가상 비이커 배열상의 Galactose oxidase 촉매반응을 이용한 새로운 면역센싱 방법의 개발
A New Immunosensing Method by Galactose oxidase-mediated Electrocatalysis using a Virtual Beaker Array
- 주제(키워드) galactose oxidase , virtual beaker , Galactose oxidase , 촉매반응 , 가상 비이커 배열상
- 주제(KDC) 472
- 주제(DDC) 571
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 윤현철
- 발행년도 2007
- 학위수여년월 2007. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 분자과학기술학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
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.
more초록/요약
We report a novel and convenient method for the determination of glycoproteins, especially antibodies, using galactose oxidase (GAO) on the basis of the contents of galactosyl and N-acetylgalactosaminyl residues in carbohydrate chains of glycoproteins. Galactose oxidase converts galactose residues to their corresponding aldehyde and hydrogen peroxide, the latter being electroactive and quantifiable by DC amperometry. The method does not require process such as antibody labeling or the enzyme-tagged secondary antibodies. For an array-type immunosening, the platform surface for antigen immobilization was specially designed by using differentiated surface wetting property of hydrophobic and hydrophilic patterns. We patterned the hydrophobic surface of the poly (dimethylsiloxane) (PDMS) substrate by microcontact printing (？CP) with poly (amidoamine) dendrimer ink, providing hydrophilic pattern on a hydrophobic base substrate. By applying aqueous solution on the patterned surface, an array of free-standing water droplets was made. With the prepared virtual beaker array, electrochemical immunosensing was performed by using anti-dinitrophenyl-IgG as a model target protein. From immunoassay with GAO-mediated electrocatalysis, a good correlation in amperometric signal with the target IgG was registered. The total assay time was about 20 minute, including antibody recognition and signal registration. For amperometric signaling, a bundle of three electrodes, which was composed of miniaturized working, counter, and Ag/AgCl pseudo-reference electrodes, was employed. By using this technique, a multiplexed immunosensing in a label-free format would be possible by using an array-type electrode.
more목차
1. 서론 = 1
1.1. Immunosensor = 1
1.2. Microarray assay = 3
1.3. 효소작용:Galactoseoxidase(GAO) = 7
1.4. 연구의 목적 = 10
2. 실험의 재료 및 방법 = 11
2.1. 시약 = 11
2.2. Instrumentation = 11
2.3. 특이산화효소 투입 시스템 적용에 의한 amperometric i-t curve 신호측정 = 12
2.4. 중밀도의 어레이 패턴 형성을 위한 고분자 엘라스토머 스탬프 제작 = 12
2.5. 가상의 비이커 형성을 위한 microcontact printing = 15
2.6. 목적물질 고정화를 위한 표면개질 = 16
2.7. 효소용액으로 형성 시킨 가상의 비이커에 의한 면역센서의 신호발생 = 18
3. 결과 및 고찰 = 20
3.1. Galactose oxidase 효소용액 투입에 의한 전기화학적 신호발생 = 20
3.2. 가상의 비이커 배열을 이용한 anti-DNP IgG 에 대한 전기화학적 면역센싱 = 24
4. 결론 = 32
5. 참고문헌 = 33
Abstract = 35
