바이오마커는 병리학적 상태의 변화를 알려주는 지표이며 바이오마커를 검출함으로써 질병의 초기 진단이 가능하다. 기존 바이오마커 검출 방법은 복잡한 프로토콜을 거쳐 전문가에 의해 진행되었으며 결과 판독에 추가 장비가 필요했기 때문에 일반 가정에서 사용될 수 없었다. 따라서 표적 바이오마커의 유무에 따라 눈에 보이는 신호를 형성해 결과 판독에 추가 장비가 필요 없는 비색 ...
바이오마커는 병리학적 상태의 변화를 알려주는 지표이며 바이오마커를 검출함으로써 질병의 초기 진단이 가능하다. 기존 바이오마커 검출 방법은 복잡한 프로토콜을 거쳐 전문가에 의해 진행되었으며 결과 판독에 추가 장비가 필요했기 때문에 일반 가정에서 사용될 수 없었다. 따라서 표적 바이오마커의 유무에 따라 눈에 보이는 신호를 형성해 결과 판독에 추가 장비가 필요 없는 비색 분석법이 최근 주목을 받고 있다. 하지만 기존에 사용되던 비색 분석법의 낮은 감도 또는 분자 프로브의 즉각적인 확산으로 인한 공간적 표적 분석의 한계에 의해 그 활용성이 떨어졌다. 따라서 우리는 효소에 의해 증폭된 신호가 표적이 존재하는 공간에 접착함으로써 기존 비색 분석법의 문제점을 해결할 수 있는 enzyme-mediated adhesive colorant 플랫폼 (EAC 플랫폼)을 디자인했다. 이전의 바이오마커 검출 플랫폼이 결과값을 얻기 위해 추가 기기가 필요한 것과 다르게 EAC 플랫폼에서는 피로카테콜 용액이 바이오마커에 표지 된 산화효소에 의해 산화/고분자화 되어 맨눈으로 검출가능한 비색 신호를 형성한다. 또한 생성된 비색 신호의 화학구조는 만능 접착제인 폴리도파민의 화학구조와 매우 유사하여 접착력을 가진다. 즉, 형성됨과 동시에 산화효소가 존재하는 부근에 접착되기 때문에 신호의 고정화를 통한 바이오마커의 공간적 분석을 가능하게 한다. 더 나아가 단일 세포 염색 분석과 paper-based bioassay인 Dot-blot assay 등에 해당 플랫폼을 적용시킴으로써 플랫폼의 폭 넓은 활용가능성을 입증했다.
바이오마커는 병리학적 상태의 변화를 알려주는 지표이며 바이오마커를 검출함으로써 질병의 초기 진단이 가능하다. 기존 바이오마커 검출 방법은 복잡한 프로토콜을 거쳐 전문가에 의해 진행되었으며 결과 판독에 추가 장비가 필요했기 때문에 일반 가정에서 사용될 수 없었다. 따라서 표적 바이오마커의 유무에 따라 눈에 보이는 신호를 형성해 결과 판독에 추가 장비가 필요 없는 비색 분석법이 최근 주목을 받고 있다. 하지만 기존에 사용되던 비색 분석법의 낮은 감도 또는 분자 프로브의 즉각적인 확산으로 인한 공간적 표적 분석의 한계에 의해 그 활용성이 떨어졌다. 따라서 우리는 효소에 의해 증폭된 신호가 표적이 존재하는 공간에 접착함으로써 기존 비색 분석법의 문제점을 해결할 수 있는 enzyme-mediated adhesive colorant 플랫폼 (EAC 플랫폼)을 디자인했다. 이전의 바이오마커 검출 플랫폼이 결과값을 얻기 위해 추가 기기가 필요한 것과 다르게 EAC 플랫폼에서는 피로카테콜 용액이 바이오마커에 표지 된 산화효소에 의해 산화/고분자화 되어 맨눈으로 검출가능한 비색 신호를 형성한다. 또한 생성된 비색 신호의 화학구조는 만능 접착제인 폴리도파민의 화학구조와 매우 유사하여 접착력을 가진다. 즉, 형성됨과 동시에 산화효소가 존재하는 부근에 접착되기 때문에 신호의 고정화를 통한 바이오마커의 공간적 분석을 가능하게 한다. 더 나아가 단일 세포 염색 분석과 paper-based bioassay인 Dot-blot assay 등에 해당 플랫폼을 적용시킴으로써 플랫폼의 폭 넓은 활용가능성을 입증했다.
Biomarkers are biological indicators of specific pathological conditions. By monitoring biomarkers, early disease diagnosis, and immediate treatment are possible. In conventional biomarker detection methods, complex protocols, additional equipment, and trained personnel are essential, limiting its a...
Biomarkers are biological indicators of specific pathological conditions. By monitoring biomarkers, early disease diagnosis, and immediate treatment are possible. In conventional biomarker detection methods, complex protocols, additional equipment, and trained personnel are essential, limiting its application to a laboratory setting. Therefore, the colorimetric bioassay, which generates a visible signal in the presence of a target biomarker, has attracted attention. However, limitations of this assay type include low sensitivity and/or diffusion of the colorant resulting in the loss of spatial information. To address this limitation, we developed an enzyme-mediated adhesive colorant (EAC) platform. Unlike previous biomarker detection platforms that require additional equipment for the readout, in the EAC platform, pyrocatechol (PC) is oxidized/polymerized by horseradish peroxidase (HRP) to generate a colorimetric signal that can be detected with the naked eye. As a large number of PC are oxidized by a single HRP, signal amplification occurs. In addition, the chemical structure of the colorant is similar to polydopamine, a well-known universal surface adhesive, resulting in a unique adhesion property. That is, the generated adhesive colorant is attached in the vicinity of the HRP labeled target, allowing spatial analysis of the target. The broad use of the EAC platform was confirmed by applying the protocol to single-cell staining assays and paper-based bioassays.
Biomarkers are biological indicators of specific pathological conditions. By monitoring biomarkers, early disease diagnosis, and immediate treatment are possible. In conventional biomarker detection methods, complex protocols, additional equipment, and trained personnel are essential, limiting its application to a laboratory setting. Therefore, the colorimetric bioassay, which generates a visible signal in the presence of a target biomarker, has attracted attention. However, limitations of this assay type include low sensitivity and/or diffusion of the colorant resulting in the loss of spatial information. To address this limitation, we developed an enzyme-mediated adhesive colorant (EAC) platform. Unlike previous biomarker detection platforms that require additional equipment for the readout, in the EAC platform, pyrocatechol (PC) is oxidized/polymerized by horseradish peroxidase (HRP) to generate a colorimetric signal that can be detected with the naked eye. As a large number of PC are oxidized by a single HRP, signal amplification occurs. In addition, the chemical structure of the colorant is similar to polydopamine, a well-known universal surface adhesive, resulting in a unique adhesion property. That is, the generated adhesive colorant is attached in the vicinity of the HRP labeled target, allowing spatial analysis of the target. The broad use of the EAC platform was confirmed by applying the protocol to single-cell staining assays and paper-based bioassays.
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