초록 ▼

○ 연구목표
● 본 연구의 최종목표는 마이크로어레이 기술을 활용한 형광분석 진단칩 기술을 활용하여 하나의 플랫폼에서 다수의 인체분비물에 대응하는 단백질체 마커를 동시에 검출할 수 있는 기술을 개발코자 함.
● 마이크로어레이 기술을 활용한 형광분석 진단칩 기술은 미량의 시료를 활용하여 다수의 바이오마커를 동시에 검출할 수 있는 장점을 가지나, 미량의 형광신호 분석을 위해 고가의 고정형 분석장비가 요구되어 현장검출에 적용이 어려운 문제점이 있음. 이를 해결하기위해 마이크로 어레이 형광분석 진단칩의 형광신호를 특이적으로 증폭시

○ 연구목표
● 본 연구의 최종목표는 마이크로어레이 기술을 활용한 형광분석 진단칩 기술을 활용하여 하나의 플랫폼에서 다수의 인체분비물에 대응하는 단백질체 마커를 동시에 검출할 수 있는 기술을 개발코자 함.
● 마이크로어레이 기술을 활용한 형광분석 진단칩 기술은 미량의 시료를 활용하여 다수의 바이오마커를 동시에 검출할 수 있는 장점을 가지나, 미량의 형광신호 분석을 위해 고가의 고정형 분석장비가 요구되어 현장검출에 적용이 어려운 문제점이 있음. 이를 해결하기위해 마이크로 어레이 형광분석 진단칩의 형광신호를 특이적으로 증폭시킬 수 있는 기술을 개발코자 함.
● 이를 활용하여 미량의 인체분비물 시료를 활용한 다수의 식별 바이오마커 검출시험을 현장에서 수행할 수 있도록 검출 기술의 개발을 하려함.
● 이에 본 연구에서는 금속 나노구조 강화형광기판을 이용하여 미량의 형광신호를 증폭하는 기술을 인체 분비물 식별용 단백질체 마커의 검출에 적용 하고자 하며,증폭된 형광신호의 경우 고가의 대형 형광검출장비가 아닌 소형 Laser Diode(LD) 와 Photo Diode (PD)를 이용한 휴대형 형광 검출시스템으로도 측정이 가능할 것으로 기대되어 관련 검출 시스템을 함께 개발하고자함.

○ 연구내용
● 각 인체 유래 체액의 구성 성분 및 특이적 구성 단백질의 조사를 수행한 후 이에 특이적으로 대응할 수 있는 항체를 선정하고 실제 강화형광기판에 적용하여 특이적 검출이 가능한 항체를 선정함. 혈액 진단 항체로 human myeloperoxidase Ab (백혈구 바이오마커 항체), 타액 진단 항체로 statherin Ab (침샘 분비 단백질 항체), 정액 진단 항체로 semenogelin-2 (정액 구성 단백질 항체), 질액 진단항체로 17-b estradiol Ab (성호르몬 항체)를 선정함.
● Ag nanorod 강화형광기판상에 Amine 기를 결함하고 항체에 Carboxyl group을 형성하여 항체 probe 의 고정화 특성을 약 5배 향상시켰으며, 패턴형 강화형광기판 구조를 제안하여 상용 FAST 기판을 이용한 단백체 분석 실험 대비 123배 높은 Signal to Noise 비를 구현함.
● 제작된 강화형광기판 인체 분비물 진단칩을 이용한 정액 및 질액시료의 검출한계 분석실험을 수행하였으며, 상용 RSID kit 의 경우 60ng/ml 의 정액 희석시료에서 신호 검출이 불가능한 반면 (검출한계 600 ng/ml) 개발 강화형광기판 진단칩은 60ng/ml 의 정액 희석시료에서도 특이적 신호를 검출하여 상용 진단칩 대비 1/10 이상 낮은 검출한계를 확인함. 또한 질액시료의 경우 5ng/ml 의 희석시료에서도 특이적 신호를 검출함
● 4종의 인체분비물 분석이 가능한 진단칩을 이용한 혈액, 타액, 정액, 질액 검출실험결과 80% 이상의 특이도를 확보하였으며, 최소 5분의 incubation 시간에서도 질액의 특이적 검출이 가능함을 확인함.
● 휴대폰의 카메라 모듈과 결합하여 사용될 수 있는 휴대형 형광분석시스템을 LD광원을 이용하여 구현하였으며, GLAD 기판 사용시 500ng/ml 의 형광시료까지 신호검출이 가능함을 확인함. 이는 고가의 마이크로어레이 스케너와 일반 glass기판을 이용한 실험에서 측정되는 검출한계 수준임.

○ 연구성과(응용분야 및 활용범위포함)
● 개발한 강화형광기판을 이용한 인체 분비물 진단칩은 인체 분비물 식별을 위한 기존 상용 단백체 기반 스크리닝 기법인 RSID 키트에서 제공하지 않는 질액에 대한 식별 기능을 제공할 뿐아니라, RSID 키트 대비 1/10 시료에 대해서도 특이적 분석이 가능하여, 현 기술수준에서 추가적인 신뢰성 확보 연구가 진행된다면 국과수 실험실 수준에서 인체 분비물 식별을 위한 스크리닝 공정에 적용될수 있으리라 판단된다.
● 강화형광기판을 이용한 단백체 검출 칩 기술은 인체 분비물 진단 뿐 아니라 다양한 범죄 흔적 시료의 검출 분야에 적용될 수 있으며, 질별 진단을 위한 키트로도 널리 활용될 것으로 기대된다.
● 개발한 휴대폰 카메라 접목 휴대형 형광분석 시스템은 범죄현장에서 형광분석법을 직접 수행할 수 있는 도구로써 추가적인 LD power 증가를 통한 검출한계 향상을 통해 다양한 형광분석 기법을 이용한 마커 검출 기법을 현장에서 적용할수 있는 분석 툴로 활용될 수 있으리라 기대된다.

( 출처 : 실적 요약문 46p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 용역연구과제 연차실적·계획서 ... 2
• 제출문 ... 3
• 목차 ... 4
• 당해연도 연구 실적 ... 5
• 1. 연구의 필요성 ... 5
• 2. 연구과제의 최종 연구목표와 당해연도 연구목표 ... 18
• 3. 연구과제의 당해연도 연구내용 및 방법 ... 19
• 4. 연구과제의 당해연도 연구결과 및 고찰 ... 43
• 5. 연구과제의 당해연도 연구성과 ... 45
• 6. 연구수행에 따른 문제점 및 대책 ... 45
• 7. 실적 요약문 ... 46
• 끝페이지 ... 49