▒ 항-DNA항체들을 빨리 감지할 수 있는 바이오센서 전극 개발

미국와 이탈리아의 연구자들이 분석시간을 놀랍게 줄이고 시약이 필요없으면서 자가면역질환들의 진행을 추적할 수 있는 새로운 센서를 개발하였다.

전세계적으로 5백만 명이상의 사람들에게 영향을 주는 질환인 전신성 홍반성 루프스(systematic lupus erythematosus)와 같은 자가면역 질환들에서 신체의 면역 체계가 스스로 활성화되어 다양한 기관들을 공격하는 항-DNA 항체들(Anti-DNA antibodies)을 만든다. 혈류 중 항체를 측량하는 것이 그 병의 심각도를 모니터링하는데 중요한 역할을 하기는 하지만, ELISA(enzyme-linked immunosorbent assay)와 같은 현재의 감지 방법들은 전문적인 임상의가 수행해야하고 결과를 생성하는데 몇 시간, 심지어는 수 일이 걸린다.

The flexibility of the DNA probes is altered by antibody binding; changing the sensor response



로마토르가타대학교(University of Rome Tor Vergata)의 Francesco Ricci와 동료들은 항-DNA항체들을 빨리 감지할 수 있는 바이오센서 전극을 개발하였다. 그 센서는 한 쪽 끝에 산화환원-활성종 표지(redox-active tag)로 변형된 단일 가닥 DNA의 짧은 서열을 사용한다. 이 DNA 탐침의 다른 쪽 끝은 금 전극 표면에 강한 결합을 형성하는 싸이올 기(thiol group)로 변형되어 있다.

효율적인 전자 이동을 위해서 DNA는 구부러져서 산환환원 탐침이 전극 표면에 닿을 수 있도록 해야한다. 시료 안의 항-DNA 항체들이 그 DNA애 결합할때, 그 탐침은 훨씬 덜 유연해져서 산화환원 표지가 전극과 충돌할 수 있도록 하는데 효율성이 감소한다. 이것은 그 탐침과 전극 사이의 전자 교환을 방해하여 전류를 감소시키게 된다.

스페인의 카탈란나노기술연구소(Catalan Institute of Nanotechnology)에 있는 바이오센서를 고안하는데 전문가인 Arben Merkoci는 이것이 단일 또는 이중 가닥 DNA에 대한 항체를 감지하기 위한 매우 흥미로운 대안의 개념을 증명해 보인 것이며, 임상적 응용을 위해 다른 분석물들을 위한 새로운 시험법들을 개발하는 새로운 길을 열어줄 수 있을 것이라고 말했다.

Ricci는 그 센서 디자인을 최적화하기 위해 노력 중이며, 그 기술을 상용화하기를 희망하고 있다. 소형화된 센서, 낮은 비용, 휴대가능한 장비를 가지고 시간-효율적인 방식으로 많은 수의 시료들을 처리할 수 있다는 가능성은 다른 기술들에 비해 전기화학적 접근법의 큰 장점이며, 그리하여 그 기술은 현장 시험(point-of-care testing)을 위해 가장 적합한 것들 중의 하나로 만들어준다고 그는 말했다.

[그림] 그 DNA 탐침들의 유연성은 항체 결합에 의해 변형되어 센서 반응을 바꾼다.

[참고 원문] Quantitative, reagentless, single-step electrochemical detection of anti-DNA antibodies directly in blood serum Francesco Ricci, Gianluca Adornetto, Danila Moscone, Kevin W. Plaxco and Giuseppe Palleschi, Chem. Commun., 2010
DOI: 10.1039/b922595a

URL : http://www.rsc.org/Publishing/Journals/cb/Volume/2010/02/simple_biosensors.asp

<출처> NDSL, 2010-01-24

Posted by TopARA

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