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문제 정의
- 단백질 표면의 임의의 부위가 기판에 직접 부착되는 것을 막기 위하여 Ni2+ 이온과 같은 작용기의 밀도를 증가시켜야 한다. 본 연구에서는 10분 정도의 유리 기판에 대한 플라즈마 처리 시간이 단백질 활성 부위를 유리 기판 전면에 걸쳐 일정하게 노출시켜 단백질의 부착 능력을 향상시키는 것으로 판단된다. Fig.
제안 방법
- 본 연구에서는 단백질칩 표면의 안정화를 위하여 RFCVD(Radio Frequency Chemical Vapor Deposition)법을 사용하여 유리 기판에 수소 플라즈마 처리를 시행하였다[8]. Histidine-tagged 된 단백질을 기판에 결합시키기 위하여 스핀코팅법으로 니켈 이온이 코팅된 기판을 제조하여 단백질칩 기판의 표면 상태에 대한 분석을 실시하였다. 니켈이 코팅된 단백질칩 제조를 위해 기판 표면을 수소 플라즈마 처리한 후 스핀코팅 방법을 이용하여 단백질 부착력을 테스트한 예는 아직 문헌에 보고된 바는 없으며, 이에 관한 첫 보고라는 측면에서 의미가 크다 하겠다.
- 유리 기판을 수소 플라즈마 처리 전에 기판 표면 위의 불순물 제거를 위해 에탄올을 사용하여 20분 동안 초음파 세척 후 건조시켰다. RF CVD 반응기 내로 유리 기판을 장입한 후, 100W의 RF 출력과 500℃의 기판 온도를 유지하였다. 수소 플라즈마 처리 시간은 10, 20, 30, 40, 50, 60분으로 변화를 주었다.
- Particle size analysis for the glass slides coated with different H2 plasma treatment times. The Ni2+ ions coated slides were prepared as described in the experiment methods and results and the analyzed by Particle size analysis (5,000 times).
- The Ni2+ ions coated slides were constructed by the spin-coating method after H2 plasma treatment. The quantification was also performed and and plotted as bar graphs.
- NiCl2가 코팅된 유리 기판 위로 단백질을 고정시키기 위해 fluorescein isothiocyanate(FITC)-conjugated 되어 있으면서 Histidine-tagged 이 붙어 있는 WAX-9D 단백질을10 μg/ml 농도로 1시간 동안 실온에서 반응시켰다. phosphate buffered saline(PBS) 완충액으로 5분간 두 번 세척한 후 형광 image analyzer로 분석하였다. 기판 상에 부착된 단백질은 Bio imaging analyzer system(BAS; Fuji Photo Film Co.
- phosphate buffered saline(PBS) 완충액으로 5분간 두 번 세척한 후 형광 image analyzer로 분석하였다. 기판 상에 부착된 단백질은 Bio imaging analyzer system(BAS; Fuji Photo Film Co.)로 excitation 파장 490nm와 emission 파장 670nm에서 측정하였다.
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본 연구에서는 유리 기판을 RF CVD 시스템으로 수소 플라즈마 처리한 후, NiCl2 를 코팅하고, Histidine-tagged 단백질과의 부착 능력을 관찰하였다. 단백질칩으로의 기능을 확인하기 위해 단백질의 고정화 능력에 대한 Particle size analysis, Bio imaging analyzer system, 및 Alpha imager 2200 분석을 수행하였다. 수소 플라즈마 처리시간
- 본 연구에서는 유리 기판을 RF CVD 시스템으로 수소 플라즈마 처리한 후, NiCl2 를 코팅하고, Histidine-tagged 단백질과의 부착 능력을 관찰하였다. 단백질칩으로의 기능을 확인하기 위해 단백질의 고정화 능력에 대한 Particle size analysis, Bio imaging analyzer system, 및 Alpha imager 2200 분석을 수행하였다.
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RF CVD 반응기 내로 유리 기판을 장입한 후, 100W의 RF 출력과 500℃의 기판 온도를 유지하였다. 수소 플라즈마 처리 시간은 10, 20, 30, 40, 50, 60분으로 변화를 주었다. 이렇게 제조된 기판 위에 NiCl2
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수소 플라즈마 처리 시간은 10, 20, 30, 40, 50, 60분으로 변화를 주었다. 이렇게 제조된 기판 위에 NiCl2
(ALDRICH, 0343MA 98%)를 코팅하기 위해 전자저울을 이용하여 작용기와 증류수를 무게비(1:2)로 제조하였다. 기판 위에 NiCl2 막을 제조하기 위해 1500 rpm의 스핀코터를 사용하였고, 막 제조 후에 표면 안정화를 위해 80℃의 hot plate 위에서 5분 동안 건조시켰다. - 기판 위에 NiCl2 막을 제조하기 위해 1500 rpm의 스핀코터를 사용하였고, 막 제조 후에 표면 안정화를 위해 80℃의 hot plate 위에서 5분 동안 건조시켰다. 제조된 Ni2+ 막의 표면 특성을 관찰하기 위해 PSA(Particle Size Analyzer, IMT i-30)분석을 수행하였다. NiCl2가 코팅된 유리 기판 위로 단백질을 고정시키기 위해 fluorescein isothiocyanate(FITC)-conjugated 되어 있으면서 Histidine-tagged 이 붙어 있는 WAX-9D 단백질을10 μg/ml 농도로 1시간 동안 실온에서 반응시켰다.
대상 데이터
- CVD(화학기상증착)시스템에 의한 박막의 성장은 기체 원료들의 화학반응을 통해 고체 원료를 합성하는 공정이다. 1970년 대 중반부터 플라즈마를 이용하여 보호 피막이나 반도체 제조를 위한 박막 등이 증착되고 있으나, 본 연구에서는 기판 상의 Ni2+ 표면 안정화를 위해 수소 플라즈마를 이용하였다. Fig.
이론/모형
- 4. The Ni2+ ions coated slides were constructed by the spin-coating method after H2 plasma treatment. The quantification was also performed and and plotted as bar graphs.
- 본 연구에서는 단백질칩 표면의 안정화를 위하여 RFCVD(Radio Frequency Chemical Vapor Deposition)법을 사용하여 유리 기판에 수소 플라즈마 처리를 시행하였다[8]. Histidine-tagged 된 단백질을 기판에 결합시키기 위하여 스핀코팅법으로 니켈 이온이 코팅된 기판을 제조하여 단백질칩 기판의 표면 상태에 대한 분석을 실시하였다.
성능/효과
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단백질칩으로의 기능을 확인하기 위해 단백질의 고정화 능력에 대한 Particle size analysis, Bio imaging analyzer system, 및 Alpha imager 2200 분석을 수행하였다. 수소 플라즈마 처리시간
이 10분 이상증가함에 따라 단백질 부착 능력이 저하됨을 관찰할 수 있었다. 플라즈마 처리시간의 증가는 유리 기판상의 Ni2+ 이온 작용기와 단백질의 특이적 부착 능력을 방해하여, 워싱 시 단백질이 다소 쉽게 떨어져 나가는 것으로 보여 진다. - 3은 니켈이 코팅된 기판(A) 상에 부착된 단백질(B)의 경계면에 대한 Particle size analysis 분석 영상을 보여준다. 작용기와 단백질의 경계가 분명하게 나뉘어져 있음을 관찰할 수 있는데, 이는 스핀코팅 시스템에 의해 제조된 기판들이 워싱 작업 후에도 떨어지지 않고 견고한 단백질 부착 능력을 보이면서 단백질칩 기판으로 적합함을 의미한다.
후속연구
- 그러나 유리 기판에 대한 플라즈마 처리는 친수성이 강한 Ni2+ 이온 작용기의 표면 안정화를 가져올 수 있는 좋은 방법으로 기대된다. 기존의 디핑 방법이나 스핀 코팅 방법에서 코팅 후 표면 친수화에 따른 일그러짐 현상은 추후 단백질칩에 대한 플라즈마 처리 기술의 개선으로 크게 향상될 것으로 평가된다. 단백질칩 기판의 표면 안정화는 단백질의 검색이나 분석시스템 개발을 위한 바이오센서로의 역할을 기대할 수 있을 것으로 생각된다.
- 기존의 디핑 방법이나 스핀 코팅 방법에서 코팅 후 표면 친수화에 따른 일그러짐 현상은 추후 단백질칩에 대한 플라즈마 처리 기술의 개선으로 크게 향상될 것으로 평가된다. 단백질칩 기판의 표면 안정화는 단백질의 검색이나 분석시스템 개발을 위한 바이오센서로의 역할을 기대할 수 있을 것으로 생각된다.
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