KR20130129704A - 나노입자 제작용 주형 및 이를 이용한 나노입자의 제조 방법 - Google Patents

나노입자 제작용 주형 및 이를 이용한 나노입자의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

나노입자 제작용 주형, 이를 이용한 나노입자의 제조 방법 및 상기 방법을 이용하여 제작된 나노입자 및 나노입자 복합체에 관한 것이다. 일 구체예에 따른 나노입자 제작용 주형 및 이를 이용하여 제작된 나노입자에 따르면, 다양한 형태의 금속 나노입자들을 효율적으로 제작할 수 있다.

Description

나노입자 제작용 주형 및 이를 이용한 나노입자의 제조 방법{Template for manufacturing nanoparticle and method for preparing nanoparticle using the same}
나노입자 제작용 주형, 이를 이용한 나노입자의 제조 방법 및 상기 방법을 이용하여 제작된 나노입자 및 나노입자 복합체에 관한 것이다.
나노기술의 도래는 다양한 기술 분야에서 활용되어 진보적 성장을 야기하고 있다. 나노기술은 예를 들어, 작은 분자 1개의 대략적 크기에 해당하는 나노미터 단위의 물질을 이용하여 원하는 구조물을 제조하고, 이를 다양한 분야에 응용하는 기술을 말한다.
금속 나노입자는 이들의 광물리적, 화학적 성질을 이용하여 단일 세포 및 단분자 분석이 가능한 나노 생체 분석이나 기존의 바이오센서에 나노 기술이 접목된 나노바이오 센서 개발에 많이 사용되고 있다. 또한, 금속 나노 입자의 표면 플라즈몬 흡수 특성과 주위 환경의 변화에 민감하게 반응하는 점을 이용하여 단백질-단백질 상호 작용과 다른 생체 분자간 상호 작용 및 DNA 배열 해독에 응용할 수도 있다. 특히, 금 나노입자는 빛을 흡수한 후에 열로 방출하는 특성을 이용하여 특정세포의 파괴를 통한 질병 치료에도 사용될 수 있다. 그 외에 팔라듐이나 백금 등의 경우에는 화학적 촉매로도 응용이 가능하다.
금속 나노입자의 구조는 입자 자체의 재료와 함께 그 물리적 성질을 결정하는 가장 중요한 요소이다. 이런 이유로 금속 나노입자의 구조를 제어하고자 하는 연구들은 많이 시도되었다. 주로 금속 이온을 환원할 때에 계면활성제(surfactant) 등을 첨가해 로드(rod) 형태의 금속 나노입자 또는 불균일한 가지를 가지는 나노입자를 형성한 경우들이 대부분이다.
따라서, 천연 또는 인공적인 생물 분자를 이용하여 나노 구조물 및 나노 장치를 제조하는 기술이 도래하게 되었고, 이와 같은 핵산 구조물을 정확하고 효율적으로 제조하는 방법에 관한 많은 연구가 진행되고 있는 실정이다.
2 이상의 단일 가닥 핵산을 포함하는 나노입자 제작용 주형, 이를 이용한 나노입자의 제조 방법 및 상기 방법을 이용하여 제작된 나노입자 및 나노입자 복합체를 제공하기 위한 것이다.
일 양상은 2 이상의 단일 가닥 핵산을 포함하는 것으로, 상기 2 이상의 단일 가닥 핵산은 각각 10개 이상의 임의의 뉴클레오티드를 가지며, 상기 2 이상의 단일 가닥 핵산은 각각 2 이상의 서로 인접한 세그먼트(segment)를 포함하고, 상기 2 이상의 단일 가닥 핵산에 포함된 각각의 세그먼트들은 서로 다른 단일 가닥 핵산에 포함된 세그먼트와 실질적으로 상보적인 결합을 하는 것인 나노입자 제작용 주형을 제공한다.
상기 주형은 나노입자를 제작하기 위하여 사용되는 것으로, 상기 주형을 이용하여 나노입자의 구조를 보다 정밀하게 제어할 수 있다.
용어 "핵산(nucleic acid)"는 "폴리뉴클레오티드(polynucleotide)"와 혼용될 수 있으며, 이는 디옥시리보뉴클레오티드 또는 리보뉴클레오티드의 중합체를 의미한다. 또한, 특별하게 다른 언급이 없는 한 상기 폴리뉴클레오티드는 천연의 폴리뉴클레오티드의 유사체(analogs)를 포함하는 것으로 해석된다. 일 구체예에 따르면, 상기 핵산은 DNA(deoxyribonucleic acid), RNA(ribonucleic acid), PNA(peptide nucleic acid), LNA(locked nucleic acid) 및 그의 유사체로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
일 구체예에 따르면, 상기 주형은 예를 들어, 2개 내지 10개, 2개 내지 8개, 2개 내지 6개 또는 2개 내지 4개의 단일 가닥 핵산을 포함할 수 있다.
일 구체예에 따르면, 상기 단일 가닥 핵산은 예를 들어, 2개 내지 5개, 2개 내지 4개 또는 2개 내지 3개의 세그먼트를 포함할 수 있다.
용어 "세그먼트(segment)"는 상기 단일 가닥 핵산에 포함된 폴리뉴클레오티드의 일부분을 지칭하는 것으로, 하나의 단일 가닥 핵산에는 2 이상의 세그먼트를 포함할 수 있으며, 상기 2 이상의 세그먼트는 서로 다른 염기 서열을 갖는 폴리뉴클레오티드일 수 있다. 또한, 하나의 단일 가닥 핵산 내에 포함된 세그먼트는 다른 단일 가닥 핵산에 포함된 세그먼트와 실질적으로 상보적인 결합을 할 수 있다.
상기 실질적으로 상보적인 결합은 당업계에 공지된 엄격 조건(stringent conditions) 하에서 서로 다른 2개의 폴리뉴클레오티드가 혼성화되는 것을 의미한다. 상기 엄격 조건은 온도, 이온세기(완충액 농도) 및 유기 용매와 같은 화합물의 존재 등을 조절하여 결정될 수 있으며, 혼성화되는 서열에 따라 다르게 결정될 수 있다. 예를 들어, 엄격 조건은 a) 50℃ 온도 및 0.015 M 소듐 클로라이드/0.0015 M 소듐 시트레이트/0.1% 소듐 도데실 설페이트로 세척하거나, b) 혼성화 완충액 (50% 포름아미드, 2 x SSC 및 10% 덱스트란 설페이트 포함)에서 55℃로 혼성화한 다음, EDTA-함유 0.1 x SSC로 55℃에서 세척하는 조건으로 이루어질 수 있다.
상기 단일 가닥 핵산의 개수 및 상기 단일 가닥 핵산에 포함된 세그먼트의 개수에 따라, 나노입자를 제작하기 위한 다양한 형태의 주형을 제작할 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 2개의 세그먼트가 링커 없이 인접하도록 배치하여 서로 상보적인 2개의 단일 가닥 핵산으로 로드(rod) 형태의 나노입자 제조용 주형을 제작할 수 있으며, 각각 2개의 세그먼트를 갖는 3개의 단일 가닥 핵산으로 Y자 형태의 나노입자 제조용 주형을 제작할 수 있으며, 각각 2개의 세그먼트를 갖는 4개의 단일 가닥 핵산을 이용하여 X자 형태의 나노입자 제조용 주형을 제작할 수 있다.
일 구체예에 따르면, 상기 주형은 상기 2 이상의 단일 가닥 핵산 사이의 상보적으로 결합하는 뉴클레오티드들 사이에 하나 이상의 가교 결합(crosslinking)을 포함할 수 있다. 상기 가교 결합은 예를 들어, 솔라렌을 사용하여 형성할 수 있으며, 상기 가교 결합은 주형의 형상을 더욱 안정적으로 유지할 수 있도록 한다. 솔라렌은 상보적으로 결합된 이중 가닥 핵산에 삽입(intercalation)된 후에, 자외선 A에 의해 핵산의 염기간의 공유 결합을 형성시켜 화학적으로 가교 결합을 유도할 수 있다.
일 구체예에 따르면, 상기 서로 인접한 세그먼트는 링커를 포함하지 않거나, 또는 어느 단일 가닥 핵산의 뉴클레오티드와도 상보적인 결합을 하지 않는 1개 내지 50개의 임의의 뉴클레오티드로 이루어진 링커를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 뉴클레오티드 링커는 단일 가닥 핵산 내에 존재하는 2 이상의 인접한 세그먼트 사이를 연결시키는 역할을 하며, 상기 세그먼트와는 달리 서로 다른 어떠한 단일 가닥 핵산과도 상보적으로 결합하지 않으므로, 좀더 유연한 형태의 나노입자 제조용 주형을 제작할 수 있다.
다른 양상은 상기 나노입자 제작용 주형의 백본(backbone) 또는 상기 주형을 구성하는 핵산 내 염기에 금속 이온 또는 금속 전구체(precursor)가 결합된 것인 나노입자를 제공한다.
상기 살펴본 바와 같이, 상기 나노입자 제작용 주형은 2 이상의 단일 가닥 핵산이 실질적으로 상보적인 결합이 된 이중 가닥 형태의 폴리뉴클레오티드로 이루어져 있으므로, 상기 주형은 음전하를 띄고 있는 인산 백본(phosphate backbone)을 갖게 된다. 따라서, 양전하를 띄는 금속 이온은 상기 인산 백본에 전기적인 인력에 의해 결합할 수 있게 되므로, 상기 나노입자 제작용 주형의 형상과 동일한 형상의 나노입자를 형성할 수 있게 된다. 또한, 특정 금속 전구체의 경우, 핵산을 구성하는 염기에 결합하기도 하는데, 이 경우에도 전기인력에 의한 결합과 마찬가지로 핵산 주형의 형상을 따라 금속 전구체가 결합하게 되고 환원 후에는 결과적으로 주형의 형상과 동일한 구조를 가지는 나노입자가 형성될 수 있다.
한편, 상기 나노입자를 형성할 수 있는 금속은 예를 들어, 금, 은, 구리, 백금, 팔라듐 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
또 다른 양상은 상기 나노입자를 2 이상 포함하는 것으로서, 상기 나노입자의 일 말단이 서로 결합되어 있는 것인 나노입자 복합체를 제공한다. 예를 들어, 상기 나노입자 제작용 주형을 사용하여 Y자 형태의 금 나노입자 및 은 나노입자를 제작한 다음, 상기 금 나노입자 및 은 나노입자의 일 말단을 서로 결합시켜 Y자 형태의 금 나노입자와 은 나노입자가 결합된 나노입자 복합체를 형성할 수 있다. 또는, 상기 나노입자 제작용 주형에 서로 다른 금속 전구체를 결합시킨 후에 주형 의 말단을 결합시켜 환원하면, 마찬가지로 서로 다른 금속으로 이루어진 나노입자 복합체를 형성할 수 있다.
다른 양상은 각각 10개 이상의 임의의 뉴클레오티드를 가지며, 각각 2 이상의 서로 인접한 세그먼트(segment)를 포함하고, 상기 각각의 세그먼트들은 서로 다른 단일 가닥 핵산에 포함된 세그먼트와 실질적으로 상보적인 결합을 하는 2 이상의 단일 핵산 가닥을 혼합하여 혼성화시키는 단계;
상기 혼성화된 결과물에 인터칼레이터(intercalator)를 첨가하여 상기 단일 핵산 가닥 사이를 가교 결합하거나, 또는 상기 단일 가닥 핵산의 혼성화를 통해 만들어진 이중 가닥 핵산을 안정화시켜 핵산 주형을 제작하는 단계; 및
상기 핵산 주형에 금속 이온을 접촉시켜 상기 핵산 주형과 동일한 형상의 나노입자를 형성시키는 단계를 포함하는 나노입자의 제조 방법을 제공한다.
상기 나노입자의 제조 방법을 각 단계별로 상세히 설명하면 다음과 같다:
먼저, 상기 제조 방법은 각각 10개 이상의 임의의 뉴클레오티드를 가지며, 각각 2 이상의 서로 인접한 세그먼트를 포함하고, 상기 각각의 세그먼트들은 서로 다른 단일 가닥 핵산에 포함된 세그먼트와 실질적으로 상보적인 결합을 하는 2 이상의 단일 핵산 가닥을 혼합하여 혼성화시키는 단계 및 상기 혼성화된 결과물에 인터칼레이터(intercalator)를 첨가하여 상기 단일 핵산 가닥 사이를 가교 결합하거나, 또는 상기 단일 가닥 핵산의 혼성화를 통해 만들어진 이중 가닥 핵산을 안정화시켜 핵산 주형을 제작하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단계는 상기 설명한 나노입자 제작용 주형을 제작하는 과정을 설명한 것이며, 상기 2 이상의 단일 핵산 가닥에서의 핵산의 종류, 단일 가닥 핵산의 갯수 및 세그먼트에 대해서는 상기 나노입자 제작용 주형에서 설명하였으므로, 명세서의 복잡성을 방지하기 위해 생략하도록 한다.
한편, 상기 2 이상의 단일 핵산 가닥은 세그먼트 내에 각각 서로 다른 단일 가닥 핵산 내의 세그먼트와 실질적으로 상보적인 결합을 할 수 있는 염기 서열을 포함하고 있으므로, 상기 혼성화는 상기 2 이상의 단일 가닥 핵산들의 Tm 값을 고려하여, 상기 Tm 값보다 온도를 낮추는 방법을 통해 자발적으로 일어나도록 수행할 수 있다.
또한, 상기 제조 방법은 상기 설명한 바와 같이, 주형의 형상을 더욱 안정적으로 유지할 수 있도록 상기 혼성화된 결과물에 인터칼레이터(intercalator)를 첨가하여 상기 단일 핵산 가닥 사이를 가교 결합하거나, 또는 상기 단일 가닥 핵산의 혼성화를 통해 만들어진 이중 가닥 핵산을 안정화시킬 수 있다. 일 구체예에 따르면, 상기 인터칼레이터는 솔라렌(psoralen) 및 그의 유도체, 에티디움 브로마이드(ethidium bromide), 프로플라빈(proflavine), 다우노마이신(daunomycin), 독소루비신(doxorubicin) 및 탈리도미드(thalidomide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
마지막으로, 상기 제조 방법은 상기 핵산 주형에 금속 이온 또는 금속 전구체를 접촉시키고 환원제를 첨가하는 단계를 포함할 수 있다.
일 구체예에 따르면, 상기 금속 이온은 예를 들어, 금, 은, 구리, 백금, 팔라듐 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속 이온 또는 금속 전구체일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
상기 제조된 핵산 주형은 인산 백본을 포함하고 있어, 음전하를 띄고 있으므로, 핵산 주형에 금속 이온을 접촉시키고, 충분한 결합 시간을 준 다음, 결합하지 않은 금속 이온들을 제거하고, 환원제를 첨가하면, 상기 금속 이온이 금속으로 환원되면서, 상기 핵산 주형 위에서 금속이 형성되므로, 상기 핵산 주형과 동일한 형상의 나노입자가 형성될 수 있다. 또한, 핵산의 염기에 결합하는 금속 전구체를 상기 핵산 주형에 접촉시킨 후, 환원시켜 주형의 형상과 동일한 구조를 가지는 나노입자를 형성할 수 있다.
일 구체예에 따른 나노입자 제작용 주형 및 이를 이용하여 제작된 나노입자에 따르면, 다양한 형태의 금속 나노입자들을 효율적으로 제작할 수 있다.
도 1은 일 구체예에 따른 나노입자 제조용 핵산 주형의 다양한 형태를 나타낸 모식도이다.
도 2는 일 구체예 따라 제작된 Y자 형태의 핵산 주형을 형성하는 과정을 나타낸 모식도이다.
도 3은 일 구체예에 따라 제작된 Y자 형태의 핵산 주형을 확인한 전기영동 사진이다.
도 4는 일 구체예에 따라 솔라렌을 첨가하여 가교 결합된 Y자 형태의 핵산 주형을 확인한 전기영동 사진이다.
도 5는 일 구체예의 제조 방법에 의해 제작된 Y자 형태의 금 나노입자를 확인한 전자현미경 사진이다.
도 6은 일 구체예의 제조 방법에 의해 제작된 X자 형태의 금 나노입자를 확인한 전자현미경 사진이다.
이하 하나 이상의 구체예를 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 하나 이상의 구체예를 예시적으로 설명하기 위한 것으로 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 일 구체예에 따른 나노입자 제조용 핵산 주형의 다양한 형태를 나타낸 것이다. 도 1의 (A)는 Y자 형태의 핵산 주형을 도시한 것으로, 3개의 단일 가닥 핵산(101 내지 103) 및 각각의 단일 가닥 핵산에 포함된 6개의 세그먼트(201 내지 206)를 나타낸다. 또한, 도 1의 (B)는 X자 형태의 핵산 주형을 도시한 것으로, 4개의 단일 가닥 핵산(104 내지 107) 및 각각의 단일 가닥 핵산에 포함된 8개의 세그먼트(207 내지 214)를 나타낸다. 도 1의 (A) 또는 도 1의 (B)에 도시된 바와 같이, 단일 가닥 핵산에 포함된 각각의 세그먼트들은 서로 다른 단일 가닥 핵산 내의 세그먼트들과 실질적으로 상보적인 결합을 하여 Y자 형태의 핵산 주형(201 및 203, 202 및 206, 204 및 205의 상보적인 결합에 의해) 또는 X자 형태의 핵산 주형(208 및 209, 210 및 211, 212 및 213, 214 및 207의 상보적인 결합에 의해)을 형성할 수 있다.
도 1의 (C)는 1자 형태의 핵산 주형을 도시한 것으로, 2개의 단일 가닥 핵산(108 및 109) 및 각각의 단일 가닥 핵산에 포함된 4개의 세그먼트(215 내지 218)를 나타낸다. 상기 1자 형태의 핵산 주형은 2개 이상이 모여 11자 형태의 핵산 주형을 구성할 수 있다. 또한, 도 1의 (D)는 아령(dumbbell) 모양의 핵산 주형을 도시한 것으로, 4개의 단일 가닥 핵산(110 내지 113) 및 각각의 단일 가닥 핵산에 포함된 총 10개의 세그먼트(219 내지 228)를 나타낸다. 도 1의 (C) 또는 도 1의 (D)에 도시된 바와 같이, 단일 가닥 핵산에 포함된 각각의 세그먼트들은 서로 다른 단일 가닥 핵산 내의 세그먼트들과 실질적으로 상보적인 결합을 하여 1자 형태의 핵산 주형(215 및 217, 216 및 218의 상보적인 결합에 의해) 또는 아령 모양의 핵산 주형(219 및 228, 220 및 225, 221 및 222, 223 및 224, 226 및 227의 상보적인 결합에 의해)을 형성할 수 있다.
상기 Y자 형태, X자 형태, 1자 형태 및 아령 모양의 핵산 주형은 일 예시에 불과하며, 단일 가닥 핵산 및 상기 단일 가닥 핵산 내의 세그먼트의 수에 따라 다양한 형태의 핵산 주형을 형성할 수 있다. 또한, 상기 형성된 핵산 주형을 이용하여 하기 실시예에 따라 Y자, X자, 1자 및 아령 모양과 같은 다양한 형태의 금속 나노입자를 제작할 수 있다.
실시예 1: Y자 형태의 나노입자 제조용 핵산 주형의 제작
Integrated DNA Technologies에 의뢰하여 제작된 서열 번호 1 내지 서열번호 3의 염기 서열을 갖는 폴리뉴클레오티드를 각각 0.1 mM 씩 동일한 농도로 혼합한 다음, 혼성화 과정을 수행하여 Y자 형태의 나노입자 제조용 핵산 주형을 제작하였다. 도 2는 제작된 Y자 형태의 핵산 주형을 형성하는 과정을 모식도로 나타낸 것이며, 혼성화는 다음과 같은 과정으로 수행하였다:
상기 혼합한 폴리뉴클레오티드를 95℃에서 2분 동안 방치한 다음, 65℃로 온도를 낮추고 2분 동안 방치하였다. 이후, 60℃로 온도를 낮추고 5.5분 동안 방치한 다음, 1℃로 온도를 낮추어 30초 동안 방치하는 과정을 반복하여 상기 혼합한 폴리뉴클레오티드의 온도가 20℃가 되도록 하였다. 이후, 온도를 4℃로 낮추어 혼성화를 완료하였다. 완료된 폴리뉴클레오티드는 이후, 나노입자 제조에 사용하기 전까지 4℃ 또는 -20℃에 보관하였다.
상기 혼성화 과정은 1x TE (pH 8.0) 완충액 내에서 수행되었으며, 때에 따라 상기 완충액에 NaCl을 첨가하여 100 mM 농도가 되도록 하였다. 상기 온도 조절은 Eppendorf 사의 thermal cycler를 이용하였다.
상기 제작한 나노입자 제조용 핵산 주형을 전기영동을 통해 확인하였다. 도 3에서 보는 바와 같이, 상기 제작 과정을 통해 서열 번호 1 내지 서열 번호 3의 염기 서열을 갖는 폴리뉴클레오티드들이 서로 혼성화된 Y자 형태의 폴리뉴클레오티드를 확인할 수 있었다(레인 3). 한편, 도 3에서 레인 1은 서열 번호 1의 염기 서열을 갖는 단일 가닥의 폴리뉴클레오티드를, 레인 2는 서열 번호 1의 염기 서열을 갖는 폴리뉴클레오티드와 서열 번호 2의 염기 서열을 갖는 폴리뉴클레오티드의 일부 세그먼트(segment)들이 서로 혼성화된 형태의 폴리뉴클레오티드를 나타낸다.
실시예 2: 핵산 가닥 사이에 가교 결합(crosslinking)된 나노입자 제조용 핵산 주형의 제작
상기 실시예 1에서 제작된 Y자 형태의 나노입자 제조용 핵산 주형과 솔라렌(psoralen)을 1:100의 몰농도 비율로 혼합한 다음, 1시간 동안 교반하면서 UV(365 nm)를 조사하였다. 이후, 상기 혼합물으로부터 결합하지 않은 솔라렌을 여과하여 제거하고, 솔라렌이 결합된 폴리뉴클레오티드를 증류수에 현탁하여 핵산 가닥 사이에 가교 결합된 나노입자 제조용 핵산 주형을 완성하였다.
도 4는 실시예 1에서 제작된 Y자 형태의 나노입자 제조용 핵산 주형(레인 3)과 상기 제작된 핵산 주형(레인 4)을 비교한 전기영동 결과를 나타낸다. 도 4에서 보는 바와 같이, 핵산 가닥 사이에 가교 결합된 나노입자 제조용 핵산 주형의 밴드가 좀더 응축된 형태인 것으로 볼 때, 솔라렌에 의해 가교 결합된 Y자 형태의 핵산 주형이 균일한 형상을 갖고 있음을 예상할 수 있었다.
실시예 3: Y자 형태의 나노입자 제작
상기 실시예 2에서 제작된 핵산 가닥 사이에 가교 결합된 Y자 형태의 나노입자 제조용 핵산 주형과 HAuCl4수용액을 1:100의 몰농도 비율로 교반하면서 혼합한 다음, 12시간 동안 상온에서 인큐베이션 하였다. 이후, 상기 혼합물으로부터 결합하지 않은 금 이온을 여과하여 제거하고, 금 이온이 결합된 폴리뉴클레오티드를 증류수에 현탁하였다. 상기 현탁액에 환원제(NaBH4)를 1:10의 몰농도 비율로 첨가하고 교반하여 혼합한 다음, 5분 내지 1시간 동안 상온에서 인큐베이션 하였다. 이후, 물에서 투석하거나, 환원제와 동일 몰농도 비율로 HCl 용액을 첨가하여 환원 과정을 종료시켜 Y자 형태의 금 나노입자를 제작하였다.
상기 제작된 Y자 형태의 금 나노 입자를 UV/Vis 분광계(spectroscopy)와 투과전자현미경(TEM)을 이용해 관찰하였다. 도 5에서 보는 바와 같이, 한 변의 길이가 약 10 nm 정도인 Y자 형태의 금 나노입자를 확인할 수 있었다.
또한, Y자 형태의 핵산 주형 대신 X자 형태의 핵산 주형을 이용하여 상기 실시예와 동일한 방법으로 제작한 X자 형태의 금 나노입자의 투과전자현미경 사진을 도 6에 나타내었다. 상기 결과로 보아, 상기 실시예와 동일한 방법으로, 다양한 형태의 핵산 주형을 이용하여 다양한 형태의 금속 나노입자를 제작할 수 있음을 확인할 수 있었다.
101 ~ 113: 단일 가닥 핵산
114: 서열번호 1의 폴리뉴클레오티드
115: 서열번호 2의 폴리뉴클레오티드
116: 서열번호 3의 폴리뉴클레오티드
201 ~ 228: 세그먼트
<110> Samsung Electronics Co. Ltd <120> Template for manufacturing nanoparticle and method for preparing nanoparticle using the same <130> PN095126 <160> 3 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> synthetic polynucleotide template for manufacturing Y-shape nanoparticle <400> 1 cgagtaggta cggatctgcg tattgcgaac gactcg 36 <210> 2 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> synthetic polynucleotide template for manufacturing Y-shape nanoparticle <400> 2 cgaccgatga atagcggtca gatccgtacc tactcg 36 <210> 3 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> synthetic polynucleotide template for manufacturing Y-shape nanoparticle <400> 3 cgagtcgttc gcaatacgac cgctattcat cggtcg 36

Claims (17)

  1. 2 이상의 단일 가닥 핵산을 포함하는 것으로, 상기 2 이상의 단일 가닥 핵산은 각각 10개 이상의 임의의 뉴클레오티드를 가지며, 상기 2 이상의 단일 가닥 핵산은 각각 2 이상의 서로 인접한 세그먼트(segment)를 포함하고, 상기 2 이상의 단일 가닥 핵산에 포함된 각각의 세그먼트들은 서로 다른 단일 가닥 핵산에 포함된 세그먼트와 실질적으로 상보적인 결합을 하는 것인 나노입자 제작용 주형.
  2. 제1항에 있어서, 상기 핵산은 DNA(deoxyribonucleic acid), RNA(ribonucleic acid), PNA(peptide nucleic acid), LNA(locked nucleic acid) 및 그의 유사체(analogs)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 주형.
  3. 제1항에 있어서, 상기 주형은 2개 내지 10개의 단일 가닥 핵산을 포함하는 것인 주형.
  4. 제1항에 있어서, 상기 단일 가닥 핵산은 2개 내지 5개의 세그먼트를 포함하는 것인 주형.
  5. 제1항에 있어서, 상기 주형은 상기 2 이상의 단일 가닥 핵산 사이의 상보적으로 결합하는 뉴클레오티드들 사이에 하나 이상의 가교 결합(crosslinking)을 포함하는 것인 주형.
  6. 제1항에 있어서, 상기 서로 인접한 세그먼트는 링커를 포함하지 않거나, 어느 단일 가닥 핵산의 뉴클레오티드와도 상보적인 결합을 하지 않는 1개 내지 50개의 임의의 뉴클레오티드로 이루어진 링커를 더 포함하는 것인 주형.
  7. 제1항에 있어서, 상기 주형은 X자, Y자, 1자 또는 아령의 형상을 갖는 것인 주형.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 나노입자 제작용 주형의 백본(backbone) 또는 상기 주형을 구성하는 핵산 내 염기에 금속 이온 또는 금속 전구체(precursor)가 결합된 것인 나노입자.
  9. 제8항에 있어서, 상기 금속은 금, 은, 구리, 백금, 팔라듐 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 나노입자.
  10. 제8항의 나노입자를 2 이상 포함하는 것으로서, 상기 나노입자의 일 말단이 서로 결합되어 있는 것인 나노입자 복합체.
  11. 각각 10개 이상의 임의의 뉴클레오티드를 가지며, 각각 2 이상의 서로 인접한 세그먼트(segment)를 포함하고, 상기 각각의 세그먼트들은 서로 다른 단일 가닥 핵산에 포함된 세그먼트와 실질적으로 상보적인 결합을 하는 2 이상의 단일 핵산 가닥을 혼합하여 혼성화시키는 단계;
    상기 혼성화된 결과물에 인터칼레이터(intercalator)를 첨가하여 상기 단일 핵산 가닥 사이를 가교 결합하거나, 또는 상기 단일 가닥 핵산의 혼성화를 통해 만들어진 이중 가닥 핵산을 안정화시켜 핵산 주형을 제작하는 단계;
    상기 핵산 주형에 금속 이온을 접촉시키고 환원제를 첨가하는 단계를 포함하는 나노입자의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 인터칼레이터는 솔라렌(psoralen), 에티디움 브로마이드(ethidium bromide), 프로플라빈(proflavine), 다우노마이신(daunomycin), 독소루비신(doxorubicin) 및 탈리도미드(thalidomide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 핵산은 DNA(deoxyribonucleic acid), RNA(ribonucleic acid), PNA(peptide nucleic acid), LNA(locked nucleic acid) 및 그의 유사체(analogs)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 주형은 2개 내지 10개의 단일 가닥 핵산을 포함하는 것인 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 단일 가닥 핵산은 2개 내지 5개의 세그먼트를 포함하는 것인 방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 서로 인접한 세그먼트는 어느 단일 가닥 핵산의 뉴클레오티드와도 상보적인 결합을 하지 않는 1개 내지 50개의 임의의 뉴클레오티드로 이루어진 링커를 더 포함하는 것인 방법.
  17. 제11항에 있어서, 상기 금속은 금, 은, 구리, 백금, 팔라듐 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
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