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문제 정의
- 본 연구에서는 향후 바이오센서 응용을 위하여 반응이 안정적이고 생체친화적인 AuNPs 를 선택하였으몌17] SPR 신호 증폭을 위하여 AuNPs 표면에 다양한 두께의 실리카층을 형성하였다[18, 19]. LB 박막 형성 기법을 이용하여 제어 가능한 AuNPs 박막을 제조하였으며 집적도와 배열도를 원자힘 현미경을 이용하여 확인하였다.
제안 방법
- 형성하였다[18, 19]. LB 박막 형성 기법을 이용하여 제어 가능한 AuNPs 박막을 제조하였으며 집적도와 배열도를 원자힘 현미경을 이용하여 확인하였다.
- Langmuir-Blodgett 제조 장치 (KSV 1000-2, KSV INSTRUMENTS LTD, Filand) 의 수조에 물을 가득 담은 후에상온에서 입자들이 잘 분산 될 수 있도록 클로로포름을 표면에 분산시켜 주었다. 그리고 그 위에 실리카로 개질된 AuNPs 를 분산시켜 주었다.
- Silica-AuNPs의 LB 박막 형성에 있어서 실리카 두께의 영향을 원자 힘 현미경을 이용하여 확인하였다 (Figure 4). A (TEOS : 0.
- 개질하였다. TEOS 의 농도를 조절하여 실리카층의 두께를 변화시켰으며 자외선/가시광선 분광계를 이용하여 확인하였다. 개질된 AuNPs를 이용하여 적정 표면 압력에서 LB 박막을 제조하였고 원자 힘 현미경을 이용하여 Silica- AuNPs의 배열 양상을 확인하였다.
- TEOS 의 농도를 조절하여 실리카층의 두께를 변화시켰으며 자외선/가시광선 분광계를 이용하여 확인하였다. 개질된 AuNPs를 이용하여 적정 표면 압력에서 LB 박막을 제조하였고 원자 힘 현미경을 이용하여 Silica- AuNPs의 배열 양상을 확인하였다. 0.
- 고감도의 LSPR 바이오센서 응용을 위하여 실리카층을 도입하여 직경 10 nm의 AuNPs 표면을 개질하였다. TEOS 의 농도를 조절하여 실리카층의 두께를 변화시켰으며 자외선/가시광선 분광계를 이용하여 확인하였다.
- 입자들이 잘 분산 될 수 있도록 클로로포름을 표면에 분산시켜 주었다. 그리고 그 위에 실리카로 개질된 AuNPs 를 분산시켜 주었다.
- , LTD)장비를 이용하여 AuNPs 및 Silica-AuNPs를 실온에서 분석하였다. 단분자막의 표면 특성은 원자 힘 현미경(XE-100, Park Systems, Korea) 장비를 이용하여 기상모드 및 비접족 모드(spring constant: 42 N/m, resonance frequency: 320 kHz, NCHR, Nanoworld, Switzerland)S 실온에서 관찰하였다.
- 54 wt% sodium citrate 용액 8 mL를 넣고 24 h 교반하였다[20]. 반응 후 15,000 rpm에서 15 min 간 원심분리(기계모델)를 하여 상등액을 제거하고 용액의 용매를 에탄올/증류수(4/1 v/v) 혼합용액으로 교체하여 MPS 로 표면 개질된 AuNPs (MPS-AuNPs) 용액을 제조하였다 [Scheme 1(A)].
- [14]. 본 연구에서는 측정상의 편이성을 고려하여 10 nm 직경의 AuNPs를이용하여 실리카 표면 개질을 진행하였다.
- 실리카로 표면 개질된 AuNPs (Silica-AuNPs) 용액은 2, 000, 3, 000, 4, 000, 6, 000, 8, 000, 10, 000 rpm에서 10 min 간 원심분리하여 용매를 제거하였고, 1 mL 메탄올을 첨가한 후 15 s 동안 3번에 걸쳐 팁 소니케이터(Fisher Scientific, Model-100, power output 4)를 이용해서 뭉쳐있는 입자들을 재 분산시켜 주었다.
- 넣어주었다. 이후 MPS-AuNPs 용액이 담긴 바이알에 tetraethlyortho- silicate (TEOS)를 A : 0.05, B : 0.1, C : 0.15, D : 0.2, E : 0.3, F : 0.4 M의 농도로 1 mL씩 첨가하였으며, 실온에서 24 h 동안 실리카 형성 반응을 시켜 TEOS 가 남아있지 않도록 하였다 [Scheme 1(B)].
- 적외선/가시광선 분광계 (Optizen 2120UV, Mecasys CO., LTD)장비를 이용하여 AuNPs 및 Silica-AuNPs를 실온에서 분석하였다. 단분자막의 표면 특성은 원자 힘 현미경(XE-100, Park Systems, Korea) 장비를 이용하여 기상모드 및 비접족 모드(spring constant: 42 N/m, resonance frequency: 320 kHz, NCHR, Nanoworld, Switzerland)S 실온에서 관찰하였다.
- 표면압력-면적 그래프를 통해 적절한 압력을 찾은 후에고정된 표면압력하에서 실험용 커버글라스 (microscope, Paul Marienfield GmbH & Co.KG, Germany) 상에 AuNPs 단 분자 층막을 형성시켰다. A : 25 mN/m, B : 24.
대상 데이터
- KG, Germany) 상에 AuNPs 단 분자 층막을 형성시켰다. A : 25 mN/m, B : 24.5 mN/m, C : 23 mN/m, D : 27.5 mN/m, E : 26 mN/m, F : 27 mN/m 의 표면 압력하에서 단분자 층의 LB-박막을 제조하였다.
- Citrate 환원법을 이용하여 직경 10 nm의 AuNPs를제조하였다. 1 L 둥근 플라스크에 증류수 198 mL를넣어 끓인 후 1 wt% sodium citrate 12 mL를 첨가하고 5 min 동안 교반시켜 주었다.
성능/효과
- 그러나 Figure 1(B)의 결과를통하여 고찰하였듯이 D, E, F의 경우에는 광산란으로인하여 낮은 파장에서도 높은 extinction 을 보이기 때문에 LSPR 의 광학 특성을 이용한 바이오센서의 응용에는 어려움이 있을 것으로 예상된다. 따라서 0.15 M의 TEOS 농도에서 제조된 Silica-AuNPs를 가지고 박막을형성하는 것이 LSPR 기반의 바이오센서에 적합할 것으로 생각된다.
- 실리카가 코팅되고 개질됨으로써 AuNPs 간의 뭉침현상이 현저하게 감소하였으며 박막 형성 시에 보다균일한 Silica-AuNPs 층을 형성하였다.
- 실리카층 형성에 있어서 암모니아의 역할이 중요하며 반응에 앞서 넣어주지 않을 경우에는 반응이 느려지는 경향을 확인하였고, AuNPs간 결합력이 증가하여 침전이 생기는 현상도 나타났다. 암모니아의 양을 증가 시킬 경우, 용액의 이온 강도가 증가하고 실리카 입자들의 이 중 형성을 막을 수 있으나 이온 강도가 너무 커지면 실리카로 코팅되어지기 전에 AuNPs 들이 뭉치는 경향을 보였다.
후속연구
- 개질된 AuNPs를 이용하여 적정 표면 압력에서 LB 박막을 제조하였고 원자 힘 현미경을 이용하여 Silica- AuNPs의 배열 양상을 확인하였다. 0.15 M 이상의 모든 TEOS 농도에서 Silica-AuNPs LB 박막의 형성이 용이하였으나 광산란도가 적은 0.15 M에서 개질된 AuNPs 이 향후 LSPR 기반의 바이오센서 개발에 보다 유용할것으로 판단된다.
- 비하여 감도가 우수하다. 가시광선 영역에서 LSPR 광학특성에 의한 특이적인 흡수피크를 관찰하는것이 가능하고 전반사를 위한 광학 장치가 필요하지않기 때문에 더 간편하고 소형의 LSPR 바이오센서의 개발을 기대할 수 있다.
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