가상 비이커 배열상의 Galactose oxidase 촉매반응을 이용한 새로운 면역센싱 방법의 개발

Abstract

본 연구에서는 산화·환원 효소인 galactose oxidase 를 이용하여 glycoproteins 의 당쇄에 포함되어 있는 galactosyl 그리고 N-acetylgalactosaminyl residue 의 함량에 기초하여 glycoproteins 중 특히 항체의 양을 결정할 수 있는 간편하면서도 새로운 방법에 대해 설명하였다. Galactose oxidase 효소는 galactose residues 를 galactose aldehyde 와 hydrogen peroxide 로 전환 시키는데 이때 생성되는 hydrogen peroxide 를 DC amperometry 방식을 이용하여 전기화학적으로 측정할 수 있었다. 이러한 방법은 항체 표지방법이나 효소가 표지된 이차항체의 사용이 필요하지 않은 비표지 방식으로 실험 과정의 절차가 간소화 되는 이점이 있다. 어레이 타입의 면역센싱을 위해 항원이 고정되는 platform 표면을 소수성과 친수성 패턴을 갖도록 wetting 특성을 다르게 디자인 하였다. 친수성의 표면 패턴 형성을 위하여 소수성의 poly(dimethylsiloxane) (PDMS) 기판 위에 microcontact printing (μCP) 방법을 이용하여 계면물질로 사용된 4세대 poly(amidoamine) dendrimer 를 선택적으로 패터닝 하였다. 이렇게 패터닝 된 친수성의 기판 위에 수용액성의 droplet 을 형성 시킴으로 가상의 비이커 역할을 하게 만들었다. 모델 glycoprotein 으로 anti-dinitrophenyl-IgG 를 이용하여 준비된 가상의 비이커 어레이로 전기화학적 면역센싱을 수행하였다. Galactose oxidase 에 의해 매개된 생체전기촉매반응에 의한 전기화학적 면역분석으로 amperometric 신호의 농도의존적인 좋은 상관관계를 볼 수 있었다. 총 분석 시간은 20 분이 소요되었으며 이는 목적항체의 인식과 신호발생 시간을 포함한 시간이다. Amperometric 신호화를 위하여 소형화 된 작업전극, 대비전극, 그리고 Ag/AgCl pseudo-reference 전극의 삼전극계를 사용하였다. 이러한 어레이 타입의 전극 기술을 이용한다면 비표지 방식의 다종다량 동시측정의 면역센싱이 가능할 것으로 보인다.