KR20170137284A - Method of assaying substances using the localized surface plasmon resonance based sensor - Google Patents

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KR20170137284A
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surface plasmon
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김기범
황혜진
이지영
박창언
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(주)플렉센스
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Abstract

The present invention relates to a sample analysis method using a localized surface plasmon resonance sensor. According to an embodiment of the present invention, the sample analysis method using the localized surface plasmon resonance sensor with conductive nanoparticles coated on a plastic film surface as a substrate comprises: (S100) a step of cleaning the localized surface plasmon resonance sensor; (S200) a step of immersing the cleaned localized surface plasmon resonance sensor in a first sample containing a detection antibody, and contained in a first cuvette immobilizing the detection antibody; and (S300) a step of immersing the localized surface plasmon resonance sensor to which the detection antibody is immobilized in a second sample containing a target substance, and contained in a second cuvette binding the target substance. According to the present invention, it is possible to quantitatively analyze the sample in a relatively simple and inexpensive manner.

Description

국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법{METHOD OF ASSAYING SUBSTANCES USING THE LOCALIZED SURFACE PLASMON RESONANCE BASED SENSOR}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method of analyzing a sample using a local surface plasmon resonance sensor,

본 발명은 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sample analysis method using a local surface plasmon resonance sensor.

국소 표면 플라즈몬 공명분석법(LSPR : Localized Surface Plasmon Resonance)은 금속 나노입자를 기질 표면 위에 코팅하여 박막을 형성하고, 광을 조사하여 금속막에서 반사되거나 투과되는 빛의 세기 또는 파장 변화를 측정함으로써 시료의 농도에 따른 굴절률 변화를 분석하는 방법이다. 이러한 공명분석법을 적용한 생물학적 또는 비생물학적 시료의 분석방법은 기존 형광기반 분석법의 단점인 복잡한 시료처리 및 장시간의 분석과정을 극복하는 방안으로서 연구되고 있다.Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) is a method in which metal nanoparticles are coated on a substrate surface to form a thin film, and light is irradiated to measure the intensity or wavelength of light reflected or transmitted through the metal film. It is a method to analyze the refractive index change according to the concentration. The method of analyzing biological or nonbiological samples using such a resonance analysis method is being studied as a way to overcome complicated sample processing and long time analysis process which is a disadvantage of existing fluorescence based analysis method.

흔히 사용되는 핵산 또는 단백질 등의 생물학적 시료의 분석법은 다음과 같이 크게 두 분야로 나눌 수 있다. 첫 번째는 가시광-자외선 분광분석법을 이용하여 광학적 흡광도를 측정함으로써 시료의 농도를 측정하는 방법으로, 일정한 세기의 빛을 물질에 통과시킨 후 통과 전후의 빛의 세기를 비교하여 흡광도를 측정한다. 이러한 광학적 흡광도 측정방법은 시료에 포함된 특정 작용기의 농도만을 측정하므로, 생물학적 반응에 따른 특정결합물질의 반응도 및 활성도를 정량적으로 분석하기 위해서는 추가의 분석방법을 적용해야 하는 불편함이 있다. 또한 최고 분석감도가 10-6M의 저감도 분석법으로 10-12M의 고감도 분석이 필요한 바이오시료 분석에는 적합하지 못한 문제가 있다. The methods of analysis of biological samples such as nucleic acids or proteins commonly used can be divided into two major areas as follows. The first is a method of measuring the concentration of a sample by measuring optical absorbance using visible light-ultraviolet spectroscopy. The absorbance is measured by passing the light of a certain intensity through the material, and comparing the intensity of light before and after the passage. Such an optical absorbance measurement method measures only the concentration of a specific functional group contained in a sample. Therefore, it is inconvenient to apply an additional analysis method in order to quantitatively analyze the reactivity and activity of a specific binding substance according to a biological reaction. Also, there is a problem that it is not suitable for the analysis of biosamples requiring a high sensitivity analysis of 10 -12 M by the low sensitivity method with the highest analytical sensitivity of 10 -6 M.

둘째는, 하기 선행기술문헌의 특허문헌에 개시된 바와 같이, 효소면역분석법을 활용하는 것이다. 효소면역분석법은 특정 시료의 반응도 및 활성도를 정량적으로 10-12M의 고감도로 분석하기 위해 일반적으로 이용되는 방법으로서, 특정대상의 항원-항체반응에서 퍼옥시다아제(peroxidase)나 갈락토시다아제(galactosidase)등의 효소를 항체에 화학적으로 결합시킨 후 표지항체로 검출하여 정량 분석하는 방법 또는 항체나 항원에 플루오레세인이나 로다민과 같은 형광색소를 표지한 것을 이용하여 형광분석기로 시료물질을 분석하는 면역형광법을 이용한다.The second is to utilize enzyme immunoassay, as disclosed in the following prior art documents. Enzyme immunoassay is a method commonly used for quantitatively analyzing the reactivity and activity of a specific sample at a high sensitivity of 10 -12 M. It is known that peroxidase or galactosidase ) Is chemically bound to an antibody and then detected by a labeled antibody and quantitatively analyzed. Alternatively, a fluorescent substance such as fluorescein or rhodamine is labeled on an antibody or an antigen to analyze the sample material using a fluorescence analyzer Immunofluorescence is used.

이러한 분석방법은 시료의 타겟 물질과 반응물질의 결합에 따른 반응도 또는 활성도를 뛰어난 검출감도로 분석할 수 있어 넓게 활용되고 있지만, 복잡한 시료 전처리 공정, 시료 또는 타겟의 형광물질 라벨링 또는 고가의 검출기 사용 등으로 많은 시간과 비용이 소요되는 문제가 있었다. 특히, 효소면역분석법 또는 형광면역분석법 등은 타겟물질에 따른 별도의 항체를 사용하여야 하고 분석시간이 길어 의약개발 또는 바이오마커 개발과정 중 다량의 라이브러리를 신속하게 스크리닝하는 데도 어려움이 있다.These analytical methods are widely used because they can analyze the reactivity or activity depending on the combination of the target material and the reactant of the sample with excellent detection sensitivity. However, in the complex sample pretreatment process, the fluorescent substance labeling of the sample or the target, or the use of the expensive detector There is a problem that it takes much time and cost. In particular, the enzyme immunoassay or fluorescence immunoassay requires the use of a separate antibody according to the target substance, and it is also difficult to rapidly screen a large number of libraries during drug development or biomarker development due to the long analysis time.

따라서, 종래 시료 분석방법의 문제점을 해결하기 위한 방안이 절실히 요구되고 있는 상황이다.Accordingly, there is a desperate need for a solution to the problem of the conventional sample analysis method.

KRKR 2013-00147132013-0014713 AA

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면은, 기질인 플라스틱 필름 표면에 도전성 나노입자가 코팅된 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용하여 상대적으로 간단하며 저렴하게 시료를 정량적으로 분석할 수 있는 시료 분석방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art described above, and one aspect of the present invention is to provide a method of measuring a surface plasmon resonance sensor using a surface plasmon resonance sensor having a surface coated with conductive nanoparticles, And to provide a sample analysis method which can be quantitatively analyzed.

또한, 본 발명의 다른 측면은, 국소 표면 플라즈몬 공명현상이 발현되는 센서를 이용하여 기존 분광분석기를 통해 별도의 시료 전처리 없이 간단하게 시료를 분석할 수 있는 시료 분석방법을 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide a sample analysis method which can easily analyze a sample using a conventional spectroscopic analyzer without pretreatment of a sample using a sensor in which local surface plasmon resonance is exhibited.

본 발명의 실시예에 따른 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법은 기질인 플라스틱 필름 표면에 도전성 나노입자가 코팅된 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법에 있어서, (a) 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 세척하는 단계; (b) 검출항체를 함유하고 제1 큐벳에 수용된 제1 시료에, 세척된 상기 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 침지하여 검출항체를 고정하는 단계; 및 (c) 타겟물질을 함유하고 제2 큐벳에 수용된 제2 시료에, 상기 검출항체가 고정된 상기 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 침지하여 타겟물질을 결합하는 단계를 포함한다.A method of analyzing a sample using a local surface plasmon resonance sensor according to an embodiment of the present invention includes the steps of: (a) analyzing a local surface plasmon resonance Cleaning the sensor; (b) immersing the washed surface plasmon resonance sensor in the first sample containing the detection antibody and contained in the first cuvette to immobilize the detection antibody; And (c) immersing the surface-plasmon resonance sensor having the detection antibody immobilized on the second sample containing the target substance and accommodated in the second cuvette to bind the target substance.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법에 있어서, 상기 (b) 단계와 상기 (c) 단계 사이에, 상기 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 린싱용액에 침지하여 상기 검출항체 중 일부를 제거하는 단계를 더 포함한다.In the method of analyzing a sample using a local surface plasmon resonance sensor according to an embodiment of the present invention, between the step (b) and the step (c), the local surface plasmon resonance sensor is immersed in a rinsing solution, Further comprising removing a portion of the antibody.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법에 있어서, 상기 (c) 단계 이후에, 상기 제2 시료에 담긴 상기 국소 표면 플라즈몬 공명센서를, 상기 제2 큐벳과 함께 예열된 분광분석기에 배치시켜 흡광도를 측정하는 단계를 더 포함한다.In addition, in the method of analyzing a sample using a local surface plasmon resonance sensor according to an embodiment of the present invention, after the step (c), the local surface plasmon resonance sensor contained in the second sample is combined with the second cuvette And placing it in a preheated spectroscopic analyzer to measure the absorbance.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법에 있어서, 상기 (b) 단계와 상기 (c) 단계 사이에, 상기 제1 큐벳에 삽입되어 상기 검출항체에 침지된 상태로, 상기 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 분광분석기에 배치하여, 흡광도를 측정하는 단계를 더 포함한다.In addition, in the method of analyzing a sample using a local surface plasmon resonance sensor according to an embodiment of the present invention, it is preferable that between the step (b) and the step (c), a state inserted into the first cuvette and immersed in the detection antibody , Placing the local surface plasmon resonance sensor in a spectroscopic analyzer, and measuring the absorbance.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법에 있어서, 상기 국소 표면 플라즈몬 공명센서는 상기 린싱용액이 수용된 큐벳에 삽입되어 침지되며, 상기 린싱용액을 수용하는 큐벳에 삽입된 상태의 상기 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 분광분석기에 배치하여, 흡광도를 측정하는 단계를 더 포함한다.In the method of analyzing a local surface plasmon resonance sensor using a local surface plasmon resonance sensor according to an embodiment of the present invention, the local surface plasmon resonance sensor is inserted into a cuvette containing the rinsing solution and is immersed in the cuvette containing the rinsing solution, Disposing the local surface plasmon resonance sensor in a state of being in a spectroscopic analyzer, and measuring the absorbance.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to that, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best explain its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명에 따르면, 국소 표면 플라즈몬 공명현상이 발현되는 센서를 응용하여 기존 가시광 분광분석기를 사용함으로써, 생물학적 시료들 간의 반응 또는 생물학적과 비생물학적 간의 반응을 별도의 시료 전처리 과정 없이 간단하고, 저비용으로 분석할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by using a conventional visible light spectrometer using a sensor that exhibits local surface plasmon resonance, a reaction between biological samples or a biological and anabolic reaction can be easily performed without sample pretreatment, There is an effect that can be done.

또한, 본 발명에 따르면, 시료분자를 발색단으로 라벨링하는 복잡한 단계가 필요했던 효소진단법과는 달리 국소 표면 플라즈몬 공명현상을 기반으로 하여 라벨링이 필요 없고, 가시광분석기를 이용, 간단한 검출과정을 통해 시료를 정량적으로 분석할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, unlike the enzyme detection method in which a complicated step of labeling a sample molecule with a chromophore is required, labeling is not required based on local surface plasmon resonance and a sample is detected through a simple detection process using a visible light analyzer There is an advantage that it can be quantitatively analyzed.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법에 사용되는 국소 표면 플라즈몬 공명센서의 단면도이다.
도 3은 도 2의 국소 표면 플라즈몬 공명센서 표면의 주사전자현미경(SEM) 이미지이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법에 사용되는 분광분석기의 개략도이다.1 is a flowchart of a method of analyzing a sample using a local surface plasmon resonance sensor according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a local surface plasmon resonance sensor used in a method of analyzing a sample using a local surface plasmon resonance sensor according to an embodiment of the present invention.
3 is a scanning electron microscope (SEM) image of the surface of the local surface plasmon resonance sensor of FIG.
4 is a schematic diagram of a spectrometer used in a method of analyzing a sample using a local surface plasmon resonance sensor according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objectives, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. Also, the terms "first "," second ", and the like are used to distinguish one element from another element, and the element is not limited thereto. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of related arts which may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법에 사용되는 국소 표면 플라즈몬 공명센서의 단면도이며, 도 3은 도 2의 국소 표면 플라즈몬 공명센서 표면의 주사전자현미경(SEM) 이미지이다.FIG. 1 is a flow chart of a method of analyzing a sample using a local surface plasmon resonance sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic view of a local surface plasmon resonance sensor used in a method of analyzing a sample using a local surface plasmon resonance sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a scanning electron microscope (SEM) image of the surface of the local surface plasmon resonance sensor of FIG. 2. FIG.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법은 기질인 플라스틱 필름 표면에 도전성 나노입자가 코팅된 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법에 있어서, 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 세척하는 단계(S100), 검출항체를 함유하고 제1 큐벳에 수용된 제1 시료에, 세척된 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 침지하여 검출항체를 고정하는 단계(S200), 및 타겟물질을 함유하고 제2 큐벳에 수용된 제2 시료에, 검출항체가 고정된 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 침지하여 타겟물질을 결합하는 단계(S300)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a method of analyzing a sample using a local surface plasmon resonance sensor according to an embodiment of the present invention includes a method of analyzing a sample using a local surface plasmon resonance sensor having conductive nanoparticles coated on a surface of a plastic film as a substrate (S100) washing the local surface plasmon resonance sensor, immersing the washed local surface plasmon resonance sensor in the first sample containing the detection antibody and contained in the first cuvette (S200), and And a step S300 of immersing the target substance in a second sample contained in the second cuvette by immersing the target surface plasmon resonance sensor in which the detection antibody is immobilized.

본 실시예에 따른 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법은 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 세척하는 단계(S100), 검출항체를 고정하는 단계(S200), 타겟물질을 결합하는 단계(S300)를 포함한다.The method for analyzing a sample using the local surface plasmon resonance sensor according to the present embodiment includes a step (S100) of washing the local surface plasmon resonance sensor, a step (S200) of fixing the detection antibody, and a step (S300) do.

본 실시예에 따른 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법은 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 사용하므로, 이하에서 본 실시예에 사용되는 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 자세하게 설명한다.The local surface plasmon resonance sensor according to the present embodiment uses a local surface plasmon resonance sensor. Therefore, the local surface plasmon resonance sensor used in this embodiment will be described in detail.

표면 플라즈몬 공명(surface plasmon resonance; SPR)은 도전성 재료의 표면 또는 그 근방에서 특정 파장을 갖는 광자와 전자가 결합되어 생성된 표면 플라즈몬 폴라리톤들(surface plasmon polaritons; SPPs)의 전파 현상을 지칭한다. 상기 표면 플라즈몬 공명은 일반적으로 음의 유전 함수를 갖는 금속과 양의 유전 함수를 갖는 매질의 계면을 따라 전파하는 전도대 전자들의 집단적인 진동 현상이며, 입사된 전자기파보다 증가된 강도를 갖고 상기 계면에서 수직 방향으로 멀어질수록 지수적으로 감소하는 소멸파의 특성을 갖는다.Surface plasmon resonance (SPR) refers to the propagation of surface plasmon polarities (SPPs) generated by combining photons and electrons having a specific wavelength at or near the surface of a conductive material. The surface plasmon resonance is generally a collective oscillation phenomenon of conduction band electrons propagating along the interface of a metal having a negative dielectric function and a medium having a positive dielectric function and having a higher intensity than an incident electromagnetic wave, And the exponential decaying wave characteristics as the distance increases.

이러한 표면 플라즈몬 공명은 약 10 내지 200 nm 두께의 평탄한 금속의 표면과 유전체 계면에서 관찰되는 파형 표면 플라즈몬 공명(propagating plasmon resonance; PSPR)과 나노입자 또는 나노구조체에서 관찰되는 국소 표면 플라즈몬 공명(localized surface plasmon resonance; LSPR)으로 분류될 수 있다. 이중 국소 표면 플라즈몬 공명은 나노입자들 또는 나노구조체 표면의 화학적 및 물리적 환경에 따른 변화, 예를 들면, 이들에 접하는 매질의 굴절률 변화에 따른 최대 흡수율 또는 산란율을 갖는 플라즈몬 공명 파장의 변화를 검출함으로써 특정 분자를 식별하거나, 특정 분자의 매질 내 농도를 구할 수 있고, 상기 굴절률의 변화에 고감도를 갖기 때문에 비표지(label-free) 방식에 의해 검지가 이루어질 수 있다.This surface plasmon resonance is caused by the surface of a flat metal with a thickness of about 10 to 200 nm and the propagating plasmon resonance (PSPR) observed at the dielectric interface and the localized surface plasmon resonance observed in nanoparticles or nanostructures resonance (LSPR). The dual local surface plasmon resonance can be detected by detecting a change in the plasmon resonance wavelength with a change in the chemical and physical environment of the nanoparticles or the surface of the nanostructure, for example, It is possible to identify the molecule or to obtain the concentration of the specific molecule in the medium and to detect the label by the label-free method because the sensitivity of the change of the refractive index is high.

도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법에 사용되는 국소 표면 플라즈몬 공명센서(100)는 국소 표면 플라즈몬 공명을 이용한 것으로서, 기질인 플라스틱 필름(50), 및 도전성 나노입자(30)를 포함한다. As shown in FIGS. 2 to 3, the local surface plasmon resonance sensor 100 used in the method of analyzing a sample using the local surface plasmon resonance sensor according to the present embodiment uses local surface plasmon resonance, (50), and conductive nanoparticles (30).

기질인 플라스틱 필름(50)은 소정의 투광도를 갖기 위해서, 예를 들어, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 트리아세틸셀룰로오스, 환상올레핀, 폴리아릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프타레이트, 또는 폴리이미드 등과 같은 고분자 재료로 이루어질 수 있다.The plastic film 50 serving as a substrate may be formed of a plastic film such as polycarbonate, polyethylene terephthalate, polymethylmethacrylate, triacetylcellulose, cyclic olefin, polyarylate, polyacrylate, polyethylene naphthalate , Polybutylene terephthalate, polyimide, or the like.

여기서, 도전성 나노입자(30)는 기질인 플라스틱 필름(50)의 표면에 코팅되어 배치되는데, 10 nm 내지 200 nm의 평균 직경을 가질 수 있으며, 구형, 나노 튜브, 나노 컬럼, 나노 로드, 나노 기공, 나노 와이어 중 어느 하나 또는 이들이 조합된 형상을 가질 수 있다. 이들 입자들은 상기 형상에 따라 속이 꽉 찬 형태이거나 다공질 또는 중공형일 수 있다. 도전성 나노입자(30)들은, 탄소, 흑연, 준금속, 금속, 상기 준금속 또는 금속의 합금, 도전성 금속 산화물, 금속 질화물의 도전성 입자이거나, 금속 박막과 같은 도전층이 코팅된 코어 쉘 구조의 입자일 수 있다.Here, the conductive nanoparticles 30 are coated on the surface of the plastic film 50 as a substrate. The conductive nanoparticles 30 may have an average diameter of 10 nm to 200 nm. The conductive nanoparticles 30 may be spherical, nanotubes, nanocolumns, , Nanowires, or any combination thereof. Depending on the shape, these particles may be in a buoyant form or may be porous or hollow. The conductive nanoparticles 30 may be particles of a core shell structure coated with a conductive layer such as carbon, graphite, a metalloid, a metal, an alloy of the metalloid or the metal, a conductive metal oxide, a metal nitride, Lt; / RTI >

한편, 도전성 나노입자(30)는 바인더(10)에 의해 필름(50)에 결합되는데, 이때 바인더(10)는 이온성 고분자로서, 예를 들어, 폴리다이알릴다이메틸암모늄 클로라이드(poly diallydimethylammonium chloride), 폴리알릴아민 하이드로클로라이드(poly allylamine hydrochloride), 폴리비닐벤질트리메틸 암모늄 클로라이드(poly 4-vinylbenzyltrimethyl ammonium chloride), 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine), 폴리아크릴산(poly acrylic acid), 폴리소디움 스티렌 술포네이트(poly sodium 4-styrene sulfonate), 폴리비닐술포닉산(poly vinylsulfonic acid), 폴리소디움염(poly sodium salt), 폴리아미노산 (poly amino acids) 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.The conductive nanoparticles 30 are bonded to the film 50 by a binder 10. The binder 10 may be an ionic polymer such as poly diallydimethylammonium chloride, Poly allylamine hydrochloride, poly 4-vinylbenzyltrimethyl ammonium chloride, polyethyleneimine, poly acrylic acid, poly sodium 4 styrene sulfonate, polyvinylsulfonic acid, poly sodium salt, and poly amino acids, or a mixture thereof.

이러한 국소 표면 플라즈몬 공명센서(100)를 사용하여, 본 실시예에 따른 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법을 실행한다.A sample analysis method using the local surface plasmon resonance sensor according to the present embodiment is performed by using the local surface plasmon resonance sensor 100.

우선, 시료 분석의 첫 단계로서, 국소 표면 플라즈몬 공명센서(100)를 세척한다(S100). 이는 국소 표면 플라즈몬 공명센서(100)를 초기화하는 공정으로 증류수 등의 세척용액을 사용하여 세척을 진행한다. First, as a first step of the sample analysis, the local surface plasmon resonance sensor 100 is washed (S100). This is a step of initializing the local surface plasmon resonance sensor 100 and washing is performed using a cleaning solution such as distilled water.

세척이 완료되면, 검출항체를 고정하는 단계(S200)를 시행한다. 이때, 큐벳에 검출항체가 함유된 제1 시료를 제1 큐벳에 채워 준비하고, 그 제1 큐벳에 세척된 국소 표면 플라즈몬 공명센서(100)를 담금으로써, 국소 표면 플라즈몬 공명센서(100)의 외면에 검출항체를 고정한다. 검출항체는 타겟물질과 특이적으로 결합한다. When the washing is completed, a step of fixing the detection antibody (S200) is performed. At this time, the first sample containing the detection antibody in the cuvette is filled in the first cuvette, and the washed surface plasmon resonance sensor 100 is immersed in the first cuvette, so that the outer surface of the local surface plasmon resonance sensor 100 The detection antibody is immobilized. The detection antibody binds specifically to the target substance.

여기서, 검출항체가 고정되면, 흡광도를 측정할 수 있는 단계를 더 시행할 수 있다. 이때, 제1 큐벳에 삽입되어 검출항체에 침지된 상태로, 국소 표면 플라즈몬 공명센서(100)를 분광분석기에 배치하여 흡광도를 측정한다. 다만, 반드시 이러한 흡광도 측정단계를 시행해야 하는 것은 아니다.Here, when the detection antibody is immobilized, a step of measuring the absorbance can be further performed. At this time, the absorbance is measured by inserting the local surface plasmon resonance sensor 100 into the spectroscopic analyzer while being inserted into the first cuvette and immersed in the detection antibody. However, this absorbance measurement step is not necessarily performed.

검출항체가 고정된 후에는, 타겟물질을 결합하는 단계(S300)가 이루어진다. 여기서, 타겟물질이 함유된 제2 시료를 준비한다. 준비된 제2 시료에 검출항체가 고정된 국소 표면 플라즈몬 공명센서(100)를 담금으로써, 분석대상이 되는 시료의 타겟물질이 검출항체에 결합된다. 여기서, 타겟물질은 바이오 연구에 필요한 단백질, 또는 유전자 등일 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법을 통해, 암을 포함한 각종 질병을 빠른 시간에 간단하고 저렴하게 진단할 수 있다.After the detection antibody is immobilized, a step S300 of binding a target substance is performed. Here, a second sample containing the target material is prepared. The target substance of the sample to be analyzed is bound to the detection antibody by immersing the local surface plasmon resonance sensor 100 in which the detection antibody is immobilized in the prepared second sample. Here, the target substance may be a protein, a gene, or the like necessary for bio-research. Therefore, through the sample analysis method using the local surface plasmon resonance sensor according to the present embodiment, various diseases including cancer can be diagnosed quickly and simply and inexpensively.

한편, 본 실시예에 따른 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법은 검출항체 중 일부를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 검출항체를 고정하는 단계(S200)에서 과다하게 고정된 검출항체, 즉 국소 표면 플라즈몬 공명센서(100)에 의도한 바와 다르게 고정된 검출항체를 제거한다. 이때, 검출항체의 제거는 린싱용액에 국소 표면 플라즈몬 공명센서(100)를 담그는 방식으로 진행되는데, 이러한 단계는 검출항체를 고정하는 단계(S200)와 타겟물질을 결합하는 단계(S300) 사이에서 이루어진다. 여기서, 린싱용액은 예를 들어, PBS 버퍼를 사용할 수 있는데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the method of analyzing a sample using the local surface plasmon resonance sensor according to the present embodiment may further include removing a part of the detection antibody. Here, in the step of immobilizing the detection antibody (S200), the detection antibody which is fixed excessively, that is, the detection antibody which is immobilized as intended in the local surface plasmon resonance sensor 100 is removed. At this time, the removal of the detection antibody proceeds by immersing the local surface plasmon resonance sensor 100 in the rinsing solution. This step is performed between the step of immobilizing the detection antibody (S200) and the step of binding the target substance (S300) . Here, the rinse solution may be, for example, PBS buffer, but not always limited thereto.

이때, 린싱용액은 큐벳에 수용되어 준비되고, 국소 표면 플라즈몬 공명센서가 그 큐벳에 삽입되어 침지되는데, 여기서 그 큐벳에 삽입된 상태의 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 분광분석기에 배치하여 흡광도를 측정하는 단계를 더 시행할 수 있다. 다만, 이 단계가 반드시 실행되어야 하는 것은 아니다.At this time, the rinsing solution is prepared in a cuvette, and a local surface plasmon resonance sensor is inserted and immersed in the cuvette. The local surface plasmon resonance sensor inserted into the cuvette is placed in a spectroscopic analyzer to measure the absorbance Can be performed. However, this step does not necessarily have to be performed.

상술한 바와 같이, 국소 표면 플라즈몬 공명센서(100)에 타겟물질이 결합되면, 흡광도를 측정한다. 여기서, 흡광도의 측정은 분광분석기를 사용하는데, 이때 분광분석기는 미리 예열된 상태이어야 한다. 흡광도 측정 단계에서. 타겟물질을 결합하는 단계(S300)가 종료된 뒤에 즉시, 국소 표면 플라즈몬 공명센서(100)를 예열된 분광분석기에 배치하여 흡광도를 측정하게 된다. 이때, 국소 표면 플라즈몬 공명센서(100)는 제2 시료에 담긴 상태로, 제2 큐벳과 함께 분광분석기에 배치한다.As described above, when the target substance is bound to the local surface plasmon resonance sensor 100, the absorbance is measured. Here, the measurement of absorbance uses a spectrometer, in which the spectrometer must be preheated. In the absorbance measurement step. Immediately after the step S300 of binding the target material is completed, the local surface plasmon resonance sensor 100 is placed in the preheated spectroscopic analyzer to measure the absorbance. At this time, the local surface plasmon resonance sensor 100 is placed in the spectroscopic analyzer together with the second cuvet in the state of being contained in the second sample.

여기서 사용되는 분광분석기는 일반적인 가시광분광분석기인데, 이하에서 자세하게 설명한다.The spectroscopic analyzer used here is a general visible spectrum analyzer, which will be described in detail below.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법에 사용되는 분광분석기의 개략도이다.4 is a schematic diagram of a spectrometer used in a method of analyzing a sample using a local surface plasmon resonance sensor according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법에 사용되는 분광분석기는 발광부(70), 및 수광부(80)를 포함한다.The spectroscopic analyzer used in the sample analysis method using the local surface plasmon resonance sensor according to the present embodiment includes a light emitting unit 70 and a light receiving unit 80.

발광부(70)는 광을 방출하는 광원으로서, 국소 표면 플라즈몬 공명센서(100)를 향해서 광을 조사한다. 수광부(80)는 국소 표면 플라즈몬 공명센서(100)를 투과한 광을 수광하는 디바이스이다. 여기서, 발광부(70)로부터 방출된 광 및 수광부(80)로 입사된 광으로부터 산출되는 흡광도 변화율 또는 최대 신호 크기를 갖는 흡수 파장값의 변화율을 측정하여 시료를 분석한다. 이러한 흡광도 변화율 및 흡수 파장값의 변화율은 나노입자(30)들의 국소 표면 플라즈몬 공명현상에 기초하는 것으로서, 나노입자(30)들과 접하는 시료 내의 생물학적 또는 비생물학적 물질의 반응도에 따른 나노입자(30)들 주변의 유효 굴절률의 변화로부터 유도된다. 본 실시예에 따른 분광분석기는 분석모듈을 더 포함할 수 있는데, 여기서 분석모듈은 통상의 마이크로프로세서, 메모리, 및 저장장치와 같은 컴퓨팅 시스템 등으로 구성될 수 있다.The light emitting portion 70 is a light source that emits light, and irradiates light toward the local surface plasmon resonance sensor 100. The light receiving unit 80 is a device that receives light transmitted through the local surface plasmon resonance sensor 100. Here, the sample is analyzed by measuring the change rate of the absorbance, which is calculated from the light emitted from the light emitting portion 70 and the light incident on the light receiving portion 80, or the rate of change of the absorption wavelength value having the maximum signal magnitude. The rate of change of the absorbance and the rate of change of the absorption wavelength value are based on the local surface plasmon resonance phenomenon of the nanoparticles 30 and the nanoparticles 30 depend on the reactivity of the biological or nonbiological material in the sample in contact with the nanoparticles 30. [ Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI > The spectroscopic analyzer according to the present embodiment may further include an analysis module, wherein the analysis module may comprise a conventional microprocessor, a memory, and a computing system such as a storage device.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the present invention. It is obvious that the modification or improvement is possible.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속한 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

10: 바인더 30: 도전성 나노입자
50: 플라스틱 필름 70: 발광부
80: 수광부 100: 국소 표면 플라즈몬 공명센서10: Binder 30: Conductive nanoparticles
50: plastic film 70:
80: light receiving unit 100: local surface plasmon resonance sensor

Claims (5)

플라스틱 필름 표면에 도전성 나노입자가 코팅된 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법에 있어서,
(a) 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 세척하는 단계;
(b) 검출항체를 함유하고 제1 큐벳에 수용된 제1 시료에, 세척된 상기 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 침지하여 검출항체를 고정하는 단계; 및
(c) 타겟물질을 함유하고 제2 큐벳에 수용된 제2 시료에, 상기 검출항체가 고정된 상기 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 침지하여 타겟물질을 결합하는 단계를 포함하는 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법.
A method of analyzing a sample using a local surface plasmon resonance sensor having conductive nanoparticles coated on a surface of a plastic film,
(a) washing the local surface plasmon resonance sensor;
(b) immersing the washed surface plasmon resonance sensor in the first sample containing the detection antibody and contained in the first cuvette to immobilize the detection antibody; And
(c) a step of immersing the second surface-plasmon resonance sensor having the detection antibody immobilized on the second sample contained in the second cuvette to bind the target substance, and (c) Analysis method.
청구항 1에 있어서,
상기 (b) 단계와 상기 (c) 단계 사이에,
상기 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 린싱용액에 침지하여 상기 검출항체 중 일부를 제거하는 단계를 더 포함하는 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법.
The method according to claim 1,
Between the step (b) and the step (c)
Further comprising the step of immersing the local surface plasmon resonance sensor in a rinsing solution to remove a part of the detection antibody, thereby analyzing the sample using the local surface plasmon resonance sensor.
청구항 1에 있어서,
상기 (c) 단계 이후에,
상기 제2 시료에 담긴 상기 국소 표면 플라즈몬 공명센서를, 상기 제2 큐벳과 함께 예열된 분광분석기에 배치시켜 흡광도를 측정하는 단계를 더 포함하는 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법.
The method according to claim 1,
After the step (c)
Further comprising the step of disposing the local surface plasmon resonance sensor contained in the second sample in a spectroscopic analyzer preheated together with the second cuvette to measure the absorbance of the sample, using the local surface plasmon resonance sensor.
청구항 1에 있어서,
상기 (b) 단계와 상기 (c) 단계 사이에,
상기 제1 큐벳에 삽입되어 상기 검출항체에 침지된 상태로, 상기 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 분광분석기에 배치하여, 흡광도를 측정하는 단계를 더 포함하는 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법.
The method according to claim 1,
Between the step (b) and the step (c)
Further comprising the step of placing the local surface plasmon resonance sensor in a spectroscopic analyzer while being immersed in the detection antibody inserted into the first cuvette and measuring the absorbance of the local surface plasmon resonance sensor.
청구항 2에 있어서,
상기 국소 표면 플라즈몬 공명센서는 상기 린싱용액이 수용된 큐벳에 삽입되어 침지되며, 상기 린싱용액을 수용하는 큐벳에 삽입된 상태의 상기 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 분광분석기에 배치하여, 흡광도를 측정하는 단계를 더 포함하는 국소 표면 플라즈몬 공명센서를 이용한 시료 분석방법.
The method of claim 2,
The local surface plasmon resonance sensor is inserted into a cuvette containing the rinsing solution and immersed therein, and the local surface plasmon resonance sensor inserted in the cuvette containing the rinsing solution is placed in a spectroscopic analyzer, and the absorbance is measured A method for analyzing a sample using a local surface plasmon resonance sensor.
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