KR20080090632A - 바이오 물질이 접합된 나노입자 및 그 제조방법 - Google Patents

바이오 물질이 접합된 나노입자 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 바이오 물질이 접합된 나노입자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 별도의 제어 시스템을 구축하지 않고서도, 표면전하에 의한 정전기적 이온결합을 이용하여 균일한 두께로 흡착하고 결합력을 향상시킨 고분자나노입자의 표면에 바이오 물질을 용이하게 접합할 수 있도록 함으로써, 다양한 바이오산업분야에 적용하고, 특히 바이오 센서로서 매우 높은 활용성을 갖는 바이오나노입자 및 그 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 단순화한 최소한의 공정으로 원하는 크기와 형상 및 기능을 갖는 바이오나노입자의 대량생산이 가능함으로써, 공정의 단순화에 의한 바이오나노입자의 생산성을 향상시킬 수 있으며, 해당 바이오나노입자의 제조비용을 절감할 수 있는 것이다.
특히, 본 발명의 바이오 물질이 접합된 나노입자의 기능에 대한 신뢰성을 향상시키고, 해당 바이오나노입자를 제조하는 방법 및 이를 이용하는 시스템에 대한 신뢰성 및 친환경성을 향상시키는 효과가 있다.
바이오나노입자, 고분자나노입자, 자성나노입자, 양이온성고분자, 음이온성고분자

Description

바이오 물질이 접합된 나노입자 및 그 제조방법{Bio-substance conjugated nano-particles and preparation method of the same}
도 1은 본 발명에 의한 바이오 물질이 접합된 나노입자의 제조방법에 대한 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 2는 도 1에 나타난 고분자나노입자의 제조방법에 대한 일 예를 나타낸 상세흐름도이다.
도 3은 도 1에 나타난 바이오나노입자의 제조방법에 대한 일 예를 나타낸 상세흐름도이다.
도 4는 도 2에 의해 제조된 고분자나노입자의 일 예를 나타낸 구성도이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 4의 고분자나노입자를 이용하여 도 3의 방법에 의해 바이오나노입자를 제조하는 방법의 단계별 구성도이다.
도 6은 본 발명에 의해 제조된 바이오나노입자가 타겟 DNA와 효과적으로 결합된 것을 확인할 수 있는 공초점 현미경의 사진이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 고분자나노입자 11 : 대상입자
12 : 제1 고분자물질 13 : 제2 고분자물질
20 : 치환층 30 : 프루브 DNA
본 발명은 바이오 물질이 접합된 나노입자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표면전하에 의한 정전기적 이온결합을 이용하여 균일한 두께로 흡착하고 결합력을 향상시킨 고분자나노입자의 표면에 바이오 물질을 용이하게 접합할 수 있도록 함으로써, 다양한 바이오산업분야에 적용하고, 특히 바이오 센서로서 매우 높은 활용성을 갖는 바이오나노입자 및 그 제조방법을 제공한 것이다.
또한, 본 발명은 단순화한 최소한의 공정으로 원하는 크기와 형상 및 기능을 갖는 바이오나노입자의 대량생산이 가능함으로써, 공정의 단순화에 의한 바이오나노입자의 생산성을 향상시킬 수 있으며, 바이오나노입자의 기능에 대한 신뢰성을 향상시키고, 해당 바이오나노입자를 제조하는 방법 및 이를 이용하는 시스템에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 것이다.
더욱이, 바이오나노입자를 제조하는 공정에 있어, 화학적 반응에 의한 공정을 제거함으로써, 친환경적인 시스템의 운용이 가능해지도록 한 것이다.
일반적으로, 크기와 모양에 따라 자기적, 전기적 및 광학적 특징이 달라지는 금속 산화물의 자성나노입자는 데이터 저장, 전파 흡수체, 자기공명 영상 조영제, 약물 전달 시스템 등의 다양한 응용분야를 가지고 있다.
이러한 자성나노입자는 비수용성 및 독성 등과 같은 문제를 해결하고, 표면에 응용 가능한 작용기의 도입 등을 위하여, 다양한 물질들로 코팅되어야 한다.
이를 위해, 나노입자(자성나노입자를 포함하는 나노단위의 크기를 갖는 입자)는 자성나노입자를 이용하여 유기금속 전구체의 열적 분해, 음파에 의한 분해, 금속 이온들의 고온 환원 및 역 마이셀 내에서의 환원 등을 포함한 여러 가지 합성법에 의해 제조되어 왔다.
이러한 나노입자의 합성 방법 중 계면활성제를 포함하는 용액을 고온으로 가열한 후, 여기에 금속의 선구물질를 짧은 시간 투여함으로써, 유도된 균일한 결정핵을 형성하고, 이후 온도를 낮춰 새로운 핵 형성을 막고 입자의 성장이 균일하게 일어나도록 유도하는 방법이 가장 널리 적용되고 있다.
다른 방법으로는, 금속, 알콕사이드 및 계면활성제가 포함된 용액을 가열한 후, 높은 온도에서 금속 할로겐 화합물을 급격히 주입하여 나노입자를 제조함과 동시에 계면활성제의 종류와 농도를 조절하거나, 금속의 선구물질을 계면활성제, 용매, 산화제와 같이 혼합하여 높은 온도에서 금속 산화물질 나노입자를 제조하는 방법이 있다.
그러나, 상기와 같은 나노입자 제조방법은 산화제 또는 환원제, 계면활성제 등을 혼합 및 가열하여 금속 산화물 나노입자를 제조하는 것으로, 반응을 위한 온도의 정밀제어가 어렵고, 원하는 크기의 나노입자를 얻기 위해서 선구물질의 농도와 계면활성제의 농도를 균일하면서도 정확하게 조절하고, 제조된 나노입자의 형상 및 두께를 균일하게 하도록 제어하는 것에 어려움이 많았다.
한편, 상기와 같이 화학적 방법을 통해 기능성 화학물질을 도입하여 제조된 나노입자에 바이오 물질을 접합할 경우, 상기 화학물질 및 제조를 위한 화학적 방 법의 영향으로 인하여, 이후의 공정에 의해 접합되는 바이오 물질의 변형을 유발하거나 바이오 물질의 접합이 완전하게 이루어지지 못하게 되어, 제조된 나노입자(바이오 물질을 포함하는 나노입자)가 요구하는 기능을 수행하지 못하는 경우가 발생하였다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 화학공정을 최소화하고 친환경성을 향상함은 물론, 제조된 바이오나노입자가 요구하는 기능을 충분히 수행할 수 있도록 하는 바이오 물질이 접합된 나노입자 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 표면전하에 의한 정전기적 이온결합을 이용하여 균일한 두께로 흡착하고 결합력을 향상시킨 고분자나노입자의 표면에 바이오 물질을 용이하게 접합할 수 있도록 함으로써, 다양한 바이오산업분야에 적용하고, 특히 바이오 센서로서 매우 높은 활용성을 갖도록 하는 바이오 물질이 접합된 나노입자 및 그 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 단순화한 최소한의 공정으로 원하는 크기와 형상 및 기능을 갖는 바이오나노입자의 대량생산이 가능함으로써, 공정의 단순화에 의한 바이오나노입자의 생산성을 향상시킬 수 있으며, 해당 바이오나노입자의 제조비용을 절감함은 물론, 바이오 물질이 접합된 나노입자와 해당 바이오나노입자를 제조하는 방법 및 이를 이용하는 시스템에 대한 신뢰성 및 친환경성을 향상시킬 수 있는 바이오 물질이 접합된 나노입자 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 바이오 물질이 접합된 나노입자는, 대상입자와 극성조절용액을 혼합하여 제1 설정시간동안 교반한 후, 요구극성을 갖도록 극성을 변환한 극성변환입자; 상기 극성변환입자의 극성에 반대하는 극성의 기능기를 가지며, 상기 극성변환입자와 혼합하여 제2 설정시간동안 교반한 후, 상기 극성변환입자의 외부면에 흡착하는 제1 고분자물질 및 상기 제1 고분자물질의 기능기를 치환기로 치환한 후, 치환결합을 통하여 결합된 바이오물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 바이오 물질이 접합된 나노입자는, 상기 제1 고분자물질의 극성에 반대하는 극성의 기능기를 가지며, 제3 설정시간동안 교반한 후, 상기 제1 고분자물질의 외부면에 흡착하는 제2 고분자물질을 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.
특히, 당업자의 요구에 따라 상기 제1 고분자물질과 제2 고분자물질을 반복하여 적어도 한번 더 흡착함으로써, 원하는 크기의 바이오 물질이 접합된 나노입자를 얻을 수 있다.
그리고, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 바이오 물질이 접합된 나노입자 제조방법은, a) 대상입자의 극성을 변환하여 요구극성을 갖는 극성변환입자를 생성하는 단계; b) 상기 극성변환입자의 표면에, 상기 극성변환입자의 극성에 반대되는 극성의 기능기를 갖는 제1 고분자물질과 상기 제1 고분자물질의 극성에 반대되는 극성의 기능기를 갖는 제2 고분자물질을 반복적으로 흡착하여 고분자나노 입자를 생성하는 단계; c) 상기 고분자나노입자의 표면에 형성된 기능기를 치환기로 치환하여 치환나노입자를 생성하는 단계; 및 d) 상기 생성한 치환나노입자의 치환기와 치환결합을 통해 바이오 물질을 결합하여 바이오나노입자를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 바이오 물질이 접합된 나노입자 및 그 제조방법에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 바이오 물질이 접합된 나노입자의 제조방법의 일 예를 나타낸 흐름도로서, 금속산화물인 산화철(Fe2O3)을 이용하여 바이오나노입자를 제조하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.
금속산화물인 산화철(Fe2O3)인 대상입자가 양(+)극성을 갖도록 하기 위하여, pH를 조절한 산성용액인 극성조절용액에 혼합한 후, 제1 설정시간(예를 들어, 1시간)동안 교반하여, 요구극성인 양극성을 갖는 극성변환입자(+Fe2O3)를 생성한다(S100).
여기서, 상기 대상입자는 당업자의 요구에 따라 다양한 물질을 적용할 수 있으나, 바람직하게는 철화합물을 적용하며, 상기 철화합물로는 자철광(Fe3O4), 마게마이트(γ-Fe2O3), 그레이지트(Fe3S4) 등이 있다.
상기와 같이 극성이 양(+)극성으로 변환된 극성변환입자의 표면에, 음이온성 고분자물질인 제1 고분자물질을 흡착하고, 상기 제1 고분자물질의 표면에는 양이온성 고분자물질인 제2 고분자물질을 흡착하여 고분자물질이 흡착된 고분자나노입자를 생성한다(S200).
또한, 당업자의 요구에 따라 상기 제1 고분자물질과 제2 고분자물질을 번갈아 흡착함으로써, 원하는 크기를 갖는 고분자나노입자를 생성할 수 있다.
상기와 같이 생성된 고분자나노입자는, 최외곽에 레이어링(Layering)된 고분자물질이 양이온성 고분자물질인 경우에는 해당 최외곽 고분자물질의 표면에 아민 등의 양이온기능기가 형성되고, 음이온성 고분자물질인 경우에는 해당 최외곽 고분자물질의 표면에 카르복실기 등의 음이온기능기가 형성된다.
이후, 상기 아민 또는 카르복실기는 글루타루알데히드 용액을 이용하여 알데히드기로 치환하고, 상기 알데히드기와 요구하는 타겟 DNA에 대응하는 염기서열을 갖는 프루브 DNA를 이민결합하여 바이오나노입자를 생성한다(S300).
여기서, 상기 대상입자의 극성을 음(-)극성을 갖도록 할 수 있으며, 상기 제1 고분자물질과 제2 고분자물질의 극성도 상기 대상입자의 극성에 대응하여 변경됨은 당연하다.
하기에서, 상기 설명된 단계 S200 및 단계 S300에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 도 1에 나타난 고분자나노입자의 제조방법에 대한 일 예를 나타낸 상세흐름도로서, 상기 단계 S100에서 생성한 극성변환입자에 고분자물질을 흡착하기 위해서, 상기 극성변환입자의 극성에 반대되는 극성인 음(-)극성을 갖는 제1 고분 자물질과 상기 극성변환입자를 제1 혼합비(예를 들어, 극성변환입자 대 제1 고분자물질의 질량비 10:1)로 혼합한 후 제2 설정시간(예를 들어, 1시간)동안 교반하여, 외부극성이 음극성을 갖는 제1 고분자결합입자를 생성한다(S201).
다시 말해, 상기 제1 고분자결합입자는 양극성인 극성변환입자의 외부에 음극성인 제1 고분자물질이 흡착된 것이다.
여기서, 상기 제1 고분자물질은, 음이온성 고분자로서 폴리아크릴산(PA : poly(acrylic acid)) 계열, 폴리메타크릴산(PMA : poly(methyl acrylate)) 계열, 폴리티오펜아세트산(PTTA : poly(thiophene acetic acid) 계열, 폴리술포네이트스티렌(PSS : poly(sunfonate styrene)) 계열 등이 단독 또는 둘 이상의 조합으로 사용될 수 있으며, 음이온성 기능기로서 카르복시기(-COO-), 술폰산기(-SO3-), 아세톡시기(-CH2COO-) 등이 사용될 수 있다.
상기 생성된 제1 고분자결합입자는 자석 등을 이용하여 혼합액으로부터 분리한 후, 증류수 등의 세척액으로 일정 횟수(예를 들어, 2회 내지 4회)만큼 세척한다(S202).
여기서, 상기 제1 고분자결합입자의 분리는 자석을 이용하는 것으로 설명하였으나, 원심분리기등 당업자의 요구에 따라 다양한 것을 적용할 수 있으며, 하기에서는 이를 참고하되, 바람직하게는 자석을 이용하는 것으로 설명한다.
이후, 음극성을 갖는 제1 고분자결합입자의 크기를 크게 하기 위하여, 추가적으로 고분자물질을 흡착할 경우, 상기 제1 고분자결합입자의 극성에 반대되는 극 성인 양극성을 갖는 제2 고분자물질과 상기 제1 고분자결합입자를 제2 혼합비(예를 들어, 제1 고분자결합입자 대 제2 고분자물질의 질량비 10:1)로 혼합한 후 제3 설정시간(예를 들어, 1시간)동안 교반하여, 외부극성이 양극성을 갖는 제2 고분자결합입자를 생성한다(S203).
다시 말해, 상기 제2 고분자결합입자는 음극성인 제1 고분자결합입자의 외부에 양극성인 제2 고분자물질이 흡착된 것이다.
여기서, 상기 제2 고분자물질은, 양이온성 고분자로서 폴리아릴아민하이드로클로라이드(PAH : poly(allylamine hydrochloride)) 계열, 폴리아닐린(PANI : polyanilline) 계열, 폴리에틸이민(PEI : polyethylneimine) 계열, 폴리디알릴디메틸아민(PADA : poly(diallyl dimethyl)amine) 계열, 폴리피롤(PPY : polypyrrole) 계열, 폴리티오펜(PT : polythiophene) 계열, 폴리이소티아나프텐(polyisothianaphthene) 계열 등이 단독 또는 둘 이상의 조합으로 사용될 수 있으며, 양이온성 기능기로서 아민 등이 사용될 수 있다.
이상에서 설명한 음이온성 및 양이온성 고분자와 그 기능기는 당업자의 요구에 따라 다양한 변형이 가능하다. 또한, 상기 제1 내지 제3 설정시간과 제1 및 제 2 혼합비는 각 고분자물질의 교반이 바람직하게 이루어지도록 설정된 것으로, 당업자의 요구에 따라 상기 고분자물질의 종류가 변경됨에 대응하여 해당 고분자물질의 교반이 이루어질 수 있는 가장 바람직한 시간 및 혼합비로 대응하여 적용할 수 있음은 물론이다.
상기 생성된 제2 고분자결합입자는 자석 등을 이용하여 혼합액으로부터 분리 한 후, 증류수 등의 세척액으로 일정 횟수(예를 들어, 2회 내지 4회)만큼 세척한다(S205).
상기와 같은 과정을 거치게 되면, 도 4에 나타난 바와 같이 금속산화물인 양극성의 산화철(+Fe2O3)인 대상입자(11)의 외부에 음이온성의 제1 고분자물질(12)이 흡착되고, 그 외부로 양이온성의 제2 고분자물질(13)이 흡착된 고분자나노입자(10)를 생성할 수 있다.
또한, 당업자의 요구에 따라 보다 큰 크기의 자성입자를 생성하고자 할 경우, 상기 단계 S201 내지 단계 S204를 반복하여 원하는 크기를 갖는 고분자나노입자를 생성할 수 있다(S205).
도 3은 도 1에 나타난 바이오나노입자의 제조방법에 대한 일 예를 나타낸 상세흐름도로서, 이하에서 도 3을 설명함에 있어, 도 5a 내지 도5c를 참조하여 설명하기로 한다.
상기 단계 S201 내지 단계 S205에 의해 생성된 고분자나노입자가(10)가, 도 5a에 나타난 바와 같이 금속산화물인 양극성의 산화철(+Fe2O3)이면, 표면에는 아민(NH2)이 형성되며, 상기 아민(NH2)이 형성된 부분을 치환층(20)이라 한다.
상기와 같은 고분자나노입자(10)를 글루타르알데히드(Glutaraldehyde) 용액에 투입한 후, 제4 설정시간(예를 들어, 2시간)동안 교반하면, 상기 아민(NH2)은 도 5b에 나타난 바와 같이 치환기, 예를 들어 알데히드기(CHO)로 치환되어 치환나노입자인 알데히드나노입자를 생성된다(S301).
상기 생성된 알데히드나노입자는 자석 등을 이용하여 혼합액으로부터 분리한 후, 증류수 등의 세척액으로 일정 횟수(예를 들어, 2회 내지 4회)만큼 세척한다(S302).
상기 알데히드나노입자를 제1 버퍼용액(예를 들어, 2x SSC 또는 증류수 등)에 투입하여, 도 5c에 나타난 바와 같이 타겟 DNA의 염기서열에 대응하는 프루브(Probe) DNA(30)와 치환결합(예를 들어, 'O'가 'N'으로 치환되는 이민결합 등)으로 결합하여 바이오나노입자를 생성한다(S303). 여기서, 도 5c의 점선은 타겟 DNA이다.
예를 들어, 타겟 DNA가 3'-GGTGCCTGATGAAGTTTTGAT-5'-Cy5인 경우, 상기 프루브 DNA(30)는 H2N-(C6)-5'-CCACGGACTACTTCAAAACTA-3'이 된다.
그리고, 상기 타겟 DNA는 당업자의 요구에 따라 감지하기 위한 바이오물질이며, 상기 바이오물질은 DNA와 RNA, 단백질 등 다양한 것을 적용할 수 있음은 당연하다.
이후, 상기 생성된 바이오나노입자는 자석 등을 이용하여 제1 버퍼용액으로부터 분리하여 세척액으로 일정 횟수(예를 들어, 2회 내지 4회)만큼 세척한다(S304).
한편, 상기 프루브 DNA 중 이민결합으로 결합되지 못한 프루브 DNA는, 상기 바이오나노입자의 표면에 이온성으로 흡착되는 경우가 발생한다.
이를 방지하기 위하여, 잔여 프루브 DNA의 흡착을 방지하기 위한 제2 버퍼용액(예를 들어, 0.1% Tween 20이 포함된 PBS 용액)에 상기 단계 S304에 의한 바이오 나노입자를 투입하고, 자석 등을 이용하여 바이오입자에 흡착된 잔여 프루브 DNA를 제거한다(S305).
이후, 상기 제2 버퍼용액으로부터 원하는 바이오나노입자를 분리하고 세척액으로 일정 횟수(예를 들어, 2회 내지 4회)만큼 세척한다(S306).
이상에서, 알데히드나노입자에 바이오 물질 중의 하나인 프루브 DNA를 이민결합으로 접합하여, 원하는 바이오나노입자를 생성하는 방법에 대하여 살펴보았다. 이러한 바이오나노입자가 효과적으로 생성되었는지를 확인하기 위해서는 하기하는 방법을 수행한다.
검출하고자 하는 타겟 DNA를 상기 생성한 바이오나노입자와 혼합한 후, 일정시간이 경과하면, 상보결합에 의해 상기 타겟 DNA가 프루브 DNA와 결합(Hybridization)하게 된다. 이후, 결합되지 않고 남게 되는 잔여 타겟 DNA를 제거하고 공초점 현미경을 이용하면, 상기 바이오나노입자가 효과적으로 생성되었는지를 판단할 수 있다.
도 6은 본 발명에 의해 제조된 바이오나노입자가 타겟 DNA와 효과적으로 결합된 것을 확인할 수 있는 공초점 현미경의 사진으로, 흰색 원으로 표시한 부분의 내부에 나타난 붉은 색의 형광신호를 확인함으로써, 본 발명에 의한 바이오나노입자가 효과적으로 생성되었음을 확인할 수 있다.
여기서, 상기 공초점 현미경(Confocal Microscopy)은 CLSM(Confocal Laser Scanning Microscope)라고도 하며, 생화학분야에서 사용되는 현미경으로 세포소기관, 세포골격, 핵산, 단백질 등의 구조를 관찰하는 등에 사용되는 것으로, 상기 도 6의 촬영방법 등에 대해서는 당업자의 요구에 따라 다양한 변형이 가능하므로, 특정한 것에 한정하지 않음은 당연하다.
이상에서 본 발명에 의한 바이오 물질이 접합된 나노입자 및 그 제조방법에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
상기와 같은 본 발명은 별도의 제어 시스템을 구축하지 않고서도, 표면전하에 의한 정전기적 이온결합을 이용하여 균일한 두께로 흡착하고 결합력을 향상시킨 고분자나노입자의 표면에 바이오 물질을 용이하게 접합할 수 있는 바이오나노입자를 제공함으로써, 다양한 바이오산업분야에 적용할 수 있도록 함은 물론, 특히 바이오 센서로서 활용성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
따라서, 제조된 바이오나노입자에 대한 신뢰성 및 범용성을 향상시키고, 다양한 분야에 적용이 가능한 바이오센서를 매우 용이하게 제조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 단순화한 최소한의 공정으로 원하는 크기와 형상 및 기능을 갖는 바이오나노입자의 대량생산이 가능함으로써, 공정의 단순화에 의한 바이오나노입자의 생산성을 향상시킬 수 있으며, 해당 바이오나노입자의 제조비용을 절감할 수 있는 것이다.
더불어, 본 발명의 바이오 물질이 접합된 나노입자의 기능에 대한 신뢰성을 향상시키고, 해당 바이오나노입자를 제조하는 방법 및 이를 이용하는 시스템에 대한 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.
더욱이, 바이오나노입자를 제조하는 공정에 있어, 화학적 반응에 의한 공정을 모두 제거함으로써, 친환경적인 시스템의 운용이 가능해지는 효과가 있는 것이다.

Claims (11)

  1. 대상입자와 극성조절용액을 혼합하여 제1 설정시간동안 교반한 후, 요구극성을 갖도록 극성을 변환한 극성변환입자;
    상기 극성변환입자의 극성에 반대하는 극성의 기능기를 가지며, 상기 극성변환입자와 혼합하여 제2 설정시간동안 교반한 후, 상기 극성변환입자의 외부면에 흡착하는 제1 고분자물질 및
    상기 제1 고분자물질의 기능기를 치환기로 치환한 후, 치환결합을 통하여 결합된 바이오물질을 포함하는 바이오 물질이 접합된 나노입자.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 고분자물질의 극성에 반대하는 극성의 기능기를 가지며, 제3 설정시간동안 교반한 후, 상기 제1 고분자물질의 외부면에 흡착하는 제2 고분자물질을 더 포함하고,
    상기 바이오물질은,
    상기 제2 고분자물질의 기능기를 치환기로 치환한 후, 치환결합을 통하여 결합된 것을 특징으로 하는 바이오 물질이 접합된 나노입자.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 고분자물질과 제2 고분자물질을 반복하여 적어도 한번 더 흡착하 고,
    상기 바이오물질은,
    상기 반복하여 흡착되는 제1 고분자물질 및 제2 고분자물질에 대응하여, 해당 고분자물질의 기능기를 치환기로 치환한 후, 치환결합을 통하여 결합된 것을 특징으로 하는 바이오 물질이 접합된 나노입자.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기능기는 아민과 카르복실기 중 어느 하나이고, 상기 치환기는 알데히드기이며, 상기 치환결합은 이민결합인 것을 특징으로 하는 바이오 물질이 접합된 나노입자.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바이오물질은,
    검출하고자 하는 타겟DNA의 2중 나선 구조 중 어느 하나의 염기서열에 대응하는 염기서열을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오 물질이 접합된 나노입자.
  6. a) 대상입자의 극성을 변환하여 요구극성을 갖는 극성변환입자를 생성하는 단계;
    b) 상기 극성변환입자의 표면에, 상기 극성변환입자의 극성에 반대되는 극성의 기능기를 갖는 제1 고분자물질과 상기 제1 고분자물질의 극성에 반대되는 극성 의 기능기를 갖는 제2 고분자물질을 반복적으로 흡착하여 고분자나노입자를 생성하는 단계;
    c) 상기 고분자나노입자의 표면에 형성된 기능기를 치환기로 치환하여 치환나노입자를 생성하는 단계; 및
    d) 상기 생성한 치환나노입자의 치환기와 치환결합을 통해 바이오 물질을 결합하여 바이오나노입자를 생성하는 단계를 포함하는 바이오 물질이 접합된 나노입자 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 단계 b)는,
    b-1) 상기 극성변환입자의 외부면에, 상기 극성변환입자의 극성에 반대되는 극성의 기능기를 갖는 제1 고분자물질을 흡착하는 제1 고분자결합입자 생성과정;
    b-2) 상기 제1 고분자결합입자를 분리하여 세척액으로 세척하는 과정;
    b-3) 상기 제1 고분자결합입자의 외부면에, 상기 제1 고분자결합입자의 극성에 반대되는 극성의 기능기를 갖는 제2 고분자물질을 흡착하는 제2 고분자결합입자 생성과정; 및
    b-4) 상기 제2 고분자결합입자를 분리하여 세척액으로 세척하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 물질이 접합된 나노입자 제조방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 단계 b)는,
    b-5) 상기 단계 b-1) 내지 b-4)를 적어도 한번 반복하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 물질이 접합된 나노입자 제조방법.
  9. 제 6항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기능기는 아민과 카르복실기 중 어느 하나이고, 상기 치환기는 알데히드기이며, 상기 치환나노입자는 알데히드나노입자이고, 상기 치환결합은 이민결합인 것을 특징으로 하는 바이오 물질이 접합된 나노입자 제조방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 단계 c)는,
    c-1) 상기 고분자나노입자를 글루타르알데히드 용액에 혼합하는 과정;
    c-2) 상기 혼합된 용액을 제4 설정시간동안 교반하여, 상기 고분자나노입자의 표면을 알데히드기로 치환한 알데히드나노입자를 생성하는 과정; 및
    c-3) 상기 글루타르알데히드 용액으로부터 알데히드나노입자를 분리하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 물질이 접합된 나노입자 제조방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 단계 d)는,
    d-1) 상기 알데히드나노입자를 제1 버퍼용액 내에서, 이민결합을 이용하여 단일 나선의 프루브 DNA를 접합하여 바이오나노입자를 생성하는 과정;
    d-2) 상기 제1 버퍼용액으로부터 상기 바이오나노입자를 분리하는 과정;
    d-3) 상기 프루브 DNA의 흡착을 방지하기 위한 제2 버퍼용액에 상기 바이오나노입자를 투입하는 과정; 및
    d-4) 상기 제2 버퍼용액으로부터 상기 바이오나노입자를 분리하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 물질이 접합된 나노입자 제조방법.
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