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그 표면에 이온성 기능기가 노출되어 있는 실리카 나노입자에 하기 화학식 10로 표시되는 광변색성 물질이 결합되어 있는 고감도 실리카 나노입자: [화학식 10] 상기 화학식 10에서 R은 결합선, 산소원자 또는 불소로 치환 또는 비치환된 C1~C3알킬렌기이고, Y는 각각 독립적으로 산소원자, 질소원자 또는 황원자이며, Z는 불소로 치환 또는 비치환된 메틸렌기이거나, 또는 카르보닐기이고, M 또는 M'는 수소 또는 실리카 나노입자의 이온성 기능기와 결합하는 작용기고, M과 M' 중 어느 하나는 실리카 나노입자의 이온성 기능기와 결합하는 작용기이며, n은 1~100의 정수를 의미하고, 상기 실리카 나노입자의 이온성 기능기와 결합하는 작용기는 카르복실기, 카르복실산 유도체기(C(=O)-Cl, C(=O)-Br, C(=O)-O-succinimide), 이소시아네이트기, 이소티오시아네이트기, 아민기, 알데히드기, 티올기, 수산기, 요오드아세트아민기, α-할로아세틸기 및 말레이미드기로 구성된 군에서 선택되며, 상기 이온성 기능기는 아민기, 알데히드기, 수산기 및 티올기로 구성된 군에서 선택되는 양이온성 기능기, 또는 카르복실기, 카르복실산 유도체기(C(=O)-Cl, C(=O)-Br, C(=O)-O-succinimide), 이소시아네이트기, 이소티오시아네이트기로 구성된 군에서 선택되는 음이온성 기능기임
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제4항에 있어서, 상기 실리카 나노입자 표면의 이온성 기능기는 양이온성 기능기이고, 상기 실리카 나노입자 표면에서 광변색성 물질이 결합되어 있지 않은 양이온성 기능기가 음이온성 기능기로 개질되어 있는 것을 특징으로 하는 광변색성 물질이 결합되어 있는 고감도 실리카 나노입자
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다음 단계를 포함하는 광변색성 물질이 결합되어 있는 고감도 실리카 나노입자의 제조방법:(a) 용매에 실리카 전구체 및 촉매제를 첨가하여 상기 실리카 전구체를 활성화 시킨 다음, 양이온성 기능기를 가지는 화합물을 첨가하고 반응시켜 양이온성 실리카 전구체를 제조하는 단계;(b) 상기 (a)단계에서 제조된 양이온성 실리카 전구체에 증류수를 첨가하고 양이온성 기능기가 그 표면에 노출된 실리카 나노입자를 제조하는 단계; 및(c) 상기 (b)단계에서 제조된 실리카 나노입자의 표면에 노출된 양이온성 기능기에 광변색성 물질을 결합시켜 고감도 실리카 나노입자를 제조하는 단계,상기 (a) 단계의 양이온성 기능기를 가지는 화합물은 아미노프로필트로메톡시실란, 아미노프로필트로에톡시실란, 아미노프로필다이에탄올아민, 아미노프로필다이에톡시메틸실란 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되고,상기 광변색성 물질은 하기 화학식 10으로 표시되고,[화학식 10] 상기 화학식 10에서 R은 결합선, 산소원자 또는 불소로 치환 또는 비치환된 C1~C3알킬렌기이고, Y는 각각 독립적으로 산소원자, 질소원자 또는 황원자이며, Z는 불소로 치환 또는 비치환된 메틸렌기이거나, 또는 카르보닐기이고, M 또는 M'는 수소 또는 실리카 나노입자의 이온성 기능기와 결합하는 작용기고, M과 M' 중 어느 하나는 실리카 나노입자의 이온성 기능기와 결합하는 작용기이며, n은 1~100의 정수를 의미하고, 상기 실리카 나노입자의 이온성 기능기와 결합하는 작용기는 카르복실기, 카르복실산 유도체기(C(=O)-Cl, C(=O)-Br, C(=O)-O-succinimide), 이소시아네이트기, 이소티오시아네이트기, 아민기, 알데히드기, 티올기, 수산기, 요오드아세트아민기, α-할로아세틸기 및 말레이미드기로 구성된 군에서 선택되며, 상기 이온성 기능기는 아민기, 알데히드기, 수산기 및 티올기로 구성된 군에서 선택되는 양이온성 기능기, 또는 카르복실기, 카르복실산 유도체기(C(=O)-Cl, C(=O)-Br, C(=O)-O-succinimide), 이소시아네이트기, 이소티오시아네이트기로 구성된 군에서 선택되는 음이온성 기능기임
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다음 단계를 포함하는 광변색성 물질이 결합되어 있는 고감도 실리카 나노입자의 제조방법:(a) 용매에 실리카 전구체 및 촉매제를 첨가하여 상기 실리카 전구체를 활성화시킨 다음, 양이온성 기능기를 가지는 화합물을 첨가하고 반응시켜 양이온성 실리카 전구체를 제조하는 단계;(b) 상기 (a)단계에서 제조된 양이온성 실리카 전구체에 증류수를 첨가하고 양이온성 기능기가 그 표면에 노출된 실리카 나노입자를 제조하는 단계;(c) 상기 (b)단계에서 실리카 나노입자 표면에 노출된 양이온성 기능기를 음이온성 기능기로 개질하는 단계; 및(d) 상기 (c)단계에서 개질된 음이온성 기능기에 광변색성 물질을 결합시켜 고감도 실리카 나노입자를 제조하는 단계,상기 (a) 단계의 양이온성 기능기를 가지는 화합물은 아미노프로필트로메톡시실란, 아미노프로필트로에톡시실란, 아미노프로필다이에탄올아민, 아미노프로필다이에톡시메틸실란 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되고,상기 광변색성 물질은 하기 화학식 10으로 표시되고,[화학식 10] 상기 화학식 10에서 R은 결합선, 산소원자 또는 불소로 치환 또는 비치환된 C1~C3알킬렌기이고, Y는 각각 독립적으로 산소원자, 질소원자 또는 황원자이며, Z는 불소로 치환 또는 비치환된 메틸렌기이거나, 또는 카르보닐기이고, M 또는 M'는 수소 또는 실리카 나노입자의 이온성 기능기와 결합하는 작용기고, M과 M' 중 어느 하나는 실리카 나노입자의 이온성 기능기와 결합하는 작용기이며, n은 1~100의 정수를 의미하고, 상기 실리카 나노입자의 이온성 기능기와 결합하는 작용기는 카르복실기, 카르복실산 유도체기(C(=O)-Cl, C(=O)-Br, C(=O)-O-succinimide), 이소시아네이트기, 이소티오시아네이트기, 아민기, 알데히드기, 티올기, 수산기, 요오드아세트아민기, α-할로아세틸기 및 말레이미드기로 구성된 군에서 선택되며, 상기 이온성 기능기는 아민기, 알데히드기, 수산기 및 티올기로 구성된 군에서 선택되는 양이온성 기능기, 또는 카르복실기, 카르복실산 유도체기(C(=O)-Cl, C(=O)-Br, C(=O)-O-succinimide), 이소시아네이트기, 이소티오시아네이트기로 구성된 군에서 선택되는 음이온성 기능기임
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제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 (a) 단계의 용매는 알코올인 것을 특징으로 하는 광변색성 물질이 결합되어 있는 고감도 실리카 나노입자의 제조방법
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제11항에 있어서, 상기 알코올은 에탄올, 메탄올, 부탄올, 헵탄올, 헥산올 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 광변색성 물질이 결합되어 있는 고감도 실리카 나노입자의 제조방법
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제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 (a) 단계의 촉매제는 암모니아 수용액인 것을 특징으로 하는 광변색성 물질이 결합되어 있는 고감도 실리카 나노입자의 제조방법
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제13항에 있어서, 상기 암모니아 수용액의 암모니아 농도는 10~40중량%인 것을 특징으로 하는 광변색성 물질이 결합되어 있는 고감도 실리카 나노입자의 제조방법
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제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 (a) 단계의 실리카 전구체는 테트라에틸오소실리케이트, 테트라메틸오소실리케이트, 테트라프로필오소실리케이트 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 광변색성 물질이 결합되어 있는 고감도 실리카 나노입자의 제조방법
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제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 (a) 단계의 실리카 전구체와 양이온성 기능기를 가지는 화합물의 첨가비율은 1:0
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제9항에 있어서, 상기 (c) 단계에서 제조된 실리카 나노입자 표면의 양이온성 기능기를 음이온성 기능기로 개질시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광변색성 물질이 결합되어 있는 고감도 실리카 나노입자의 제조방법
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제18항에 있어서, 상기 개질은 석시닉 언하이드라드를 이용하는 것을 특징으로 하는 광변색성 물질이 결합되어 있는 고감도 실리카 나노입자의 제조방법
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제10항에 있어서, 상기 (c) 단계에서 개질은 석시닉 언하이드라드를 이용하는 것을 특징으로 하는 광변색성 물질이 결합되어 있는 고감도 실리카 나노입자의 제조방법
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다음 단계를 포함하는 생체분자의 검출방법:(a) 제4항 또는 제8항의 광변색성 물질이 결합되어 있는 실리카 나노입자와 검출대상 생체분자에 결합할 수 있는 프로브를 결합시키는 단계, 여기서, 상기 프로브는 상기 실리카 나노입자에서 광변색성 물질이 결합되어 있지 않은 이온성 기능기에 결합됨;(b) 상기 광변색성 물질이 결합되어 있는 실리카 나노입자로 표지된 프로브를 검출대상 생체분자가 함유된 시료와 반응시킨 다음, 자외선을 조사하는 단계; 및(c) 상기 시료의 광변색을 측정하여 검출대상 생체분자를 검출하는 단계
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제26항에 있어서, 상기 (b)단계의 자외선은 약 365nm 파장을 갖는 자외선인 것을 특징으로 하는 검출방법
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제26항에 있어서, 상기 (c)단계의 광변색의 측정은 가시광선 영역에서 수행되는 것을 특징으로 하는 검출방법
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제26항에 있어서, 상기 검출대상 생체분자에 결합할 수 있는 프로브와 검출대상 생체분자의 조합은 항원-항체, 리간드-리셉터, 효소-기질, 비오틴-아비딘, 합텐-항합텐, 호르몬-수용체 및 렉틴-당단백질로 구성된 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 검출방법
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