WO2014104713A1 - Gold-finished magnetic microsphere - Google Patents

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WO2014104713A1
WO2014104713A1 PCT/KR2013/012107 KR2013012107W WO2014104713A1 WO 2014104713 A1 WO2014104713 A1 WO 2014104713A1 KR 2013012107 W KR2013012107 W KR 2013012107W WO 2014104713 A1 WO2014104713 A1 WO 2014104713A1
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박세진
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주식회사 노마디엔
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Abstract

The present invention relates to a gold-finished magnetic microsphere comprising: a) a spherical support that serves as a core; b) a magnetic layer formed at the surface of the core; and c) a gold layer formed at the magnetic layer. The spherical support, the magnetic layer, and the gold layer form a definite layer structure.

Description

금 마감 자성 마이크로스피어Gold finish magnetic microspheres
본 발명은 금 마감 자성 마이크로스피어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 마이크로스피어는 일반적인 광학현미경으로 관측 조작할 수 있는 크기를 갖고, 매우 균일한 입자 분포를 갖고, 화학적인 안정성이 뛰어나고, 그 표면에 다양한 물질 인식 기능을 부여할 수 있을 뿐 아니라, 분광학 분석적인 특성이 우수하고, 비중이 낮아서 마이크로스피어를 기반으로 하는 다중분석을 포함한 다양하고 광범위한 체외진단(in vitro diagnosis)에 응용될 수 있는 금 마감 자성 마이크로스피어에 관한 것이다.The present invention relates to a gold-finish magnetic microsphere, and more particularly, the microsphere has a size that can be observed and manipulated by a general optical microscope, has a very uniform particle distribution, excellent chemical stability, In addition to providing a variety of material recognition capabilities, its excellent spectroscopic analytical properties and low specific gravity make it a gold finish that can be applied to a wide variety of in vitro diagnostics, including microsphere-based multiplexing. It relates to magnetic microspheres.
원자, 분자 수준의 화학물질과 핵산, 단백질 등의 생화학 물질 , 세포, 바이러스 등의 생물질에 이르는 다양한 물질의 분리, 농축, 검출에 자성 입자를 사용하는 예가 많이 알려져 있다. 특히 구형의 비드(bead), 즉 스피어(sphere) 형태의 자성 소자가 많이 사용되고 있다.Magnetic particles are widely used for the separation, concentration and detection of various substances ranging from atomic and molecular chemicals to biochemicals such as nucleic acids and proteins, and to biological materials such as cells and viruses. In particular, spherical beads, that is, magnetic elements in the form of spheres are used.
Mirkin 등의 특허(US 7,238,472 B2)에 따르면, 자성 코어(magnetic core)과 이를 감싸는 금 쉘(gold shell)로 구성된 코어/쉘(core/shell) 구조의 나노입자가 보고되어 있다. 여기서 코어/쉘(core/shell) 구조의 나노입자는 평균직경은 5 - 150 nm로 한정되어 있다. 여기서 코어/쉘 나노입자에 올리고 뉴클레이티드(oligo-nucleotide)를 결합시킨 후 이를 이용하여 핵산(nucleic acid)을 검출하는 방법을 제시하고 있다. 여기서 자성 코어는 금속 산화물(metal oxide), 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 철-백금(FePt), 철-금(FeAu)로 한정되어 있다.According to Mirkin et al. (US 7,238,472 B2), nanoparticles having a core / shell structure having a magnetic core and a gold shell surrounding the same have been reported. Here, the core / shell structured nanoparticles have an average diameter of 5 to 150 nm. Here, a method of detecting oligonucleotides by binding oligonucleotides to core / shell nanoparticles and using the same has been proposed. The magnetic core is limited to metal oxide, iron (Fe), nickel (Ni), cobalt (Co), iron-platinum (FePt), and iron-gold (FeAu).
Albrecht 등의 특허(US 2011/0256621 A1)도 유사한 코어/쉘 나노입자를 이용한 분자 분석법을 보고하고 있다. 여기서 코어 구성물질은 철, 코발트, 아연, 니켈 중에서 선택되고, 쉘은 금, 은, 팔라듐, 로듐, 몰리브데늄, 루데늄 중에서 선택되었다. 코어/쉘 나노입자의 직경은 1 - 100 nm으로 한정되어 있다. Albrecht et al. (US 2011/0256621 A1) also report molecular analysis using similar core / shell nanoparticles. Wherein the core material is selected from iron, cobalt, zinc, nickel and the shell is selected from gold, silver, palladium, rhodium, molybdenum, rudenium. The diameter of the core / shell nanoparticles is limited to 1-100 nm.
반면, Sucholeiki 등의 특허(US 5,834,121)에서는 폴리머로 싸여진 다수의 자성 나노입자들이 훨씬 큰 크기의 제2의 폴리머 비드의 메트릭스 속에 갇혀 있는 구조의 자성입자와 폴리머 복합체를 보고하고 있다. Modahl 등의 특허(US 2012/0141798 A1)도 폴리머 비드 내부에 자성 나노입자 형성시킨 후 폴리머 비드 표면을 또 다시 폴리머 코팅하여, 폴리머로 마감된 자성입자와 폴리머 복합체 비드를 보고하고 있다.On the other hand, Sucholeiki et al. (US Pat. No. 5,834,121) report that magnetic polymers and polymer composites have a structure in which a plurality of magnetic nanoparticles encapsulated in a polymer are trapped in a matrix of a much larger sized second polymer bead. Modahl et al. (US 2012/0141798 A1) also report the formation of magnetic nanoparticles inside the polymer beads and then polymer coating the polymer bead surface again, reporting the finished polymer particles and the polymer composite beads.
이와 같이 현재 보고된 자성 비드는 하나의 자성 코어가 하나의 금속 쉘로 둘러싸인 코어/쉘 구조 혹은 다수의 자성 나노입자들이 하나의 폴리머 비드 내부에 내포되어 있는 복합체 구조를 갖고 있다. 이러한 선행 기술들은 몇 가지 문제점들을 갖고 있다.As reported, magnetic beads presently have a core / shell structure in which one magnetic core is surrounded by one metal shell, or a complex structure in which a plurality of magnetic nanoparticles are contained in one polymer bead. These prior arts have several problems.
자성 비드로 물질을 검출하는 과정에서 검출 대상 물질의 양을 측정하기 위해서 가장 보편적으로 사용하는 방법은, 자성 비드 위에 분리 농축된 검출 대상 물질로 인하여 발생하는 형광 세기를 측정하는 것이다. 이를 위해서는 광학 현미경으로 자성 비드를 확인하고 적정 파장의 입사광을 자성 비드에 조사하면서 이때 나오는 현광을 측정하여 그 세기를 자성 비드의 면적으로 나누어 현광 세기의 밀도를 계산하는 방법을 흔히 사용한다. 이러한 과정을 수행하기 위해서는 자성 비드의 크기가 광학 현미경으로 관측 조작이 가능한 마이크로미터(μm) 단위의 크기를 갖는 것이 좋고, 그 크기가 일정하며 모양이 균일한 구형일수록 바람직하다. 따라서, 단분산 마이크로스피어 형태의 자성 비드가 요구된다.The most commonly used method for measuring the amount of a substance to be detected in the process of detecting a substance with magnetic beads is to measure the fluorescence intensity generated by the substance to be separated and concentrated on the magnetic beads. For this purpose, the magnetic beads are identified with an optical microscope, and the incident light of an appropriate wavelength is irradiated to the magnetic beads, and the resulting light is measured, and the intensity is divided by the area of the magnetic beads. In order to perform this process, it is preferable that the size of the magnetic beads has a size of a micrometer (μm) unit that can be observed and operated by an optical microscope. Thus, magnetic beads in the form of monodisperse microspheres are desired.
앞서 기술한 바와 같이, 코어/쉘 구조의 자성 비드는 직경이 작아서 광학현미경으로 관측하고 조작하기 어렵다. 이 구조의 자성 비드가 만약 마이크로미터 단위의 크기로 제작된다고 해도, 코어/쉘을 구성하는 물질이 모두 금속 혹은 금속 산화물인 이유로 매우 무거운 중량을 갖게 되어 사용상의 불편함이 있다. 이와 비교하여, 본 기술의 자성 마이크로비드는 마이크로미터 스케일의 크기를 갖고 있지만, 밀도가 낮은 폴리머가 부피의 대부분을 차지하기 때문에 중량을 줄일 수 있는 장점이 있다.As described above, the magnetic beads of the core / shell structure are small in diameter and are difficult to observe and manipulate with an optical microscope. Even if the magnetic beads of this structure are manufactured in a micrometer size, there is inconvenience in use because they have a very heavy weight because the materials constituting the core / shell are all metals or metal oxides. In comparison, the magnetic microbead of the present technology has a size of a micrometer scale, but the low-density polymer occupies most of the volume, thereby reducing the weight.
자성 비드 위에 분리 농축된 검출 대상 물질로 인하여 발생하는 형광 세기를 측정하는 분석 과정이 높은 민감도를 갖고 정밀하게 수행되기 위해서는, 검출 대상 물질이 존재하지 않는 자성 비드에서는 형광이 발생하지 않을 것이 요구된다. 즉, 자성 비드 자체에서 발생하는 바탕 형광(background fluorescence)이 최소화 되어야 한다.In order for an analytical process for measuring the fluorescence intensity generated by the substance to be separated and concentrated on the magnetic beads to be performed with high sensitivity and precision, it is required that the fluorescence does not occur in the magnetic beads in which the substance to be detected is not present. That is, background fluorescence generated in the magnetic beads itself should be minimized.
앞서 기술한 바와 같이, 복합체 구조의 자성 비드는 그 표면이 폴리머로 마감(coating)되어 있다. 이러한 유기 폴리머 물질은 대부분 자체 형광을 발생하는 경우가 많다. 또한 이러한 유기 폴리머 물질은 샘플과 접촉하는 경우, 분석 대상 물질이외의 물질과도 쉽게 결합을 이루는데, 이를 비특이적 결합(non-specific binding)이라 한다. 비특이적 결합에 의해 자성 비드 표면에 존재하는 물질들도 형광을 발생시킬 수 있어서, 바탕 형광을 증가시켜 분석 정확도를 감소시키는 원인이 된다. 이와 비교하여, 본 기술의 금 마감 자성 마이크로비드는 표면이 금으로 마감되어 있다. 금은 자체 형광이 존재하지 않는 물질이며, 비활성 금속으로서 반응성이 매우 적고 비특이적 흡착 또한 최소화시킬 수 있어서, 바탕 형광을 최소화시킬 수 있다.As described above, the magnetic beads of the composite structure have their surfaces coated with a polymer. Most of these organic polymer materials often generate their own fluorescence. In addition, when the organic polymer material is in contact with the sample, the organic polymer material easily binds to a material other than the analyte, which is called non-specific binding. Non-specific binding may also cause fluorescence of substances present on the surface of the magnetic beads, causing background fluorescence to increase, thereby reducing the accuracy of analysis. In comparison, the gold finish magnetic microbeads of this technology have a gold finish on the surface. Gold is a material that does not have its own fluorescence, and is very inactive as an inert metal and can minimize nonspecific adsorption, thereby minimizing background fluorescence.
폴리머 외부막과 비교할 때, 금 외부막은 또 다른 장점을 갖고 있다. 일반적으로, 분석 대상 물질에 대한 선택성을 높이기 위해 자성 비드 표면을 화학적으로 개질(chemical modification)해야 할 경우가 많다.Compared with the polymer outer membrane, the gold outer membrane has another advantage. In general, it is often necessary to chemically modify the magnetic bead surface to increase selectivity for the analyte.
금은 물이나 알코올에 녹은 싸이올(thiol) 분자와 매우 강한 결합을 쉽게 이루는 특성이 있다. 매우 다양한 종류의 싸이올 분자들이 이미 합성되어 판매되고 있기 때문에, 이러한 싸이올 분자를 구하여 물이나 알코올에 녹인 후 금 마감 자성 마이크로스피어를 투입한 후 잠시 후 자석으로 수거하여 세척하는 간단한 과정으로 원하는 물질로 표면을 개질할 수 있다. 반면, 폴리머 표면에는 싸이올 분자의 결합이 발생하지 않는다.Gold has a very strong bond with thiol molecules dissolved in water or alcohol. Since a wide variety of thiol molecules have already been synthesized and sold, these thiol molecules can be obtained and dissolved in water or alcohol, infused with a gold-finish magnetic microsphere, and then collected and washed with magnets. The surface can be modified with On the other hand, no binding of thiol molecules occurs on the polymer surface.
Miltenyi Biotec 사에서 발명한 MACS(magnetic-activated cell sorting)와 같은 예에서 찾아볼 수 있듯이, 자성 비드는 다중분석(multiplex analysis)에 응용되어, 유체 내에서 혼합, 운송, 분리되는 경우가 매우 흔하다. 이러한 응용을 위해서는 자성 비드는 그 비중이 물의 비중 1 g/cm3보다는 커야 하지만 지나치게 커서는 안 된다. 금속 혹은 금속 산화물인 자성체만으로 이루어진 자성입자는 필연적으로 비중이 클 수 밖에 없다. 이와 비교하여, 본 기술의 자성 마이크로 비드는 밀도가 낮은 폴리머로 내부에 구형 코어를 형성하여 중량을 줄일 수 있는 장점이 있다.As can be seen in an example such as the magnetic-activated cell sorting (MACS) invented by Miltenyi Biotec, magnetic beads are often used in multiplex analysis to mix, transport and separate in a fluid. For these applications, the magnetic beads should have a specific gravity greater than the water specific gravity of 1 g / cm 3 but should not be too large. Magnetic particles composed of only magnetic materials that are metals or metal oxides inevitably have a large specific gravity. In comparison, the magnetic microbeads of the present technology have an advantage of reducing weight by forming a spherical core therein with a polymer having a low density.
이러한 뚜렷한 장점들에도 불구하고, 금으로 마감된 마이크로미터 스케일의 자성 비드는 거의 보고되어 있지 않고, 더구나 그 내부 대부분이 저밀도 물질의 구형 구조체로 이루어져 전체 밀도를 낮출 수 있는 형태인 금 마감 자성 비드는 드물다. 또한, 금으로 마감된 마이크로미터 스케일의 자성 비드가 단분산의 입자크기를 보유한 경우도 드물다.Despite these distinct advantages, rarely reported micrometer-scale magnetic beads with gold have been reported, and moreover, gold-finish magnetic beads, most of which consist of spherical structures of low-density material, can reduce the overall density. rare. In addition, microbe-adjusted magnetic beads with gold finishes rarely have monodisperse particle sizes.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 특성을 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 마이크로스피어는 일반적인 광학현미경으로 관측 조작할 수 있는 크기를 갖고, 매우 균일한 입자 분포를 갖고, 그 표면에 다양한 물질 인식 기능을 부여할 수 있을 뿐 아니라, 화학적인 안정성이 뛰어나고, 분광학 분석적인 특성이 우수하고, 비중이 낮아서 마이크로스피어를 기반으로 하는 다중분석을 포함한 다양하고 광범위한 체외진단(in vitro diagnosis)에 응용될 수 있는 금 마감 마이크로스피어를 제공하고자 하는 것이다.An object of the present invention has been proposed to improve the conventional properties as described above, the microsphere has a size that can be observed and manipulated by a general optical microscope, has a very uniform particle distribution, and recognizes a variety of materials on the surface In addition to being functional, it has excellent chemical stability, excellent spectroscopic and analytical properties, and low specific gravity, which can be applied to a wide variety of in vitro diagnosis including microsphere-based multiplexing. To offer a gold finish microsphere.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진다.The present invention has the following configuration to achieve the above object.
본 발명에 따르면, a) 코어로서의 구형지지체; b) 상기 코어의 표면에 형성된 자성물질막; 및 c) 상기 자성물질막에 형성된 금막;을 포함하여 구성되며, 상기 구형지지체와 자성물질막과 금막은 명확한 층상 구조를 형성한다.According to the invention, a) a spherical support as a core; b) a magnetic material film formed on the surface of the core; And c) a gold film formed on the magnetic material film, wherein the spherical support, the magnetic material film, and the gold film form a clear layered structure.
그리고 상기 구형지지체는 직경이 1~100㎛ 사이의 구형이다.And the spherical support is a spherical diameter of 1 ~ 100㎛.
또한 상기 구형지지체는 폴리머로 구성되며, 상기 구형지지체는 폴리메타크릴산 메틸(poly(methyl methacrylate), PMMA) 또는 그 공중합체 중 선택된 어느 하나로 구성되거나 상기 구형지지체는 폴리스티렌(polystyrene) 또는 그 공중합체 중 선택된 어느 하나로 구성된다.In addition, the spherical support is composed of a polymer, the spherical support is made of poly (methyl methacrylate) (PMMA) or a copolymer thereof, or the spherical support is polystyrene or a copolymer thereof. It is composed of any one selected.
그리고 상기 자성물질막은 상자성(paramagnetic) 금속 혹은 금속 산화물 중 선택된 어느 하나에 의해 구성된다.The magnetic material film is made of any one selected from a paramagnetic metal or a metal oxide.
또한 상기 자성물질막은 산화철이다.In addition, the magnetic material film is iron oxide.
그리고 상기 자성물질막은 니켈이며, 상기 자성물질막은 20 ~ 2000 ㎚의 막 두께로 이루어진다.And the magnetic material film is nickel, the magnetic material film is made of a film thickness of 20 ~ 2000 nm.
또한 상기 금막은 2 ~ 100㎚의 막 두께로 이루어진다.Further, the gold film has a film thickness of 2 to 100 nm.
그리고 상기 자성물질막은 구형지지체 직경 대비 0.02 ~ 0.2 비율로 막이 형성되는 것이 바람직하다.The magnetic material film is preferably formed in a ratio of 0.02 to 0.2 relative to the diameter of the spherical support.
또한 금마감 마이크로스피어는 비중이 1 g/cm3 보다 크고 3 g/cm3 보다 작은 것이 바람직하다.It is also preferred that the gold-finish microspheres have a specific gravity greater than 1 g / cm 3 and less than 3 g / cm 3 .
본 발명에 따른, 제안된 마이크로스피어는 일반적인 광학현미경으로 관측 조작할 수 있는 크기를 갖고, 매우 균일한 입자 분포를 갖고, 그 표면에 다양한 물질 인식 기능을 부여할 수 있을 뿐 아니라, 화학적인 안정성이 뛰어나고, 분광학 분석적인 특성이 우수하고, 비중이 낮아서 마이크로스피어를 기반으로 하는 다중분석을 포함한 다양한 광범위한 체외진단(in vitro diagnosis)에 응용될 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the proposed microsphere has a size that can be observed and manipulated by a general optical microscope, has a very uniform particle distribution, can impart various material recognition functions to its surface, and also has chemical stability. Its excellent, high spectroscopic analytical properties and low specific gravity make it effective for a wide range of in vitro diagnostics, including microsphere-based multiplexing.
또한 본 발명에 따르면 금 마감 자성 마이크로스피어와 물질 인식 금 마감 자성 마이크로스피어는 강한 자성을 보유하여, 용액에 분산된 후 외부 자기력으로 다시 수집하여 분리할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, the gold finish magnetic microspheres and the material recognition gold finish magnetic microspheres have a strong magnetic property, and have the effect of being separated and collected again by an external magnetic force after being dispersed in a solution.
도 1은 본 발명의 금 마감 자성 마이크로스피어에 따른 개략도.1 is a schematic view of a gold finish magnetic microsphere of the present invention.
도 2a 및 도2b는 본 발명에 따른 자성 마이크로스피어의 전자현미경 이미지를 나타내는 사진.2A and 2B are photographs showing electron microscope images of the magnetic microspheres according to the present invention.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 금 마감 자성 마이크로스피어의 전자현미경 이미지를 나타내는 사진. 3a to 3c are photographs showing the electron microscope image of the gold-finish magnetic microspheres according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 금 마감 자성 마이크로스피어의 자성 특성을 나타내는 그래프.4 is a graph showing the magnetic properties of the gold finish magnetic microspheres according to the present invention.
도 5a는 본 발명에 따른 금 마감 자성 마이크로스피어 단면의 전자현미경 이미지와 원소 분석 이미지를 나타내는 사진.5A is a photograph showing an electron microscope image and an elemental analysis image of a cross section of a gold finish magnetic microsphere according to the present invention.
도 5b는 본 발명에 따른 금 마감 자성 마이크로스피어 단면의 원소 분석 이미지 중 자성물질막 부분만을 나타내는 사진.5b is a photograph showing only a magnetic material portion of the elemental analysis image of the gold finish magnetic microsphere cross section according to the present invention.
5c는 본 발명에 따른 금 마감 자성 마이크로스피어 단면의 원소 분석 이미지 중 금 막 부분만을 나타내는 사진. 5c is a photograph showing only a gold film portion of the elemental analysis image of the gold finish magnetic microsphere cross section according to the present invention.
도 6a는 본 발명에 따른 금 마감 자성 마이크로스피어의 광학 현미경 사진.6A is an optical micrograph of a gold finished magnetic microsphere in accordance with the present invention.
도 6b는 본 발명에 따른 금 마감 자성 마이크로스피어의 현광 현미경 사진.6b is a light micrograph of a gold-finish magnetic microsphere in accordance with the present invention.
상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하여 보다 분명해질 것이다.The objects, features, and advantages of the present invention described above will become more apparent through the following embodiments in conjunction with the accompanying drawings.
이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.The following specific structures or functional descriptions are only illustrated for the purpose of describing embodiments according to the inventive concept, and the embodiments according to the inventive concept may be embodied in various forms and may be described in detail herein. It should not be construed as limited to the examples.
본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Embodiments in accordance with the concepts of the present invention can be variously modified and have a variety of forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail herein. However, this is not intended to limit the embodiments in accordance with the concept of the present invention to a particular disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다. Terms such as first and / or second may be used to describe various components, but the components are not limited to the terms. The terms are only for the purpose of distinguishing one component from other components, for example, without departing from the scope of the rights according to the inventive concept, the first component may be called a second component, and For example, the second component may also be referred to as a first component.
어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 또는 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "∼사이에"와 "바로 ∼사이에" 또는 "∼에 인접하는"과 "∼에 직접 인접하는" 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in the middle. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that no other component exists in the middle. Other expressions for describing the relationship between components, such as "between" and "immediately between" or "adjacent to" and "directly adjacent to", should be interpreted as well.
본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. The terms "comprise" or "having" herein are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof that is practiced, and that one or more other features or numbers, It is to be understood that it does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of steps, actions, components, parts or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and are not construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined herein. Do not.
본 발명의 금 마감 마이크로스피어는 아래와 같은 과정을 거쳐 형성하게 된다.Gold finish microsphere of the present invention is formed through the following process.
<구형지지체 형성 과정><Spherical support formation process>
폴리머 마이크로스피어의 제조법은 이미 널리 알려져 있는 방법에 따라 제조할 수 있으며, 산업 재료로써 상업적으로 구매할 수 있다. 본 실시 예에서는 직경 1~00 ㎛ 사이, 상대표준편차 10%이하의 폴리머 비드를 구매하여 사용하였다. The preparation of polymeric microspheres can be made according to well-known methods and commercially available as industrial materials. In this example, polymer beads having a diameter of 1 to 00 µm and a relative standard deviation of 10% or less were purchased and used.
<니켈을 이용한 자성물질막 제작 과정><Production process of magnetic material film using nickel>
(a) 코어로서의 단분산 구형 지지체의 표면을 개질하는 과정: 구형 지지체의 표면에 리간드(ligand) 역할을 할 수 있는 작용기를 생성시킨다. 리간드는 금속 이온과 강하게 결합하여 안정한 자성 물질 막을 코팅하는데 결정적인 역할을 한다. 구형 지지체 표면에 리간드를 생성시키는 방법은 리간드를 포함하는 PEI, PEG 등의 폴리머를 흡착시키는 방법을 쓸 수도 있으나, 이 경우 흡착력이 충분히 강하지 않아 안정한 막을 기대하기 힘들기에 이 방법은 배제한다. 대신 리간드를 포함하는 분자를 강한 공유결합으로 지지체 표면에 결합시키는 방식을 이용한다. 대표적인 방식은 PMMA 표면에 아민(amine) 작용기를 결합하는 방법이 있다.(a) Modification of the surface of the monodisperse spherical support as a core: A functional group capable of acting as a ligand is generated on the surface of the spherical support. Ligands bind strongly to metal ions and play a critical role in coating a stable magnetic film. As a method of generating a ligand on the surface of the spherical support, a method of adsorbing a polymer such as PEI or PEG containing a ligand may be used, but in this case, since the adsorption force is not strong enough, it is difficult to expect a stable membrane. Instead, a ligand-containing molecule is bound to the support surface with strong covalent bonds. An exemplary method is to bind amine functional groups to the surface of PMMA.
본 실시 예에서는 폴리메타클릴산 메틸(poly(methylmethacrylate, PMMA)) 표면을 아민 작용기로 개질하기로 한다. 적정 농도의 붕소산(붕산) (boric acid)와 에틸렌디아민(ethylene diamine) 용액에 직경 15 μm의 단분산 PMMA를 넣은 후 6 시간 동안 80 ℃로 중탕한 후 회수하여 증류수로 여러 번 세척한다.In the present embodiment, the surface of poly (methylmethacrylate (PMMA)) is modified with an amine functional group. Into a solution of boric acid (boric acid) and ethylene diamine at an appropriate concentration, a monodisperse PMMA having a diameter of 15 μm was added thereto, followed by agitation at 80 ° C. for 6 hours, and then washed several times with distilled water.
(b) 개질된 단순산 구형 지지체의 표면에 자성 물질 막을 코팅하는 과정: 본 실시 예에서는 리간드에 주석 이온(Sn2+)을 결합시키고 이것으로 팔라듐 이온(Pd2+)을 팔라듐 원자(Pd)으로 환원시켜 팔라듐이 코팅된 표면을 만들고, 팔라듐 표면에서 발생하는 무전해 도금 반응을 이용하여 자성 니켈 막을 제작하였다.(b) coating a magnetic material film on the surface of the modified simple acid spherical support: in the present embodiment, tin ions (Sn 2+ ) are bound to the ligands, and palladium ions (Pd 2+ ) are bound to the It was reduced to the palladium-coated surface to produce a magnetic nickel film by using an electroless plating reaction occurring on the surface of the palladium.
본 실시 예에서의 구체적인 과정은 다음과 같다.The specific process in this embodiment is as follows.
1(a)에서 얻어진 아민으로 개질된 단분산 PMMA을 염화주석(SnCl2) 용액에 넣고 1시간동안 교반하여 주석 이온을 결합시키고 거른 후 증류수로 여분의 염화주석을 세척한다. 이것을 10% 염산 용액에 염화팔라듐(PdCl2)을 용해시킨 용액에 분산시켜 60 ℃에서 30분간 반응시켜 팔라듐 막을 제작한다. The monodisperse PMMA modified with the amine obtained in 1 (a) was added to a tin chloride (SnCl 2 ) solution, stirred for 1 hour to bind tin ions, filtered, and the excess tin chloride was washed with distilled water. This was dispersed in a solution in which palladium chloride (PdCl 2 ) was dissolved in a 10% hydrochloric acid solution and reacted at 60 ° C. for 30 minutes to prepare a palladium membrane.
팔라듐 막이 형성된 구형 지지체에 니켈 도금을 수행함에 있어서, 고자성의 니켈 막이 형성되는 조건에서 하도록 각별히 주의를 기울인다. 본 실시예에서는 다음과 같은 도금조에서 니켈 도금을 수행함으로써 고자성 마이크로스피어를 얻을 수 있었다. 물론 고자성 니켈 도금 조건에 대한 보고는 이미 존재한다. 하지만, 이런 도금 조건을 이용하여 코어 지지체, 니켈 자성 막, 그리고 그 위에 금 막의 층상 구조를 형성하여 금으로 마감된 자성 마이크로스피어를 제작한 보고는 현재까지 존재하지 않는다. 도 5는 본 실시예에 의해 제작된 자성 니켈 마이크로스피어의 자성 특성을 나타내는 측정 데이터이다. 본 실시예에 의한 고자성 니켈 막 무전해 도금 방법은 다음과 같다.In carrying out the nickel plating on the spherical support on which the palladium film is formed, special attention is paid to the conditions under which the high magnetic nickel film is formed. In this embodiment, a high magnetic microsphere was obtained by performing nickel plating in the following plating bath. Of course, reports of high magnetic nickel plating conditions already exist. However, there have been no reports on the magnetic support of gold-finished magnetic microspheres by forming a layered structure of a core support, a nickel magnetic film, and a gold film thereon using these plating conditions. 5 is measurement data showing the magnetic properties of the magnetic nickel microspheres produced according to the present embodiment. The highly magnetic nickel film electroless plating method according to the present embodiment is as follows.
폴리비닐피포리돈과 브롬화 도데실트리메틸암모늄을 물 1000 ml 에 녹여 분산용액을 준비한 후 상기 팔라듐이 코팅된 PMMA 마이크로스피어를 넣고 용액의 농도를 pH 10으로 보정하고, 60 ℃로 가열하며 교반한다. 여기에 황산니켈(Ⅱ)과 글리신 그리고 차인산나트륨을 투입하여 무전해 도금을 실시한다. 도금 완료 후, 여과 후 증류수로 여러번 세척하여 자성 니켈 막이 형성된 마이크로스피어를 수거한 후 진공 오븐에서 건조한다. 이렇게 얻어진 자성 마이크로스피어의 주사형 전자현미경 (SEM) 이미지는 도2a와 같다.After dissolving polyvinylpiperidone and dodecyltrimethylammonium bromide in 1000 ml of water to prepare a dispersion solution, the palladium-coated PMMA microspheres are added thereto, the concentration of the solution is corrected to pH 10, heated to 60 ° C, and stirred. Nickel sulfate (II), glycine, and sodium hypophosphate are added thereto to conduct electroless plating. After the plating is completed, the filtration and washing with distilled water several times to collect the microspheres with a magnetic nickel film is collected and dried in a vacuum oven. The scanning electron microscope (SEM) image of the magnetic microspheres thus obtained is shown in FIG. 2A.
<산화철을 이용한 자성물질막 제작 과정> <Production process of magnetic material film using iron oxide>
증류수에 11.75 g FeCl3와 4.3 g FeCl2를 녹여 85 ℃ 로 가열한 후 질소를 불어 넣어 공기를 제거한다. 여기에 NH4OH를 넣고 85 ℃를 유지하며 rpm 600으로 교반한다. 검은 입자가 형성되면 1.5 ml oleic acid를 여러 번에 걸쳐서 넣는 후 10분간 교반과 가열을 진행한 후 멈춘다. 온도가 실온으로 내려가면 증류수로 세척하여 건조하여 산화철 나노입자를 수거한다. 산화철 나노입자를 싸이클로헥산에 분산시킨 용액을 준비한 후 단분산 폴리머 마이크로스피어와 섞어서 폴리머 마이크로스피어 표면에 산화철 나노입자를 흡착시킨다. 이 과정을 반복하여 충분한 양의 산화철 피막이 폴리머 마이크로스피어 표면에 형성되면, 깨끗한 싸이클로헥산으로 여러 번 세척하고 에탄올, 증류수로 순차적으로 세척한 후 진공 오븐에서 건조한다. 이렇게 얻어진 직경 1.3 ㎛인 자성 마이크로스피어의 주사형 전자현미경 (SEM) 이미지는 도2b와 같다.11.75 g FeCl 3 and 4.3 g FeCl 2 are dissolved in distilled water, heated to 85 ° C., and nitrogen is blown to remove air. NH 4 OH was added thereto and the mixture was stirred at rpm 600 while maintaining 85 ° C. When black particles are formed, 1.5 ml oleic acid is added several times, followed by stirring and heating for 10 minutes to stop. When the temperature is lowered to room temperature, it is washed with distilled water and dried to collect iron oxide nanoparticles. After preparing a solution in which the iron oxide nanoparticles are dispersed in cyclohexane, the solution is mixed with monodisperse polymer microspheres to adsorb the iron oxide nanoparticles on the surface of the polymer microspheres. When this process is repeated and a sufficient amount of iron oxide film is formed on the surface of the polymer microsphere, it is washed several times with clean cyclohexane, sequentially washed with ethanol and distilled water, and then dried in a vacuum oven. The scanning electron microscope (SEM) image of the magnetic microspheres having a diameter of 1.3 μm thus obtained is shown in FIG. 2B.
<금막 제작 과정1><Metal film production process 1>
증류수 50 ml에 EDTA-Na 5.6 g, KH2PO4 0.3 g을 넣고 교반한다. 여기에 1 m Na3Au(SO3)2 용액 적당량과 2.5% catechol 용액을 첨가한 후 자성 마이크로스피어 0.1 g을 넣고 10분간 반응하며 금 막을 형성한 후 수거하여 증류수로 여러 번 세척한 후 진공 오븐에서 건조한다. 이렇게 얻어진 직경 15 ㎛인 자성 마이크로스피어의 주사형 전자현미경 (SEM) 이미지는 도3a와 같다.In 50 ml of distilled water, 5.6 g of EDTA-Na and 0.3 g of KH 2 PO 4 were added and stirred. Add 1 m Na 3 Au (SO 3 ) 2 solution and 2.5% catechol solution, add 0.1 g of magnetic microspheres, react for 10 minutes, form a gold film, collect and wash several times with distilled water. To dry. A scanning electron microscope (SEM) image of the magnetic microspheres having a diameter of 15 μm thus obtained is shown in FIG. 3A.
<금막 제작 과정2> <Gold Film Production Process 2>
자성 마이크로스피어 0.1 g을 증류수 1 L에 교반시킨 후, 10% HAuCl4를 넣고 400 mM NH2OH를 넣어 20 분간 교반시킨다 (rpm 200). 반응을 끝내고 증류수로 세척한 후 진공 오븐에서 건조한다. 이렇게 얻어진 직경 5 ㎛, 15 ㎛인 자성 마이크로스피어의 주사형 전자현미경 (SEM) 이미지들은 각각 도3b 및 도3c와 같다.After stirring 0.1 g of magnetic microspheres in 1 L of distilled water, 10% HAuCl 4 was added thereto, 400 mM NH 2 OH was added thereto, and the mixture was stirred for 20 minutes (rpm 200). After the reaction, the mixture was washed with distilled water and dried in a vacuum oven. The scanning electron microscope (SEM) images of the magnetic microspheres having the diameters of 5 μm and 15 μm are as shown in FIGS. 3B and 3C, respectively.
<자성 특성 측정><Magnetic property measurement>
금 마감 자성 마이크로스피어가 제조된 후, 스퀴드 자력측정기(SQUID magnetometer)를 사용하여 그 자성 특성을 측정하였다. 도4는 본 실시예에 의해 제작된 금 마감 자성 마이크로스피어의 자성 특성을 나타내는 측정 데이터이다.After the gold finish magnetic microspheres were prepared, their magnetic properties were measured using a SQUID magnetometer. 4 is measurement data showing the magnetic properties of the gold-finish magnetic microsphere produced by the present embodiment.
그래프의 x-축은 가해준 자기장 (applied magnetic field, 단위: Oe), y-축은 자화(magnetization, 단위: emu/g)를 나타내며, 측정된 데이터는 금 마감 자성 마이크로스피어가 포화자화(saturated magnetization) 15 emu/g 이상의 상자성(paramagnetism)을 띠고 있음을 보여준다.The x-axis of the graph represents the applied magnetic field (Oe) and the y-axis represents the magnetization (unit: emu / g), and the measured data shows that the gold finish magnetic microsphere is saturated magnetization. It shows paramagnetism above 15 emu / g.
<비중 측정><Weight measurement>
일정 부피의 증류수에 일정 무게의 금 마감 자성 마이크로스피어를 섞은 후 부피 변화를 측정하여, 금 마감 자성 마이크로스피어의 무게를 부피 변화량으로 나누어 비중을 측정하였다. 금 마감 자성 마이크로스피어의 비중은 자성막과 금막의 두께에 따라 조절이 가능하며, 1 ~ 3 g/cm3 범위를 유지하였다.After mixing a certain amount of gold-finish magnetic microspheres with a predetermined volume of distilled water, the volume change was measured, and the specific gravity was measured by dividing the weight of the gold-finish magnetic microspheres by the volume change amount. The specific gravity of the gold finish magnetic microsphere can be adjusted according to the thickness of the magnetic film and the gold film, and was maintained in the range of 1 to 3 g / cm 3 .
상기와 같은 제작 과정을 통해 제작된 본 발명의 금 마감 마이크로스피어는 아래의 구성으로 이루어진다.Gold finish microsphere of the present invention produced through the manufacturing process as described above is made of the following configuration.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따르면, a) 코어로서의 구형지지체; b) 상기 코어의 표면에 형성된 자성물질막; 및 c) 상기 자성물질막에 형성된 금막;을 포함하여 구성되며, 상기 구형지지체와 자성물질막과 금막은 명확한 층상 구조를 형성한다.According to the invention as shown in Figure 1, a) a spherical support as a core; b) a magnetic material film formed on the surface of the core; And c) a gold film formed on the magnetic material film, wherein the spherical support, the magnetic material film, and the gold film form a clear layered structure.
그리고 상기 구형지지체는 직경이 1~100㎛ 사이의 구형이다.And the spherical support is a spherical diameter of 1 ~ 100㎛.
또한 상기 구형지지체는 폴리머로 구성되며, 상기 구형지지체는 폴리메타크릴산 메틸(poly(methyl methacrylate), PMMA) 또는 그 공중합체 중 선택된 어느 하나로 구성되거나 상기 구형지지체는 폴리스티렌(polystyrene) 또는 그 공중합체 중 선택된 어느 하나로 구성된다.In addition, the spherical support is composed of a polymer, the spherical support is made of poly (methyl methacrylate) (PMMA) or a copolymer thereof, or the spherical support is polystyrene or a copolymer thereof. It is composed of any one selected.
그리고 상기 자성물질막은 상자성(paramagnetic) 금속 혹은 금속 산화물 중 선택된 어느 하나에 의해 구성된다.The magnetic material film is made of any one selected from a paramagnetic metal or a metal oxide.
또한 상기 자성물질막은 산화철이다.In addition, the magnetic material film is iron oxide.
그리고 상기 자성물질막은 니켈이며, 상기 자성물질막은 20 ~ 2000 ㎚의 막 두께로 이루어진다.And the magnetic material film is nickel, the magnetic material film is made of a film thickness of 20 ~ 2000 nm.
또한 상기 금막은 2 ~ 100㎚의 막 두께로 이루어진다.Further, the gold film has a film thickness of 2 to 100 nm.
그리고 상기 자성물질막은 구형지지체 직경 대비 0.02 ~ 0.2 비율로 막이 형성되는 것이 바람직하다.The magnetic material film is preferably formed in a ratio of 0.02 to 0.2 relative to the diameter of the spherical support.
또한 금마감 마이크로스피어는 비중이 1 g/cm3 보다 크고 3 g/cm3 보다 작은 것이 바람직하다.It is also preferred that the gold-finish microspheres have a specific gravity greater than 1 g / cm 3 and less than 3 g / cm 3 .
본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 자성물질막은 니켈이다.According to another preferred embodiment of the present invention, the magnetic material film is nickel.
상기 자성물질막은 20 ~ 2000 ㎚의 막 두께로 이루어진다.The magnetic material film has a film thickness of 20 to 2000 nm.
이하, 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하면 아래와 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
자성물질막의 두께가 증가함에 따라 자성 마이크로스피어의 자성 세기가 증가한다. 자성 마이크로스피어의 자성이 충분하기 위해서는 일정 두께 이상의 자성물질막이 형성되어야 한다. 직경 1 ㎛ 구형지지체의 경우 20 nm 이상의 두께가 필요하다. 구형지지체의 직경이 증가함에 따라 더 두꺼운 자성물질막이 필요하다. 하지만 무조건 자성물질막의 두께를 늘리면 금 마감 자성 마이크로스피어의 비중이 지나치게 증가하기에, 직경 100 ㎛ 구형지지체의 경우 최대 2000 nm로 정한다.As the thickness of the magnetic material film increases, the magnetic strength of the magnetic microspheres increases. In order for the magnetic properties of the magnetic microspheres to be sufficient, a magnetic material film of a predetermined thickness or more should be formed. For spherical supports having a diameter of 1 μm, a thickness of 20 nm or more is required. As the diameter of the spherical support increases, a thicker magnetic film is needed. However, if the thickness of the magnetic material film is unconditionally increased, the specific gravity of the gold-finish magnetic microspheres is excessively increased, so the maximum diameter of the 100 μm spherical support is set to 2000 nm.
상기 금막은 2 ~ 100 ㎚의 막 두께로 이루어진다. 바탕 형광을 없애고 비특이적 결합을 막기 위해, 금 막이 자성 마이크로스피어의 외부를 완벽히 덮어서 내부의 구형지지체 코어와 자성 물질막이 외부에 노출되지 않아야 한다. 그러기 위해서는 금 막의 두께는 최소 2 nm 이상은 되어야 한다. 금 막은 두꺼울수록 외부막으로서 역할을 확실히 할 수 있으나, 필요 이상 두꺼울 경우 금 마감 자성 마이크로스피어의 비중이 커지고 제조 비용이 늘어나는 문제가 생긴다. 금 막의 두께는 최대 100 nm이면 충분하다.The gold film has a film thickness of 2 to 100 nm. To eliminate background fluorescence and prevent nonspecific binding, the gold film should completely cover the outside of the magnetic microspheres so that the inner spherical support core and the magnetic material film are not exposed to the outside. To do this, the gold film must be at least 2 nm thick. The thicker the gold film, the more it can act as an outer film. However, if the thickness is thicker than necessary, there is a problem in that the weight of the magnetic gold magnetic finish is increased and the manufacturing cost is increased. A gold film thickness of up to 100 nm is sufficient.
또한 상기 자성물질막의 두께는 구형지지체 직경 대비 0.02 ~ 0.2 비율로 막이 형성된다. 구형지지체의 중량에 비례하여 충분한 자성을 유지하기 위하여 최소 0.02의 비율은 유지하되, 자성 마이크로스피어 전체 비중이 지나치게 커지지 않도록 0.2는 넘지 않도록 한다. 이 비율을 유지함으로써 금 마감 자성 마이크로스피어는 충분한 자성을 가지면서 동시에 낮은 비중을 유지할 수 있다.In addition, the thickness of the magnetic material film is formed in a ratio of 0.02 ~ 0.2 relative to the diameter of the spherical support. In order to maintain sufficient magnetism in proportion to the weight of the spherical support, a ratio of at least 0.02 is maintained, but not more than 0.2 so that the total specific gravity of the magnetic microspheres is not too large. Maintaining this ratio allows the gold finish magnetic microspheres to be sufficiently magnetic and at the same time low in weight.
또한 상기 금 마감 자성 마이크로스피어는 비중이 1 g/cm3 보다 크고 3 g/cm3 보다 작은 값은 갖는다. 비중이 금속 또는 금속산화물에 비해 훨씬 작기 때문에, MACS 등의 다중분석에서 유체에 섞여 이동, 선별, 수집되는 과정을 효과적으로 수행할 수 있다.The gold finish magnetic microspheres also have specific gravity values greater than 1 g / cm 3 and less than 3 g / cm 3 . Since the specific gravity is much smaller than that of metals or metal oxides, the process of mixing, moving, screening and collecting mixed fluids can be effectively performed in multiplex analysis such as MACS.
또한 본 발명에 따른 금 마감 자성 마이크로스피어의 최외각 금 막에 싸이올 작용기가 있는 분자를 붙인 물질 인식 금 마감 자성 마이크로스피어는 싸이올 작용기가 있는 분자의 종류에 따라 용액 속에서의 분산성과 용액 속의 특정 물질에 대한 친화도가 조절된다. 본 발명에 따른 물질 인식 금 마감 자성 마이크로스피어는 a) 코어로서의 구형지지체와, b) 상기 코어의 표면에 형성된 자성물질 막과, c) 상기 자성물질 막에 형성된 금 막과, d) 금 막의 표면에 흡착된 싸이올 분자 막을 포함하여 이루어지고, 상기 구형지지체와 자성물질 막과 금 막은 명확한 층상 구조를 형성하며, 싸이올 분자막은 자기조립단층막(self-assembled monolayer)으로 구성시킬 수도 있다.In addition, the material-recognized gold-finish magnetic microspheres with a thiol functional group attached to the outermost gold membrane of the gold-finish magnetic microspheres according to the present invention are dispersible in solution according to the type of the molecule having a thiol functional group, Affinity to certain substances is controlled. The material recognizing gold-finish magnetic microsphere according to the present invention comprises a) a spherical support as a core, b) a magnetic film formed on the surface of the core, c) a gold film formed on the magnetic material film, and d) a surface of the gold film. It comprises a thiol molecular film adsorbed on, the spherical support, the magnetic material film and the gold film forms a clear layered structure, the thiol molecular film may be composed of a self-assembled monolayer (self-assembled monolayer).
바람직하게는, 상기 금 마감 자성 마이크로스피어와 물질 인식 금 마감 자성 마이크로스피어가 단분산 구형지지체를 코어로 사용한다.Preferably, the gold finish magnetic microspheres and the material recognition gold finish magnetic microspheres use a monodisperse spherical support as a core.
상기 금 마감 자성 마이크로스피어와 물질 인식 금 마감 자성 마이크로스피어는 강한 자성을 보유하여, 용액에 분산된 후 외부 자기력으로 다시 수집하여 분리할 수 있다.The gold-finish magnetic microspheres and the material recognition gold-finish magnetic microspheres possess strong magnetic properties, and can be separated by being dispersed in a solution and collected again by an external magnetic force.
도 5a는 본 발명에 따른 금 마감 자성 마이크로스피어 단면의 전자현미경 이미지와 원소 분석 이미지를 나타내는 사진으로 이를 보면, 금막, 자성물질막 및 구형지지체의 층상 이미지를 볼 수 있다. 우하귀의 어두운 영역은 구형지지체인 폴리머 영역이다. 좌하귀에서 우상귀에 걸쳐 형성된 두께 약 500 nm의 띠 형태의 영역은 자성물질막에 해당한다. 자성물질막 위쪽으로는 금 막이 약 30 nm의 두께로 형성되어 있다.5A is a photograph showing an electron microscope image and an elemental analysis image of a cross section of a gold finish magnetic microsphere according to the present invention, where a layered image of a gold film, a magnetic material film, and a spherical support can be seen. The dark area of the lower right is the polymer area, which is a spherical support. A band-shaped region having a thickness of about 500 nm formed from the lower left ear to the upper right ear corresponds to the magnetic material film. Above the magnetic material film, a gold film is formed to a thickness of about 30 nm.
도 5b는 본 발명에 따른 금 마감 자성 마이크로스피어 단면의 원소 분석 이미지중 자성물질막 부분만을 나타내는 사진으로 이를 보면, 도 5a에서 언급한 바와 같이 자성물질막이 좌하귀에서 우상귀에 걸쳐 형성된 두께 약 500 nm의 띠 형태로 관찰된다.Figure 5b is a photograph showing only the magnetic material portion of the elemental analysis image of the gold finish magnetic microsphere cross-section according to the present invention, as shown in Figure 5a the magnetic material film is formed from the lower left to the upper right ear of about 500 nm thick Observed in the form of a band.
도 5c는 본 발명에 따른 금 마감 자성 마이크로스피어 단면의 원소 분석 이미지중 금 막 부분만을 나타내는 사진으로 이를 보면, 도 5a에서 언급한 바와 같이 금 막이 두께 약 30 nm로 형태로 관찰된다.Figure 5c is a photograph showing only the gold film portion of the elemental analysis image of the gold finish magnetic microsphere cross-section according to the present invention, as shown in Figure 5a, the gold film is observed in the form of about 30 nm thick.
도 6a는 본 발명에 따른 금 마감 자성 마이크로스피어의 광학 현미경 사진이고 도6b는 광학 현미경 사진과 동시에 측정한 현광 현미경 사진으로 이를 보면, 도 6a와 같이 광학 현미경으로 금 마감 자성 마이크로스피어들을 검은 점 형태로 확인하면서 동시에 도6b와 같이 금 마감 자성 마이크로스피어들에서 나오는 바탕 형광을 측정한 결과 전혀 바탕 형광이 발생하지 않아 도6b에는 어떠한 이미지도 보이지 않음을 확인하였다.6a is an optical micrograph of a gold-finish magnetic microsphere according to the present invention, and FIG. 6b is a fluorescence micrograph photographed simultaneously with an optical micrograph. As shown in FIG. 6a, gold-finish magnetic microspheres are formed in black dots. At the same time, the background fluorescence from the gold-finish magnetic microspheres was measured as shown in FIG. 6b. As a result, no background fluorescence was generated and no image was shown in FIG. 6b.
이와 같이 본 발명에 의해 형성된 금 마감 마이크로스피어를 이용할 경우 상대적으로 고밀도의 구형지지체를 통해 비중을 높이는 것이 가능하고 정확한 크기와 구 형태의 구현이 가능하며, 특히 최외측의 금 마감을 통해 형광에 대한 반응성을 우수하게 할 수 있어 검출대상과의 형광을 통한 오판을 미연에 방지할 수 있게 된다.As such, when using the gold-finish microsphere formed by the present invention, it is possible to increase the specific gravity through the relatively high-density spherical support, and to realize the precise size and spherical shape. Since the reactivity can be excellent, it is possible to prevent false positives through fluorescence with the detection target.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 통해 설명하였으나, 이는 본 발명의 기술적 내용에 대한 이해를 돕고자 하는 것일 뿐 발명의 기술적 범위를 이에 한정하고자 함이 아니다.As mentioned above, although this invention was demonstrated through the preferable embodiment, this is only to help understanding of the technical content of this invention, and is not intended to limit the technical scope of this invention to this.
즉, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않고도 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형이나 개조가 가능함은 물론이고, 그와 같은 변경이나 개조는 청구범위의 해석상 본 발명의 기술적 범위 내에 있음은 말할 나위가 없다.That is, those skilled in the art without departing from the technical gist of the present invention can be variously modified or modified, as well as such changes or modifications, the technical scope of the present invention in the interpretation of the claims. It is hard to say that I am within.

Claims (12)

  1. a) 코어로서의 구형지지체;a) spherical support as core;
    b) 상기 코어의 표면에 형성된 자성물질막; 및b) a magnetic material film formed on the surface of the core; And
    c) 상기 자성물질막에 형성된 금막;을 포함하여 구성되며,c) a gold film formed on the magnetic material film;
    상기 구형지지체와 자성물질막과 금막은 명확한 층상 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 금 마감 자성 마이크로스피어.The spherical support, the magnetic material film and the gold film are gold-finish magnetic microspheres, characterized in that to form a clear layered structure.
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 구형지지체는 직경이 1~100㎛ 사이의 구형인 것을 특징으로 하는 금 마감 자성 마이크로스피어.The spherical support is a gold finish magnetic microspheres, characterized in that the diameter of 1 ~ 100㎛ sphere.
  3. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 구형지지체는 폴리머로 구성된 것을 특징으로 하는 금 마감 자성 마이크로스피어.The spherical support is a gold finish magnetic microspheres, characterized in that consisting of a polymer.
  4. 제3항에 있어서,The method of claim 3,
    상기 구형지지체는 폴리메타크릴산 메틸(poly(methyl methacrylate), PMMA) 또는 그 공중합체 중 선택된 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 금 마감 자성 마이크로스피어.The spherical support is a gold-finish magnetic microsphere, characterized in that consisting of any one selected from poly (methyl methacrylate, PMMA) or copolymers thereof.
  5. 제3항에 있어서,The method of claim 3,
    상기 구형지지체는 폴리스티렌(polystyrene) 또는 그 공중합체 중 선택된 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 금 마감 자성 마이크로스피어.The spherical support is a gold finish magnetic microspheres, characterized in that composed of any one selected from polystyrene or copolymers thereof.
  6. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 자성물질막은 상자성(paramagnetic) 금속 혹은 금속 산화물 중 선택된 어느 하나에 의해 구성된 것을 특징으로 하는 금 마감 자성 마이크로스피어.The magnetic material film is a gold-finish magnetic microspheres, characterized in that composed of any one of a paramagnetic (paramagnetic) metal or a metal oxide.
  7. 제6항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 자성물질막은 산화철인 것을 특징으로 하는 금 마감 자성 마이크로스피어.The magnetic material film is a gold finish magnetic microspheres, characterized in that the iron oxide.
  8. 제6항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 자성물질막은 니켈인 것을 특징으로 하는 금 마감 자성 마이크로스피어.The magnetic material film is gold finish magnetic microspheres, characterized in that the nickel.
  9. 제1항 또는 제6항, 제7항 또는 제8항에 있어서,The method according to claim 1 or 6, 7 or 8,
    상기 자성물질막은 20 ~ 2000 ㎚의 막 두께로 이루어진 것을 특징으로 하는 금 마감 자성 마이크로스피어.The magnetic material film is a gold finish magnetic microspheres, characterized in that the film thickness of 20 ~ 2000 ㎚.
  10. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 금막은 2 ~ 100㎚의 막 두께로 이루어진 것을 특징으로 하는 금 마감 자성 마이크로스피어.The gold film is a gold finish magnetic microspheres, characterized in that consisting of a film thickness of 2 ~ 100nm.
  11. 제9항에 있어서,The method of claim 9,
    상기 자성물질막은 구형지지체 직경 대비 0.02 ~ 0.2 비율로 막이 형성되는 것을 특징으로 하는 금 마감 자성 마이크로스피어.The magnetic material film is a gold finish magnetic microspheres, characterized in that the film is formed in a ratio of 0.02 to 0.2 relative to the diameter of the spherical support.
  12. 제1항 내지 제8항 또는 제10항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 8 or 10 to 11,
    상기 금 마감 자성 마이크로스피어는 비중이 1 g/cm3 보다 크고 3 g/cm3 보다 작은 것을 특징으로 하는 금 마감 자성 마이크로스피어.The gold finish magnetic microspheres are gold finish magnetic microspheres, characterized in that the specific gravity is greater than 1 g / cm 3 and less than 3 g / cm 3 .
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