특이반응 발색단을 이용한 당화단백질 바이오센싱에 관한 연구

Abstract

본 연구는 당화단백질과 특이적으로 결합하는 chromophore dye인 azo-BA dye를 이용하여 당화혈색소 HbA1c를 광학적으로 측정하는 바이오 센싱 기술 개발이다. HbA1c는 당뇨병의 중요한 지표 물질 중 하나로 혈색소에 당이 결합된 형태이다. Azo-BA dye는 boronic acid group과 aromatic dye group이 결합된 형태로 이루어져 있다. Boronic acid는 당과 cis-diol interaction으로 결합하는 성질을 지니고 있다. Boronic acid를 포함하고 있는 azo-BA dye는 당과 cis-diol interaction을 함으로써 absorption spectrum 상 red-shifting 및 용액 상 즉각적인 색 변화를 가져온다. 이런 특성의 azo-BA dye를 이용하여 glucose 및 당단백질인 GOX를 이용하여 선행 실험들을 수행하였고, 본격적인 HbA1c를 측정하고자 여러 최적 조건 실험들을 수행하였다. 이로써 %HbA1c 측정을 위한 용액 상에서의 광학적 측정(Absorbance 측정) 시스템을 구현하였다. 이 시스템을 통해 당뇨병 진단에 임상적으로도 적용 가능한 측정 범위(3~15% HbA1c)를 보였고 2.1%의 LOD 값을 얻었다. Azo-BA dye를 이용하여 광학적으로 %HbA1c를 측정하는 기술의 상용화를 위해 membrane strip 상에서의 광학적 측정(% Reflectance 측정) 시스템을 구현하였다. 이 시스템에서 용액 상 시스템과 마찬가지로 당뇨병 진단에 임상적으로 적용 가능한 측정 범위(3~15% HbA1c)를 보였고 1.4%의 LOD 값을 얻었다. Membrane strip 상에서도 azo-BA dye를 이용하여 %HbA1c의 측정이 이루어짐으로써 당뇨병 진단 산업의 상용화가 가능함을 확인하였다. 본 연구의 시스템은 더 나아가 다른 질병의 지표물질이 되는 당 혹은 당단백질 역시 측정이 가능할 것이라 판단되며 바이오센서 분야의 발전에도 도움이 될 것이라 기대된다.