| 초록 |
□ 연구개요 과급전하 생체접합체 기술, 미소유체 전기영동 이동도 편이 에세이 (MMSA) 기술, 전기영동 모사실험 기술, 정전용량 결합 비접촉식 전기전도도 (C4D) 검출 기술을 이용하여 초소형, 초고속, 초민감도 생체분자 분석 플랫폼 기술을 개발하고자 한다. 일반적인 생체분자에 비해 높은 표면 전하를 가진 과급전하 단백질을 이용하면 이동도 및 전기전도도를 현격히 향상시킬 수 있다. 이를 항체 등의 분자탐침과 접합하여 과급전하 분자탐침을 최초로 제작하고 이 분자탐침이 표적 분자와 결합 시 발생하는 전기이동도 및 전기전도도 증폭을 통해 C4D의 민감도를 극대화한다. 이 탐침에 MMSA 에세이를 적용하여 수십 초~수 분 내에 생체분자의 분석이 완료되도록 한다. 본 연구를 통해 궁극적으로 의료, 식품안전, 농축산 등 다양한 분야에 사용할 수 있는 휴대가 용이한 생체분자 분석 플랫폼의 원천기술을 확보하고자 한다. □ 연구 목표대비 연구결과 세부목표 1. 과급전하 생체접합체 개념 입증 - 문헌 연구, 협업 연구 모색 세부목표 2. 전기영동 이동도 편이 기반 생체분자 분석 기술개발 - seb 유전자의 이중나선 DNA (dsDNA) 측정 성공 - 등전점 전기영동으로 GFP 단백질의 성공적 검출 - 국내/국제 학술대회 Biochip Journal/Analytica Chimica Acta 등 논문 다수 발표 세부목표 3. 정전용량 결합 비접촉식 전기전도도 측정 모사실험 수행 - Simul 5를 이용 GFP 검출과정을 모사실험 성공 - 민감도 개선을 위한 실험 조건 도출 성공 - Analytica Chimica Acta (2020)에 논문 발표 - Simul 5를 이용하여 미소유체 칩 젤 전기영동과 C4D를 이용하여 OVA나 BSA 단백질이 검출되지 않는 이유를 파악 성공 - 2022년도 바이오칩학회에 초록 제출 세부목표 4. 3D 프린터 기반 미소유체칩 제작 - DLP-SLA 프린터의 3D 프린팅 파라미터와 표면처리 방법의 실험적 최적화 성공 - Biochip Journal에 논문 발표 (2022) □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 활용계획 - MMSA: 아연집게 단백질과의 결합을 통해 dsDNA를 고속 검출하였으므로 이를 분자 간 결합력 측정(단백질-단백질, DNA-단백질 등) 후속 과제로 활용 - 3D 프린팅 및 표면처리: (1) 공동 마이크로 스트리밍을 이용한 DNA 추출 디바이스, (2) 인라인 (in-line) 믹서 제작 등 다양한 미소유체칩 제작에 응용 - C4D 측정 기법: 비접촉식 세포 계수장치 (Coulter counter)에 적용 기대효과 - 학문적 기대효과: 연구기간인 2년 반 동안 Biochip Journal (IF: 3.494), Analytica Chimica Acta (IF: 6.558) 등 국제 저명 학술지를 3편 게재함. 차후 본 연구로부터 파생된 기술이 Lab on a Chip, JACS, 등 high impact 논문게재로 이어질 것임 - 기술적 기대효과: 국내·외 생체분자 분석기기의 단점을 극복하고 혁신적인 전기영동 기반 생체분자 분석기의 원천기술을 확보함 - 산업·경제적 기대효과: 시장규모는 세계적으로 2023년까지 8.7백억 불에 이르는 체외진단시장에 큰 경제적 효과가 기대됨 (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
