일반기술

콜로이달 골드를 이용하여 표면 플라즈몬 공명 센서로 분석 물질을 검출하는 방법

본 기술은 표면 플라즈몬 공명 센서로 분석대상이 되는 물질을 검출할 경우, 굴절율이 큰 콜로이달 골드를 분석물질에 부착시켜 분석 물질의 굴절율의 변화를 증가시킴으로써 센서칩 표면에서의 굴절율 변화를 증가시키고, 그 결과로 플라즈몬 공명 각도의 변화율을 증폭시켜 보다 효과적으로 분석물질을 검출하는 방법에 관한 것이다. 표면 플라즈몬 공명 센서(surface plasmon resonance sensor, SPR 센서)는 센서칩 표면상에 고정된 항원 또는 리간드 등에 분석물질을 결합시키면 질량의 변화를 가져와 표면 플라즈몬 공명 각도가 달라지는 원리를 이용하여 분석물질을 검출하는 센서이다. 이러한 원리를 이용한 표면 플라즈몬 공명 센서는 센서칩 표면의 질량 변화를 직접적으로 측정할 수 있기 때문에 항원 또는 리간드 등과 분석물질의 결합을 실시간으로 모니터링할 수 있으며, 분석물질에 대한 라벨링이 불필요할 뿐만 아니라 시료 중 특정 물질의 농도 측정, 결합 상수와 해리 상수 등의 반응 속도 상수의 결정, 에피톱 맵핑(epitope mapping), 다중 결합의 결합 유형 분석, 결합체 형성에 관련된 구조상 기능 분석 등을 손쉽고 빠르게 측정할 수 있어 신호 전달 체계, 면역 반응, 분자 인식, 유전자 발현 및 조절, 단백질 공학 및 의약품 개발과 디자인 등 많은 생화학 반응의 현상 및 측정에 응용되고 있다. 그러나, 상기와 같은 많은 장점에도 불구하고, 효소 반응에 의한 신호 증폭 효과가 있어 측정 민감도가 향상될 수 있는 효소 연계 면역고상분석(enzyme linked immunosorbent assay, ELISA)이나 광감지 전위차 센서 등의 바이오센서에 비하여, 표면 플라즈몬 공명 센서는 센서칩 표면의 질량 변화만을 측정하기 때문에 신호 증폭 효과를 기대할 수 없고, 더욱이 분석물질의 분자량이 작은 경우에는 민감도가 더욱 작아지는 단점 때문에 미량 성분의 측정이나 분자량이 작은 분석물질의 측정에 적당하지 못하다. 또한 세균과 같이 크기가 ㎛ 대인 거대 입자의 분석에는 소산파(envanescent wave)의 제한으로 인하여 사용될 수 없다는 문제점을 가지고 있다.본 기술은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 기술로써, 굴절율이 큰 콜로이달 골드를 분석물질에 부착시켜 분석물질의 굴절율의 변화폭을 증가시키고 그 결과, 표면 플라즈몬 공명 각도의 변화율을 증폭시켜 표면 플라즈몬 공명 센서의 민감도를 향상시켰다.분석물질이 항원이고 분석물질에 대한 결합물질이 그 항원에 대한 항체인 경우, 항체 B는 항체 A와의 동일 여부에 상관없이 항원과 특이적으로 결합할 수 있는 것이다.분석물질이 리간드이고, 분석물질에 대한 결합물질이 그 리간드에 대한 수용체이다. 또한 결합물질이 항원 또는 리간드이고, 결합물질에 대한 분석물질이 각각 그 항원에 대한 항체 또는 그 리간드에 대한 수용체인 것을 특징으로 한다. 본 기술에 있어 항원은 단백질, 세균, 또는 세포인 것을 특징으로 한다.굴절율이 큰 콜로이달 골드를 분석물질에 부착시켜 분석물질의 굴절율의 변화폭을 증가시키고 그 결과 표면 플라즈몬 공명 각도의 변화율을 증폭시켜 표면 플라즈몬 공명 센서의 민감도를 향상시킴으로써 측정 가능한 분석물질의 범위를 미량 물질이나 저분자 물질뿐 만 아니라 세균과 같이 큰 분석물질로 확장시킬 수 있으므로 결과적으로 표면 플라즈몬 공명 센서의 응용성을 향상시킨 것이다.