| 초록 |
□ 연구개요 면역센서에 분석대상물의 인지를 위해 사용하는 항체는 150~180kDa의 거대단백질로 항원결합부위가 국부적으로 위치하고 비대칭적인 3차원 입체구조를 가지고 있음. 이러한 항체를 2차원 평면 구조체에 물리적, 화학적 결합을 통해 무작위로 고정하면 분석대상물을 인지할 수 있도록 배향된 항체는 전체 고정량 중 20% 내외로 알려져 있음. 본 과제에서는 항체 배향조절이 가능한 것으로 판명된 Z-domain을 표면발현한 대장균 외막을 전기화학발광 바이오센서의 분자인지막으로 사용하여 고감도 바이오센서를 구현하였음. 이를 통하여 심혈관질환 바이오마커의 검출을 통한 의료진단 응용연구를 진행하였음. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구개발의 최종목표인 대장균 표면발현 기술을 이용한 마이크로플루이딕 기반의 고감도 전기화학발광 바이오센서의 개발로, 다음의 연구개발을 통하여 최종 연구목표인 전기화학발광 바이오센서의 개발을 달성하였음. 1) 표면발현기술을 이용한 Z-domain 단백질 발현 - 항체결합 특이성을 가지는 Z-domain 단백질의 오토디스플레이 대장균 주를 확보하고, Densitometry, 전자현미경, 형광현미경, flow cytometry분석을 통하여 항체결합 활성도를 90% 이상의 표면발현 활성도를 확보하였음. 2) 표면발현대장균 외막 분리 및 코팅 기술개발 - 리소자임과 계면활성제인 triton X-100을 이용하여 대장균의 외막을 100nm의 크기를 가지고, 불순물이 1% 미만인 교순도의 균일한 리포솜 형태로 분리하였음. - Z-domain표면발현 대장균 외막을 2차원 지지체에 코팅하여 두께 2nm의 항체결합 특이성을 가지는 분자인지막을 구성하였음. 3) 마이크로플루이딕 채널을 활용한 전기화학발광 바이오센서 개발 - 바이오센서의 구성을 위하여 PDMS 챔버와 유리상 탄소 스크린프린트 전극을 활용하여 전기화학발광 바이오센서 모듈을 개발하였음. 4) 표면발현 대장균의 외막을 분자인지막으로 사용한 바이오센서 개발 - 대장균 외막의 표면전하에 의한 비특이적 결합 최소화 특성 및 표면발현된 Z-domain에 의한 고밀도 항체고정 특성 및 배향조절 특성을 이용한 고감도 면역센서를 개발함. - 이를 심혈관질환 바이오마커인 C reactive protein검출에 활용하여 의료진단에 응용 가능함을 입증함. □ 연구개발결과의 중요성 - 본 연구개발을 통해 개발된 임뮤노어세이 관련 개발기술은 항원-항체의 특이결합을 이용하는 진단키트 및 바이오센서, 바이오칩의 개발의 기반이 되는 원천기술로, 관련된 제반 응용기술에 대한 기술적인 파급효과가 매우 클 것으로 기대됨. - 본 연구과제에서 개발한 표면발현기술을 이용한 마이크로플루이딕 기반의 전기화학발광 바이오센서 기술은 새로운 원리에 기반한 원천기술임. 이는 학문적인 중요성 이외에도 국내산업계의 관련 기술력 제고는 물론 수입대체, 수입진단시약의 국내가 격조정력 제고 등 높은 경제 산업적인 가치를 가지고 있는 것으로 판단됨. (출처 : 요약문 2p) |
