KR20180018375A - 표면 증강 라만 산란에 기초한 바이오 센싱을 위한 이방성 이중 금속-고분자 하이브리드 나노구조체 및 이의 자가 조립 나노구조체 - Google Patents

표면 증강 라만 산란에 기초한 바이오 센싱을 위한 이방성 이중 금속-고분자 하이브리드 나노구조체 및 이의 자가 조립 나노구조체 Download PDF

Info

Publication number
KR20180018375A
KR20180018375A KR1020170100356A KR20170100356A KR20180018375A KR 20180018375 A KR20180018375 A KR 20180018375A KR 1020170100356 A KR1020170100356 A KR 1020170100356A KR 20170100356 A KR20170100356 A KR 20170100356A KR 20180018375 A KR20180018375 A KR 20180018375A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal
polymer
janus
nanoparticles
double metal
Prior art date
Application number
KR1020170100356A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101986537B1 (ko
Inventor
임동우
황은영
Original Assignee
한양대학교 에리카산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한양대학교 에리카산학협력단 filed Critical 한양대학교 에리카산학협력단
Priority to US16/324,278 priority Critical patent/US11913946B2/en
Priority to PCT/KR2017/008620 priority patent/WO2018030785A1/ko
Publication of KR20180018375A publication Critical patent/KR20180018375A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101986537B1 publication Critical patent/KR101986537B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54313—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being characterised by its particulate form
    • G01N33/54346—Nanoparticles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/51—Nanocapsules; Nanoparticles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/51—Nanocapsules; Nanoparticles
    • A61K9/5107—Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/5115—Inorganic compounds
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/65—Raman scattering
    • G01N21/658—Raman scattering enhancement Raman, e.g. surface plasmons
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/531—Production of immunochemical test materials
    • G01N33/532—Production of labelled immunochemicals
    • G01N33/533—Production of labelled immunochemicals with fluorescent label
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366—Apparatus specially adapted for solid-phase testing
    • G01N33/54373—Apparatus specially adapted for solid-phase testing involving physiochemical end-point determination, e.g. wave-guides, FETS, gratings
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/51—Nanocapsules; Nanoparticles
    • A61K9/5107—Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/513—Organic macromolecular compounds; Dendrimers
    • A61K9/5146—Organic macromolecular compounds; Dendrimers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyethylene glycol, polyamines, polyanhydrides

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

본 발명은 이방성 이중 금속-고분자 하이브리드 나노구조체, 즉, 자가 조립된 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체, 이의 자가 조립 나노구조체, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 금속 나노프로브, 약물 전달체, 표면-증강 라만 산란(surface-enhanced Raman scattering, SERS) 기반의 표적 물질 검출 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체는 ODA를 공유 결합시켜 선택적 기능화를 유도한 이중 금속 나노 클러스터 구획 및 전도성 고분자 구획으로 구성되며, 이의 제어된 자가 조립체를 형성함에 따라 SERS 강도가 크게 향상되었다. 따라서 본 발명의 야누스 나노구조체는, 표적 물질 검출을 위한 표면-증강 라만 산란(SERS) 기반 또는 형광 기반의 바이오센싱(Biosensing) 및/또는 바이오이미징(Bioimaging) 측정용 금속 나노프로브로 이용할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체 및 이의 자가 조립된 야누스 나노구조체 클러스터는 양으로 하전된 전도성 고분자 구획을 포함함에 따라, 음으로 하전된 약물과의 정전기적 상호 작용을 통해 약물을 고분자 구획 내로 담지할 수 있으며, 농축된 약물-담지 나노입자를 포함하는 하이드로겔을 형성시키고 전압 또는 pH 조건을 변화시킴으로써 약물 방출을 유도할 수 있으므로, 약물 방출을 조절할 수 있는 약물 전달체로 이용할 수 있다.

Description

표면 증강 라만 산란에 기초한 바이오 센싱을 위한 이방성 이중 금속-고분자 하이브리드 나노구조체 및 이의 자가 조립 나노구조체{Controlled Self-assembly of Anisotropic Bimetal-Polymer Hybrid Nanostructures for Surface Enhanced Raman Scattering-based Biosensing}
본 발명은 이방성 이중 금속-고분자 하이브리드 나노구조체, 즉, 자가 조립된 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체, 이의 자가 조립 나노구조체, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 금속 나노프로브, 약물 전달체, 표면-증강 라만 산란(surface-enhanced Raman scattering, SERS) 기반의 표적 물질 검출 방법에 관한 것이다.
형광(fluorescence; FL) 및 표면 플라스몬 공명(surface plasmon resonance; SPR)을 기본으로 한 다수의 광학 바이오센서는 민감도가 높기 때문에 검출용으로 어플리케이션으로 개발되어 왔다.
라만 분광법은 병원체의 검출 및 확인을 위해 연구되어 왔다. 구체적으로, 표면 강화 라만 산란(Surface-enhanced Raman scattering, SERS)은 주로 초고감도, 좁은 대역폭 및 중요한 다중화 능력으로 인해 분광학적 검출 및 작은 분자, 핵산, 단백질 및 세포의 식별에 있어 큰 관심을 받고 있다(비특허문헌 1). 라만 분광법(Raman spectroscopy)은 진동 천이(vibrational transition)에 기반한 물질의 구조 정보를 얻기 위한 다목적 도구로 사용되었지만, 전통적인 라만 산란은 낮은 민감도에 의해 제한된다. 이와 관련하여 SERS 분광법은 강력한 분석 기술로서 정상적인 라만 산란에 비해 금속 나노입자 표면 근처에서 최대 1014의 놀라운 신호 향상을 제공한다(비특허문헌 2). 이러한 향상은 입자 표면을 가로질러 불균일하게 분포된 전자기장, 즉, 나노입자 간 뾰족한 돌출부 또는 틈인 나노 스케일의 결합부에 존재하는 핫 스팟(hot spot)이 원인이다(비특허문헌 3). 한편, 플라즈몬 금속 나노입자를 개발하고 이의 유용한 광학 특성뿐만 아니라 높은 SERS 효율을 위해 많은 노력이 있었다(비특허문헌 4, 비특허문헌 5). 이러한 플라즈몬 특성은 크기, 형태 및 응집도에 크게 의존한다.
이에, 본 발명자들은 ODA(octadecylamine)를 공유 결합시켜 선택적 기능화를 유도한 이중 금속 클러스터 구획 및 고분자 구획으로 구성된 이중 금속-고분자 나노입자의 제어된 자가 조립체를 개발하여 본 발명을 완성하였다.
K. Kneipp, Y. Wang, H. Kneipp, L. T. Perelman, I. Itzkan, R. R. Dasari, et al., "Single Molecule Detection Using Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS)," Physical Review Letters, vol. 78, pp. 1667-1670, 03/03/ 1997. K. A. Willets and R. P. Van Duyne, "Localized surface plasmon resonance spectroscopy and sensing," Annu. Rev. Phys. Chem., vol. 58, pp. 267-297, 2007. S. L. Kleinman, R. R. Frontiera, A.-I. Henry, J. A. Dieringer, and R. P. Van Duyne, "Creating, characterizing, and controlling chemistry with SERS hot spots," Physical Chemistry Chemical Physics, vol. 15, pp. 21-36, 2013. M. Rycenga, C. M. Cobley, J. Zeng, W. Li, C. H. Moran, Q. Zhang, et al., "Controlling the Synthesis and Assembly of Silver Nanostructures for Plasmonic Applications," Chemical Reviews, vol. 111, pp. 3669-3712, 2011/06/08 2011. A. R. Tao, S. Habas, and P. Yang, "Shape control of colloidal metal nanocrystals," small, vol. 4, pp. 310-325, 2008.
본 발명의 목적은 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체 및 이의 자가 조립된 야누스 나노구조체 클러스터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체 및 이의 자가 조립된 야누스 나노구조체 클러스터를 이용한 표면-증강 라만 산란(SERS) 기반 바이오센싱(Biosensing) 및/또는 바이오이미징(Bioimaging) 측정용 금속 나노프로브를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체 및 이의 자가 조립된 야누스 나노구조체 클러스터를 이용한 형광 기반 바이오센싱(Biosensing) 및/또는 바이오이미징(Bioimaging) 측정용 금속 나노프로브를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체 및 이의 자가 조립된 야누스 나노구조체 클러스터를 이용한 약물 전달체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체 및 이의 자가 조립된 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 표면-증강 라만 산란(SERS) 기반의 표적 물질 검출 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은
이중 금속 나노 클러스터 코어; 및 상기 코어 주위에 방사상으로 위치하는 전도성 고분자 쉘;로 구성되는, 자가 조립된 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체를 제공한다.
상기 이중 금속 나노 클러스터 코어는 제1 금속 및 상기 제1 금속 표면을 감싸는 제2 금속으로 구성된다.
상기 제1 금속 및 제2 금속은 각각 상기 금속은 금, 은, 구리 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나, 반드시 이로 제한되는 것은 아니며, 이 기술분야에 널리 사용되고 있는 금속은 어느 것이나 제한없이 사용될 수 있다.
상기 제1 금속과 제2 금속은 동일하지 않은 것일 수 있다.
상기 전도성 고분자는 폴리피롤(polypyrrole), 폴리싸이오펜(polythiophene), poly(3,4-ethylene dioxythiophene)(PEDOT) 및 폴리아닐린(polyaniline)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것일 수 있으며, 반드시 이로 제한되는 것은 아니나, 바람직하게는 폴리아닐린일 수 있다.
상기 이중 금속 나노 클러스터 코어는 라만 염료를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 “라만 염료”는 라만 활성 유기 화합물을 의미하며, 이 기술분야에서 널리 사용되는 것이라면 어느 것이나 제한없이 사용할 수 있다. 구체적인 예를 들면, MGITC(Malachite green isothiocyanate), RBITC(rhodamine B isothiocyanate), 로다민6G, 아데닌, 4-아미노-피라졸(3,4-d)피리미딘, 2-루오로아데닌, N6-벤조일아데닌, 키네틴, 디메틸-알릴-아미노-아데닌, 제아틴(zeatin), 브로모-아데닌, 8-아자-아데닌, 8-아자구아닌, 4-머캅토피리딘, 6-머캅토퓨린, 4-아미노-6-머캅토피라졸로(3,4-d)피리민딘, 8-머캅토아데닌, 9-아미노-아크리딘 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나, 반드시 이로 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 상기 “이중 금속”이란, 금속 코어-금속 쉘 구조를 이루는 두 종류의 금속을 의미한다.
본 발명에서 상기 “금속 나노 클러스터”란, 금속 나노입자들이 모여서 응집된 응집물(aggregates)을 의미하는 용어로서 이 분야에서 일반적으로 사용되는 용어이다.
본 발명에서 상기 “이중 금속 나노 클러스터”란, 코어-쉘 구조를 이루는 이중 금속 나노입자들이 모여서 응집된 응집물을 의미한다.
본 발명에서 상기 "야누스 나노구조체" 또는 "하이브리드 나노구조체"란, 물리화학적으로 구분되는 두 개의 서로 다른 구획(이중 금속 나노 클러스터 구획(코어) 및 전도성 고분자 구획(쉘))으로 구성된 나노구조체를 말한다.
상기 이중 금속 나노 클러스터는 제1 금속 및 상기 제1 금속 표면을 감싸는 제2 금속으로 구성된다. 상기 이중 금속 나노 클러스터 구획의 한쪽 면에만 전도성 고분자 구획이 부착되어 성장, 즉, 편심 증착(eccentrically deposited)하여 비대칭적인 야누스 나노입자를 형성하고, 상기 야누스 나노입자 내의 이중 금속 나노입자들이 소수성 상호 작용을 통해 자가 조립되어, 이중 금속 나노 클러스터 코어 및 상기 코어 주위에 방사상으로 위치하여 쉘 형태를 나타내는 고분자 구획을 형성한 것을 나타낸다. 상기 야누스 나노입자 내 이중 금속 나노입자들의 소수성 상호 작용은 야누스 나노입자에 ODA(octadecylamine)를 공유 결합시켜 선택적 기능화를 유도함으로써 이루어진다.
본 명세서 상에서 "야누스 나노구조체"는 그 구조가 이중 금속 나노 클러스터 코어-전도성 고분자 쉘을 포함함에 따라, "이중 금속-고분자 야누스 나노입자" 또는 "야누스 나노입자" 또는 "야누스 나노프로브"로도 명명된다. 또한, 본 명세서 상에서 "이중 금속 나노 클러스터 코어 및 상기 코어 주위에 방사상으로 위치하여 쉘 형태를 나타내는 고분자 구획을 형성한 것"은 "특이(superparticular) 구조"라고 명명한다.
다른 측면에서 본 발명은, 본 발명에 따른 야누스 나노구조체를 이용한 표면-증강 라만 산란(SERS) 기반 바이오센싱(Biosensing) 및/또는 바이오이미징(Bioimaging) 측정용 금속 나노프로브를 제공한다.
본 발명에 따른 자가 조립된 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체는 라만 염료를 포함함으로써, 표면-증강 라만 산란 기반 바이오센싱(Biosensing) 및/또는 바이오이미징(Bioimaging)을 위한 금속 나노프로브로 제공될 수 있다.
본 발명에서 “프로브”란, 검출하고자 하는 표적(타겟) 물질과 특이적으로 결합할 수 있는 물질을 의미하며, 상기 결합을 통하여 표적 물질의 존재를 확인할 수 있는 물질을 의미한다.
본 발명에서 “나노프로브”란, 나노 크기의 프로브를 의미한다.
상기 "나노"란 이 기술분야의 통상의 기술자들이 이해하는 정도의 크기 범위를 포함한다. 구체적으로 상기 크기 범위는 0.1 에서 1000 nm의 크기일 수 있으며, 더 구체적으로는 10 에서 1000 nm, 더욱 바람직하게는 20 에서 500 nm, 더 더욱 바람직하게는 40 에서 250 nm 일 수 있다.
본 발명은 본 발명에 따른 야누스 나노구조체를 이용한 형광 기반 바이오센싱(Biosensing) 및/또는 바이오이미징(Bioimaging) 측정용 금속 나노프로브를 제공한다.
본 발명에 따른 자가 조립된 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체는 시아닌(Cyanine)계열 형광분자, 로다민(Rodamine) 계열 형광분자, 옥사진(oxazine) 계열 형광분자, 알렉사(Alexa) 계열 형광분자, FITC(fluorescein isothiocyanate) 형광분자, FAM(5-carboxy fluorescein) 형광분자 및 텍사스 레드(Texas Red) 형광분자를 포함함으로써, 형광을 기반으로 한 이미지를 측정하기 위한 금속 나노프로브로 제공될 수 있다. 구체적으로, 상기 형광염료(R2)는 싸이3(Cy3), 싸이5(Cy5), 플루오레세인 아이소티오시안산염(FITC), 테트라메틸로다민 아이소티오시안산염(RITC), 알렉사(Alexa), 4,4,-다이플루오로-4-보로-3a,4a-다이아자-s-인다센(BODIPY),텍사스 레드(Texas Red), 비오틴 로다민, 쿠마린, Cy, 에보블루(EvoBlue), 옥사진, 카보피로닌, 나프탈렌, 비페닐, 안트라센, 페난트렌, 피렌, 카바졸 등을 기본 골격으로서 갖는 형광 색소나 그 형광 색소의 유도체를 예시할 수 있고, 구체적으로는, CR110 : 카복시로다민 110 : 로다민 그린(상표명), TAMRA : 카복시테트라메틸로다민 : TMR, 카복시로다민 6G : CR6G, ATTO655(상표명), BODIPY FL(상표명) : 4,4-디플루오로-5,7-디메틸-4-보라-3a,4a-디아자-s-인다센-3-프로피온산, BODIPY 493/503(상표명) : 4,4-디플루오로-1,3,5,7-테트라메틸-4-보라-3a,4a-디아자-s-인다센-8-프로피온산, BODIPY R6G(상표명) : 4,4-디플루오로-5-(4-페닐-1,3-부타디에닐)-4-보라-3a,4a-디아자-s-인다센-3-프로피온산, BODIPY 558/568(상표명) : 4,4-디플루오로-5-(2-티에닐)-4-보라-3a,4a-디아자-s-인다센-3-프로피온산, BODIPY 564/570(상표명) : 4,4-디플루오로-5-스티릴-4-보라-3a,4a-디아자-s-인다센-3-프로피온산, BODIPY 576/589(상표명) : 4,4-디플루오로-5-(2-피롤릴)-4-보라-3a,4a-디아자-s-인다센-3-프로피온산, BODIPY 581/591(상표명) : 4,4-디플루오로-5-(4-페닐-1,3-부타디에닐)-4-보라-3a,4a-디아자-s-인다센-3-프로피온산, Cy3(상표명), Cy3B(상표명), Cy3.5(상표명), Cy5(상표명), Cy5.5(상표명), EvoBlue10(상표명), EvoBlue30(상표명), MR121, ATTO 390(상표명), ATTO 425(상표명), ATTO 465(상표명), ATTO 488(상표명), ATTO 495(상표명), ATTO 520(상표명), ATTO 532(상표명), ATTO Rho6G(상표명), ATTO 550(상표명), ATTO 565(상표명), ATTO Rho3B(상표명), ATTO Rho11(상표명), ATTO Rho12(상표명), ATTO Thio12(상표명), ATTO 610(상표명), ATTO 611X(상표명), ATTO 620(상표명), ATTO Rho14(상표명), ATTO 633(상표명), ATTO 647(상표명), ATTO 647N(상표명), ATTO 655(상표명), ATTO Oxa12(상표명), ATTO 700(상표명), ATTO 725(상표명), ATTO 740(상표명), Alexa Fluor 350(상표명), Alexa Fluor 405(상표명), Alexa Fluor 430(상표명), Alexa Fluor 488(상표명), Alexa Fluor 532(상표명), Alexa Fluor 546(상표명), Alexa Fluor 555(상표명), Alexa Fluor 568(상표명), Alexa Fluor 594(상표명), Alexa Fluor 633(상표명), Alexa Fluor 647(상표명), Alexa Fluor 680(상표명), Alexa Fluor 700(상표명), Alexa Fluor 750(상표명), Alexa Fluor 790(상표명), Rhodamine Red-X(상표명), Texas Red-X(상표명), 5(6)-TAMRA-X(상표명), 5TAMRA(상표명), SFX(상표명)를 들 수 있다.
본 발명은 본 발명에 따른 야누스 나노구조체를 이용한 약물 전달체를 제공한다.
상기 약물 전달체는 전기장 자극 반응성인 것일 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 자가 조립된 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체의 고분자 구획은 전도성 고분자로 이루어져 전기장 반응성을 나타내었다. 본 발명은 음으로 하전된 약물 및 양으로 하전된 전도성 고분자 단량체의 정전기적 상호 작용을 통해 약물을 고분자 구획 내로 담지하였으며, 농축된 약물-담지 나노입자를 PEG 용액에 첨가하고 UV로 조사하여 PEG-나노입자 하이드로겔을 형성시켰다. -1.5V의 전압이 가해질 때 전도성 고분자 단량체(Repeating unit)의 탈양성자화로 인해 정전기적 상호 작용이 감소하면서 약물 방출이 이루어졌다(도 6).
또 다른 측면에서 본 발명은, 하기 단계를 포함하는 자가 조립된 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체의 제조 방법을 제공한다.
i) 시드(seed)를 형성하는 금속 나노입자를 준비하고;
ⅱ) 전도성 고분자 단량체 및 계면활성제를 용해시킨 수용액에 상기 시드 금속 나노입자를 첨가하고,
ⅲ) 상기 ⅱ)의 시드 금속 나노입자가 첨가된 용액에 금속 이온 용액을 첨가하여 상기 금속 이온과 상기 전도성 고분자 단량체 사이의 산화-환원 반응을 수행하고;
ⅳ) 상기 금속 이온이 상기 전도성 고분자가 제공하는 전자를 받아 환원되면서 시드 금속 나노입자 표면에 증착되어 이중 금속 나노입자 구획을 형성하고, 상기 전도성 고분자 모노머는 산화되면서 상기 이중 금속 나노입자 구획의 한쪽 면에만 증착되어 전도성 고분자로 성장하면서 비대칭적으로 전도성 고분자 구획을 형성하여, 이중 금속-고분자로 구성된 야누스 나노입자를 만들고;
ⅴ) 상기 야누스 나노입자들을 포함하는 용액에 ODA(octadecylamine)를 첨가하고; 그리고
ⅵ) 상기 야누스 나노입자들 내의 상기 이중 금속 나노입자들이 상기 ODA와 공유결합하면서 자가 조립되어, 이중 금속 나노 클러스터 코어 및 상기 코어 주위에 방사상으로 위치하는 고분자 쉘을 형성하는; 단계.
상기 iv) 단계 이후에, 상기 이중 금속-고분자로 구성된 나노입자의 이중 금속 나노입자 표면에 라만 염료를 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 두 종류의 라만 염료인 RBITC와 MGITC를 이중 금속-고분자 야누스 나노입자의 콜로이드 용액에 첨가한 후, 라만 염료의 이소티오시아네이트(isothiocyanate) 그룹(-N = C〓S)을 통해 Au 코어-Ag 쉘로 이루어지는 이중 금속 나노입자 표면에 RBITC와 MGITC를 고정시켜, 이중 금속 나노 클러스터 구획에 선택적으로 흡착시켰다.
상기 i) 단계의 시드 금속은 금, 은, 구리 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나, 반드시 이로 제한되는 것은 아니며, 이 기술분야에 널리 사용되고 있는 금속은 어느 것이나 제한없이 사용될 수 있다.
상기 ⅲ) 단계의 금속 이온은 금 이온, 은 이온, 구리 이온 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
구체적으로, 상기 금 이온은 염화금수화물(Gold(III) chloride hydrate), 클로로카보닐금(Chlorocarbonylgold), 테트라클로로금산수소(Hydrogen tetrachloroaurate) 테트라클로로금산수소수화물(Hydrogen tetrachloroaurate hydrate), 클로로트리에틸포스핀금화합물(Chlorotriethylphosphinegold), 클로로트리메틸포스핀금화합물(Chlorotrimethylphosphinegold), 다이메틸(아세틸아세토네이트)금화합물(Dimethyl(acetylacetonate)gold), 염화금(Gold(I) chloride), 시안화금(Gold cyanide), 황화금(Gold sulfide) 및 이의 혼합물로부터 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으며, 반드시 이로 제한되는 것은 아니나, 바람직하게는 염화금수화물일 수 있다.
상기 은 이온은 질산은(AgNO3), 테트라플루오르붕산염 은(AgBF4), 트리플루오르메탄술폰산염 은(AgCF3SO3), 과염소산은(AgClO4), 아세트산은(Ag(CH3COO)), 헥사플루오르인산염 은(AgPF6), Ag(CF3COO) 및 이의 혼합물로부터 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으며, 반드시 이로 제한되는 것은 아니나, 바람직하게는 질산은일 수 있다.
상기 구리 이온은 구리(II) 아세틸아세토네이트(Cu(acac)2), 염화구리(CuCl), 염화구리(II)(CuCl2), 구리(II) 헥사플루오로아세틸아세토네이트(Cu(hfac)2), 구리(II) 트리플루오로아세틸클로라이드(Cu(tfac)2), 구리(II) 디피브알로이메타네이트(Cu(dpm)2), 구리(II) 펜타플루오로디메틸헵탄디온(Cu(ppm)2), 구리(II) 헵타플루오로디메틸옥탄(Cu(fod)2), 구리(II) 이미노펜타논(Cu(acim)2), 구리(II) 헥사플루오로-[(트리플루오로에틸)이미노]-펜타논(Cu(nona-F)2), 구리(II) 아세틸아세토에틸렌디아민(Cu(acen)2), 질산구리(Cu(NO3)2), 황산구리(CuSO4) 및 이의 혼합물로부터 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으며, 반드시 이로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일실시예에서, 이중 금속 나노 클러스터 코어는 시드 금속 나노입자(제1 금속)와 상기 시드 금속 표면을 감싸는 제2 금속으로 구성될 수 있다.
상기 ⅱ) 단계의 전도성 고분자는 폴리피롤(polypyrrole), 폴리싸이오펜(polythiophene), poly(3,4-ethylene dioxythiophene)(PEDOT) 및 폴리아닐린(polyaniline)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것일 수 있으며, 반드시 이로 제한되는 것은 아니나, 바람직하게는 폴리아닐린일 수 있다.
상기 iv) 단계의 전도성 고분자로 성장하는 것은 표면 주형 중합법(surface-templated polymerization)에 의한 것일 수 있다.
상기 "표면 주형 중합법"이란 산화-환원 반응에 기반한 중합법으로, 본 명세서에서는 질산은과 아닐린 단량체 간의 자발적인 산화-환원 반응을 통해 이중 금속 나노 클러스터 상에 전도성 고분자인 폴리아닐린이 증착되는 것을 의미한다. 구체적으로, 1급 아민 그룹을 가진 아닐린 단량체가 질산은에 전자를 공여하고 은 이온은 산화-환원 반응의 균형을 맞추기 위해 상응하는 전자를 받음으로써 전도성 고분자 단량체가 산화 중합됨에 따라 이중 금속 나노 클러스터 상에 폴리아닐린이 증착되었다.
상기 ⅱ) 단계의 계면활성제는 소디움도데실설페이트(SDS), 소디움데옥시초레이트(sodium deoxycholate), 및 트리톤 X-200(Triton X-200)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것일 수 있으며, 반드시 이로 제한되는 것은 아니나, 바람직하게는 SDS일 수 있다.
본 발명에 따른 자가 조립된 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체 및 이의 특이 구조를 제조하기 위한 실험적 방법과 SERS 기반 바이오 센싱 및/또는 응용을 위한 실험적 방법의 모식도를 도 1에 나타내었다.
도 1 (a)는 이중 금속-고분자 야누스 나노입자와 그 특이 구조의 합성을 나타내었다. 먼저, 아닐린 단량체의 산화 중합 및 Ag 나노입자의 추가적인 성장을 통해 이중 금속-고분자 야누스 나노입자를 제조하였다. 구체적으로, 농축된 Au 나노입자를 아닐린 및 계면활성제인 SDS를 함유하는 용액에 첨가한 다음, 질산은을 첨가하여 산화-환원 반응을 개시하였다. 생성된 용액을 3.6 mM SDS 용액에서 밤새 추가로 인큐베이션하여 Au 코어-Ag 쉘로 이루어지는 이중 금속 나노 클러스터 구획과 폴리(아닐린)으로 이루어지는 고분자 구획으로 구성된 이중 금속-고분자 야누스 나노입자를 제조하였다. 이중 금속-고분자 야누스 나노입자의 구획화는 Ag, 폴리(아닐린) 및 물의 3 상 시스템 사이의 균형 잡힌 계면 장력에 기인한다. SDS의 첨가는 폴리(아닐린)-Ag 및 폴리(아닐린)-물인 2 개의 인접한 상 사이의 계면 장력에 영향을 미치고, 이어서 Au 나노입자의 한 면에 별도로 폴리(아닐린) 고분자 구획을 형성하여 총 표면 에너지를 최소화시켰다. 또한, 이중 금속-고분자 야누스 나노입자의 이중 금속 클러스터 구획이 긴 소수성 알킬 사슬을 포함하는 ODA로 선택적으로 기능화될 때, 방향성 자가 조립되어 특이 구조가 형성되고, 여기서 이중 금속 클러스터 구획은 소수성 상호 작용을 통해 마주하고 있다. 이는 Au 나노입자의 잔류 카르복실기와 ODA의 제1 아민기의 아미드 결합 반응에 의해 ODA가 이중 금속 클러스터 구획의 표면에 공유 결합되었기 때문으로 분석된다.
도 1 (b)는 이중 금속-고분자 야누스 나노입자 합성을 위한 아닐린 단량체와 질산은 사이의 자발적인 산화-환원 반응을 나타낸다. 산화-환원 반응은 아닐린이 폴리(아닐린)으로 산화되고 질산은이 은 입자로 환원되는, 2 개의 전구체 사이에서의 전자의 이동과 연관되었다. 제1 아민기로 인해 전자 공여체 분자인 아닐린 단량체는 질산은에 전자를 기증하고 질산은은 산화 환원 반응의 균형을 맞추기 위해 상응하는 전자를 받았다. 도 1 (c)에서 볼 수 있듯이, 이중 금속-고분자 야누스 나노입자의 특이 구조는 바이오 센싱을 위한 새로운 종류의 SERS 나노프로브로 적용할 수 있다. 구체적으로, 이중 금속 구획은 라만 염료 및 ODA로 선택적으로 기능화되어, 방향성 클러스터링(directional clustering)을 통해 이중 금속 나노입자 사이의 틈새에서 핫 스팟(hot spot)이 생성되어, 라만 신호의 유의한 향상을 유도하고, 표적의 일부분인 특정 항체가 분자 결합을 통한 고분자 구획 상에 도입되었다. 표적 존재 하에서, 특이 구조, 표적 및 자성 비드로 구성된 샌드위치형 면역 복합체가 형성되고 자기장에서 세척되었다. 마지막으로, 표적의 라만 산란-기반 검출은 라만 이동(Raman shift)을 통해 확인되었다.
또 다른 측면에서 본 발명은, 하기 단계를 포함하는 표면-증강 라만 산란(SERS) 기반의 표적 물질 검출 방법을 제공한다:
a) 검출하고자 하는 표적 물질이 포함된 시료액을 준비하고;
b) 자성 나노입자에 상기 표적 물질에 대한 제1 항체를 고정하여 준비하고;
c) 상기 라만 염료가 포함된 금속 나노프로브에 상기 표적 물질에 대한 제2 항체를 고정하여 준비하고;
d) 상기 b)의 제1 항체가 고정된 자성 나노입자를 상기 a)의 시료액에 첨가하여 상기 표적 물질과 상기 자성 나노입자의 제1 항체가 접합된 면역복합체를 형성하고;
e) 상기 c)의 제2 항체가 고정된 금속 나노프로브를 상기 d)의 제1 항체가 접합된 면역복합체가 포함된 용액에 첨가하여 금속 나노프로브의 제2 항체-표적 물질-자성 나노입자의 제1 항체의 샌드위치형 면역복합체를 형성하고;
f) 자기장을 이용하여 상기 샌드위치형 면역복합체를 형성하지 않은 자성 나노입자 및 금속 나노프로브를 분리하고; 그리고
g) 상기 샌드위치형 면역복합체의 라만 신호를 측정하는; 단계.
본 발명에서 "샌드위치형 면역 복합체"란 항체-항원(타겟)-항체 반응을 통해 결합된 면역복합체를 의미한다. 항원이 항체 중간에 삽입되어 샌드위치 모양을 나타냄에 따라 명명되었다.
표적 단백질의 검출을 위한 SERS- 기반 면역 분석법의 모식도를 도 7에 도시하였다. 1 단계에서, 항-인간 IgG mAb 결합 또는 항-인간 CEA mAb 결합된 자성 비드를 상이한 농도의 IgG 또는 CEA를 함유하는 용액에 첨가하였다. 표적은 외부 자기장을 가함으로써 대응하는 자성 비드에 의해 선택적으로 포획되고 PBS에 재현탁되었다. 2 단계에서, 항-인간 IgG pAb 결합 또는 항-인간 CEA pAb 결합된 SERS 나노프로브를 용액에 첨가하여 자성 비드, 표적 단백질 및 SERS 기반 나노프로브로 구성된 샌드위치형 면역 복합체를 형성하였다. 이어서, 자기장을 가함으로써 결합되지 않은 SERS 나노프로브를 제거하고, 결과물인 샌드위치형 면역 복합체를 PBS에 재현탁시켰다. 최종 단계에서, 라만 스펙트럼은 상대적 라만 강도와 표적 단백질의 농도 사이의 선형 상관 관계를 갖는 표적의 SERS- 기반 정량 분석에 대한 라만 이동에 따라 확인되었다.
상기 표적 물질은 단백질 또는 병원균인 것일 수 있다.
상기 단백질은 항원, 생물학적 압타머(biological aptamer), 수용체, 효소 및 리간드로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체는 ODA를 공유 결합시켜 선택적 기능화를 유도한 이중 금속 나노 클러스터 구획 및 전도성 고분자 구획으로 구성되며, 이의 제어된 자가 조립체를 형성함에 따라 SERS 강도가 크게 향상되었다. 따라서 본 발명의 야누스 나노구조체는, 표적 물질 검출을 위한 표면-증강 라만 산란(SERS) 기반 또는 형광 기반의 바이오센싱(Biosensing) 및/또는 바이오이미징(Bioimaging) 측정용 금속 나노프로브로 이용할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체 및 이의 자가 조립된 야누스 나노구조체 클러스터는 양으로 하전된 전도성 고분자 구획을 포함함에 따라, 음으로 하전된 약물과의 정전기적 상호 작용을 통해 약물을 고분자 구획 내로 담지할 수 있으며, 농축된 약물-담지 나노입자를 포함하는 하이드로겔을 형성시키고 전압 또는 pH 조건을 변화시킴으로써 약물 방출을 유도할 수 있으므로, 약물 방출을 조절할 수 있는 약물 전달체로 이용할 수 있다.
도 1은 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체, 이의 자가 조립된 야누스 나노구조체 클러스터 및 이의 특이 구조를 제조하기 위한 실험적 방법, SERS 기반 바이오 센싱 응용을 위한 실험적 방법의 모식도이다; (a) 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체, 이의 자가 조립된 야누스 나노구조체 클러스터 및 그 특이 구조의 합성 방법, (b) 이중 금속-고분자 야누스 나노 구조 합성을 위한 아닐린 단량체와 질산은 사이의 자발적인 산화 환원 반응, (c) 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체의 자가 조립된 야누스 나노구조체 클러스터의 특이 구조를 이용한 SERS 기반 바이오 센싱 방법.
도 2는 Au 나노입자, 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체, 이의 자가 조립된 야누스 나노구조체 클러스터 및 이의 특이 구조의 UV-Vis 흡광도 및 유체역학 직경이다; (a) AuNP, 이중 금속-고분자 야누스 나노입자(Hybrid nanostructure) 및 이의 특이 구조(Nanoclusters Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ)의 UV-Vis 흡수 피크, (b) 10-6 M의 라만 염료와 2.968μM의 ODA가 각각 첨가되었을 때, RBITC- 표지 또는 MGITC- 표지된 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체(Hybrid nanostructure with RB/with MG) 및 이의 자가 조립된 야누스 나노구조체 클러스터 특이 구조(Nanoclusters with RB/with MG)의 UV-Vis 흡수 스펙트럼, (c) AuNP, 이중 금속-고분자 야누스 나노입자(Hybrid nanostructure) 및 이의 특이 구조(Nanoclusters Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ)의 유체역학 직경. Au 나노입자 및 이중 금속-고분자 야누스 나노입자의 평균 직경은 각각 30.1 ± 0.5 nm 및 62.8 ± 2.3 nm이었고, 서로 다른 클러스터링 수준에 따른 특이 구조의 평균 직경은 168.3 ± 1.3 nm, 192.4 ± 2.4 nm 및 266.3 ± 6.0 nm이었다. Au 나노입자, 이중 금속-고분자 야누스 나노입자 및 이의 자가 조립된 야누스 나노구조체 클러스터 특이 구조의 z-전위 값은 각각 -29.5 ± 0.7 mV, -28.0 ± 0.6 mV 및 -11.2 ± 0.9 mV이었다, (d) 각각 RBITC- 표지, MGITC- 표지된 이중 금속-고분자 야누스 나노입자 및 이의 자가 조립된 야누스 나노구조체 클러스터 특이 구조의 유체역학적 직경. RBITC- 표지 및 MGITC- 표지된 이중 금속-고분자 야누스 나노입자(Hybrid nanostructure with RB/with MG)의 평균 직경은 각각 122.1 ± 2.4 nm 및 112.0 ± 15.9 nm였으며, RBITC- 표지 및 MGITC- 표지된 특이 구조(Nanoclusters with RB/with MG)의 유체역학적 직경은 각각 450.1 ± 3.1 nm 및 401.1 ± 10.0 nm이었다.
도 3은 농도 범위 10-5-10-8 M의 라만 염료의 적정 농도를 최적화하기 위한 상대적 라만 스펙트럼 및 라만 강도이다. (a) RBITC로 표지된 특이 구조의 상대적 라만 스펙트럼. R2 = 0.9826, (b) 1646 cm-1에서의 RBITC 라만 강도, (c) MGITC로 표지된 특이 구조의 상대적 라만 스펙트럼, (d) 1617 cm-1에서의 MGITC 라만 강도. R2 = 0.9162, (e) ODA의 2.968 μM 농도 및 RBITC의 10-6 M 농도에서 이중 금속-고분자 야누스 나노입자 및 그 특이 구조의 라만 스펙트럼, (f) RBITC의 10-6 M 농도에서 이중 금속-고분자 야누스 나노입자 및 그 특이 구조의 라만 강도, (g) ODA의 2.968 μM 농도 및 MGITC의 10-6 M 농도에서 이중 금속-고분자 야누스 나노입자 및 그 특이 구조의 라만 스펙트럼, (h) MGITC의 10-6 M 농도에서 이중 금속-고분자 야누스 나노입자 및 그 특이 구조의 라만 강도.
도 4는 특이 구조의 시간에 따른 콜로이드 안정성 및 배치 간 변동성이다. (a) MGITC로 표지된 특이 구조의 시간에 따른 콜로이드 안정성, (b) RBITC로 표지된 특이 구조의 시간에 따른 콜로이드 안정성, (c) MGITC로 표지된 특이 구조의 배치(S1-S5) 간 변동성, (d) RBITC로 표지된 특이 구조의 배치(S1-S5) 간 변동성.
도 5는 크기 및 형태를 확인하기 위한 TEM 및 SEM 이미지이다; (a) Au 나노입자의 TEM 이미지, (b) 3.6 mM SDS 용액에서 밤새 추가로 인큐베이션 하기 전 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체의 TEM 이미지, (c) 3.6 mM SDS 용액에서 밤새 추가로 인큐베이션한 후 이중 금속-고분자 야누스 나노입자의 TEM 이미지. 검은 부분이 이중 금속 클러스터 구획이고 밝은 부분이 고분자 구획이다, (d, e, f) 클러스터링 정도에 따른 특이 구조의 TEM 이미지. 클러스터링 수준이 증가할수록 다이머(dimer), 트리머(trimer) 또는 테트라머(tetramer) 형태의 자가 조립된 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체 클러스터를 형성하였다, (g) 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체의 SEM 이미지, (h) 자가 조립된 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체 클러스터 특이 구조의 SEM 이미지. TEM 이미지의 스케일 바는 (a) 100 nm 및 (b-f) 200 nm, SEM 이미지의 스케일 바는 (g-h) 1.0 μm이다.
도 6은 1 분마다 30 초 동안 + 1.5 v 혹은 - 1.5 v 의 전기장을 가해 측정한 PEG 하이드로겔에 내장된 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체로부터의 플루오레세인 누적 방출율을 나타낸 도이다; (a) + 1.5 v의 전기 자극 시 누적 방출율, (b) -1.5 v의 전기 자극 시 누적 방출율, (c) pH 4, 7 및 11에서 플루오레세인이 충진된 이중 금속-고분자 야누스 나노입자의 UV-vis 흡광도, (d) 플루오레세인이 담지된 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체로부터 발생하는 MGITC의 라만 스펙트럼. MGITC와 플루오레세인의 라만 피크는 각각 1617 cm-1과 1176 cm-1이었다.
도 7은 표적 단백질의 검출을 위한 SERS- 기반 면역 분석법의 모식도이다.
도 8은 IgG 농도에 따른 서로 다른 표적 농도의 라만 스펙트럼 및 라만 강도이다. 1646 cm-1 및 1617 cm-1에서 RBITC 또는 MGITC- 표지된 특이 구조의 SERS 피크 강도는 IgG 농도와 함께 선형적으로 증가했다. R2 = 0.9435-0.9806 및 R2 = 0.9572-0.9953. control 1 및 control 2는 각각 항-인간 IgG pAb 및 IgG가 없는 대조군이다.
도 9는 CEA 농도에 따른 서로 다른 표적 농도의 라만 스펙트럼 및 라만 강도이다. 1646 cm-1 및 1617 cm-1에서 RBITC 또는 MGITC- 표지된 특이 구조의 SERS 피크 강도는 CEA 농도와 함께 선형적으로 증가했다. R2 = 0.9801-0.9856 및 R2 = 0.9257-0.9838. control 1 및 control 2는 각각 항-인간 CEA pAb 및 CEA가 없는 대조군이다.
이하 본 발명을 하기 실시예에서 보다 상세하게 기술한다. 본 발명의 하기 실시예는 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 제한하거나 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석된다. 또한 본 발명에서 인용하고 있는 참고문헌은 본 발명의 명세서의 일부로 통합된다.
< 실시예 1> 이중 금속-고분자 야누스 구조체의 합성
시트르산염이 부착된 금 나노입자(Citrate-capped gold nanoparticles, AuNPs)는 시트르산염(citrate) 환원 과정에 따라 합성되었다. 구체적으로, 염화 금 (III) 수화물(Gold (III) chloride hydrate)(HAuCl4.3H2O)의 모액(stock solution)을 100 mL의 탈이온수에 총 농도 0.01 %가 되도록 첨가하고, 용액을 교반하면서 가열한 후, 끓는 용액에 1 % 시트르산 나트륨 용액 1.5 mL를 첨가하면서 계속 교반하였다. 용액은 5 분 이내에 금 이온의 환원을 나타내는 적색으로 변하였고, 반응은 20 분 동안 더 진행되었다. 이어서, 용액을 실온으로 냉각시켰다. 이중 금속 Au 코어-Ag 쉘 구획과 폴리(아닐린) 반대 구획으로 구성된 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체는 환원-산화에 기초한 표면 주형 중합을 통해 제조되었다. 구체적으로, 15 mL의 시트르산염이 부착된 AuNP 용액을 10,000 rpm에서 15 분 동안 원심분리하여 농축한 후, 상등액을 제거하였다. 아닐린과 SDS를 7.5mL의 탈이온수에 최종 농도가 각각 5mM과 0.9mM가 되도록 용해시켰다. 농축된 AuNP를 용액에 첨가한 후, 짧게 교반하고(voltexing), 2.5 ml의 질산은 용액을 첨가하고 혼합하여 최종 농도가 2.5 mM이 되게 하였다. 반응은 어두운 조건에서 실온에서 24 시간 동안 교반하지 않고 진행되어, Au 시드(제1 금속)과 이 시드 금속을 감싸는 Ag(제2 금속)로 이루어지는 이중 금속이 합성되었다. 반응액을 3.6mM SDS 용액에서 밤새 인큐베이션하여 이중 금속의 한쪽에만 폴리(아닐린)을 편심 증착(eccentrically deposited)하여 고분자 구획을 형성하였다. 생성된 용액을 8,000 rpm에서 10 분간 원심분리하여 정제하고, 응집을 방지하기 위해 3.6 mM의 SDS 용액에 재현탁시켜, 이중 금속 나노 클러스터 구획 및 고분자 구획을 포함하는 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체를 제조하였다.
< 실시예 2> 이중 금속 나노 클러스터 코어 및 상기 코어 주위에 방사상으로 위치하는 고분자 쉘로 구성되는, 자가조립된 이중금속-고분자의 야누스 나노구조체 클러스터 특이 구조 합성
RBITC(rhodamine B isothiocyanate)와 MGITC(Malachite green isothiocyanate)인 2 종류의 라만 리포터 모두 이중 금속-고분자 야누스 나노 클러스터 구획에 선택적으로 도입되었고, 비공유 상호 작용을 통해 특이 구조로의 방향성 자가 조립이 이루어졌다. 실시예 1의 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체들 내의 이중 금속들이 소수성 상호 작용을 통해 자가 조립하여 이중 금속 나노 클러스터 코어를 형성하고, 서로 맞닿은 이중 금속 나노 클러스터의 반대 방향으로 고분자 구획이 뻗어나가 방사상으로 위치하면서 고분자 쉘을 형성하면서 특이 구조가 만들어진다(도 1 (a)). 구체적으로, 이중 금속-고분자 야누스 나노입자 용액 1 mL를 10,000 rpm에서 10 분간 원심분리하고 탈이온수 1 mL에 옮겼다. 콜로이드 용액을 새로 준비한 RBITC 또는 MGITC와 10-5~10-8 M의 농도 범위로 혼합하고, 각각 2 시간 동안 인큐베이션하였다. 또한, 선택적 기능화를 통해 이중 금속 클러스터 구획에 긴 소수성 알킬 사슬을 포함하는 ODA(octadecylamine)를 공유 결합시키기 위해, 0.46 mM의 EDC(1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide)를 먼저 이들 나노입자 용액에 첨가하여 이중 금속 클러스터 구획 상의 잔류 카르복실기를 활성화시키고, 1 시간 동안 교반하였다. THF(tetrahydrofuran)에 용해된 ODA를 반응액에 0.742 μM, 1.484 μM 및 2.968 μM이 되도록 서서히 첨가하고 1 시간 동안 교반하여 카르복실기와 ODA의 아민기를 아미드 결합 반응시켰다. 마지막으로, 반응 용액을 10,000rpm에서 10 분간 원심분리하고, 탈이온수 또는 PBS(phosphate buffered saline)에 재현탁시켜 이후 실험을 수행하였다.
< 실시예 3> 전기유체역학( electrohydrodynamic , EHD ) 분사를 통한 자성 나노입자(magnetic nanoparticles, MNPs)와 자성 비드(magnetic beads)의 합성
자성 나노입자(MNPs)는 염화 철 전구체를 사용하여 합성되었다. 산화철 나노입자(Fe3O4)는 침전제로서 암모니아 수용액에서 1 : 2의 몰비로 혼합된 Fe2 +와 Fe3+ 혼합물을 이용한 화학적 공침법(chemical coprecipitation)으로 제조하였다. 구체적으로, 0.86g의 염화 제1철4수화물(FeCl2) 및 2.35g의 염화 제2철(FeCl3)을 40mL의 탈이온수에서 교반하여 혼합하고, 질소 가스로 30 분 동안 탈기시켰다. 온도를 80 ℃로 올리고 교반하면서 수산화 암모니아(NH4OH) 5mL를 주사기로 첨가한 후 30 분 동안 가열하였다. 시트르산 1g을 반응 플라스크에 첨가하고, 반응 용액을 90 ℃로 가열한 후, 추가로 90 분 동안 교반하였다. 마지막으로, Fe3O4 자성 나노입자(MNPs)를 수백 가우스(Gauss)의 정자기장(static magnetic field) 하에서 2 회 탈이온수로 세척하였다. 또한, MNP 용액의 작은 분액을 자기장을 이용하여 농축시키고 고분자 용액에 첨가하고 전기유체역학(EHD) 분사하여 자성 비드를 제조하였다. 폴리(아크릴아미드-코-아크릴산)(poly(acrylamide-co-acrylic acid), 폴리(AAm-co-AA)) 4.5 w/v%는 탈이온수와 에틸렌 글리콜의 3 : 1 부피비 혼합물에서 제조하고, 농축된 MNP를 고분자 용액에 균일하게 현탁시켰다. 전기유체역학(EHD) 분산 공정을 위해 분산된 MNPs의 현탁액을 23 게이지(gage) 스테인리스 스틸 모세관이 있는 1.0 mL 주사기(BD, Franklin Lakes, USA)에 넣었다. 안정한 테일러 원뿔(Taylor cone) 및 원뿔 분사 모드(con-jet mode)를 달성하기 위해, 고분자 농도를 증가시키지 않고 고분자를 에틸렌 글리콜과 같은 점성 용매에 용해시킴으로써 최적화된 점도를 얻었다. 주사기에는 일정한 속도로 MNPs 현탁액을 흐르게 하는 마이크로 주사기 펌프 KDS-100(KD Scientific, Inc, USA)가 장착되었다. 포집 기판으로 두께 0.018mm의 알루미늄 호일(Fisherbrand; Thermo Fisher Scientific, USA)을 사용하였다. 고전압 전원 NNC HV 30(Nano NC, Korea)을 이용하여 양전극에 연결된 모세관과 음전극에 연결된 알루미늄 호일 사이에 고전압을 가했다. 두 전극 사이의 거리는 20-25cm였다. 고전압은 15-20 kV의 범위로 유지되었고, 두 용액의 유속은 0.08-0.15 ml/hour으로 유지되었다. 고해상도의 디지털 카메라(D-90, Nikon Corporation, Japan)를 사용하여 EHD 분사 중에 단상의 테일러 원뿔, jet stream 및 jet break-up을 시각화하고 캡처했다. EHD 분사 후, 생성된 자성 비드를 175 ℃에서 밤새 열가교(thermally crosslinked)시켰다. 마지막으로, 분말 형태의 자성 비드를 호일에서 긁어 수집하고 이후 실험에 사용하였다.
< 실시예 4> 이중 금속-고분자 야누스 나노입자 및 특이 구조의 특성
이중 금속-고분자 야누스 나노입자의 UV-Vis 스펙트럼은 300~900 nm의 파장을 실온에서 중간 스캔 속도의 1 회 10 스캔 모드에서 1 nm의 고정 슬릿 폭으로 변화시킨 UV-가시 분광계(UV-1800, Shimadzu, Japan)를 사용하여 수득하였다. 기준선은 탈이온수로 채워진 두 개의 빈 셀(cell)을 사용하여 교정되었다. 콜로이드 용액 특성은 90 °의 산란각에서 광원으로써 5mW의 최대 출력을 가지며 633 nm 에서 Ne-He 레이저가 공급되는 동적 광 산란(dynamic light scattering, DLS)(Zeta-sizer Nano ZS90, Malvern Instruments, UK)을 사용하여 유체역학 직경(hydrodynamic diameter) 및 그 크기 분포를 특성화하였으며, 온도는 25 ℃로 제어하였다. 탈이온수에 샘플을 1 : 1의 부피비로 2 배 희석시키고, 이의 평균 크기를 최소 20 스캔 주기에서 측정하였다. 또한, 탈이온수에서 표면 전하를 특성화하기 위해 제타 전위(ξ-potential) 측정을 수행했다. 투과전자현미경(Transmission Electron Microcopy)을 통해 가속 전압 80~200 kV에서 작동하는 JEM-2100F FE-STEM(JEOL, Germany)을 사용하여 개별 AuNP와 이중 금속-고분자 야누스 나노입자 및 이의 특이 구조를 분석하였다. 샘플은 탄소의 초박막 층(Ted Pella, Inc., USA)으로 코팅 된 400 메쉬 구리 격자 상에 증착되었다. 평균 직경, 크기 분포 및 표면 모폴로지는 0.5-30 kV의 집속된 빔을 갖는 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM)(VEGA-SB3, TESCAN, Czech Republic)에 의해 측정되었다. 소수의 나노입자 용액을 실리콘 웨이퍼 위에 놓고 실온에서 건조시켰다. 샘플을 코팅기(K575X Turbo Sputter Coater, Emitech Ltd, UK)를 사용하여 얇은 전도성 백금 층으로 코팅하였다. 입자의 평균 크기는 미국의 국립 보건원에서 개발된 ImageJ 소프트웨어를 사용하여 TEM 및 SEM 이미지에서 임의로 선택된 약 50-100 개의 입자를 측정하여 분석되었다. 또한, 모든 SERS 측정은 12.5 mW의 레이저 출력을 가진 자극 소스에 대해 632.8 nm의 파장(λ)에서 작동하는 Renishaw He-Ne 레이저가 장착된 Renishaw inVia 라만 현미경 시스템을 사용하여 수행되었다. Rayleigh 선은 수집 필터에 위치한 홀로그램 노치 필터(holographic notch filter)를 사용하여 수집된 SERS 스펙트럼에서 제거되었다. 라만 산란은 분광 해상도 1 cm-1의 전하 결합 소자(charge-coupled device, CCD) 카메라를 사용하여 얻었으며 모든 SERS 스펙트럼은 520 cm-1 실리콘 라인으로 보정되었다. RBITC 또는 MGITC로 표지된 나노구조체의 콜로이드 용액을 작은 유리 모세관(Kimble Chase, 평 모세관 튜브(plain capillary tubes), 소다 석회 유리, 내경 : 1.1-1.2 mm, 벽 : 0.2 ± 0.02 mm, 길이 : 75 mm)에 넣었다. SERS 스펙트럼은 20x 대물 렌즈를 사용하여 608-1738 cm-1의 파장 범위에서 유리 모세관에 레이저 스팟을 집중시키는 데 사용된 노출 시간의 1 초 동안 수집되었다.
그 결과, 각 나노입자별 유체역학 직경 및 제타 전위는 하기 표 1과 같았다.
AuNPs ABP NPs* superparticular nanostructure ABP NPs with RB ABP NPs with MG superparticular nanostructure with RB superparticular nanostructure with MG
hydrodynamic diameter(nm) 30.1±0.5 62.8±2.3 266.3±6.0 122.1±2.4 112.0±15.9 450.1±3.1 401.1±10.0
ξ-potential(mV) -29.5±0.7 -28.0±0.6 -11.2±0.9 -32.2±0.2 -37±1.1 -5.9±0.2 -9.8±0.2
*ABP NPs(anisotropic bimetal-polymer nanoparticles): 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체.
도 2에 AuNP, 이중 금속-고분자 야누스 나노입자 및 이의 자가 조립된 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체 클러스터 특이 구조의 UV-Vis 흡광도 및 유체역학 직경을 도시하였다. 도 2 (a)에 나타난 바와 같이, AuNP의 UV-Vis 흡수 피크는 520 nm에서 나타났다. 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체의 합성 후 새로운 흡수 피크가 410 nm부터 490 nm 범위에서 나타나고 Au 흡수는 480 nm로 파란색으로 이동되어(blue-shifted) Au 코어-Ag 쉘로 이루어지는 이중 금속 나노 클러스터의 존재를 나타내었다. 이러한 플라즈몬 흡수 변화는 콜로이드 용액의 적색에서 갈색으로의 색 변화와 일치하였다. 또한, 집합된 금속 나노구조체의 플라즈몬 흡수 밴드로 인하여 특이 구조로의 방향성 자가 조립 이후 650 nm에 추가 피크가 나타났다. 도 2 (b)는 10-6 M의 라만 염료와 2.968μM의 ODA가 각각 첨가되었을 때, RBITC- 표지 또는 MGITC- 표지된 이중 금속-고분자 야누스 나노입자 및 이의 자가 조립된 이중 금속-고분자의 야누스 나노 클러스터 특이 구조의 UV-Vis 흡수 스펙트럼을 도시한다. 도입된 라만 리포터의 낮은 농도로 인해 라만 리포터의 존재 또는 부재 하에서 UV-Vis 흡수 스펙트럼의 유의한 차이는 없었다. 그러나 RBITC와 MGITC의 UV-vis 흡수 파장과 상관 관계가 있는 이중 금속 나노 클러스터 구획 상에서 라만 염료를 흡수한 후 넓은 피크가 410nm 부터 500nm 범위에서 나타났다. 또한, 도 2 (c) 및 상기 표 1에 도시된 바와 같이, Au 나노입자 및 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체의 평균 직경은 각각 30.1 ± 0.5 nm 및 62.8 ± 2.3 nm이었고, 서로 다른 클러스터링 수준에 따른 특이 구조의 평균 직경은 168.3 ± 1.3 nm, 192.4 ± 2.4 nm 및 266.3 ± 6.0 nm이었다. 탈이온수 내 Au 나노입자, 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체 및 이의 자가 조립된 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체 클러스터 특이 구조의 제타 전위 값은 각각 -29.5 ± 0.7 mV, -28.0 ± 0.6 mV 및 -11.2 ± 0.9 mV이었다. 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체 클러스터 특이 구조의 표면 전하가 크게 감소되어 ODA가 아미드 결합 반응을 통해 이중 금속 클러스터 구획에 잘 결합되었음을 알 수 있다. 도 2 (d)는 RBITC- 표지 및 MGITC- 표지된 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체 및 이의 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체 클러스터 특이 구조의 유체역학적 직경을 나타낸다. RBITC- 표지 및 MGITC- 표지된 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체의 평균 직경은 각각 122.1 ± 2.4 nm 및 112.0 ± 15.9 nm였다. 이 결과는 양전하를 띤 라만 염료의 흡수가 표 1에 나타낸 것처럼 표면 전하의 큰 변화가 없었음에도 불구하고 작은 응집체를 유도함을 나타냈다. 이는 입자의 모순된 제타 전위 값이 이중 금속 클러스터 구획의 전체 표면을 덮기에 부적당한 낮은 농도의 라만 염료 및 표면과 연관된 반대의 음이온인 Cl- 및 ClO4 -로 인한 결과로 분석되었다. 또한, 양으로 대전된 라만 염료가 이중 금속 나노 클러스터 구획을 서로 연결하여 순전하(net charge)가 증가할 수도 있다. 방향성 클러스터링 후, RBITC- 표지 및 MGITC- 표지된 특이 구조의 유체역학 직경은 각각 450.1 ± 3.1 nm 및 401.1 ± 10.0 nm이었다. 상대적으로 더 소수성인 RBITC의 특성 때문에, 동일한 농도의 라만 염료에서 라만 염료로 표지된 특이 구조의 자가 조립 정도에 상당한 차이가 있었다.
도 3은 매우 민감한 SERS 기반 바이오 센싱을 위한 라만 염료의 적정 농도를 최적화하기 위한 (a) RBITC로 표지된 및 (c) MGITC로 표지된 특이 구조의 상대적 라만 스펙트럼을 나타내었다. (b) RBITC 및 (d) MGITC의 라만 강도는 1646 cm-1 및 1617 cm-1의 10-5~10-8 M의 범위에서 라만 염료의 농도에 선형 비례하였다. 즉, 라만 염료 농도가 증가함에 따라 라만 산란 강도는 선형적으로 증가했다(RBITC의 경우 R2 = 0.9826, MGITC의 경우 R2 = 0.9162). 특히 RBITC의 강도는 10-5 M에서 최대값에 이르렀다가, 큰 응집체의 콜로이드 안정도가 낮아져 감소했다. 이는 도 2 (d)의 DLS 프로파일과 큰 일치를 보였다. 도 3 (e-h)에서 볼 수 있듯이, (e) RBITC와 (g) MGITC의 10-6 M 농도에서 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체 및 이의 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체 클러스터 특이 구조의 라만 스펙트럼은 클러스터링 정도에 따른 라만 강도를 비교하기 위해 측정하였다. 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체는 상대적으로 낮은 라만 강도를 나타내었으며, 라만 염료의 불충분한 흡수는 이중 금속 Au 코어-Ag 쉘이 국부적인 표면 플라즈몬 공명에 대해 높은 능력을 가짐에도 불구하고 고분자 구획(고분자 쉘)의 두께로 인해 높은 라만 신호의 생성을 방해함을 나타냈다. 반면에, 이중 금속 나노 클러스터 구획의 선택적 변형을 통해 방향성 자가 조립이 형성되면, 나노입자들 사이의 틈새에서 증가된 전자기장으로 인해 라만 강도가 상당히 강화되었다. 1646 cm-1 및 1617 cm-1에서 RBITC 및 MGITC로 표지된 특이 구조의 라만 강도는 각각 2.968 μM의 ODA 농도에서의 특이 구조보다 약 15.92 및 15.59 배 더 높았다.
도 4는 (a, c) MGITC 또는 (b, d) RBITC로 표지된 특이 구조의 (a, b) 시간에 따른 콜로이드 안정성, (c, d) 배치(batch) 간 변동성을 나타내었다. 라만 스펙트럼은 5 가지 상이한 배치(S1-S5)를 사용하여 수용액에서 측정되었다. 이중 금속 나노 클러스터 구획의 방향성 자가 조립은 수성 조건 하에서 고분자 구획을 노출시켜, 수 일간의 양호한 콜로이드 안정성 및 특이 구조의 안정화를 통한 SERS 신호의 재현성을 유도하였다.
도 5는 크기 및 형태를 특정하기 위해 (a) Au 나노입자, (b, c, g) 이중 금속-고분자 야누스 나노입자 및 (d, e, f, h) 이의 자가 조립된 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체 클러스터 특이 구조를 서로 다른 확대 배율에서 3 차원 형태를 분석한 TEM 및 SEM 이미지이다. Au 나노입자의 평균 크기는 21.82 ± 2.59 nm이었다. 생성된 나노입자는 도 5 (b)와 같이 이중 금속 Au 코어-Ag 쉘과 폴리(아닐린)을 포함하는 두 개의 별개의 구획으로 구성되었다. 3.6 mM의 SDS 용액에서 나노입자를 밤새 인큐베이션한 후, 그림 5 (c)에서 볼 수 있듯이, Au 나노입자 상에 더 편심된(eccentric) 고분자 구획이 형성되었다. 소수성 긴 알킬 사슬을 함유하는 ODA의 상이한 농도가 이중 금속 나노 클러스터 구획 상에 선택적으로 도입되었을 때, 도 5 (d-f)에 나타낸 바와 같이 방향성 자가 조립이 형성되었다. 자가 조립의 정도는 ODA의 농도에 의해 통제되었다. 도 5 (g)와 5 (h)는 SEM 이미지이며 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체와 이의 자가 조립된 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체 클러스터 특이 구조의 3 차원 표면 형태를 명확하게 나타낸다. 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체와 그 클러스터 구조의 평균 직경은 각각 69 ± 15 nm 및 148 ± 24 nm이었다.
도 6은 1 분마다 30 초 동안 나타나는 (a) + 1.5 v 및 (b) -1.5 v의 전기 자극에 따른 PEG 하이드로겔에 내장된 이중 금속-고분자 야누스 나노입자로부터의 플루오레세인(fluorescein) 누적 방출을 도시한다. 플루오레세인은 음으로 하전된 플루오레세인 및 양으로 하전된 아닐린 단량체의 정전기적 상호 작용을 통해 고분자 구획 내로 담지되었다. 농축된 플루오레세인-담지 나노입자를 PEG 용액에 첨가하고 UV로 조사하여 PEG-나노입자 하이드로겔을 형성시켰다. 480 nm에서 자극시켰을 때 최대 방사 파장 512 nm에서의 형광 강도를 측정하여 형광 물질의 방출량을 계산하였다. 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체의 고분자 구획은 전도성 고분자를 대표하는 폴리(아닐린)으로 이루어져 전기장 반응성을 나타내었다. 두 전극 사이에 -1.5 v의 전압이 가해졌을 때, + 1.5 v의 전압을 인가했을 때보다 플루오레세인의 방출량이 더 높았다. -1.5 v의 전압을 가했을 때 고분자 구획 내 양전하의 감소로 인해 음전하를 띠는 약물인 플루오레세인 및 폴리(아닐린) 구획의 정전기력이 약해져 약물 방출이 잘 이루어졌다. 도 6 (c)는 4, 7 및 11의 다양한 pH에서 플루오레세인이 충진된 이중 금속-고분자 야누스 나노입자의 UV-vis 흡수를 나타내었다. 높은 pH에서는 아닐린 단위체(Repeating unit)의 탈양성자화로 인해 플루오레세인의 정전기적 상호 작용이 감소하였다. 이에 따라, 음전하를 띠는 약물인 플루오레세인의 정전기력이 약해져 약물 방출이 잘 이루어졌다. 도 6 (d)는 플루오레세인이 담지된 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체로부터 발생하는 MGITC의 라만 스펙트럼을 도시한다. MGITC와 플루오레세인의 라만 피크는 각각 1617 cm-1과 1176 cm-1이었으며, 이는 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체가 형광 및 SERS 기반의 나노프로브임을 의미한다.
< 실시예 5> 자성 비드 및 이중 금속-고분자 야누스 나노구조체의 자가 조립된 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체 클러스터 특이 구조에 항체 결합
자가 조립된 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체 클러스터 특이 구조와 자성 비드는 2 종류의 표적 단백질인 IgG(Immunogloblin G)와 CEA(carcinoembryonic antigen)에 대한 단클론 항체(mAb)와 다클론 항체(pAbs)의 서로 다른 2 세트와 각각 결합되었다. 먼저, 폴리(아닐린) 구획에 잔류하는 아민기와 항체에 존재하는 카르복실기의 아미드 결합 반응을 이용하여 특이 구조의 고분자 구획(고분자 쉘)과 항-인간 IgG 다클론 항체(anti-human IgG pAb) 또는 항-인간 CEA 다클론 항체(anti-human CEA pAb)의 생체 결합(bioconjugation)을 수행하였다. 이러한 결합 반응은 EDC와 sulfo-NHS(sulfo-N-hydroxysuccinimide ester) 화학을 기반으로 하였다. 구체적으로, EDC 60 mM과 sulfo-NHS 9.2 mM을 함유한 pH 7.4의 PBS 10 mM을 포함하는 이중 금속-고분자 야누스 나노입자의 분산 용액에 1.0 mg/ml 또는 2.0 mg/ml의 항-인간 IgG pAb 또는 항-인간 CEA pAb 5 ㎕를 첨가하고, 3 시간 동안 교반하여 전체 pAb 농도가 각각 5 ㎍/㎖ 또는 10 ㎍/㎖가 되도록 하였다. 항-인간 IgG pAb- 또는 항-인간 CEA pAb- 결합된 특이 구조를 3,000 rpm에서 원심분리하여 세척하고 PBS로 재현탁하였다. 또한, 175 ℃에서 밤새 열 안정화한 고분자 나노입자 상의 잔류 카르복실기를 활성화시킴으로써 자성 비드를 항-인간 IgG 단클론 항체(anti-human IgG mAb) 또는 항-인간 CEA 단클론 항체(anti-human CEA mAb)와 화학적으로 결합시켰다. 구체적으로, 1.25 mg의 자성 비드를 0.9 ml의 PBS에 현탁시키고, 진폭 20.0 %에서 3/3 초 온/오프 사이클을 사용한 팁-초음파 발생장치(sonicator)를 사용하여 2 분 동안 초음파 처리하였다. 균일하게 현탁된 자성 비드를 5.0 mM EDC 및 5.0 mM sulfo-NHS와 혼합하고 1 시간 동안 교반하였다. 2.96 ㎎/㎖ 또는 3.56 ㎎/㎖의 항-인간 IgG mAb 또는 항-인간 CEA mAb를 100 ㎕의 PBS 완충액으로 희석시킨 다음, 자성 비드 용액에 최종 농도가 7.4 ㎍/㎖ 또는 8.9 ㎍/㎖가 되도록 천천히 첨가하고 1 시간 동안 교반하였다. 결합되지 않은 항-인간 IgG mAb 또는 항-인간 CEA mAb를 자기장을 사용하여 분리하고, 항체-결합된 자성 비드를 IgG 및 CEA의 SERS- 기반 바이오 센싱을 위해 PBS로 재현탁시켰다.
< 실시예 6> 특이 구조와 자성 비드를 이용한 표적 단백질 IgG와 CEA에 대한 SERS 기반 바이오 센싱
라만 리포터로 표지된 특이 구조를 표적 단백질인 IgG, CEA의 정량 분석을 위해 SERS 나노프로브로 사용하였으며, 항-인간 IgG mAb 또는 항-인간 CEA mAb와 결합된 자성 비드를 사용하여 샌드위치형 면역 복합체를 형성함으로써 분리 도구로 면역 복합체를 선택적으로 분리하였다. 먼저, 항-인간 IgG mAb 또는 항-인간 CEA mAb가 결합된 자성 비드를 2 ㎍/ml ~ 1 ng/ml 범위의 상이한 6 가지 농도의 IgG 또는 CEA를 함유하는 완충액에 첨가하고, 1 시간 동안 반응시켰다. 표적 단백질을 외부 자기장으로 세척하고 새로운 PBS 완충액으로 재현탁시켰다. 이어서, 표적 단백질 및 자성 비드가 형성된 각각의 면역 복합체에 항-인간 IgG pAb 또는 항-인간 CEA pAb가 결합된 SERS 나노프로브를 첨가하고 1 시간 동안 반응시켜 자성 비드, 표적 단백질 및 SERS 나노프로브로 구성된 샌드위치형 면역 복합체를 제조하였다(도 1 (c)). 결합되지 않은 SERS 나노프로브를 자기장을 사용하여 제거하고, 생성물인 샌드위치형 면역 복합체를 SERS 측정을 위해 PBS로 재현탁하였다(도 7). 결합된 항체 또는 표적 단백질 각각이 없는 SERS 나노프로브의 선택적인 결합 능력을 평가하기 위해 2 가지 대조군(control)에 대한 실험 또한 함께 수행되었다.
도 8과 9는 IgG와 CEA 농도에 따른 서로 다른 표적 농도의 라만 스펙트럼 및 라만 강도의 플롯을 나타낸다. 1.0 ng/ml ~ 2.0 ㎍/ml 범위에서 IgG 농도가 증가함에 따라, RBITC- 표지 또는 MGITC- 표지된 특이 구조의 라만 강도는 샌드위치형 면역 복합체의 형성 증가로 인해 증가하였다. 대조군 1 및 대조군 2는 각각 항-인간 IgG pAb 및 IgG가 없는 대조군을 나타내었다. 또한 1646 cm-1 및 1617 cm-1에서 RBITC와 MGITC의 대표적인 SERS 피크 강도는 도 8에서와 같이 IgG 농도와 함께 선형적으로 증가했다(R2 = 0.9435-0.9806 및 R2 = 0.9572-0.9953). 마찬가지로, 도 9에 나타낸 바와 같이, CEA 농도가 증가함에 따라, RBITC- 표지 또는 MGITC- 표지된 특이 구조의 라만 강도가 선형적으로 증가하였다(R2 = 0.9801-0.9856 및 R2 = 0.9257-0.9838). 대조군 1 및 대조군 2는 각각 항-인간 CEA pAb 및 CEA가 없는 대조군을 나타내었다. IgG 및 CEA에 대한 검출 한계는 1 ng/ml 미만이었다.

Claims (14)

  1. 이중 금속 나노 클러스터 코어; 및
    상기 코어 주위에 방사상으로 위치하는 전도성 고분자 쉘;
    로 구성되는, 자가 조립된 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이중 금속 나노 클러스터 코어는 제1 금속 및 상기 제1 금속 표면을 감싸는 제2 금속으로 구성되고,
    상기 제1 금속 및 제2 금속은 각각 은, 금, 구리 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    상기 제1 금속과 제2 금속은 동일하지 않은 것인, 자가 조립된 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 고분자는 폴리피롤(polypyrrole), 폴리싸이오펜(polythiophene), poly(3,4-ethylene dioxythiophene)(PEDOT) 및 폴리아닐린(polyaniline)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인, 자가 조립된 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이중 금속 나노 클러스터 코어는 라만 염료를 더 포함하는 것인, 자가 조립된 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체.
  5. 제4항의 야누스 나노구조체를 이용한 표면-증강 라만 산란(SERS) 기반 바이오센싱(Biosensing) 및/또는 바이오이미징(Bioimaging) 측정용 금속 나노프로브.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 야누스 나노구조체를 이용한 형광 기반 바이오센싱(Biosensing) 및/또는 바이오이미징(Bioimaging) 측정용 금속 나노프로브.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 야누스 나노구조체를 이용한 약물 전달체.
  8. i) 시드(seed)를 형성하는 금속 나노입자를 준비하고;
    ⅱ) 전도성 고분자 단량체 및 계면활성제를 용해시킨 수용액에 상기 시드 금속 나노입자를 첨가하고,
    ⅲ) 상기 ⅱ)의 시드 금속 나노입자가 첨가된 용액에 금속 이온 용액을 첨가하여 상기 금속 이온과 상기 전도성 고분자 단량체 사이의 산화-환원 반응을 수행하고;
    ⅳ) 상기 금속 이온이 상기 전도성 고분자가 제공하는 전자를 받아 환원되면서 시드 금속 나노입자 표면에 증착되어 이중 금속 나노입자 구획을 형성하고, 상기 전도성 고분자 모노머는 산화되면서 상기 이중 금속 나노입자 구획의 한쪽 면에만 증착되어 전도성 고분자로 성장하면서 비대칭적으로 전도성 고분자 구획을 형성하여, 이중 금속-고분자로 구성된 야누스 나노입자를 만들고;
    ⅴ) 상기 야누스 나노입자들을 포함하는 용액에 ODA(octadecylamine)를 첨가하고; 그리고
    ⅵ) 상기 야누스 나노입자들 내의 상기 이중 금속 나노입자들이 상기 ODA와 공유결합하면서 자가 조립되어, 이중 금속 나노 클러스터 코어 및 상기 코어 주위에 방사상으로 위치하는 고분자 쉘을 형성하는;
    단계를 포함하는,
    자가 조립된 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 iv) 단계 이후에,
    상기 이중 금속-고분자로 구성된 나노입자의 이중 금속 나노입자 표면에 라만 염료를 부착하는 단계를 더 포함하는, 자가 조립된 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 i) 단계의 시드 금속은 금, 은, 구리 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    상기 ⅲ) 단계의 금속 이온은 금 이온, 은 이온, 구리 이온 및 이의 혼합물로부터 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 자가 조립된 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체의 제조 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 ⅱ) 단계의 전도성 고분자는 폴리피롤(polypyrrole), 폴리싸이오펜(polythiophene), poly(3,4-ethylene dioxythiophene)(PEDOT) 및 폴리아닐린(polyaniline)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인, 자가 조립된 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체의 제조 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 iv) 단계의 전도성 고분자로 성장하는 것은 표면 주형 중합법(surface-templated polymerization)에 의한 것인, 자가 조립된 이중 금속-고분자의 야누스 나노구조체의 제조 방법.
  13. a) 검출하고자 하는 표적 물질이 포함된 시료액을 준비하고;
    b) 자성 나노입자에 상기 표적 물질에 대한 제1 항체를 고정하여 준비하고;
    c) 제5항의 금속 나노프로브에 상기 표적 물질에 대한 제2 항체를 고정하여 준비하고;
    d) 상기 b)의 제1 항체가 고정된 자성 나노입자를 상기 a)의 시료액에 첨가하여 상기 표적 물질과 상기 자성 나노입자의 제1 항체가 접합된 면역복합체를 형성하고;
    e) 상기 c)의 제2 항체가 고정된 금속 나노프로브를 상기 d)의 제1 항체가 접합된 면역복합체가 포함된 용액에 첨가하여 금속 나노프로브의 제2 항체-표적 물질-자성 나노입자의 제1 항체의 샌드위치형 면역복합체를 형성하고;
    f) 자기장을 이용하여 상기 샌드위치형 면역복합체를 형성하지 않은 자성 나노입자 및 금속 나노프로브를 분리하고; 그리고
    g) 상기 샌드위치형 면역복합체의 라만 신호를 측정하는;
    단계를 포함하는, 표면-증강 라만 산란(SERS) 기반의 표적 물질 검출 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 표적 물질은 단백질 또는 병원균인, 표면-증강 라만 산란(SERS) 기반의 표적 물질 검출 방법.
KR1020170100356A 2016-08-09 2017-08-08 표면 증강 라만 산란에 기초한 바이오 센싱을 위한 이방성 이중 금속-고분자 하이브리드 나노구조체 및 이의 자가 조립 나노구조체 KR101986537B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/324,278 US11913946B2 (en) 2016-08-09 2017-08-09 Bimetal-conductive polymer Janus composite nanostructure having electrical stimulus response, colloid self-assembled structure thereof, preparing method, and bio-sensing, bio-imaging, drug delivery and industrial application
PCT/KR2017/008620 WO2018030785A1 (ko) 2016-08-09 2017-08-09 전기적 자극 반응성을 지닌 이중 금속-전도성 고분자 야누스 복합 나노구조체, 이의 콜로이드 자가 조립 구조체, 제조방법 및 바이오센싱, 바이오이미징, 약물전달 및 산업적 응용

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20160101255 2016-08-09
KR1020160101255 2016-08-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180018375A true KR20180018375A (ko) 2018-02-21
KR101986537B1 KR101986537B1 (ko) 2019-06-07

Family

ID=61525046

Family Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170100359A KR101986545B1 (ko) 2016-08-09 2017-08-08 방향성을 가진 금 나노막대 자가 조립체 및 이를 이용한 이방성 이중 금속 나노막대 클러스터-고분자 하이브리드 나노구조체, 이의 제조 방법 및 이의 용도
KR1020170100356A KR101986537B1 (ko) 2016-08-09 2017-08-08 표면 증강 라만 산란에 기초한 바이오 센싱을 위한 이방성 이중 금속-고분자 하이브리드 나노구조체 및 이의 자가 조립 나노구조체
KR1020170100357A KR101986535B1 (ko) 2016-08-09 2017-08-08 이방성 고분자 쉘을 가진 리간드 유도 이중 금속 코어-새틀라이트 나노구조체, 이의 제조 방법 및 이의 바이오광학적 응용
KR1020170100358A KR101986531B1 (ko) 2016-08-09 2017-08-08 광학 기반 바이오센싱을 위한 이중 금속 나노클러스터 및 전도성 고분자 구획을 포함한 이방성 나노구조체, 이의 제조 방법 및 이의 응용

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170100359A KR101986545B1 (ko) 2016-08-09 2017-08-08 방향성을 가진 금 나노막대 자가 조립체 및 이를 이용한 이방성 이중 금속 나노막대 클러스터-고분자 하이브리드 나노구조체, 이의 제조 방법 및 이의 용도

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170100357A KR101986535B1 (ko) 2016-08-09 2017-08-08 이방성 고분자 쉘을 가진 리간드 유도 이중 금속 코어-새틀라이트 나노구조체, 이의 제조 방법 및 이의 바이오광학적 응용
KR1020170100358A KR101986531B1 (ko) 2016-08-09 2017-08-08 광학 기반 바이오센싱을 위한 이중 금속 나노클러스터 및 전도성 고분자 구획을 포함한 이방성 나노구조체, 이의 제조 방법 및 이의 응용

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11913946B2 (ko)
KR (4) KR101986545B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210028988A (ko) * 2019-09-05 2021-03-15 한국표준과학연구원 표면 증강 라만 산란을 이용한 검출 대상 물질 검출 장치 및 방법
KR20210028984A (ko) * 2019-09-05 2021-03-15 한국표준과학연구원 표면 증강 라만 산란용 라만 활성 입자 및 이의 제조방법
KR20220046070A (ko) * 2020-10-06 2022-04-14 한국과학기술원 표면 증강 라만 산란용 복합체의 제조방법 및 이의 방법으로 제조된 복합체

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3428586B1 (en) * 2017-07-14 2020-09-09 CSEM Centre Suisse D'electronique Et De Microtechnique SA Liquid level detection in receptacles using a plenoptic camera
KR102221138B1 (ko) * 2018-06-15 2021-02-26 한양대학교 에리카산학협력단 자극반응성을 가지는 코어-쉘 구조의 이중금속 나노구조체, 이의 제조 방법 및 이의 용도
US11427602B2 (en) 2018-06-15 2022-08-30 Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University Erica Campus Bimetallic nanoparticles with stimuli-responsiveness, process for producing the same, and use thereof
CN110455761A (zh) * 2019-08-19 2019-11-15 齐鲁工业大学 一种基于共轭聚合物纳米粒子和金纳米棒的荧光探针及其应用
CN110405198B (zh) * 2019-08-29 2021-07-27 东北大学 基于巯基生物分子调控贵金属纳米颗粒形态的方法及应用
KR102348003B1 (ko) * 2020-10-08 2022-01-07 연세대학교 산학협력단 이중 항체 연결 면역 샌드위치 분석을 이용한 타겟 바이오마커 검출방법
CN112730338B (zh) * 2020-12-22 2023-03-24 扬州大学 一种基于Ag@Au的多孔结构的双信号纳米放大探针及其SPR免疫检测的方法
WO2023044400A1 (en) * 2021-09-17 2023-03-23 The Trustees Of Indiana University Bi-functional janus reporter particle and methods for making and using the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6514767B1 (en) * 1999-10-06 2003-02-04 Surromed, Inc. Surface enhanced spectroscopy-active composite nanoparticles
US20060216759A1 (en) * 2004-10-29 2006-09-28 Imad Naasani Functionalized fluorescent nanocrystals, and methods for their preparation and use
KR20090030775A (ko) * 2007-09-21 2009-03-25 재단법인서울대학교산학협력재단 은 또는 금 나노입자 또는 나노구조체를 이용한 세포의모니터링 및 분자 이미징 방법
KR20100107648A (ko) * 2009-03-26 2010-10-06 한양대학교 산학협력단 표면증강 라만 산란 복합 프로브 및 이를 이용하여 표적 물질을 검출하는 방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101364245B1 (ko) * 2011-04-06 2014-02-21 한양대학교 에리카산학협력단 표면-증강 라만 산란 이미지 측정용 바이오하이브리드 금속 나노프로브의 제조방법
KR101368865B1 (ko) * 2012-03-20 2014-03-06 이화여자대학교 산학협력단 코어-쉘 나노입자 및 이의 제조 방법
KR101467667B1 (ko) * 2012-05-04 2014-12-11 서울대학교산학협력단 헤드부 및 바디부로 이루어진 나노스노우맨 형태의 나노입자, 이의 제조방법 및 이를 이용한 검출 방법
KR101486149B1 (ko) * 2013-07-12 2015-01-26 한양대학교 에리카산학협력단 경쟁 면역반응을 이용한 표면-증강 라만 산란 기반의 질병 진단용 마커 검출 방법
KR101486697B1 (ko) * 2014-02-17 2015-01-30 강원대학교산학협력단 분광활성 금속 나노입자

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6514767B1 (en) * 1999-10-06 2003-02-04 Surromed, Inc. Surface enhanced spectroscopy-active composite nanoparticles
US20060216759A1 (en) * 2004-10-29 2006-09-28 Imad Naasani Functionalized fluorescent nanocrystals, and methods for their preparation and use
KR20090030775A (ko) * 2007-09-21 2009-03-25 재단법인서울대학교산학협력재단 은 또는 금 나노입자 또는 나노구조체를 이용한 세포의모니터링 및 분자 이미징 방법
KR20100107648A (ko) * 2009-03-26 2010-10-06 한양대학교 산학협력단 표면증강 라만 산란 복합 프로브 및 이를 이용하여 표적 물질을 검출하는 방법

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A. R. Tao, S. Habas, and P. Yang, "Shape control of colloidal metal nanocrystals," small, vol. 4, pp. 310-325, 2008.
K. A. Willets and R. P. Van Duyne, "Localized surface plasmon resonance spectroscopy and sensing," Annu. Rev. Phys. Chem., vol. 58, pp. 267-297, 2007.
K. Kneipp, Y. Wang, H. Kneipp, L. T. Perelman, I. Itzkan, R. R. Dasari, et al., "Single Molecule Detection Using Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS)," Physical Review Letters, vol. 78, pp. 1667-1670, 03/03/ 1997.
M. Rycenga, C. M. Cobley, J. Zeng, W. Li, C. H. Moran, Q. Zhang, et al., "Controlling the Synthesis and Assembly of Silver Nanostructures for Plasmonic Applications," Chemical Reviews, vol. 111, pp. 3669-3712, 2011/06/08 2011.
S. Harish et al., Materials Research Bulletin, Vol. 44, pp 1828-1833, (2009.06.06.) *
S. L. Kleinman, R. R. Frontiera, A.-I. Henry, J. A. Dieringer, and R. P. Van Duyne, "Creating, characterizing, and controlling chemistry with SERS hot spots," Physical Chemistry Chemical Physics, vol. 15, pp. 21-36, 2013.

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210028988A (ko) * 2019-09-05 2021-03-15 한국표준과학연구원 표면 증강 라만 산란을 이용한 검출 대상 물질 검출 장치 및 방법
KR20210028984A (ko) * 2019-09-05 2021-03-15 한국표준과학연구원 표면 증강 라만 산란용 라만 활성 입자 및 이의 제조방법
KR20220046070A (ko) * 2020-10-06 2022-04-14 한국과학기술원 표면 증강 라만 산란용 복합체의 제조방법 및 이의 방법으로 제조된 복합체

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180018377A (ko) 2018-02-21
US11913946B2 (en) 2024-02-27
KR101986537B1 (ko) 2019-06-07
KR20180018376A (ko) 2018-02-21
KR101986531B1 (ko) 2019-06-07
KR101986545B1 (ko) 2019-06-10
KR20180018378A (ko) 2018-02-21
KR101986535B1 (ko) 2019-06-07
US20190170743A1 (en) 2019-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101986537B1 (ko) 표면 증강 라만 산란에 기초한 바이오 센싱을 위한 이방성 이중 금속-고분자 하이브리드 나노구조체 및 이의 자가 조립 나노구조체
Wang et al. Rational design and synthesis of SERS labels
Zou et al. Carbon-dot and quantum-dot-coated dual-emission core–satellite silica nanoparticles for ratiometric intracellular Cu2+ imaging
Zhong et al. Facile, large-quantity synthesis of stable, tunable-color silicon nanoparticles and their application for long-term cellular imaging
Wang et al. Folic acid protected silver nanocarriers for targeted drug delivery
He et al. Photo and pH stable, highly-luminescent silicon nanospheres and their bioconjugates for immunofluorescent cell imaging
Wang et al. NIR luminescence intensities increase linearly with proportion of polar thiolate ligands in protecting monolayers of Au38 and Au140 quantum dots
Pazos-Perez et al. Modular assembly of plasmonic core–satellite structures as highly brilliant SERS-encoded nanoparticles
KR102153948B1 (ko) 이방성 이중금속 나노스타, 이의 나노클러스터 구조체, 제조방법 및 이의 응용
Jun et al. Magnetic field induced aggregation of nanoparticles for sensitive molecular detection
KR101654461B1 (ko) 표면 증강 라만 산란 기반 바이오센싱 및/또는 바이오이미지 측정용 그래핀 산화물에 의한 금속 나노입자 클러스터 구조의 ｓｅｒｓ 나노프로브 제조방법
Xia et al. Metal-enhanced fluorescence using aggregated silver nanoparticles
Hunyadi Murph et al. Patchy silica-coated silver nanowires as SERS substrates
Solovyeva et al. Effect of diaminostilbene as a molecular linker on Ag nanoparticles: SERS study of aggregation and interparticle hot spots in various environments
Ermakova et al. The supramolecular approach to the phase transfer of carboxylic calixresorcinarene-capped silver nanoparticles
Freitag et al. Preparation and characterization of multicore SERS labels by controlled aggregation of gold nanoparticles
Fernández-Lodeiro et al. New-coated fluorescent silver nanoparticles with a fluorescein thiol esther derivative: fluorescent enhancement upon interaction with heavy metal ions
Kahraman et al. Oligonucleotide-mediated Au–Ag core–shell nanoparticles
KR102081391B1 (ko) 이방성 이중금속 나노와이어, 이중금속 나노와이어 내장 폴리머 나노섬유, 이중금속 나노와이어 포함 sers 기판, 이의 제조방법 및 용도
Toh et al. Induced pH-dependent shift by local surface plasmon resonance in functionalized gold nanorods
Agarwal et al. Ultra-small gold nanoparticles synthesized in aqueous solution and their application in fluorometric collagen estimation using bi-ligand functionalization
Thomas et al. Combined effects of emitter–emitter and emitter–plasmonic surface separations dictate photoluminescence enhancement in a plasmonic field
Kar et al. In situ modulation of gold nanorod's surface charge drives the growth of end-to-end assemblies from dimers to large networks that enhance single-molecule fluorescence by 10000-fold
Lin et al. The design and applications of nanoparticle coated microspheres in immunoassays
Tarpani et al. Effect of metal nanoparticles on the photophysical behaviour of dye—silica conjugates

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right