22

smartpolymer.korea.ac.krsmartpolymer.korea.ac.kr/publications/publications/... · 2019-02-19 · 본 발명 은, 기판 상에 ... 도 3은 WSe2 조각에 대한 광학 현미경

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: smartpolymer.korea.ac.krsmartpolymer.korea.ac.kr/publications/publications/... · 2019-02-19 · 본 발명 은, 기판 상에 ... 도 3은 WSe2 조각에 대한 광학 현미경
Page 2: smartpolymer.korea.ac.krsmartpolymer.korea.ac.kr/publications/publications/... · 2019-02-19 · 본 발명 은, 기판 상에 ... 도 3은 WSe2 조각에 대한 광학 현미경
Page 3: smartpolymer.korea.ac.krsmartpolymer.korea.ac.kr/publications/publications/... · 2019-02-19 · 본 발명 은, 기판 상에 ... 도 3은 WSe2 조각에 대한 광학 현미경
Page 4: smartpolymer.korea.ac.krsmartpolymer.korea.ac.kr/publications/publications/... · 2019-02-19 · 본 발명 은, 기판 상에 ... 도 3은 WSe2 조각에 대한 광학 현미경

(19) 한민 특허청(KR)

(12) 등 특허공보(B1)

(45) 공고 2019 02월15

(11) 등 10-1948606

(24) 등 2019 02월11

(51) 특허 (Int. Cl.)

C12Q 1/68 (2018.01)

(52) CPC특허

C12Q 1/6834 (2018.05)

C12Q 1/689 (2018.05)(21) 원 10-2017-0024410

(22) 원 2017 02월23

심사청 2017 02월23

(65) 공개 10-2018-0097416

(43) 공개 2018 08월31

(56) 행 술 사문헌

Sensors (Basel). 16(2):223 (2016.02.06.)*

ACS Nano. 8(11):11603-13 (2014.11.25.)*

*는 심사 에 하여 문헌

(73) 특허

고 학 산학 단

울특별시 안암 145, 고 학 (안암동5가)

(72)

주진수

울특별시 랑 신내 21 16, 525동 402 (묵동, 신내5단지 산아 트)

한규

울특별시 동 고산 164, 116동 2302 (행당동, 행당한신아 트)

울특별시 안암 145, 고 학 연계캠 스 아산 학 447

(74) 리

등 ,

체 청 항 수 : 5 항 심사 :

(54) 칭 스 나 드 한 고감도 한 싱

(57) 약

본 스 나 드 한 고감도 한 싱 에 한 것 다. 본

, 상에 층 층 상에 프 브 DNA 포함하고, 프 브 DNA 검 하고 하는 타

겟 DNA 상보 결합시 생하는 에 지 변 에 한 포 루미 스 감지하는 것 특징 한다. 본

에 하 p 도체 물질 단 층 WSe2 특 하여 고감도 싱 가능한

할 수 다.

도 - 도2

등록특허 10-1948606

- 1 -

Page 5: smartpolymer.korea.ac.krsmartpolymer.korea.ac.kr/publications/publications/... · 2019-02-19 · 본 발명 은, 기판 상에 ... 도 3은 WSe2 조각에 대한 광학 현미경

(52) CPC특허

C12Q 2563/103 (2013.01)

지원한 가연 개 사업

과 고 2016923599

처 미래창 과학

연 리 문 한 연 재단

연 사업 (원천) 프 티어

연 과 [ 지 ] 동에 지 극한 어 술

여 1/1

주 고 학 산학 단

연 간 2016.07.01 ~ 2017.04.30

공지 :

등록특허 10-1948606

- 2 -

Page 6: smartpolymer.korea.ac.krsmartpolymer.korea.ac.kr/publications/publications/... · 2019-02-19 · 본 발명 은, 기판 상에 ... 도 3은 WSe2 조각에 대한 광학 현미경

청 항 1

상에 막 리 단 층 p- 다 칼코겐 합물 스 나 드(WSe2)

는 층; 그리고

특 생체 물질에 하는 타겟 DNA 감지하 해 상 층 상에 프 브 DNA 포함하 ,

상 층에 상 프 브 DNA가 결합 치 하 해 상 프 브 DNA에는 염료가 결합 어

고,

상 프 브 DNA는 수에 산 어 상 층 상에 도포 후, 건 과 통해 상 층에 결합 고,

상 타겟 DNA는 수에 산 어 상 층과 상 프 브 DNA가 결합 치에 도포 후, 건 과

통해 상 프 브 DNA 상보 결합하고,

공 측 식 통해 상 타겟 DNA가 상 프 브 DNA 상보 결합할 생하는 에 지 변

한 포 루미 스 감지하여 상 특 생체 물질 검 하는 것 특징 하는, 고감도 .

청 항 2

청 항 3

청 항 4

청 항 5

1항에 어 , 상 염료는 Cy3 포함하는 것 특징 하는, 고감도 .

청 항 6

1항에 어 , 상 타겟 DNA는 탄 균 DNA 포함하는 것 특징 하는, 고감도 .

청 항 7

상에 막 리 통해 단 층 p- 다 칼코겐 합물 스 나 드(WSe2)

는 층 하는 단계;

특 생체 물질에 하는 타겟 DNA 감지하 한 프 브 DNA 수에 산시키는 단계;

상 프 브 DNA가 산 액 상 층에 도포한 후 건 하는 단계;

상 타겟 DNA 수에 산시키는 단계;

상 타겟 DNA가 산 액 상 층과 상 프 브 DNA가 결합 치에 도포한 후 건 하는 단계; 그

리고

등록특허 10-1948606

- 3 -

Page 7: smartpolymer.korea.ac.krsmartpolymer.korea.ac.kr/publications/publications/... · 2019-02-19 · 본 발명 은, 기판 상에 ... 도 3은 WSe2 조각에 대한 광학 현미경

공 측 식 통해 상 프 브 DNA 상 타겟 DNA 상보 결합시 생하는 에 지 변 한

포 루미 스 감지하는 단계 포함하고,

상 층에 상 프 브 DNA가 결합 치 하 해 상 프 브 DNA에는 염료가 결합 어

는,

고감도 싱 .

청 항 8

청 항 9

청 항 10

청 항 11

7항에 어 , 상 염료 는 Cy3 사 하는 것 특징 하는, 고감도 싱 .

술 야

본 2차원 막 도체 한 고감도 한 싱 에 한 것 , 보다 상[0001]

하게는 다 칼코겐 (TMD, Transition Metal Dichalcogenides) 도체 물질 WSe2 단 층

특 하여 특 DNA ( , 탄 균) 검 할 수 는 고감도 한 싱

에 한 것 다.

경 술

신 한 핵심 원리 는 단 DNA가 결합해 체 룰 에 지 달 과가[0002]

생하여 층 2차원 WSe2 도체 신 찰 싱 가능하게 한다. , 단

나눠진 물질 착 DNA가 층 도체 물질과 어 는 경우 각 단 DNA가 결합하게

어 체 루게 DNA 통하여 물질간 에 지 달 과가 생한다. 해 개

물질 1개 신 가 아짐과 동시에 다 1개 신 가 가하게 는 하여 DNA 검 하게

다.

DNA 에 지 달 과 술 신 가 도체 물질에 하여 [0003]

가능함 하고 한다.

다 칼코겐 물질 2차원 도체 물질 특 단 층 각 는 물질 다.[0004]

근에는 체 DNA 에 지 달 과 다 칼코겐 물질 MoS2, WS2 등에 하여

술 보고 고 다. 특 , MoS2는 체에 무해한 물질 단 층 특 하여 고감도

에 한 연 가 진행 고 다.

문 보고가 많 지 않 신 가 다 단 층 다 칼코겐 도체 물질 [0005]

하여 새 운 물질에 한 가능 찾 한 것 다. p WSe2 물질 단 층에

우수한 보 지만 체 DNA 한 연 가 보고 지 않았다. 에 본 에

는 단 층 WSe2 물질 착 프 브-DNA(probe-DNA) 검 하고 하는 target-DNA 결합하여

(Photo Luminiscence) 신 찰하여 물질 검 하는 개 하고 한다.

등록특허 10-1948606

- 4 -

Page 8: smartpolymer.korea.ac.krsmartpolymer.korea.ac.kr/publications/publications/... · 2019-02-19 · 본 발명 은, 기판 상에 ... 도 3은 WSe2 조각에 대한 광학 현미경

행 술문헌

특허문헌

(특허문헌 0001) 1. 공개특허공보 10-2015-0051574 (2015.05.13.) [0006]

(특허문헌 0002) 2. 등 특허공보 10-1300564 (2013.08.21.)

해결하 는 과

본 에 는 스 나 드 한 고감도 한 싱 공하고[0007]

한다.

과 해결 수단

상 과 해결하 한 본 측 , 상에 층 층 상에 프 브 DNA[0008]

포함하고, 프 브 DNA 검 하고 하는 타겟 DNA 상보 결합시 생하는 에 지 변 에 한 포 루

미 스 감지하는 것 특징 하는 고감도 수 다.

층 다 칼코겐 합물 층 포함할 수 , 다 칼코겐 합물 스 나[0009]

드(WSe2) 포함할 수 다.

프 브 DNA에는 염료가 결합 어 수 , 염료는 Cy3 포함할 수 다. [0010]

타겟 DNA는 탄 균 DNA 포함할 수 다. [0011]

본 다 측 , 프 브 DNA 검 하고 하는 타겟 DNA 상보 결합시 생하는 에 지 변 한[0012]

포 루미 스 감지하는 단계 포함하는 것 특징 하는 고감도 싱 수 다.

층 는 다 칼코겐 합물 층 사 할 수 , 다 칼코겐 합물 는 단 층[0013]

WSe2 사 할 수 다.

프 브 DNA 는 염료가 결합 것 사 할 수 , 염료 는 Cy3 사 할 수 다.[0014]

본 에 하 , p 도체 물질 단 층 WSe2 특 하여 고감도 싱 가능한[0015]

할 수 다.

도 간단한

도 1 단 층 WSe2 식도 다.[0016]

도 2는 도2는 Cy3/p-DNA 그 결합 가능한 염 열 는 t-DNA 학 에 한 식도 다.

도 3 WSe2 각에 한 학 미경 사진 다.

도 4에는 도 3 WSe2 각 CCD 한 사진 다.

도 5는 맵핑(Photo Luminescense mapping) 사진 다.

도 6는 도 3 시 3개 지 에 (photoluminescence) 신 측 결과 그래프 다.

도 7 Cy3가 착 probe-DNA("Cy3/p-DNA") 신 에 한 측 결과 그래프 다.

도 8 단 층 WSe2 에 Cy3/p-DNA 액 도포하는 공 도시한 식도 다.

등록특허 10-1948606

- 5 -

Page 9: smartpolymer.korea.ac.krsmartpolymer.korea.ac.kr/publications/publications/... · 2019-02-19 · 본 발명 은, 기판 상에 ... 도 3은 WSe2 조각에 대한 광학 현미경

도 9는 단 층 WSe2 Cy3/p-DNA 가 결합하여 하 브리드 도시한 식도 다.

도 10 단 층 WSe2 에 100 nM 도 Cy3/p-DNA 액 도포하고 건 한 경우에 한 학 미경 사진 다.

도 11에 맵핑 결과 다.

도 12는 도 11 각 지 에 WSe2 신 측 한 결과 그래프 다.

도 13 도 11 각 지 에 Cy3/p-DNA 신 측 한 결과 그래프 다.

도 14는 WSe2 신 엑시 과 트리 리 도시한 그래프 다.

도 15는 도 12 각 치에 WSe2 신 엑시 (exciton)과 트리 (trion) 리 도시한 그래프

다.

도 16 WSe2/Cy3/p-DNA 건 후 학 미경 사진(빨간 : 신 얻 )( 측), WSe2 맵

핑 사진(가운 ) WSe2/Cy3/p-DNA 맵핑 결과(우측) 다.

도 17 도 16 각 지 에 WSe2 신 ( 측) Cy3/p-DNA 신 (우측) 측 한 결과 그래프

다.

도 18는 t-DNA 도포 공 에 한 식도 다.

도 19는 t-DNA 액 도가 70nM 경우 맵핑 결과 다(WSe2 역( 측), WSe2/Cy3/p-DNA 역(가운 ),

WSe2/Cy3/p-DNA + target-DNA 역(우측)).

도 20 도 19 각 에 WSe2 신 측 한 결과 그래프 다.

도 21 도 19 각 에 Cy3/p-DNA 신 측 한 결과 그래프 다.

도 22는 도 20 WSe2 신 각각 엑시 과 양 트리 리하여 도시한 그림 다.

도 23 t-DNA 액 도 100 nM 한 경우에 한 학 미경 사진(상단 맨 측), 맵핑 결과(상단 측

째 내지 째), WSe2 신 측 결과(하단 3개)에 한 그림 다.

도 24 에는 t-DNA 액 도 50 nM 한 경우에 한 학 미경 사진(상단 맨 측), 맵핑 결과(상단 측

째 내지 째), WSe2 신 측 결과(하단 3개)에 한 그림 다.

실시하 한 체 내

하, 첨 도 참 하여 본 람직한 실시 태들 한다. 본 실시 태는 여러 가지[0017]

다 태 변 수 , 본 가 하 하는 실시 태 한 는 것 아니다. 본

실시 태는 당업계에 평균 지식 가진 에게 본 욱 하게 하 해 공 는 것

다. 라 , 도 에 들 상 크 등 보다 한 해 과 수 , 도 상 동

한 시 는 는 동 한 다.

본 다 칼코겐 (TMD, Transition Metal Dichalcogenides) 도체 물질 WSe2 단 층 [0019]

특 하여 특 DNA ( , 탄 균) 검 할 수 는 고감도 에 한 것 다.

본 측 , 상에 층 층 상에 프 브 DNA 포함하고, 프 브 DNA[0021]

검 하고 하는 타겟 DNA 상보 결합시 생하는 에 지 변 에 한 포 루미 스 감지하는 것 특

징 하는 고감도 수 다.

는 도체 막 그 에 할 수 는 물질 라 어느 것 든 사 할 수 다. 체[0023]

SiO2/Si 사 할 수 다. 하지만 에 한 는 것 아니다.

상에 층 할 수 다. 층 2차원 도체 막 수 다. 층 (포 루미[0025]

스) 특 우수한 도체 막 사 할 수 다. 체 는 다 칼코겐 합물 사 할 수

등록특허 10-1948606

- 6 -

Page 10: smartpolymer.korea.ac.krsmartpolymer.korea.ac.kr/publications/publications/... · 2019-02-19 · 본 발명 은, 기판 상에 ... 도 3은 WSe2 조각에 대한 광학 현미경

다. 다 칼코겐 합물 스 나 드(WSe2) 포함할 수 다. 층 경우 특

우수해야 고감도 싱 가능하다.

특 다층 경우보다 단 층 경우 우수하다. 들어, 스 나 드 경[0027]

우 다층 보다 단 층에 가 강한 특 나타낸다. 러한 특 맵핑(PL

mapping) 측 통하여 신 변 측 할 수 다.

타겟 DNA 는 검 하고 하는 상 물질(생체 물질) DNA 미한다. 타겟 DNA는 해당 물질[0029]

고 염 열 포함하고 다. 프 브 DNA는 타겟 DNA 상보 결합할 수 는 염 열 가지는 DNA

말한다. 프 브 DNA가 타겟 DNA 만나게 상보 결합하게 다. 검 하고 하는 특 생체 물질

DNA 알고 에 상보 결합할 수 는 프 브 DNA 비함 할 수

다.

타겟 DNA는 탄 균 DNA 포함할 수 다. 하지만 에 한 는 것 아니 , 어 한 생체물질에 는 DNA[0031]

라도 포함할 수 다.

탄 균 DNA처럼 아 닌 (A), 아닌 (G), 티민 (T) 등 염 열 가진 DNA 에도 단 단 질 (protein),[0032]

단 질/DNA, 단 질/RNA, 립 암 포 (PSA), 균 등 DNA 루어진 생체 물질 나 하여 싱

가능하다.

프 브 DNA에는 물질 결합 어 수 다. 프 브 DNA 상에 도포하는 경우 프 브-DNA(probe-[0034]

DNA) 체는 특 없 므 상 어느 치에 얼마만큼 양 재하는지 하 어 다.

러한 문 해결하 하여 물질 프 브 DNA 에 결합시키고, 결합시킨 물질 함 간

프 브 DNA 치 도 포 등 할 수 다. 물질 는 에 한 는 것 아니나

물질 사 할 수 다. 체 는 Cy3 염료 사 할 수 다.

Cy3 에도 염료는 약 500 ~ 650 nm 눈에 보 는 빛 에 신 가지 , Cy5, TAMRA,[0035]

TET, FAM, HEX, ROX, rhodamine6G 등 염료 DNA 물질 많 사 할 수 다.

본 다 측 , 프 브 DNA 검 하고 하는 타겟 DNA 상보 결합시 생하는 에 지 변 한[0037]

포 루미 스 감지하는 단계 포함하는 것 특징 하는 고감도 싱 수 다.

타겟 DNA 상보 결합할 수 는 염 열 가지는 프 브 DNA가 타겟 DNA 만나게 상보[0039]

결합하게 고, 에 지 변 가 생하게 고 과 에 생하는 포 루미 스 감지하여 타겟

DNA 가지고 는 특 생체 물질( 물질) 검 ( 싱)할 수 다.

층 는 다 칼코겐 합물 층 사 할 수 , 다 칼코겐 합물 는 단 층[0041]

WSe2 사 할 수 다. 특 다층 경우보다 단 층 경우 우수하다. 들어,

스 나 드 경우 다층 보다 단 층에 가 강한 특 나타낸다. 러한 특

맵핑(PL mapping) 측 통하여 신 변 측 할 수 다.

하에 는 실시 통하여 본 에 하여 보다 상 하게 한다. [0043]

1. 단 층 WSe2[0045]

, PMDS 스탬프 하여 크 WSe2 막 리한 후 300 nm 께 SiO2/Si 에 눌러[0047]

WSe2 층 하 다.

다 , 에 WSe2 층 학 미경 CCD(charge coupled device) 찰하 다. [0048]

도 3에 WSe2 각에 한 학 미경 사진 나타내었고, 도 4에는 도 3 WSe2 각 CCD 한 사진 나[0049]

타내었다. 도 3 도 4 참 하 , WSe2 는 단 층(Mono), 층(Bi), 다층(Multi) 가짐 할 수

다.

도 4 참 하 , 가 게 빛나는 단 층 WSe2 , 는 다 과 같 과 통하여 하 다. [0050]

고해상도 공 미경(LCM) 비 하여 (Photoluminescence(PL)) 맵핑(mapping) 측[0051]

등록특허 10-1948606

- 7 -

Page 11: smartpolymer.korea.ac.krsmartpolymer.korea.ac.kr/publications/publications/... · 2019-02-19 · 본 발명 은, 기판 상에 ... 도 3은 WSe2 조각에 대한 광학 현미경

하 , 그 결과 도 5에 도시하 다. 도 5는 맵핑 얻 사진 다.

도 3에 빨간 시 3개 지 (photoluminescence) 측 결과 도 6에 나타내었다. 도 6[0052]

참 하 , 단 층 WSe2 경우 신 는 750nm 근에 나타나고, 또한, 단 층 (Mono) WSe2 에

가 강한 신 가 나타남 할 수 다. 러한 결과 미 감지 한 싱에

는 단 층 WSe2 사 하는 것 람직하다는 할 수 다.

2. target-DNA ("t-DNA")[0054]

탄 균에 한 DNA 염 열 루어진 27-mer target-DNA 수에 산시켜 target-DNA [0056]

비하 다.

3. Cy3가 착 probe-DNA ("Cy3/p-DNA")[0058]

Cy3 염료 끝에 착 probe-DNA 수에 산시켜 프 브(probe)-DNA 비하 다. Cy3 probe-[0060]

DNA 여 사 하는 는, probe-DNA는 신 가 없 므 상 어느 치에 는지 하

어 운 물질 Cy3 염료에 결합한다 Cy3 신 찰함 probe-DNA 치

도 포 등 간 할 수 문 다. 도 7에 Cy3가 착 probe-DNA("Cy3/p-DNA") 신

에 한 결과 도시하 다. 도 7 참 하 , Cy3/p-DNA 경우에는 520~650nm 근에 나타남 할 수

다.

4. 단 층 WSe2 에 Cy3/p-DNA 가 결합한 하 브리드("WSe2/Cy3/p-DNA")[0062]

단 층 WSe2 상에 물에 산 Cy3/p-DNA 액 나 피펫 하여 도포한 후, 진공 상태에 3 동안 건[0064]

함 , 단 층 WSe2 에 Cy3/p-DNA 가 결합한 하 브리드(WSe2/Cy3/p-DNA) 마 하 다.

도 8에 단 층 WSe2 에 Cy3/p-DNA 액 도포하는 공 식 도시하 다. 도 9에는 건 후 단 층[0066]

WSe2 Cy3/p-DNA 가 결합하여 하 브리드 식 도시하 다. 도 9 참 하 , 살

향 진행할수 Cy3/p-DNA 양 가하고 도시하고 지만, 감 할 수도 다.

맵핑시, 동 한 건에 신 비 하 하여 WSe2 역에만 도포할 수 다. 만[0067]

약 WSe2 크 가 무 아 역에만 도포하 어 운 경우(약 10㎛)에는 도포 에 WSe2 에 하여

맵핑 측 하고, 그 후에 역에 Cy3/p-DNA 액 도포하고 건 시킨 한 후 다시 맵핑 측

할 수도 다.

도 10에는 50㎛ 상 크 단 층 WSe2 에 100 nM 도 Cy3/p-DNA 액 도포하고 건 한 경우에 한 [0069]

학 미경 사진 나타내었다. 도 10에 , 그 쪽 색 러싸 역 WSe2 역

고, 그 아래 란 러싸 역 WSe2/Cy3/p-DNA 하 브리드 역 다.

도 11에 맵핑 결과 나타내었다(도 11 내 우측 하단 사진에 란색 스 역에 하여 맵핑[0071]

함). 도 11 에 빨간 5개 지 에 신 얻어, WSe2 신 도 12 에

도시하고, Cy3/p-DNA 신 도 13에 도시하 다.

도 13에 어 가 클수 (1→2→3→4) WSe2 에 Cy3/p-DNA가 많 포함 할 수 다. [0072]

도 12 참 하 , Cy3/p-DNA 양 많 포한 곳 수 (1→2→3→4) WSe2 에 어 색 편 가 [0073]

생하고 WSe2 는 감 함 할 수 다. 러한 상 , 다수 문헌 통하여 공지

같 , WSe2 가 Cy3/p-DNA 동하여 p 도핑 생하 다는 것 수 다.

다 칼코겐 물질 엑시 과 트리 신 는 , WSe2 는 p 물질 므[0075]

양 트리 (2개 , 1개 ) 나타낸다. 도 14에 WSe2 신 리하여 도시하 다.

도 15에 도 12 각 치에 WSe2 신 엑시 과 트리 리하여 도시하 다. 도 15 참[0076]

하 , Cy3/p-DNA 신 가 게 나타나는 치 수 WSe2 엑시 양 트리 보다 아짐 할

등록특허 10-1948606

- 8 -

Page 12: smartpolymer.korea.ac.krsmartpolymer.korea.ac.kr/publications/publications/... · 2019-02-19 · 본 발명 은, 기판 상에 ... 도 3은 WSe2 조각에 대한 광학 현미경

수 는 , p 도핑 과가 생함 다시 할 수 다.

가 , Cy3/p-DNA 액 도 50nM 한 하고는 동 하게 하 다. 도 16에는 WSe2/Cy3/p-[0078]

DNA 건 후 학 미경 사진(빨간 : 신 얻 )( 측), WSe2 맵핑 사진(가운 )

WSe2/Cy3/p-DNA 맵핑 사진(우측) 도시하 다. 도 17 에는 WSe2 신 ( 측) Cy3/p-DNA

신 (우측) 도시하 다. 앞 경우 마찬가지 , 색 편 가 생하고 또한 신 가

감 하는 경향 보 할 수 다.

가 , Cy3/p-DNA 액 도 200 nM 한 경우에도 상 동 한 경향 나타냄 할 수 었다.[0080]

5. ("WSe2/Cy3/p-DNA + target-DNA") 능 평가[0082]

WSe2 에 Cy3/p-DNA 액 도포한 후 3 동안 진공 상태에 건 시키고, 다시 그 에 target-DNA("t-[0084]

DNA") 도포한 후 3 동안 진공 건 시켰다(WSe2/Cy3/p-DNA + target-DNA). 도포 공 에 한 식도 도 18

에 도시하 다. t-DNA 액 도는 50nM, 70nM, 100nM 하 다.

(1) t-DNA 액 도가 70nM 경우[0086]

t-DNA 액 도가 70nM 경우에 하여, 맵핑 결과 도 19에 도시하 다(WSe2 역( 측), WSe2/Cy3/p-DNA[0088]

역(가운 ), WSe2/Cy3/p-DNA + target-DNA 역(우측)). 도 19 각 사진에 에 신

측 하여, WSe2 신 도 20에 도시하 고, Cy3/p-DNA 신 도 21에 도시하 다.

도 20 도 21 참 하 , WSe2/Cy3/p-DNA 역 경우, WSe2 신 는 색 편 하 가[0090]

감 함 할 수 다( ). t-DNA 도포한 경우(WSe2/Cy3/p-DNA + target-DNA 역)( 란 )에는

도포하지 않 경우( ) 비 하여, Cy3/p-DNA 신 는 감 하고, Cy3/p-DNA가 어 는 WSe2

신 는 가하 청색편 가 생함 할 수 다. 미 싱 가능함

하 다.

도 22에 WSe2 신 각각 엑시 과 양 트리 리하여 도시하 다. 도 22 참 하 ,[0092]

WSe2/Cy3/p-DNA 경우, WSe2 신 는 결과 비슷하게 엑시 트리 보다 신 가 아

짐 할 수 다. 에 WSe2/Cy3/p-DNA + t-DNA 경우 엑시 양 트리 보다 상 가하

할 수 다. 러한 결과 Cy3/p-DNA 어 가 한 DNA 루 다시 WSe2

어가는 도핑 과가 생하 알 수 다.

도 22에 도시 WSe2 (검 ), 엑시 ( ), 양 트리 ( 란 ) 각각 신 수치[0094]

1에 나타내었다. 1 참 하 , t-DNA 착시 엑시 양 트리 보다 상 가함 할

수 고, 양 트리 도 량 가함 할 수 다. 한 DNA 하여 Cy3

에 지가 WSe2 달 는 에 지 달 과가 생하 재 할 수 다.

1

[0096] Exciton Positive Trion Total

WSe2 5473 3115 7530

WSe2/Cy3/p-DNA 255 570 754

WSe2/Cy3/p-DNA+t-DNA (70 nM) 685 604 1167

(2) t-DNA 액 도가 100nM 경우[0098]

도 23 에는 t-DNA 액 도 100 nM 한 경우에 하여 특 도시하 다( 학 미경 사진(상단[0100]

맨 측), 맵핑 결과(상단 측 째 내지 째), WSe2 신 측 결과(하단 3개)). t-DNA

도가 70 nM 보다 므 에 지 달 과가 크 문에, t-DNA 액 도포하 과 비 하여

등록특허 10-1948606

- 9 -

Page 13: smartpolymer.korea.ac.krsmartpolymer.korea.ac.kr/publications/publications/... · 2019-02-19 · 본 발명 은, 기판 상에 ... 도 3은 WSe2 조각에 대한 광학 현미경

WSe2 신 가 2.2 도 지 가함 할 수 다. 또한, 신 가 가함과 동시에 청색 편

가 생하 다. , 도핑 과가 생하 할 수 다.

(3) t-DNA 액 도가 50nM 경우[0102]

도 24 에는 t-DNA 액 도 50 nM 한 경우에 하여 특 도시하 다( 학 미경 사진(상단[0104]

맨 측), 맵핑 결과(상단 측 째 내지 째), WSe2 신 측 결과( 하단 4개)). t-DNA

액 도포하 과 비 하여, WSe2 신 가 1.5 도 가함 할 수 다. 하지만, 청색편

상 생하지 않았다. 도핑 과는 t-DNA 도 할 수 다.

상 결과 , 단 층 WSe2 특 과 DNA 에 지 달 도핑/ 도핑 과 해 미 도[0106]

지 싱 가능함 하 다.

본 에 사 하는 어는 특 한 실시 태 하 한 것 본 한 하고 하는 것[0108]

아니다. 단수 문맥상 하지 않는 한, 복수 미 포함한다고 보아야 할 것 다. "포함하다"

또는 "가지다" 등 어는 상에 재 특징, 숫 , 단계, 동 , 또는 들 합한 것

재한다는 것 미하는 것 지, 하 한 것 아니다.

본 상술한 실시 태 첨 한 도 에 하여 한 는 것 아니 , 첨 청 에 해 한 하고[0110]

한다. 라 청 에 재 본 술 사상 어나지 않는 내에 당 술 야 통상

지식 가진 에 해 다양한 태 치 , 변 변경 가능할 것 , 또한 본 에 한

다고 보아야 할 것 다.

도 1

도 2

등록특허 10-1948606

- 10 -

Page 14: smartpolymer.korea.ac.krsmartpolymer.korea.ac.kr/publications/publications/... · 2019-02-19 · 본 발명 은, 기판 상에 ... 도 3은 WSe2 조각에 대한 광학 현미경

도 3

도 4

도 5

등록특허 10-1948606

- 11 -

Page 15: smartpolymer.korea.ac.krsmartpolymer.korea.ac.kr/publications/publications/... · 2019-02-19 · 본 발명 은, 기판 상에 ... 도 3은 WSe2 조각에 대한 광학 현미경

도 6

도 7

도 8

등록특허 10-1948606

- 12 -

Page 16: smartpolymer.korea.ac.krsmartpolymer.korea.ac.kr/publications/publications/... · 2019-02-19 · 본 발명 은, 기판 상에 ... 도 3은 WSe2 조각에 대한 광학 현미경

도 9

도 10

도 11

등록특허 10-1948606

- 13 -

Page 17: smartpolymer.korea.ac.krsmartpolymer.korea.ac.kr/publications/publications/... · 2019-02-19 · 본 발명 은, 기판 상에 ... 도 3은 WSe2 조각에 대한 광학 현미경

도 12

도 13

등록특허 10-1948606

- 14 -

Page 18: smartpolymer.korea.ac.krsmartpolymer.korea.ac.kr/publications/publications/... · 2019-02-19 · 본 발명 은, 기판 상에 ... 도 3은 WSe2 조각에 대한 광학 현미경

도 14

도 15

등록특허 10-1948606

- 15 -

Page 19: smartpolymer.korea.ac.krsmartpolymer.korea.ac.kr/publications/publications/... · 2019-02-19 · 본 발명 은, 기판 상에 ... 도 3은 WSe2 조각에 대한 광학 현미경

도 16

도 17

도 18

등록특허 10-1948606

- 16 -

Page 20: smartpolymer.korea.ac.krsmartpolymer.korea.ac.kr/publications/publications/... · 2019-02-19 · 본 발명 은, 기판 상에 ... 도 3은 WSe2 조각에 대한 광학 현미경

도 19

도 20

도 21

등록특허 10-1948606

- 17 -

Page 21: smartpolymer.korea.ac.krsmartpolymer.korea.ac.kr/publications/publications/... · 2019-02-19 · 본 발명 은, 기판 상에 ... 도 3은 WSe2 조각에 대한 광학 현미경

도 22

도 23

등록특허 10-1948606

- 18 -

Page 22: smartpolymer.korea.ac.krsmartpolymer.korea.ac.kr/publications/publications/... · 2019-02-19 · 본 발명 은, 기판 상에 ... 도 3은 WSe2 조각에 대한 광학 현미경

도 24

등록특허 10-1948606

- 19 -