KR20200098141A - Multi-layered core-shell particle comprising SERS signal as internal standard and detection method of target analyte using the same - Google Patents

Multi-layered core-shell particle comprising SERS signal as internal standard and detection method of target analyte using the same Download PDF

Info

Publication number
KR20200098141A
KR20200098141A KR1020190015876A KR20190015876A KR20200098141A KR 20200098141 A KR20200098141 A KR 20200098141A KR 1020190015876 A KR1020190015876 A KR 1020190015876A KR 20190015876 A KR20190015876 A KR 20190015876A KR 20200098141 A KR20200098141 A KR 20200098141A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
particles
sio
shell
core
rlc
Prior art date
Application number
KR1020190015876A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102190796B1 (en
Inventor
전봉현
함은일
Original Assignee
건국대학교 산학협력단
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 건국대학교 산학협력단 filed Critical 건국대학교 산학협력단
Priority to KR1020190015876A priority Critical patent/KR102190796B1/en
Publication of KR20200098141A publication Critical patent/KR20200098141A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102190796B1 publication Critical patent/KR102190796B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54313Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being characterised by its particulate form
    • G01N33/54346Nanoparticles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/65Raman scattering
    • G01N21/658Raman scattering enhancement Raman, e.g. surface plasmons
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82BNANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B1/00Nanostructures formed by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B1/008Nanostructures not provided for in groups B82B1/001 - B82B1/007
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y15/00Nanotechnology for interacting, sensing or actuating, e.g. quantum dots as markers in protein assays or molecular motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

The present invention provides a multi-layered core-shell particle comprising a core, an inner layer, and an outer layer, in which a Raman-labeled compound is included in the inner layer as an inner standard material, a method for preparing the same, a composition for detecting a target analyte including the same, a SERS-based chemical sensor, and a method for detecting an internal standard-based target analyte by using the same. According to the present invention, the multi-layered core-shell particle and the method for detecting a target analyte by using the same can be utilized as a technology for rapidly confirming a contamination status and preventing diffusion through quantitative analysis in the field of environmental substance detection as well as major agricultural and aquatic products, and can be also used as a core source technology of biosensor and nanobio technology for early detection and diagnosis of cancer, bio-imaging, customized diagnosis, and diagnostic monitoring in the form of point-of-care testing (POCT).

Description

SERS 신호를 내부표준 신호로 포함하는 다층 코어-쉘 입자 및 이를 이용한 표적 분석물의 검출방법{Multi-layered core-shell particle comprising SERS signal as internal standard and detection method of target analyte using the same}Multi-layered core-shell particle comprising SERS signal as internal standard and detection method of target analyte using the same}

본 발명은 SERS 신호를 내부표준 신호로 포함하는 다층 코어-쉘 입자 및 이를 이용한 표적 분석물의 검출방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코어, 내층 및 외층으로 구성된 다층 코어-쉘 입자로서 내층에 내부 표준 물질로서 라만 표지 화합물(Raman label compound, RLC)을 포함하는 다층 코어-쉘 입자 및 이를 이용한 표적 분석물의 검출방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multilayer core-shell particle containing the SERS signal as an internal standard signal and a method of detecting a target analyte using the same, and more particularly, to a multilayer core-shell particle composed of a core, an inner layer, and an outer layer. The present invention relates to a multilayer core-shell particle comprising a Raman label compound (RLC) as a material and a method of detecting a target analyte using the same.

표면 강화 라만 산란(Surface-enhanced Raman scattering, SERS) 분광법은 고감도, 비표지, 즉각적인 화학적 지문 분석이 가능하기 때문에 다양한 응용 분야에서 유망한 감지 기술로 인식되고 있다. 이에 따라, SERS 기반 분석은 화학, 생물학 및 환경과 관련된 다수 연구 분야에서 개발되고 연구되고 있다. 그러나, SERS의 신호는 SERS 활성 기질의 균일성 및 SERS 활성 기질에 흡착된 분석물의 분포 정도와 같은 여러 요인에 의해 영향을 받을 수 있기 때문에 재현성 있는 신호를 얻는 데 어려움이 있다.Surface-enhanced Raman scattering (SERS) spectroscopy is recognized as a promising detection technology in a variety of applications because it enables high-sensitivity, label-free, and immediate chemical fingerprint analysis. Accordingly, SERS-based analysis is being developed and studied in a number of research fields related to chemistry, biology and the environment. However, it is difficult to obtain a reproducible signal because the signal of SERS can be influenced by several factors such as the uniformity of the SERS-active substrate and the degree of distribution of analytes adsorbed on the SERS-active substrate.

최근 여러 연구 그룹이 이러한 문제를 극복하고자 시도하였고, 내부 표준을 포함하는 나노입자(nanoparticle, NP)를 제안하였다. 내부 표준으로 작용하는 화학 물질을 SERS-활성 물질에 첨가하여 내부 표준 신호에 대한 분석물 신호의 비율을 플롯팅하여 검량선 작성에 사용할 수 있다. 이를 위해 코어-내부 표준-쉘 구조가 제안되었다. 코어와 쉘 사이에 위치한 내부 표준은 쉘 내부에 존재하고 표면의 타겟 분석물과 경쟁하지 않기 때문에 검출 환경의 영향을 받지 않는다. 또한, 상이한 집합 상태 및 측정 조건에 의해 야기되는 신호 변동을 보정한다. 라만-침묵 영역에 진동 밴드를 갖는 프로브 분자는 다층 그래파이트 자성 나노 캡슐에 금 NP가 장식된 "AGN"이라는 내부 표준으로 활용될 수 있다. 이들 신호는 주변 환경의 진동 피크와 비교적 낮은 간섭을 일으킨다. 그러나, "코어-쉘" 표면 상에 이들 프로브 분자를 고정화하는 것은 쉬운 일이 아니다. 고정화 중에 "코어-쉘" 실리카 기질의 불안정한 졸(sol) 형태가 응집되어 SERS 신호가 불균일하게 될 수 있다. 그러므로, 매우 민감한 NP 및 효율적인 정량 검출 방법을 사용하는 더욱 향상된 검출 프로브를 개발할 여지가 남아 있다.Recently, several research groups have attempted to overcome this problem and have proposed nanoparticles (NPs) containing internal standards. Chemicals that act as internal standards can be added to the SERS-active substance to plot the ratio of the analyte signal to the internal standard signal and use it to create a calibration curve. For this, a core-internal standard-shell structure was proposed. The internal standard located between the core and the shell is not affected by the detection environment because it exists inside the shell and does not compete with the target analyte on the surface. In addition, signal fluctuations caused by different aggregation states and measurement conditions are corrected. A probe molecule having a vibration band in the Raman-silent region can be used as an internal standard called "AGN" in which gold NPs are decorated in multilayer graphite magnetic nanocapsules. These signals cause relatively low interference with vibration peaks in the surrounding environment. However, immobilizing these probe molecules on a "core-shell" surface is not an easy task. During immobilization, the unstable sol form of the “core-shell” silica substrate may aggregate, resulting in a non-uniform SERS signal. Therefore, there remains room to develop more advanced detection probes using highly sensitive NPs and efficient quantitative detection methods.

반면에, 선형 피팅(linear fitting)은 검출 정확도를 향상시킬 수 있고, 분석물의 농도가 신뢰성 있게 정량화될 수 있어서, 분설물(Ianalyte)/내부표준(Iinternal standard)과의 양호한 선형 관계를 갖기 때문에 비율 측정 분석 방법(ratiometric analysis method)이 유리하다. 그러나 실제 검출 시스템에서 NP 농도의 넓은 동적 범위에 대하여 검출 방법을 확립하는 것은 어려운 일이다.On the other hand, linear fitting can improve detection accuracy and the concentration of analyte can be reliably quantified, so that it has a good linear relationship with I analyte / I internal standard . Therefore, the ratiometric analysis method is advantageous. However, it is difficult to establish a detection method for a wide dynamic range of NP concentration in an actual detection system.

한국특허공개 제10-2017-0070351호 (2017년06월22일)Korean Patent Publication No. 10-2017-0070351 (June 22, 2017) 한국특허공개 제10-2011-0066881호 (2011년06월17일)Korean Patent Publication No. 10-2011-0066881 (June 17, 2011) 한국특허공개 제10-2012-0015227호 (2012년02월21일)Korean Patent Publication No. 10-2012-0015227 (February 21, 2012)

본 발명의 발명자들은 실제 검출 시스템에서 넓은 동적 범위를 나타내어 정량분석이 가능하고, 안정적이고 신뢰성있게 현장검사가 가능한 표면 강화 라만 산란(Surface-enhanced Raman scattering, SERS) 분광법을 이용한 정량분석 방법에 대하여 연구하던 중, 코어, 내층 및 외층으로 구성된 다층 코어-쉘 입자로서 내층에 내부 표준 물질인 라만 표지 화합물(Raman label compound, RLC)을 포함하는 다층 코어-쉘 입자가 우수한 분산 안정성을 나타내고, 안정적이고 재현성있게 신호를 생성하여 정확하게 정량분석을 가능하게 하며, 이를 이용하여 분석물의 농도를 입자 수에 관계없이 단일 측정으로 얻을 수 있다는 것을 확인함으로써 안정적이고 신뢰성있게 현장검사가 가능한 정량분석 방법으로 사용할 수 있다는 것을 발견하였다.The inventors of the present invention study a quantitative analysis method using a surface-enhanced Raman scattering (SERS) spectroscopy that enables a quantitative analysis by showing a wide dynamic range in an actual detection system and capable of stable and reliable field inspection. In the meantime, a multilayer core-shell particle composed of a core, an inner layer and an outer layer, and a multilayer core-shell particle containing a Raman label compound (RLC), an internal standard material in the inner layer, exhibits excellent dispersion stability, and is stable and reproducible. It can be used as a quantitative analysis method capable of stably and reliably on-site inspection by confirming that the concentration of analyte can be obtained by a single measurement regardless of the number of particles by using it to generate a signal to enable accurate quantitative analysis. I found it.

따라서, 본 발명은 코어, 내층 및 외층으로 구성된 다층 코어-쉘 입자로서 내층에 내부 표준 물질인 라만 표지 화합물을 포함하는 다층 코어-쉘 입자, 이의 제조방법, 이를 포함하는 표적 분석물 검출용 조성물, 이를 포함하는 SERS 기반 화학 센서 및 이를 이용하는 내부 표준 기반 표적 분석물의 검출방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention is a multilayer core-shell particle composed of a core, an inner layer and an outer layer, and a multilayer core-shell particle comprising a Raman-labeled compound as an inner standard material in the inner layer, a method for preparing the same, a composition for detecting a target analyte comprising the same, An object of the present invention is to provide a SERS-based chemical sensor including the same and a method for detecting target analytes based on internal standards using the same.

본 발명의 일 측면에 따라, 실리카 코어 입자; 상기 실리카 코어 입자의 표면에 도입된 제1 Ag 입자, 제1 Ag 입자 표면에 도입된 라만 표지 화합물(Raman label compound, RLC), 및 이들을 둘러싼 실리카 쉘을 포함하는 내층; 및 상기 내층 표면에 도입된 제2 Ag 입자를 포함하는 외층을 포함하는 다층 코어-쉘 입자가 제공된다.According to an aspect of the present invention, silica core particles; An inner layer including a first Ag particle introduced to the surface of the silica core particle, a Raman label compound (RLC) introduced to the surface of the first Ag particle, and a silica shell surrounding the first Ag particles; And multilayer core-shell particles including an outer layer including the second Ag particles introduced on the surface of the inner layer is provided.

일 구현예에서, 상기 실리카 코어 입자는 크기 10 nm 내지 10 mm일 수 있다. In one embodiment, the silica core particles may have a size of 10 nm to 10 mm.

일 구현예에서, 상기 제1 Ag 입자 및 제2 Ag 입자는 각각 독립적으로 크기 1 내지 200 nm일 수 있다.In one embodiment, the first Ag particles and the second Ag particles may each independently have a size of 1 to 200 nm.

일 구현예에서, 상기 실리카 쉘은 두께 1 내지 50 nm일 수 있다.In one embodiment, the silica shell may have a thickness of 1 to 50 nm.

일 구현예에서, 상기 다층 코어-쉘 입자는 크기 10 nm 내지 10 mm일 수 있다.In one embodiment, the multilayer core-shell particle may have a size of 10 nm to 10 mm.

본 발명의 다른 측면에 따라, (a) 실리카 코어 입자의 표면에 티올기를 도입한 후 제1 Ag 입자를 도입하여 SiO2@Ag 입자를 제조하는 단계; (b) 상기 SiO2@Ag 입자에 라만 표지 화합물(Raman label compound, RLC)을 도입하여 SiO2@Ag/RLC 입자를 제조하는 단계; (c) 상기 SiO2@Ag/RLC 입자를 실리카 쉘로 캡슐화하여 SiO2@Ag/RLC@SiO2 입자를 제조하는 단계; 및 (d) 상기 SiO2@Ag/RLC@SiO2 입자의 표면에 티올기를 도입한 후 제2 Ag 입자를 도입하여 SiO2@Ag/RLC@SiO2@Ag 입자를 제조하는 단계를 포함하는 다층 코어-쉘 입자의 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, (a) introducing a thiol group to the surface of the silica core particle and then introducing the first Ag particle to prepare SiO 2 @Ag particles; (b) preparing SiO 2 @Ag/RLC particles by introducing a Raman label compound (RLC) to the SiO 2 @Ag particles; (c) preparing SiO 2 @Ag/RLC@SiO 2 particles by encapsulating the SiO 2 @Ag/RLC particles with a silica shell; And (d) introducing a thiol group to the surface of the SiO 2 @Ag/RLC@SiO 2 particles and then introducing the second Ag particles to prepare SiO 2 @Ag/RLC@SiO 2 @Ag particles. A method for producing core-shell particles is provided.

본 발명의 또 다른 측면에 따라, 상기 다층 코어-쉘 입자를 포함하는 표적 분석물 검출용 조성물이 제공된다.According to another aspect of the present invention, a composition for detecting a target analyte comprising the multilayer core-shell particles is provided.

본 발명의 또 다른 측면에 따라, 상기 다층 코어-쉘 입자를 포함하는 SERS 기반 화학 센서가 제공된다.According to another aspect of the present invention, a SERS-based chemical sensor comprising the multilayer core-shell particles is provided.

본 발명의 또 다른 측면에 따라, 상기 다층 코어-쉘 입자를 이용하는 내부 표준 기반 표적 분석물의 검출방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, a method for detecting a target analyte based on an internal standard using the multilayer core-shell particles is provided.

일 구현예에서, 상기 내부 표준 기반 표적 분석물의 검출방법에서는 비율 측정 분석 방법(ratiometric analysis method)을 이용할 수 있다.In one embodiment, the internal standard-based target analyte detection method may use a ratiometric analysis method.

본 발명에 의해, 실리카 코어 입자; 상기 실리카 코어 입자의 표면에 도입된 제1 Ag 입자, 제1 Ag 입자 표면에 도입된 라만 표지 화합물, 및 이들을 둘러싼 실리카 쉘을 포함하는 내층; 및 상기 내층 표면에 도입된 제2 Ag 입자를 포함하는 외층을 포함하는 다층 코어-쉘 입자가 검출에 충분하고 안정한 신호를 생성하는 입자 구조로서 콜로이드 상태에서 음의 제타 전위 값을 나타냄으로써 우수한 분산 안정성 및 응집이 없는 특성을 나타내고, 비율 측정 분석 방법(ratiometric analysis method)을 이용함으로써 안정적이고 재현성있는 신호를 생성하여 정확한 정량분석이 가능하며, 분석물의 농도를 입자 수에 관계없이 단일 측정으로 정량분석할 수 있다는 것이 밝혀졌다.According to the present invention, silica core particles; An inner layer including a first Ag particle introduced into the surface of the silica core particle, a Raman labeling compound introduced into the surface of the first Ag particle, and a silica shell surrounding them; And a multilayer core-shell particle including an outer layer including the second Ag particles introduced on the inner layer surface as a particle structure that generates a signal that is sufficient and stable for detection, and exhibits a negative zeta potential value in a colloidal state, resulting in excellent dispersion stability. And agglomeration-free properties, and by using a ratiometric analysis method, a stable and reproducible signal is generated for accurate quantitative analysis, and the concentration of analytes can be quantitatively analyzed with a single measurement regardless of the number of particles. It turns out that you can.

따라서, 본 발명의 다층 코어-쉘 입자 및 이를 이용한 표적 분석물의 검출방법은 라만분광학에서의 정량 분석에 대한 분석 한계를 극복하여 고감도 고속 유해물질 분석을 가능하게 함으로써 환경 물질 검출 분야에서 정량분석을 통한 빠른 오염 상태 확인 및 확산 방지 기술로 활용 가능하고, 주요 농·수산물뿐만 아니라, 암의 조기 발견 및 진단과 바이오 이미징, 맞춤형 진단, 현장검사(point-of-care testing:POCT) 형태의 진단 모니터링을 위한 바이오센서 기술 및 나노바이오 기술의 핵심 원천 기술로 유용하게 사용될 수 있다.Therefore, the multilayer core-shell particle of the present invention and the detection method of the target analyte using the same overcome the limitation of the analysis of quantitative analysis in Raman spectroscopy to enable high-sensitivity and high-speed analysis of harmful substances, thereby enabling quantitative analysis in the field of environmental substance detection. It can be used as a technology to quickly check contamination status and prevent spread, and provides early detection and diagnosis of cancer, bio-imaging, customized diagnosis, and point-of-care testing (POCT) type diagnostic monitoring as well as major agricultural and aquatic products. It can be usefully used as a key source technology for biosensor technology and nanobio technology.

도 1은 다층 SERS NP의 합성 및 검출 원리의 개략도로서, (a) SiO2@Ag/RLC@SiO2@Ag(MLRLC 도트)의 합성 과정이고, (b) 내부 표준을 이용한 MLRLC 도트의 검출 개념 및 구조(A: 내부 표준, B: 분석물)이다.
도 2는 합성의 각 단계에서 NP의 TEM 이미지와 조성 분석 결과로서, (a) SiO2 NP, (b) SiO2@Ag, (c) SiO2@Ag/4-BBT@SiO2, (d) ML4-BBT 도트, (e) 저배율에서의 ML4-BBT 도트 및 (f) SiO2@Ag/4-BBT@SiO2에서의 실리카 쉘의 두께이고, (g) ML4-BBT 도트 및 (h) ML4-BBT 도트의 3개 구성 요소(위로부터 Ag, Si 및 Br)의 TEM-EDX 이미지이고, 시료[(i) SiO2@Ag, (ⅱ) SiO2@Ag@SiO2, (ⅲ) ML 도트]의 UV-가시광선 흡수 스펙트럼이다.
도 3은 SiO2 NP의 TEM 이미지 및 크기 분포의 히스토그램이다.
도 4는 ML4-BBT 도트 콜로이드의 SEM 이미지이다.
도 5는 ML4-BBT 도트 콜로이드의 제타 전위이다.
도 6은 ML4-BBT 도트의 EDX 분석 결과이다.
도 7은 내부 표준 내포된 ML4-BBT 도트의 특성으로서, (a) 각 합성 단계에서의 ML4-BBT 도트의 SERS 스펙트럼이고[(ⅰ) SiO2@Ag, (ⅱ) SiO2@Ag/4-BBT, (ⅲ) SiO2@Ag/4-BBT@SiO2, 및 (ⅳ) ML4-BBT 도트], (b) 각 단계에서 합성된 나노 구조체의 491 cm-1에서의 SERS 강도이고, (c) 각각 4-CBT 및 4-FBT와 반응한 ML4-BBT 도트의 SERS 스펙트럼이다.
도 8은 (a) ML4-BBT 도트의 양에 따른 SERS 강도이고, (b) 다양한 농도의 티람(10-3 ~ 10-6 M)과 반응한 ML4-BBT 도트의 SERS 강도 비(I4-FBT/I4-BBT)이다.
도 9는 ML4-BBT 도트의 양에 따른 내부 표준 SERS 강도이다.
도 10은 (a) 상이한 농도의 4-FBT와 4-BBT가 도입된 NP에서의 ML4-BBT 도트의 3 차원 SERS 강도 맵으로서, 내부 표준인 4-BBT는 0.1 mg에서 1.2 mg 범위의 농도로 NP에 포함되었고, 4-FBT(1×10-3 M에서 1×10-6 M)는 표적 분석물로 사용하였다. (b) 분석물의 실험 농도와 계산 농도의 백분율이다.
도 11은 (a) 분석물과 5 시간 혼합한 후의 ML4-BBT 도트 사진으로서, (i) ML4-BBT 도트, (ii) 티람과 혼합된 ML4-BBT 도트 및 (ⅲ) 4-FBT와 혼합된 ML4-BBT 도트이다. (b) 여러 농도의 분석물과 혼합된 ML4-BBT 도트의 UV-Vis 스펙트럼이다. (c) 4-FBT와 혼합된 ML4-BBT 도트의 z 전위이다.
도 12는 ML4-BBT 도트에 대한 다양한 농도의 티람(5×10-5 ~ 10-7 M)의 SERS 강도 비율(IThiram/I4-BBT, I1397cm-1/I491cm-1)이다.
도 13은 (a) ML4-BBT 도트를 이용한 사과 껍질 표면에서의 티람 검출 과정을 나타낸 것이고, (b) 다양한 양의 티람(10-8 mol ~ 10-11 mol)과 반응한 ML4-BBT 도트의 SERS 스펙트럼이다.
1 is a schematic diagram of a synthesis and detection principle of a multilayer SERS NP, (a) a synthesis process of SiO 2 @Ag/RLC@SiO 2 @Ag (ML RLC dots), and (b) an ML RLC dot using an internal standard Detection concept and structure (A: internal standard, B: analyte).
2 is a TEM image and composition analysis result of NP at each step of the synthesis, (a) SiO 2 NP, (b) SiO 2 @Ag, (c) SiO 2 @Ag/4-BBT@SiO 2 , (d ) ML 4-BBT dot, (e) ML 4-BBT dot at low magnification and (f) the thickness of the silica shell at SiO 2 @Ag/4-BBT@SiO 2 , and (g) ML 4-BBT dot and (h) TEM-EDX image of three components (Ag, Si and Br from above) of ML 4-BBT dot, and sample [(i) SiO 2 @Ag, (ii) SiO 2 @Ag@SiO 2 , (Iii) ML dot] is a UV-visible ray absorption spectrum.
3 is a TEM image of SiO 2 NP and a histogram of the size distribution.
4 is an SEM image of an ML 4-BBT dot colloid.
5 is the zeta potential of the ML 4-BBT dot colloid.
6 is an EDX analysis result of ML 4-BBT dots.
7 is a characteristic of the internal standard embedded ML 4-BBT dot, (a) SERS spectrum of the ML 4-BBT dot in each synthesis step [(i) SiO 2 @Ag, (ii) SiO 2 @Ag/ 4-BBT, (iii) SiO 2 @Ag/4-BBT@SiO 2 , and (iv) ML 4-BBT dots], (b) SERS intensity at 491 cm -1 of the nanostructure synthesized in each step , (c) SERS spectra of ML 4-BBT dots reacted with 4-CBT and 4-FBT, respectively.
Figure 8 is (a) SERS intensity according to the amount of ML 4-BBT dots, (b) SERS intensity ratio of the ML 4-BBT dots reacted with various concentrations of Tiram (10 -3 ~ 10 -6 M) (I 4-FBT /I 4-BBT ).
9 is an internal standard SERS intensity according to the amount of ML 4-BBT dots.
Figure 10 is (a) a three-dimensional SERS intensity map of the ML 4-BBT dot in the NPs introduced with different concentrations of 4-FBT and 4-BBT, the internal standard 4-BBT concentration ranging from 0.1 mg to 1.2 mg Was included in NP, and 4-FBT (1×10 −3 M to 1×10 −6 M) was used as the target analyte. (b) It is the percentage of the experimental and calculated concentration of the analyte.
11 is a photograph of (a) ML 4-BBT dots after mixing with an analyte for 5 hours, (i) ML 4-BBT dots, (ii) ML 4-BBT dots mixed with Tiram, and (iii) 4-FBT Mixed with ML 4-BBT dots. (b) UV-Vis spectrum of ML 4-BBT dots mixed with various concentrations of analytes. (c) The z potential of the ML 4-BBT dot mixed with 4-FBT.
12 is the SERS intensity ratio (I Thiram /I 4-BBT , I 1397cm-1 /I 491cm-1 ) of various concentrations of Tiram (5×10 -5 ~ 10 -7 M) for ML 4-BBT dots. .
13 shows the process of detecting Tiram on the surface of an apple peel using (a) ML 4-BBT dots, and (b) ML 4-BBT reacted with various amounts of Tiram (10 -8 mol ~ 10 -11 mol) It is the SERS spectrum of the dot.

본 명세서에서, "라만 표지 화합물(Raman label compound, RLC)"이라 함은 물질의 진동(vibrational), 회전(rotational), 및 다른 저-주파 모드(low-frequency mode)의 라만 신호를 나타내는 모든 물질을 의미하며, 라만 신호는 분자의 구조적 지문으로 인식되고 있다.In the present specification, the term "Raman label compound (RLC)" refers to any substance that exhibits a Raman signal of a substance's vibrational, rotational, and other low-frequency modes. The Raman signal is recognized as a structural fingerprint of the molecule.

본 발명은 실리카 코어 입자; 상기 실리카 코어 입자의 표면에 도입된 제1 Ag 입자, 제1 Ag 입자 표면에 도입된 라만 표지 화합물, 및 이들을 둘러싼 실리카 쉘을 포함하는 내층; 및 상기 내층 표면에 도입된 제2 Ag 입자를 포함하는 외층을 포함하는 다층 코어-쉘 입자를 제공한다.The present invention is a silica core particle; An inner layer including a first Ag particle introduced into the surface of the silica core particle, a Raman labeling compound introduced into the surface of the first Ag particle, and a silica shell surrounding them; And it provides a multi-layered core-shell particles comprising an outer layer including the second Ag particles introduced on the surface of the inner layer.

SERS 기질로서의 NP는 귀금속 및 전이 금속과 같은 다양한 종류의 금속을 사용하고, 금속의 크기를 조절하고, 나노 튜브, 나노 막대, 나노 와이어, 나노 링 및 나노크레센트(nanocrescent)와 같은 입자의 형태를 변화시키고, 금속 NP를 이량체, 삼량체 및 응집체로 배열시키고, 합금과 같은 금속 융합에 의해 다수의 방향으로 개발되고 있다. SERS 증진을 나타내는 다양한 나노 물질 중에서 Ag NP-도입된 실리카 나노스피어는 핫스팟(hotspot) 구조로 인해 단 하나의 입자만으로도 감지 될 수 있는 충분한 SERS 신호를 갖는다. SERS 신호를 효율적으로 방사하고 유지할 수 있는 이러한 나노 구조체는 다환 방향족 탄화수소, 플라보노이드 및 기타의 표적 분자에 대한 높은 민감도를 가능하게 한다. 또한 이러한 합성하기 쉬운 템플릿 기반의 나노 구조체는 균일한 신호를 생성하고 대량제조화될 수 있다. 또한 구조에 리간드 및 쉘을 적용하면 센서 안정성 및 장기간 안정성을 보인다.NP as a SERS substrate uses a variety of metals such as precious metals and transition metals, controls the size of the metal, and changes the shape of particles such as nanotubes, nanorods, nanowires, nanorings and nanocrescents. And metal NPs are arranged in dimers, trimers and aggregates, and are being developed in a number of directions by fusion of metals such as alloys. Among the various nanomaterials exhibiting SERS enhancement, Ag NP-introduced silica nanospheres have sufficient SERS signals that can be detected with only one particle due to the hotspot structure. These nanostructures, which can efficiently emit and maintain the SERS signal, enable high sensitivity to polycyclic aromatic hydrocarbons, flavonoids and other target molecules. In addition, the template-based nanostructures that are easy to synthesize can generate a uniform signal and be mass-produced. In addition, when the ligand and shell are applied to the structure, sensor stability and long-term stability are shown.

본 발명에서는 안정되고 강력한 SERS 신호를 생성할 수 있는 안정적인 SERS 활성 나노 물질을 제조하였으며, 상기 물질의 강도와 빈도는 화학적 검출에서 정량 분석을 위한 표적 물질의 농도에 따라 달라진다. 다층 나노 구조는 Ag NP로 코팅된 실리카 코어, 라만 표지 화합물, 실리카 쉘 및 Ag NP로 구성된다. RLC와 함께인 내부 Ag NP는 정량 분석을 위한 기준으로서 안정적인 신호를 생성하는 내부 표준 역할을 한다. 외부 Ag NP는 분석물 검출을 위한 센서 사이트로 사용된다. 내부 표준은 (1) 라만 강도에서 다층 입자의 양을 제공하고, (2) 분석물 및 내부 표준(Ianalyte/Iinternal standard)의 신호 비율을 제공하는 두 가지 역할을 수행한다. 이 접근법은 NP의 농도를 모르는 상태에서 입자의 라만 신호로부터 표적의 농도를 추정할 수 있게 한다. 먼저 다층 나노 구조체를 제조하고, 이를 분석물의 라만-기반 검출에 사용하였다. 내부 표준과 함께 다층 Ag-고정화된 실리카 나노 구조체를 사용하여, 3차원 검량선에 기초하여 측정된 입자의 수에 근거한 표적 물질의 양을 즉시 정량할 수 있다.In the present invention, a stable SERS active nanomaterial capable of generating a stable and strong SERS signal was prepared, and the strength and frequency of the material depend on the concentration of the target material for quantitative analysis in chemical detection. The multilayer nanostructure is composed of a silica core coated with Ag NP, a Raman labeling compound, a silica shell and Ag NP. The internal Ag NP with RLC serves as an internal standard that generates a stable signal as a reference for quantitative analysis. External Ag NPs are used as sensor sites for analyte detection. The internal standard plays two roles: (1) providing the amount of multilayer particles in Raman intensity, and (2) providing the signal ratio of the analyte and the internal standard (I analyte /I internal standard ). This approach makes it possible to estimate the target concentration from the particle's Raman signal without knowing the concentration of NP. First, a multilayer nanostructure was prepared and used for Raman-based detection of analytes. Using a multilayer Ag-immobilized silica nanostructure with an internal standard, it is possible to immediately quantify the amount of target material based on the number of particles measured based on a three-dimensional calibration curve.

본 발명의 다층 코어-쉘 입자는 코어, 내층 및 외층으로 구성된다. 상기 코어는 실리카 재질로 제조되고, 내층에는 실리카 코어 입자의 표면에 도입된 제1 Ag 입자, 제1 Ag 입자 표면에 도입된 라만 표지 화합물, 및 이들을 둘러싼 실리카 쉘이 포함되며, 외층에는 상기 내층 표면에 도입된 제2 Ag 입자가 포함된다.The multilayer core-shell particle of the present invention is composed of a core, an inner layer and an outer layer. The core is made of a silica material, and the inner layer includes a first Ag particle introduced to the surface of the silica core particle, a Raman label compound introduced to the surface of the first Ag particle, and a silica shell surrounding them, and the outer layer includes a surface of the inner layer. The second Ag particles introduced into are included.

본 발명에서 구비되는 상기 실리카 코어 입자는 크기 10 nm 내지 10 mm, 바람직하게는 20 nm 내지 10 um, 보다 바람직하게는 50 nm 내지 500 nm, 가장 바람직하게는 150 nm 내지 250 nm일 수 있다.The silica core particles provided in the present invention may have a size of 10 nm to 10 mm, preferably 20 nm to 10 um, more preferably 50 nm to 500 nm, and most preferably 150 nm to 250 nm.

본 발명의 다층 코어-쉘 입자의 내층 및 외층에 각각 존재하는 제1 Ag 입자 및 제2 Ag 입자는 Ag로 구성된 입자이거나, Ag로 코팅된 쉘 형태의 입자일 수 있으며, 독립적으로 크기 1 내지 200 nm, 바람직하게는 2 내지 100 nm, 보다 바람직하게는 5 내지 50 nm, 가장 바람직하게는 8 내지 15 nm일 수 있다. The first and second Ag particles present in the inner layer and the outer layer of the multilayer core-shell particle of the present invention, respectively, may be particles composed of Ag, or may be particles in the form of a shell coated with Ag, and independently size 1 to 200 nm, preferably 2 to 100 nm, more preferably 5 to 50 nm, and most preferably 8 to 15 nm.

제1 Ag 입자 표면에 도입되는 라만 표지 화합물로는 화학 구조에 벤젠 링을 포함하는 물질로서 금속과 친화성(affinity) 있는 물질이라면 제한없이 사용 가능하며, 표적 분석물의 흡광도 밴드와 중첩되지 않는 물질 또는 라만 밴드를 나타내는 물질이 선택되어 내부 표준으로 사용된다. 바람직하게는 2-Amino-4-chlorobenzenethiol (2-ACBT), 2-Amino-4-(trifluoromethyl) benzenethiol (2-ATFT), 4-Aminothiophenol (4-ATP), 2-Bromobenzenethiol (2-BBT), 4-Bromobenzenethiol (4-BBT), Benzylmercaptane (BMT), Benzenethiol (BT), Benzyl disulfide (BZDSF), 3-Cyanobenzoic acid (3-CBA), 4-Cyanobenzaldehyde (4-CBAL), 2-Chlorobenzenethiol (2-CBT), 4-Chlorobenzenethiol (4-CBT), 3,4-Dichlorobenzenethiol (3,4-DCT), 3,5-Dichlorobenzenethiol (3,5-DCT), 3,4-Dimethoxybenzenethiol (3,4-DMOBT), 3,5-Dimethoxylbenzenethiol (3,5-DMOBT), 3,4-Dimethylbenzenethiol (3,4-DMT), 3,5-Dimethylbenzenethiol (3,5-DMT), 2-Fluorobenzenethiol (2-FBT), 4-Fluorobenzenethiol (4-FBT), 4-Isopropylbenzenethiol (4-IBT), 3-Mercaptobenzoic acid (3-MBA), 2-Mercapto-5-methyl Benzimidazole (2-MBI), 2-Mercapto-1-methylimidazole (2-MMI), 2-mercapto-6-methylpyridine (2-MMP), 4-Methoxybenzenethiol (4-MOBT), 2-Mercaptopyrimidine (2-MPY), 4-Mercaptotoluene (4-MT), 4-Nitrophenyl disulfide (4-NPDSF), 2-Naphthalenethiol (2-NT), 5-phenyl-1H-1,2,4-triazole-3-thiol (5-PHTT), Phenyl isothiocyanate (PITC), 4-(pyridin-4-yl)pyridine (4-PPD), 1-Phenyltetrazole-5-thiol (1-PTET), 5-Phenyl-1,2,3-triazole-3-thiol (5-PTRT) 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 1종이며(하기 표 1 참조), 보다 바람직하게는 4-브로모벤젠티올(4-bromobenzenethiol, 4-BBT), 4-클로로벤젠티올(4-chlorobenzenethiol, 4-CBT), 또는 4-플루오로벤젠티올(4-fluorobenzenethiol, 4-FBT)일 수 있다.The Raman-labeled compound introduced on the surface of the first Ag particle is a material containing a benzene ring in its chemical structure, and can be used without limitation, as long as it is a material having affinity with a metal, and a material that does not overlap with the absorbance band of the target analyte or A material exhibiting Raman bands is selected and used as an internal standard. Preferably 2-Amino-4-chlorobenzenethiol (2-ACBT), 2-Amino-4-(trifluoromethyl) benzenethiol (2-ATFT), 4-Aminothiophenol (4-ATP), 2-Bromobenzenethiol (2-BBT), 4-Bromobenzenethiol (4-BBT), Benzylmercaptane (BMT), Benzenethiol (BT), Benzyl disulfide (BZDSF), 3-Cyanobenzoic acid (3-CBA), 4-Cyanobenzaldehyde (4-CBAL), 2-Chlorobenzenethiol (2- CBT), 4-Chlorobenzenethiol (4-CBT), 3,4-Dichlorobenzenethiol (3,4-DCT), 3,5-Dichlorobenzenethiol (3,5-DCT), 3,4-Dimethoxybenzenethiol (3,4-DMOBT) , 3,5-Dimethoxylbenzenethiol (3,5-DMOBT), 3,4-Dimethylbenzenethiol (3,4-DMT), 3,5-Dimethylbenzenethiol (3,5-DMT), 2-Fluorobenzenethiol (2-FBT), 4 -Fluorobenzenethiol (4-FBT), 4-Isopropylbenzenethiol (4-IBT), 3-Mercaptobenzoic acid (3-MBA), 2-Mercapto-5-methyl Benzimidazole (2-MBI), 2-Mercapto-1-methylimidazole (2 -MMI), 2-mercapto-6-methylpyridine (2-MMP), 4-Methoxybenzenethiol (4-MOBT), 2-Mercaptopyrimidine (2-MPY), 4-Mercaptotoluene (4-MT), 4-Nitrophenyl disulfide (4 -NPDSF), 2-Naphthalenethiol (2-NT), 5-phenyl-1H-1, 2,4-triazole-3-thiol (5-PHTT), Phenyl isothiocyanate (PITC), 4-(pyridin-4-yl)pyridine (4-PPD), 1-Phenyltetrazole-5-thiol (1-PTET), 5-Phenyl-1,2,3-triazole-3-thiol (5-PTRT) and one selected from the group consisting of mixtures thereof (see Table 1 below), and more preferably 4-bromobenzenethiol ( 4-bromobenzenethiol, 4-BBT), 4-chlorobenzenethiol (4-CBT), or 4-fluorobenzenethiol (4-fluorobenzenethiol, 4-FBT).

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 내층에 형성되는 실리카 쉘은 두께 1 내지 50 nm, 바람직하게는 5 내지 20 nm, 보다 바람직하게는 8 내지 15 nm로 형성될 수 있다.The silica shell formed on the inner layer may have a thickness of 1 to 50 nm, preferably 5 to 20 nm, and more preferably 8 to 15 nm.

본 발명의 다층 코어-쉘 입자의 내층 표면에 도입된 외층의 제2 Ag 입자는 내층에 형성된 실리카 쉘에 의해 내층에 포함된 제1 Ag 입자와 분리된다.The second Ag particles of the outer layer introduced on the surface of the inner layer of the multilayer core-shell particle of the present invention are separated from the first Ag particles contained in the inner layer by the silica shell formed in the inner layer.

본 발명의 다층 코어-쉘 입자는 크기 10 nm 내지 10 mm, 바람직하게는 50 nm 내지 10 um, 보다 바람직하게는 100 nm 내지 500 nm, 가장 바람직하게는 200 내지 300 nm일 수 있다.The multilayer core-shell particles of the present invention may have a size of 10 nm to 10 mm, preferably 50 nm to 10 um, more preferably 100 nm to 500 nm, and most preferably 200 to 300 nm.

본 발명의 다층 코어-쉘 입자는 콜로이드 상태에서 음의 제타 전위 값을 나타내며, -20 내지 -200 mV, 바람직하게는 -50 내지 -150 mV, 보다 바람직하게는 -70 내지 -100 mV일 수 있다. 본 발명의 다층 코어-쉘 입자는 콜로이드 상태에서 음의 제타 전위 값을 나타냄으로써 우수한 분산 안정성 및 응집이 없는 특성을 나타낸다.The multilayer core-shell particles of the present invention exhibit a negative zeta potential value in a colloidal state, and may be -20 to -200 mV, preferably -50 to -150 mV, more preferably -70 to -100 mV. . The multilayer core-shell particles of the present invention exhibit a negative zeta potential value in a colloidal state, thereby exhibiting excellent dispersion stability and agglomeration-free properties.

또한, 본 발명은 (a) 실리카 코어 입자의 표면에 티올기를 도입한 후 제1 Ag 입자를 도입하여 SiO2@Ag 입자를 제조하는 단계; (b) 상기 SiO2@Ag 입자에 라만 표지 화합물(Raman label compound, RLC)을 도입하여 SiO2@Ag/RLC 입자를 제조하는 단계; (c) 상기 SiO2@Ag/RLC 입자를 실리카 쉘로 캡슐화하여 SiO2@Ag/RLC@SiO2 입자를 제조하는 단계; 및 (d) 상기 SiO2@Ag/RLC@SiO2 입자의 표면에 티올기를 도입한 후 제2 Ag 입자를 도입하여 SiO2@Ag/RLC@SiO2@Ag 입자를 제조하는 단계를 포함하는 다층 코어-쉘 입자의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of (a) introducing a thiol group on the surface of the silica core particle and then introducing the first Ag particle to prepare SiO 2 @Ag particles; (b) preparing SiO 2 @Ag/RLC particles by introducing a Raman label compound (RLC) to the SiO 2 @Ag particles; (c) preparing SiO 2 @Ag/RLC@SiO 2 particles by encapsulating the SiO 2 @Ag/RLC particles with a silica shell; And (d) introducing a thiol group to the surface of the SiO 2 @Ag/RLC@SiO 2 particles and then introducing the second Ag particles to prepare SiO 2 @Ag/RLC@SiO 2 @Ag particles. It provides a method for producing core-shell particles.

단계(a)는 실리카 코어 입자의 표면에 티올기를 도입한 후 제1 Ag 입자를 도입하여 SiO2@Ag 입자를 제조하는 단계이다. 실리카 코어는 무수 EtOH 중의 테트라에틸오르토실리케이트(tetraethylorthosilicate, TEOS)를 NH4OH와 혼합하고 실온에서 반응시켜 제조할 수 있다. 제조된 실리카 입자의 표면에 티올기를 도입하기 위하여, 3-머캅토프로필 트리메톡시실란(3-mercaptopropyl trimethoxysilane, MPTS) 및 NH4OH를 EtOH 중의 실리카 입자와 반응시켜 티올기를 도입시킨다. 다음으로, 폴리비닐피롤리돈(PVP)과 에틸렌글리콜 중의 AgNO3를 혼합한 후 옥틸아민(octylamine, OA)을 첨가하여, Ag 입자를 티올레이트화 실리카 NP의 표면에 도입시킬 수 있다.Step (a) is a step of preparing SiO 2 @Ag particles by introducing a thiol group on the surface of the silica core particles and then introducing the first Ag particles. The silica core can be prepared by mixing tetraethylorthosilicate (TEOS) in anhydrous EtOH with NH 4 OH and reacting at room temperature. In order to introduce a thiol group to the surface of the prepared silica particles, 3-mercaptopropyl trimethoxysilane (MPTS) and NH 4 OH are reacted with the silica particles in EtOH to introduce a thiol group. Next, after mixing polyvinylpyrrolidone (PVP) and AgNO 3 in ethylene glycol, octylamine (OA) is added to introduce Ag particles to the surface of the thiolated silica NP.

단계(b)는 상기 단계(a)에서 제조된 SiO2@Ag 입자에 라만 표지 화합물을 도입하여 SiO2@Ag/RLC 입자를 제조하는 단계이다. 라만 표지 화합물(예를 들어, 4-브로모벤젠티올(4-bromobenzenethiol, 4-BBT))을 내부 표준 물질로서 사용하며, EtOH 중의 라만 표지 화합물과 혼합함으로써 SiO2@Ag 표면에 RLC를 도입시킬 수 있다. Step (b) is a step of preparing SiO 2 @Ag/RLC particles by introducing a Raman-labeled compound to the SiO 2 @Ag particles prepared in step (a). A Raman-labeled compound (e.g., 4-bromobenzenethiol (4-BBT)) is used as an internal standard material, and RLC can be introduced on the SiO 2 @Ag surface by mixing it with a Raman-labeled compound in EtOH. I can.

단계(c)는 상기 단계(b)에서 제조된 SiO2@Ag/RLC 입자를 실리카 쉘로 캡슐화함으로써, 실리카 코어 입자의 표면에 도입된 제1 Ag 입자, 제1 Ag 입자 표면에 도입된 라만 표지 화합물, 및 이들을 둘러싼 실리카 쉘을 포함하는 내층을 제조하여, SiO2@Ag/RLC@SiO2 입자를 제조하는 단계이다. SiO2@Ag/RLC를 실리카로 캡슐화하기 위해, Na2SiO3 용액을 SiO2@Ag/RLC의 현탁액에 첨가하고 반응시켜 수행할 수 있다.Step (c) is by encapsulating the SiO 2 @Ag/RLC particles prepared in step (b) with a silica shell, the first Ag particles introduced to the surface of the silica core particles, the Raman-labeled compound introduced to the surface of the first Ag particles , And by preparing an inner layer comprising a silica shell surrounding them, SiO 2 @Ag/RLC@SiO 2 It is a step of preparing particles. In order to encapsulate SiO 2 @Ag/RLC with silica, a Na 2 SiO 3 solution can be added to a suspension of SiO 2 @Ag/RLC and reacted.

단계(d)는 상기 단계(c)에서 제조된 SiO2@Ag/RLC@SiO2 입자의 표면에 티올기를 도입한 후 제2 Ag 입자를 도입함으로써, 내층 표면에 도입된 제2 Ag 입자를 포함하는 외층을 제조하여 SiO2@Ag/RLC@SiO2@Ag 입자를 제조하는 단계이다. 제2 Ag NP를 제조하기 위해, 생성된 SiO2@Ag/RLC@SiO2의 표면 상에 티올기를 다시 도입시키고, Ag NP를 실리카 쉘의 표면 상에 고정화시킨다. 이를 위해 SiO2@Ag/RLC@SiO2을 MPTS 및 NH4OH와 반응시킨 후, 현탁액을 AgNO3 및 PVP를 함유하는 EG 용액에 분산시키고, OA를 신속하게 첨가한 다음, 생성된 현탁액을 교반함으로써, MLRLC 도트를 합성할 수 있다.Step (d) includes the second Ag particles introduced to the inner layer surface by introducing a thiol group to the surface of the SiO 2 @Ag/RLC@SiO 2 particles prepared in step (c) and then introducing the second Ag particles. This is a step of preparing SiO 2 @Ag/RLC@SiO 2 @Ag particles by preparing an outer layer. To prepare the second Ag NP, thiol groups are introduced again on the surface of the resulting SiO 2 @Ag/RLC@SiO 2 , and the Ag NP is immobilized on the surface of the silica shell. To this end, SiO 2 @Ag/RLC@SiO 2 was reacted with MPTS and NH 4 OH, the suspension was dispersed in an EG solution containing AgNO 3 and PVP, OA was quickly added, and the resulting suspension was stirred. By doing so, ML RLC dots can be synthesized.

또한, 본 발명은 상기 다층 코어-쉘 입자를 포함하는 표적 분석물 검출용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for detecting a target analyte including the multilayer core-shell particles.

또한, 본 발명은 상기 다층 코어-쉘 입자를 포함하는 SERS 기반 화학 센서를 제공한다.In addition, the present invention provides a SERS-based chemical sensor comprising the multilayer core-shell particles.

또한, 본 발명은 상기 다층 코어-쉘 입자를 이용하는 내부 표준 기반 표적 분석물의 검출방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for detecting an internal standard-based target analyte using the multilayer core-shell particle.

본 발명의 내부 표준 기반 표적 분석물의 검출방법에서는 표적 분석물 및 내부 표준의 비율 분석(Ianalyte/Iinternal standard)을 이용하는 비율 측정 분석 방법(ratiometric analysis method)을 이용함으로써, 신호가 안정적이고 재현성있게 생성되므로 보다 정확하게 정량분석 가능하며, 분석물의 농도를 입자 수에 관계없이 단일 측정으로 얻을 수 있다는 특성을 나타낸다.In the method for detecting a target analyte based on an internal standard of the present invention, the signal is stable and reproducible by using a ratiometric analysis method using a ratio analysis of the target analyte and an internal standard (I analyte / I internal standard ). Since it is generated, it is possible to analyze more accurately and quantitatively, and shows the characteristic that the concentration of an analyte can be obtained with a single measurement regardless of the number of particles.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, the following examples are for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

<실시예><Example>

1. 제조 및 평가1. Manufacturing and evaluation

1.1. 기재1.1. materials

테트라에틸오르토실리케이트(tetraethylorthosilicate, TEOS), 3-머캅토프로필 트리메톡시실란(3-mercaptopropyl trimethoxysilane, MPTS), 3-아미노프로필 트리에톡시실란(3-aminopropyl triethoxysilane), 에틸렌 글리콜(EG), 질산은(AgNO3, 99.99%), 옥틸아민(octylamine, OA), 규산 나트륨(sodium silicate) 용액, 4-브로모벤젠티올(4-bromobenzenethiol, 4-BBT), 4-클로로벤젠티올(4-chlorobenzenethiol, 4-CBT), 4-플루오로벤젠티올(4-fluorobenzenethiol, 4-FBT), 테트라메틸티우람 디설파이드(tetramethylthiuram disulfide, 티람[thiram], 99.9 %) 및 에틸 알코올(EtOH, 99.5 및 95 %)은 Sigma-Aldrich(St. Louis, MO, USA)에서 구입하고 추가 정제없이 사용하였다. 수성 수산화 암모늄(NH4OH, 27 %)은 대정(시흥, 한국)에서 구입하였다.Tetraethylorthosilicate (TEOS), 3-mercaptopropyl trimethoxysilane (MPTS), 3-aminopropyl triethoxysilane, ethylene glycol (EG), silver nitrate (AgNO 3 , 99.99%), octylamine (OA), sodium silicate solution, 4-bromobenzenethiol (4-BBT), 4-chlorobenzenethiol, 4-CBT), 4-fluorobenzenethiol (4-FBT), tetramethylthiuram disulfide (thiram, 99.9%) and ethyl alcohol (EtOH, 99.5 and 95%) It was purchased from Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA) and used without further purification. Aqueous ammonium hydroxide (NH 4 OH, 27%) was purchased from Daejeong (Siheung, Korea).

1.2. 다층 NP(ML1.2. Multilayer NP (ML RLCRLC 도트)의 제조 Dot)

MLRLC 도트는 이전 문헌에 따라 제조하였다(Hahm, E. et al., Sci. Rep. 2016, 6, 26082.; Kim, H.-M. et al., J. Ind. Eng. Chem. 2016, 33, 2227.). 실리카 NP는 Stober 방법으로 합성하였다. 무수 EtOH 중의 TEOS(1.6 mL)를 3 mL의 NH4OH와 혼합하고 실온에서 20 시간 동안 격렬하게 교반하였다. 과량의 시약을 제거하기 위해, 용액을 원심분리하고 EtOH로 5 회 세척하였다. 실리카 NP의 표면에 티올기를 하기 방법으로 도입하였다. MPTS(200 μL) 및 NH4OH(40 μL)를 EtOH 중의 실리카 NP(200 mg)와 반응시키고 6 시간 동안 격렬하게 교반하였다. 용액을 원심분리하고, EtOH로 세척하고, 4 mL의 EtOH에 분산시켰다. 다음으로, 5 ㎎의 폴리비닐피롤리돈(PVP)과 50 ㎖의 EG 중의 26 ㎎의 AgNO3를 혼합한 후 5 mM의 OA를 첨가하여, Ag NP를 티올레이트화 실리카 NP(30 ㎎)의 표면에 도입시켰다. 1 시간 후, 생성된 SiO2@Ag NP를 원심분리하고, EtOH로 5 회 세척하고, 3 mL의 EtOH에 분산시켰다. 내부 표준 물질로서, EtOH(1 mL) 중 1 mM RLC와 혼합함으로써 SiO2@Ag 표면에 RLC(4-BBT)를 도입시켰다. 실리카로 SiO2@Ag/RLC를 캡슐화하기 위해, 14.4 μL의 Na2SiO3 용액(0.036 중량 %)을 15 mL의 증류수에 용해시킨 용액을 SiO2@Ag/RLC의 현탁액에 첨가하고 12 시간 동안 반응시켰다. 60 mL의 EtOH로 3 시간 동안 처리한 후, 원심분리 및 EtOH로 세척하여 용매를 물에서 EtOH로 변경시켰다. Ag NP의 제 2 층을 제조하기 위해, 생성된 SiO2@Ag/RLC@SiO2의 표면 상에 티올기를 다시 도입시키고, Ag NP를 실리카 쉘의 표면 상에 고정화시켰다. 이를 위해 SiO2@Ag/RLC@SiO2 10 mg을 MPTS 40 μL 및 NH4OH 8 μL와 12 시간 동안 반응시켰다. EtOH로 수 차례 세척한 후, 현탁액을 5 mg의 AgNO3 및 1 mg의 PVP를 함유하는 1 mL의 EG 용액에 1 시간 동안 분산시켰다. 그 다음, OA 50 μL 분량을 신속하게 첨가하고, 생성된 현탁액을 25 ℃에서 1 시간 동안 교반하였다. 합성된 MLRLC 도트를 원심분리하고 EtOH로 세척한 다음, 5 mL의 EtOH에 분산시켰다.ML RLC dots were prepared according to previous literature (Hahm, E. et al., Sci. Rep. 2016, 6, 26082.; Kim, H.-M. et al., J. Ind. Eng. Chem. 2016 , 33, 2227.). Silica NP was synthesized by the Stober method. TEOS (1.6 mL) in anhydrous EtOH was mixed with 3 mL of NH 4 OH and stirred vigorously at room temperature for 20 hours. To remove excess reagent, the solution was centrifuged and washed 5 times with EtOH. A thiol group was introduced on the surface of the silica NP by the following method. MPTS (200 μL) and NH 4 OH (40 μL) were reacted with silica NP (200 mg) in EtOH and stirred vigorously for 6 hours. The solution was centrifuged, washed with EtOH, and dispersed in 4 mL of EtOH. Next, 5 mg of polyvinylpyrrolidone (PVP) and 26 mg of AgNO 3 in 50 ml of EG were mixed, and then 5 mM of OA was added, and Ag NP was added to thiolated silica NP (30 mg). Introduced on the surface. After 1 hour, the resulting SiO 2 @Ag NP was centrifuged, washed 5 times with EtOH, and dispersed in 3 mL of EtOH. As an internal standard, RLC (4-BBT) was introduced on the SiO 2 @Ag surface by mixing with 1 mM RLC in EtOH (1 mL). To encapsulate SiO 2 @Ag/RLC with silica, a solution of 14.4 μL of Na 2 SiO 3 solution (0.036 wt %) dissolved in 15 mL of distilled water was added to the suspension of SiO 2 @Ag/RLC for 12 hours. Reacted. After treatment with 60 mL of EtOH for 3 hours, the solvent was changed from water to EtOH by centrifugation and washing with EtOH. To prepare a second layer of Ag NP, thiol groups were introduced again on the surface of the resulting SiO 2 @Ag/RLC@SiO 2 , and Ag NPs were immobilized on the surface of the silica shell. For this, 10 mg of SiO 2 @Ag/RLC@SiO 2 was reacted with 40 μL of MPTS and 8 μL of NH 4 OH for 12 hours. After washing several times with EtOH, the suspension was dispersed in 1 mL of EG solution containing 5 mg of AgNO 3 and 1 mg of PVP for 1 hour. Then, a 50 μL portion of OA was quickly added, and the resulting suspension was stirred at 25° C. for 1 hour. The synthesized ML RLC dot was centrifuged, washed with EtOH, and then dispersed in 5 mL of EtOH.

1.3. TEM, EDX, 동적 광산란(Dynamic Light Scattering) 및 UV-가시광선 흡광도 분광계를 이용한 ML1.3. ML using TEM, EDX, dynamic light scattering and UV-visible absorbance spectrometer RLCRLC 도트의 특성 분석 Characterization of dots

투과 전자 현미경(TEM) 이미지는 TEM 현미경(LIBRA 120, Carl Zeiss)으로 얻었으며, TEM-에너지 분산 X-선 분광법(TEM-energy dispersive X-ray spectroscopy, EDX) 분석은 JEM-2100F(JEOL Ltd) 장비를 사용하여 수행하였다. NP 크기는 ImageJ 소프트웨어(Maryland, USA)를 사용하여 디지털화된 측정으로 분석하였고, NP의 평균 크기는 최소 100 개의 NP를 분석한 후에 계산하였다. EtOH 중의 MLRLC 도트의 제타 전위는 약 3 일 후에 zetameter 시스템(ELS Z-1000, 오오츠카 전자(주))을 사용하여 측정하였고, UV-가시광선 흡수 스펙트럼은 Optizen POP 분광 광도계(Mecasys Co., Ltd)를 사용하여 얻었다.Transmission electron microscopy (TEM) images were obtained with a TEM microscope (LIBRA 120, Carl Zeiss), and TEM-energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) analysis was performed by JEM-2100F (JEOL Ltd). This was done using equipment. NP size was analyzed by digitized measurement using ImageJ software (Maryland, USA), and the average size of NP was calculated after analyzing at least 100 NPs. The zeta potential of the ML RLC dot in EtOH was measured after about 3 days using a zetameter system (ELS Z-1000, Otsuka Electronics Co., Ltd.), and the UV-visible ray absorption spectrum was determined by an Optizen POP spectrophotometer (Mecasys Co., Ltd.) ) To obtain.

1.4. 라만 측정1.4. Raman measurement

MLRLC 도트의 SERS 스펙트럼을 평가하기 위해, 용액 상태의 샘플을 DXR 라만 현미경(Thermo Fisher Scientific, USA)을 사용하여 모세관으로 측정하고 SERS 신호를 ×10 대물 렌즈를 사용하여 후방산란 기하학(backscattering geometry)으로 수집하였다 . 약 2 μm의 스폿 크기를 갖는 샘플에 대하여 532 nm 다이오드 펌핑 고체 레이저를 10 mW 레이저 출력의 광여기 소스(photoexcitation source)로 사용하였다. 모든 SERS 스펙트럼은 5 초 동안 통합되었고 샘플의 SERS 신호는 임의의 위치에서 수집되었다.To evaluate the SERS spectrum of the ML RLC dot, the sample in solution was measured with a capillary tube using a DXR Raman microscope (Thermo Fisher Scientific, USA) and the SERS signal was measured with a ×10 objective lens to determine the backscattering geometry. Was collected. A 532 nm diode pumped solid state laser was used as a photoexcitation source with a 10 mW laser output for a sample with a spot size of about 2 μm. All SERS spectra were integrated for 5 seconds and the SERS signal of the sample was collected at random locations.

2. 결과 및 토의2. Results and discussion

표적물질의 농도를 정량적으로 분석하기 위해, NP의 SERS 신호와, 상대적인 SERS 신호로 인식되는 표적 분석물의 SERS 신호를 단일 NP에서 비교하였다. 이러한 접근을 위해, 안정되고 강한 SERS 신호를 생성할 수 있는, 다층(MLRLC) 도트라고 불리는 SiO2@Ag/RLC@SiO2@Ag(RLC)를 제조하였다. 내부 검정 물질의 고정화를 포함한 제조 전략을 도 1(a)에 나타내었다. 표적 분석물이 흡착되는 표면을 갖는 MLRLC 점에 레이저가 조사되면 내부 표준 물질(A)과 분석물(B)에서 라만 신호가 생성된다. 도 1(b)에 나타난 바와 같이, 개방적이고 접근 가능한 SERS 쉘 표면 및 MLRLC 도트의 국지화된 내부 표준으로 인해 A와 B의 라만 신호 강도를 얻을 수 있었다. A의 라만 신호 강도와 비율 측정 분석에 기초하여, NP의 단일 사용으로 표적 분석물의 농도를 상대적인 SERS 신호 강도로부터 쉽게 계산할 수 있다.To quantitatively analyze the concentration of the target material, the SERS signal of the NP and the SERS signal of the target analyte recognized as a relative SERS signal were compared in a single NP. For this approach, SiO 2 @Ag/RLC@SiO 2 @Ag(RLC), called multilayer (ML RLC ) dots, was fabricated, which can generate a stable and strong SERS signal. The manufacturing strategy including immobilization of the internal assay material is shown in Fig. 1(a). When the laser is irradiated to the ML RLC point having the surface on which the target analyte is adsorbed, Raman signals are generated from the internal standard (A) and the analyte (B). As shown in Fig. 1(b), Raman signal intensities of A and B could be obtained due to the open and accessible SERS shell surface and the localized internal standard of ML RLC dots. Based on the Raman signal intensity of A and the ratiometric analysis, the concentration of the target analyte can be easily calculated from the relative SERS signal intensity with a single use of NP.

도 2(a) - 2(d)에 나타난 바와 같이, 고정화된 RLC가 있는 다층 코어-쉘 구조를 확인하기 위해 각 합성 단계 후에 TEM 분석을 수행하였다. 도 2(a) 및 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 실리카 NP의 크기는 200.8 ± 6.7 nm인 반면, 실리카 NP의 표면상의 Ag NP의 크기는 도 2(b)에 나타난 바와 같이 12.9 ± 4.9 nm이다. 얻어진 ML4-BBT 도트의 TEM 및 주사 전자 현미경(SEM) 이미지는 각각 도 2(d) 및 도 4에 나타나 있다. 합성된 ML4-BBT 도트에서, 두 번째로 도입된 Ag NP는 1 차 Ag 코팅보다 더 울퉁불퉁한 구조를 보였다. ML4-BBT 의 최종 크기는 245.8 ± 25.6 nm이었다. ML4-BBT 도트는 잘 분산되어 있고, 이는 제타 전위 데이터에 의해 뒷받침된다. 도 5에 나타난 바와 같이, ML4-BBT 콜로이드는 고도의 음의 제타 전위 값(-85.09 mV)을 나타내고, 이는 우수한 분산 안정성 및 응집이 없는 것과 관련이 있다. 실리카 쉘-코팅된 Ag NP-조립 실리카 NP의 TEM 이미지는 도 2(c)에 나타나 있으며, 두 Ag 층 사이의 실리카 쉘 두께는 약 10 nm이다(도 2(f) 참조). 도 2(g), (h)에서, 내부 표준 4-BBT의 브롬 원소는 브롬 원소의 양이 실리카 및 Ag의 양보다 적지만 명확하게 관찰된다(도 6 참조). As shown in FIGS. 2(a)-2(d), TEM analysis was performed after each synthesis step to confirm the multilayer core-shell structure with immobilized RLC. 2(a) and 3, the size of the silica NP is 200.8 ± 6.7 nm, whereas the size of the Ag NP on the surface of the silica NP is 12.9 ± 4.9 nm as shown in Fig. 2(b). to be. TEM and scanning electron microscope (SEM) images of the obtained ML 4-BBT dots are shown in Figs. 2(d) and 4, respectively. In the synthesized ML 4-BBT dots, the second introduced Ag NP showed a more uneven structure than the primary Ag coating. The final size of ML 4-BBT was 245.8 ± 25.6 nm. The ML 4-BBT dots are well dispersed, which is supported by the zeta potential data. As shown in Fig. 5, the ML 4-BBT colloid exhibits a high negative zeta potential value (-85.09 mV), which is associated with good dispersion stability and no aggregation. The TEM image of the silica shell-coated Ag NP-assembled silica NP is shown in Fig. 2(c), and the silica shell thickness between the two Ag layers is about 10 nm (see Fig. 2(f)). In Figs. 2(g) and (h), the bromine element of the internal standard 4-BBT is clearly observed although the amount of the bromine element is less than the amount of silica and Ag (see Fig. 6).

또한, 제조된 입자의 UV-가시광선 흡수 스펙트럼을 각 합성 단계에서 기록하였다(도 2(ⅰ) 참조). SiO2@Ag의 UV-가시광선 흡수 스펙트럼([i], 검은 선)에서 320 내지 800 nm의 넓은 대역이 관찰되었고, 이는 실리카 NP 상에 Ag NP가 존재함을 나타낸다. SiO2@Ag@SiO2의 UV-가시광선 흡수 스펙트럼([ⅱ], 붉은 선)은 상기 스펙트럼([ⅰ])보다 더 뾰족한 피크를 보여준다. 실리카 NP의 사용량이 적을수록 Ag NP의 밀도는 실리카 표면에서 커진다. 각 SiO2@Ag의 UV-가시광선 흡수 스펙트럼에 의해, SiO2의 표면 상에 도입된 Ag의 양이 많을수록 공명 쌍극자(resonant dipole) 및 다중 모드(multiple mode)를 유발하는 울퉁불퉁한 쉘 구조의 형성 때문에 흡광 밴드의 확장(broadening)이 발생된다는 것을 알 수 있다. Ag NP의 두 번째 층이 실리카 쉘에 도입되었을 때, ML 도트의 UV-가시광선 흡수 스펙트럼이 넓어졌다([ⅲ], 파란색 선).In addition, the UV-visible light absorption spectrum of the prepared particles was recorded in each synthesis step (see Fig. 2(i)). In the UV-visible absorption spectrum ([i], black line) of SiO 2 @Ag, a wide band of 320 to 800 nm was observed, indicating the presence of Ag NPs on silica NPs. The UV-visible absorption spectrum ([ii], red line) of SiO 2 @Ag@SiO 2 shows a sharper peak than the above spectrum ([i]). The smaller the amount of silica NP used, the greater the density of Ag NPs on the silica surface. By the UV-visible absorption spectrum of each SiO 2 @Ag, the formation of a bumpy shell structure that causes resonance dipole and multiple modes as the amount of Ag introduced on the surface of SiO 2 increases. Therefore, it can be seen that broadening of the absorption band occurs. When the second layer of Ag NP was introduced into the silica shell, the UV-visible absorption spectrum of the ML dot was broadened ([iii], blue line).

각 합성 단계에서 SERS 스펙트럼의 변화를 조사하기 위해 각 합성 단계에서 얻은 NP의 SERS 스펙트럼을 기록하였다. 도 7(a)([ⅰ] - [ⅵ])는 각 합성 단계의 SERS 스펙트럼을 보여준다(각각 SiO2@Ag 템플릿, 4-BBT 첨가 후, 실리카 코팅 후, 최종 ML4-BBT 도트). 내부 표준으로 4-BBT를 고정화한 후, SiO2@Ag/4-BBT의 SERS 스펙트럼에서는 SiO2Ag의 스펙트럼과 비교하여 491 및 721 cm-1에서 새로운 날카로운 피크가 보였다. 4-BBT의 491 cm-1에서의 강한 피크(도 7(b) 참조)는 첨가된 BBT 분자의 대부분이 실리카 쉘 상에 남아 있고, 외부 실리카 쉘 층의 두께(10 nm)는 4-BBT의 신호 강도에 유의한 영향을 미치지 않음을 나타낸다. 또한, 표적 분석물 및 내부 표준의 SERS 신호 강도를 비교하기 위해 ML4-BBT 도트를 와류교반(vortexing)에 의한 외부 자극을 통해 4-클로로벤젠티올(4-CBT) 또는 4-FBT와 혼합하였다. 도 7(c)에 나타난 바와 같이 각각의 신호와 내부 표준 신호가 잘 얻어졌고, 이는 4-BBT가 SERS 분석을 위한 내부 표준으로 효과적으로 활용될 수 있음을 입증한다. 또한, 4-FBT 및 4-CBT와 같은 다양한 화학 물질이 내부 표준으로 사용될 수 있으며, 이는 MLRLC 도트가 다양한 고유한 라만 밴드를 가질 수 있음을 의미한다. 이것은 표적 밴드와 중첩되지 않는 물질 또는 라만 밴드를 선택함으로써 다양한 물질을 검출할 수 있도록 한다.In order to investigate the change of the SERS spectrum in each synthesis step, the SERS spectrum of the NP obtained in each synthesis step was recorded. Figure 7 (a) ([i]-[vi]) shows the SERS spectrum of each synthesis step (respectively SiO 2 @Ag template, after adding 4-BBT, after silica coating, and the final ML 4-BBT dot). After immobilizing the 4-BBT as internal standard, SiO 2 @ the SERS spectrum of the Ag / 4-BBT compared to the spectrum of the SiO 2 Ag it showed a new sharp peaks at 491 and 721 cm -1. The strong peak at 491 cm -1 of 4-BBT (see Fig. 7(b)) shows that most of the added BBT molecules remain on the silica shell, and the thickness of the outer silica shell layer (10 nm) is that of 4-BBT. It indicates that it has no significant effect on signal strength. In addition, ML 4-BBT dots were mixed with 4-chlorobenzenethiol (4-CBT) or 4-FBT through external stimulation by vortexing to compare the SERS signal intensity of the target analyte and internal standard. . As shown in Fig. 7(c), each signal and an internal standard signal were well obtained, which proves that 4-BBT can be effectively used as an internal standard for SERS analysis. In addition, various chemicals such as 4-FBT and 4-CBT can be used as internal standards, which means that ML RLC dots can have a variety of unique Raman bands. This makes it possible to detect a variety of substances by selecting a substance or Raman band that does not overlap with the target band.

정량의 정확성을 평가하기 위해 비율-측정 SERS 신호 분석과 ML 도트를 사용하여 분석물의 농도를 결정하였다. 이전 보고에 따르면 SERS 측정의 정확도 측면에서 표적 분석물 및 내부 표준의 비율 분석(Ianalyte/Iinternal standard)이 대상 분석물만을 분석하는 것보다 정확하다. 이 방법은 신호가 안정적이고 재현성이 있기 때문에 보다 정확하다는 것이 입증되었다. 또한, NP 표면 상의 표적 분석물에 대한 흡착 부위의 한계는 NP 양과 표적 분석물의 비선형 관계로 연결될 수 있으며, 이는 좁은 동적 범위의 분석법으로 이어진다. 도 8은 ML4-BBT 도트의 양에 따른 내부 표준 신호의 변화(a) 및 분석물의 농도에 따른 분석물 및 내부 표준의 신호 비율의 변화(b)를 나타낸다. 특히, 내부 표준 신호 강도는 ML4-BBT 도트의 양에 직접 비례하며, 도 9의 표준 플롯은 가장 높은 선형성(R2 = 0.9969)과 낮은 표준 편차(~ 5.3 %)를 나타낸다. 상기 결과는 ML 도트의 내부 표준 신호가 본 발명의 검출 방법의 정확도를 높이기에 충분히 안정적이고 재현 가능하다는 것을 나타낸다. To evaluate the accuracy of the quantification, the concentration of the analyte was determined using ratio-measured SERS signal analysis and ML dots. According to previous reports, in terms of the accuracy of SERS measurement, the ratio analysis of the target analyte and the internal standard (I analyte /I internal standard ) is more accurate than analyzing only the target analyte . This method has proven to be more accurate because the signal is stable and reproducible. In addition, the limit of the adsorption site for the target analyte on the NP surface can be linked to a nonlinear relationship between the amount of NP and the target analyte, leading to a narrow dynamic range assay. 8 shows the change (a) of the internal standard signal according to the amount of ML 4-BBT dots and the change (b) of the signal ratio of the analyte and the internal standard according to the concentration of the analyte. In particular, the internal standard signal strength is directly proportional to the amount of ML 4-BBT dots, and the standard plot of FIG. 9 shows the highest linearity (R 2 = 0.9969) and a low standard deviation (~ 5.3%). The above results indicate that the internal standard signal of the ML dot is sufficiently stable and reproducible to increase the accuracy of the detection method of the present invention.

이러한 데이터에 근거하여 분석물의 농도를 쉽게 정량화할 수 있는 3 차원 검량선을 도출하였다. 도 10(a)에 나타난 바와 같이, 분석물의 농도는 내부 표준 신호의 강도 및 분석물의 라만 신호에 대한 신호의 비율로부터 용이하게 측정될 수 있다. 이로부터 분석물의 농도를 입자 수에 관계없이 단일 측정으로 얻을 수 있음을 알 수 있다. 정량적 SERS 신호를 얻기 위해 하기 과정을 수행하였다. 먼저, 다양한 양의 ML4-BBT 도트(0.1, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0 및 1.2 mg)에서 SERS 신호를 측정하였다. 다음으로, 각각의 ML4-BBT(z축)에 대한 4-FBT(10-3 ~ 10-6 M)의 SERS 신호를 측정하여 ML4-BBT 및 4-FBT(I4-FBT/I4-BBT, y축) 간의 비율을 얻고, 얻어진 데이터를 바탕으로 3D 검량 SERS 그래프를 작성하였다. 마지막으로 ML4-BBT 도트의 특정 양에서의 미지의 4-FBT 농도를 예측하였다. x축은 ML4-BBT 도트의 양에 따른 내부 표준의 신호 강도를 나타낸다. 실험 데이터로부터, 사용된 ML4-BBT의 농도(x축) 및 내부 표준의 라만 신호 대 표적 분석물의 비율을 결정할 수 있었다. 결과적으로, z축에 상응하는 표적 분석물의 농도가 결정될 수 있다. 미지 농도의 4-FBT를 ML4-BBT 도트에 적용하고 추정된 비율 값을 얻었으며 그 결과는 도 10(b)에 나타나 있다. 4-FBT의 농도는 편차 10 % 미만의 정확도로 측정되었다.Based on these data, a three-dimensional calibration curve was derived to easily quantify the analyte concentration. As shown in Fig. 10(a), the concentration of the analyte can be easily measured from the intensity of the internal standard signal and the ratio of the signal to the Raman signal of the analyte. From this it can be seen that the concentration of the analyte can be obtained in a single measurement regardless of the number of particles. The following procedure was performed to obtain a quantitative SERS signal. First, SERS signals were measured in various amounts of ML 4-BBT dots (0.1, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0 and 1.2 mg). Next, by measuring the SERS signal of 4-FBT (10 -3 ~ 10 -6 M) for each ML 4-BBT (z-axis), ML 4-BBT and 4-FBT (I 4-FBT /I 4 -BBT , y-axis) was obtained, and a 3D calibration SERS graph was created based on the obtained data. Finally, the unknown 4-FBT concentration at a specific amount of ML 4-BBT dots was predicted. The x-axis represents the signal strength of the internal standard according to the amount of ML 4-BBT dots. From the experimental data, it was possible to determine the concentration of the ML 4-BBT used (x-axis) and the ratio of the Raman signal of the internal standard to the target analyte. As a result, the concentration of the target analyte corresponding to the z-axis can be determined. The unknown concentration of 4-FBT was applied to the ML 4-BBT dots and the estimated ratio values were obtained, and the results are shown in Fig. 10(b). The concentration of 4-FBT was measured with an accuracy of less than 10% of the deviation.

ML4-BBT 도트의 적용 가능성을 추가로 평가하기 위해, 살충제로 사용되는 여러 농도의 티람(thiram)을 ML4-BBT 도트와 혼합하였다. 그 다음, ML4-BBT와 티람의 신호를 검출하기 위해 모세관을 사용하여 라만 측정을 수행하였다. 분석물과 반응한 ML 도트 용액은 잘 분산되었다(도 11 참조). 분석 과정에서의 ML 도트 용액이 잘 분산되었음을 증명하기 위해 ML 도트 용액을 분석물(4-FBT 및 티람)과 혼합하고 5 시간 후에 샘플을 촬영하였다. UV-가시광선 스펙트럼 및 z-전위 그래프를 도 11에 나타내었다(도 11(b) 및 (c)). 도 11(a)에 도시된 바와 같이, 분석물과 혼합된 ML 도트는 여전히 잘 분산되어 있다. 또한, 분석물(4-FBT, 다수 농도)과 혼합된 ML 도트 용액의 UV-가시광선 스펙트럼은 ML 도트의 UV-가시광선 스펙트럼과 매우 유사하였다. 더욱이, 4-FBT와 혼합된 ML 도트의 z-전위도는 높은 음의 값(-73.75 mV)을 나타내었으며, 이는 ML 도트가 분석 과정 동안 양호한 분산을 유지함을 나타낸다.To further evaluate the applicability of the ML 4-BBT dots, various concentrations of thiram used as pesticides were mixed with the ML 4-BBT dots. Then, Raman measurement was performed using a capillary tube to detect the signals of ML 4-BBT and Tiram. The ML dot solution reacted with the analyte was well dispersed (see FIG. 11). In order to prove that the ML dot solution was well dispersed in the course of analysis, the ML dot solution was mixed with the analyte (4-FBT and Tiram), and a sample was taken after 5 hours. The UV-visible light spectrum and z-potential graph are shown in Fig. 11 (Fig. 11(b) and (c)). As shown in Fig. 11(a), the ML dots mixed with the analyte are still well dispersed. In addition, the UV-visible spectrum of the ML dot solution mixed with the analyte (4-FBT, multiple concentration) was very similar to the UV-visible spectrum of the ML dot. Moreover, the z-potentiality of the ML dot mixed with 4-FBT showed a high negative value (-73.75 mV), indicating that the ML dot maintained good variance during the analysis process.

ML4-BBT 도트는 4-BBT 및 티람에 대해 각각 491 및 1379 cm-1에서 강한 라만 신호를 나타냈다. 도 12에 491 및 1379 cm-1 피크에서의 SERS 강도 비율(Ithiram/I4-BBT)과 다양한 티람 농도(5×10-5 내지 1×10-7 M) 사이의 상관 관계가 나타나 있다. Ithiram/I4-BBT와 티람 농도 사이의 양호한 선형 관계는 티람 농도가 1×10-7 M까지 낮은 용액에서의 정량을 가능하게 한다. ML4-BBT 도트의 실제 사용을 위해, 사과 껍질 위에 티람을 뿌리고, 도 13(a)에 나타난 바와 같이 ML4-BBT 도트를 떨어뜨렸다. 그 다음, 사과 껍질의 SERS 스펙트럼을 측정하여 티람과 내부 표준(4-BBT)의 신호를 탐지하였다. ML4-BBT 도트는 사과 껍질 상에서 4-BBT와 티람에 대해 각각 491과 1379 cm-1에서 강한 라만 신호를 나타내었다(도 13(b) 참조). 더욱이, 사과 껍질 당 티람의 검출 가능한 양은 24 ng cm-2이었다. 국립 산업 안전 보건 연구소(National Institution of Safety and Health)의 티람 자료에 따르면 치사 농도인 LC50은 500 μg/mL이다. ML 도트를 사용하여 10-8 mol/mL의 10 μL의 티람이 검출되었고, 이는 치사 농도에 비해 매우 낮은 농도이다. 이것은 서로 다른 농도의 ML4-BBT 도트 농도에서의 동일한 범위의 분석물 농도를 도출함으로써 3D 검량선을 작성하면 실제 응용이 가능할 수 있음을 나타낸다.The ML 4-BBT dots showed strong Raman signals at 491 and 1379 cm -1 for 4-BBT and Thiram, respectively. Figure 12 shows the correlation between the SERS intensity ratio (I thiram /I 4-BBT ) at the 491 and 1379 cm -1 peaks and various thiram concentrations (5 × 10 -5 to 1 × 10 -7 M). A good linear relationship between I thiram /I 4-BBT and thiram concentration enables quantification in solutions with thiram concentrations as low as 1×10 -7 M. For the actual use of the ML 4-BBT dots, Tiram was sprinkled on the apple peel, and ML 4-BBT dots were dropped as shown in Fig. 13(a). Then, the SERS spectrum of the apple peel was measured to detect the signal of Tiram and the internal standard (4-BBT). ML 4-BBT dots showed strong Raman signals at 491 and 1379 cm -1 for 4-BBT and Tiram, respectively, on apple peels (see FIG. 13(b)). Moreover, the detectable amount of Tiram per apple peel was 24 ng cm -2 . According to Tiram data from the National Institution of Safety and Health, the lethal concentration of LC 50 is 500 μg/mL. Using ML dots, 10 μL of tiram at 10 -8 mol/mL was detected, which is a very low concentration compared to the lethal concentration. This indicates that practical application may be possible by creating a 3D calibration curve by deriving the same range of analyte concentrations at different concentrations of ML 4-BBT dot concentrations.

3. 결론3. Conclusion

요약하면, 본 발명에서는 정량적 SERS 분석을 위해 다중 층 SiO2@Ag/RLC@SiO2@Ag 코어-쉘 NP를 제조하였다. 내부 표준이 고정화된 MLRLC 도트는 표적 분석물이 개방 쉘 구조 상에 흡착되면 표적 분석물의 SERS 신호를 생성하였다. 외측 쉘에 의해 외부 환경으로부터 보호되는 고정화된 RLC는 SERS 신호를 검량화하기 위한 기준값을 제공한다. 따라서, MLRLC 도트는 상대적 SERS 강도의 표준화를 통한 비율-측정 분석에 의해 표적 분석물(4-FBT 및 티람)의 정량적 SERS 신호를 제공할 수 있다. 내부 SERS 표준을 포함하는 MLRLC 도트를 사용하는 본 발명의 새로운 비율-측정 분석 전략은 다양한 분석물의 정량적 검출과 새로운 유형의 나노프로브 개발에 유용하게 사용될 수 있다.In summary, in the present invention, a multi-layered SiO 2 @Ag/RLC@SiO 2 @Ag core-shell NP was prepared for quantitative SERS analysis. The ML RLC dot with the internal standard immobilized generated the SERS signal of the target analyte when the target analyte was adsorbed onto the open shell structure. The immobilized RLC, protected from the external environment by the outer shell, provides a reference value for calibrating the SERS signal. Thus, ML RLC dots can provide quantitative SERS signals of target analytes (4-FBT and Thiram) by ratio-measurement analysis through normalization of relative SERS intensities. The novel ratio-measurement analysis strategy of the present invention using ML RLC dots containing an internal SERS standard can be usefully used for the quantitative detection of various analytes and the development of new types of nanoprobes.

4. 요약4. Summary

표면증강라만산란(SERS) 분광학은 다양한 검출 분석 분야에서 매력적이다. 그러나 SERS 분광학을 이용한 정량 방법은 아직 개발되어야 할 부분이 많이 있다. SERS 분광학을 이용한 정량분석 방법 개발시 중요한 문제는 입자 기반 구조와 같은 신뢰성 있는 SERS 활성 물질을 제조하고, 이로부터 SERS 신호 강도와 빈도를 변화시키는 방해 없이 SERS 신호를 수집하는 것이다. 본 발명에서는 정량적 SERS 분석을 위해 내부 표준(MLRLC 도트)으로서 내포된 라만 표지 화합물을 갖는 연결면없이 매끈한 다층 코어-쉘 나노 입자를 제조하였다. 나노 구조의 내포된 라만 표지 화합물은 SERS 신호를 검량하기 위한 기준값을 제공한다. MLRLC 도트를 사용함으로써, 내부 표준의 라만 신호를 유지하면서 상이한 농도의 표적 분석물 신호를 얻을 수 있다. 내부 표준으로 4-브로모벤젠티올(4-bromobenzenethiol, 4-BBT)을 함유한 ML4-BBT 도트는 4-플루오로벤젠티올(4-fluorobenzenethiol, 4-FBT)과 모델 살충제인 티람의 정량분석에 성공적으로 적용되었다. 또한, 상대적 SERS 강도의 표준화를 통하여 비율-측정 분석이 실용적임이 입증되었다. 비율-측정 전략은 다양한 표적의 정량적 검출을 위해 다양한 SERS 기질에 적용될 수 있다.Surface-enhanced Raman scattering (SERS) spectroscopy is attractive for a variety of detection assays. However, the quantitative method using SERS spectroscopy still has many areas to be developed. An important problem in developing a quantitative analysis method using SERS spectroscopy is to prepare a reliable SERS active material, such as a particle-based structure, from which SERS signals are collected without interference that changes the SERS signal strength and frequency. In the present invention, smooth multilayer core-shell nanoparticles without a connecting surface having a Raman-labeled compound contained as an internal standard (ML RLC dot) were prepared for quantitative SERS analysis. The nanostructured nested Raman-labeled compound provides a reference value for calibrating the SERS signal. By using ML RLC dots, different concentrations of the target analyte signal can be obtained while maintaining the Raman signal of the internal standard. ML 4-BBT dots containing 4-bromobenzenethiol (4-BBT) as an internal standard quantitative analysis of 4-fluorobenzenethiol (4-FBT) and Tiram, a model insecticide Has been successfully applied to In addition, the ratio-measurement analysis proved practical through standardization of the relative SERS intensity. Ratio-measurement strategies can be applied to various SERS substrates for quantitative detection of various targets.

Claims (10)

실리카 코어 입자;
상기 실리카 코어 입자의 표면에 도입된 제1 Ag 입자, 제1 Ag 입자 표면에 도입된 라만 표지 화합물(Raman label compound, RLC), 및 이들을 둘러싼 실리카 쉘을 포함하는 내층; 및
상기 내층 표면에 도입된 제2 Ag 입자를 포함하는 외층
을 포함하는 다층 코어-쉘 입자.
Silica core particles;
An inner layer including a first Ag particle introduced to the surface of the silica core particle, a Raman label compound (RLC) introduced to the surface of the first Ag particle, and a silica shell surrounding the first Ag particles; And
The outer layer including the second Ag particles introduced on the inner layer surface
Multilayer core-shell particles comprising a.
제1항에 있어서, 상기 실리카 코어 입자가 크기 10 nm 내지 10 mm인 것을 특징으로 하는 다층 코어-쉘 입자.The multilayer core-shell particle of claim 1, wherein the silica core particle has a size of 10 nm to 10 mm. 제1항에 있어서, 상기 제1 Ag 입자 및 제2 Ag 입자가 각각 독립적으로 크기 1 내지 200 nm인 것을 특징으로 하는 다층 코어-쉘 입자.The multilayer core-shell particle of claim 1, wherein the first Ag particles and the second Ag particles each independently have a size of 1 to 200 nm. 제1항에 있어서, 상기 실리카 쉘이 두께 1 내지 50 nm인 것을 특징으로 하는 다층 코어-쉘 입자.The multilayer core-shell particle of claim 1, wherein the silica shell has a thickness of 1 to 50 nm. 제1항에 있어서, 상기 다층 코어-쉘 입자가 크기 10 nm 내지 10 mm인 것을 특징으로 하는 다층 코어-쉘 입자.The multilayer core-shell particle according to claim 1, wherein the multilayer core-shell particle has a size of 10 nm to 10 mm. (a) 실리카 코어 입자의 표면에 티올기를 도입한 후 제1 Ag 입자를 도입하여 SiO2@Ag 입자를 제조하는 단계;
(b) 상기 SiO2@Ag 입자에 라만 표지 화합물(Raman label compound, RLC)을 도입하여 SiO2@Ag/RLC 입자를 제조하는 단계;
(c) 상기 SiO2@Ag/RLC 입자를 실리카 쉘로 캡슐화하여 SiO2@Ag/RLC@SiO2 입자를 제조하는 단계; 및
(d) 상기 SiO2@Ag/RLC@SiO2 입자의 표면에 티올기를 도입한 후 제2 Ag 입자를 도입하여 SiO2@Ag/RLC@SiO2@Ag 입자를 제조하는 단계
를 포함하는 다층 코어-쉘 입자의 제조방법.
(a) preparing SiO 2 @Ag particles by introducing a thiol group to the surface of the silica core particles and then introducing the first Ag particles;
(b) preparing SiO 2 @Ag/RLC particles by introducing a Raman label compound (RLC) to the SiO 2 @Ag particles;
(c) preparing SiO 2 @Ag/RLC@SiO 2 particles by encapsulating the SiO 2 @Ag/RLC particles with a silica shell; And
(d) preparing SiO 2 @Ag/RLC@SiO 2 @Ag particles by introducing a thiol group on the surface of the SiO 2 @Ag/RLC@SiO 2 particles and then introducing the second Ag particles
A method for producing a multilayer core-shell particle comprising a.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 다층 코어-쉘 입자를 포함하는 표적 분석물 검출용 조성물.A composition for detecting a target analyte comprising the multilayer core-shell particles of any one of claims 1 to 5. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 다층 코어-쉘 입자를 포함하는 SERS 기반 화학 센서.The SERS-based chemical sensor comprising the multi-layered core-shell particles of any one of claims 1 to 5. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 다층 코어-쉘 입자를 이용하는 내부 표준 기반 표적 분석물의 검출방법.A method for detecting an internal standard-based target analyte using the multilayer core-shell particle of any one of claims 1 to 5. 제9항에 있어서, 비율 측정 분석 방법(ratiometric analysis method)을 이용하는 것을 특징으로 하는 내부 표준 기반 표적 분석물의 검출방법.10. The method of claim 9, wherein a ratiometric analysis method is used.
KR1020190015876A 2019-02-12 2019-02-12 Multi-layered core-shell particle comprising SERS signal as internal standard and detection method of target analyte using the same KR102190796B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190015876A KR102190796B1 (en) 2019-02-12 2019-02-12 Multi-layered core-shell particle comprising SERS signal as internal standard and detection method of target analyte using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190015876A KR102190796B1 (en) 2019-02-12 2019-02-12 Multi-layered core-shell particle comprising SERS signal as internal standard and detection method of target analyte using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200098141A true KR20200098141A (en) 2020-08-20
KR102190796B1 KR102190796B1 (en) 2020-12-14

Family

ID=72242854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190015876A KR102190796B1 (en) 2019-02-12 2019-02-12 Multi-layered core-shell particle comprising SERS signal as internal standard and detection method of target analyte using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102190796B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023075502A1 (en) * 2021-10-29 2023-05-04 서울대학교 산학협력단 Sers nanosensor for detecting substance produced in plant and manufacturing method therefor, and plant monitoring apparatus and method employing sers nanosensor

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220140319A (en) 2021-04-09 2022-10-18 건국대학교 산학협력단 A Method for Controlling Thickness of Silica Shell in Core-Shell Nanoparticles
KR102640412B1 (en) * 2021-08-23 2024-02-26 한국생산기술연구원 Surface-enhanced raman scattering substrate capable of normalized detection, and method for manufacturing the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070014964A (en) * 2005-07-29 2007-02-01 재단법인서울대학교산학협력재단 Surface enhanced raman scattering nano-tagging particle and method for preparing thereof
KR20110066881A (en) 2009-12-11 2011-06-17 한국화학연구원 Dimeric core-shell nanoparticles labeled with raman active molecule localized at interparticle junction, use thereof and method for preparing thereof
KR20120015227A (en) 2010-08-11 2012-02-21 서울대학교산학협력단 Medical imaging method for simultaneous detection of multiplex targets using fluorescent and raman signal and apparatus for simultaneously detecting multiplex targets of fluorescent and raman signal using therof
KR20170070351A (en) 2015-12-11 2017-06-22 재단법인 대구경북첨단의료산업진흥재단 A nanoparticle for surface-enhanced resonance scattering, a method for preparing the same, and use thereof
KR20180133720A (en) * 2017-06-07 2018-12-17 건국대학교 산학협력단 Composition for quantifying target material comprising metal nanoparticle assembled template particle, and quantification method using the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070014964A (en) * 2005-07-29 2007-02-01 재단법인서울대학교산학협력재단 Surface enhanced raman scattering nano-tagging particle and method for preparing thereof
KR20110066881A (en) 2009-12-11 2011-06-17 한국화학연구원 Dimeric core-shell nanoparticles labeled with raman active molecule localized at interparticle junction, use thereof and method for preparing thereof
KR20120015227A (en) 2010-08-11 2012-02-21 서울대학교산학협력단 Medical imaging method for simultaneous detection of multiplex targets using fluorescent and raman signal and apparatus for simultaneously detecting multiplex targets of fluorescent and raman signal using therof
KR20170070351A (en) 2015-12-11 2017-06-22 재단법인 대구경북첨단의료산업진흥재단 A nanoparticle for surface-enhanced resonance scattering, a method for preparing the same, and use thereof
KR20180133720A (en) * 2017-06-07 2018-12-17 건국대학교 산학협력단 Composition for quantifying target material comprising metal nanoparticle assembled template particle, and quantification method using the same

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. Mater. Chem., vol.5, pp.12678-12687 (2017) 1부.* *
PLoS ONE 12(6):e0178651 (2017.06.01.) 1부.* *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023075502A1 (en) * 2021-10-29 2023-05-04 서울대학교 산학협력단 Sers nanosensor for detecting substance produced in plant and manufacturing method therefor, and plant monitoring apparatus and method employing sers nanosensor

Also Published As

Publication number Publication date
KR102190796B1 (en) 2020-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Application of Au based nanomaterials in analytical science
US6514767B1 (en) Surface enhanced spectroscopy-active composite nanoparticles
Jayan et al. Mesoporous silica coated core-shell nanoparticles substrate for size-selective SERS detection of chloramphenicol
US7192778B2 (en) Surface enhanced spectroscopy-active composite nanoparticles
Fales et al. Silver embedded nanostars for SERS with internal reference (SENSIR)
KR102190796B1 (en) Multi-layered core-shell particle comprising SERS signal as internal standard and detection method of target analyte using the same
Shukla et al. Optimization of plasmonic U-shaped optical fiber sensor for mercury ions detection using glucose capped silver nanoparticles
US7727776B2 (en) Core-shell nanoparticles for detection based on SERS
Shaw et al. Statistical correlation between SERS intensity and nanoparticle cluster size
Yan et al. High-throughput single-particle analysis of metal-enhanced fluorescence in free solution using Ag@ SiO2 core–shell nanoparticles
Pham et al. Highly sensitive and reliable SERS probes based on nanogap control of a Au–Ag alloy on silica nanoparticles
Xie et al. Application of surface‐enhanced Raman scattering in cell analysis
Ceja-Fdez et al. Glucose detection using SERS with multi-branched gold nanostructures in aqueous medium
Sun et al. SERS hydrogel pellets for highly repeatable and reliable detections of significant small biomolecules in complex samples without pretreatment
Akanny et al. Surface enhanced Raman spectroscopy for bacteria analysis: a review
Khlebtsov et al. Quantitative and multiplex dot-immunoassay using gap-enhanced Raman tags
Piotrowski et al. A SERS-based pH sensor utilizing 3-amino-5-mercapto-1, 2, 4-triazole functionalized Ag nanoparticles
Mhlanga et al. Fabrication of surface enhanced Raman spectroscopy substrates on solid supports
Liao et al. Au–Ag–Au double shell nanoparticles-based localized surface plasmon resonance and surface-enhanced Raman scattering biosensor for sensitive detection of 2-mercapto-1-methylimidazole
Oliveira et al. Microfluidic sers devices: Brightening the future of bioanalysis
Tu et al. Fluorescence and Scattering Dual-Mode Multiplexed Imaging with Gold–Silver Alloy Core Silica Shell Nanoparticles
Liu et al. A rapid visual detection of ascorbic acid through morphology transformation of silver triangular nanoplates
Pham et al. Surface-enhanced Raman spectroscopy based on Silver nano-dendrites on microsphere end-shape optical fibre for pesticide residue detection
Xiaoyan et al. A sensitive, switchable and biocompatible surface enhanced Raman scattering-fluorescence dual mode probe using bipyramid gold nanocrystal-gold nanoclusters for high-throughput biodetection
Estrada et al. Detection of low quantum yield fluorophores and improved imaging times using metallic nanoparticles

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant