초록 ▼

본 발명은 퀀텀닷 나노결정 복합체를 이용한 다중세균 검출장치 및 이의 검출방법에 관한 것으로서, 아연, 카드늄, 납, 구리, 갈륨, 비소, 탈륨, 니켈, 망간 및 창연으로 이루어진 메탈 군으로부터 하나 이상 선택되는 나노 결정에 미생물을 유인하기 위한 미생물 유인 물질이 결합된 나노 결정-미생물 유인 물질 복합체 및 이의 제조방법을 제공한다. 또한 상기 나노 결정-미생물 유인물질 복합체를 이용하여 미생물을 검출하는 검출 키트 및 상기 검출 키트를 이용하여 스퀘어 웨이브 음전극 스트리핑 전압(Square wave anodic stri

본 발명은 퀀텀닷 나노결정 복합체를 이용한 다중세균 검출장치 및 이의 검출방법에 관한 것으로서, 아연, 카드늄, 납, 구리, 갈륨, 비소, 탈륨, 니켈, 망간 및 창연으로 이루어진 메탈 군으로부터 하나 이상 선택되는 나노 결정에 미생물을 유인하기 위한 미생물 유인 물질이 결합된 나노 결정-미생물 유인 물질 복합체 및 이의 제조방법을 제공한다. 또한 상기 나노 결정-미생물 유인물질 복합체를 이용하여 미생물을 검출하는 검출 키트 및 상기 검출 키트를 이용하여 스퀘어 웨이브 음전극 스트리핑 전압(Square wave anodic stripping voltammetric:SWASV)법으로 전기화학적 분석에 따른 다중세균 검출 방법을 제공한다.

대표청구항 ▼

아연, 카드늄, 납, 구리, 갈륨, 비소, 탈륨, 니켈, 망간 및 창연으로 이루어진 메탈 군으로부터 하나 이상 선택되는 나노 결정; 미생물 유인 물질; 및일측에 상기 나노 결정과 결합 가능한 전하 특성의 치환기를 가지며, 반대측에 복수의 수용성 치환기를 갖는 고분자 사슬을 가지며, 일측의 치환기를 통해 상기 나노 결정과 결합하고, 반대측의 복수의 수용성 치환기를 통해 상기 나노 결정을 안정화하고, 상기 복수의 수용성 치환기를 통해 상기 미생물 유인 물질과 결합을 구성하는 결합 안정화 물질을 포함하는 나노 결정-미생물 유인 물질 복합

아연, 카드늄, 납, 구리, 갈륨, 비소, 탈륨, 니켈, 망간 및 창연으로 이루어진 메탈 군으로부터 하나 이상 선택되는 나노 결정; 미생물 유인 물질; 및일측에 상기 나노 결정과 결합 가능한 전하 특성의 치환기를 가지며, 반대측에 복수의 수용성 치환기를 갖는 고분자 사슬을 가지며, 일측의 치환기를 통해 상기 나노 결정과 결합하고, 반대측의 복수의 수용성 치환기를 통해 상기 나노 결정을 안정화하고, 상기 복수의 수용성 치환기를 통해 상기 미생물 유인 물질과 결합을 구성하는 결합 안정화 물질을 포함하는 나노 결정-미생물 유인 물질 복합체. 제1항에 있어서, 상기 나노결정은 메탈 설파이드 형인 나노 결정-미생물 유인 물질 복합체. 제1항에 있어서, 상기 나노 결정은 아연, 카드뮴, 납 및 구리로 이루어진 메탈 군으로부터 하나 이상 선택되는 나노 결정-미생물 유인 물질 복합체. 제1항에 있어서, 상기 나노 결정은 둘 이상의 나노 결정이 결합하여 형성된 나노 결정 복합체를 추가 포함하는 나노 결정-미생물 유인 물질 복합체. 제1항에 있어서, 상기 미생물 유인 물질은 말토즈(maltose), 아스파테이트(aspartate), 카사미노산(casamino acid), 시스테인(cysteine), 류신(leucine) 또는 세린(serine)으로 이루어진 그룹으로부터 하나 이상 선택되는 나노 결정-미생물 유인 물질 복합체. 제1항에 있어서, 상기 결합 안정화 물질이 다이티올쓰레이톨(dithiolthreitol) 또는 다이하드로 리포익산(dihydrolipoic acid)를 포함하는 나노 결정-미생물 유인 물질 복합체. 제1항에 있어서, 상기 결합 안정화 물질과 상기 미생물 유인 물질과의 결합이 카바메이트(carbamate) 결합인 나노 결정-미생물 유인 물질 복합체. 미생물 유인 물질을 표지하는 나노 결정-미생물 유인 물질 복합체 제조 방법에 있어서, 헥사데칸올, 수산화 칼륨 및 카본 디설파이드를 반응시켜, 헥사데실싼테이트(hexadecyl xanthate; 이하 'HDX'라 함) 칼륨 염을 제조하는 단계;아연, 카드늄, 납, 구리, 갈륨, 비소, 탈륨, 니켈, 망간 및 창연으로 이루어진 메탈 군으로부터 하나 이상 선택되는 나노 결정을 수득된 HDX 칼륨 염과 반응시켜 HDX 메탈 설파이드 나노 결정을 제조하는 단계;상기 HDX 메탈 설파이드 나노 결정에 알킬 아민 도판트를 반응시켜, 메탈 설파이드 나노 결정을 제조하는 단계;상기 메탈 설파이드 나노 결정에 결합 안정화 물질을 반응시켜, 메탈 설파이드 나노 결정에 결합 안정화 물질을 결합시키는 단계;상기 결합된 메탈 설파이드 나노 결정-결합 안정화 물질 복합체에 활성화 물질을 반응시켜, 메탈 설파이드 나노 결정-결합 안정화 물질 복합체를 활성화시키는 단계; 및상기 활성화된 메탈 설파이드 나노 결정-결합 안정화 물질 복합체에 미생물 유인물질을 결합하는 단계를 포함하는 나노 결정-미생물 유인물질 복합체 제조 방법.제8항에 있어서, 상기 나노 결정은 아연, 카드뮴, 납 및 구리로 이루어진 메탈 군으로부터 하나 이상 선택되는 나노 결정-미생물 유인물질 복합체 제조 방법. 제8항에 있어서, 상기 HDX 칼륨 염 제조 단계는 상기 헥사데칸올과 상기 수산화 칼륨을 혼합하고, 혼합된 용액이 모두 용해될 때까지 가열하는 단계;상기 혼합 용액을 톨루엔에 넣고 균일하게 교반하고, 상기 카본 디설파이드를 첨가하는 단계;상기 혼합 용액을 페트로리움 에테르에 넣고 추가 교반하는 단계; 및상기 혼합 용액을 유리 필터로 필터링하고, 에테르로 세척하는 과정을 반복하는 단계를 포함하는 나노 결정-미생물 유인물질 복합체 제조 방법. 제8항에 있어서,상기 알킬 아민 도판트는 헥사 데실 아민, 데실 아민 및 트리 옥틸 아민으로 이루어지는 군에서 하나 이상 선택되는 나노 결정-미생물 유인물질 복합체 제조 방법. 제11항에 있어서,HDX 아연 설파이드 나노 결정 또는 HDX 카드뮴 설파이드 나노 결정에 대해서는 상기 알킬 아민 도판트로 헥사 데실 아민을 사용하고, HDX 납 설파이드 나노 결정에 대해서는 상기 알킬 아민 도판트로 데실 아민 또는 트리 옥틸 아민을 사용하고, HDX 구리 설파이드 나노 결정에 대해서는 상기 알킬 아민 도판트로 헥사 데실 아민 또는 트리 옥틸 아민을 사용하는 나노 결정-미생물 유인물질 복합체 제조 방법. 제8항에 있어서, 상기 미생물 유인 물질은 말토즈(maltose), 아스파테이트(aspartate), 카사미노산(casamino acid), 시스테인(cysteine), 류신(leucine) 또는 세린(serine)으로 이루어진 그룹으로부터 하나 이상 선택되는 나노 결정-미생물 유인 물질 복합체 제조방법. 제8항에 있어서, 상기 결합 안정화 물질이 다이티올쓰레이톨(dithiolthreitol) 또는 다이하드로 리포익산(dihydrolipoic acid)를 포함하는 나노 결정-미생물 유인 물질 복합체 제조방법. 제8항에 있어서, 상기 활성화 물질이 카보닐 다이이미다졸(1,1-carbonyl diimidazole)인 나노 결정-미생물 유인 물질 복합체 제조방법. 제8항에 있어서, 상기 결합 안정화 물질이 상기 활성화 물질로 인해 활성화되고, 활성화된 결합 안정화 물질이 상기 미생물 유인 물질과 결합을 구성하는 나노 결정-미생물 유인 물질 복합체 제조방법.제8항에 있어서, 상기 결합 안정화 물질과 상기 미생물 유인 물질과의 결합이 카바메이트(carbamate) 결합인 나노 결정-미생물 유인 물질 복합체 제조방법. 나노 결정 표지를 이용하여 미생물을 검출하는 검출 키트에 있어서,아연, 카드뮴, 납, 구리, 갈륨, 비소, 탈륨, 니켈, 망간 및 창연으로 이루어진 메탈군으로부터 하나 이상 선택되는 나노 결정, 상기 미생물을 유인하기 위한 미생물 유인 물질 및 일측으로 전하 특성의 치환기로 나노결정과 결합하며 반대측으로 복수의 수용성 치환기를 가지는 고분자 사슬로 상기 미생물 유인 물질과 결합하는 결합안정화물질을 포함하는 나노 결정-미생물 유인 물질 복합체;유인 미생물 포획에 의한 상기 나노 결정-미생물 유인 물질 복합체의 나노입자와 대항되는 전하적 특성으로 포집하는 포집전극;포집된 상기 나노 결정에 대응하는 전류 피크를 아날로그로 측정하는 전류 피크 측정부를 포함하는 미생물 검출 키트. 제18항에 있어서, 상기 나노 결정은 메탈 설파이드 형인 미생물 검출 키트. 제18항에 있어서, 상기 나노 결정은 아연, 카드뮴, 납 및 구리로 이루어진 메탈 군으로부터 하나 이상 선택되는 미생물 검출 키트. 제18항에 있어서, 상기 미생물 유인 물질은 말토즈(maltose), 아스파테이트(aspartate), 카사미노산(casamino acid), 시스테인(cysteine), 류신(leucine) 또는 세린(serine)으로 이루어진 그룹으로부터 하나 이상 선택되는 미생물 검출 키트. 제18항에 있어서, 상기 결합 안정화 물질이 다이티올쓰레이톨 또는 다이하드로 리포익산인 미생물 검출 키트. 제18항에 있어서, 상기 전류 피크 측정부에 의해 측정된 전류피크를 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그 디지털 변환부를 추가 포함하는 미생물 검출 키트. 제18항에 있어서, 아연, 카드늄, 납, 구리, 갈륨, 비소, 탈륨, 니켈, 망간 및 창연으로 이루어진 메탈그룹에서 선택된 하나 이상의 각기 다른 나노 결정을 이용하여 제조된 각기 다른 나노결정-미생물 유인 물질 복합체를 사용하여 하나 이상의 미생물을 동시에 검출하는 미생물 검출 키트.제18항에 있어서, 상기 유인 미생물 포획은 선택적 반투과막을 통해 분리하는 것을 특징으로 하는 미생물 검출 키트. 제18항에 있어서, 상기 나노 결정이 양이온 특성을 갖는 경우 상기 포집 전극에 소정의 음 전위를 인가하고, 상기 나노 결정이 음이온 특성을 갖는 경우 상기 포집 전극에 소정의 양 전위를 인가하는 미생물 검출 키트. 제18항에 있어서, 상기 전류 피크 측정부는 상기 포집 전극에 포집된 상기 나노 결정에 소정의 전위를 인가하여, 상기 나노 입자를 산화/환원 반응시키고, 상기 나노 결정의 산화/환원 반응으로부터 발생하는 각 나노 결정에 고유한 전류 피크를 측정하는 미생물 검출 키트. 제27항에 있어서, 상기 포집 전극에 소정의 음 전위 또는 양 전위를 인가하여, 각각 양이온 특성의 나노 결정 또는 음이온 특성의 나노 결정을 포집하고, 상기 전류 피크 측정부는 포집된 상기 나노 결정으로부터 각각 발생하는 상기 나노 결정에 고유한 전류 피크를 각각 측정하는 미생물 검출 키트. 제23항에 있어서, 상기 디지털 신호를 해석하여 상기 디지털 신호에 대응하는 미생물의 정체 또는 검출된 미생물의 함량을 추정하는 디지털 신호 리더부를 추가 포함하는 미생물 검출 키트. 제23항에 있어서, 상기 디지털 신호를 소정의 바코드로 변환하는 바코드 변환부를 추가 포함하는 미생물 검출 키트. 제23항에 있어서, 상기 디지털 신호를 유선 또는 무선 통신을 통해 소정의 원격 진단부로 전송하고 상기 원격 진단부로부터 상기 디지털 신호의 해석 결과를 수신하는 통신부를 추가 포함하는 미생물 검출 키트. 나노 결정 표지를 이용하는 미생물 검출 방법에 있어서, 검출하고자 하는 하나 이상의 미생물과 미생물 유인이 가능한 하나 이상의 미생물 유인 물질을 결정하는 단계;아연, 카드늄, 납, 구리, 갈륨, 비소, 탈륨, 니켈, 망간 및 창연으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 나노 결정을 선택하여 상기 하나 이상의 미생물 유인 물질과 각각 결합하여 하나 이상의 나노 결정-미생물 유인 물질 복합체를 형성하는 단계;상기 하나 이상의 나노 결정-미생물 유인 물질 복합체를 검출하고자 하는 시료 내에 넣고 혼합하여 상기 검출하고자 하는 하나 이상의 미생물과 하나 이상의 나노 결정-미생물 유인 물질의 접촉을 유도하는 단계;상기 나노 결정-미생물 유인 물질과 접촉한 미생물을 포획하는 단계; 및상기 포획된 미생물에 접촉한 상기 나노 결정-미생물 유인 물질 복합체로부터 포집된 나노 결정에 대응하는 고유한 전류 피크를 측정하는 단계를 포함하는 미생물 검출 방법. 제32항에 있어서, 상기 나노 결정은 메탈 설파이드 형인 미생물 검출 방법. 제32항에 있어서, 상기 나노 결정은 아연, 카드뮴, 납 및 구리로 이루어진 메탈 군으로부터 하나 이상 선택되는 미생물 검출 방법. 제32항에 있어서, 상기 미생물 유인 물질은 말토즈(maltose), 아스파테이트(aspartate), 카사미노산(casamino acid), 시스테인(cysteine), 류신(leucine) 또는 세린(serine)으로 이루어진 그룹으로부터 하나 이상 선택되는 미생물 검출 방법. 제32항에 있어서, 상기 나노 결정-미생물 유인 물질 복합체의 형성 단계가 일측에 나노 결정과 결합 가능한 전하 특성의 치환기를 가지며, 반대측에 복수의 수용성 치환기를 갖는 고분자 사슬형의 결합 안정화 물질을 상기 나노 결정과 결합시켜 상기 나노 결정 안정화하는 단계;상기 안정화된 나노 결정에 결합된 결합 안정화 물질을 활성화시키는 단계; 및 상기 활성화된 결합 안정화 물질과 상기 미생물 유인 물질을 결합하는 단계;를 포함하는 미생물 검출 방법. 제36항에 있어서, 상기 활성화 단계는 상기 나노 결정-결합 안정화 물질 복합체에 카보닐 다이이미다졸을 반응시켜 상기 결합 안정화 물질을 활성화시키는 미생물 검출 방법.제32항에 있어서, 상기 측정된 전류 피크를 디지털 신호로 변환하는 단계를 추가 포함하는 미생물 검출 방법. 제38항에 있어서, 상기 변환된 디지털 신호를 유선 또는 무선 통신을 통해 소정의 원격 진단부로 전송하는 단계; 및 상기 원격 진단부로부터 상기 디지털 신호에 대한 검출 결과를 수신하는 단계를 추가 포함하는 미생물 검출 방법.