초록 ▼

공액고분자인 폴리다이아세틸렌 나노구조체(베시클: 막두께 5 nm, 직경 50-200nm)를 활용하여 센서칩을 구현하기 위한 요소기술을 연구 개발하는 것이다.
-다이아세틸렌 단량체 라이브러리 분자설계 및 합성
-폴리다이아세틸렌 베시클의 고정화 및 표면 분석
-폴리다이아세틸렌과 DNA의 상호작용
-베시클들의 스폿팅 기술 확립 및 베시클 표면상 capture probe 치환기법 개발
-베시클/기판형 센서칩의 hybridization 감지 및 mismatch 분석
-표면 개질 방법 및 감도 향상을 위한 3-

공액고분자인 폴리다이아세틸렌 나노구조체(베시클: 막두께 5 nm, 직경 50-200nm)를 활용하여 센서칩을 구현하기 위한 요소기술을 연구 개발하는 것이다.
-다이아세틸렌 단량체 라이브러리 분자설계 및 합성
-폴리다이아세틸렌 베시클의 고정화 및 표면 분석
-폴리다이아세틸렌과 DNA의 상호작용
-베시클들의 스폿팅 기술 확립 및 베시클 표면상 capture probe 치환기법 개발
-베시클/기판형 센서칩의 hybridization 감지 및 mismatch 분석
-표면 개질 방법 및 감도 향상을 위한 3-D 적층 구조 형성
-베시클/기판형 센서칩의 최적화
1. 다이아세틸렌 단량체 합성
- 고정화용: N-hydroxysuccinimide (NHS), amine, biotin
- 매트릭스용: carboxylic acid (mBzA, ABA, 등)
2. 실험에 사용된 DNA 염기서열
- E. coli sequence: 5`-GTT ACC CGT AGG TAG-3`
- Anthrax sequence: 5`-ATC CTT ATC AAT ATT TAA CAA TAA TCC-3`
3. DNA 검출 조건: 습도(70-80%), 온도(상온-Tm)
4. DNA 검출 한계
- 베시클 용액: E. coli, anthrax (약 10 μM)
- 베시클/기판형 칩: E. coli (약 100 fM), anthrax (약 10 pM)
5. 베시클 표면상 capture probe 치환 기법
- amine probe용으로 PCDA-linker-NHS 사용
- avidin probe용으로 PCDA-linker-biotin 사용
6. 감도 향상을 위한 3-D 적층 구조 형성
- PCDA-linker-biotin을 포함하는 pre-spot 용액: 약 3-4배의 형광세기 증가
- layer by layer deopsition
7. 베시클의 보관 기간: 반응 전(3개월 이상), 반응 후(3개월 이상)
8. 반도체용 기판에서의 chemical 센서
- SiC 기판에서 베시클의 고정화 및 α-CD 검출
연구 실적
- 논문(SCI급): 국외(9 건), 국내(2 건)
- 학회발표: 국제(40 건), 국내(58 건)
- 특허: 국내(1 건)
- 인력양성: 석사(18 명)

Abstract ▼

The goal of proposed research is to investigate core technologies required to develop sensory chips based on conjugated polydiacetylenic nano-vesicles (bilayer
thickness = 5 nm, diameter = 50 - 200 nm) immobilized on glass surfaces.
-Design of monomeric diacetylene library and creation of the

The goal of proposed research is to investigate core technologies required to develop sensory chips based on conjugated polydiacetylenic nano-vesicles (bilayer
thickness = 5 nm, diameter = 50 - 200 nm) immobilized on glass surfaces.
-Design of monomeric diacetylene library and creation of the monomers
-Immobilization of vesicles on glass surfaces and surface analysis
-Interactions between DNA and polydiacetylenes
-Establishment of experimental conditions for immobilization of vesicles and functionalization of immobilized vesicles with capture probes
-Detection of hybridization and analysis of mismatched hybridization using newly developed vesicles-on-glass chips
-Development of surface modification and fabrication of 3-dimensional network structures of vesicles to enhance detection sensitivity
-Optimization of the function of the vesicles-on-glass chips in order to enhance detection sensitivity
1. Design of monomeric diacetylene library
- Immobilization: N-hydroxysuccinimide (NHS), amine, biotin
- Matrix: carboxylic acid (mBzA, ABA, etc.)
2. DNA sequences
- E. coli sequence: 5`-GTT ACC CGT AGG TAG-3`
- Anthrax sequence: 5`-ATC CTT ATC AAT ATT TAA CAA TAA TCC-3`
3. Condition for detection of DNA: humidity (70-80%), temperature(RT-Tm)
4. Detection limit of DNA
- Vesicle solution: E. coli, anthrax (about 10 μM)
- Vesicles-on-glass chip: E. coli (about 100 fM), anthrax (about 10 pM)
5. Functionalization of immobilized vesicles with capture probes
- PCDA-linker-NHS with amine probe DNA
- PCDA-linker-biotin with avidin probe DNA
6. Fabrication of 3-dimensional network structures of vesicles
- pre-spot solution with PCDA-linker-biotin: to increase about 3-4 times (fluorescence intensity)
- layer by layer deposition
7. Term of validity: before reaction(above 3 month),after reaction(above 3 month )
8. Chemical sensor on semiconductor substrate
- Immobilization of vesicles and detection of α-CD on SiC substrate
Actual results
- Papers(SCI): international (9 times), domestic (2 times)
- Conferences: international (40 times), domestic (58 times)
- Patents: domestic (1 times)
- Development of manpower: master of engineering (18 persons)

목차 Contents

• Ⅰ. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문 ...3
• Ⅱ. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문 ...4
• 2. 영문요약문 ...5
• Ⅲ. 연구내용...6
• 1. 서론 ...6
• 2. 연구방법 및 이론 ...15
• 3. 결과 및 고찰 ...19
• 4. 결론 ...48
• 5. 인용문헌 ...51
• 6. 연구성과 ...52