KR20090116142A - A manufacturing method of magnetic gold nanoparticle for detecting food-borne pathogens and, detecting method food-borne pathogens of using a magnetic gold nanoparticle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 식품 내에 함유된 식중독균을 검출하기 위한 자성 코어 금 나노입자를 간단한 공정을 통해 대량으로 생산이 가능한 제조방법 및 상기와 같이 제조된 자성 코어 금 나노입자를 활용하여 특정 식중독균 분리 및 농축과 동시에 검출할 수 있는 새로운 검출 방법에 관한 것이다.The present invention utilizes a manufacturing method capable of producing a large amount of magnetic core gold nanoparticles for detecting food poisoning bacteria contained in food through a simple process and magnetic core gold nanoparticles prepared as described above, while simultaneously separating and concentrating specific food poisoning bacteria. It relates to a new detection method that can be detected.
최근 집단급식과 외식의 증가로 인하여 식인성 질병의 발생빈도가 증가하는 추세에 있으며, 이러한 식인성 질병은 건강을 해치는 주요한 원인이 되고 있다.In recent years, the incidence of food-borne diseases has increased due to the increase in group meals and eating out, and these food-borne diseases have become a major cause of harm to health.
상기와 같은 식인성 질병중 가장 많은 문제를 일으키는 식중독균의 경우 구토, 설사, 복통, 발열, 식은 땀과 혈압하강 등을 동반하는 질병으로서, 대부분은 세균에 의하여 발생되는 세균성 식중독이기 때문에 상기 식중독 균에 대한 신속하고 정확한 검출과 평가기술 개발이 식품 안전에 대한 국민의 신뢰성 확보와 더불어 국가 경제, 산업적인 손실을 감소시킬 수 있다. Food poisoning bacteria that cause the most problems among the food-borne diseases such as vomiting, diarrhea, abdominal pain, fever, cold sweats and blood pressure lowering, such as diseases, most of which are bacterial food poisoning caused by bacteria because the food poisoning bacteria Rapid and accurate detection and development of assessment techniques can reduce national economic and industrial losses, as well as ensure public confidence in food safety.
현재 식품 중에 포함된 식중독 균을 검출하기 위하여 상용화된 병원성 미생물 진단 kit는 생화학적 특성을 이용하는 방법과 표지 유전자의 폴리머라제 연쇄반응(PCR)을 이용하여 확인하는 방법, 그리고 효소면역 반응을 이용하는 방법 등이 있다. 그러나, 이러한 방법들은 분석하고자 하는 식품 내에 있는 미생물을 12시간 이상 배양해야하는 단점을 지니고 있어서 급식장이나 식당 등의 현장에서 실시간 검출에 사용하는 데는 무리가 따른다. The pathogenic microbial diagnostic kit, which is commercially available to detect food poisoning bacteria contained in foods, uses biochemical properties, polymerase chain reaction (PCR) of marker genes, and enzyme immunization. There is this. However, these methods have the disadvantage of culturing the microorganisms in the food to be analyzed for more than 12 hours, which makes it difficult to use them for real-time detection in a restaurant or restaurant.
이에, 최근에는 상기 배양시간을 단축하기 위하여 자성을 가지는 마이크로 또는 나노크기의 입자를 사용하여 미생물 배양시간을 단축시켜 전체적인 검출시간을 줄이는 면역자성분리법이 활용되고 있으며, 이러한 면역자성분리방법은 자성체 표면에 표적 핵산 또는 미생물과 반응할 수 있는 생체활성 물질을 고정시킨 후 표적물에 흡착시켜 자석으로 분리시키는 방법이다.(WU, V.C.H. et al., Journal of Rapid Methods and Automation in Microbiology, 12, 57-67, 2004, Arthur, T.M et al., Jouranl of Food Protection, 68, 1566-1574, 2005, 한국 등록 특허 10-0720044)Therefore, recently, in order to shorten the incubation time, an immunomagnetic separation method is used to reduce the overall detection time by shortening the microbial culture time by using micro or nano-sized particles having magnetic properties. It is a method of immobilizing a bioactive material capable of reacting with a target nucleic acid or microorganism, and then adsorbing to the target and separating it with a magnet (WU, VCH et al., Journal of Rapid Methods and Automation in Microbiology, 12, 57-). 67, 2004, Arthur, TM et al., Jouranl of Food Protection, 68, 1566-1574, 2005, Korean Registered Patent 10-0720044)
그러나, 상기 면역자성분리법은 핵산 또는 미생물을 분리 및 농축시키는 것까지는 간단하지만, 이와 같이 분리 및 농축된 미생물을 정성 또는 정량적 판단을 위해서는 또 다른 분석기법이 적용되어야 한다. 예를 들어, 핵산 또는 미생물을 분리한 후 발색물질로 전처리한 후 분광기를 이용하여 검출하는 방법을 이용해야 하며, 이로 인해 검출 공정이 복잡하며 시료전처리에 따른 일관성 있는 정보를 얻기 힘들며 숙련된 분석 전문가를 필요로 하게 된다.However, the immunomagnetic separation method is simple to isolate and concentrate nucleic acids or microorganisms, but another analysis method should be applied for qualitative or quantitative determination of such separated and concentrated microorganisms. For example, nucleic acid or microorganisms must be separated, pretreated with chromophores, and then detected using a spectrometer. This makes the detection process complex and difficult to obtain consistent information from sample preparation. You will need
그 외에도 또한, 식중독균을 검출하기 위하여 리포좀을 이용한 화학 발광 면역센서, 실시간 폴리머라제 연쇄반응(PCR), 수정발진자 마이크로밸런스(QCM), 표면플라즈몬 공명(SPR) 등을 이용한 면역 센서법이 개발되고 있으며, 다만 이러한 방법들은 103cfu/ml 이상의 낮은 검출감도를 가지고 있어 그 활용성이 매우 낮은 편이다. (Yacoub-George, E. et al., Analytica Chimica Acta 457, 3-12, 2002, Ho, J. A., et al., Analytical Biochemistry, 339, 342-349, 2004, Wu, V. C.H. et al., Biosensors and Bioelectronics 22, 2967-2975, 2007, Fu, Z. et al., International Journal of Food Microbiology 99, 47-57, 2005, Yang, L. et al., Analytical Chemistry, 76, 1107-1113, 2004, Waswa, J., et al., LWT, 40, 187-192, 2007)In addition, in order to detect food poisoning bacteria, an immunosensor method using a chemiluminescent immunosensor using liposomes, real-time polymerase chain reaction (PCR), a crystal oscillator microbalance (QCM), and surface plasmon resonance (SPR) has been developed. However, these methods have low detection sensitivity of 10 3 cfu / ml or more, and thus their utilization is very low. (Yacoub-George, E. et al., Analytica Chimica Acta 457, 3-12, 2002, Ho, JA, et al., Analytical Biochemistry, 339, 342-349, 2004, Wu, VCH et al., Biosensors and Bioelectronics 22, 2967-2975, 2007, Fu, Z. et al., International Journal of Food Microbiology 99, 47-57, 2005, Yang, L. et al., Analytical Chemistry, 76, 1107-1113, 2004, Waswa , J., et al., LWT, 40, 187-192, 2007)
한편, 금 나노입자의 경우 유기 발색분자에 비해 백만배 이상 큰 몰흡광계수(·= 109 ~ 1011)로 인하여, 예전부터 핵산이나 단백질과 같은 생체 활성물질 탐지를 위한 발색제로 많이 이용되었을 뿐만 아니라 나노입자 표면 굴절율변화에 따른 파장이동 및 표면플라즈몬 공명(SPR) 신호 증가에 응용되고 있는데, 최근에는 전술한 면역자성분리법에 적용하기 위하여 자성 금 나노입자를 개발하고자 하는 시도가 다방면으로 이루어지고 있다.On the other hand, gold nanoparticles have been used as a coloring agent for detecting bioactive substances such as nucleic acids or proteins due to the molar absorption coefficient (· = 10 9 ~ 10 11 ), which is more than one million times larger than organic color molecules. It is applied to increase wavelength shift and surface plasmon resonance (SPR) signal according to the change of the refractive index of the nanoparticles, and recently, there have been various attempts to develop magnetic gold nanoparticles for the above-described immunomagnetic separation method.
이러한 자성 금 나노입자는 공지된 자성 나노입자 제조방법(Shengchun Qu, et al., Journal of Colloid and Interface Science 215, 190-192, 1999, D. K. Kim, et al., Chem. Mater. 15, 1617-1627, 2003, M. Mikhaylova, et al., Langmuir 20, 2472-2477, 2004)과, 금 나노입자 제조방법(K. Kneipp, Applied Spectroscopy 48, 951-955, 1994)을 적용하면 그 제조가 가능하다. Such magnetic gold nanoparticles are known methods for producing magnetic nanoparticles (Shengchun Qu, et al., Journal of Colloid and Interface Science 215, 190-192, 1999, DK Kim, et al., Chem. Mater. 15, 1617- 1627, 2003, M. Mikhaylova, et al., Langmuir 20, 2472-2477, 2004) and gold nanoparticles manufacturing method (K. Kneipp, Applied Spectroscopy 48, 951-955, 1994) can be prepared by applying Do.
특히, 최근 일본특허 출원번호 제2007-205911호와 Z. Xu 그룹(J. Am. Chem. Soc. 129, 8698-8699, 2007)에서 자성체 코어에 금 나노입자를 셀 형태로 제작하는 방법이 최근 소개됨에 따라 자성 금 나노입자에 대한 본격적인 연구가 활발하게 이루어지고 있다.In particular, recently, Japanese Patent Application No. 2007-205911 and Z. Xu Group (J. Am. Chem. Soc. 129, 8698-8699, 2007) have recently described a method for producing gold nanoparticles in a cell form on a magnetic core. As it is introduced, full-scale research on magnetic gold nanoparticles is being actively conducted.
그러나, 지금까지 소개된 자성 금 나노입자의 제조방법들은 유기용매속에서 300℃ 이상의 고온에서 환류시켜 제작하기 때문에 제조공정상 위험이 따르며, 수용액에 분산시키기 위해 나노입자 표면을 개질시켜야 하는 추가공정을 필요로 하며 나노입자의 크기를 수십 나노미터이하로 제작하기 어려운 문제점이 있었다.However, the production methods of the magnetic gold nanoparticles introduced so far are refluxed at high temperatures of 300 ° C. or higher in an organic solvent, which poses a risk in the manufacturing process, and requires an additional step of modifying the surface of the nanoparticles to be dispersed in an aqueous solution. And there was a problem that it is difficult to produce a nanoparticle size less than several tens of nanometers.
이에 본 발명자는 상기 자성 금 나노입자가 특정 식중독균의 검출방법에도 적용할 수 있음을 확인하고, 상기 식중독균에 대한 높은 반응활성을 갖는 자성 금 나노입자를 간단한 공정을 통하여 제조한 다음, 이를 활용하여 현장에서 신속하게 식중독균을 정량 및 정성적인 분석까지 가능한 검출방법을 연구한 결과, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. Therefore, the present inventors confirmed that the magnetic gold nanoparticles can be applied to a specific method for detecting food poisoning bacteria, and prepared magnetic gold nanoparticles having a high reaction activity against the food poisoning bacteria through a simple process, and then utilizing the site. As a result of researching a detection method that can quickly and quantitatively and qualitatively analyze food poisoning bacteria, the present invention has been completed.
따라서, 본 발명은 그 입자크기를 5 ~ 30 나노미터 수준으로 제작하여 표면적을 극대화시켜 식중독균과의 반응활성도를 증가시킴과 동시에 자성입자 성질에 의해 식중독균을 분리 및 농축시킬 수 있으며, 그 제조공정상 위험성이 적고 공정단계를 단순화하여 대량생산이 가능한 식중독균 검출을 위한 자성 코어 금 나노입자 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention can maximize the surface area by producing the particle size of 5 ~ 30 nanometers to increase the reaction activity with food poisoning bacteria and at the same time can isolate and concentrate food poisoning bacteria by the nature of magnetic particles, the risks in the manufacturing process It is an object of the present invention to provide magnetic core gold nanoparticles for detecting food poisoning bacteria that can be mass-produced and to simplify the process steps, and a method of manufacturing the same.
또한, 본 발명은 상기 자성 코어 금 나노입자에 식중독균과 선택적으로 흡착할 수 있는 항체 고정화 기술을 제공하고 그 자성체 성질을 이용하여 식중독균을 선택적으로 분리하고 농축시켜 현장에서 간단한 방법으로 정량 및 정성분석까지 신속하게 시행할 수 있는 검출방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention provides an antibody immobilization technology that can selectively adsorb food poisoning bacteria to the magnetic core gold nanoparticles, and selectively isolate and concentrate food poisoning bacteria using its magnetic properties to quantitatively and qualitatively analyze in the field. Another object is to provide a detection method that can be implemented quickly.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,The present invention to achieve the above object,
자성물질을 포함하는 자성체 코어를 제작하는 단계와; 상기 자성체 코어의 표면을 아민 기능기로 개질시키는 단계와; 상기 아민 기능기로 표면개질된 자성체 코어 표면에 금 입자층을 형성시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 식중독균 검출을 위한 자성 코어 금 나노입자의 제조방법을 제공함으로써 달성된다.Manufacturing a magnetic core comprising a magnetic material; Modifying the surface of the magnetic core with an amine functional group; Forming a gold particle layer on the surface of the magnetic core surface-modified by the amine functional group is achieved by providing a method for producing magnetic core gold nanoparticles for the detection of food poisoning bacteria.
또한, 본 발명은 상기 금 입자층이 아민기로 표면개질된 자성체 코어를 수용액상에서 5 ~ 30nm 크기의 금 나노입자와 반응시켜 그 표면에 결합시켜 형성됨을 특징으로 하는 식중독균 검출을 위한 자성 코어 금 나노입자의 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention is a magnetic core gold nanoparticles for the detection of food poisoning bacteria characterized in that the gold particle layer is formed by reacting the magnetic core surface-modified with an amine group with gold nanoparticles of 5 ~ 30nm size in an aqueous solution and bound to the surface thereof It provides a manufacturing method.
또한, 본 발명은 상기 금 입자층이 아민기로 표면개질된 자성체 코어를 HAuCl4 수용액에 첨가하여 환원시켜 형성됨을 특징으로 하는 식중독균 검출을 위한 자성 코어 금 나노입자의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing magnetic core gold nanoparticles for detecting food poisoning bacteria, wherein the gold particle layer is formed by adding a magnetic core surface-modified with an amine group to HAuCl 4 solution.
또한, 본 발명은 전술한 방법에 의해 제조되어 5 ~ 30nm 나노크기의 자성체 코어의 외주면에 금 나노입자가 결합된 복합체 형태인 것을 특징으로 하는 식중독균 검출을 위한 자성 코어 금 나노입자를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a magnetic core gold nanoparticles for the detection of food poisoning bacteria characterized in that the composite form of the gold nanoparticles bonded to the outer circumferential surface of the magnetic core of 5 ~ 30nm nanosized by the method described above.
또한, 본 발명은 전술한 방법에 의해 제조되어 나노크기의 자성체 코어의 외주면에 금 코팅층이 형성된 단일체 형태인 것을 특징으로 하는 식중독균 검출을 위한 자성 코어 금 나노입자를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a magnetic core gold nanoparticles for the detection of food poisoning bacteria characterized in that the monolithic form is formed by the above-described method, a gold coating layer is formed on the outer peripheral surface of the nano-sized magnetic core.
또한, 본 발명은 단일체 또는 복합체 구조를 가지는 자성 코어 금 나노입자를 제작하는 단계와; 상기 자성 코어 금 나노입자 표면에 식중독균 항체를 고정시키고 식중독균의 표면에 흡착시켜 식중독균의 선택적 수집 및 농축하는 단계와; 상기 자성 코어 금 나노입자에 의해 농축된 식중독균의 유무 및 함량을 표면플라즈몬 공명(SPR)을 통해 검출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 코어 금 나노입자를 이용한 식중독균의 검출방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of preparing a magnetic core gold nanoparticle having a single or complex structure; Fixing the food poisoning antibody to the surface of the magnetic core gold nanoparticles and adsorbing the food poisoning surface to selectively collect and concentrate food poisoning bacteria; It provides a method for detecting food poisoning bacteria using magnetic core gold nanoparticles comprising the step of detecting the presence and content of food poisoning bacteria concentrated by the magnetic core gold nanoparticles through surface plasmon resonance (SPR).
상술한 바와 같이 본 발명의 식중독균 검출을 위한 자성 코어 금 나노입자는 입자크기가 200 ~ 300nm이였던 종래의 제조방법과는 달리 그 입자크기를 5 ~ 30nm 수준으로 제작하여 표면적을 극대화시켜 식중독균과의 반응활성도를 증가시킴과 동시에 자성입자 성질에 의해 식중독균을 분리 및 농축시킬 수 있으며, 수용액 중에서 자성체 코어 표면을 아민(amine)기능기로 개질시킨 다음 그 표면에 금 이온성 물질을 환원 및 흡착반응을 통하여 입자 형태로 성장시킴에 따라 공정상의 위험성이 적으며 제작방법이 단순하여 대량생산에 적합하다는 효과를 가져온다.As described above, the magnetic core gold nanoparticles for detecting food poisoning bacteria of the present invention, unlike the conventional manufacturing method, in which the particle size was 200 to 300 nm, the particle size was prepared at a level of 5 to 30 nm to maximize the surface area of the food poisoning bacteria. Food poisoning bacteria can be separated and concentrated by magnetic particle properties while increasing the reaction activity.The magnetic core surface is modified with an amine function in aqueous solution, and then the gold ionic substance is reduced and adsorbed on the surface. As it grows in the form of particles, there is little process risk and the manufacturing method is simple, which brings the effect of being suitable for mass production.
또한, 본 발명의 자성 코어 금 나노입자를 이용한 식중독균 검출방법은 자성 코어를 이용하여 면역분리하고 금 나노입자를 이용하여 가시선 흡수 또는 표면플라즈몬 공명 증가에 이용하여 식중독균을 간단한 방법으로 정량 및 정성분석까지 신속하게 고감도로 검출할 수 있으며, 따라서 본 발명의 검출방법의 경우 균을 배양하는 기존 검출법에 비해 짧은 시간에 높은 검출감도를 가지기 때문에 향후 미량의 식중독균 검출에 유용하다는 효과를 가져온다.In addition, the method for detecting food poisoning bacteria using the magnetic core gold nanoparticles of the present invention is immuno-separated using the magnetic core, and using the gold nanoparticles for visual absorption or surface plasmon resonance increase to quantitatively and qualitatively analyze food poisoning bacteria by a simple method. The detection method of the present invention can be quickly detected with high sensitivity. Therefore, the detection method of the present invention has a high detection sensitivity in a short time compared to the existing detection method for culturing bacteria, which brings about an effect of detecting a small amount of food poisoning bacteria in the future.
본 발명의 식중독균의 검출을 위한 자성 코어 금 나노입자에 대하여 그 제조방법을 통해 설명하면 다음과 같다.Referring to the magnetic core gold nanoparticles for the detection of food poisoning bacteria of the present invention through the production method as follows.
먼저, 나노입자 크기의 자성체 코어를 제작하게 되는데, 이러한 자성체 코어로는 산화철, 코발트, 니켈 등의 금속을 주원료로 하여 열분해, 열증착 및 콜로이드 방법에 의해 제조가 가능하다. First, a magnetic core having a nanoparticle size is manufactured, and the magnetic core may be manufactured by pyrolysis, thermal evaporation, and colloidal methods using metals such as iron oxide, cobalt, and nickel as main raw materials.
그 일례로서, 산화철(Fe3O4)를 주성분으로 하는 자성체 코어를 제작하는 방법을 살펴보면, 먼저 NaOH과, FeCl2·4H2O, Fe3Cl6·4H2O, HCl를 혼합하고 mechanical stirrer를 이용하여 교반하게 되는데, 이 때 교반속도는 2000rpm의 속도로 하며, 그 온도는 80℃를 유지한 상태에서 30분간 진행한다. 이와 같이 교반이 완료되면, 영구자석을 이용하여 상층액을 분리하고 HCl을 사용하여 중화시킨 다음, 증류수 및 에탄올을 이용하여 세척하고 에탄올로 분산시켜 산화철(Fe3O4)의 나노입자인 자성체 코어 제작이 가능하다.As an example, a method of manufacturing a magnetic core containing iron oxide (Fe 3 O 4 ) as a main component is described first. First, NaOH, FeCl 2 · 4H 2 O, Fe 3 Cl 6 · 4H 2 O, and HCl are mixed and mechanical stirrer The stirring is carried out, at which time the stirring speed is 2000 rpm, and the temperature is maintained for 30 minutes while maintaining the temperature of 80 ℃. After the stirring is completed, the supernatant is separated using a permanent magnet, neutralized with HCl, washed with distilled water and ethanol, and dispersed with ethanol to form a magnetic core as a nanoparticle of iron oxide (Fe 3 O 4 ). Production is possible.
다만, 본 발명에 사용되는 자성체 코어는 상술한 방법으로만 제조되는 것으로 한정되는 것은 아니며, 자성을 갖는 금속을 나노입자 형태로 제조하는 공지된 종래방법은 모두 사용가능함을 밝혀둔다. However, the magnetic core used in the present invention is not limited to being manufactured only by the above-described method, and all known conventional methods for manufacturing a magnetic metal in the form of nanoparticles can be used.
그 다음 단계로서, 상기와 같이 제작된 자성체 코어는 아미노프리필트리메톡시실란(Aminopropyltrimethoxysilane) 또는 아미노프리필트리에톡시실란(Aminopropyltriethoxysilane)이 용해된 에탄올과 24시간 반응시켜 그 표면을 아민 기능기로 개질시킨 다음, 원심분리 또는 영구자석을 이용하여 에탄올로 3 ~ 5회 세척한 후 증류수로 다시 분산시킨다. 이러한 개질반응은 자성체 코어와 그 표면에 부착될 금 나노입자를 연결하기 위한 것으로 자성체 코어에는 실란기(-SiO-)를 가지면서 금 나노입자가 결합될 다른쪽 말단에는 아민(-NH2) 또는 티올(-SH) 기능기를 갖도록 하기 위함이다. As a next step, the magnetic core prepared as described above was reacted with ethanol in which aminopropyltrimethoxysilane or aminopropyltriethoxysilane was dissolved for 24 hours to modify its surface with an amine functional group. After washing 3 to 5 times with ethanol using centrifugation or permanent magnets, it is dispersed again with distilled water. This reforming reaction is to connect the magnetic core and the gold nanoparticles to be attached to the surface thereof. The magnetic core has a silane group (-SiO-) and the amine (-NH 2 ) or the other end to which the gold nanoparticles are bound. This is to have a thiol (-SH) functional group.
이와 같이 아민기로 표면개질된 자성체 코어를 제작한 다음 그 표면에 금 입 자층을 형성하게 되는데, 이 때 자성체 코어 표면에 금 입자를 형성하는 방법에 따라 크게 복합체와 단일체의 두 가지 형태의 금 입자층을 갖는 자성 코어 금 나노입자를 제조할 수 있다. As described above, after forming the magnetic core surface-modified with an amine group, a gold particle layer is formed on the surface of the magnetic core. Magnetic core gold nanoparticles can be produced.
도 1은 본 발명의 두가지 형태의 자성 코어 금 나노입자를 나타낸 모식도로서, 이에 도시된 바와 같이 전 단계에서 제작된 자성체 코어(11)에 금 나노입자(12)를 결합시키면 (a)와 같은 복합체 구조의 자성 코어 금 나노입자(10a)가 제조되며, 그 반면 자성체 코어 표면(11)에 금 함유 수용액과 반응시켜 금 코팅층(13)이 형성된 (b)와 같은 단일체 구조의 자성 코어 금 나노입자(10b)를 제조할 수 있다.1 is a schematic view showing two types of magnetic core gold nanoparticles of the present invention. When the
먼저, 복합체 자성 코어 금 나노입자(10a)는 수용액상에 아민(amine)기로 표면개질된 자성체 코어(11)와 평균입경이 5nm인 금 나노입자(12)를 첨가한 후 12시간 반응시키고 영구자석을 이용하여 증류수로 세척함으로써 정제 및 제조가 가능하며, 이 때 자성체 코어의 크기는 3 ~ 5nm 크기였으며, 그 표면에 코팅된 금 나노입자(12)의 크기는 5 ~ 30nm이다.First, the composite magnetic
반면, 단일체 자성 코어 금 나노입자(10b)는 아민기로 표면개질된 자성체 코어(11)를 HAuCl4·3H2O 수용액에 첨가하고 환류 교반시킨 다음, sodium citrate(C6H5Na3O·2H2O)를 첨가하고 2시간 반응하여 수용액 상의 Au3 +를 Au0로 환원시켜 자성체 코어(11) 표면에 금 입자로 이루어진 코팅층(13)을 형성시킨 후 영구자석을 이용하여 정제함으로써 제조가 가능하다. 이 때 제조된 단일체 자성 코어 금 나노입자(1a)의 전체 크기는 첨가하는 HAuCl4·3H2O와 sodium citrate의 농도를 변화시키면 10 ~ 100nm까지 제작될 수 있다.On the other hand, the monolithic magnetic core gold nanoparticles (10b) is a
상기와 같이 두가지 형태로 제조되는 자성 코어 금 나노입자(10a,10b)는 식중독균을 검출하는 기능에 있어서는 큰 차이가 없으나, 복합체 구조의 자성 코어 금 나노입자(10a)의 경우 그 제조방법상 단일체 구조의 자성 코어 금 나노입자(10b)보다 제조가 간편하고 입자의 크기 조절이 용이하다는 장점이 있다. 다만, 복합체 구조의 자성 코어 금 나노입자(10a)는 단일체 구조의 자성 코어 금 나노입자(10b) 보다 용액상에서 안정화되지 못하여 엉김 발생이 발생될 수 있으며, 이 경우 식중독균 검출시 신호변화가 재현성이 떨어지는 현상이 발생된다.Magnetic core gold nanoparticles (10a, 10b) produced in two forms as described above does not have a significant difference in the function of detecting food poisoning bacteria, but in the case of a composite structure of magnetic core gold nanoparticles (10a) monolithic structure The magnetic core of the gold nanoparticles (10b) is easier to manufacture and has the advantage of easy size control of the particles. However, the magnetic core gold nanoparticles (10a) of the composite structure is not stabilized in the solution phase than the magnetic core gold nanoparticles (10b) of the monolithic structure may cause entanglement, in which case the signal change is less reproducible when detecting food poisoning bacteria Phenomenon occurs.
따라서, 상기 두가지 형태의 금 입자층을 갖는 자성 코어 금 나노입자(10a,10b)는 그 사용용도에 따라 하나의 구조를 선택적으로 사용될 수 있으나, 두가지 구조의 자성 코어 금 나노입자(10a,10b)를 서로 혼합하여 사용함으로써 각각의 단점을 상쇄시킨 상태로 사용할 수도 있다.Accordingly, the magnetic
이상과 같이 제조된 본 발명의 자성 코어 금 나노입자는 수용액 중에서 자성체 코어 표면을 아민기능기로 개질시킨 다음 그 표면에 금 이온성 물질을 환원 및 흡착반응을 통하여 입자 형태로 성장시킴에 따라 종래 제조방법과 비교하여 공정상의 위험성이 적으며 제작방법이 단순하여 대량생산에 적합하며 금 나노입자 고유의 발색 성질(500 ~ 600nm의 가시광선 영역 흡수)을 이용할 수 있어 식중독균의 검출에 유용하다고 할 수 있다. The magnetic core gold nanoparticles of the present invention prepared as described above are conventionally prepared by modifying the surface of the magnetic core with an amine functional group in an aqueous solution and then growing a gold ionic material in the form of particles through reduction and adsorption reaction on the surface thereof. Compared with the process, the process is simple and the manufacturing method is simple, so it is suitable for mass production, and it can be said to be useful for detecting food poisoning bacteria because it can use the intrinsic color properties (absorption of visible light range of 500 ~ 600nm) of gold nanoparticles.
아울러, 상기와 같이 제조된 자성 코어 금 나노입자를 이용하여 식중독균을 검출하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.In addition, the method for detecting food poisoning bacteria using the magnetic core gold nanoparticles prepared as described above is as follows.
먼저, 전술한 방법에 따라 단일체 또는 복합체 구조를 가지는 자성 코어 금 나노입자를 제작한 다음, 상기 나노입자 표면에 식중독균 항체를 고정시키고 식중독균의 표면에 흡착시켜 항체에 의한 식중독균의 선택적 수집 및 농축이 이루어지도록 한다.First, magnetic core gold nanoparticles having a monolithic or complex structure are prepared according to the above-described method, and then, the food poisoning bacteria are fixed on the surface of the nanoparticles and adsorbed onto the food poisoning bacteria to selectively collect and concentrate the food poisoning bacteria by the antibody. To lose.
도 2는 본 발명의 자성 코어 금 나노입자 표면에 항체를 고정시킨 후 항원 표면에 흡착시키는 과정을 나타낸 모식도로서, 이에 도시된 바와 같이 복합체 및 단일체 자성-금 나노 입자(10a,10b)의 표면에 식중독균과 선택적으로 결합할 수 있는 항체(21)를 각각 고정시킨 다음, 상기 항체가 고정된 금 나노입자(20)를 식중독균(22) 표면에 흡착시킨다. 이와 같이 흡착된 자성 코어 금 나노입자(10a,10b)로 인하여 식중독균(22)은 자장에 의해 분리 및 농축되며, 이 때 식중독균과 선택적으로 결합하는 항체(21)는 단클론 및 폴리클론 항체 뿐만 아니라 앱타머를 포함한다. 2 is a schematic diagram showing a process of immobilizing an antibody on the surface of the magnetic core gold nanoparticles of the present invention and then adsorbing the antigen onto the surface of the magnetic core gold nanoparticles, as shown in FIG. After fixing the
상기 단계에서 자성체 코어 금 나노입자에 항체를 고정화하는 방법으로는, 자성 코어 금 나노입자를 1mM Mercaptohexadecanoic acid(MHDA)가 용해된 에탄올과 12시간 반응시키고, 영구자석을 이용하여 MHDA가 고정된 자성 코어 금 나노입자를 분리 및 정제시킨 후, N-(3-Dimethylaminopropyl)-N′-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC) 와 N-Hydroxysulfosuccinimide (NHS) 용액에서 5분 동안 반응시킨 다음, 항체가 용해된 PBS(pH 7.4)용액에 자성 코어 금 나노입자와 2시간 동 안 반응시켜 그 표면에 항체를 고정화시킨다. 후처리로 비특이적 반응을 제거하기 위해 0.1M Etanolamine과 30분 동안 반응시킨 후 영구자석을 이용하여 정제하는 것이 바람직하다. As a method of immobilizing the antibody on the magnetic core gold nanoparticles in the above step, the magnetic core gold nanoparticles are reacted with ethanol in which 1 mM Mercaptohexadecanoic acid (MHDA) is dissolved for 12 hours, and the magnetic core to which the MHDA is fixed is fixed using a permanent magnet. After gold nanoparticles were isolated and purified, N- (3-Dimethylaminopropyl) -N'-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC) was reacted with N-Hydroxysulfosuccinimide (NHS) solution for 5 minutes, followed by PBS (pH 7.4) The solution is reacted with magnetic core gold nanoparticles for 2 hours to immobilize the antibody on its surface. In order to remove the non-specific reaction by post-treatment, it is preferable to react with 0.1M Etanolamine for 30 minutes and then purify using permanent magnets.
상기와 같이 자성 코어 금 나노입자에 의해 농축된 식중독균의 유무 및 함량을 검출하게 되는데, 그 검출방법은 공지된 바와 같이 표면플라즈몬 공명(SPR) 기기에 장착한 후 분리 및 농축된 식중독균 미생물을 주입한 후 공명각 변화를 확인함으로써 알 수 있다.As described above, the presence and content of concentrated food poisoning bacteria are detected by the magnetic core gold nanoparticles, and the detection method is mounted on a surface plasmon resonance (SPR) device, and then injected with separated and concentrated food poisoning bacteria microorganisms. This can be seen by confirming the post-resonance angle change.
도 3은 본 발명의 식중독균의 SPR 검출을 위한 SPR 칩제작 모식도로서, 이에 도시된 바와 같이 고체기질(30)에 식중독균이 선택적으로 흡착될 수 있는 항체(21)를 전술한 방법과 동일한 방법으로 고정시켜 SPR 칩을 제작하고, SPR 기기를 이용하여 식중독균이 칩상에 흡착될 때 변화되는 표면 굴절율의 변화를 공명각 변화로 감지하여 그 검출유무 및 검출량을 검출하게 된다. 이 때 사용된 고체기질(30)은 금이 50 nm 두께로 증착된 유리기판상이 바람직하게 사용된다.Figure 3 is a schematic diagram of SPR chip production for SPR detection of food poisoning bacteria of the present invention, as shown therein fixing the
본 발명의 검출방법의 대상이 되는 식중독균은 살모넬라, 비브리오 파라헤몰리티커스, 캄필로박터 제주니, 리스테리아 모노사이토게네스, 대장균 0157:H7, 스타필로코커스 아우레우스, 클로스트리움 페르프린겐스, 바실러스 세레우스 등이 된다.Food poisoning bacteria of the detection method of the present invention are Salmonella, Vibrio parahemolyticus, Campylobacter jejuni, Listeria monocytogenes, Escherichia coli 0157: H7, Staphylococcus aureus, Clostridium perfringens, Bacillus cereus and the like.
이상과 같은 본 발명의 식중독균 검출방법은 공지된 종래 자성면역분리법을 기반으로 하고 있으나, 종래 방법상 정성 및 정량분석을 위한 별도의 분석기법이 필요하여 검출단계가 복잡하고, 시료전처리에 따른 일관성 있는 정보를 얻기 힘들 며 숙련된 분석 전문가를 필요로 하는 문제점을 해결한 것으로, 특히 본 발명의 경우 자성 코어를 이용하여 면역분리하고 금 나노입자를 이용하여 가시선 흡수 또는 표면플라즈몬 공명 변화에 이용하여 식중독균을 간단한 방법으로 정성 및 정량분석까지 신속하게 고감도로 검출할 수 있다. 따라서 본 발명의 검출방법의 경우 균을 배양하는 기존 검출법에 비해 짧은 시간에 높은 검출감도를 가지기 때문에 향후 미량의 식중독균 검출에 유용하다.As described above, the method for detecting food poisoning bacteria of the present invention is based on a known conventional method of magnetic immunity separation, but the conventional method requires a separate analysis method for qualitative and quantitative analysis. It is difficult to obtain information and solves a problem that requires an experienced analytical expert. Especially, in the case of the present invention, food poisoning bacteria are used for immuno-separation using a magnetic core and gold nanoparticles for visible absorption or surface plasmon resonance change. In a simple way, qualitative and quantitative analysis can be detected quickly and with high sensitivity. Therefore, the detection method of the present invention is useful for detecting a small amount of food poisoning bacteria in the future because it has a high detection sensitivity in a short time compared to the conventional detection method for culturing bacteria.
이하 실시예에서는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다. The following examples are only to explain the present invention more specifically, to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples in accordance with the gist of the present invention. Will be self-evident.
<제조예 1><Manufacture example 1>
-자성 코어 금 나노입자의 제작-Fabrication of Magnetic Core Gold Nanoparticles
먼저, 0.5M NaOH와 0.1M FeCl2·4H2O, 0.2M Fe3Cl6·4H2O, 0.4M HCl가 혼합된 혼합 수용액 25ml을 mechanical stirrer를 이용하여 2000rpm의 속도로 80oC에서 30분간 교반하고, 상기 교반액으로부터 영구자석을 이용하여 상층액을 분리하고 0.04M HCl을 사용하여 중화시킨 다음, 증류수 및 에탄올을 이용하여 세척하고 최종 200ml가 되도록 에탄올에 분산시켜 나노입자 크기의 Fe2O3 또는 Fe3O4 자성체 코어를 제작하였다. 상기와 같이 제작된 자성체 코어 표면에 amine 기능기로 개질시키기 위하여 1.0M Aminopropyltriethoxysilane을 에탄올 50ml에 녹인 후 에탄올에 분산된 나노입자와 24시간 반응시킨 다음, 원심분리 또는 영구자석을 이용하여 에탄올로 3 ~ 5회 세척한 후 최종 100ml 증류수에 분산시켰다.First, 25 ml of a mixed aqueous solution of 0.5 M NaOH and 0.1 M FeCl 2 · 4H 2 O, 0.2 M Fe 3 Cl 6 · 4H 2 O, and 0.4 M HCl was mixed at 30 ° C. at 80 rpm using a mechanical stirrer. After stirring for about a minute, the supernatant was separated from the stirring solution by using a permanent magnet, neutralized with 0.04M HCl, washed with distilled water and ethanol, and dispersed in ethanol to a final 200ml, and then Fe 2 having a nanoparticle size. An O 3 or Fe 3 O 4 magnetic core was produced. In order to modify the amine functional group on the surface of the magnetic core prepared as described above, 1.0M Aminopropyltriethoxysilane was dissolved in 50 ml of ethanol, and then reacted with nanoparticles dispersed in ethanol for 24 hours. After washing several times, it was dispersed in the final 100ml distilled water.
먼저, 복합체 구조의 지성 코어 금 나노입자는 상기 아민기로 표면개질된 자성체 나노입자의 분산액 100ml에 평균입경 5nm의 금 나노입자를 각각 10, 30ml 씩 첨가한 후 12시간 반응시켜 영구자석을 이용하여 증류수로 세척하여 제작하였다. First, the oil-based core gold nanoparticles of the composite structure are added to 10ml and 30ml of gold nanoparticles having an average particle diameter of 5 nm to 100 ml of the dispersion of the magnetic nanoparticles surface-modified with the amine group, respectively, and reacted for 12 hours to distilled water using a permanent magnet. It was prepared by washing.
이와 별도로, 단일체 구조의 자성 코어 금 나노입자는 상기 아민기로 표면개질된 자성체 나노입자의 분산액 100ml에 0.08g의 HAuCl4·3H2O이 용해된 증류수 70ml를 첨가하고 환류 교반시킨 다음, 1% sodium citrate를 첨가한 후 2시간 반응시킨 후 영구자석을 이용하여 정제하여 제작하였다. Separately, in the monolithic magnetic core gold nanoparticles, 0.08 g of HAuCl 4 3H 2 O dissolved in 70 ml of distilled water dissolved in 100 ml of the dispersion of the magnetic nanoparticles surface-modified with the amine group was stirred under reflux, followed by 1% sodium. After adding citrate, the mixture was reacted for 2 hours, and then purified by using a permanent magnet.
<실시예 1><Example 1>
상기 제조예 1을 통하여 제조된 자성체 코어와, 단일체 자성 코어 금 나노입자를 각각 전자현미경으로 촬영하여 도 4에 도시하였다.The magnetic core and the monolithic magnetic core gold nanoparticles prepared in Preparation Example 1 were respectively photographed with an electron microscope, and are shown in FIG. 4.
상기 도 4의 (a)는 제조예 1의 과정에서 제작된 자성체 코어의 사진으로 그 크기가 3 ~ 5nm임을 확인할 수 있었으며, (b)는 상기 자성체 코어에 금 나노입자층을 코팅시킨 단일체 자성 코어 금 나노입자의 사진으로 그 전체크기가 10 ~ 15nm임을 확인하였다. 4 (a) is a photograph of the magnetic core produced in the process of Preparation Example 1 was confirmed that the size is 3 ~ 5nm, (b) is a monolithic magnetic core gold coated with a gold nanoparticle layer on the magnetic core Photographs of the nanoparticles confirmed that the total size is 10 ~ 15nm.
<실시예 2><Example 2>
상기 제조예 1을 통하여 제조된 자성체 코어와, 단일체 자성 코어 금 나노입 자에 대하여 영구자석을 통해 자장의 영향력에 대해 실험하였으며, 그 결과를 도 5에 나타내었다.The magnetic core prepared in Preparation Example 1 and the monolithic magnetic core gold nanoparticles were tested for the influence of the magnetic field through the permanent magnet, and the results are shown in FIG. 5.
도 5에서 중앙의 자석을 기준으로 왼쪽은 자성체 코어에 대한 자장의 영향력을 실험하여 촬영한 사진이고, 중앙의 자석을 기준으로 오른쪽은 단일체 자성 코어 금 나노입자에 대한 자장의 영향력을 실험하여 촬영한 사진으로서, 이를 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 단일체 자성 코어 금 나노입자(자석기준 오른쪽)의 경우 금 입자를 코팅시키기 전인 자성체 코어와 동일한 자성체 성질을 가지고 있음을 확인하였으며, 이는 본 발명에 따라 금 나노입자를 표면에 형성시키더라도 자성은 유지됨을 알 수 있다. In FIG. 5, the left side is a photograph taken by experimenting with the influence of the magnetic field on the magnetic core, and the right side of the center magnet is taken by experimenting with the magnetic field on the monolithic magnetic core gold nanoparticles. As a photograph, as can be seen through this, it was confirmed that the monolithic magnetic core gold nanoparticles prepared according to the embodiment of the present invention (right side of the magnet) have the same magnetic properties as the magnetic core before coating the gold particles. It can be seen that the magnetism is maintained even if the gold nanoparticles are formed on the surface according to the present invention.
<실시예 3><Example 3>
상기 제조예 1을 통하여 제조된 단일체 자성 코어 금 나노입자에 대하여 가시선 영역에 대한 흡수율을 측정하였으며, 그 결과를 도 6에 나타내었다.Absorbance in the visible region was measured for the monolithic magnetic core gold nanoparticles prepared in Preparation Example 1, and the results are shown in FIG. 6.
그 결과, 스펙트럼상에 순수한 20nm의 크기를 가지는 금 나노입자 (Au particle)는 536nm 정도를 나타냈고, 본 발명의 자성 코어 금 나노입자 (Au-Mag. particle)는 542nm 정도 흡수한 것으로 나타난 반면, 순수한 자성체 코어(Mag. particle)는 어떠한 흡수 영역을 가지지 않는다. 따라서 본 발명의 자성 코어 금 나노입자는 금 나노입자와 같은 광학적 성질을 가지고 있으면서 자장에 영향을 받는 것을 확인할 수 있었다. As a result, gold nanoparticles (Au particles) having a pure size of 20nm on the spectrum showed about 536nm, magnetic core gold nanoparticles (Au-Mag.particles) of the present invention was found to absorb about 542nm, Pure magnetic cores (Mag. Particles) do not have any absorption region. Therefore, it was confirmed that the magnetic core gold nanoparticles of the present invention were affected by the magnetic field while having the same optical properties as the gold nanoparticles.
<실시예 4><Example 4>
-SPR을 이용한 E.coli O157:H7의 검출-Detection of E. coli O157: H7 Using SPR
제조예 1에 의해 제조된 자성 코어 금 나노입자를 1mM Mercaptohexadecanoic acid(MHDA)가 용해된 에탄올과 12시간 반응시킨 다음, 영구자석을 이용하여 MHDA가 고정된 자성 코어 금 나노입자를 분리 및 정제하고, 0.4M N-(3-Dimethylaminopropyl)-N′-ethylcarbodiimide hydrochloride(EDC) 와 0.1M N-Hydroxysulfosuccinimide(NHS)의 용액에서 5분 동안 반응시킨 후, 항체 10μg/ml가 용해된 PBS(pH 7.4) 용액 2시간 동안 반응시켜 자성 코어 금 나노입자 표면에 항체를 고정화하였다. 그 후, 비특이적 반응을 제거하기 위해 0.1M Etanolamine과 30분 동안 반응시킨 후 영구자석을 이용하여 정제한 다음, E.coli O157:H7이 포함된 PBS 완충용액에 항체가 고정된 자성-금 나노입자를 첨가하여 1시간 반응시킨 후 영구자석을 이용하여 분리 및 정제하였다. After reacting the magnetic core gold nanoparticles prepared in Preparation Example 1 with ethanol in which 1 mM Mercaptohexadecanoic acid (MHDA) was dissolved, the magnetic core gold nanoparticles having MHDA-fixed magnetic core gold nanoparticles were separated and purified using a permanent magnet. After reacting 0.4 M N- (3-Dimethylaminopropyl) -N'-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC) with a solution of 0.1 M N-Hydroxysulfosuccinimide (NHS) for 5 minutes, a solution of PBS (pH 7.4) containing 10 μg / ml of antibody was dissolved. The reaction was immobilized on the surface of the magnetic core gold nanoparticles by reacting for 2 hours. Then, the reaction with 0.1M Etanolamine for 30 minutes to remove the non-specific reaction, purified using a permanent magnet, and then magnetic-gold nanoparticles in which the antibody is immobilized in PBS buffer containing E. coli O157: H7 After the reaction was added for 1 hour and separated and purified using a permanent magnet.
SPR을 이용하여 나노입자가 흡착된 E.coli O157:H7을 검출하기 위하여 SPR 칩을 다음과 같이 제작하였다. 금이 50nm 두께로 증착된 유리기판상에 1mM MHDA, 0.4M EDC, 0.1M NHS 및 항체를 전술한 방법과 동일하게 각각 고정시키고, 자성 코어 금 나노입자가 흡착된 E.coli O157:H7을 주입한 후 이동한 SPR 공명각 변화를 확인하여 그 결과를 도 7에 나타내었다. 이 때 각각 사용된 E.coli O157:H7의 농도는 50, 102, 103, 105, 107 cells/ml이다.In order to detect E. coli O157: H7 adsorbed nanoparticles using SPR, an SPR chip was fabricated as follows. 1 mM MHDA, 0.4M EDC, 0.1M NHS and antibody were immobilized in the same manner as described above on a glass substrate on which gold was deposited to a thickness of 50 nm, and E. coli O157: H7 on which magnetic core gold nanoparticles were adsorbed was injected. After checking the shifted SPR resonance angle is shown in Figure 7 the results. The concentrations of E. coli O157: H7 used at this time were 50, 10 2 , 10 3 , 10 5 , and 10 7 cells / ml.
E.coli O157:H7에 의한 공명각 변화와 비특이적 결합에 의해 나타나는 자성 코어 금 나노입자에 의한 공명각 변화를 비교한 결과, 자성-금 나노입자를 사용하지 않은 일반적 SPR칩만 사용한 경우 105cells/ml 이상에서 공명각 변화가 나타나기 시작하였으며, 이는 문헌에 보고된 E.coli O157:H7 검출에 SPR을 이용한 결과와 유사함을 알 수 있다(Yacoub-George, E. et al., Analytica Chimica Acta 457, 3-12, 2002, Ho, J. A., et al., Analytical Biochemistry, 339, 342-349, 2004, Wu, V. C.H. et al., Biosensors and Bioelectronics 22, 2967-2975, 2007, Fu, Z. et al., Inteernational Journal of Food Microbiology 99, 47-57, 2005, Yang, L. et al., Analytical Chemistry, 76, 1107-1113, 2004, Waswa, J., et al., LWT, 40, 187-192, 2007). 그러나, 자성-금 나노입자를 흡착시킨 E.coli O157:H7은 100 cells/ml 이하까지 검출할 수 있음을 알 수 있으며, 이는 그 검출한계가 훨씬 낮은 것으로 나타났다.Comparing the resonance angle change by E. coli O157: H7 with the magnetic core gold nanoparticles caused by nonspecific binding, 10 5 cells / was used for the general SPR chip without magnetic-gold nanoparticles. Changes in the resonance angle began to appear above ml, which is similar to the results of using SPR for detection of E. coli O157: H7 reported in the literature (Yacoub-George, E. et al., Analytica Chimica Acta 457). , 3-12, 2002, Ho, JA, et al., Analytical Biochemistry, 339, 342-349, 2004, Wu, VCH et al., Biosensors and
특히, 이상의 실험결과로부터 자성-금 나노입자를 제작하여 나노입자 표면에 항체를 고정시킨 후 식중독균인 E.coli O157:H7에 흡착시켜 SPR을 이용하여 공명각 변화를 확인하였을 때 100 cells/ml 이하까지 검출할 수 있음을 확인하였으며, 자성 코어 금 나노입자를 사용하지 않았을 때 보다 1000배 이상의 우수한 검출감도를 보임을 알 수 있다.In particular, when magnetic-gold nanoparticles were prepared from the above experimental results, the antibody was immobilized on the surface of the nanoparticles, and then adsorbed to E. coli O157: H7, which is a food poisoning bacterium. It was confirmed that it can detect up to, it can be seen that the detection sensitivity is more than 1000 times better than when the magnetic core gold nanoparticles are not used.
도 1은 본 발명의 두가지 형태의 자성 코어 금 나노입자를 나타낸 모식도1 is a schematic diagram showing two types of magnetic core gold nanoparticles of the present invention
도 2는 본 발명의 자성 코어 금 나노입자 표면에 항체를 고정시킨 후 항원표면에 흡착시키는 과정을 나타낸 모식도Figure 2 is a schematic diagram showing the process of fixing the antibody on the surface of the magnetic core gold nanoparticles of the present invention and then adsorbed on the antigen surface
도 3은 본 발명의 식중독균의 SPR 검출을 위한 SPR 칩제작 모식도Figure 3 is a schematic diagram of SPR chip production for SPR detection of food poisoning bacteria of the present invention
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제작된 자성 코어 금 나노입자의 전자현미경 사진Figure 4 is an electron micrograph of the magnetic core gold nanoparticles prepared in accordance with an embodiment of the present invention
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제작된 자성 코어 금 나노입자의 자장에 영향에 대한 사진5 is a photograph of the influence on the magnetic field of the magnetic core gold nanoparticles prepared according to an embodiment of the present invention
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 제작된 자성 코어 금 나노입자에 대한 가시선 흡수 스펙트럼을 나타낸 그래프Figure 6 is a graph showing the visible absorption spectrum of the magnetic core gold nanoparticles prepared in accordance with an embodiment of the present invention
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 제작된 자성 코어 금 나노입자를 이용한 식중독균 검출에 따른 SPR 공명각 변화를 나타낸 그래프7 is a graph showing the SPR resonance angle change according to food poisoning bacteria detection using magnetic core gold nanoparticles prepared according to an embodiment of the present invention
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10a : 복합체 자성 코어 금 나노입자 10a: composite magnetic core gold nanoparticles
10b : 단일체 자성 코어 금 나노입자10b: Monomeric Magnetic Core Gold Nanoparticles
11 : 자성체 코어 11: magnetic core
12 : 금 나노입자 12: gold nanoparticles
13 : 금 코팅층 13: gold coating layer
20 : 항체가 고정된 단일체 나노입자 20: monolithic nanoparticle to which antibody is immobilized
21 : 항체 21: antibody
22 : 식중독 균 22: food poisoning bacteria
30 : SPR칩 30: SPR Chip
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