WO2018159990A2 - 티올레이트 알렌드로네이트가 표지된 금나노입자 복합체 및 이의 제조방법, 이의 응용 - Google Patents

티올레이트 알렌드로네이트가 표지된 금나노입자 복합체 및 이의 제조방법, 이의 응용 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a gold nanoparticle complex in which the alendronate is labeled on the surface, and more particularly, to a complex in which the alendronate is bonded to the gold nanoparticle surface through a linker having a sulfhydryl group.
  • Calcium is the most abundant cation in the human body and one of the most important inorganic salts. Calcium in the body ions (Ca 2 +) is essential for normal function and regulation of diverse biological processes. In healthy people, blood calcium levels are strictly maintained. Abnormal serum levels of Ca 2 + has been associated with diseases such as osteoporosis, urinary stones, tumors, hyperparathyroidism. Therefore, the detection of calcium ions in biological samples such as serum is particularly important and significant in disease diagnosis.
  • the prior art uses a calcium binding protein calsequestrin to detect the color change of calcium ions in serum (Angewandte Chemie International Edition (2009), 4138-414), or cytidine triphosphate (CTP) Quantitative analysis of calcium ions was performed (Chemical communications (2011), 10299-10301), and two ligands, 1-thiolhexyl carboxylic acid and 1-thiolhexyl bD-lactopyranoside, were used to detect the color change of calcium ions in serum (Chemical Communications (2012), 5566-5568).
  • the prior art has a problem that the purified protein is expensive, the protein is easy to denature, the stability is low, the sensitivity is low only in the millimolar level of sensitivity.
  • An object of the present invention is to solve the conventional problems, by providing a complex labeled with alendronate on the surface of the gold nanoparticles, to provide a complex capable of detecting the calcium ion concentration in the biological sample that can be used as a biosensor. Is in.
  • the present invention is a gold nanoparticle; And it is an aspect of the present invention to provide a gold nanoparticle composite comprising an alendronate is fixed by a linker having a sulfhydryl group on the surface of the gold nanoparticles.
  • the gold nanoparticle complex may be a compound represented by the following formula (1).
  • the concentration of the alendronate may be 500 ⁇ M or less.
  • the gold nanoparticle composite may have an average particle diameter of 100 nm or less.
  • the gold nanoparticle complex may be to detect calcium ions.
  • the present invention comprises the steps of synthesizing thiolated alendrenate by reacting Alendronate and Traut's reagent; And it is another aspect of the present invention to provide a method for producing a gold nanoparticle composite comprising the step of reacting the thiolated allenronate and gold nanoparticles.
  • another aspect of the present invention is to provide a biosensor comprising the gold nanoparticle complex.
  • the complex by providing the complex, it can be utilized as a biosensor.
  • FIG. 1 shows a reaction process of the method for producing a gold nanoparticle composite according to one embodiment of the present invention.
  • FIG 2 shows an average particle diameter distribution diagram of gold nanoparticles of one embodiment of the present invention.
  • FIG 3 shows an absorption spectrum of gold nanoparticles of one embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 shows changes in absorbance ratio (A / A 0 ) of absorbance spectra according to changes in calcium concentration in the 525 nm region of the gold nanoparticles of one embodiment of the present invention.
  • the gold nanoparticle composite of one embodiment of the present invention is a gold nanoparticle; And an alendronate fixed by a linker having a sulfhydryl group on the surface of the gold nanoparticles.
  • the gold nanoparticle complex may be a compound represented by the following formula (1).
  • the sulfhydryl group present at the end of the linker portion is fixed to the surface of the gold nanoparticles.
  • the linker may have a chemical formula derived from Traut's reagent.
  • the gold nanoparticle complex detects calcium ions in a biological sample such as serum, and the allendronate or alendronic acid is a small molecule of a bisphophonate-based drug, which is clinically used in bone resorption.
  • the substance has been approved.
  • Alendronate has two groups pyrophosphate (pyrophosphate groups) which have a high affinity for calcium ions (Ca 2 +).
  • the alendronate serves as a ligand having a high affinity for calcium ions
  • the gold nanoparticles serve as a colorimetric sensor.
  • the gold nanoparticle complex aggregates the concentration of calcium ions to provide a color change of the solution from red to purple that can be observed with the naked eye.
  • the concentration of the alendronate may be 500 ⁇ M or less. It is easy to adjust the concentration of the alendronate fixed on the surface of the gold nanoparticles, and specifically, to easily adjust the concentration of the alendronate to enable visual detection of abnormal blood calcium concentrations such as hypocalcaemia or hypercalcaemia. Can be.
  • the gold nanoparticle composite may have an average particle diameter of 100 nm or less, preferably an average particle diameter of 25 nm or less.
  • the gold nanoparticle composite can be quantitatively measured to a precise concentration of calcium ions having a micromolar level sensitivity using a spectrophotometer.
  • a spectrophotometer by measuring the spectrophotometer according to the calcium ion concentration of the gold nanoparticle complex through a spectrophotometer, it is possible to detect the change in the concentration of calcium ions by analyzing the spectroscopic spectrum.
  • the gold nanoparticle complex may be to detect calcium ions, preferably can detect calcium ions in the blood.
  • the gold nanoparticle complex is precise and stable, can quickly detect calcium ions, quantitative measurement of the concentration of calcium ions, the blood calcium concentration of the naked eye through the color change according to the detection of calcium ions through the gold nanoparticles You can check. Because of this, it can be used as a biosensor.
  • a method for producing a gold nanoparticle composite comprises the steps of: synthesizing thiolated alendronate by reacting an allandronate and a Traut's reagent; And reacting the thiolate alendronate with gold nanoparticles.
  • the concentration of the alendronate may be 500 ⁇ M or less. When the concentration of the alendronate exceeds 500 ⁇ M, there is a problem in that agglomeration occurs when the alendronate and the gold nanoparticles are combined.
  • the thiolate alendronate may be synthesized through a reaction process represented by the following [Scheme 1].
  • the step of reacting with the thiolate alendronate and the gold nanoparticles can be prepared in the final gold nanoparticle composite through a reaction process represented by the following [Scheme 2].
  • Gold nanoparticles stabilized with citric acid were dissolved in 200 mL of 1.0 mM boiling HAuCl 4 solution (HAuCl 4 , xH 2 O, hyrogen tetrachloroaurate (III) hydrate, Kashiwabara, Japan) in a stirrer. Prepared by adding 1 ml of ml trisodium citrate (Sigma-Aldrich, USA) solution. If deep red color appears, heat and stir for an additional 10 minutes. Thereafter, the mixed solution is cooled to room temperature.
  • ALD-SH Thiolated alendronate
  • alendronate alendronate sodium trihydrate, Sgima-Aldrich, USA
  • traut's reagent (2-iminothiolane hydrochloride, Sigma-Aldrich, USA) at room temperature (25 ° C).
  • Gold nanoparticles stabilized with citric acid prepared in Preparation Example 1 are removed from the gold nanoparticles by using a centrifugal separator at 10000 rpm for 10 minutes. Then, 100 ⁇ M of thiolate alendronate (ALD-SH) and gold nanoparticles are mixed and reacted for 1 hour.
  • the average particle size of the complex was measured using a dynamic light scattering (DLS) spectrophotometer in a He-Ne laser (632 nm). ELS-8000, Otsuka Electronic Co., Osaka, Japan), and the results are shown in FIG. 2.
  • DLS dynamic light scattering
  • the average particle size of the gold nanoparticles prepared in Preparation Example 1 (FIG. 2 left) and the gold nanoparticle composite prepared in Example 3 (FIG. 2 right) are the same as 25 nm. Can be.
  • the absorbance ratio of specific calcium ion concentration to specific calcium ion concentration was measured by measuring the change in absorbance intensity at 525 nm of the gold nanoparticle composite according to the change in the concentration of calcium ions added to the gold nanoparticle composites prepared in Examples 1 to 3 ( A / A 0 ) is shown in FIG. 7 (A in FIG. 7 is the absorbance of the gold nanoparticle composite at a specific calcium ion concentration, and A 0 is the absorbance of the initial gold nanoparticle composite).
  • the gold nanoparticle complex according to the present invention can adjust the detection range of various calcium ions by adjusting the concentration of the alendronate, which is the gold nanoparticle complex of the present invention to detect the fine calcium concentration in the blood
  • concentration of the alendronate which is the gold nanoparticle complex of the present invention to detect the fine calcium concentration in the blood
  • the gold nanoparticle complex of one embodiment of the present invention is capable of visual detection as well as quantitative measurement of calcium ions in serum. Visual detection of abnormal calcium ion concentrations is important for rapid and low cost diagnosis.
  • the gold nanoparticle complex provides a novel, simple, fast and effective method for measuring calcium ion concentration in biological samples such as serum.
  • the gold nanoparticle complex has a high selectivity for calcium ions compared to other metal ions present in the biological sample. It can be used in the development of simple technologies or equipment, such as biosensors that allow individuals to measure blood calcium levels at home.

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Abstract

본 발명은 표면에 알렌드로네이트가 표지된 금나노입자 복합체에 관한 것으로서, 금나노입자; 및 상기 금나노입자 표면에 설프하이드릴기(sulfhydryl group)를 갖는 링커(linker)에 의하여 고정되는 알렌드로네이트를 포함한다. 상기와 같은 본 발명에 따르면, 설프하이드릴기을 가지는 링커를 통하여 금나노입자 표면에 알렌드로네이트기가 결합된 복합체를 제공함으로써, 칼슘이온 농도에 대하여 안정적이며, 정밀하고 칼슘이온농도의 정량적인 측정이 가능한 복합체를 제공하는 효과가 있다.

Description

티올레이트 알렌드로네이트가 표지된 금나노입자 복합체 및 이의 제조방법, 이의 응용
본 발명은 표면에 알렌드로네이트가 표지된 금나노입자 복합체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 설프하이드릴기를 갖는 링커를 통하여 알렌드로네이트가 금나노입자 표면에 결합된 복합체에 관한 것이다.
인체 내에서 칼슘은 가장 풍부한 양이온이면서, 가장 중요한 무기염류 중의 하나이다. 인체 내에서 칼슘이온(Ca2 +)은 다양한 생물학적 공정의 정상적인 기능 및 조절을 위하여 필수적이다. 건강한 사람의 혈중칼슘농도는 엄격하게 유지된다. Ca2 +의 비정상적 혈청 농도는 골다공증, 요로결석, 악성종양, 부갑상선 기능 항진증 등의 질병과 연관되어 있다. 그러므로, 혈청과 같은 생체 시료의 칼슘이온의 감지는 질병 진단에서 특히 중요하고 상당한 의미가 있다.
원자흡수분광 또는 이온 선택성 전극과 같은, 혈중칼슘농도를 측정하는 종래의 기술은 복잡하고 고가의 기기를 요구한다.
종래 기술은 칼슘 결합 단백질인 칼세퀘스트린(calsequestrin)을 이용하여 혈청 내 칼슘이온의 색 변화를 감지하거나(Angewandte Chemie International Edition(2009), 4138-414), 사이티딘 삼인산(Cytidine triphosphate, CTP)를 이용하여 칼슘이온의 정량적 분석을 하였고(Chemical communications(2011), 10299-10301), 1-thiolhexyl carboxylic acid와 1-thiolhexyl b-D-lactopyranoside의 두 리간드에 의하여 혈청 내 칼슘이온의 색변화를 감지하였다(Chemical Communications(2012), 5566-5568).
그러나, 종래 기술은 정제된 단백질은 많은 비용이 소요되며, 단백질은 변성하기 쉬워 안정성이 낮으며, 감도가 미리몰랄(millimolar)수준에 그쳐 감도가 낮은 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 금나노입자 표면에 알렌드로네이트가 표지된 복합체를 제공함으로써, 바이오센서 등으로 이용이 가능한 생체시료내의 칼슘이온 농도를 감지할 수 있는 복합체를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 금나노입자; 및 상기 금나노입자 표면에 설프하이드릴기(sulfhydryl group)를 갖는 링커(linker)에 의하여 고정되는 알렌드로네이트를 포함하는 금나노입자 복합체를 제공하는 것을 본 발명의 일 측면으로 한다.
상기 금나노입자 복합체는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2018002433-appb-I000001
상기 알렌드로네이트의 농도는 500 μM 이하 일 수 있다.
상기 금나노입자 복합체는 평균 입경이 100 nm이하일 수 있다.
상기 금나노입자 복합체는 칼슘이온을 감지하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 알렌드로네이트와 Traut's reagent를 반응시켜 티올레이트 알렌드로네이트(thiolated alendrenate)를 합성하는 단계; 및 상기 티올레이티드 알렌드로네이트와 금나노입자를 반응시키는 단계를 포함하는 금나노입자 복합체의 제조하는 방법을 제공하는 것을 본 발명의 다른 측면으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 금나노입자 복합체를 포함하는 바이오센서를 제공하는 것을 본 발명의 또 다른 측면으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 설프하이드릴기을 가지는 링커를 통하여 금나노입자 표면에 알렌드로네이트기가 결합된 복합체를 제공함으로써, 칼슘이온 농도에 대하여 안정적이며, 정밀하고 칼슘이온농도의 정량적인 측정이 가능한 복합체를 제공하는 효과가 있다.
또한, 상기 복합체를 제공함으로써, 바이오센서로의 활용이 가능하다.
또한, 본 발명의 제조방법에 의하여, 알렌드로네이트의 농도를 조절할 수 있으며, 안정적으로 복합체를 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 형태에 따른 금나노입자 복합체 제조방법의 반응과정을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 형태에 따른 금나노입자의 평균입경 분포도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 형태에 따른 금나노입자의 흡광스펙트럼을 도시한 것이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 형태에 따른 금나노입자의 칼슘이온 농도에 따른 흡광스펙트럼을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 형태에 따른 금나노입자의 525 nm 영역대에서 칼슘의 농도 변화에 따른 흡광스펙트럽의 흡광도비(A/A0) 변화를 도시한 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 일 형태에 따른 금나노입자 복합체는 금나노입자; 및 상기 금나노입자 표면에 설프하이드릴기(sulfhydryl group)를 갖는 링커(linker)에 의하여 고정되는 알렌드로네이트를 포함한다.
상기 금나노입자 복합체는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2018002433-appb-I000002
상기 화학식 1을 참조하면, 금나노입자 표면에 링커부의 말단에 존재하는 설프하이드릴기가 고정된다.
상기 링커는 Traut's reagent로부터 유도된 화학구조식을 가지고 있을 수 있다.
상기 금나노입자 복합체는 혈청과 같은 생체 시료 내의 칼슘이온을 감지하하는 것으로, 상기 알렌드로네이트(alendronate or alendronic acid)는 비스포스포네이트(bisphophonate) 계열 약물의 작은 분자로서, 골흡수(bone resorption) 분야에서 임상적으로 승인을 받은 물질이다. 알렌드로네이트는 두 개의 피로인산염 그룹(pyrophosphate groups)을 가지고 있으며 칼슘이온(Ca2 +)에 대하여 높은 친화도를 갖는다.
상기 알렌드로네이트는 칼슘이온에 대하여 높은 친화도를 갖는 리간드로서 역할을 하며, 상기 금나노입자는 색측정 센서(colorimetric sensor)로서 역할을 한다. 특정한 양의 칼슘이온의 농도에서, 상기 금나노입자 복합체는 칼슘이온의 농도를 종합하여, 육안으로 관찰이 가능한 빨간색(red)에서 보라색(purple)까지의 용액의 색변화를 제공한다.
상기 알렌드로네이트의 농도는 500 μM 이하 일 수 있다. 상기 금나노입자의 표면에 고정된 알렌드로네이트 농도의 조정이 용이하며, 구체적으로, 저칼슘혈중(hypocalcaemia) 또는 고칼슘혈증(hypercalcaemia)와 같은 비정상적인 혈중칼슘농도의 시각적 감지가 가능하도록 알렌드로네이트의 농도를 쉽게 조절할 수 있다.
상기 금나노입자 복합체는 평균 입경이 100 nm이하일 수 있으며, 바람직하게는 평균 입경이 25 nm이하일 수 있다.
상기 금나노입자 복합체는 분광광도계(spectrophotometer)를 이용하여 마이크로몰(micromolar) 수준 감도의 칼슘이온의 정밀한 농도까지 정량적으로 측정할 수 있다. 보다 상세하게는 분광광도계를 통하여 금나노입자 복합체의 칼슘이온 농도에 따른 분광스펙트럼을 측정하여, 분광스펙트럼을 분석함으로써 칼슘이온의 농도변화를 감지할 수 있다.
상기 금나노입자 복합체는 칼슘이온을 감지하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 혈중 내 칼슘이온을 감지할 수 있다. 상기 금나노입자 복합체는 정밀하고 안정적이며, 신속하게 칼슘이온을 감지하고, 칼슘이온의 농도의 정량적인 측정이 가능하며, 금나노입자를 통하여 칼슘이온 감지에 따른 색변화를 통하여 육안의 혈중칼슘농도를 확인할 수 있다. 이로 인하여, 바이오센서 등으로의 이용이 가능하다.
본 발명의 일 형태에 따른 금나노입자 복합체의 제조방법은 알렌드로네이트와 Traut's reagent를 반응시켜 티올레이트 알렌드로네이트(thiolated alendronate)를 합성하는 단계; 및 상기 티올레이트 알렌드로네이트와 금나노입자를 반응시키는 단계를 포함한다.
상기 알렌드로네이트의 농도는 500 μM 이하 일 수 있다. 알렌드로네이트의 농도가 500 μM를 초과하는 경우 알렌드로네이트와 금나노입자의 결합시 뭉침현상이 발생하는 문제점이 있다.
보다 상세하게, 상기 티올레이트 알렌드로네이트를 합성하는 단계는 하기 [반응식 1]로 표시되는 반응과정을 통하여 티올레이트 알렌드로네이트를 합성할 수 있다.
[반응식 1]
Figure PCTKR2018002433-appb-I000003
상기 티올레이트 알렌드로네이트와 금나노입자와 반응시키는 단계는 하기 [반응식 2]로 표시되는 반응과정을 통하여 최종적인 금나노입자 복합체를 제조할 수 있다.
[반응식 2]
Figure PCTKR2018002433-appb-I000004
상기의 [반응식 1] 및 상기 [반응식 2]에 의하여 제조되는 금나노입자 복합체 제조방법의 전과정 반응식을 도 1에 도시하였다.
상기의 제조방법은 Traut's reagent를 이용함으로써, 금나노입자 복합체의 알렌드로네이트의 농도를 조절할 수 있으며, 금나노입자 복합체를 안정적으로 제조할 수 있으며, 금나노입자 복합체의 칼슘이온 감지 등의 생체시료를 측정하는 바이오센서 등으로의 이용 시 안정적으로 바이오센서 성능을 구현시킬 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
제조예 1. 금나노입자의 제조
시트르산(citric acid)로 안정화된 금나노입자는 교반기내에서 1.0 mM의 끓는(boiling) HAuCl4 용액(HAuCl4, xH2O, hyrogen tetrachloroaurate(Ⅲ) hydrate, Kashiwabara, Japan) 200 mL에 30 mg/ml의 시트르산삼나트륨(trisodium citrate, Sigma-Aldrich, USA)용액 1 ml를 첨가함으로써 제조된다. 진홍색(deep red color)이 나타나면 가열과 교반을 10분 동안 추가적으로 진행한다. 이후, 혼합용액을 상온까지 냉각시킨다.
실시예 1. 100 μM 알렌드로네이트 농도의 금나노입자 복합체의 제조
티올레이트 알렌드로네이트(ALD-SH, thiolated alendronate)는 10 mM의 알렌드로네이트(alendronate sodium trihydrate, Sgima-Aldrich, USA)와 traut's reagent(2-iminothiolane hydrochloride, Sigma-Aldrich, USA)를 상온(25 ℃)에서 10 시간 동안 반응시켜 제조한다. 상기 제조예 1에서 제조한 시트르산으로 안정화된 금나노입자를 10분 동안 10000 rpm의 원심분리기를 이용하여 금나노입자로부터 과량의 구연산염(citrate)를 제거한다. 이후, 100 μM의 티올레이트 알렌드로네이트(ALD-SH)와 금나노입자를 혼합하여 1 시간동안 반응시킨다.
실시예 2. 200 μM 알렌드로네이트 농도의 금나노입자 복합체의 제조
상기 실시예 1과 동일하게 수행하되, 티올레이트 알렌드로네이트(ALD-SH)의 농도를 200 μM으로 하여 금나노입자와 반응시킨다.
실시예 3. 500 μM 알렌드로네이트 농도의 금나노입자 복합체의 제조
상기 실시예 1과 동일하게 수행하되, 티올레이트 알렌드로네이트(ALD-SH)의 농도를 500 μM으로 하여 금나노입자와 반응시킨다.
실험예 1. 금나노입자 복합체의 평균입경 측정
상기 제조예 1에서 제조된 금나노입자 및 상기 실시예 3에서 제조된 금나노입자 복합체에 대하여 복합체의 평균입도를 He-Ne laser(632 nm)에서 동적광산란(DLS, dynamic light scattering) 분광광도계(ELS-8000, Otsuka Electronic Co., Osaka, Japan)를 이용하여 측정하였으며, 그 결과는 도 2에 도시하였다.
도 2를 참조하면, 상기 제조예 1에서 제조된 금나노입자(도 2 left)와, 상기 실시예 3에서 제조된 금나노입자 복합체(도 2 right)의 평균입도는 25 nm로 동일함을 확인할 수 있다.
실험예 2. 금나노입자의 흡광스펙트럼 측정
상기 제조예 1에서 제조된 금나노입자의 흡광스펙스럼을 확인하기 위하여, UV-visible 분광광도계(SpectraMax M2e, Molecular Devices, Cunnyvale,CA,USA)를 이용하여 400 내지 850 nm 파장의 가시광선 영역대에서 흡광스펙트럼을 분석하였다.
그 결과를 도 3에 도시하였으며, 도 3을 참조하면, 525 nm에서 금나노입자의 흡수피크가 존재함을 확인할 수 있다.
실험예 3. 흡광스펙스럼의 변화측정
상기 실시예 1 내지 3에서 제조된 금나노입자 복합체(100 μM, 200 μM, 500 μM)에 대하여 칼슘이온의 농도변화에 따른 흡광스펙트럼의 변화를 측정하였으며, CaCl2가 Ca2 +공급원으로 이용되었으며, 상기 실시예 1 내지 3에서 제조된 금나노입자 복합체 용액과 다양한 농도의 Ca2 +이온과 혼합 후, 상온에서 5분 동안 보관하였다. 이후, UV-visible 흡수 스펙트럼을 측정하였으며, 525 nm에서 금나노입자의 흡수피크의 변화를 Ca2 +이온의 측정에 이용하였다. 그 결과를 도 4(100 μM), 도 5(200 μM) 및 도 6(500 μM)에 도시하였다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 525 nm 파장에서는 칼슘이온의 농도가 증가할수록 흡광도가 감소하였으며, 700 nm 근처에서 새로운 피크가 나타날 때 색의 변화가 관찰된다.
실험예 4. 금나노입자 복합체의 칼슘이온 감지
상기 실시예 1 내지 3에서 제조된 금나노입자 복합체에 대하여 투입된 칼슘이온의 농도변화에 따른 금나노입자 복합체의 525 nm에서의 흡광세기의 변화를 측정하여 초기 흡광도 대비 특정 칼슘이온 농도의 흡광도 비(A/A0)를 도 7에 도시하였다.(도 7에서의 A는 특정 칼슘이온 농도에서의 금나노입자 복합체의 흡광도이며, A0는 초기 금나노입자 복합체의 흡광도이다.)
도 7을 참조하면, 알렌드로네이트의 농도가 200 μM, 500 μM일 때, 흡광도 비의 변화가 컸으며, 이는 본 발명인 금나노입자 복합체가 감지할 수 있는 칼슘이온 농도의 범위를 확인할 수 있다.
상기 실험예 1 내지 4의 결과를 종합하여 알렌드로네이트의 농도에 따른 색변화시 요구되는 Ca2 +의 농도 및 Ca2 +의 감지를 위한 Ca2 +의 농도 범위를 하기 표 1에 정리 하였다.
금나노입자 복합체 내알렌드로네이트의 농도(μM) 색 변화시 요구되는 Ca2+ 농도(mM) Ca2+의 감지 범위(mM)
100 0.7 0.5 내지 1.0
200 0.4 0.3 내지 0.8
500 0.3 0.2 내지 0.8
상기 표 1을 참조하면, 본 발명에 따른 금나노입자 복합체는 알렌드로네이트의 농도를 조정하여 다양한 칼슘이온의 감지범위를 조절할 수 있으며, 이는 본 발명의 금나노입자 복합체가 혈중 내의 미세한 칼슘농도까지 감지할 수 있음을 의미한다.이상, 본 발명내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.
본 발명의 일 형태에 따른 금나노입자 복합체는 혈청내 칼슘이온의 정량적 측정뿐만 아니라 시각적 감지가 가능하다. 비정상적인 칼슘이온 농도의 시각적 감지는 신속하고, 저가의 진단에 있어 중요하다. 상기 금나노입자 복합체는 신규하고, 단순하며, 빠르고 효과적인 혈청 등과 같은 생체시료 내의 칼슘이온 농도의 측정방법을 제공한다. 상기 금나노입자 복합체는 생체시료 내에 존재하는 다른 금속 이온들과 비교하여 칼슘이온에 대하여 높은 선택성을 가진다. 이는 개인이 집에서 혈중칼슘농도를 측정할 수 있는 바이오센서 등과 같은, 단순한 기술 또는 장비의 개발에 이용될 수 있다.

Claims (7)

  1. 금나노입자; 및
    상기 금나노입자 표면에 설프하이드릴기(sulfhydryl group)를 갖는 링커(linker)에 의하여 고정되는 알렌드로네이트를 포함하는 금나노입자 복합체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 금나노입자 복합체는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 금나노입자 복합체.
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2018002433-appb-I000005
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 알렌드로네이트의 농도는 500 μM 이하인 것을 특징으로 하는 금나노입자 복합체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 금나노입자 복합체는 평균 입경이 100 nm이하인 것을 특징으로 하는 금나노입자 복합체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 금나노입자 복합체는 칼슘이온을 감지하는 것을 특징으로 하는 금나노입자 복합체.
  6. 알렌드로네이트와 Traut's reagent를 반응시켜 티올레이트 알렌드로네이트(thiolated alendronate)를 합성하는 단계; 및
    상기 티올레이티드 알렌드로네이트와 금나노입자를 반응시키는 단계를 포함하는 금나노입자 복합체의 제조하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 금나노입자 복합체를 포함하는 바이오센서.
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