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문제 정의
- 또한 다양한 표면 개질을 통하여 lectfa 및 생체분자와 결합이 가능하여 세포생물학 및 바이오센서와 같은 분야에 유용하게 이용될 수 있다[15]. 따라서, 본 논문에서는 고분자전해질을 이용한 표면개질 기술을 기반으로 구현된 세포 패터닝 기술을 이용하여 친환경적인 세포칩을 제작 및 응용하고자 한다.
- 또한 다양한 표면 개질을 통하여 lectfa 및 생체분자와 결합이 가능하여 세포생물학 및 바이오센서와 같은 분야에 유용하게 이용될 수 있다[15]. 따라서, 본 논문에서는 고분자전해질을 이용한 표면개질 기술을 기반으로 구현된 세포 패터닝 기술을 이용하여 친환경적인 세포칩을 제작 및 응용하고자 한다.
- 0 run로 증가하여 lectin과 BSA에 결합에 의해 증가된 것으로 여겨져 성공적 으로 lectin-QDs 복합체를 형성하였다. 따라서, 형성된 lectinQDs 복합체를 패터닝된 세포에 적용하여 세포 표면에서 발현하는 글리칸을 분석 목적으로 하였다.
- 0 run로 증가하여 lectin과 BSA에 결합에 의해 증가된 것으로 여겨져 성공적 으로 lectin-QDs 복합체를 형성하였다. 따라서, 형성된 lectinQDs 복합체를 패터닝된 세포에 적용하여 세포 표면에서 발현하는 글리칸을 분석 목적으로 하였다.
- 고분자 전해질을 이용한 다층박막은 자가조립에 의해 형성되어 기존의 진공증착(vacuum deposition), Langmuir-Blodgett 기술에 의한 박막 형성보다 균일한 표면 개질이 되며 다양한 장치 제작에 응용이 가능한 이점이 있다. 본 논문에서는 세포칩을 제작하기 위한 표면개질 기술로 고분자 전해질을 이용한 다층박막을 이용하여 세포가 안정적으로 부착될 수 있는 표면을 제공하여 세포패터닝을 수행하여 친환경적인 세포칩을 제작하여 세포의 생물학적 변화를 관찰하는데 응용하고자 한다.
제안 방법
- 표면 개질된 친수성 QDs은 SBA lectin과 결합을 수행하였다. 10 μM유의 QDs과 10 jiM의 SBA lectin 농도로 준비한 후 EDC/sulfo-NHS를 이용하여 입자의 카르복실그룹과 SBA lectin의 아민그룹간의 결합을 유도하였다 이때 EDC/sulfo-NHS는 정량적으로 QDs과 SBA lectin의 10배수인 100 gM (EDC : 200 nL, sulfo-NHS 40 ug/mL)4 반응하였다. 추가적으로 입자응집을 방지하기 위해 NaCl을 10 pM의 농도로 넣어주어 적정한 후 상온에서 약한 교반으로 1시간 동안 수행하였다.
- 표면 개질된 친수성 QDs은 SBA lectin과 결합을 수행하였다. 10 μM유의 QDs과 10 jiM의 SBA lectin 농도로 준비한 후 EDC/sulfo-NHS를 이용하여 입자의 카르복실그룹과 SBA lectin의 아민그룹간의 결합을 유도하였다 이때 EDC/sulfo-NHS는 정량적으로 QDs과 SBA lectin의 10배수인 100 gM (EDC : 200 nL, sulfo-NHS 40 ug/mL)4 반응하였다. 추가적으로 입자응집을 방지하기 위해 NaCl을 10 pM의 농도로 넣어주어 적정한 후 상온에서 약한 교반으로 1시간 동안 수행하였다.
- EDC/sulfo-NHS 반응에 의해 형성된 lectin-QDs 복합체는 12시간 동안 배양된 세포 칩에 주입 하여 lectin의 특이적인 반응을 증명하고자 한다. 사용된 lectin은 SBA (soybean agglutinin)로 GlcNAc (N-acetylgalactosamine)과 특이적인 결합을 하는 것으로 잘 알려져 있다.
- QDs과 QDs-lectin의 입자크기 분석은 zeta-sizer analyzer (OTSUKA, ELS-8000, Japan)로 수행하였으며 입자의 흡광 및 형광은 uv-vis spectrometry (PerkinEimer, Lambda35, USA) / photoluminescence (Varian, Cary Eclipse, USA)로 측정하였다. 그리고 QDs-lectins의 세포 글리칸 형광분석은 fluorescence microscopy (NIKON, TE-2000U, Japan)을 이용하였으며 Imagepro 및 Image-J program을 이용하여 데이터 분석을 하였다.
- QDs을 친수화하기 위해 리간드 치환방법에 의해 표면에 있는 TOPO를 MAA로 표면 개질을 수행하였다. MAA를 QDs에 뿌옇게 될 때까지 넣어준다.
- 그 다음 65 ”C에서 30분간 일차 경화를 수행했으며 PDMS 스탬프를 제거 후 3시간 최종경화를 하였다.
- MAA로 표면 개질된 나노입자는 카르복실기를 가지고 있으며, lectin 단백질에는 아민기가 포함되어 있어 결합을 유도 할 수 있었다. 또한 비특이적인 결합을 방지하기 위해 QDs 표면의 나머지 결합부위를 BSA와 결합시켜 passivation하였다. 이 또한, DLS로 측정결과 나노입자의 크기는 17.
- 세포 표면에 발현된 글리칸을 분석하기 위해 특정 글리칸에 특이적 결합을 할 수 있는 lectin을 이용하였다. 또한, lectin 의 결합을 용이하게 분석하기 위해 QDs 나노입자를 이용하여 lectin을 이미징하여 정량 분석하였다. Figure 2(a)에서는 lectin-QDs 복합체를 형성하여 패터닝된 세포에 적용하는 방법을 나타내었다.
- 그 다음 4 ℃ 냉장고에서 12시간 동안 보관하였다. 미 반응 물질을 제거하기 위해 원심분리기 내에서 300 kDa cut off filter를 이용하여 EDC, sulfo-NHS, BSA를 투과시켰으며 이때 조건은 4,000 rpm, 20분 동안 수행하였다. 최종적을 만들어진 SBAQDs 복합체의 입지는 4 ℃ 냉장고에서 보관하였디-.
- 그 다음 4 ℃ 냉장고에서 12시간 동안 보관하였다. 미 반응 물질을 제거하기 위해 원심분리기 내에서 300 kDa cut off filter를 이용하여 EDC, sulfo-NHS, BSA를 투과시켰으며 이때 조건은 4,000 rpm, 20분 동안 수행하였다. 최종적을 만들어진 SBAQDs 복합체의 입지는 4 ℃ 냉장고에서 보관하였디-.
- 음전하 또는 양전하를 띄고 있는 고분자 전해질은 정전기적 인력에 의한 LBL(layer-by-layer) 기술에 의해 표면에 다층 박막을 형성할 수 있으며, 최상층의 전하에 의해 다양한 생체 분자 및 세포, 박테리아를 부착시킬 수 있다[16,17]. 본 논문에서는 암세포와 정상세포간의 글리칸 발현의 차이를 확인하기 위해 대장암세포인 HCT116과 정상섬유아세포인 HDF (human dermal fibroblast)를 간편한 마이크로컨택트프린팅 방법에 의해 형성된 PDMS 구조체를 이용하여 세포 패터닝을 성공적으로 수행하였다(Figure 3(a)). HCT116 (upper two images in Figure 3(a))과 HDF (bottom two images in Figure 3(a))는 고분자 전해질 표면에만 선택적으로 안정하게 부착 하였으며, PDMS는 효과적으로 세포의 부착을 방지하였다.
- 우선적으로 세포가 부착하여 성장할 수 있는 환경을 제공 하기 위해 유리 표면을 고분자 전해질(polyelectrolyte)로 표면 개질 수행하였다. 본 실험에서 이용되는 기판은 유리를 이용하였으며 초음파세척기에서 아세톤, 에탄올, 증류수의 물질 순서로 5분간 세척하였으며 질소가스로 수분을 제거한 후 산소 플라즈마(Model PDC-002, HARRIC plasma)로 30초간 처리하여 표면의 젖음성을 증가시켰다. 유리위로 전해질고분자의 코팅은 spin coater (4,000 ipm, 15초)를 이용하여 수행하였으며 양이온고분자물질로써 PAH (20 mM, pH: 9.
- 우선적으로 세포가 부착하여 성장할 수 있는 환경을 제공 하기 위해 유리 표면을 고분자 전해질(polyelectrolyte)로 표면 개질 수행하였다. 본 실험에서 이용되는 기판은 유리를 이용하였으며 초음파세척기에서 아세톤, 에탄올, 증류수의 물질 순서로 5분간 세척하였으며 질소가스로 수분을 제거한 후 산소 플라즈마(Model PDC-002, HARRIC plasma)로 30초간 처리하여 표면의 젖음성을 증가시켰다. 유리위로 전해질고분자의 코팅은 spin coater (4,000 ipm, 15초)를 이용하여 수행하였으며 양이온고분자물질로써 PAH (20 mM, pH: 9.
- 본 연구는 손쉬운 마이크로컨택트프린팅 방법으로 고분자 전해질로 표면 개질된 기판 위에 형성된 PDMS 구조체를 형성하여 친환경적인 공정에 의해 세포칩을 제작하였으며, 이를 이용하여 세포 표면에서 발현되는 탄수화물을 효율적으로 분석하였다. PDMS 구조체는 효과적으로 세포의 부착을 방지하였으며, 고분자 전해질은 정전기적 인력에 의해 세포를 부착하는데 성공하여 세포 패터닝을 구현 할 수 있었다.
- 본 연구는 손쉬운 마이크로컨택트프린팅 방법으로 고분자 전해질로 표면 개질된 기판 위에 형성된 PDMS 구조체를 형성하여 친환경적인 공정에 의해 세포칩을 제작하였으며, 이를 이용하여 세포 표면에서 발현되는 탄수화물을 효율적으로 분석하였다. PDMS 구조체는 효과적으로 세포의 부착을 방지하였으며, 고분자 전해질은 정전기적 인력에 의해 세포를 부착하는데 성공하여 세포 패터닝을 구현 할 수 있었다.
- 세포 표면에 발현된 글리칸을 분석하기 위해 특정 글리칸에 특이적 결합을 할 수 있는 lectin을 이용하였다. 또한, lectin 의 결합을 용이하게 분석하기 위해 QDs 나노입자를 이용하여 lectin을 이미징하여 정량 분석하였다.
- 세포 표면에 발현된 글리칸을 분석하기 위해 특정 글리칸에 특이적 결합을 할 수 있는 lectin을 이용하였다. 또한, lectin 의 결합을 용이하게 분석하기 위해 QDs 나노입자를 이용하여 lectin을 이미징하여 정량 분석하였다.
- 이 후 trypsin-EDTA 용액을 이용하여 세포를 부유화 시키고 원심분리(1,000 rpm / 3 min)로 침전시켜 trypsin-EDTA를 제거하였다. 세포의 농도는 100,000 마리/mL로 하였으며 최종적으로 50 jxL를 각 패턴에 주입, 패턴당 5,000마리로 고정하여 실험을 수행하였다.
- 이 후 trypsin-EDTA 용액을 이용하여 세포를 부유화 시키고 원심분리(1,000 rpm / 3 min)로 침전시켜 trypsin-EDTA를 제거하였다. 세포의 농도는 100,000 마리/mL로 하였으며 최종적으로 50 jxL를 각 패턴에 주입, 패턴당 5,000마리로 고정하여 실험을 수행하였다.
- 세포의 부착을 방지하기 위하여 고분자 전해질로 표면 개 질된 유리기판 위에 PDMS 구조체를 간편한 마이크로컨택트 프린팅(microcontact printing) 방법으로 제작하였다(Figure 1). 고분자 전해질로 코팅된 기판은 PDMS 스탬프를 이용하여 마이크로 컨택트 프린팅방법에 의해 PDMS패턴을 형성하였다.
- 세포의 부착을 방지하기 위하여 고분자 전해질로 표면 개 질된 유리기판 위에 PDMS 구조체를 간편한 마이크로컨택트 프린팅(microcontact printing) 방법으로 제작하였다(Figure 1). 고분자 전해질로 코팅된 기판은 PDMS 스탬프를 이용하여 마이크로 컨택트 프린팅방법에 의해 PDMS패턴을 형성하였다.
- 앞서 언급한과 같이 세포는 암세포와 일반세포의 대조군으로 세포 패터닝을 하였으며 12시간 동안 안정화 및 성장이 된 후 세포표면의 글리칸 분석을 수행하였다. 세포표면에 발현된 글리칸의 분석을 위해 lectinQDs 복합체를 배지에 뿌린 후 CO2 인큐베이터 안에서 반응을 시켰다. 반응 후 배지를 제거 한 후 PBS buffer로 2번 세척을 수행하였다.
- QDs-Lectins-BSA으로 준비된 입자는 세포 패터닝으로 만들어진 기판 위에서 수행하였다. 앞서 언급한과 같이 세포는 암세포와 일반세포의 대조군으로 세포 패터닝을 하였으며 12시간 동안 안정화 및 성장이 된 후 세포표면의 글리칸 분석을 수행하였다. 세포표면에 발현된 글리칸의 분석을 위해 lectinQDs 복합체를 배지에 뿌린 후 CO2 인큐베이터 안에서 반응을 시켰다.
- QDs-Lectins-BSA으로 준비된 입자는 세포 패터닝으로 만들어진 기판 위에서 수행하였다. 앞서 언급한과 같이 세포는 암세포와 일반세포의 대조군으로 세포 패터닝을 하였으며 12시간 동안 안정화 및 성장이 된 후 세포표면의 글리칸 분석을 수행하였다. 세포표면에 발현된 글리칸의 분석을 위해 lectinQDs 복합체를 배지에 뿌린 후 CO2 인큐베이터 안에서 반응을 시켰다.
- 앞의 결과에서 SBA-lectin이 세포표면에 있는 특정 글리칸과 효과적으로 결합하였음을 증명하였으며, 이에 대한 세포와의 반응을 최적화를 하였다. 패터닝된 HCT116과 HDF 세포에 SBA-lectin 복합체 50 nM을 반응시간(1〜12시간)에 따라 비교실험을 수행하였다.
- 앞의 결과에서 SBA-lectin이 세포표면에 있는 특정 글리칸과 효과적으로 결합하였음을 증명하였으며, 이에 대한 세포와의 반응을 최적화를 하였다. 패터닝된 HCT116과 HDF 세포에 SBA-lectin 복합체 50 nM을 반응시간(1〜12시간)에 따라 비교실험을 수행하였다.
- 우선적으로 세포가 부착하여 성장할 수 있는 환경을 제공 하기 위해 유리 표면을 고분자 전해질(polyelectrolyte)로 표면 개질 수행하였다. 본 실험에서 이용되는 기판은 유리를 이용하였으며 초음파세척기에서 아세톤, 에탄올, 증류수의 물질 순서로 5분간 세척하였으며 질소가스로 수분을 제거한 후 산소 플라즈마(Model PDC-002, HARRIC plasma)로 30초간 처리하여 표면의 젖음성을 증가시켰다.
- 우선적으로 세포가 부착하여 성장할 수 있는 환경을 제공 하기 위해 유리 표면을 고분자 전해질(polyelectrolyte)로 표면 개질 수행하였다. 본 실험에서 이용되는 기판은 유리를 이용하였으며 초음파세척기에서 아세톤, 에탄올, 증류수의 물질 순서로 5분간 세척하였으며 질소가스로 수분을 제거한 후 산소 플라즈마(Model PDC-002, HARRIC plasma)로 30초간 처리하여 표면의 젖음성을 증가시켰다.
- 이때 배지의 구성은 DMEM : FBS : antibioticsC힝생제) = 89% : 10% : 1%로 하였다. 이 후 24시간 동안 세포의 안정화 및 성장시간을 주고 글리칸 분석을 수행 하였다.
- 이때 배지의 구성은 DMEM : FBS : antibioticsC힝생제) = 89% : 10% : 1%로 하였다. 이 후 24시간 동안 세포의 안정화 및 성장시간을 주고 글리칸 분석을 수행 하였다.
- 앞의 결과에서 SBA-lectin이 세포표면에 있는 특정 글리칸과 효과적으로 결합하였음을 증명하였으며, 이에 대한 세포와의 반응을 최적화를 하였다. 패터닝된 HCT116과 HDF 세포에 SBA-lectin 복합체 50 nM을 반응시간(1〜12시간)에 따라 비교실험을 수행하였다. Figure 4(a)에서 HCT116과 HDF의 SBA-QDs의 반응시간에 따른 형광이미지에서 보여주고 있다.
- 앞의 결과에서 SBA-lectin이 세포표면에 있는 특정 글리칸과 효과적으로 결합하였음을 증명하였으며, 이에 대한 세포와의 반응을 최적화를 하였다. 패터닝된 HCT116과 HDF 세포에 SBA-lectin 복합체 50 nM을 반응시간(1〜12시간)에 따라 비교실험을 수행하였다. Figure 4(a)에서 HCT116과 HDF의 SBA-QDs의 반응시간에 따른 형광이미지에서 보여주고 있다.
- 표면 개질 된 입자는 PBS buffer를 이용하여 클로로포름과 층 분리하였으며, MAA-QDse nanospin-centricon filter (Mw. 5 kDa)를 이용 분리 정제 과정을 수행하였다.
- 60 ℃에서 12시간 동안 반응을 수행하였다. 표면 개질 된 입자는 PBS buffer를 이용하여 클로로포름과 층 분리하였으며, MAA-QDs은 nanospin-centricon filter (Mw. 5 kDa)를 이용 분리 정제 과정을 수행하였다. 이때 얻어진 QDs은 PBS buffer (pH 7.
- 표면 개질된 친수성 QDse SBA lectin과 결합을 수행하였다.
- 표면 개질된 친수성 QDs은 SBA lectin과 결합을 수행하였다. 10 μM유의 QDs과 10 jiM의 SBA lectin 농도로 준비한 후 EDC/sulfo-NHS를 이용하여 입자의 카르복실그룹과 SBA lectin의 아민그룹간의 결합을 유도하였다 이때 EDC/sulfo-NHS는 정량적으로 QDs과 SBA lectin의 10배수인 100 gM (EDC : 200 nL, sulfo-NHS 40 ug/mL)4 반응하였다.
대상 데이터
- QDs-Lectins-BSA으로 준비된 입자는 세포 패터닝으로 만들어진 기판 위에서 수행하였다. 앞서 언급한과 같이 세포는 암세포와 일반세포의 대조군으로 세포 패터닝을 하였으며 12시간 동안 안정화 및 성장이 된 후 세포표면의 글리칸 분석을 수행하였다.
- Quantum dots (CdSe/ZnS; core-shell 나노입자)은 반도체의 선구자물질을 이용하여 반응기인 삼구 플라스크안에서 합성되었다. 반응기에 12.
- 본 실험에서 이용된 세포종류는 암세포 : HCT116, 정상세포 : human dermis f*ibrobl 이다. 세포 패터닝에 앞서 제작된 기판은 외부의 박테리아나 곰팡이균으로부터 오염방지를 위해 클린벤치안에서 파로 12시간 동안 소독을 마친 후 사용되었다.
- 본 실험에서 이용된 세포종류는 암세포 : HCT116, 정상세포 : human dermis f*ibrobl 이다. 세포 패터닝에 앞서 제작된 기판은 외부의 박테리아나 곰팡이균으로부터 오염방지를 위해 클린벤치안에서 파로 12시간 동안 소독을 마친 후 사용되었다.
데이터처리
- QDs과 QDs-lectin의 입자크기 분석은 zeta-sizer analyzer (OTSUKA, ELS-8000, Japan)로 수행하였으며 입자의 흡광 및 형광은 uv-vis spectrometry (PerkinEimer, Lambda35, USA) / photoluminescence (Varian, Cary Eclipse, USA)로 측정하였다. 그리고 QDs-lectins의 세포 글리칸 형광분석은 fluorescence microscopy (NIKON, TE-2000U, Japan)을 이용하였으며 Imagepro 및 Image-J program을 이용하여 데이터 분석을 하였다.
- QDs과 QDs-lectin의 입자크기 분석은 zeta-sizer analyzer (OTSUKA, ELS-8000, Japan)로 수행하였으며 입자의 흡광 및 형광은 uv-vis spectrometry (PerkinEimer, Lambda35, USA) / photoluminescence (Varian, Cary Eclipse, USA)로 측정하였다. 그리고 QDs-lectins의 세포 글리칸 형광분석은 fluorescence microscopy (NIKON, TE-2000U, Japan)을 이용하였으며 Imagepro 및 Image-J program을 이용하여 데이터 분석을 하였다.
이론/모형
- 이 결과는 MAA 로 표면 개질 된 QDs은 표면에 카르복실 그룹이 있어 강한음전하가 나타남을 증명한다. QDs을 친수화 시킨 후, lectin의 결합을 유도하기 위해 아민기(-NH3)와 카르복실기(-COOH)를 연결시키는 EDC/sulfo-NHS 반응을 이용하였다. MAA로 표면 개질된 나노입자는 카르복실기를 가지고 있으며, lectin 단백질에는 아민기가 포함되어 있어 결합을 유도 할 수 있었다.
- 이 결과는 MAA 로 표면 개질 된 QDs은 표면에 카르복실 그룹이 있어 강한음전하가 나타남을 증명한다. QDs을 친수화 시킨 후, lectin의 결합을 유도하기 위해 아민기(-NH3)와 카르복실기(-COOH)를 연결시키는 EDC/sulfo-NHS 반응을 이용하였다. MAA로 표면 개질된 나노입자는 카르복실기를 가지고 있으며, lectin 단백질에는 아민기가 포함되어 있어 결합을 유도 할 수 있었다.
- 세포의 부착을 방지하기 위하여 고분자 전해질로 표면 개 질된 유리기판 위에 PDMS 구조체를 간편한 마이크로컨택트 프린팅(microcontact printing) 방법으로 제작하였다(Figure 1). 고분자 전해질로 코팅된 기판은 PDMS 스탬프를 이용하여 마이크로 컨택트 프린팅방법에 의해 PDMS패턴을 형성하였다. PDMS 스탬프는 PDMS와 crosslinking 물질을 10:1로 섞어준 후 casting method에 의해 양각의 사각형모양으로 제작된 실리콘 마스터 위에서 열경화(65 ℃, 12시간)로 제작되었다.
성능/효과
- Figure 4(c)에서는 gray value로 형광의 세기를 측정하여 이를 세포의 면적으로 나누어 정량화한 것을 그래프로 나타내었다. HCT116 암세포에서는 6시간 까지 단위면적당 형광이 증가를 하고 있으며, 이후로는 포화(saturation)상태가 됨을 확인하였다. 하지만, HDF에서는 변화가 거의 없음을 나타내 었다.
- QDs을 친수화 시킨 후, lectin의 결합을 유도하기 위해 아민기(-NH3)와 카르복실기(-COOH)를 연결시키는 EDC/sulfo-NHS 반응을 이용하였다. MAA로 표면 개질된 나노입자는 카르복실기를 가지고 있으며, lectin 단백질에는 아민기가 포함되어 있어 결합을 유도 할 수 있었다. 또한 비특이적인 결합을 방지하기 위해 QDs 표면의 나머지 결합부위를 BSA와 결합시켜 passivation하였다.
- QDs을 친수화 시킨 후, lectin의 결합을 유도하기 위해 아민기(-NH3)와 카르복실기(-COOH)를 연결시키는 EDC/sulfo-NHS 반응을 이용하였다. MAA로 표면 개질된 나노입자는 카르복실기를 가지고 있으며, lectin 단백질에는 아민기가 포함되어 있어 결합을 유도 할 수 있었다. 또한 비특이적인 결합을 방지하기 위해 QDs 표면의 나머지 결합부위를 BSA와 결합시켜 passivation하였다.
- 본 연구는 손쉬운 마이크로컨택트프린팅 방법으로 고분자 전해질로 표면 개질된 기판 위에 형성된 PDMS 구조체를 형성하여 친환경적인 공정에 의해 세포칩을 제작하였으며, 이를 이용하여 세포 표면에서 발현되는 탄수화물을 효율적으로 분석하였다. PDMS 구조체는 효과적으로 세포의 부착을 방지하였으며, 고분자 전해질은 정전기적 인력에 의해 세포를 부착하는데 성공하여 세포 패터닝을 구현 할 수 있었다. 세포는 패턴 내에서 안정적으로 성장 및 증식하여 세포에 적합한 환경을 제공해 주었다.
- 형광의 세기는 SBA가 세포 표면에 있는 GlcNAc를 인지하여 결합한 결과로서 HDF 정상세포보다 HCT116 암세포에서 GlcNAc가 더욱 많이 발현이 되고 있음을 나타낸다. 결과적으로 본 논문에서 사용된 lectin-QDs 복합체는 세포 표면에 있는 글리칸을 성공적으로 인지하였으며, 세포가 패터닝 된 세포칩을 이용하여 더욱 분석이 용이하고 신뢰할 수 있는 정량 데이터를 얻을 수 있었다.
- 또한, 12시간 동안 배양을 한 결과 패턴의 영역에서만 세포가 안정적으로 성장을 한 것을 확인 하였다. 따라서, 고분자 전해질 위에 형성된 PDMS 구조체를 이용하여 세포 패터닝이 가능함을 보였으며, lectin-QDs 복합체를 이용한 세포 표면에서 발현되는 글리칸을 분석 할 수 있는 세포칩을 준비할 수 있었다.
- 세포가 부착할 수 있는 ECM 단백질은 PDMS 구조체 위에서 단백질 변성(denaturation)이 일어나 세포가 부착할 수 있는 환경을 제공하지 못한다[18]. 따라서, 고분자 전해질을 이용한 손쉬운 세포 부착과 PDMS의 비특이적 결합 방지 성질을 이용하여 세포 패터닝을 수행할 수 있었다.
- 또한, 12시간 동안 배양을 한 결과 패턴의 영역에서만 세포가 안정적으로 성장을 한 것을 확인 하였다. 따라서, 고분자 전해질 위에 형성된 PDMS 구조체를 이용하여 세포 패터닝이 가능함을 보였으며, lectin-QDs 복합체를 이용한 세포 표면에서 발현되는 글리칸을 분석 할 수 있는 세포칩을 준비할 수 있었다.
- 6 정도의 S/N ratio를 보였다. 따라서, 본 논문에서는 SBAQDs 복합체를 형성하여 세포 표면에서 발현되는 글리칸을 패터닝된 세포 칩을 이용하여 성공적으로 분석할 수 있었으며, 정상세포보다 암세포에서 GlcNAc가 더욱 많이 발현이 됨을 증명하였다.
- 6 정도의 S/N ratio를 보였다. 따라서, 본 논문에서는 SBAQDs 복합체를 형성하여 세포 표면에서 발현되는 글리칸을 패터닝된 세포 칩을 이용하여 성공적으로 분석할 수 있었으며, 정상세포보다 암세포에서 GlcNAc가 더욱 많이 발현이 됨을 증명하였다.
- 하지만, HDF에서는 변화가 거의 없음을 나타내 었다. 또한 S/N ratio로 비교를 하였을 때, 1시간이었을 때 암세포는 4.5의 수치를 보였으며, 3시간 일 때는 5.9, 6시간은 6.6, 12시간은 7.0의 S/N ratio을 보였다. 정상세포에서는 4.
- 또한, 12시간 동안 배양을 한 결과 패턴의 영역에서만 세포가 안정적으로 성장을 한 것을 확인 하였다. 따라서, 고분자 전해질 위에 형성된 PDMS 구조체를 이용하여 세포 패터닝이 가능함을 보였으며, lectin-QDs 복합체를 이용한 세포 표면에서 발현되는 글리칸을 분석 할 수 있는 세포칩을 준비할 수 있었다.
- 66 mV로 측정 되 었다(Figure 2(c)). 이 결과는 MAA 로 표면 개질 된 QDs은 표면에 카르복실 그룹이 있어 강한음전하가 나타남을 증명한다. QDs을 친수화 시킨 후, lectin의 결합을 유도하기 위해 아민기(-NH3)와 카르복실기(-COOH)를 연결시키는 EDC/sulfo-NHS 반응을 이용하였다.
- 또한 비특이적인 결합을 방지하기 위해 QDs 표면의 나머지 결합부위를 BSA와 결합시켜 passivation하였다. 이 또한, DLS로 측정결과 나노입자의 크기는 17.1 士 3.0 run로 증가하여 lectin과 BSA에 결합에 의해 증가된 것으로 여겨져 성공적 으로 lectin-QDs 복합체를 형성하였다. 따라서, 형성된 lectinQDs 복합체를 패터닝된 세포에 적용하여 세포 표면에서 발현하는 글리칸을 분석 목적으로 하였다.
- 또한 비특이적인 결합을 방지하기 위해 QDs 표면의 나머지 결합부위를 BSA와 결합시켜 passivation하였다. 이 또한, DLS로 측정결과 나노입자의 크기는 17.1 士 3.0 run로 증가하여 lectin과 BSA에 결합에 의해 증가된 것으로 여겨져 성공적 으로 lectin-QDs 복합체를 형성하였다. 따라서, 형성된 lectinQDs 복합체를 패터닝된 세포에 적용하여 세포 표면에서 발현하는 글리칸을 분석 목적으로 하였다.
- 세포는 패턴 내에서 안정적으로 성장 및 증식하여 세포에 적합한 환경을 제공해 주었다. 이 세포칩을 이용하여 세포 표면 탄수화물을 분석하기 위하여 SBA lectin 단백질을 형광을 발현하는 QDs에 성공적으로 결합하여 lectin-QDs 복합체를 형성하여 세포 표면에 발현하는 글리칸을 쉽게 형광 분석 할 수 있었다. 제작된 세포칩을 이용하여 SBA-QDs을 반응한 결과 HDF 정상세포 보다 HCT116 암세포에서는 GlcNAc가 과다 발현 함을 알 수 있었다.
- 이 세포칩을 이용하여 세포 표면 탄수화물을 분석하기 위하여 SBA lectin 단백질을 형광을 발현하는 QDs에 성공적으로 결합하여 lectin-QDs 복합체를 형성하여 세포 표면에 발현하는 글리칸을 쉽게 형광 분석 할 수 있었다. 제작된 세포칩을 이용하여 SBA-QDs을 반응한 결과 HDF 정상세포 보다 HCT116 암세포에서는 GlcNAc가 과다 발현 함을 알 수 있었다. 이는 암세포의 비정상'적인 글리칸을 분석할 수 있는 중요한 분석 방법으로서 효과적으로 다양한 세포 및 lectin을 이용하여 데이터베이스를 구축할 수 있게 된다.
- 이 세포칩을 이용하여 세포 표면 탄수화물을 분석하기 위하여 SBA lectin 단백질을 형광을 발현하는 QDs에 성공적으로 결합하여 lectin-QDs 복합체를 형성하여 세포 표면에 발현하는 글리칸을 쉽게 형광 분석 할 수 있었다. 제작된 세포칩을 이용하여 SBA-QDs을 반응한 결과 HDF 정상세포 보다 HCT116 암세포에서는 GlcNAc가 과다 발현 함을 알 수 있었다. 이는 암세포의 비정상'적인 글리칸을 분석할 수 있는 중요한 분석 방법으로서 효과적으로 다양한 세포 및 lectin을 이용하여 데이터베이스를 구축할 수 있게 된다.
- 형광세기를 정량화한 결과 암세포와 정상세포간의 형광세기의 차이가 큼을 보여주고 있디-. 형광의 세기는 SBA가 세포 표면에 있는 GlcNAc를 인지하여 결합한 결과로서 HDF 정상세포보다 HCT116 암세포에서 GlcNAc가 더욱 많이 발현이 되고 있음을 나타낸다. 결과적으로 본 논문에서 사용된 lectin-QDs 복합체는 세포 표면에 있는 글리칸을 성공적으로 인지하였으며, 세포가 패터닝 된 세포칩을 이용하여 더욱 분석이 용이하고 신뢰할 수 있는 정량 데이터를 얻을 수 있었다.
후속연구
- 다층박막은 수용성이면서 전하를 가진 고분자를 다양하게 이용하기 때문에 경제적이며 친환경적인 공정이다. 따라서, 기존의 환경오염의 유발 및 생체독성의 문제점이 있는 유기용매를 기반으로 하는 화학반응을 대체 할 수 있는 기술로 응용 가능 할 것으로 기대된다. 다층박막으로 형성된 고분자 전해질은 나노구조체를 가지면서 표면의 전하량 조절이 가능하여 관심이 급증하고 있다.
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