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제1 광가교성 아크릴계 고분자를 포함하는 코어; 및제2 광가교성 아크릴계 고분자, 양이온성 관능기를 포함한 제3 광가교성 아크릴계 고분자, 및 미생물 검출가능한 색변화 염료;를 포함하는 쉘;로 구성된 코어/쉘 구조체를 포함하고,상기 코어/쉘 구조체는 그 표면에 유해균이 부착될 때 쉘에 위치한 미생물 검출가능한 색변화 염료의 확산에 의해 상기 유해균의 세포막이 염색되어 상기 쉘의 색이 변화되어 코어의 색과 구별되는, 바이오센서용 하이드로겔 구조체
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제1항에 있어서,상기 코어/쉘 구조체는 그 표면에 수막층(water layer)를 더 포함하는 바이오센서용 하이드로겔 구조체
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제1항에 있어서,상기 제1 광가교성 아크릴계 고분자 및 상기 제2 광가교성 아크릴계 고분자는 하기 화학식 1로 표시되는 고분자를 포함하는 바이오센서용 하이드로겔 구조체:[화학식 1]상기 화학식 1에서,R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11, R12, R13, R14, R15, R16, R17, R18, R19, R20, R21, R22, R23, R24는 서로 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 또는 이들의 조합이며; m, n, l, k는 각각 5 내지 100,000의 정수이다
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제3항에 있어서,상기 화학식 1에서, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11, R12, R13, R14, R15, R16, R17, R18, R19, R20, R21, R22, R23, R24는 서로 독립적으로 수소원자, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5의 알킬기인 바이오센서용 하이드로겔 구조체
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제1항에 있어서, 상기 양이온성 관능기는 4급 암모늄 라디칼 양이온을 포함하는 바이오센서용 하이드로겔 구조체
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제1항에 있어서,상기 양이온성 관능기를 포함한 제3 광가교성 아크릴계 고분자는 하기 화학식 2로 표시되는 고분자를 포함하는 바이오센서용 하이드로겔 구조체:[화학식 2]상기 화학식 2에서,R'1, R'2, R'3, R'4, R'5, R'6, R'7, R'8, R'9, R'10, R'11, R'12, R'13, R'14, R'15, R'16, R'17, R'18, R'19, R'20, R'21, R'22, R'23, R'24는 서로 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 또는 이들의 조합이며; R'25, R'26, R'27은 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기, 또는 이들의 조합이며;p, q, r, v는 각각 5 내지 100,000의 정수이다
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제6항에 있어서, 상기 화학식 2에서, R'25, R'26, R'27은 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5의 알킬기인 바이오센서용 하이드로겔 구조체
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8
제1항에 있어서, 상기 미생물 검출가능한 색변화 염료는 MTT(3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-Diphenyltetrazolium Bromide) 또는 레자주린(7-Hydroxy-3 H -phenoxazin-3-one 10-oxide)으로부터 선택된 1종 이상의 염료인 바이오센서용 하이드로겔 구조체
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9
제1항에 있어서,상기 하이드로겔 구조체는 비드(bead)를 포함하는 바이오센서용 하이드로겔 구조체
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제9항에 있어서, 상기 비드 또는 섬유는 200 ㎛ 내지 3 mm의 직경을 갖는 바이오센서용 하이드로겔 구조체
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제1항에 있어서, 상기 유해균은 대장균(Escherichia coli, E
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제1항 내지 제10항 및 제12항 중 어느 한 항에 따른 하이드로겔 구조체를 포함하는 바이오센서
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제1 광가교성 아크릴계 단량체, 제1 광개시제, 제1 광가교제, 및 유기용매를 포함하는 코어 용액을 준비하는 단계; 제2 광가교성 아크릴계 단량체, 양이온성 관능기를 포함한 제3 광가교성 아크릴계 단량체, 제2 광개시제, 제2 광가교제, 및 물을 포함하는 쉘 수용액을 준비하는 단계; 상기 코어 용액 및 상기 쉘 수용액을 유기 매질에 접촉 및 광중합 반응을 수행하여 코어/쉘 하이드로겔 구조체를 수득하는 단계; 및상기 코어/쉘 하이드로겔 구조체를 미생물 검출가능한 색변화 염료 용액에 함침하고 상기 코어/쉘 하이드로겔 구조체의 쉘에 미생물 검출 가능한 색변화 염료를 흡착시켜 제1항 내지 제10항 및 제12항 중 어느 한 항에 따른 바이오센서용 하이드로겔 구조체를 제조하는 단계;를 포함하는 바이오센서용 하이드로겔 구조체의 제조방법
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제14항에 있어서,상기 유기 매질에 접촉은 전기 분무 장치의 이중 노즐을 통한 분무를 포함하는 바이오센서용 하이드로겔 구조체의 제조방법
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제14항에 있어서,상기 제1 광가교성 아크릴계 단량체 및 상기 제2 광가교성 아크릴계 단량체는 하기 화학식 3으로 표시되는 단량체를 각각 포함하는 바이오센서용 하이드로겔 구조체의 제조방법:[화학식 3]상기 화학식 3에서,R25 또는 R26은 서로 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 또는 이들의 조합이다
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제14항에 있어서, 상기 양이온성 관능기를 포함한 제3 광가교성 아크릴계 단량체는 하기 화학식 4로 표시되는 단량체를 포함하는 바이오센서용 하이드로겔 구조체의 제조방법:[화학식 4]상기 화학식 4에서,R'30, R'31은 서로 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 또는 이들의 조합이며;R'32, R'33, R'34는 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기, 또는 이들의 조합이다
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제14항에 있어서,상기 양이온성 관능기를 포함한 제3 광가교성 아크릴계 단량체는 쉘 수용액에서 제2 광가교성 아크릴계 단량체에 대하여 몰분율이 10몰% 내지 70몰%인 바이오센서용 하이드로겔 구조체의 제조방법
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제14항에 있어서,상기 제1 광개시제 및 상기 제2 광개시제는 서로 독립적으로 2, 2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2-메톡시-2-페닐아세토페논, 2-히드록시-1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로판온, 아세토페논 유도체, 캄포퀴논 및 이들 혼합물로부터 선택된 1종 이상인 바이오센서용 하이드로겔 구조체의 제조방법
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제14항에 있어서,상기 제1 광가교제 및 상기 제2 광가교제는 서로 독립적으로 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 1,3-부탄디올 디메타크릴레이트, 1, 3-부탄디올 디아크릴레이트, 1, 4-부탄디올 디메타크릴레이트, 1, 4-부탄디올 디아크릴레이트, 1, 6-헥산디올 디아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 디비닐 벤젠, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 이소포론 디이소시아네이트, 글리시딜메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 또는 이들 혼합물로부터 선택된 1종 이상인 바이오센서용 하이드로겔 구조체의 제조방법
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제14항에 있어서,상기 유기용매는 벤젠, 톨루엔, 스티렌, 자일렌, 에탄올, 에테르로부터 선택된 1종 이상인 바이오센서용 하이드로겔 구조체의 제조방법
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제14항에 있어서,상기 유기 매질에 접촉 이후 오일상(oil phase)과 수상(water) 사이의 계면 형성으로 인해 상(phase) 분리되고 광중합 반응을 수행하여 코어/쉘 구조체를 제조하는 공정을 더 포함하는 바이오센서용 하이드로겔 구조체의 제조방법
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제14항에 있어서,상기 유기 매질은 미네랄 오일을 포함하는 바이오센서용 하이드로겔 구조체의 제조방법
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