KR20120114808A - Nanoparticles for detecting calcium ions and method for detecting calcium ions using the same - Google Patents

Nanoparticles for detecting calcium ions and method for detecting calcium ions using the same Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A nano-particle for calcium ion detection and calcium ion detecting method using the same are provided to selectively detect calcium ion even when the amount of the calcium ion is too small. CONSTITUTION: A nano-particle for calcium ion detection comprises gold nano-particles and nucleotide combined to the surfaces of the gold nano-particles. The gold nano-particle has the average diameter of 5-50 nano meters. The base part of nucleotide is covalent-bonded on the surface of the gold nano-particles. The nucleotide is ATP, CTP, and GTP or TTP. A manufacturing method of the nano-particle for calcium ion detection comprises the following step: mixing a gold nano-particle solution and a nucleotide solution. The gold nano-particle solution is manufactured by mixing gold salt with a reducing agent. The gold salt is potassium chloroaurate (KAuCl4), sodium chloroaurate hydrate, tetrachloride auric acid hydrate (HAuCl43H2O), auric chloride (III) (AuCl3) or gold bromide (III) (AuBr3). The reducing agent is citric acid.

Description

칼슘 이온 검출용 나노입자 및 이를 이용한 칼슘 이온 검출 방법 {Nanoparticles for detecting calcium ions and method for detecting calcium ions using the same}Nanoparticles for detecting calcium ions and method for detecting calcium ions using the same}

본 발명은, 칼슘 이온 검출용 나노입자 및 이를 이용한 칼슘 이온 검출 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a nanoparticle for detecting calcium ions and a calcium ion detection method using the same.

화학센서란 분석물질과 감응물질과의 상호작용을 통하여 분석물질을 선택적으로 인지하고, 이를 통하여 특정 분석물질을 실시간으로 분석하는 시스템을 이른다. 따라서 우리는 간단한 시스템으로 작동하는 높은 선택성을 지닌 고감도 센서를 효과적인 화학센서라 부른다. 화학센서는 학문적으로나 상업적인 면에서 매주 중요한 일로 각광을 받아오고 있다.A chemical sensor is a system that selectively recognizes an analyte through interaction between an analyte and a sensitive substance, and thereby analyzes a specific analyte in real time. Therefore, we call the highly selective high-sensitivity sensor operating with a simple system an effective chemical sensor. Chemical sensors have been spotlighted every week for both academic and commercial reasons.

칼슘 이온은 생활 시스템의 가장 중요한 요소 중 하나이며, 흥분, 신경전달물질의 방출, 유전자 전사, 세포 증식, 시냅스 가소성 및 호르몬 분비 등을 포함하는 수많은 생물학적 과정을 규제하는 중추적인 역할을 한다[Marty, A. Trends Neurosci., 1989, 12, 420; Malenka, R.C.; Kauer, J.A.; Perkel, D.J.; Nicoll, R.A. Trends Neurosci ., 1989, 12, 444; Llinas, R.R. Science, 1988, 242, 1654; McCormack, J.G.; Halestrap, A.P.; Denton, R.M. Physiol Rev ., 1990, 70, 391; Orrenius, S.; Zhivotovsky, B.; Nicotera, P. Nat . Rev . Mol . Cell Biol ., 2003, 4, 552]. 동물 세포 내에 칼슘 이온의 농도는 매우 좁은 범위에서 엄격하게 유지되고 많은 생물학적 과정은 칼슘 레벨 변동의 검출을 통해 모니터링 될 수 있다. 게다가, 혈청에서 칼슘 레벨의 검출은 여러 질병들의 지표가 된다. 왜냐하면 부갑상선 기능항진증, 악성종양 및 갑상선 기능항진증 등은 혈청 내 비정상적 칼슘 레벨과 연관되어 있기 때문이다[Carroll, M. F.; Schade, D. S. Am . Fam . Physician 2003, 67, 1959; Jacobs, T. P.; Bilezikian, J. P. J. Clin . Endocrinol . Metab. 2005, 90, 6316; Shepard, M. M.; Smith, J. W. Am . J. Med . Sci. 2007, 334, 381]. 이러한 이유 때문에, 칼슘 이온의 농도를 측정하기 위한 유기염료[de Silva, A. P.; Gunaratne, H. Q. N.; Gunnlaugsson, T.; Huxley, A. J. M.; McCoy, C. P.; Rademacher, J. T.; Rice, T. E. Chem . Rev. 1997, 97, 1515; Tsien, R. Y. Biochemistry 1980, 19, 2396; Grynkiewicz, G.; Poenie, M.; Tsien, R. Y. J. Biol. Chem. 1985, 260, 3440; Minta, A.; Kao, J. P. Y.; Tsien, R. Y. J. Biol . Chem. 1989, 264, 8171; London, R. E.; Rhee, C. K.; Murphy, E.; Gabel, S.; Levy, L. A. Am . J. Physiol. 1994, 266, C1313; Wilms, C. D.; Schmidt, H.; Eilers, J. Cell Calcium 2006, 40, 73; Kim, H. M.; Kim, B. R.; Hong, J. H.; Park, J.-S.; Lee, K. J.; Cho, B. R. Angew . Chem . Int . Ed. 2007, 46, 7445; Kim, H. M.; Kim, B. R.; An, M. J.; Hong, J. H.; Lee, K. J.; Cho, B. R. Chem . Eur. J. 2008, 14, 2075; Shortreed, M.; Kopelman, R.; Kuhn, M.; Hoyland, B. Anal. Chem. 1996, 68, 1414; Chapoteau, E.; Czech, B. P.; Zazulak, W. J. Inclus. Phenom . Mol. 1995, 23, 147; Park, Y.; Apodaca, D. C.; Pullen, J.; Advincula, R. C. J. Phys . Chem . B 2010, 114, 13084; Ribou, A.-C.; Salmon, J.-M.; Vigo, J.; Goyet, C. Talanta 2007, 71, 437; Hasegawa, T.; Numata, M.; Asai, M.; Takeuchi, M.; Shinkai, S. Tetrahedron 2005, 61, 7783.], 단백질[ Kost, T. A.; Condreay, J. P.; Jarvis, D. L. Nat . Biotechnol. 2005, 23, 567; Miyawaki, A.; Llopis, J.; Heim, R.; McCaffery, J. M.; Adams, J. A.; Ikura, M.; Tsien, R. Y. Nature 1997, 388, 882; Nagai, T.; Yamada, S.; Tominaga, T.; Ichikawa, M.; Miyawaki, A. Proc . Nat . Acad . Sci . USA 2004, 101, 10554; Nakai, J.; Ohkura, M.; Imoto, K. Nat . Biotech. 2001, 19, 137.], 자기 나노입자[Taktak, S.; Weissleder, R.; Josephson, L. Langmuir 2008, 24, 7596; Atanasijevic, T.; Shusteff, M.; Fam, P.; Jasanoff, A. Proc . Nat . Acad . Sci . USA 2006, 103, 14707.], 금 나노입자[de la Fuente, J. M.; Barrientos, A. G.; Rojas, T. C.; Rojo, J.; Canada, J.; Fernandez, A.; Penades, S. Angew . Chem . Int. Ed. 2001, 40, 2257; Kim, S.; Park, J. W.; Kim, D.; Kim, D.; Lee, I.-H.; Jon, S. Angew . Chem . Int . Ed. 2009, 48, 4138.] 등을 기본으로 하는 다수의 방법이 개발되어 왔다. 색소성 프로브는 분광기에 의존하지 않고 육안으로 칼슘 이온을 검출할 수 있기 때문에 특별히 매력적인 방법이다. 많은 세련되게 디자인된 색소성 프로브는 칼슘 이온을 감지하기 위해 개발되어 왔지만, 그것들의 대부분은 Mg2 +의 존재로 인한 방해와 Mg2 +를 포함하는 다양한 2가 금속 이온에 대한 선택성에 만족하는 제한적인 예들로 실험에 어려움을 겪는다[Corns, C. M.; Ludman, C. J. Ann . Clin . Biochem. 1987, 24, 345].Calcium ions are one of the most important elements of the living system and play a pivotal role in regulating numerous biological processes, including excitement, neurotransmitter release, gene transcription, cell proliferation, synaptic plasticity and hormone secretion [Marty, A. Trends Neurosci. , 1989 , 12 , 420; Malenka, RC; Kauer, JA; Perkel, DJ; Nicoll, RA Trends Neurosci . , 1989 , 12 , 444; Llinas, RR Science , 1988 , 242 , 1654; McCormack, JG; Halestrap, AP; Denton, RM Physiol Rev. , 1990 , 70 , 391; Orrenius, S .; Zhivotovsky, B .; Nicotera, P. Nat . Rev. Mol . Cell Biol . , 2003 , 4 , 552]. The concentration of calcium ions in animal cells is kept tight in a very narrow range and many biological processes can be monitored through the detection of calcium level fluctuations. In addition, the detection of calcium levels in serum is an indicator of various diseases. This is because parathyroidism, malignancy and hyperthyroidism are associated with abnormal calcium levels in serum [Carroll, MF; Schade, DS Am . Fam . Physician 2003 , 67 , 1959; Jacobs, TP; Bilezikian, JP J. Clin . Endocrinol . Metab . 2005 , 90 , 6316; Shepard, MM; Smith, JW Am . J. Med . Sci . 2007 , 334 , 381]. For this reason, organic dyes for measuring the concentration of calcium ions [de Silva, AP; Gunaratne, HQN; Gunnlaugsson, T .; Huxley, AJM; McCoy, CP; Rademacher, JT; Rice, TE Chem . Rev. 1997 , 97 , 1515; Tsien, RY Biochemistry 1980 , 19 , 2396; Grynkiewicz, G .; Poenie, M .; Tsien, RY J. Biol. Chem . 1985 , 260 , 3440; Minta, A .; Kao, JPY; Tsien, RY J. Biol . Chem . 1989 , 264 , 8171; London, RE; Rhee, CK; Murphy, E .; Gabel, S .; Levy, LA Am . J. Physiol . 1994 , 266 , C1313; Wilms, CD; Schmidt, H .; Eilers, J. Cell Calcium 2006 , 40 , 73; Kim, HM; Kim, BR; Hong, JH; Park, J.-S .; Lee, KJ; Cho, BR Angew . Chem . Int . Ed . 2007 , 46 , 7445; Kim, HM; Kim, BR; An, MJ; Hong, JH; Lee, KJ; Cho, BR Chem . Eur. J. 2008 , 14, 2075; Shortreed, M .; Kopelman, R .; Kuhn, M .; Hoyland, B. Anal. Chem . 1996 , 68 , 1414; Chapoteau, E .; Czech, BP; Zazulak, W. J. Inclus. Phenom . Mol . 1995 , 23 , 147; Park, Y .; Apodaca, DC; Pullen, J .; Advincula, RC J. Phys . Chem . B 2010 , 114 , 13084; Ribou, A.-C .; Salmon, J.-M .; Vigo, J .; Goyet, C. Talanta 2007 , 71 , 437; Hasegawa, T .; Numata, M .; Asai, M .; Takeuchi, M .; Shinkai, S. Tetrahedron 2005 , 61 , 7783.], protein [Kost, TA; Condreay, JP; Jarvis, DL Nat . Biotechnol . 2005 , 23 , 567; Miyawaki, A .; Llopis, J .; Heim, R .; McCaffery, JM; Adams, JA; Ikura, M .; Tsien, RY Nature 1997 , 388 , 882; Nagai, T .; Yamada, S .; Tominaga, T .; Ichikawa, M .; Miyawaki, A. Proc . Nat . Acad . Sci . USA 2004 , 101 , 10554; Nakai, J .; Ohkura, M .; Imoto, K. Nat . Biotech . 2001 , 19 , 137., magnetic nanoparticles [Taktak, S .; Weissleder, R .; Josephson, L. Langmuir 2008 , 24 , 7596; Atanasijevic, T .; Shusteff, M .; Fam, P .; Jasanoff, A. Proc . Nat . Acad . Sci . USA 2006 , 103 , 14707., gold nanoparticles [de la Fuente, JM; Barrientos, AG; Rojas, TC; Rojo, J .; Canada, J .; Fernandez, A .; Penades, S. Angew . Chem . Int. Ed . 2001 , 40 , 2257; Kim, S .; Park, JW; Kim, D .; Kim, D .; Lee, I.-H .; Jon, S. Angew . Chem . Int . Ed . 2009 , 48 , 4138.] have been developed a number of methods based on. The dye probe is a particularly attractive method because it can detect calcium ions with the naked eye without depending on the spectroscope. Came been developed to detect a number of stylishly designed pigmented probe calcium ions, most of them are limited to a variety of 2, including interference with Mg 2 + due to the presence of Mg 2 + satisfactory selectivity for metal ions Difficulties with experimenting with examples [Corns, CM; Ludman, C. J. Ann . Clin . Biochem . 1987 , 24 , 345.

최근에, 칼슘 이온에 대한 비색 프로브는 올리고-사카라이드(oligo-saccharide)와 칼세퀘스트린(calsequestrin) 작용기성 법이 금 나노입자를 사용하면서 개발되어 왔다[de la Fuente, J. M.; Barrientos, A. G.; Rojas, T. C.; Rojo, J.; Canada, J.; Fernandez, A.; Penades, S. Angew . Chem. 2001, 113, 2318; Kim, S.; Park, J. W.; Kim, D.; Kim, D.; Lee, I.-H.; Jon, S. Angew . Chem . Int . Ed. 2009, 48, 4138]. 특히, 칼세퀘스트린 작용기성 금 나노입자는 Mg2 +를 포함한 다양한 2가 금속 이온들의 방해 없이 칼슘 이온을 검출할 수 있다. 게다가, 혈액 내 칼슘 레벨을 추정할 수 있다. 비록 세련되게 디자인된 시스템이 혈액 내의 칼슘 이온 레벨을 상당히 선택적으로 감지할 수 있다 하더라도 금 나노입자에 칼세퀘스트린을 붙이기 위해 칼세퀘스트린 말단에 두 개의 Cys이 발현되도록 올리고 서열(oligo sequence)을 조절한 뒤 발현시켜야 하는 과정을 꼭 필요로 하므로 쉽지 않고, 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다. Recently, colorimetric probes for calcium ions have been developed using oligo-saccharide and calsequestrin functional methods using gold nanoparticles [de la Fuente, JM; Barrientos, AG; Rojas, TC; Rojo, J .; Canada, J .; Fernandez, A .; Penades, S. Angew . Chem . 2001 , 113 , 2318; Kim, S .; Park, JW; Kim, D .; Kim, D .; Lee, I.-H .; Jon, S. Angew . Chem . Int . Ed . 2009 , 48 , 4138]. In particular, the quest kalse Lin difunctional gold nanoparticles may have a variety of 2, including Mg + 2 to detect calcium ions, without interference among the metal ions. In addition, calcium levels in the blood can be estimated. Although a well-designed system can significantly detect calcium ion levels in the blood, it regulates the oligo sequence so that two Cys are expressed at the end of calcequestrin to attach calcequestrin to gold nanoparticles. It is not easy because it requires a process that must be expressed after one, there is a problem that takes a lot of time.

금속 이온들을 검출하는 다양한 센서 시스템들은 변형되지 않은 금 나노입자를 기본으로 발전되어왔다. 그것들은 금 나노입자를 추가로 변형하지 않고도 조작이 간단하고, 선택성과 민감성을 가지고 있다[Lin, Y.-W.; Huang, C.-C.; Chang, H.-T. Analyst 2011, 136, 863; Wang, H.; Wang, Y.; Jin, J.; Yang, R. Anal . Chem. 2008, 80, 9021; Li, D.; Wieckowska, A.; Willner, I. Angew . Chem . Int . Ed. 2008, 47, 3927; Liu, C.-W.; Hsieh, Y.-T.; Huang, C.-C.; Lin, Z.-H.; Chang, H.-T. Chem . Commun. 2008, 2242; Wang, H.; Wnag, Y.; Jin, J.; Yang, R. Anal. Chem. 2008, 80, 9021.]. 그러나, 이러한 센서 시스템들은 금속 이온을 검출하기 위해 높은 농도의 염 이온 여분의 추가와 같은 여러 단계를 필요로 한다. Various sensor systems for detecting metal ions have been developed based on unmodified gold nanoparticles. They are simple to manipulate, have selectivity and sensitivity without further modification of gold nanoparticles [Lin, Y.-W .; Huang, C.-C .; Chang, H.-T. Analyst 2011 , 136 , 863; Wang, H .; Wang, Y .; Jin, J .; Yang, R. Anal . Chem . 2008 , 80 , 9021; Li, D .; Wieckowska, A .; Willner, I. Angew . Chem . Int . Ed . 2008 , 47 , 3927; Liu, C.-W .; Hsieh, Y.-T .; Huang, C.-C .; Lin, Z.-H .; Chang, H.-T. Chem . Commun . 2008 , 2242; Wang, H .; Wnag, Y .; Jin, J .; Yang, R. Anal. Chem . 2008 , 80 , 9021.]. However, these sensor systems require several steps, such as the addition of high concentrations of salt ions, to detect metal ions.

이에 따라, 안정화를 위한 물질 합성에 따른 제약 및 별도의 염 추가 등 특정한 제한이 따르지 않고, 간단하게 칼슘 이온을 검출할 수 있는 화학센서의 개발이 필요한 실정이다.
Accordingly, there is a need for the development of a chemical sensor that can easily detect calcium ions without following specific limitations such as restrictions due to material synthesis for stabilization and addition of additional salts.

본 발명은 칼슘 이온 검출용 나노입자, 이의 제조 방법, 이를 이용한 칼슘 이온 검출 방법 및 칼슘 이온 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.
It is an object of the present invention to provide a nanoparticle for detecting calcium ions, a method for preparing the same, a method for detecting calcium ions using the same, and a calcium ion sensor.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 금 나노입자; 및 상기 금 나노입자의 표면에 결합된 뉴클레오티드를 포함하는 칼슘 이온 검출용 나노입자를 제공한다.
The present invention as a means for solving the above problems, gold nanoparticles; And it provides a nanoparticle for calcium ion detection comprising a nucleotide bonded to the surface of the gold nanoparticles.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 금 나노입자 용액 및 뉴클레오티드 용액을 혼합하는 단계를 포함하는 칼슘 이온 검출용 나노입자의 제조 방법을 제공한다.
The present invention provides another method for solving the above problems, a method for producing nanoparticles for calcium ion detection comprising the step of mixing the gold nanoparticle solution and nucleotide solution.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 칼슘 이온 검출용 나노입자 용액과 시료를 혼합하고, 색 변화를 관찰하는 단계를 포함하는 칼슘 이온의 검출 방법을 제공한다.
As another means for solving the above problems, the present invention provides a method for detecting calcium ions comprising the step of mixing a sample of calcium ion detection nanoparticle solution and a sample according to the present invention, and observes the color change.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 칼슘 이온 검출용 나노입자 용액과 시료를 혼합하고, 자외선/가시광선 스펙트럼을 측정하는 단계를 포함하는 칼슘 이온의 검출 방법을 제공한다.
As another means for solving the above problems, the present invention provides a method for detecting calcium ions comprising mixing a nanoparticle solution for detecting calcium ions according to the present invention with a sample and measuring an ultraviolet / visible spectrum. do.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 칼슘 이온 검출용 나노입자를 포함하는 칼슘 이온 센서를 제공한다.
As another means for solving the above problems, the present invention provides a calcium ion sensor comprising the nanoparticles for detecting calcium ions according to the present invention.

본 발명의 칼슘 이온 검출용 나노입자는 칼슘 이온에 대해 높은 선택성을 가지고 있어, 다른 금속 이온의 존재 시에도 칼슘 이온에 대해서만 반응을 나타내고, 칼슘 이온에 대해 높은 민감성을 가지고 있어, 매우 작은 양의 칼슘 이온도 검출할 수 있다. 또한, 본 발명의 칼슘 이온 검출 방법은 별도의 염을 추가하는 공정이 필요하지 않으며, 금 나노입자를 안정화시키는 물질 합성에 대한 제약이 없어, 시료에 칼슘 이온이 존재하는지 여부를 육안으로 간단하게 확인할 수 있다.
The nanoparticles for detecting calcium ions of the present invention have high selectivity to calcium ions, react only with calcium ions even in the presence of other metal ions, have high sensitivity to calcium ions, and therefore have a very small amount of calcium. Ions can also be detected. In addition, the calcium ion detection method of the present invention does not require a process for adding a separate salt, there is no restriction on the synthesis of a material to stabilize the gold nanoparticles, it is easy to visually check whether calcium ions are present in the sample Can be.

도 1은 본 발명의 일 태양에 따른 칼슘 이온 검출 방법을 나타낸 모식도이다.
도 2는 칼슘 이온의 농도에 따른 흡광 스펙트럼 변화(5분)를 나타낸 그래프이다[금 나노입자(3 nM), CTP(300 μM), pH 7.0 완충용액(SPB 1 mM, NaCl 0.025 M, 칼슘 이온(0 ~ 1 mM)].
도 3은 칼슘 이온의 농도 증가에 따른 600 nm 파장의 흡광도 변화를 나타낸 그래프이다(칼슘 이온 첨가 5분 후).
도 4는 CTP 농도에 따른 칼슘 이온의 농도에 대한 Δ 600 nm에서의 흡광 스펙트럼 변화(5분)를 나타낸 그래프이다[금 나노입자(3 nM), CTP(0.3 mM, 3 mM, 6 mM), pH 7.0 완충용액(SPB 1 mM, NaCl 0.025 M, 칼슘 이온(0 ~ 1 mM)].
도 5는 CTP로 안정화된 금 나노입자의 금속 이온에 따른 UV 스펙트럼 변화를 나타낸 그래프이다[금 나노입자(3 nM), CTP(300 μM), pH 7.0 완충용액(SPB 1 mM, NaCl 0.025 M, 금속 이온(0.6 mM)].
도 6은 CTP로 안정화된 금 나노입자의 금속 이온에 대한 600 nm 파장의 흡광도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 7은 CTP로 안정화된 금 나노입자에 금속 이온에 대한 색 변화를 나타낸 것이다[금 나노입자(3 nM), CTP(300 μM), pH 7.0 완충용액(SPB 1 mM, NaCl 0.025 M, 금속 이온(0.6 mM). 왼쪽부터 대조군, Ca(Ⅱ), Na(Ⅰ), K(Ⅰ), Mg(Ⅱ), Fe(Ⅲ), Co(Ⅱ), Ni(Ⅱ), Cu(Ⅱ), Zn(Ⅱ), Cd(Ⅱ), Hg(Ⅱ)].
도 8은 완충용액의 산성도에 따른 600 nm 파장의 흡광도 변화 (5분)를 나타낸 그래프이다[금 나노입자(3 nM), CTP(300 μM), pH 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0, 9.0 완충용액(SPB 1 mM, NaCl 0.025 M, 금속 이온(0.6 mM)].
도 9는 칼슘에 의해 집합체가 형성된 금 나노입자에 10배 당량의 EDTA 첨가 후 UV 스펙트럼 결과를 나타낸 것이다[금 나노입자(3 nM), CTP(300 μM), pH 7.0 완충용액(SPB 1 mM, NaCl 0.025 M, 칼슘 이온(0.6 mM), EDTA(6 mM)].
도 10은 pH 7.0 완충용액(SPB 1 mM, NaCl 0.025 M) 조건에서, CTP(300 μM)로 안정화된 금 나노입자(3 nM)의 투과 전자 현미경 이미지(A))와 칼슘 이온(0.6 mM) 첨가 후 투과 전자 현미경 이미지(B))를 나타낸 것이다.1 is a schematic diagram showing a calcium ion detection method according to an aspect of the present invention.
Figure 2 is a graph showing the change in absorption spectrum (5 minutes) according to the concentration of calcium ions [gold nanoparticles (3 nM), CTP (300 μM), pH 7.0 buffer solution (SPB 1 mM, NaCl 0.025 M, calcium ions) (0-1 mM)].
3 is a graph showing the change in absorbance at 600 nm wavelength with increasing concentration of calcium ions (after 5 minutes of addition of calcium ions).
4 is a graph showing the change in absorbance spectrum (Δ 5 min) at Δ 600 nm with respect to the concentration of calcium ions according to the concentration of CTP [gold nanoparticles (3 nM), CTP (0.3 mM, 3 mM, 6 mM), pH 7.0 buffer (SPB 1 mM, NaCl 0.025 M, calcium ions (0-1 mM)).
5 is a graph showing the UV spectral change of the metal nanoparticles stabilized with CTP according to the metal ion [gold nanoparticles (3 nM), CTP (300 μM), pH 7.0 buffer solution (SPB 1 mM, NaCl 0.025 M, Metal ions (0.6 mM)].
6 is a graph showing the change in absorbance at 600 nm wavelength of metal nanoparticles of CTP stabilized gold nanoparticles.
Figure 7 shows the color change for the metal ions in the CTP stabilized gold nanoparticles [gold nanoparticles (3 nM), CTP (300 μM), pH 7.0 buffer solution (SPB 1 mM, NaCl 0.025 M, metal ions) (0.6 mM) .From left control, Ca (II), Na (I), K (I), Mg (II), Fe (III), Co (II), Ni (II), Cu (II), Zn (II), Cd (II), Hg (II)].
8 is a graph showing the change in absorbance at 600 nm wavelength (5 minutes) according to the acidity of the buffer solution [gold nanoparticles (3 nM), CTP (300 μM), pH 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0, 9.0 Buffer (SPB 1 mM, NaCl 0.025 M, metal ions (0.6 mM)).
Figure 9 shows the UV spectrum results after the addition of 10-fold equivalent EDTA to the gold nanoparticles aggregated by calcium [gold nanoparticles (3 nM), CTP (300 μM), pH 7.0 buffer solution (SPB 1 mM, NaCl 0.025 M, calcium ions (0.6 mM), EDTA (6 mM)].
10 is a transmission electron microscopy image (A) of gold nanoparticles (3 nM) stabilized with CTP (300 μM) and calcium ions (0.6 mM) at pH 7.0 buffer (SPB 1 mM, NaCl 0.025 M). Transmission electron microscope image (B) after addition is shown.

본 발명은 금 나노입자; 및 상기 금 나노입자의 표면에 결합된 뉴클레오티드를 포함하는 칼슘 이온 검출용 나노입자에 관한 것이다.
The present invention is a gold nanoparticle; And it relates to a nanoparticle for calcium ion detection comprising a nucleotide bonded to the surface of the gold nanoparticles.

이하, 본 발명의 칼슘 이온 검출용 나노입자를 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the calcium ion detection nanoparticles of the present invention will be described in detail.

본 발명의 칼슘 이온 검출용 나노입자는 금 나노입자를 포함할 수 있다. 본 발명의 금 나노입자는 단일 입자로서 존재 시에는 적색을 띠고, 금 나노입자 간의 결합에 의해 집합체를 형성한 때에는 청색을 띠는 거리-의존적 광학 특성을 가지고 있다. The nanoparticles for detecting calcium ions of the present invention may include gold nanoparticles. The gold nanoparticles of the present invention have a red color when present as a single particle and a blue color-dependent optical characteristic when an aggregate is formed by bonding between gold nanoparticles.

본 발명에서 상기 금 나노입자의 평균 직경은 5 nm 내지 50 nm, 바람직하게는 10 nm 내지 30 nm, 보다 바람직하게는 13 nm 내지 20 nm일 수 있다. 본 발명에서 상기 금 나노입자의 평균 직경이 5 nm 미만이면 칼슘 이온 존재에 따른 색 변화가 미미할 우려가 있고, 50 nm를 초과하면 완충 용액 상에서 불안정할 우려가 있다. In the present invention, the average diameter of the gold nanoparticles may be 5 nm to 50 nm, preferably 10 nm to 30 nm, more preferably 13 nm to 20 nm. In the present invention, when the average diameter of the gold nanoparticles is less than 5 nm, the color change due to the presence of calcium ions may be insignificant.

본 발명의 칼슘 이온 검출용 나노입자는 상기 금 나노입자의 표면에 결합된 뉴클레오티드를 포함할 수 있다. The nanoparticles for detecting calcium ions of the present invention may include nucleotides bound to the surface of the gold nanoparticles.

본 발명에서 상기 뉴클레오티드의 염기(base) 부분이 금 나노입자의 표면에 금속-리간드 상호작용에 의해 배위 결합될 수 있다. In the present invention, the base portion of the nucleotide can be coordinately bound to the surface of the gold nanoparticles by metal-ligand interaction.

본 발명에서 상기 뉴클레오티드 용액의 뉴클레오티드는 당, 염기, 인산으로 이루어진 화합물로서, 구체적으로 ATP, CTP, GTP 및 TTP로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In the present invention, the nucleotide of the nucleotide solution is a compound consisting of sugar, base, phosphoric acid, and specifically, may include one or more selected from the group consisting of ATP, CTP, GTP, and TTP, but is not limited thereto.

본 발명에서 상기 뉴클레오티드의 말단에 있는 인산은 칼슘 이온 존재 시에 칼슘 이온과 화학 결합을 형성할 수 있다. 본 발명에서 상기 뉴클레오티드의 인산이 칼슘 이온과 화학 결합을 형성함에 따라, 금 나노입자는 칼슘 이온을 통해 상호 간에 연결되어 금 나노입자의 집합체를 형성하게 되고, 그러한 과정에서 금 나노입자의 색 변화가 일어날 수 있다. 즉, 칼슘 이온이 없을 때에는, 뉴클레오티드가 결합되어 있는 금 나노입자가 단독으로 존재하고 있어, 적색을 띠고 있지만, 칼슘 이온의 존재 시에는 뉴클레오티드가 결합되어 있는 금 나노입자가 집합체를 형성하게 되어, 청색을 띠게 된다. 이로서, 칼슘 이온의 유무를 확인할 수 있다.
Phosphoric acid at the ends of the nucleotides in the present invention may form a chemical bond with calcium ions in the presence of calcium ions. In the present invention, as the phosphate of the nucleotide forms a chemical bond with calcium ions, the gold nanoparticles are connected to each other through calcium ions to form a collection of gold nanoparticles, in the process, the color change of the gold nanoparticles Can happen. In other words, when there are no calcium ions, the gold nanoparticles to which nucleotides are bound are present alone, and the color is red. However, when the calcium ions are present, the gold nanoparticles to which nucleotides are bound form an aggregate. It becomes. Thereby, the presence or absence of calcium ion can be confirmed.

본 발명은 또한, 금 나노입자 용액 및 뉴클레오티드 용액을 혼합하는 단계를 포함하는 칼슘 이온 검출용 나노입자의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention also relates to a method for preparing calcium ion detection nanoparticles comprising mixing a gold nanoparticle solution and a nucleotide solution.

이하, 본 발명의 칼슘 이온 검출용 나노입자의 제조 방법을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the manufacturing method of the calcium ion detection nanoparticle of this invention is demonstrated concretely.

본 발명에서 상기 금 나노입자 용액은 금염 및 환원제를 혼합하여 제조될 수 있다. In the present invention, the gold nanoparticle solution may be prepared by mixing a gold salt and a reducing agent.

본 발명에서 사용할 수 있는 상기 금염의 종류는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 염화금산칼륨(KAuCl4), 염화금산나트륨 수화물(NaAuCl4ㆍ2H2O), 사염화금산 수화물(HAuCl4ㆍ3H2O), 염화금(Ⅲ)(AuCl3) 및 브롬화금(Ⅲ)(AuBr3)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. The kind of the gold salt which can be used in the present invention is not particularly limited, and for example, potassium chloride (KAuCl 4 ), sodium chloride pentahydrate (NaAuCl 4 2H 2 O), tetrachloride tetrahydrate (HAuCl 4 3H 2). O), gold (III) chloride (AuCl 3 ), and gold bromide (III) (AuBr 3 ).

본 발명에서는 금염을 금 나노입자로 환원시키면서 금 나노입자의 평균 직경을 5 nm 내지 50 nm로 제어하기 위하여, 환원제를 사용할 수 있다. 본 발명에서는 구체적으로, 금염이 포함된 용액과 환원제를 혼합하고 5 분 내지 20 분 동안 교반함으로써, 금염으로부터 상기 범위 내의 평균 직경을 가지는 금 나노입자를 형성할 수 있다. In the present invention, a reducing agent may be used to control the average diameter of the gold nanoparticles to 5 nm to 50 nm while reducing the gold salts to the gold nanoparticles. In the present invention, specifically, by mixing a solution containing a gold salt and a reducing agent and stirring for 5 to 20 minutes, it is possible to form gold nanoparticles having an average diameter within the above range from the gold salt.

본 발명에서 사용할 수 있는 환원제의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 시트르산일 수 있다. The kind of reducing agent that can be used in the present invention is not particularly limited, but may preferably be citric acid.

본 발명의 칼슘 이온 검출용 나노입자의 제조 방법은 상기 제조된 금 나노입자 용액 및 뉴클레오티드 용액을 혼합하는 단계를 수행할 수 있다. The method for preparing calcium ion detection nanoparticles of the present invention may be performed by mixing the prepared gold nanoparticle solution and nucleotide solution.

본 발명에서 금 나노입자 용액 및 뉴클레오티드 용액을 혼합은 1 내지 15분 동안 수행하는 것이 바람직하며, 상기 혼합 시간이 1분 미만이면 금 나노입자와 뉴클레오티드 간의 결합이 제대로 수행되지 않을 우려가 있고, 15분을 초과하면 반응 시간이 너무 길어져 본 발명의 나노입자의 제조 효율을 감소시킬 우려가 있다. In the present invention, the mixing of the gold nanoparticle solution and the nucleotide solution is preferably performed for 1 to 15 minutes, if the mixing time is less than 1 minute there is a fear that the binding between the gold nanoparticles and nucleotides may not be performed properly, 15 minutes If exceeded, the reaction time becomes too long and there exists a possibility of reducing the manufacturing efficiency of the nanoparticle of this invention.

본 발명의 칼슘 이온 검출용 나노입자의 제조 방법은 상기 금 나노입자 용액 및 뉴클레오티드 용액을 혼합하는 단계 이 후, pH를 4 내지 8로 조절하는 단계를 추가로 수행할 수 있다. 본 발명에서 상기 pH가 4 미만이거나, 8을 초과하면, 금 나노입자 표면에 뉴클레오티드가 결합되지 않고, 금 나노입자 상호간의 결합에 의해 금 나노입자 집합체를 형성할 우려가 있다. In the method of preparing the nanoparticles for detecting calcium ions of the present invention, after the step of mixing the gold nanoparticle solution and the nucleotide solution, the step of adjusting the pH to 4 to 8 may be further performed. In the present invention, when the pH is less than 4 or more than 8, nucleotides are not bonded to the surface of the gold nanoparticles, and there is a fear that gold nanoparticle aggregates are formed by bonding between the gold nanoparticles.

본 발명에서 상기 pH를 조절하는 단계는 완충 용액을 금 나노입자 용액 및 뉴클레오티드 용액의 혼합 용액에 첨가함으로써 수행될 수 있다. 본 발명에서 상기 완충 용액의 종류는 특별히 한정되지 않고, 상기 범위 내로 pH를 조절할 수 있는 것이라면 제한 없이 가능하다. 본 발명에서는 예를 들면, 완충 용액으로서, SPB(sodium phosphate buffer), Tris 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
In the present invention, the step of adjusting the pH may be performed by adding a buffer solution to the mixed solution of the gold nanoparticle solution and the nucleotide solution. In the present invention, the type of the buffer solution is not particularly limited, and any one capable of adjusting pH within the above range is possible without limitation. In the present invention, for example, a buffer solution may include sodium phosphate buffer (SPB), Tris, and the like, but is not limited thereto.

본 발명은 또한, 본 발명에 따른 칼슘 이온 검출용 나노입자 용액과 시료를 혼합하고, 색 변화를 관찰하는 단계를 포함하는 칼슘 이온의 검출 방법에 관한 것이다. The present invention also relates to a method for detecting calcium ions, comprising mixing a sample with a nanoparticle solution for detecting calcium ions according to the present invention and observing a color change.

상기 칼슘 이온 검출용 나노입자 용액은 금 나노입자 용액과 뉴클레오티드 용액을 혼합한 용액을 의미한다.The nanoparticle solution for detecting calcium ion refers to a solution in which a gold nanoparticle solution and a nucleotide solution are mixed.

본 발명의 칼슘 이온의 검출 방법은 칼슘 이온이 미량 포함되어 있는 시료에서도 칼슘 이온 검출이 가능하며, 특히 상기 시료는 칼슘 이온이 0.01 내지 5 mM이 포함된 것일 수 있다.In the method of detecting calcium ions of the present invention, calcium ions can be detected even in a sample containing a small amount of calcium ions, and in particular, the sample may include 0.01 to 5 mM of calcium ions.

상기 칼슘 이온 검출 방법은 pH 4 내지 8 조건 하에서 수행하는 것이 바람직하며, pH 4 미만일 경우에는 금 나노입자 상호 간의 결합에 의해 금 나노입자 집합체를 형성할 우려가 있고, pH 8을 초과하면 금 나노입자 표면에 뉴클레오티드가 결합되지 않는 문제가 있다.
The calcium ion detection method It is preferable to carry out under pH 4 to 8 conditions, and if the pH is less than 4, there is a concern that gold nanoparticle aggregates may be formed by bonding between gold nanoparticles. There is no problem.

이하, 본 발명의 칼슘 이온 검출 방법을 첨부된 도 1을 참조하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a method of detecting calcium ions of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1.

뉴클레오티드의 염기(base) 부분과 배위 결합된 금 나노입자로 구성되는 나노입자 용액과 칼슘 이온을 포함하는 시료를 혼합하면, 뉴클레오티드의 말단에 있는 인산이 칼슘 이온과 화학 결합을 형성하게 되고, 이를 통해 칼슘 이온 검출용 나노입자가 상호 간에 연결되면서 집합체를 형성할 수 있다. When a nanoparticle solution consisting of gold nanoparticles coordinated with the base portion of a nucleotide and a sample containing calcium ions are mixed, phosphate at the end of the nucleotide forms a chemical bond with calcium ions. Calcium ion detection nanoparticles are connected to each other to form an aggregate.

첨부된 도 1은 본 발명의 일 태양에 따른 칼슘 이온의 검출 방법을 모식적으로 나타내는 도면이다. 첨부된 도 1에 나타난 바와 같이, CTP로 안정화된 금 나노입자는 적색을 띠며, 칼슘 이온 존재 하에서는 칼슘 이온 검출용 나노입자(CTP로 안정화된 금 나노입자)가 상호 간에 연결되면서 집합체를 형성한다. 이에 따라, 금 나노입자 집합체는 청색을 띠게 된다. CTP로 안정화된 금 나노입자는 적색을 띠며 칼슘 이온 존재 하에서는 CTP로 안정화된 금 나노입자가 집합체를 형성하여 청색을 띤다. 반면에, 칼슘을 제외한 다른 금속 이온 존재 하에서는 집합체를 형성하지 않으므로 적색을 유지하고 있다.1 is a diagram schematically illustrating a method for detecting calcium ions according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, CTP-stabilized gold nanoparticles have a red color, and in the presence of calcium ions, calcium ion-detecting nanoparticles (CTP-stabilized gold nanoparticles) are connected to each other to form an aggregate. As a result, the gold nanoparticle aggregate becomes blue. The gold nanoparticles stabilized with CTP have a red color, and in the presence of calcium ions, the gold nanoparticles stabilized with CTP form blue as aggregates. On the other hand, in the presence of other metal ions except calcium, the aggregates remain red because they do not form aggregates.

상기와 같이, 시료에 칼슘 이온이 포함되어 있는지 여부에 따라 색 변화가 일어날 수 있기 때문에 본 발명에 따른 칼슘 이온 검출용 나노입자 용액과 시료를 혼합하고, 색 변화를 관찰하는 단계를 수행함으로써 칼슘 이온의 유무를 색 변화를 통해 육안으로 간편하게 확인할 수 있다.
As described above, since the color change may occur depending on whether or not the sample contains calcium ions, the sample is mixed with the nanoparticle solution for detecting calcium ions according to the present invention and the sample is observed to perform a step of observing the color change. You can easily check the presence or absence of color through visual changes.

본 발명은 또한, 본 발명에 따른 칼슘 이온 검출용 나노입자 용액과 시료를 혼합하고, 자외선/가시광선 스펙트럼을 측정하는 단계를 포함하는 칼슘 이온의 검출 방법에 관한 것이다. The present invention also relates to a method for detecting calcium ions, which comprises mixing a sample with a calcium ion detection nanoparticle solution according to the present invention and measuring a UV / visible spectrum.

상기 칼슘 이온 검출 방법에서도 pH 4 내지 8 조건 하에서 수행하는 것이 바람직하다.
Even in the calcium ion detection method Preference is given to performing under pH 4-8 conditions.

이하, 본 발명의 칼슘 이온의 검출 방법을 첨부된 도 5를 참조로 하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a method of detecting calcium ions of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 5.

첨부된 도 5는 다양한 금속 이온의 존재 하에서 본 발명에 따른 칼슘 이온 검출용 나노입자 용액의 자외선/가시광선 흡광 스펙트럼을 측정한 그래프이다. 첨부된 도 5에 나타난 바와 같이, 철 이온, 카드뮴 이온, 코발트 이온, 구리 이온, 수은 이온, 칼륨 이온, 마그네슘 이온, 나트륨 이온, 니켈 이온 및 아연 이온의 존재 시에는 금속 이온이 없는 경우와 유사한 흡광 스펙트럼을 나타내고 있지만, 칼슘 이온의 존재 시에는 상기 다른 이온이 존재하는 경우와 상이한 흡광 스펙트럼을 나타내고 있다. 5 is a graph illustrating ultraviolet / visible absorption spectra of the nanoparticle solution for detecting calcium ions according to the present invention in the presence of various metal ions. As shown in FIG. 5, in the presence of iron ions, cadmium ions, cobalt ions, copper ions, mercury ions, potassium ions, magnesium ions, sodium ions, nickel ions, and zinc ions, absorption similar to that in the absence of metal ions Although the spectrum is shown, in the presence of calcium ions, the absorption spectrum is different from that in the case where the other ions are present.

상기와 같이, 시료에 칼슘 이온이 포함되어 있는지 여부에 따라 흡광 스펙트럼이 다르기 때문에 본 발명에 따른 칼슘 이온 검출용 나노입자 용액과 시료를 혼합하고, 자외선/가시광선 스펙트럼을 측정하는 단계를 수행함으로써 칼슘 이온의 유무를 흡광 스펙트럼을 통해 확인할 수 있다. As described above, since the absorbance spectrum is different depending on whether or not the sample contains calcium ions, the calcium ion detection nanoparticle solution according to the present invention is mixed with the sample, and the ultraviolet / visible spectrum is measured to perform calcium The presence or absence of ions can be confirmed through an absorption spectrum.

본 발명에서 상기 자외선/가시광선 스펙트럼을 측정하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 이 분야에서 통상적으로 사용되는 모든 공지의 수단을 사용할 수 있다.
In the present invention, the method for measuring the ultraviolet / visible spectrum is not particularly limited, and all known means commonly used in the art may be used.

본 발명은 또한, 본 발명에 따른 칼슘 이온 검출용 나노입자를 포함하는 칼슘 이온 센서에 관한 것이다. The present invention also relates to a calcium ion sensor comprising the nanoparticles for detecting calcium ions according to the present invention.

본 발명에서 상기 칼슘 이온 센서의 형태는 특별히 제한되지 않고, 본 발명에 따른 칼슘 이온 검출용 나노입자를 포함하는 형태라면 제한 없이 가능하다. In the present invention, the form of the calcium ion sensor is not particularly limited, and any form including the calcium ion detection nanoparticles according to the present invention may be used without limitation.

상기 칼슘 이온 센서의 구체적인 예로서, 칼슘 이온 검출용 나노입자를 포함하는 용액이 담겨 있는 용기 또는 칼슘 이온 검출용 나노입자가 부착되어 있는 키트(kit) 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
As a specific example of the calcium ion sensor, it may be a container in which a solution containing the calcium ion detection nanoparticles is contained or a kit to which the calcium ion detection nanoparticles are attached, but is not limited thereto.

[[ 실시예Example ]]

이하 본 발명에 따르는 실시예 및 본 발명에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples and comparative examples, but the scope of the present invention is not limited by the following examples.

실시예Example 1 One

금 나노입자 용액의 제조Preparation of Gold Nanoparticle Solutions

왕수(염산:질산 = 3:1, 부피비)를 가지고 유리 용기를 세척한 후, 두 번 증류한 증류수를 가지고 추가 세척을 하였다. 그 후, 농도가 1.0 mM인 HAuCl4ㆍ3H2O(Sigma Aldrich(제)) 용액 500 mL를 상기 세척한 유리 용기에 넣고, 농도가 38.8 mM인 시트르산 염(Sigma Aldrich(제)) 용액 50 mL를 상기 유리 용기에 넣은 후, 끓이면서 격렬하게 교반하였으며, 진한 적색이 나타난 후, 15 분 동안 끓이면서 교반하였다. 그 후, 상기 용액을 계속 교반하면서 상온으로 냉각시켜 13 nm의 평균 직경을 가지는 금 나노입자 용액을 제조하였다.
The glass vessel was washed with aqua regia (hydrochloric acid: nitric acid = 3: 1, volume ratio), and then further washed with distilled water twice distilled. Thereafter, 500 mL of a HAuCl 4 3H 2 O (Sigma Aldrich) solution having a concentration of 1.0 mM was placed in the washed glass container, and 50 mL of a citrate salt (Sigma Aldrich) solution having a concentration of 38.8 mM. Was added to the glass vessel and stirred vigorously while boiling, followed by stirring while boiling for 15 minutes after dark red color appeared. Thereafter, the solution was cooled to room temperature with continuous stirring to prepare a gold nanoparticle solution having an average diameter of 13 nm.

CTPCTP 가 end 결합된Combined 금 나노입자 (칼슘 이온 검출용 나노입자)의 제조 Preparation of gold nanoparticles (nanoparticles for calcium ion detection)

상기에서 제조된 시트르산으로 안정화된 10.76 nM의 금 나노입자 279 μL에 1.5 mM CTP 200 μL를 혼합하였다. 혼합 후 5분 동안 배양(incubation)시켜 CTP가 결합된 금 나노입자를 제조하였다.
200 μL of 1.5 mM CTP was mixed with 279 μL of 10.76 nM gold nanoparticles stabilized with citric acid prepared above. After mixing, the mixture was incubated for 5 minutes to prepare CTP-bound gold nanoparticles.

시험예Test Example 1  One

상기 실시예 1에서 제조된 CTP가 결합된 금 나노입자(칼슘 이온 검출용 나노입자)의 칼슘 이온에 대한 적정 실험을 위해, 마이크로튜브에 10.76 nM의 금 나노입자를 279 ㎕씩 취하여 최종 농도 3 nM이 되도록 하고, 여기에 1.5 mM CTP를 각각 200 ㎕씩 취하여 최종 농도가 300 μM이 되도록 용액을 제조하였다. 이때, 두 용액을 혼합한 후 5분간 금 나노입자가 CTP에 의하여 안정화될 수 있는 시간을 제공하였다. For titration experiments on calcium ions of the CTP-coupled gold nanoparticles (calcium ion detection nanoparticles) prepared in Example 1, 279 μl of 10.76 nM gold nanoparticles were added to a microtube, and the final concentration was 3 nM. To this, a 1.5 mM CTP was added to each 200 μl to prepare a solution such that the final concentration was 300 μM. At this time, the gold nanoparticles were allowed to stabilize by CTP for 5 minutes after mixing the two solutions.

한편, 다른 마이크로튜브에 외부 요인에 의한 급격한 변화를 방지하기 위해 10 mM SPB(pH 7.0)를 100 ㎕ 취하여 최종 농도 1 mM이 되도록 하고, 금 나노입자의 집합체 형성을 방지하기 위하여 0.25 M NaCl을 100 ㎕ 취하여 최종 농도 0.025 M이 되도록 혼합하였다. 나머지 부피는 221 ㎕의 3차 증류수로 채웠다. 앞서 만든 금 나노입자 및 CTP 용액 479 ㎕와 완충용액/염 421 ㎕를 혼합한 뒤 UV 셀에 넣고, 마지막으로 각각 1 mM, 2 mM, 3 mM, 4 mM, 5 mM, 6 mM, 7 mM, 8 mM, 9 mM, 10 mM 칼슘 이온 100 ㎕를 첨가하여 총 1 mL 혼합 용액에 최종 농도 0.1 mM, 0.2 mM, 0.3 mM, 0.4 mM, 0.5 mM, 0.6 mM, 0.7 mM, 0.8 mM, 0.9 mM, 1 mM 이 되도록 하였다. 이 용액을 30초에 한 번씩, 5분 동안 400 nm에서 800 nm 파장까지 시간에 따라 관찰하였다. 이때의 실험조건은 총 부피 1 mL 안에 최종 농도가 금 나노입자(3 nM), CTP(300 μM), pH 7.0 완충용액(SPB 1 mM, NaCl 0.025 M), 칼슘 이온(0 mM, 0.1 mM, 0.2 mM, 0.3 mM, 0.4 mM, 0.5 mM, 0.6 mM, 0.7 mM, 0.8 mM, 0.9 mM, 1 mM)였다.On the other hand, 100 μl of 10 mM SPB (pH 7.0) was added to a final concentration of 1 mM in order to prevent sudden changes due to external factors in other microtubes, and 0.25 M NaCl 100 Take μl and mix to a final concentration of 0.025 M. The remaining volume was filled with 221 μl of tertiary distilled water. 479 μl of the previously prepared gold nanoparticles and CTP solution and 421 μl of buffer / salt were mixed and put into a UV cell. Finally, 1 mM, 2 mM, 3 mM, 4 mM, 5 mM, 6 mM, 7 mM, Add 100 μl of 8 mM, 9 mM, 10 mM calcium ions to the total 1 mL mixed solution with a final concentration of 0.1 mM, 0.2 mM, 0.3 mM, 0.4 mM, 0.5 mM, 0.6 mM, 0.7 mM, 0.8 mM, 0.9 mM, 1 mM was made. This solution was observed over time once every 30 seconds from 400 nm to 800 nm wavelength for 5 minutes. In this experiment, the final concentration of gold nanoparticles (3 nM), CTP (300 μM), pH 7.0 buffer solution (SPB 1 mM, NaCl 0.025 M), calcium ion (0 mM, 0.1 mM, 0.2 mM, 0.3 mM, 0.4 mM, 0.5 mM, 0.6 mM, 0.7 mM, 0.8 mM, 0.9 mM, 1 mM).

칼슘 이온의 농도가 증가함에 따라 600 nm 파장의 흡광도가 증가하였다[도 2]. 특히, 0.6 mM 칼슘 이온 투입 시에는 금 나노입자의 색이 급격히 붉은색에서 푸른색으로 변함을 확인할 수 있었다. As the concentration of calcium ions increased, the absorbance at 600 nm wavelength increased [FIG. 2]. In particular, when the 0.6 mM calcium ion was added it was confirmed that the color of the gold nanoparticles rapidly changed from red to blue.

칼슘 이온에 대한 적정 실험을 2회 더 수행하여 칼슘 이온 투입 후 5분 뒤 농도에 따른 600 nm 파장의 흡광도 변화를 도시하였다[도 3]. 이는 칼슘 이온의 정량분석이 가능함을 의미한다.
Titration experiments were further performed on calcium ions twice to show absorbance changes of 600 nm wavelength depending on the concentration 5 minutes after calcium ions were injected [FIG. 3]. This means that quantitative analysis of calcium ions is possible.

시험예Test Example 2 2

CTP 농도 증가에 따른 상기 실시예 1에서 제조된 CTP가 결합된 금 나노입자(칼슘 이온 검출용 나노입자)의 안정성을 평가하기 위해, 칼슘 이온에 대한 적정 실험을 수행하였다. 이때의 실험조건은 총 부피 1 mL 안에 최종 농도가 금 나노입자(3 nM), CTP(0.3 mM, 3 mM, 6 mM), pH 7.0 완충용액(SPB 1 mM, NaCl 0.025 M), 칼슘 이온(0.1 mM, 0.2 mM, 0.3 mM, 0.4 mM, 0.5 mM, 0.6 mM, 0.7 mM, 0.8 mM, 0.9 mM, 1 mM)이 되도록 각각의 용액을 만든 후 UV 전 파장 스펙트럼을 얻었다.In order to evaluate the stability of the CTP-bound gold nanoparticles (calcium ion detection nanoparticles) prepared in Example 1 with increasing CTP concentration, a titration experiment was performed on calcium ions. In this experiment, the final concentration of gold nanoparticles (3 nM), CTP (0.3 mM, 3 mM, 6 mM), pH 7.0 buffer solution (SPB 1 mM, NaCl 0.025 M), calcium ions ( 0.1 mM, 0.2 mM, 0.3 mM, 0.4 mM, 0.5 mM, 0.6 mM, 0.7 mM, 0.8 mM, 0.9 mM, 1 mM) were made to each solution to obtain a full UV spectrum spectrum.

CTP 농도가 증가함에 따라 금 나노입자가 안정화되는 것을 관찰할 수 있었다. CTP 농도(0.3 mM, 3 mM, 6 mM)에 따른 칼슘 이온 농도(0-1 mM)에 대한 Δ 600 nm 파장의 흡광도 변화(5분)는 도 4를 통해 확인할 수 있다. 즉, CTP는 금 나노입자를 안정화시켜 CTP 농도가 증가할수록 높은 농도의 칼슘 이온의 검출이 가능하다. 결과적으로, CTP 농도를 조절하여 용이하게 칼슘 이온의 검출 범위를 변경할 수 있다.
As the CTP concentration was increased, the gold nanoparticles were observed to stabilize. The change in absorbance (5 minutes) at Δ 600 nm wavelength versus calcium ion concentration (0-1 mM) according to CTP concentration (0.3 mM, 3 mM, 6 mM) can be seen in FIG. 4. That is, CTP stabilizes the gold nanoparticles, and thus, as the CTP concentration increases, it is possible to detect high concentrations of calcium ions. As a result, the detection range of calcium ions can be easily changed by adjusting the CTP concentration.

시험예Test Example 3 3

상기 실시예 1에서 제조된 CTP가 결합된 금 나노입자(칼슘 이온 검출용 나노입자)의 칼슘 이온에 대한 선택성이 다른 금속 이온의 병존 시 영향을 받는지 평가하기 위해, 여러 금속 이온(Na(Ⅰ), K(Ⅰ), Mg(Ⅱ), Ca(Ⅱ), Fe(Ⅲ), Co(Ⅱ), Ni(Ⅱ), Cu(Ⅱ), Zn(Ⅱ), Cd(Ⅱ), Hg(Ⅱ))에 대한 UV 스펙트럼을 측정하였다. In order to evaluate whether the CTP-coupled gold nanoparticles (calcium ion detection nanoparticles) prepared in Example 1 are affected by the coexistence of other metal ions, various metal ions (Na (I)) , K (I), Mg (II), Ca (II), Fe (III), Co (II), Ni (II), Cu (II), Zn (II), Cd (II), Hg (II) UV spectrum was measured for).

이때의 실험조건은 최종 농도가 금 나노입자(3 nM), CTP(300 μM), pH 7.0 완충용액(SPB 1 mM, NaCl 0.025 M), 금속 이온(0.6 mM)이 되도록 각각의 용액을 만들고 금속 이온 첨가 5분 후부터 UV 전파장 스펙트럼을 얻었다. The experimental conditions at this time were to make each solution so that the final concentration of gold nanoparticles (3 nM), CTP (300 μM), pH 7.0 buffer solution (SPB 1 mM, NaCl 0.025 M), metal ions (0.6 mM) UV field spectrum was obtained 5 minutes after the addition of ions.

도 5에서 볼 수 있듯이, 300 μM CTP로 안정화된 금 나노입자는 다른 금속 이온의 존재 하에서는 유의할 만한 변화가 관찰되지 않았으나, 칼슘 이온의 존재에 의하여 600 nm에서의 흡광도가 크게 증가하였다. 600 nm 파장에서의 금속 이온에 대한 흡광도 변화 그래프는 도 6과 같다. 이러한 변화에 의하여 용액의 색은 적색에서 청색으로 변화하는 현저한 변색 특성을 나타내었다[도 7].
As shown in FIG. 5, gold nanoparticles stabilized with 300 μM CTP did not show any significant changes in the presence of other metal ions, but the absorbance at 600 nm was greatly increased due to the presence of calcium ions. 6 is a graph showing changes in absorbance of metal ions at a wavelength of 600 nm. By this change, the color of the solution showed a remarkable discoloration characteristic that changes from red to blue [Fig. 7].

시험예Test Example 4 4

상기 완충용액의 산성도(pH)에 따른 실시예 1에서 제조된 CTP가 결합된 금 나노입자(칼슘 이온 검출용 나노입자)의 안정성을 평가하기 위해, 흡광도 변화를 400 nm에서 800 nm 파장까지 시간에 따라 관찰하였다. 이때의 실험조건은 최종 농도가 금 나노입자(3 nM), CTP(300 μM), pH 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0, 9.0 완충용액(SPB 1 mM, NaCl 0.025 M), 칼슘 이온(0.6 mM)이 되도록 각각의 용액을 만들고 UV 스펙트럼을 측정하였다.In order to evaluate the stability of the CTP-bound gold nanoparticles (calcium ion detection nanoparticles) prepared in Example 1 according to the acidity (pH) of the buffer solution, the absorbance change was changed from 400 nm to 800 nm in time. Observed accordingly. The experimental conditions at this time were the final concentration of gold nanoparticles (3 nM), CTP (300 μM), pH 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0, 9.0 buffer solution (SPB 1 mM, NaCl 0.025 M), calcium ion (0.6 mM) and each solution was measured and UV spectra were measured.

완충용액의 산성도에 따른 Δ 600 nm 파장의 흡광도 변화(5분)는 도 8을 통해 확인할 수 있다. 비록 pH 9에서는 CTP로 안정화된 금 나노입자가 칼슘 이온에 선택적이지 않지만, pH 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0에서는 흡광도 차이가 많이 나지 않는 것을 통해 CTP로 안정화시킨 금 나노입자는 넓은 완충용액 pH의 범위를 가지는 것을 확인할 수 있다. 일반적으로 대부분의 칼슘 이온 화학 프로브들은 pH에 선택적이지만 이 프로브는 넓은 pH 범위에서 잘 작동된다. 결과적으로, 본 발명의 칼슘 이온 검출용 나노입자는 넓은 pH 범위 하에서 칼슘 이온에 선택적인 비색 화학센서로 사용될 수 있다.
Absorbance change (5 minutes) of the Δ 600 nm wavelength according to the acidity of the buffer solution can be confirmed through FIG. Although CTP-stabilized gold nanoparticles are not selective for calcium ions at pH 9, CTP-stabilized gold nanoparticles have a broad buffer pH due to their low absorbance differences at pH 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, and 8.0. It can be confirmed that it has a range of. Generally, most calcium ion chemical probes are pH selective, but they work well over a wide pH range. As a result, the nanoparticles for detecting calcium ions of the present invention can be used as colorimetric chemical sensors selective to calcium ions under a wide pH range.

시험예Test Example 5 5

0.6 mM 칼슘 이온에 대한 10배 당량에 해당하는 EDTA를 투입하였을 때 흡광도 변화를 관찰하기 위하여 400 nm에서 800 nm 파장까지 시간에 따라 관찰하였다. 이때의 실험조건은 총 부피 1 mL 안에 최종 농도가 금 나노입자(3 nM), CTP(300 μM), pH 7.0 완충용액(SPB 1 mM, NaCl 0.025 M), 칼슘 이온(0.6 mM)이 되도록 각각의 용액을 만든 후 30초에 한 번씩, 5분 동안 시간에 따른 UV 전 파장 스펙트럼을 얻었다. 5분이 지남과 동시에 300 mM EDTA 20 ㎕를 취하여 최종 농도가 칼슘 이온에 대한 10배 당량에 해당하는 6 mM EDTA가 되도록 투입한 후 시간에 따른 UV 전 파장 스펙트럼을 얻었다. In order to observe the change in absorbance when EDTA corresponding to 10-fold equivalent to 0.6 mM calcium ion was added, observation was made over time from 400 nm to 800 nm. The experimental conditions were made so that the final concentration of gold nanoparticles (3 nM), CTP (300 μM), pH 7.0 buffer solution (SPB 1 mM, NaCl 0.025 M) and calcium ions (0.6 mM) in 1 mL total volume. Once every 30 seconds after the solution of the full UV spectrum over time was obtained for 5 minutes. After 5 minutes, 20 µl of 300 mM EDTA was taken and the final concentration was adjusted to 6 mM EDTA corresponding to 10 times equivalent to calcium ions, and then a full wavelength spectrum of UV was obtained over time.

EDTA를 첨가하였을 때, 600 nm 파장에서 증가한 흡광도가 즉시 520 nm의 흡광도로 변화함을 알 수 있다[도 9]. 즉, EDTA 첨가 시 가역적으로 청색에서 적색으로 변화함을 알 수 있다. 이는 도 1과 같이 칼슘 이온에 의해 금 나노입자 집합체를 형성한 것을 알 수 있다.
It can be seen that when EDTA was added, the absorbance increased at 600 nm wavelength immediately changed to absorbance at 520 nm [FIG. 9]. That is, it can be seen that the addition of EDTA reversibly changes from blue to red. This shows that the gold nanoparticle aggregates were formed by calcium ions as shown in FIG. 1.

시험예Test Example 6 6

칼슘 이온 존재 시 CTP로 안정화된 금 나노입자 집합체 형성 여부를 확인하기 위하여 투과 전자 현미경으로 이미지를 얻었다Images were obtained by transmission electron microscopy to confirm the formation of CTP stabilized gold nanoparticle aggregates in the presence of calcium ions.

pH 7.0 완충용액(SPB 1 mM, NaCl 0.025 M)에 최종 농도가 금 나노입자(3 nM), CTP(300 μM)이 되도록 용액을 만들어 투과전자현미경으로 이미지를 얻었다[도 10의 A)]. The solution was prepared in a pH 7.0 buffer solution (SPB 1 mM, NaCl 0.025 M) so that the final concentration was gold nanoparticles (3 nM) and CTP (300 μM), and images were obtained by transmission electron microscopy (FIG. 10A).

앞의 용액에 칼슘 이온(0.6 mM)을 첨가 후 투과 전자 현미경 이미지를 얻었다[도 10의 B)]. After adding calcium ions (0.6 mM) to the previous solution, transmission electron microscopy images were obtained (FIG. 10B).

도 10의 A)에는 CTP로 안정화된 금 나노입자가 분산 분포되어 있다. 반면, 도 10의 B)에서는 칼슘 이온에 의해 금 나노입자 집합체가 형성됨을 확인하였다. In FIG. 10A, gold nanoparticles stabilized with CTP are dispersedly distributed. In contrast, in FIG. 10B, gold nanoparticle aggregates were formed by calcium ions.

Claims (19)

금 나노입자; 및
상기 금 나노입자의 표면에 결합된 뉴클레오티드
를 포함하는 칼슘 이온 검출용 나노입자. Gold nanoparticles; And
Nucleotides bound to the surface of the gold nanoparticles
Calcium ion detection nanoparticles comprising a. 제 1 항에 있어서,
금 나노입자는 그 평균 직경이 5 nm 내지 50 nm 인 칼슘 이온 검출용 나노입자. The method of claim 1,
Gold nanoparticles are nanoparticles for calcium ion detection having an average diameter of 5 nm to 50 nm. 제 1 항에 있어서,
뉴클레오티드의 염기(base) 부분이 금 나노입자의 표면에 배위 결합되어 있는 칼슘 이온 검출용 나노입자.The method of claim 1,
Calcium ion detection nanoparticles in which the base portion of the nucleotides is coordinately bonded to the surface of the gold nanoparticles. 제 1 항에 있어서,
뉴클레오티드는 ATP, CTP, GTP 및 TTP로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 칼슘 이온 검출용 나노입자. The method of claim 1,
Nucleotide is at least one selected from the group consisting of ATP, CTP, GTP and TTP nanoparticles for calcium ion detection. 금 나노입자 용액 및 뉴클레오티드 용액을 혼합하는 단계를 포함하는 칼슘 이온 검출용 나노입자의 제조 방법. Method of producing a nanoparticle for calcium ion detection comprising the step of mixing the gold nanoparticle solution and nucleotide solution. 제 5 항에 있어서,
금 나노입자는 그 평균 직경이 5 nm 내지 50 nm인 칼슘 이온 검출용 나노입자의 제조 방법.The method of claim 5, wherein
Gold nanoparticles have a mean diameter of 5 nm to 50 nm method for producing calcium ion detection nanoparticles. 제 5 항에 있어서,
금 나노입자 용액은 금염 및 환원제를 혼합하여 제조되는 칼슘 이온 검출용 나노입자의 제조 방법. The method of claim 5, wherein
Gold nanoparticle solution is a method for producing nanoparticles for detecting calcium ions prepared by mixing a gold salt and a reducing agent. 제 7 항에 있어서,
금염은 염화금산칼륨(KAuCl4), 염화금산나트륨 수화물(NaAuCl4?2H2O), 사염화금산 수화물(HAuCl4?3H2O), 염화금(Ⅲ)(AuCl3) 및 브롬화금(Ⅲ)(AuBr3)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 칼슘 이온 검출용 나노입자의 제조 방법. The method of claim 7, wherein
Gold salts include potassium chloride (KAuCl 4 ), sodium chloride hydrate (NaAuCl 4 -2H 2 O), gold tetrachloride hydrate (HAuCl 4 -3H 2 O), gold chloride (III) (AuCl 3 ) and gold bromide (III) ( AuBr 3 ) one or more methods for producing calcium ion detection nanoparticles selected from the group consisting of. 제 7 항에 있어서,
환원제는 시트르산인 칼슘 이온 검출용 나노입자의 제조 방법. The method of claim 7, wherein
A reducing agent is a method for producing nanoparticles for detecting calcium ions which are citric acid. 제 5 항에 있어서,
뉴클레오티드는 ATP, CTP, GTP 및 TTP로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 칼슘 이온 검출용 나노입자의 제조 방법. The method of claim 5, wherein
Nucleotide is one or more selected from the group consisting of ATP, CTP, GTP and TTP method for producing calcium ion detection nanoparticles. 제 5 항에 있어서,
금 나노입자 용액과 뉴클레오티드 용액은 1 내지 15 분 동안 혼합하는 칼슘 이온 검출용 나노입자의 제조 방법.The method of claim 5, wherein
Gold nanoparticle solution and nucleotide solution is a method for producing a calcium ion nanoparticles for mixing for 1 to 15 minutes. 제 5 항에 있어서,
금 나노입자 용액 및 뉴클레오티드 용액을 혼합 후, pH를 4 내지 8로 조절하는 단계를 추가로 포함하는 칼슘 이온 검출용 나노입자의 제조 방법. The method of claim 5, wherein
After mixing the gold nanoparticle solution and nucleotide solution, the method of producing a calcium ion detection nanoparticles further comprising the step of adjusting the pH to 4 to 8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 칼슘 이온 검출용 나노입자 용액과 시료를 혼합하고, 색 변화를 관찰하는 단계를 포함하는 칼슘 이온의 검출 방법. A method for detecting calcium ions, comprising mixing a sample with a calcium ion detection nanoparticle solution according to any one of claims 1 to 4 and a sample, and observing a color change. 제 13 항에 있어서,
상기 시료는 칼슘 이온이 0.01 내지 5 mM을 포함하는 칼슘 이온의 검출 방법.The method of claim 13,
The sample is a method for detecting calcium ions containing calcium ions 0.01 to 5 mM. 제 13 항에 있어서,
색 변화는 칼슘 이온 존재 시 청색으로 변화하는 칼슘 이온의 검출 방법.The method of claim 13,
Color change is a method of detecting calcium ions that turn blue in the presence of calcium ions. 제 13 항에 있어서,
pH 4 내지 8 조건 하에서 수행하는 칼슘 이온의 검출 방법.The method of claim 13,
Method for detecting calcium ions carried out under pH 4 to 8 conditions. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 칼슘 이온 검출용 나노입자 용액과 시료를 혼합하고, 자외선/가시광선 스펙트럼을 측정하는 단계를 포함하는 칼슘 이온의 검출 방법. A method for detecting calcium ions, comprising mixing a sample of calcium ion detection nanoparticle solution according to any one of claims 1 to 4 and a sample and measuring an ultraviolet / visible spectrum. 제 17 항에 있어서,
pH 4 내지 8 조건 하에서 수행하는 칼슘 이온의 검출 방법.The method of claim 17,
Method for detecting calcium ions carried out under pH 4 to 8 conditions. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 칼슘 이온 검출용 나노입자를 포함하는 칼슘 이온 센서.Calcium ion sensor comprising the nanoparticles for detecting calcium ions according to any one of claims 1 to 4.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107309437A (en) * 2017-07-07 2017-11-03 东北师范大学 A kind of gold nano star/calcium phosphate nano particle and preparation method thereof
CN111380861A (en) * 2018-12-28 2020-07-07 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 Detection reagent combination and detection method for cesium ions
KR20210013962A (en) 2019-07-29 2021-02-08 한국과학기술연구원 Colorimetric sensor for detecting calcium ion, barium ion or cadmium ion comprising silver nanoparticles and anionic surfactant, a method for producing the same and calcium ion, barium ion or cadmium ion detection method using the same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008119181A1 (en) 2007-04-02 2008-10-09 Mcmaster University Stabilized gold nanoparticles and methods of making the same
KR100963539B1 (en) 2007-12-11 2010-06-15 한국표준과학연구원 Evaluation Method of Organic or Bio- Conjugation on Nanoparticles Using Imaging of Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry
KR101151800B1 (en) * 2009-02-04 2012-06-01 국민대학교산학협력단 Sensors for Detecting Calcium Ions

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107309437A (en) * 2017-07-07 2017-11-03 东北师范大学 A kind of gold nano star/calcium phosphate nano particle and preparation method thereof
CN111380861A (en) * 2018-12-28 2020-07-07 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 Detection reagent combination and detection method for cesium ions
CN111380861B (en) * 2018-12-28 2022-09-06 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 Detection reagent combination and detection method for cesium ions
KR20210013962A (en) 2019-07-29 2021-02-08 한국과학기술연구원 Colorimetric sensor for detecting calcium ion, barium ion or cadmium ion comprising silver nanoparticles and anionic surfactant, a method for producing the same and calcium ion, barium ion or cadmium ion detection method using the same

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