the black phosphorus nanosheet, and B2 g and A2 g mode vibrating in a direction parallel to the lattice plane. Through this, it was confirmed that the black phosphorus nanosheets were not deformed in the black phosphorus nanosheets transformed into gold nanorods.

이어서, 금 나노 막대가 흑린 나노 시트 표면에 고정된 것을 검증하기 위해 FT-IR 스펙트럼을 기록하고 비교하였다. Then, FT-IR spectra were recorded and compared to verify that the gold nanorods were fixed to the surface of the black phosphorus nanosheets.

도 15에 나타난 바와 같이, 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트의 경우, 도파민의 C=C 결합으로 인해 1625 cm-1에서 나타나며, 금 나노 막대의 표면에 존재하는 CTAB의 탄소 사슬에 의해 2917 cm-1에서 피크가 확인되었다. 이는 금 나노 막대가 흑린 나노 시트 표면에 고정된 것을 확인하였다. As shown in FIG. 15 , in the case of black phosphorus nanosheets transformed into gold nanorods, they appear at 1625 cm −1 due to the C=C bond of dopamine, and 2917 cm due to the carbon chain of CTAB present on the surface of the gold nanorods. A peak at -1 was confirmed. This confirmed that the gold nanorods were fixed to the surface of the black phosphorus nanosheets.

또한, 금 나노 막대(AuNRs), 흑린 나노 시트(BP) 및 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트(BP@AuNRs)는 XRD로 확인되었다. In addition, gold nanorods (AuNRs), black phosphorus nanosheets (BP), and black phosphorus nanosheets (BP@AuNRs) transformed into gold nanorods were confirmed by XRD.

도 16a 내지 16c에 나타난 바와 같이, 금 나노 막대의 XRD 피크는 (111), (200), (220) 및 (311)에서 나타났으며, 흑린 나노 시트의 XRD 피크는 (020), (021), (040) 및 (060)에서 나타났다. 상기 XRD 스펙트럼은 제조된 금 나노 막대와 흑린 나노 시트의 고유 특성을 의미한다. 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트의 XRD 피크는 금 나노 막대와 흑린 나노 시트의 XRD 피크가 모두 나오는 것을 확인했다. As shown in FIGS. 16A to 16C , the XRD peaks of the gold nanorods were (111), (200), (220) and (311), and the XRD peaks of the black phosphorus nanosheets were (020), (021) , (040) and (060). The XRD spectrum indicates the intrinsic properties of the prepared gold nanorods and black phosphorus nanosheets. As for the XRD peaks of the black phosphorus nanosheets transformed into gold nanorods, it was confirmed that both the XRD peaks of the gold nanorods and the black phosphorus nanosheets appeared.

4-5. 비즈 형태로 합성된 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트 제작4-5. Production of black phosphorus nanosheets transformed into gold nanorods synthesized in the form of beads

금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트(BP@AuNRs)를 비즈 형태로 합성하였다.Black phosphorus nanosheets (BP@AuNRs) modified with gold nanorods were synthesized in the form of beads.

구체적으로, 1.5mL의 12mM 알긴산 나트륨에 0.5mL의 4배 농축시킨 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트를 주입하면서 교반기에서 2시간 동안 강하게 교반하였다. 이후, 50mL의 0.1M 탄산 칼슘에 주입식 주사기 펌프를 사용하여 0.1mL/min의 속도로 떨어뜨려 합성하였다. 비즈 형태로 합성된 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트를 60℃ 온도의 오븐에 넣어 12시간 동안 건조하였다.Specifically, 0.5 mL of 4-fold concentrated gold nano-rod-modified black phosphorus nanosheets were injected into 1.5 mL of 12 mM sodium alginate, and the mixture was vigorously stirred on a stirrer for 2 hours. Then, it was synthesized by dropping it into 50 mL of 0.1M calcium carbonate using an injection syringe pump at a rate of 0.1 mL/min. Black phosphorus nanosheets transformed into gold nanorods synthesized in the form of beads were placed in an oven at a temperature of 60° C. and dried for 12 hours.

도 17에 나타난 바와 같이, 비즈 형태로 합성된 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트는 지름이 1.78±0.24 mm 크기로 형성되었으며, 건조한 후에는 0.9±0.1 mm 크기로 형성된 것을 확인하였다.As shown in FIG. 17 , the black phosphorus nanosheets transformed into gold nanorods synthesized in the form of beads had a diameter of 1.78±0.24 mm, and after drying, it was confirmed that they were formed with a size of 0.9±0.1 mm.

실시예 5. 하이드로겔 비즈 형태로 합성된 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트 기반의 열 방출 실험Example 5. Heat release experiment based on black phosphorus nanosheets modified with gold nanorods synthesized in the form of hydrogel beads

5-1. 물질 종류에 따른 열 방출 실험5-1. Heat release test according to material type

실시예 4에서 제조한 비즈 형태로 합성된 BP@AuNRs에 근적외선을 조사하여 열 발생을 확인하고, SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자에 대한 LAMP 증폭 반응이 가능한지 확인하였다.Heat generation was confirmed by irradiating the BP@AuNRs synthesized in the form of beads prepared in Example 4, and it was confirmed whether the LAMP amplification reaction for the M gene of SARS-CoV-2 virus was possible.

구체적으로, 비즈 형태로 합성된 금 나노 막대, 흑린 나노 시트, 0.1 ml (1X), 0.2 ml (2X), 0.4 ml (4X), 0.8 ml (8X), 및 1.6 ml (16X) 금 나노 막대를 주입한 흑린 나노 시트 비즈 및 물질을 포함하지 않은 비즈 10개를 각각 0.2mL의 3차 증류수가 담긴 1.5mL의 튜브에 담아 준비하였고, 근적외선(808nm, 0.8W/cm2)을 40분 동안 조사하여 튜브 안의 3차 증류수 온도 변화를 측정하였다. 열 방출 효율 확인을 위해 근적외선(808nm, 0.8W/cm2)을 조사하였다. Specifically, gold nanorods synthesized in the form of beads, black phosphorus nanosheets, 0.1 ml (1X), 0.2 ml (2X), 0.4 ml (4X), 0.8 ml (8X), and 1.6 ml (16X) gold nanorods were prepared. The injected black phosphorus nano-sheet beads and 10 beads containing no substance were prepared in a 1.5 mL tube containing 0.2 mL of tertiary distilled water, respectively, and irradiated with near infrared rays (808 nm, 0.8 W/cm 2 ) for 40 minutes. The temperature change of the tertiary distilled water in the tube was measured. Near-infrared rays (808nm, 0.8W/cm 2 ) were irradiated to confirm the heat dissipation efficiency.

도 18에 나타난 바와 같이, 각 비즈에 근적외선의 조사시간이 증가할수록 온도가 증가하는 것을 확인하였다. 근적외선 조사가 10분 경과했을 때 물질을 포함하지 않은 비즈의 온도는 30℃까지 증가했으며, 비즈 형태로 합성된 금 나노 막대는 50℃로 나타났다. 비즈 형태로 합성된 흑린 나노 시트의 온도는 50℃였다. 2X, 4X, 8X, 및 16X 금 나노 막대를 주입한 흑린 나노 시트 비즈의 온도는 51, 58, 65, 69℃까지 증가했으며, 이후 40분까지 유지되는 것을 확인하였다. As shown in FIG. 18 , it was confirmed that the temperature increased as the irradiation time of near-infrared rays to each bead increased. When the near-infrared irradiation elapsed for 10 minutes, the temperature of the beads containing no material increased to 30°C, and the gold nanorods synthesized in the form of beads were found to be 50°C. The temperature of the black phosphorus nanosheets synthesized in the form of beads was 50°C. The temperature of the black phosphorus nano-sheet beads injected with 2X, 4X, 8X, and 16X gold nano-rods increased to 51, 58, 65, and 69° C., and was then maintained for up to 40 minutes.

5-2. 형태에 따른 열 방출 실험5-2. Heat release experiment according to shape

금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트의 형태에 따른 광안정성의 차이를 확인하였다. The difference in photostability according to the shape of black phosphorus nanosheets transformed into gold nanorods was confirmed.

도 19에 나타난 바와 같이, 하이드로겔 비즈 형태로 합성된 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트는 합성 2주후 근적외선을 10분 간격으로 켜고 끄는 세트를 5회 반복했을 때 65℃까지 균일하게 증가하는 양상을 확인하였다. 하이드로겔 비즈를 적용하지 않은 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트에 동일하게 진행한 경우, 온도가 균일하게 증가하지 않고 줄어드는 결과를 확인하였다. 즉, 하이드로겔 비즈 형태가 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트의 광안정성을 유지시켜주는 결과에 중요한 역할을 하는 것을 확인하였다.As shown in FIG. 19 , the black phosphorus nanosheets transformed into gold nanorods synthesized in the form of hydrogel beads uniformly increased to 65° C. when the set of turning on and off the near-infrared rays at 10-minute intervals was repeated 5 times after 2 weeks of synthesis. was confirmed. When the same process was performed on the black phosphorus nanosheets transformed into nanorods to which the hydrogel beads were not applied, it was confirmed that the temperature did not increase uniformly but decreased. That is, it was confirmed that the form of hydrogel beads plays an important role in the result of maintaining the photostability of black phosphorus nanosheets transformed into gold nanorods.

따라서, 하이드로겔 비즈 형태의 BP@AuNR이 고온의 등온 조건을 유지하는 광열 효과가 우수함에 따라, LAMP 분석에 유용하게 사용할 수 있음을 확인하였다.Therefore, it was confirmed that BP@AuNR in the form of hydrogel beads can be usefully used for LAMP analysis as it has excellent photothermal effect to maintain isothermal conditions at high temperature.

실시예 6. 하이드로겔 비즈 형태로 합성된 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트 기반의 LAMP 분석Example 6. Analysis of LAMP based on black phosphorus nanosheets modified with gold nanorods synthesized in the form of hydrogel beads

실시예 5와 동일한 방법으로 비즈 형태로 합성된 BP@AuNRs를 준비하였고, 실시예 3의 방법으로 LAMP 반응을 수행하였다.BP@AuNRs synthesized in the form of beads was prepared in the same manner as in Example 5, and the LAMP reaction was performed in the manner of Example 3.

그 결과, 도 20a 및 20b에 나타난 바와 같이, 비즈 형태로 합성된 BP@AuNRs에 근적외선을 20 내지 50분을 조사했을 때 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자의 1.5×104 copies/reaction 농도에서 증폭 신호가 생성된 것을 확인하였다. 50분의 반응시간에서 15 copies/reaction 농도의 LAMP 반응에 대한 신호가 효과적으로 생성되었다는 점에서 비즈 형태로 합성된 금 나노 막대로 변형된 흑린 나노 시트가 LAMP 반응에 효과적으로 사용될 수 있음을 확인하였다.As a result, as shown in FIGS. 20a and 20b, when BP@AuNRs synthesized in the form of beads was irradiated with near-infrared rays for 20 to 50 minutes, at a concentration of 1.5×10 4 copies/reaction of the M gene of SARS-CoV-2 virus. It was confirmed that an amplified signal was generated. It was confirmed that black phosphorus nanosheets modified with gold nanorods synthesized in the form of beads could be effectively used for the LAMP reaction in that the signal for the LAMP reaction at a concentration of 15 copies/reaction was effectively generated at a reaction time of 50 minutes.

또한, 도 20c에 나타난 바와 같이, LAMP 반응에 대한 신호가 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자의 농도가 증가함에 따라 증가하였다 (0 내지 15,000 copies/reaction). 선형 회귀 방정식은 아래와 같다. 이 방정식을 통해 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자의 검출한계는 7.7 copies/reaction임을 확인하였다.In addition, as shown in FIG. 20c , the signal for the LAMP response increased as the concentration of the M gene of SARS-CoV-2 virus increased (0 to 15,000 copies/reaction). The linear regression equation is as follows. Through this equation, it was confirmed that the detection limit of the M gene of SARS-CoV-2 virus was 7.7 copies/reaction.

Intensity = 0.6169×[SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자] + 74.16 (R2=0.9998)Intensity = 0.6169 × [M gene of SARS-CoV-2 virus] + 74.16 (R 2 =0.9998)

상기 결과를 통하여, 본 발명의 프라이머를 사용하여 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자를 높은 민감도로 신속하게 LAMP 분석을 통하여 검출할 수 있음을 확인하였다.From the above results, it was confirmed that the M gene of SARS-CoV-2 virus could be detected quickly through LAMP analysis with high sensitivity using the primers of the present invention.

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Up to now, the present invention has been looked at focusing on the embodiments thereof. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.

<110> KNAX Ltd. <120> Nanomaterial complex comprising dopamine-modified black phosphorus nanosheets and gold nanorods, and uses thereof <130> MP21-201 <160> 6 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> F3 <400> 1 agtaataggt ttcctattcc ttac 24 <210> 2 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> B3 <400> 2 agccacatca agcctaca 18 <210> 3 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> F2 <400> 3 atggatttgt cttctacaat ttgc 24 <210> 4 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> B2 <400> 4 acaagccatt gcgatagc 18 <210> 5 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LF <400> 5 atatacaaaa acctattcct gttgg 25 <210> 6 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LB <400> 6 ttacagaata aattggatca ccg 23 <110> KNAX Ltd. <120> Nanomaterial complex comprising dopamine-modified black phosphorus nanosheets and gold nanorods, and uses thereof <130> MP21-201 <160> 6 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> F3 <400> 1 agtaataggt ttcctattcc ttac 24 <210> 2 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> B3 <400> 2 agccacatca agcctaca 18 <210> 3 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> F2 <400> 3 atggatttgt cttctacaat ttgc 24 <210> 4 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> B2 <400> 4 acaagccatt gcgatagc 18 <210> 5 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LF <400> 5 atatacaaaa acctattcct gttgg 25 <210> 6 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LB <400> 6 ttacagaata aattggatca ccg 23

Claims (19)

흑린 나노 시트(black phosphorus nanosheet);
도파민; 및
금 나노 막대를 포함하는, 나노물질 복합체로서,
상기 흑린 나노 시트는 하나 이상의 도파민이 결합된 것이며,
상기 금 나노 막대는 도파민에 결합된 것을 특징으로 하는, 나노물질 복합체.
black phosphorus nanosheet;
dopamine; and
A nanomaterial composite comprising gold nanorods, comprising:
The black phosphorus nanosheet is one or more dopamine bound,
The gold nanorods are characterized in that bound to dopamine, nanomaterial composite.
제1항에 있어서,
상기 금 나노 막대는 도파민의 카테콜 작용기와 화학적으로 결합된 것을 특징으로 하는, 나노물질 복합체.
According to claim 1,
The gold nanorods are characterized in that chemically bound to a catechol functional group of dopamine, nanomaterial composite.
제1항에 있어서,
상기 금 나노 막대는 종횡비가 2:1 내지 8:1인 것을 특징으로 하는, 나노물질 복합체.
According to claim 1,
The gold nanorods have an aspect ratio of 2:1 to 8:1, characterized in that the nanomaterial composite.
제1항에 있어서,
상기 복합체는 근적외선 파장에서 발열반응을 일으키는 것을 특징으로 하는, 나노물질 복합체.
The method of claim 1,
The composite is characterized in that the exothermic reaction in the near-infrared wavelength, nanomaterial composite.
제1항에 있어서,
상기 도파민은 폴리머화 된 형태로 흑린 나노 시트에 결합된 것을 특징으로 하는, 나노물질 복합체.
According to claim 1,
The dopamine is a nanomaterial composite, characterized in that it is bound to the black phosphorus nanosheet in a polymerized form.
제4항에 있어서,
상기 복합체는 20분 이상 등온 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는, 나노물질 복합체.
5. The method of claim 4,
The composite is characterized in that the isothermal state is maintained for at least 20 minutes, the nanomaterial composite.
제1항의 나노물질 복합체를 포함하는 조성물을 이용하여 제조된 비즈.
Beads prepared using a composition comprising the nanomaterial composite of claim 1.
(a) 흑린 나노 시트의 표면을 도파민으로 개질시키는 단계; 및
(b) 금 나노 막대를 처리하는 단계를 포함하는, 제1항의 나노물질 복합체의 제조방법.
(a) modifying the surface of the black phosphorus nanosheet with dopamine; and
(b) A method for preparing the nanomaterial composite of claim 1, comprising the step of treating the gold nanorods.
제8항에 있어서,
상기 흑린 나노 시트는 흑린 입자를 소니케이션 방법으로 박리하여 제조된 것을 특징으로 하는, 제조방법.
9. The method of claim 8,
The black phosphorus nanosheet is a production method, characterized in that produced by peeling the black phosphorus particles by a sonication method.
제8항에 있어서,
상기 단계 (a)에서 도파민은 흑린 나노 시트와 1 : 1 내지 1 : 5의 질량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는, 제조방법.
9. The method of claim 8,
In the step (a), dopamine is mixed with black phosphorus nanosheets in a mass ratio of 1:1 to 1:5, a manufacturing method.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항의 나노물질 복합체 또는 제7항의 비즈를 포함하는 고리-매개 등온 증폭용 키트.
A kit for ring-mediated isothermal amplification comprising the nanomaterial complex of claim 1 or the beads of claim 7.
제15항에 있어서,
상기 키트는 서열번호 1 내지 6의 프라이머 중 어느 하나 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 키트.
16. The method of claim 15,
The kit is characterized in that it further comprises any one or more of the primers of SEQ ID NOs: 1 to 6.
제16항에 있어서,
상기 키트는 SARS-CoV-2 바이러스의 M 유전자 검출을 위한 것인, 키트.
17. The method of claim 16,
The kit is for the detection of the M gene of SARS-CoV-2 virus, the kit.
시료에서 RNA를 분리하는 단계; 및
상기 RNA를 주형으로 하고, 제16항의 키트를 이용하여 등온 증폭 반응을 수행하여 표적 서열을 증폭하는 단계를 포함하는, 코로나바이러스감염증-19의 진단을 위한 정보제공방법.
isolating RNA from the sample; and
Using the RNA as a template, and performing an isothermal amplification reaction using the kit of claim 16 to amplify the target sequence, a method for diagnosing coronavirus infection-19.
제18항에 있어서,
상기 등온 증폭 반응은 61 내지 71℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 정보제공방법.
19. The method of claim 18,
The isothermal amplification reaction is characterized in that performed at 61 to 71 ℃, information providing method.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102173154B1 (en) 2018-11-22 2020-11-02 주식회사 낙스 Loop Mediated Isothermal Amplification Primer Set for Detection of Dengue Virus Serotype 1 or 3 and Uses Thereof
KR20210029813A (en) * 2018-12-03 2021-03-16 차이니즈 아카데미 오브 피셔리 사이언스 Functionalized black phosphorus/gold composite material and its application
KR20210116473A (en) * 2018-12-13 2021-09-27 더 로얄 인스티튜션 포 디 어드밴스먼트 오브 러닝/맥길 유니버시티 UV quantitative label-free DNA amplification detection
KR20210122632A (en) * 2020-04-01 2021-10-12 주식회사 시선바이오머티리얼스 PNA Probe and Primer for Detecting SARS-CoV-2 Causing Covid-19 Using RT-LAMP and Method for Detecting SARS-CoV-2 Infection Using Thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102173154B1 (en) 2018-11-22 2020-11-02 주식회사 낙스 Loop Mediated Isothermal Amplification Primer Set for Detection of Dengue Virus Serotype 1 or 3 and Uses Thereof
KR20210029813A (en) * 2018-12-03 2021-03-16 차이니즈 아카데미 오브 피셔리 사이언스 Functionalized black phosphorus/gold composite material and its application
KR20210116473A (en) * 2018-12-13 2021-09-27 더 로얄 인스티튜션 포 디 어드밴스먼트 오브 러닝/맥길 유니버시티 UV quantitative label-free DNA amplification detection
KR20210122632A (en) * 2020-04-01 2021-10-12 주식회사 시선바이오머티리얼스 PNA Probe and Primer for Detecting SARS-CoV-2 Causing Covid-19 Using RT-LAMP and Method for Detecting SARS-CoV-2 Infection Using Thereof

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Adv. Energy Mater. 2020, 2002424 *
Chemical Engineering Journal Vol.370 pp.387-399 *
PLoS ONE 15(11): e0238612. *
Rao 등, Development and Evaluation of Two SARS-CoV-2 RT-PCR Laboratory Developed Tests on the ARIES Automated, Sample-to-Answer, Real-Time PCR System (2020.03.12.)* *
Yang 등, medRxiv., Rapid Detection of SARS-CoV-2 Using Reverse transcription RT-LAMP method (2020.03.03.)* *

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