Ferroceneboronic Acid의 생체 특이성 및 전자 전달 능력에 기초한 혈당화색소의 전기화학적 분석

Abstract

본 연구는 전기화학식 측정법으로 혈당화 색소를 검출하는 방법을 설명하였다. 혈당화 색소(HbA1C)수치는 10 주간의 평균 혈당치를 반영하기 때문에 당뇨병을 진단하고 병의 진행 정도를 판단하는데 중요한 지표물질로 각광받고 있다. 목표 물질과 생체특이적으로 결합하면서 전기적 활성을 지니는 ferroceneboronic acid (FcBA)를 전기화학식 HbA1C 검출을 위한 신호 물질로 사용하였다. FcBA에 존재하는 boronic acid의 diol기는 HbA1C 표면의 당이 지니는 cis-diol기와 공유 결합한다. HbA1C 와 공유결합으로 연결된 FcBA는 CENTRICON membrane 과 징크 그리고 징크가 수식화된 자성입자(zinc-modified magnetic particle, ZnMP)를 이용하여 정제하였다. 헤모글로빈의 분자량이 64,000 ~ 65,000이므로 molecular weight cut-off 30.000 CENTRICON membrane을 이용하여 정제할 수 있었다. 징크는 헤모글로빈과 1.3 x 107M-1결합상수로 비교적 높은 결합력일 지닌다. 헤모글로빈과 징크 사이의 결합력을 이용하여 징크를 이용한 정제와 더불어 징크를 수식화 자성입자를 이용한 정제를 수행하였다. 자성입자는 초상자성으로 자기력이 존재할 때만 자석과 결합하기 때문에 정제에 사용하기 용이하다. 원심분리기를 필요로 하는 필터링 방법에서 자기장을 이용하여 분리하는 자성분리까지 보다 향상된 정제법을 수행하고자 노력하였다. 용액상에서 정제한 HbA1C-FcBA conjugate를 이용하여 전기화학적 신호를 측정하였다. 측정은 cyclic voltammetry로 기록하였고, 약3~15% (HbA1C/Hb)의 측정범위를 검출할 수 있었다. 본 연구에서 제시하는 측정 시스템은 HbA1C 검출뿐만 아니라 분석을 필요로 하는 다른 당 단백질 측정에도 사용할 수 있으므로 광범위한 응용이 기대된다.