KR20230039483A - 자성-광학 복합기능 나노입자 - Google Patents
자성-광학 복합기능 나노입자 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230039483A KR20230039483A KR1020210190186A KR20210190186A KR20230039483A KR 20230039483 A KR20230039483 A KR 20230039483A KR 1020210190186 A KR1020210190186 A KR 1020210190186A KR 20210190186 A KR20210190186 A KR 20210190186A KR 20230039483 A KR20230039483 A KR 20230039483A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- magnetic
- nanoparticles
- optical
- quantum dot
- nanoparticle
- Prior art date
Links
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 186
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 claims abstract description 79
- 239000002122 magnetic nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 65
- 229920000249 biocompatible polymer Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 43
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 33
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 27
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical group ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 25
- -1 cesium lead halide Chemical class 0.000 claims description 22
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 claims description 17
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 15
- 239000012491 analyte Substances 0.000 claims description 13
- JLATXDOZXBEBJX-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);selenium(2-);sulfide Chemical compound [S-2].[Se-2].[Cd+2].[Cd+2] JLATXDOZXBEBJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 claims description 12
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 12
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 12
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 12
- WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 3-(oxolan-2-yl)propanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC1CCCO1 WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims description 11
- 229910052980 cadmium sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 claims description 10
- QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N (z)-octadec-9-en-1-amine Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCN QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims description 9
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 9
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 9
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 9
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 claims description 8
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims description 8
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 8
- XJWSAJYUBXQQDR-UHFFFAOYSA-M dodecyltrimethylammonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C XJWSAJYUBXQQDR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);selenium(2-) Chemical class [Se-2].[Cd+2] UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 6
- WLZRMCYVCSSEQC-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+) Chemical compound [Cd+2] WLZRMCYVCSSEQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 6
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 6
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 5
- PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N (fluoren-9-ylideneamino) n-naphthalen-1-ylcarbamate Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2C1=NOC(=O)NC1=CC=CC2=CC=CC=C12 PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CXRFDZFCGOPDTD-UHFFFAOYSA-M Cetrimide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C CXRFDZFCGOPDTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920000954 Polyglycolide Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004633 polyglycolic acid Substances 0.000 claims description 4
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BWLUMTFWVZZZND-UHFFFAOYSA-N Dibenzylamine Chemical compound C=1C=CC=CC=1CNCC1=CC=CC=C1 BWLUMTFWVZZZND-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 3
- AQCDIIAORKRFCD-UHFFFAOYSA-N cadmium selenide Chemical compound [Cd]=[Se] AQCDIIAORKRFCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 3
- 238000000628 photoluminescence spectroscopy Methods 0.000 claims description 3
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 claims description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910003321 CoFe Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- REYJJPSVUYRZGE-UHFFFAOYSA-N Octadecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCN REYJJPSVUYRZGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000002059 diagnostic imaging Methods 0.000 claims description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 2
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 claims description 2
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 claims description 2
- 239000012620 biological material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004737 colorimetric analysis Methods 0.000 abstract description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 abstract description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 abstract description 2
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 47
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- CCCMONHAUSKTEQ-UHFFFAOYSA-N octadec-1-ene Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCC=C CCCMONHAUSKTEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 9
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 8
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 8
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 8
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 8
- CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N cadmium oxide Inorganic materials [Cd]=O CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- CFEAAQFZALKQPA-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Cd+2] CFEAAQFZALKQPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 241000725643 Respiratory syncytial virus Species 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 238000002173 high-resolution transmission electron microscopy Methods 0.000 description 6
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 6
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 6
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 6
- RMZAYIKUYWXQPB-UHFFFAOYSA-N trioctylphosphane Chemical compound CCCCCCCCP(CCCCCCCC)CCCCCCCC RMZAYIKUYWXQPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 241000702670 Rotavirus Species 0.000 description 5
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 229940031182 nanoparticles iron oxide Drugs 0.000 description 5
- FTMKAMVLFVRZQX-UHFFFAOYSA-N octadecylphosphonic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCP(O)(O)=O FTMKAMVLFVRZQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 5
- ZMBHCYHQLYEYDV-UHFFFAOYSA-N trioctylphosphine oxide Chemical compound CCCCCCCCP(=O)(CCCCCCCC)CCCCCCCC ZMBHCYHQLYEYDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 241000701161 unidentified adenovirus Species 0.000 description 5
- 241000712431 Influenza A virus Species 0.000 description 4
- 241000701076 Macacine alphaherpesvirus 1 Species 0.000 description 4
- 241001263478 Norovirus Species 0.000 description 4
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 4
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 4
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 4
- YKYOUMDCQGMQQO-UHFFFAOYSA-L cadmium dichloride Chemical compound Cl[Cd]Cl YKYOUMDCQGMQQO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 210000003855 cell nucleus Anatomy 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 4
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 4
- 208000037797 influenza A Diseases 0.000 description 4
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229940049964 oleate Drugs 0.000 description 4
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 4
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 4
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 4
- FWBHETKCLVMNFS-UHFFFAOYSA-N 4',6-Diamino-2-phenylindol Chemical compound C1=CC(C(=N)N)=CC=C1C1=CC2=CC=C(C(N)=N)C=C2N1 FWBHETKCLVMNFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 230000027455 binding Effects 0.000 description 3
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 description 3
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 3
- ZTSAVNXIUHXYOY-CVBJKYQLSA-L cadmium(2+);(z)-octadec-9-enoate Chemical compound [Cd+2].CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O ZTSAVNXIUHXYOY-CVBJKYQLSA-L 0.000 description 3
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 3
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 239000007764 o/w emulsion Substances 0.000 description 3
- KZCOBXFFBQJQHH-UHFFFAOYSA-N octane-1-thiol Chemical compound CCCCCCCCS KZCOBXFFBQJQHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 3
- 108091032973 (ribonucleotides)n+m Proteins 0.000 description 2
- LMDZBCPBFSXMTL-UHFFFAOYSA-N 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide Substances CCN=C=NCCCN(C)C LMDZBCPBFSXMTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FPQQSJJWHUJYPU-UHFFFAOYSA-N 3-(dimethylamino)propyliminomethylidene-ethylazanium;chloride Chemical compound Cl.CCN=C=NCCCN(C)C FPQQSJJWHUJYPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000003174 Brain Neoplasms Diseases 0.000 description 2
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 2
- 238000002965 ELISA Methods 0.000 description 2
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000001917 fluorescence detection Methods 0.000 description 2
- 238000002189 fluorescence spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 2
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 2
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 2
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 2
- 230000009871 nonspecific binding Effects 0.000 description 2
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 2
- MJNSMKHQBIVKHV-UHFFFAOYSA-N selenium;trioctylphosphane Chemical compound [Se].CCCCCCCCP(CCCCCCCC)CCCCCCCC MJNSMKHQBIVKHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 description 2
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- STGOXLCCKKFIGD-UHFFFAOYSA-N 1-hydroxy-2,5-dioxopyrrolidine-3,3-disulfonic acid Chemical compound ON1C(=O)CC(S(O)(=O)=O)(S(O)(=O)=O)C1=O STGOXLCCKKFIGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108091023037 Aptamer Proteins 0.000 description 1
- 108020000946 Bacterial DNA Proteins 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000014914 Carrier Proteins Human genes 0.000 description 1
- 102000019034 Chemokines Human genes 0.000 description 1
- 108010012236 Chemokines Proteins 0.000 description 1
- 102000004127 Cytokines Human genes 0.000 description 1
- 108090000695 Cytokines Proteins 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108020000949 Fungal DNA Proteins 0.000 description 1
- 102000003886 Glycoproteins Human genes 0.000 description 1
- 108090000288 Glycoproteins Proteins 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 102000008394 Immunoglobulin Fragments Human genes 0.000 description 1
- 108010021625 Immunoglobulin Fragments Proteins 0.000 description 1
- 108090001090 Lectins Proteins 0.000 description 1
- 102000004856 Lectins Human genes 0.000 description 1
- 108090001030 Lipoproteins Proteins 0.000 description 1
- 102000004895 Lipoproteins Human genes 0.000 description 1
- 102000004108 Neurotransmitter Receptors Human genes 0.000 description 1
- 108090000590 Neurotransmitter Receptors Proteins 0.000 description 1
- 108091000054 Prion Proteins 0.000 description 1
- 102000029797 Prion Human genes 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 108020005202 Viral DNA Proteins 0.000 description 1
- 108700005077 Viral Genes Proteins 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SRKRSWKCLVMJRZ-UHFFFAOYSA-N [S-2].S.[SeH2].[Cd+2] Chemical compound [S-2].S.[SeH2].[Cd+2] SRKRSWKCLVMJRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013566 allergen Substances 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 229940035674 anesthetics Drugs 0.000 description 1
- 125000006615 aromatic heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 229940125717 barbiturate Drugs 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 108091008324 binding proteins Proteins 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001661 cadmium Chemical class 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 231100000357 carcinogen Toxicity 0.000 description 1
- 239000003183 carcinogenic agent Substances 0.000 description 1
- 230000021164 cell adhesion Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000007398 colorimetric assay Methods 0.000 description 1
- 239000002299 complementary DNA Substances 0.000 description 1
- 238000001218 confocal laser scanning microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N dodecane-1-thiol Chemical compound CCCCCCCCCCCCS WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000000684 flow cytometry Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000003193 general anesthetic agent Substances 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 239000000380 hallucinogen Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000005556 hormone Substances 0.000 description 1
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 description 1
- 125000001165 hydrophobic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 108091006086 inhibitor proteins Proteins 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 239000002523 lectin Substances 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 239000002069 magnetite nanoparticle Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000693 micelle Substances 0.000 description 1
- 239000003471 mutagenic agent Substances 0.000 description 1
- 231100000707 mutagenic chemical Toxicity 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000002777 nucleoside Substances 0.000 description 1
- 150000003833 nucleoside derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 1
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 description 1
- 150000002482 oligosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 108091033319 polynucleotide Proteins 0.000 description 1
- 102000040430 polynucleotide Human genes 0.000 description 1
- 239000002157 polynucleotide Substances 0.000 description 1
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 108020003175 receptors Proteins 0.000 description 1
- 102000005962 receptors Human genes 0.000 description 1
- JPJALAQPGMAKDF-UHFFFAOYSA-N selenium dioxide Chemical compound O=[Se]=O JPJALAQPGMAKDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 1
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 1
- 108700012359 toxins Proteins 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000002569 water oil cream Substances 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B1/00—Nanostructures formed by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
- C09K11/025—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor non-luminescent particle coatings or suspension media
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/56—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing sulfur
- C09K11/562—Chalcogenides
- C09K11/565—Chalcogenides with zinc cadmium
-
- 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
- G01N33/569—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for microorganisms, e.g. protozoa, bacteria, viruses
- G01N33/56983—Viruses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2333/00—Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
- G01N2333/005—Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from viruses
- G01N2333/01—DNA viruses
- G01N2333/075—Adenoviridae
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2333/00—Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
- G01N2333/005—Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from viruses
- G01N2333/08—RNA viruses
- G01N2333/14—Reoviridae, e.g. rotavirus, bluetongue virus, Colorado tick fever virus
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Virology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
Abstract
본 발명은 자성-광학 복합기능 나노입자에 관한 것이다.
발명에 따른 자성-광학 복합기능 나노입자는 양자점 나노입자 및 자성 나노입자로 구성되고, 또한 생체적합성 고분자로 기능화되어, 특이적으로 생체분자 또는 생체물질의 포집 및 검지를 가능하게 할 뿐만 아니라, 비색분석과 형광신호를 이용한 정략적 분석을 할 수 있도록 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 자성-광학 복합기능 나노입자는 질병 진단 및 세포 분리와 영상 등 다양한 바이오메디컬 분야에 활용될 수 있다.
발명에 따른 자성-광학 복합기능 나노입자는 양자점 나노입자 및 자성 나노입자로 구성되고, 또한 생체적합성 고분자로 기능화되어, 특이적으로 생체분자 또는 생체물질의 포집 및 검지를 가능하게 할 뿐만 아니라, 비색분석과 형광신호를 이용한 정략적 분석을 할 수 있도록 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 자성-광학 복합기능 나노입자는 질병 진단 및 세포 분리와 영상 등 다양한 바이오메디컬 분야에 활용될 수 있다.
Description
본 발명은 자성 나노입자와 양자점 나노입자의 이종 나노입자들로 구성되어 자성과 광학 기능을 동시에 구현할 수 있는 클러스터형 자성-광학 복합기능 나노입자와 이의 제조방법, 및 이를 이용한 특정 물질의 검지 및 세포 영상 방법에 관한 것이다.
보다 상세하게는, 다양한 구성의 복합기능 나노입자의 제조를 위한 플랫폼을 제공하며, 상기 자성-광학 복합기능 나노입자의 자기적 특성을 이용한 자성 분리와 자성 농축을 이용한 광학성능 개선, 그리고 생체분자 검지를 위한 프로브 제조방법에 관한 것이다.
기존 체외진단 생체분자 검지법은 효소결합면역분석법(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay, ELISA) 및 유세포분석기(flow cytometry) 등이 사용되고 있는데, 이때 사용되는 기기는 수입제품으로 고가의 비용이 들고 분석에 많은 시간을 소요한다는 단점이 있다. 뿐만 아니라, 분석에 사용되는 유기형광체는 라이프타임이 짧고, 안정성이 떨어진다는 측면에서 검사의 오류 발생 가능성이 크다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 최근 검지 민감도가 높은 나노소재를 다양한 관점에서 사용하고 있다. 업컨버전 나노입자 또는 양자점을 이용하고 있으나, 상기 업컨버전 나노입자 또는 양자점은 자기적(magnetic) 특성이 있지 않기 때문에, 포집하고자 하는 생체분자 또는 단백질을 특이적으로 분리할 수 없다. 따라서 자기적 특성을 가지는 비드(bead) 사용하거나, 포집하고자 하는 특정 분자 및 단백질을 추출하는 데에 공정이 복잡하다는 단점이 있다.
대안으로 제시되었던 금속 및 세라믹으로 이루어진 복합기능 나노입자는 그 응용성이 매우 클 것으로 기대됨에도, 단일 나노입자 내에서 균일한 자기적 특성과 광학적 특성을 동시에 가지는 것이 어려우며, 자성 나노입자가 형광 양자점의 발광 억제(quenching)를 유발한다는 점에서 그 응용성이 제한되어 있다.
1. ACS Appl. Mater. Interfaces vol 10, pp 41935-41946 (2018)
본 발명은 형광 신호를 지닌 양자점과 자기적 특성을 지닌 금속산화물 나노입자로 구성된 클러스터형 자성-광학 복합기능 나노입자 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 자성-광학 복합기능 나노입자의 광학적 특성과 자성 농축을 이용한 세포 영상, 및 생체분자 또는 생체물질 검지 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 자성 나노입자를 포함하는 유상과 양이온성 계면활성제를 포함하는 수상을 혼합하여 자성 나노입자 클러스터를 제조하는 단계;
상기 자성 나노입자 클러스터를 수용성 폴리머로 코팅하는 단계; 및
상기 수용성 폴리머로 코팅된 자성 나노입자 클러스터를 포함하는 클러스터 용액 및 양자점 나노입자를 포함하는 양자점 용액을 혼합하여 자성-광학 복합기능 나노입자를 제조하는 단계를 포함하며,
상기 클러스터 용액의 용매는 양자점 용액의 용매보다 높은 극성도(Polarity Index)를 가지는 것인, 자성-광학 복합기능 나노입자의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 전술한 제조 방법에 의해 제조된 자성-광학 복합기능 나노입자를 제공한다.
본 발명에 따른 자성-광학 복합기능 나노입자는 양자점 나노입자 및 자성 나노입자로 구성되고, 또한 생체적합성 고분자로 기능화되어, 특이적으로 생체분자 또는 생체물질의 포집 및 검지를 가능하게 할 뿐만 아니라, 비색분석과 형광신호를 이용한 정략적 분석을 할 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명의 자성-광학 복합기능 나노입자는 질병 진단 및 세포 분리와 영상 등 다양한 바이오메디컬 분야에 활용될 수 있다.
도 1에서 (a)는 양자점 나노입자와 산화철 나노입자로 구성된 자성-광학 복합기능 나노입자의 제조과정 모식도를 나타낸다.
또한, (b)는 실시예 1의 (4)에서 제조된 산화철 클러스터 나노입자의 투과전자현미경(Transmission Electron Microscopy, TEM) 사진이고, (c)는 실시예 1의 (5)에서 제조된 자성-광학 복합기능 나노입자의 투과전자현미경 사진이며, (d)는 제조된 자성-광학 복합기능 나노입자를 동적광산란기(Dynamic Light Scattering, DLS)로 측정한 시간에 따른 미세유체학적 크기를 나타낸다.
도 2에서 (a)는 실시예 1의 (c)에서 제조된 CdSe-CdS 코어-쉘 양자점 나노입자의 투과전자현미경 사진, 크기 분포와 광발광분광계(photoluminescence, PL)로 측정한 형광 스펙트럼을 나타낸다. 또한, (b)는 CdSe-CdS 양자점의 X-선 회절분석법 데이터를 나타낸다.
도 3에서 (a)는 실시예 1의 (4)에서 제조된 산화철 클러스터의 투과전자현미경 사진과 X-선 회절분석법 데이터를 나타낸다.
또한, (b)는 실시예 1의 (5)에서 제조된 CdSe-CdS/Fe3O4 구조의 자성-광학 복합기능 나노입자의 투과전자현미경과 에너지분산형 분광분석법(Energy Dispersive Spectroscopy, EDS) 사진을 나타낸다.
(c)는 산화철 클러스터와 CdSe-CdS/Fe3O4 구조의 자성-광학 복합기능 나노입자의 X-선 회절분석법 데이터를 나타낸다.
(d)는 산화철 클러스터와 자성-광학 복합기능 나노입자의 진동시편자력계(Vibrating sample magnetometery, VSM)로 측정한 자성 특성 데이터를 나타낸다.
도 4에서 (a)는 실시예 1의 (5)에서 제조된 자성-광학 복합기능 나노입자의 표면을 분석한 고분해능 TEM (High-Resolution TEM, HRTEM) 사진을 나타낸다.
또한, (b)는 자성-광학 복합기능 나노입자의 X-선 광전자 분광법(X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS) 데이터를 나타낸다.
도 5에서 (a)는 자성-광학 복합기능 나노입자에 항체를 수식하고 그에 따른 항원을 자성 농축하고 형광 검지하는 과정을 나타내는 모식도이다.
또한, (b)는 자성-광학 복합기능 나노입자를 이용하여 Adenovirus, Rotavirus, Respiratory Syncytial Virus (RSV), Influenza A/B virus, Norovirus를 정량적으로 형광검지한 데이터를 나타낸다.
(c)는 자성-광학 복합기능 나노입자를 이용하여 뇌종양세포(U87MG 세포)를 공초점 현미경으로 영상화한 결과를 나타낸다. 이때, 파란색은 DAPI로 염색된 세포핵이고 빨간색은 자성-광학 복합기능 나노입자를 나타낸다.
또한, (b)는 실시예 1의 (4)에서 제조된 산화철 클러스터 나노입자의 투과전자현미경(Transmission Electron Microscopy, TEM) 사진이고, (c)는 실시예 1의 (5)에서 제조된 자성-광학 복합기능 나노입자의 투과전자현미경 사진이며, (d)는 제조된 자성-광학 복합기능 나노입자를 동적광산란기(Dynamic Light Scattering, DLS)로 측정한 시간에 따른 미세유체학적 크기를 나타낸다.
도 2에서 (a)는 실시예 1의 (c)에서 제조된 CdSe-CdS 코어-쉘 양자점 나노입자의 투과전자현미경 사진, 크기 분포와 광발광분광계(photoluminescence, PL)로 측정한 형광 스펙트럼을 나타낸다. 또한, (b)는 CdSe-CdS 양자점의 X-선 회절분석법 데이터를 나타낸다.
도 3에서 (a)는 실시예 1의 (4)에서 제조된 산화철 클러스터의 투과전자현미경 사진과 X-선 회절분석법 데이터를 나타낸다.
또한, (b)는 실시예 1의 (5)에서 제조된 CdSe-CdS/Fe3O4 구조의 자성-광학 복합기능 나노입자의 투과전자현미경과 에너지분산형 분광분석법(Energy Dispersive Spectroscopy, EDS) 사진을 나타낸다.
(c)는 산화철 클러스터와 CdSe-CdS/Fe3O4 구조의 자성-광학 복합기능 나노입자의 X-선 회절분석법 데이터를 나타낸다.
(d)는 산화철 클러스터와 자성-광학 복합기능 나노입자의 진동시편자력계(Vibrating sample magnetometery, VSM)로 측정한 자성 특성 데이터를 나타낸다.
도 4에서 (a)는 실시예 1의 (5)에서 제조된 자성-광학 복합기능 나노입자의 표면을 분석한 고분해능 TEM (High-Resolution TEM, HRTEM) 사진을 나타낸다.
또한, (b)는 자성-광학 복합기능 나노입자의 X-선 광전자 분광법(X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS) 데이터를 나타낸다.
도 5에서 (a)는 자성-광학 복합기능 나노입자에 항체를 수식하고 그에 따른 항원을 자성 농축하고 형광 검지하는 과정을 나타내는 모식도이다.
또한, (b)는 자성-광학 복합기능 나노입자를 이용하여 Adenovirus, Rotavirus, Respiratory Syncytial Virus (RSV), Influenza A/B virus, Norovirus를 정량적으로 형광검지한 데이터를 나타낸다.
(c)는 자성-광학 복합기능 나노입자를 이용하여 뇌종양세포(U87MG 세포)를 공초점 현미경으로 영상화한 결과를 나타낸다. 이때, 파란색은 DAPI로 염색된 세포핵이고 빨간색은 자성-광학 복합기능 나노입자를 나타낸다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
본 발명은 자성-광학 복합기능 나노입자의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 자성-광학 복합기능 나노입자는 (A) 자성 나노입자를 포함하는 유상과 양이온성 계면활성제를 포함하는 수상을 혼합하여 자성 나노입자 클러스터를 제조하는 단계(이하, 자성 나노입자 클러스터 제조 단계);
(B) 상기 자성 나노입자 클러스터를 수용성 폴리머로 코팅하는 단계(이하, 자성 나노입자 클러스터 코팅 단계); 및
(C) 상기 수용성 폴리머로 코팅된 자성 나노입자 클러스터를 포함하는 클러스터 용액 및 양자점 나노입자를 포함하는 양자점 용액을 혼합하여 자성-광학 복합기능 나노입자를 제조하는 단계(이하, 자성-광학 복합기능 나노입자 제조 단계)를 포함할 수 있다.
본 발명에서는 자성 나노입자를 물-기름 유화액(oil-in-water emulsion) 방식으로 클러스터를 형성한 뒤, 양자점 나노입자를 상기 클러스터 내부에 침투, 물리적으로 결합시켜 클러스터형 자성-광학 복합기능 나노입자를 제조한다. 본 발명에 따른 제조 방법에 의해 제조된 자성-광학 복합기능 나노입자는 자성 농축을 이용하여 형광신호를 향상시킬 수 있다. 또한, 향상된 형광 신호를 이용하여 생체물질을 정량적 분석과 동시에 비색분석법(colorimetric assay)을 활용하여 검지할 수 있다.
본 발명에서 (A) 자성 나노입자 클러스터 제조 단계는 자성 나노입자를 포함하는 유상과 양이온성 계면활성제를 포함하는 수상을 혼합하여 자성 나노입자 클러스터를 제조하는 단계이다.
본 발명에서, 자성 나노입자는 물-기름 유화액(oil-in-water emulsion) 방식을 통해 자성 나노입자들의 클러스터로 구성될 수 있다.
본 발명에서 유상은 자성 나노입자를 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 자성 나노입자는 금속산화물 나노입자일 수 있으며, 상기 금속산화물은 FeO, Fe2O3, Fe3O4, CoFe2O4, NiFe2O4, MnFe2O4, TiO2, ZrO2, CeO2, Al2O3 및 MgO로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 본 발명에서는 상기 금속산화물을 사용하여 최종 제조되는 자성-광학 복합기능 나노입자에 자성을 부여할 수 있다.
일 구체예에서, 자성 나노입자는 당업계의 일반적인 제조방법을 통해 제조될 수 있으며, 예를 들어, 철 이온 전구체, 용매 및 안정화제를 이용하여 합성될 수 있다. 상기 철 이온 전구체는 iron pentacarbonyl일 수 있고, 용매는 1-octadecene(ODE)일 수 있으며, 안정화제는 올레일아민(oleylamine, OAm), 올레산(oleic acid, OA) 다이벤질아민(dibenzylamine), 옥타데실아민(octadecylamine) 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 합성 과정을 통해 소수성기로 코팅된 자성 나노입자가 제조될 수 있으며, 상기 자성 나노입자 각각은 소수성을 가질 수 있다.
일 구체예에서, 자성 나노입자의 평균 입경은 1 내지 20 nm, 또는 3 내지 17 nm일 수 있다.
일 구체예에서, 유상의 용매는 클로로포름, 헥세인, 옥테인, 톨루엔 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
본 발명에서, 수상은 양이온성 계면활성제를 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 양이온성 계면활성제는 DTAB(dodecyltrimethylammonium bromide), CTAB(cetyltrimethylammonium bromide) 및 TTAB(tetradecyltrimethylammonium bromide)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 DTAB를 사용할 수 있다.
일 구체예에서, 수상의 용매는 물, 알코올, 아세톤, DMSO, 아세트산 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
일 구체예에서, 수상과 유상을 혼합하면, 물-기름 유화액(oil-in-water emulsion) 방식을 통해 자성 나노입자 클러스터를 형성할 수 있다. 구체적으로, 자성 나노입자 클러스터는 양이온성 계면활성제 층이 형성된 미셀 내부에 자성 나노입자의 클러스터가 위치한 형태를 가질 수 있다. 즉, 자성 나노입자의 클러스터의 표면에 양이온성 계면활성제가 코팅된 형상을 가질 수 있다. 상기 클러스터를 구성하는 각각의 자성 나노입자는 소수성을 가질 수 있다.
이러한 자성 나노입자 클러스터의 평균 입경은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 50 내지 500 nm, 또는 50 내지 200 nm일 수 있다. 상기 자성 나노입자 클러스터는 구형일 수 있다. 본 발명에서 용어 '구형'은 한 점에서 같은 거리에 있는 모든 점으로 이루어진 입체 모양이라는 수학적 정의의 구뿐 아니라, 외견상 둥글게 생긴 형상의 것을 모두 포괄할 수 있다.
본 발명에서 (B) 자성 나노입자 클러스터 코팅 단계는 단계 (A)에서 제조된 자성 나노입자 클러스터를 수용성 폴리머로 코팅하는 단계이다.
상기 단계는 자성 나노입자 클러스터를 포함하는 용액과 수용성 폴리머를 포함하는 용액을 혼합하여 수행할 수 있다.
일 구체예에서, 수용성 폴리머는 폴리비닐피롤리돈 및 폴리아크릴산으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 수용성 폴리머를 포함하는 용액의 용매는 에틸렌 글리콜(EG)일 수 있다.
상기 단계 (B)에서, 양이온 계면활성제는 에틸렌글리콜 등의 용매에 대한 용해도가 높아 자성 나노입자 클러스터의 표면에서 떨어나오게 되고, 상기 자성 나노입자 클러스터에 수용성 폴리머가 코팅되게 된다. 즉, 수용성 폴리머 코팅층이 형성될 수 있다. 이에 의해 자성 나노입자 클러스터 표면은 친수성을 가지게 되며, 내부의 자성 나노입자들은 상대적으로 소수성인 상태를 가질 수 있다. .
본 발명에서 단계 (C)는 자성-광학 복합기능 나노입자 제조 단계로, 수용성 폴리머로 코팅된 자성 나노입자 클러스터를 포함하는 클러스터 용액 및 양자점 나노입자를 포함하는 양자점 용액을 혼합하여 자성-광학 복합기능 나노입자를 제조하는 단계이다.
상기 단계에서는 양자점 나노입자를 자성 나노입자 클러스터 내부에 침투 및 물리적으로 결합시켜 자성-광학 복합기능 나노입자를 제조할 수 있다.
일 구체예에서, 클러스터 용액은 전술한 단계 (B)의 수용성 폴리머로 코팅된 자성 나노입자 클러스터를 포함할 수 있다.
상기 클러스터 용액의 용매는 에탄올, 메탄올, 아세톤, 다이메틸 설폭사이드, 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
일 구체예에서, 양자점 용액은 양자점 나노입자를 포함할 수 있다.
상기 양자점 나노입자는 본 발명의 복합기능 나노입자에 광학 특성을 부여할 수 있다. 상기 양자점 나노입자로 셀렌화 카드뮴-황화 카드뮴(CdSe-CdS), 셀렌화카드뮴(CdSe), 황화카드뮴(CdS), 산화아연(ZnO), 셀렌화아연(ZnSe), 황화아연(ZnS) 망간이 도핑된 황화아연(Mn-doped ZnS), 인화인듐(InP) 및 세슘리드할라이드(CsPbBr3, CsPbI3) 양자점으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.
이러한 양자점 나노입자는 당업계의 일반적인 제조방법을 통해 제조될 수 있으며, 구체적으로, 유기용매 상에서 양자점 이온 전구체, 환원제, 안정화제를 이용하여 합성될 수 있다. 이때, 양자점 이온은 아연, 황, 망간, 카드뮴, 셀레늄, 인듐, 인, 세슘, 납, 브롬 또는 아이오딘일 수 있다.
일 구체예에서, 양자점 나노입자는 셀렌화 카드뮴-황화 카드뮴(CdSe-CdS)일 수 있다.
일 구체예에서, 셀렌화 카드뮴-황화 카드뮴(CdSe-CdS)은 셀렌화 카드뮴 양자점을 포함하는 용액에 카드뮴 이온 전구체, 황 이온 전구체 및 안정화제를 첨가하고 반응시켜 제조될 수 있다.
상기 셀렌화 카드뮴은 셀레늄 이온 전구체, 카드뮴 이온 전구체, 환원제, 안정화제를 이용하여 합성될 수 있다. 셀레늄 이온 전구체로 셀레늄 분말(selenium powder) 및 산화셀레늄(selenium oxide)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있고, 카드뮴 이온 전구체로 카드뮴 올레이트(cadmium oleate, Cd-oleate), 산화카드뮴(cadmium oxide, CdO) 및 염화카드뮴(cadmium chloride)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. 또한, 환원제 및 안정화제로 octadecylphosphonic acid(ODPA), trioctylphosphine oxide(TOPO) 및 trioctylphosphine(TOP)를 사용할 수 있다.
또한, 셀렌화 카드뮴-황화 카드뮴의 제조 시, 카드뮴 이온 전구체로 카드뮴 올레이트(cadmium oleate, Cd-oleate), 산화카드뮴(cadmium oxide, CdO) 및 염화카드뮴(cadmium chloride)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있고, 황 이온 전구체로 1-옥탄티올(1-octanethiol), 황 분말(sulfur powder) 및 도데실 멀캅탄(1-dodecanethiol)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. 환원제와 안정화제로 다이벤질아민(dibenzylamine), 올레일아민(OAm), 올레산(OA) 및 옥타데실아민(octadecylamine)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있고, 용매로 옥타데센(octadecene, ODE), 디메틸포름아미드(dimethylformamide, DMF), 및 톨루엔으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.
일 구체예에서, 셀렌화 카드뮴-황화 카드뮴의 사용시 황화 카드뮴(CdS) 쉘의 두께에 따라 발광 파장의 조절이 가능하며, 쉘 형성 전구체의 총 양에 따라 특성을 조절할 수 있다.
또한, 셀렌화 카드뮴-황화 카드뮴에서 쉘을 형성하는 전구체의 양은 300 nmol 내지 1500 nmol 일 수 있으며, 황화 카드뮴(CdS) 쉘의 비율은 입자 전체 대비 15% 내지 60 중량% 일 수 있다.
일 구체예에서, 양자점 나노입자의 크기는 3 내지 15 nm일 수 있다.
일 구체예에서, 양자점 나노입자 용액의 용매는 클로로포름, 아이소프로판올 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 클러스터 용액의 용매는 양자점 용액의 용매보다 높은 극성도(Polarity Index)를 가질 수 있다. 구체적으로, 클러스터 용액의 용매 및 양자점 용액의 용매의 극성도 차이는 0.5 내지 2, 또는 1 내지 2일 수 있다. 즉, 양자점 용액은 클러스터 용액보다 더 소수성(hydrophobic) 성질을 가질 수 있다.
일 구체예에서, 수용성 폴리머로 코팅된 자성 나노입자 클러스터의 내부는 외부와 비교 시 소수성을 가진다. 양자점 나노입자를 친수성을 가지는 클러스터 용액에 주입하면, 상기 양자점 나노입자는 소수성 성질을 가지므로 같은 소수성 성질을 가지는 자성 나노입자 클러스터의 내부로 침투하게 된다. 이에 의해, 상기 양자점 나노입자와 비교하여 상대적으로 친수성 성질을 가지는 자성 나노입자는 표면으로 밀려나게 되며, 코어에는 양자점 나노입자가 위치하고 쉘에는 자성 나노입자가 위치하는 구조의 자성-광학 복합기능 나노입자가 제조될 수 있다. 반응의 조건에 따라 양자점 나노입자는 복합기능 나노입자의 쉘의 일부를 형성할 수도 있다.
일 구체예에서, 자성-광학 복합기능 나노입자를 구성하는 자성 나노입자 및 양자점 나노입자의 부피비는 3 : 0.1 내지 3 : 1일 수 있다.
일 구체예에서, 제조된 자성-광학 복합기능 나노입자의 평균 입경은 100 nm 내지 800 nm일 수 있다.
본 발명은 (C) 자성-광학 복합기능 나노입자 제조 단계를 수행한 후에, 자성-광학 복합기능 나노입자를 생체적합성 고분자로 코팅하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 자성-광학 복합기능 나노입자를 생체적합성 고분자로 코팅함으로써, 자성-광학 복합기능 나노입자의 분산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 자성-광학 복합기능 나노입자의 응용에서 항체의 부착을 용이하게 수행할 수 있다.
일 구체예에서, 생체적합성 고분자는 상기 생체적합성 고분자 말단에 기능기를 포함할 수 있다. 상기 생체적합성 고분자 자체가 기능기를 포함할 수 있으며, 또는 상기 생체적합성 고분자의 말단에 기능기를 도입 또는 수식시킬 수 있다.
이러한 기능기는 아민기(-NH2), 싸이올기(-SH), 카르복실기(-COOH) 및 하이드록실기(-OH)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 생체적합성 고분자는 폴리아크릴산(poly(acrylic acid); PAA), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol, PEG), 폴리젖산(polylactic acid, PLA) 및 폴리글리콜산(polyglicolic acid, PGA)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. 이때, 폴리에틸렌글리콜(PEG)은 그 말단에 아민기(-NH2), 싸이올기(-SH) 및/또는 하이드록실기(-OH)가 수식되어 있을 수 있다.
또한, 본 발명은 자성-광학 복합기능 나노입자에 관한 것이다. 본 발명에 따른 자성-광학 복합기능 나노입자는 전술한 제조 방법에 의해 제조될 수 있다.
상기 자성-광학 복합기능 나노입자는 양자점 나노입자를 포함하는 코어; 및 자성 나노입자 및 상기 양자점 나노입자를 포함하는 쉘을 포함할 수 있다. 상기 쉘에서 상기 양자점 나노입자의 함량은 쉘 전체 중량 대비 40 중량% 이하일 수 있다.
일 구체예에서, 코어는 자성-광학 복합기능 나노입자에서 양자점 나노입자로 구성된 구형 부분을 의미할 수 있다. 이때, '구형'은 한 점에서 같은 거리에 있는 모든 점으로 이루어진 입체 모양이라는 수학적 정의의 구뿐 아니라, 외견상 둥글게 생긴 형상의 것을 모두 포괄할 수 있다.
일 구체예에서, 쉘은 구형을 감싸며, 자성 나노입자 만으로 구성되거나, 또는 상기 자성 나노입자 및 양자점 나노입자로 구성될 수 있다. 상기 쉘에서 양자점 나노입자의 함량은 쉘의 전체 중량(100 중량%) 대비 0 내지 40 중량%, 1 내지 30 중량%, 또는 1 내지 20 중량%일 수 있다.
일 구체예에서, 자성-광학 복합기능 나노입자의 표면은 생체적합성 고분자로 코팅될 수 있다. 상기 생체적합성 고분자는 전술한 생체적합성 고분자일 수 있으며, 상기 생체적합성 고분자의 말단에 기능기가 형성되어 있을 수 있다. 이를 통해, 자성-광학 복합기능 나노입자의 분산성을 향상시킬 수 있으며, 상기 자성-광학 복합기능 나노입자의 응용에서 항체의 부착을 용이하게 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 자성-광학 복합기능 나노입자는 자성 나노입자 및 양자점 나노입자를 포함하여 자성과 광학 기능을 동시에 구현할 수 있다.
자성 나노입자는 형광을 소광하는 퀀쳐(quencher)로 작용할 수 있으므로, 자성 나노입자와 형광 소재가 인접할수록 그 효과가 크게 나타난다. 본 발명에서는 자성-광학 복합기능 나노입자의 코어 부분에 양자점 나노입자들이 뭉쳐져 존재하므로, 쉘 부분의 자성 나노입자와 인접하지 않은 양자점 나노입자의 비율이 높아지게 된다. 본 발명에서는 이를 통해 자성 나노입자와의 간섭을 줄일 수 있으며, 강한 형광을 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명은 전술한 자성-광학 복합기능 나노입자를 포함하는 영상진단용 조성물, 분석물 검출용 키트 또는 분자진단 칩에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 자성-광학 복합기능 나노입자의 표면에 검출하고자 하는 분석물과 결합할 수 있는 생체분자를 기능화하는 단계;
상기 기능화된 자성-광학 복합기능 나노입자를 하나 이상의 분석물을 포함하는 시료에 노출시키는 단계; 및
광발광분광법을 이용하여 자성-광학 복합기능 나노입자에 결합된 분석물을 확인하는 단계를 포함하는, 분석물을 영상화 또는 검출하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 자성-광학 복합기능 나노입자는 검출하고자 하는 분석물을 인식할 수 있는 생체분자가 기능화되어, 각종 타겟 생체분자들을 검출하는데 응용될 수 있는 프로브로 사용될 수 있다.
일 구체예에서, 검출하고자 하는 분석물은 아미노산, 펩타이드, 폴리펩타이드, 단백질, 글리코프로테인, 리포프로테인, 뉴클레오시드, 뉴클레오티드, 올리고뉴클레오티드, 핵산, 당, 탄수화물, 올리고사카라이드, 폴리사카라이드, 지방산, 지질, 호르몬, 대사산물, 사이토카인, 케모카인, 수용체, 신경전달물질, 항원, 알레르겐, 항체, 기질, 대사산물, 보조인자, 억제제, 약물, 약학물, 영양물, 프리온, 독소, 독물, 폭발물, 살충제, 화학무기제, 생체유해성 제제, 방사선동위원소, 비타민, 헤테로사이클릭 방향족 화합물, 발암물질, 돌연변이유발요인, 마취제, 암페타민, 바르비투레이트, 환각제, 폐기물 또는 오염물일 수 있다. 또한, 분석물이 핵산일 경우 상기 핵산은 유전자, 바이러스 RNA 및 DNA, 박테리아 DNA, 곰팡이 DNA, 포유동물 DNA, cDNA, mRNA, RNA 및 DNA 단편, 올리고뉴클레오티드, 합성 올리고뉴클레오티드, 개질된 올리고뉴클레오티드, 단일 가닥 및 이중 가닥 핵산, 자연적 및 합성핵산일 수 있다.
일 구체예에서, 분석물을 인식할 수 있는, 본 발명에 따른 복합기능 나노입자의 표면에 결합될 수 있는 생체분자는 항체, 항체 단편, 유전조작 항체, 단일 쇄항체, 수용체 단백질, 결합 단백질, 효소, 억제제 단백질, 렉틴, 세포 유착 단백질, 올리고뉴클레오티드, 폴리뉴클레오티드, 핵산 또는 압타머일 수 있다
발명에 따른 자성-광학 복합기능 나노입자를 사용한 광발광분광법은 상기 복합기능 나노입자의 구조에 의해 더 강한 신호 세기를 나타낼 수 있어, 분석물의 양이 적은 경우에도 검출이 가능해질 수 있다. 또한, 자성 특성을 이용하여 자성-광학 복합기능 나노입자와 결합한 분석물의 자성 분리가 가능하며 매우 초고감도 생체 분자 분석법에 사용될 수 있으며, 체외 진단과 영상화 기술로도 매우 유용하다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오직 본 발명을 쉽게 설명하기 위함이며, 본 발명 범위가 제시된 실시예에 국한되지 않는다는 것은 자명하다.
실시예
실시예 1. 자성-광학 복합기능 나노입자 제조
(1) 자철석(magnetite, Fe
3
O
4
) 나노입자 합성
산화철(iron oxide), 구체적으로 자철석(magnetite, Fe3O4) 나노입자는 열분해 방법을 통해 합성하였다.
반응에서 iron pentacarbonyl(Fe(CO)5)는 철 이온 전구체로, 1-octadecene(ODE)는 용매로, oleic acid(OA)는 안정화제로 사용하였다.
ODE 20 mL에 OA 1.5 mL을 3구 플라스크에 넣은 후, 자기적 교반(magnetic stirring)을 해주면서 5 분 동안 100℃까지 빠르게 가열하였다. 용액 온도가 100℃ 도달하면 Fe(CO)5 0.4 mL를 주입 후 20 분 동안 온도를 유지하였다. 이후 10 분 동안 180℃까지 가열 후 1 시간 동안 온도를 추가로 유지하였다. 마지막 단계로, 자기적 교반을 위한 장비를 제거한 후 질소(N2) 분위기에서 용액을 10 분 동안 295℃까지 가열하고 1 시간 동안 반응을 진행하였다. 냉각시킨 후, 아세톤을 이용해서 세척하고, 클로로포름 10 mL에 분산시켰다(자철석 나노입자 용액 제조).
(2) 셀렌화 카드뮴 양자점 합성
셀렌화 카드뮴(CdSe) 양자점은 고온 주입(hot-injection) 합성법을 통해 합성하였다.
반응에서 cadmium oxide(CdO)를 카드뮴 이온 전구체로, selenium powder를 셀레늄 이온 전구체로, octadecylphosphonic acid(ODPA), trioctylphosphine oxide(TOPO) 및 trioctylphosphine(TOP)는 환원제 겸 안정화제로 각각 사용하였다.
selenium powder 120 mg과 TOP 1 mL을 각각 바이알에 온도를 높이면서 자기적 교반하고, 동반하여 투명한 용액이 될 때까지 혼합하였다(Se-TOP 전구체 용액 제조).
3구 플라스크에 CdO 120 mg, ODPA 560 mg 및 TOPO 6 g을 넣은 후 진공 환경에서 150℃까지 5 분 동안 가열 후 1 시간 동안 유지시켰다. 이후 질소 분위기로 전환하여 380℃까지 10 분 동안 가열하였다. 용액이 360℃ 도달하면 TOP 4 mL를 주입하고, 380℃에서 미리 준비해둔 Se-TOP 전구체 용액을 주입하였다. 3분 동안 반응을 진행 후 빠르게 냉각시켰다. 이후, 아세톤을 이용해서 세척하고, 클로로포름 10 mL에 분산시켰다(셀렌화 카드뮴 양자점 용액 제조).
(3) 셀렌화 카드뮴-황화 카드뮴 양자점 나노입자
셀렌화 카드뮴-황화 카드뮴(CdSe-CdS) 코어-쉘 양자점 나노입자를 합성하였다.
반응에서, 전술한 (2)에서 제조된 CdSe 양자점을 바탕으로, oleylamine(OAm)과 OA를 안정화제로, cadmium oleate(Cd-oleate)와 1-octanethiol은 이온 전구체로, ODE는 용매로 사용하였다.
클로로포름에 분산된 CdSe 500 nmol, OAm 10 mL, ODE 10 mL를 3구 플라스크에 넣고, 상온에서 1 시간 동안 진공 분위기를 조성하였다. 그리고 진공 환경에서 120℃까지 5 분 동안 빠르게 가열 후 20 분 동안 유지하여 남은 수분과 클로로포름을 증발시켰다. 이후 질소를 주입하면서 310℃까지 10 분 동안 가열하였다. 수용액 온도가 240℃에 도달하면 전구체 주입을 시작하였다. ODE를 사용하여 Cd-oleate 0.1 M, 1-octanethiol 0.12 M의 농도로 맞추고, 각각 1.5 mL씩 매 10 분마다 주입하였다. 그리고 매 1 시간마다 OA 1 mL를 주입하여 쉘 형성 반응 안정화를 하였다. 주입하는 횟수를 조절하여 황화 카드뮴 쉘의 두께를 조절할 수 있다. 마지막 전구체 용액 주입 후 OA 1 mL 주입하여 1 시간 동안 310℃에서 반응을 유지하였다. 냉각시킨 후, 헥세인과 아세톤을 이용해서 세척하고, 50 μM 농도에 맞추어 클로로포름에 분산시켰다(셀렌화 카드뮴-황화 카드뮴 양자점 나노입자 용액 제조).
(4) 산화철 클러스터 입자
산화철 입자는 물-기름 유화액 형성 방법을 이용해 클러스터로 형성하였다.
반응에서, 클로로포름, H2O, ethylene glycol(EG)을 용매로, dodecyltrimethylammonium bromide (DTAB)를 계면활성제로, polyvinylpyrrolidone (PVP, Mw: 29,000 Da)를 안정화제로 사용하였다.
DTAB 8 mg이 첨가된 H2O 2 mL와 전술한 (1)에서 제조된 Fe3O4 나노입자 용액 2 mL를 플라스크에 넣은 후 초음파분산기를 사용하여 섞어주었다. 이후 상온에서 클로로포름이 모두 증발할 때까지 셰이킹을 행하였다. 상기 용액을 PVP 2 mM 농도로 맞춘 EG 3 mL에 넣고 2시간 동안 상온에서 셰이킹을 행하여 표면을 수용성 폴리머인 PVP로 코팅하였다. 이후 에탄올을 이용해서 세척하고 에탄올 5 mL에 분산시켰다(산화철 클러스터 입자 용액 제조).
(5) 클러스터형 양자점/산화철 자성-광학 복합기능 나노입자
클러스터형 양자점/산화철(CdSe-CdS/Fe3O4) 자성-광학 복합기능 나노입자는 산화철 클러스터 나노입자와 CdSe-CdS 양자점 나노입자를 결합한 구조를 가진다.
반응에서, H2O, 클로로포름, 에탄올을 용매로, polyvinylpyrrolidone (PVP, Mw: 29,000 Da)를 안정화제로, Sodium poly(acrylic acid) (Na-PAA, Mw: 2,100 Da)를 안정화제 및 카복시기(-COOH) 전구체로 사용하였다.
(4)에서 제조된 산화철 클러스터 입자 용액 3 mL을 바이알에 넣은 후 (3)에서 제조된 셀렌화 카드뮴-황화 카드뮴 양자점 나노입자 용액 1 mL를 넣고 클로로포름 4 mL를 추가로 주입하여 10 분 동안 셰이킹을 진행하였다. CdSe-CdS 양자점은 산화철 클러스터의 내부로 침투하며 전체적인 자성-광학 복합기능 나노입자의 크기가 성장하였다. 그리고 에탄올을 이용하여 세척한 후, 안정화를 위해 PVP 0.4 mM 농도의 에탄올에서 쉐이킹을 30 분 동안 진행하였다. 이후, 물로 세척을 진행하고 물 5 mL에 분산시켰다.
이후, 수용액 상에서의 분산성과 항체 부착을 위해 20 mg/mL 농도의 Na-PAA 5 mL을 주입하여 자성-광학 복합기능 나노입자 코팅을 20 분 동안 진행하였다. 이후 H2O를 이용하여 세척하고 H2O 8 mL에 분산시켰다.
실험예 1. 자성-광학 복합기능 나노입자의 물리적 특성
도 1에서 (a)는 양자점 나노입자와 산화철 나노입자로 구성된 자성-광학 복합기능 나노입자의 제조과정 모식도를 나타낸다.
또한, (b)는 실시예 1의 (4)에서 제조된 산화철 클러스터 나노입자의 투과전자현미경(TEM) 사진이고, (c)는 실시예 1의 (5)에서 제조된 자성-광학 복합기능 나노입자의 투과전자현미경 사진이며, (d)는 제조된 자성-광학 복합기능 나노입자를 동적광산란기(DLS)로 측정한 시간에 따른 미세유체학적 크기를 나타낸다.
도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 의해 100 내지 800 nm 크기의 자성-광학 복합기능 나노입자가 합성되며, 자성 클러스터 나노입자에 양자점 입자들이 물리적으로 흡착한 것을 확인할 수 있다.
또한, 제조된 자성-광학 복합기능 나노입자를 PAA로 코팅하여, 상기 자성-광학 복합기능 나노입자가 수용액상에서 분산성을 가지고, 시간이 지나도 그 구조가 안정한 것을 확인할 수 있다.
도 2에서 (a)는 실시예 1의 (c)에서 제조된 CdSe-CdS 코어-쉘 양자점 나노입자의 투과전자현미경 사진, 크기 분포와 광발광분광계(photoluminescence, PL)로 측정한 형광 스펙트럼을 나타낸다. 또한, 도 2의 (b)는 CdSe-CdS 양자점의 X-선 회절분석법 데이터를 나타낸다.
상기 광발광분광계을 이용하여 발광세기를 측정할 수 있으며, 이때, 여기파장은 365 nm로 하였다.
도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 의해 620 nm와 570 nm에서 발광 파장을 나타내는 2 종류의 양자점을 제조하였음을 확인할 수 있다. 특히, 본 발명에서는 황화 카드뮴(CdS) 쉘의 두께에 따라 발광 파장의 조절이 가능하며, 쉘 형성 전구체의 총 양에 따라 특성이 변화할 수 있다. 또한, X-선 회절분석기법을 기반으로 셀렌화-카드뮴과 황화-카드뮴의 2θ 위치가 본 발명에서 합성한 양자점의 X-선 회절 데이터와 일치하는 것을 확인할 수 있으며, 이를 통해, 황화 카드뮴-셀렌화 카드뮴 양자점이 제조되었음을 확인할 수 있다.
도 3에서 (a)는 실시예 1의 (4)에서 제조된 산화철 클러스터의 투과전자현미경 사진과 X-선 회절분석법 데이터를 나타낸다.
(b)는 실시예 1의 (5)에서 제조된 CdSe-CdS/Fe3O4 구조의 자성-광학 복합기능 나노입자의 투과전자현미경과 에너지분산형 분광분석법(EDS) 사진을 나타낸다.
(c)는 산화철 클러스터와 CdSe-CdS/Fe3O4 구조의 자성-광학 복합기능 나노입자의 X-선 회절분석법 데이터를 나타낸다.
또한, (d)는 산화철 클러스터와 자성-광학 복합기능 나노입자의 진동시편자력계(VSM)로 측정한 자성 특성 데이터를 나타낸다.
도 3에 나타난 바와 같이, 자성-광학 복합기능 나노입자는 쉘 영역에 자성 나노입자가 위치하며, 내부 영역에 양자점 나노입자가 존재하는 것을 확인할 수 있다. 또한, X-선 회절 데이터에서의 2θ 위치로 산화철 나노입자와 양자점 나노입자의 존재를 확인할 수 있으며, VSM을 측정하여 자성-광학 복합기능 나노입자는 16 emu/g 포화자화를 가지고 잔류자화와 보자력이 0임을 확인할 수 있다.
또한, 도 4에서 (a)는 실시예 1의 (5)에서 제조된 자성-광학 복합기능 나노입자의 표면을 분석한 고분해능 TEM (HRTEM) 사진을 나타낸다.
(b)는 자성-광학 복합기능 나노입자의 X-선 광전자 분광법(XPS) 데이터를 나타낸다.
도 4에 나타난 바와 같이, 고분해능 TEM으로 결정면을 분석 결과, 양자점 나노입자와 산화철 나노입자가 자성-광학 복합기능 나노입자의 표면에 위치하는 것을 확인할 수 있다. 또한, XPS 데이터에 기반하여 표면에 양자점과 산화철 나노입자의 존재를 확인할 수 있다. 추가적으로, O 1s와 C 1s의 결합 에너지를 확인하여 표면에 PAA 코팅을 형성한 것을 확인할 수 있다.
실험예 2. 자성-광학 복합기능 나노입자를 활용한 바이러스 항원 검지 및 세포 영상
실시예 1에서 제조한 카복시기로 기능화된 자성-광학 복합기능 나노입자 1 mL에 1-ethyl-3-(-3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride(EDC) (20 mM) 용액 0.1 mL, sulfo-N-hydroxysulfosuccinimide(NHS) (20 mM) 용액 0.1 mL를 혼합한 후 최소 30 분 이상 셰이킹하여 반응을 진행하였다. 그리고 Phosphate Buffer Saline(PBS)로 세척하고, PBS 1 mL에 분산시켰다.
이후, 각 나노입자 용액에 Adenovirus, Rotavirus, 호흡기융합바이러스(Respiratory syncytial virus, RSV), Influenza A/B virus, Norovirus의 항체 용액(0.1 mg/mL) 0.1 mL을 넣어 스티어링을 최소 1시간 동안 진행하였다. 그리고 PBS을 이용하여 세척 및 1 mL로 분산하였다.
PBS에 용해된 소혈청알부민(bovine serum albumin, BSA) 1% 1 mL을 상기 용액에 넣은 후 추가로 60분 동안 셰이킹을 하여 남은 반응기를 블락킹(blocking)하였다. 그리고 PBS를 이용하여 세척 후 Tris-HCl buffer (0.01 M, pH 8.5)에 용해된 BSA 0.2% 1 mL에 분산하였다.
상기 Adenovirus, Rotavirus, RSV, Influenza A/B virus, Norovirus 항체로 표면기능화된 자성-광학 복합기능 나노입자 각각의 용액의 농도를 1/10으로 낮추고, 최소 2 μL의 자성-광학 복합기능 나노입자 용액을 해당하는 바이러스 항원 50 μL와 96 웰 플레이트(96 well plate)에서 섞은 후에 항체 기능화된 나이트로셀룰로스 멤브레인(nitrocellulose membrane)과 최소 10 분간 반응시켰으며, 추가로 10분 동안 rapid buffer를 흘려주어 비특이적 결합을 최소화하였다. 그리고 형광진단 기기에 넣어 검지하였다.
자성을 이용한 항원 농축 실험은 다음과 같이 진행하였다. 상기 Adenovirus, Rotavirus 항체로 표면기능화된 복합기능 나노입자 용액의 농도를 1/10으로 낮추고 최소 20 μL의 복합기능 클러스터 나노입자 용액을 해당하는 바이러스 항원 500 μL와 마이크로튜브에 넣은 후 피펫팅(pipeting)하여 반응시킨다. 그리고 영구자석을 마이크로튜브 하단에 위치시켜 10분간 자성 농축을 진행한 후, 상층액을 제거하고 50 μL의 rapid buffer에 재분산한다. 이를 96 웰 플레이트로 옮긴 후, 항체 기능화된 나이트로셀룰로스 멤브레인과 최소 10분간 반응시켰으며, 추가로 10분 동안 rapid buffer를 이용하여 비특이적 결합을 최소화하였다. 그리고 형광진단 기기에 넣어 검지하였다.
또한 카복시기 기능화된 자성-광학 복합기능 나노입자를 U87MG 세포와 1시간 동안 배양(incubation)하고, 고정(fixation)하였다. 그리고 DAPI(4‘6-diamidino-2-phenylidole)를 이용하여 세포핵 염색을 진행하였으며, 공초점 레이저 주사현미경(Confocal Microscopy)으로 측정하였다.
도 5에서 (a)는 자성-광학 복합기능 나노입자에 항체를 수식하고 그에 따른 항원을 자성 농축하고 형광 검지하는 과정을 나타내는 모식도이다.
(b)는 자성-광학 복합기능 나노입자를 이용하여 Adenovirus, Rotavirus, RSV, Influenza A/B virus, Norovirus를 정량적으로 형광검지한 데이터를 나타낸다.
또한, (c)는 자성-광학 복합기능 나노입자를 이용하여 뇌종양세포(U87MG 세포)를 공초점 현미경으로 영상화한 결과를 나타낸다. 이때, 파란색은 DAPI로 염색된 세포핵이고 빨간색은 자성-광학 복합기능 나노입자를 나타낸다.
도 5(b)를 통해, 감염 농도에 따라 형광세기가 다르게 나타나는 것을 확인할 수 있으며, 자성 농축 시 저농도 항원에서의 형광 세기가 농축을 진행하지 않은 샘플에 비하여 증가한 것을 확인 할 수 있다. 또한, 도 (c)를 통해, 파란색으로 염색된 세포핵 주변에 빨간색 자성-광학 복합기능 나노입자가 분포되어 세포 이미징이 가능한 것을 확인할 수 있다.
Claims (20)
- 자성 나노입자를 포함하는 유상과 양이온성 계면활성제를 포함하는 수상을 혼합하여 자성 나노입자 클러스터를 제조하는 단계;
상기 자성 나노입자 클러스터를 수용성 폴리머로 코팅하는 단계; 및
상기 수용성 폴리머로 코팅된 자성 나노입자 클러스터를 포함하는 클러스터 용액 및 양자점 나노입자를 포함하는 양자점 용액을 혼합하여 자성-광학 복합기능 나노입자를 제조하는 단계를 포함하며,
상기 클러스터 용액의 용매는 양자점 용액의 용매보다 높은 극성도(Polarity Index)를 가지는 것인 자성-광학 복합기능 나노입자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
자성 나노입자는 FeO, Fe2O3, Fe3O4, CoFe2O4, NiFe2O4, MnFe2O4, TiO2, ZrO2, CeO2, Al2O3 및 MgO로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 금속산화물 나노입자인 자성-광학 복합기능 나노입자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
유상의 용매는 클로로포름, 헥세인, 옥테인, 톨루엔 또는 이들의 혼합물인 자성-광학 복합기능 나노입자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
양이온 계면활성제는 DTAB(dodecyltrimethylammonium bromide), CTAB(cetyltrimethylammonium bromide) 및 TTAB(tetradecyltrimethylammonium bromide)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것인 자성-광학 복합기능 나노입자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
수상의 용매는 물, 알코올, 아세톤, 다이메틸 설폭사이드(DMSO), 아세트산 또는 이들의 혼합물인 자성-광학 복합기능 나노입자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
자성 나노입자 클러스터의 평균 입경은 50 내지 500 nm인 자성-광학 복합기능 나노입자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
수용성 폴리머는 폴리비닐피롤리돈 및 폴리아크릴산으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것인 자성-광학 복합기능 나노입자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
양자점 나노입자는 셀렌화 카드뮴-황화 카드뮴(CdSe-CdS), 셀렌화카드뮴(CdSe), 황화카드뮴(CdS), 산화아연(ZnO), 셀렌화아연(ZnSe), 황화아연(ZnS), 망간이 도핑된 황화아연(Mn-doped ZnS), 인화인듐(InP) 및 세슘리드할라이드(CsPbBr3, CsPbI3) 양자점으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것인 자성-광학 복합기능 나노입자의 제조 방법.
- 제 8 항에 있어서,
양자점 나노입자는 셀렌화 카드뮴-황화 카드뮴(CdSe-CdS)이며,
상기 셀렌화 카드뮴-황화 카드뮴은 셀렌화 카드뮴 양자점을 포함하는 용액에 카드뮴 이온 전구체, 황 이온 전구체 및 안정화제를 첨가하고 반응시켜 제조한 것인 자성-광학 복합기능 나노입자의 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서,
안정화제는 올레일아민(OAm), 올레산(OA), 다이벤질아민 및 옥타데실아민으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상인 자성-광학 복합기능 나노입자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
클러스터 용액의 용매는 에탄올, 메탄올, 아세톤, 다이메틸 설폭사이드, 또는 이들의 혼합물이고,
양자점 나노입자 용액의 용매는 클로로포름, 아이소프로판올 또는 이들의 혼합물인 자성-광학 복합기능 나노입자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
클러스터 용액의 용매 및 양자점 용액의 용매의 극성도 차이는 0.5 내지 2인 자성-광학 복합기능 나노입자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
자성-광학 복합기능 나노입자의 제조 단계에서, 양자점 나노입자는 자성 나노입자 클러스터의 내부로 침투하여, 자성-광학 복합기능 나노입자가 형성되는 것인 자성-광학 복합기능 나노입자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
제조된 자성-광학 복합기능 나노입자의 크기는 100 내지 800 nm인 자성-광학 복합기능 나노입자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
제조된 자성-광학 복합기능 나노입자를 생체적합성 고분자로 코팅하는 단계를 추가로 포함하는 것인 자성-광학 복합기능 나노입자의 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서,
생체적합성 고분자는 상기 생체적합성 고분자의 말단에 아민기(-NH2), 싸이올기(-SH), 카르복실기(-COOH) 및 하이드록실기(-OH)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 기능기를 포함하는 것인 자성-광학 복합기능 나노입자의 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서,
생체적합성 고분자는 폴리아크릴산(poly(acrylic acid); PAA), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol, PEG), 폴리젖산(polylactic acid, PLA) 및 폴리글리콜산(polyglycolic acid, PGA)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것인 자성-광학 복합기능 나노입자의 제조 방법.
- 제 1 항에 따른 제조 방법에 의해 제조되고,
양자점 나노입자를 포함하는 코어; 및
자성 나노입자 및 상기 양자점 나노입자를 포함하는 쉘을 포함하며,
상기 쉘에서 상기 양자점 나노입자의 함량은 쉘 전체 중량 대비 40% 이하인, 자성-광학 복합기능 나노입자.
- 제 18 항에 따른 자성-광학 복합기능 나노입자를 포함하는 영상진단용 조성물, 분석물 검출용 키트 또는 분자진단 칩.
- 제 18 항에 따른 자성-광학 복합기능 나노입자의 표면에 검출하고자 하는 분석물과 결합할 수 있는 생체분자를 기능화하는 단계;
상기 기능화된 자성-광학 복합기능 나노입자를 하나 이상의 분석물을 포함하는 시료에 노출시키는 단계; 및
광발광분광법을 이용하여 자성-광학 복합기능 나노입자에 결합된 분석물을 확인하는 단계를 포함하는 분석물을 영상화 또는 검출하는 방법.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US17/940,254 US20230079702A1 (en) | 2021-09-14 | 2022-09-08 | Multifunctional magnetic-optical nanoparticles |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20210122705 | 2021-09-14 | ||
KR1020210122705 | 2021-09-14 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230039483A true KR20230039483A (ko) | 2023-03-21 |
KR102660706B1 KR102660706B1 (ko) | 2024-04-26 |
Family
ID=85800981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210190186A KR102660706B1 (ko) | 2021-09-14 | 2021-12-28 | 자성-광학 복합기능 나노입자 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102660706B1 (ko) |
-
2021
- 2021-12-28 KR KR1020210190186A patent/KR102660706B1/ko active IP Right Grant
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
1. ACS Appl. Mater. Interfaces vol 10, pp 41935-41946 (2018) |
Nature Communications. 2014, Vol. 5, Article No. 5093 (2014.10.09.)* * |
RSC Adv. 2015, Vol. 5, pp. 32072-32077 (2015.03.30.)* * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102660706B1 (ko) | 2024-04-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Riegler et al. | Application of luminescent nanocrystals as labels for biological molecules | |
US9187691B2 (en) | Particles | |
Wu et al. | Quantum dot applications endowing novelty to analytical proteomics | |
US8092859B2 (en) | Synthesis of highly luminescent colloidal particles | |
US8168447B2 (en) | Multiple component nanoparticles for multiplexed signaling and optical encoding | |
Bagwe et al. | Bioconjugated luminescent nanoparticles for biological applications | |
US10203326B2 (en) | Method of detecting target substance | |
WO2007143076A2 (en) | Nanoparticles and coated nanoparticles | |
JP4107873B2 (ja) | 発光性微粒子 | |
US11473152B2 (en) | Metal nanoshell-coated barcodes | |
Lin et al. | Methods for labeling quantum dots to biomolecules | |
CN114989823B (zh) | 一种疏水量子点纳米材料、纳米探针及其制备方法和应用 | |
KR20210049695A (ko) | 자성-광학 복합구조 나노입자 | |
Zhang et al. | Improving colloidal properties of quantum dots with combined silica and polymer coatings for in vitro immuofluorenscence assay | |
KR102660706B1 (ko) | 자성-광학 복합기능 나노입자 | |
Yang et al. | Direct and indirect immunolabelling of HeLa cells with quantum dots | |
US20230079702A1 (en) | Multifunctional magnetic-optical nanoparticles | |
Bruchez Jr | Luminescent semiconductor nanocrystals: Intermittent behavior and use as fluorescent biological probes | |
US11366119B2 (en) | Encapsulated functionalized diamond crystal | |
Amano et al. | Potential usage for in vivo lectin screening in live animals utilizing cell surface mimetic glyco-nanoparticles, phosphorylcholine-coated quantum dots (PC-QDs) | |
CA2901429C (en) | Metal nanoshell-coated barcodes | |
Sathe et al. | Development of dual-function microbeads embedded with quantum dots and iron oxide nanocrystals for biomedical applications |
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 |