초록 ▼

DNA chip은 유전자 분석 및 유전자 발현연구에 핵심이 되는 기술이다. 본 과제에서는 PNA(Peptide Nucleic Acid)를 PAG(Photo Acid Generator)와 photolithography 방식을 이용하여, 기존의 DNA Chip보다 반응속도가 빠르고 제작 단가도 저렴하며 변별력이 우수한 DNA Chip의 기술 개발을 목표로 하였다. 또한 이것은 상업적 측면에서 볼때 고유 특허 확보를 통한 경쟁력 확보라는 측면에서 중요한 의미를 가진다. 본연구에서는 PNA를 probe로 그리고 PPAG(Polymeric

DNA chip은 유전자 분석 및 유전자 발현연구에 핵심이 되는 기술이다. 본 과제에서는 PNA(Peptide Nucleic Acid)를 PAG(Photo Acid Generator)와 photolithography 방식을 이용하여, 기존의 DNA Chip보다 반응속도가 빠르고 제작 단가도 저렴하며 변별력이 우수한 DNA Chip의 기술 개발을 목표로 하였다. 또한 이것은 상업적 측면에서 볼때 고유 특허 확보를 통한 경쟁력 확보라는 측면에서 중요한 의미를 가진다. 본연구에서는 PNA를 probe로 그리고 PPAG(Polymeric Photoacid Generator)를 사용한 photolothography 방식으로 in-situ PNA Chip을 제조하는 공정을 세계최초로 개발하였다. 이 과정에서 in-situ PNA chip 제조에 적합한 새로운 PNA monomer와 PPAG를 개발하였고 이를 이용하여 prototype PNA Chip을 만들어 그 성능을 테스트 한 결과 우수한 성능을 보여줌을 확인하였고, 제조공정을 최적화하는 연구를 수행하여 probe spot size가 20um이고, 200,000probes/$\0.5inch^2$ 밀도를 가지는 high density in-situ PNA chip을 세계최초로 제작하였다. 이 기술을 바탕으로 PNA 8-mer universal array를 제작하여 DNA sequencing chip으로의 가능성을 test한 결과, 10-mer target의 경우 5쪽으로부터 7개의 서열에 대한 정보를 제공함을 확인하였고 이로부터 PNA universal array를 이용한 sequencing의 가능성을 제시하였다. 또한 PNA chip의 응용으로 PNA-based zip-code chip을 제작하여 multiplex SBE(single-base extension) assay를 수행하였고 그 결과 7개의 mutation site를 동시에 성공적으로 분석할 수 있음을 보여주어 PNA chip을 zip-code chip으로의 사용가능성을 제시하였다.

Abstract ▼

1. Prepartion of key materials and Fabrication of Prototype PNA Chip
- Design and Preparation of PNA monomers
- Development of PPAG(polymeric photoacidgenerator)
- Development of prototype PNA Chip using photolithography
2. Optimization of in-situ PNA Chip fabrication process and Hyb

1. Prepartion of key materials and Fabrication of Prototype PNA Chip
- Design and Preparation of PNA monomers
- Development of PPAG(polymeric photoacidgenerator)
- Development of prototype PNA Chip using photolithography
2. Optimization of in-situ PNA Chip fabrication process and Hybridization
3. Fabrication of High Density in-situ PNA Chip
4. Application of PNA Chip
- Preparation of 8-mer Universal array and DNA sequencing
- Development of Zip-code PNA chip and its use in SBE assay

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 보고서초록...4
• 요약문...5
• Summary...12
• 목차...18
• CONTENTS ...19
• 제 1 장 연구개발과제의 개요...20
• 제 1 절 연구개발 목표...20
• 1. 최종목표...20
• 2. 단계목표...20
• 제 2 절 연구개발의 필요성...20
• 제 3 절 연구개발 추진전략 및 방법...21
• 1. 연구개발 추진전략...21
• 2. 연구수행 방법...22
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...25
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...28
• 제 1 절 Material의 합성 및 Prototype chip 제작...28
• 제 2 절 Material 분석 및 공정 조건의 최적화...47
• 제 3 절 High density in-situ PNA chip 제조 및 평가...72
• 제 4 절 PNA chip의 응용...79
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...105
• (1) 연구개발의 최종목표...105
• (2) 단계/연차별 연구개발 목표 및 내용...105
• (3) 계획대비 달성도...106
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...107
• 제 1 절 기대성과...107
• 제 2 절 연구결과의 활용계획...108
• 제 6 장 참고문헌...111