KR100624450B1 - 히드로겔을 이용한 생물분자의 분리 및 정제 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 히드로겔에 전하를 띠는 생물분자를 포함하는 시료를 접촉시켜 상기 생물분자를 히드로겔에 결합시키는 단계; 상기 생물분자가 결합된 히드로겔을 세정하는 단계; 및 용출 용매를 사용하여 상기 결합된 생물분자를 용출시키는 단계를 포함하는 히드로겔을 이용한 생물분자의 분리 및 정제 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 히드로겔의 넓은 표면적을 이용하여 생물분자 분리의 시간을 5분 이내로 단축할 수 있으며, 전자석 등과 같은 외부 장치가 필요 없으며, 중합체 패터닝 기술을 이용하여 마이크로시스템 적용이 가능하여 소형화된 시스템 또는 랩온어칩 등의 구현이 용이하다.

Description

히드로겔을 이용한 생물분자의 분리 및 정제 방법 {Isolation and purification method of biomolecules using hydrogel}

도 1은 물 또는 전기장에 의해 히드로겔이 팽윤되고, 전하를 띠어 핵산과 결합하는 것을 나타내는 개략도이다.

도 2는 본 발명의 방법을 이용하여 핵산을 분리하는 일예를 나타내는 흐름도이다.

도 3a는 증류수에 의한 시간에 따른 PAA의 부피 변화를 현미경으로 촬영한 사진이며, 도 3b는 증류수, 2.5M NaCl(pH8) 및 0.5M EDTA(pH8) 용액에 의한 시간에 따른 PAA의 부피 변화를 그래프로 나타낸 것이다.

도 4a는 전기분해에 의한 시간에 따른 PAA의 부피 변화를 현미경으로 촬영한 사진이며, 도 4b는 전기분해에 의한 시간에 따른 PAA의 부피 변화를 그래프로 나타낸 것이다.

도 5는 4 가지 방법에 의해 용출된 DNA 의 0.8% 아가로스 겔 전기영동의 결과이다.

도 6은 결합 시간에 따른 DNA 의 회수율을 나타낸 그래프이다.

도 7은 DNA 농도에 따른 DNA 의 회수율을 나타낸 그래프이다.

도 8은 각각의 용출 용매에 따라 분리된 DNA 의 아가로스 겔 전기영동의 결 과이다.

도 9는 용출 시간에 따른 DNA 의 회수율을 나타낸 그래프이다.

본 발명은 히드로겔을 이용한 생물분자의 분리 및 정제 방법에 관한 것이다.

세포로부터 DNA의 분리 방법은 DNA를 결합하는 경향을 갖는 물질을 이용하여 수행되었다. DNA의 분리를 위한 물질의 예는 실리카, 유리섬유, 음이온교환수지, 및 자성 비드이다(Rudi, K. 등, Biotechniqures 22, 506-511 (1997); 및 Deggerdal, A. 등, Biotechniqures 22, 554-557 (1997)). 수작업 단계를 피하고, 작업자 오차를 제거하기 위해, 몇 가지 자동화 기계가 대량 DNA 추출을 위해 개발되었다.

종래 고상 물질을 이용한 핵산의 정제 방법이 알려져 있었다. 예를 들면, 미국특허 제5,234,809호에는 핵산에 결합하는 고상물질을 이용한 핵산의 정제 방법이 개시되어 있다. 그러나, 상기 방법은 시간이 오래 소요되기 때문에 복잡하며, 랩온어칩에 부적합하다. 또한, 상기 방법은 반드시 카오트로픽 물질을 사용하여야 하는 문제점이 있었다. 즉, 상기 카오트로픽 물질을 사용하지 않는 경우에는 고상 물질에 핵산이 결합하지 않는다.

또한, 미국특허 제6,291,166호에는 고상 매트릭스를 이용한 핵산의 집적(archiving) 방법이 개시되어 있다. 상기 방법은 핵산이 고상 매트릭스에 비가역 적으로 결합하기 때문에, 상기 핵산 고상 매트릭스 복합체를 보관한 후 나중에 분석 (delayed analysis)하거나 반복 분석 (repeated analysis)하는 것이 가능하다는 장점이 있다. 그러나, 이 방법에 의하면, 알루미늄과 같은 표면에 양전하를 띠는 물질을 NaOH와 같은 염기성 물질로 친수성화하여야 하고, 핵산은 이렇게 친수성화된 알루미늄에는 비가역적으로 결합하기 때문에 알루미늄으로부터 분리할 수 없게 된다.

미국 특허 공개번호 제2001/18513호에는 고체상과 생물학적 시료를 접촉시켜 제 1 pH에서 생물학적 분자를 고체상에 결합시키는 단계; 및 제 2 pH에서 용출 용매를 사용하여 고체상에 결합된 생물학적 분자를 용출에 의해 추출하는 단계를 포함하는 생물학적 시료로부터 생물학적 분자를 추출하는 방법이 기재되어 있다. 그러나, 상기 방법은 pH 를 변화시킬 때 전하가 변화되는 물질을 이용하여 DNA 를 분리하는 방법인데, 히드로겔을 이용한 생물분자의 분리에 대한 기재는 없다.

미국 특허 제5,705,628호에는 DNA 를 포함하는 용액에 카르복실기로 코팅된 표면을 갖는 자성 마이크로입자를 결합시키는 단계; 및 염 및 폴리에틸렌 글리콜을 자성 마이크로입자의 표면에 첨가하는 단계를 포함하는 카르복실기 코팅된 표면을 갖는 자성 마이크로입자에 가역적 및 비특이적으로 DNA 를 결합시키는 방법이 기재되어 있다. 그러나, 상기 방법은 DNA를 분리하기 위해 카르복실기 표면을 갖는 자성 입자, 염 및 폴리에틸렌 글리콜을 이용하고 있으나, 히드로겔을 이용한 생물분자의 분리에 대한 기재는 없다.

기존의 생물분자의 분리 및 정제 방법은 전자석 등과 같은 외부 장치가 필요 하며, 분리 및 정제 시간이 약 30 분 정도 소요되는 문제점이 있었다. 따라서, 외부 장치의 필요성이 없고, 5분 이내에 생물분자의 분리 및 정제가 완료되어 생물분자를 효율적으로 분리 및 정제하는 방법의 필요성이 요구된다.

이에, 본 발명자들은 상기 종래 기술들의 문제점들을 극복하기 위하여 예의 연구노력한 결과, 용액 내에서 이온화되어 표면이 변화하는 히드로겔을 이용하여 생물분자를 분리하는 경우 생물분자의 분리 시간을 단축할 수 있고, 외부 장치의 필요가 없으며, 마이크로시스템에 적용하기 용이함을 확인하고, 본　발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 생물분자의 분리 시간이 단축되고, 외부 장치가 필요 없는 히드로겔을 이용한 생물분자의 분리 및 정제 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

히드로겔에 전하를 띠는 생물분자를 포함하는 시료를 접촉시켜 상기 생물분자를 히드로겔에 결합시키는 단계;

상기 생물분자가 결합된 히드로겔을 세정하는 단계; 및

용출 용매를 사용하여 상기 결합된 생물분자를 용출시키는 단계를 포함하는 히드로겔을 이용한 생물분자의 분리 및 정제 방법에 관한 것이다.

본 발명은 히드로겔에 생물분자를 포함하는 시료를 접촉시켜 생물분자를 히드로겔에 결합시키는 단계를 포함한다. 히드로겔은 넓은 표면적을 가지며, pH, 전 기, 열, 이온 등의 다양한 자극에 반응하여 팽윤(swelling), 이온화된다. 따라서, 물을 함유한 히드로겔은 식품 첨가제, 혈액 접촉 물질, 생접착제, 콘택트 렌즈, 상처 드레싱, 인공 장기, 약물 전달, DNA 백신, 조절 방출형 제제, 멤브레인, 초흡수제, 셀 캡슐화 및 면역격리 물질, 및 약물을 포함한 생활성제 전달용 운반체를 비롯하여 다양한 용도를 갖는다.

히드로겔의 팽윤은 물 또는 전기분해에 의해 수행될 수 있다. 히드로겔은 음이온성 히드로겔과 양이온성 히드로겔로 분류될 수 있다. 음이온성 히드로겔의 단량체의 예에는 아크릴산, 메타크릴산, 비닐술폰산, 비닐포스폰산, 말레산(이의 무수물을 포함함), 푸마르산, 이타콘산, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판포스폰산 등이 포함된다. 양이온성 히드로겔의 단량체의 예에는 N,N-에틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디메틸 아미노프로필 메타크릴아미드, 아크릴아미드 등이 포함된다. 폴리아크릴산과 같은 음이온성 히드로겔은 pH가 높을수록, 염 농도가 낮을수록, 온도가 낮을수록 팽윤 및 이온화가 잘 된다. 반면에, 폴리(N,N-에틸아미노에틸 메타크릴레이트)와 같은 양이온성 히드로겔은 pH가 낮을수록, 염 농도가 높을수록 팽윤 및 이온화가 잘 된다. 도 1은 물 또는 전기장에 의해 히드로겔이 팽윤되고, 전하를 띠어 핵산과 결합하는 것을 나타내는 개략도이다. 팽윤된 히드로겔에 생물분자를 포함하는 시료를 접촉시키면, 시료 중의 생물분자가 히드로겔에 결합하게 된다. 양이온성 히드로겔의 경우에는 음전하를 띠는 생물분자와 직접 정전기적 인력에 의해 결합하며, 음이온성 히드로겔의 경우에는 폴리에틸렌 글리콜/염을 매개체로 하여 음전하를 띠는 생물분자와 결합한다.

본 발명은 또한, 상기 생물분자가 결합된 히드로겔을 세정하는 단계를 포함한다. 세정 단계는 히드로겔에 결합되지 않은 물질을 제거하기 위함이다. 세정액은 70% 에탄올 같은 유기 용매를 이용할 수 있으며, 세정 조건은 히드로겔 및 분리하고자 하는 생물분자의 종류에 따라 변할 수 있다.

본 발명은 또한, 용출 용매를 사용하여 상기 결합된 생물분자를 용출하는 단계를 포함한다. 상기 세정액을 이용하여 생물분자가 결합된 히드로겔을 세정하고, 공기 중에서 건조시켜 세정액을 제거한 후에 용출 용매를 사용하여 결합된 생물분자를 용출한다. 용출 용매로는 물, Tris-HCl/pH 8, Tris-HCl/pH 10 과 같은 용매를 포함할 수 있다. 상기 용출 용매 중에서 물이 바람직하다. 이는 물을 용출 용매로 사용할 경우에, 다른 용매보다 가장 많은 생물분자를 용출시키기 때문이다.

본 발명의 하나의 구현예에서, 상기 히드로겔은 음이온성 히드로겔이며, 상기 결합 단계에서 염 및 폴리에틸렌 글리콜을 추가로 첨가할 수 있다. 양이온성 히드로겔은 단독으로 음전하를 띠는 생물분자와 결합할 수 있지만, 음이온성 히드로겔은 단독으로 음전하를 띠는 생물분자와 결합할 수 없고, 폴리에틸렌 글리콜/염을 매개체로 하여 결합한다. 이는 음이온성 히드로겔은 음전하를 띠고 있어 마찬가지로 음전하를 띠고 있는 생물분자와는 서로 반발력이 작용하므로 결합할 수 없게 된다. 따라서, 상기 반발력을 중화시킬 수 있는 물질이 필요한데, 염 및 폴리에틸렌 글리콜이 이러한 역할을 하게 되는 것이다. 폴리에틸렌 글리콜 외에도 폴리프로필렌 글리콜을 이용할 수 있으나, 폴리에틸렌 글리콜을 일반적으로 사용한다.

본 발명의 하나의 구현예에서, 상기 음이온성 히드로겔은 폴리아크릴산일 수 있다. 음이온성 히드로겔의 단량체의 예로는 아크릴산, 메타크릴산, 비닐술폰산, 비닐포스폰산, 말레산(이의 무수물을 포함함), 푸마르산, 이타콘산, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판포스폰산과 같은 중합성 산 및, 이의 염, 예를 들면 나트륨 염, 칼륨 염 또는 암모늄 염, 이의 아미드, 히드록시알킬 에스테르, 및 아미노 또는 암모늄 작용성 에스테르 및 아미드가 있다.

히드로겔에 생물분자를 결합하기에 적합한 염에는 염화나트륨, 염화리튬, 염화칼륨, 염화칼슘, 염화바륨, 염화마그네슘 및 염화세슘과 같은 알칼리금속 또는 알칼리토금속의 할로겐염이 포함되나, 이에 제한되지 않는다. 염화나트륨을 일반적으로 사용할 수 있다. 상기 염 농도는 0.5∼5.0M 인 것이 바람직한데, 이는 상기 농도가 0.5M 미만이거나 5.0M 을 초과하면 히드로겔에 결합되는 생물분자의 효율이 감소하기 때문이다. 더욱 바람직하게는 염 농도는 약 1.25M 로 조절된다.

상기 폴리에틸렌 글리콜의 분자량은 6,000∼10,000 인 것이 바람직한데, 이는 상기 분자량이 6,000 미만이거나 10,000 을 초과하면 생물분자와 히드로겔간의 결합시간의 문제가 발생하기 때문이다. 더욱 바람직하게는 폴리에틸렌 글리콜의 분자량은 약 8,000 이다.

상기 폴리에틸렌 글리콜의 농도는 5∼15% 인 것이 바람직한데, 이는 상기 농도가 5% 미만이거나 15% 를 초과하면 결합된 생물분자의 수율이 감소하기 때문이다. 더욱 바람직하게는 폴리에틸렌 글리콜의 농도는 약 10% 이다.

본 발명의 하나의 구현예에서, 상기 생물분자는 원핵세포, 진핵세포, 바이러 스, 핵산 등을 포함할 수 있다. 상기 생물 분자는 생물분자의 표면이 전하를 띠는 것이면 어느 것이라도 가능하다. 바람직하게는 상기 생물분자는 핵산이다.

본 발명의 하나의 구현예에서, 상기 생물분자와 히드로겔의 결합 시간 및 용출 시간이 각각 0.5∼1분 일 수 있다. 결합 시간 및 용출 시간이 상기 범위를 벗어나면 생물분자의 회수율이 낮아지기 때문이다. 더욱 바람직하게는 상기 시간은 약 1분이다.

도 2는 본 발명의 방법을 이용하여 핵산을 분리하는 일예를 나타내는 흐름도이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.

실시예

실시예 1: 용액 또는 전기분해에 의한 히드로겔의 부피 변화

용액 또는 전기분해에 의한 히드로겔의 부피 변화를 관찰하기 위해, 히드로겔로서 폴리아크릴산(PAA)을 이용하였다. 먼저, 용액에 의한 히드로겔의 부피 변화를 관찰하기 위해, 증류수, 2.5M NaCl(pH8) 및 0.5M EDTA(pH8)에 PAA 0.001g을 각각 넣은 후 시간에 따른 부피 변화를 관찰하였다. 도 3a는 증류수에 의한 시간에 따른 PAA의 부피 변화를 현미경으로 촬영한 사진이며, 도 3b는 증류수, 2.5M NaCl(pH8) 및 0.5M EDTA(pH8) 용액에 의한 시간에 따른 PAA의 부피 변화를 그래프 로 나타낸 것이다. 도 3b에서 보여주는 바와 같이, 증류수를 이용할 경우에 PAA의 부피 변화가 가장 크며, 증류수에서 5분 후의 부피는 PAA의 최초 부피에 비해 약 300배 증가했음을 알 수 있다. 따라서, PAA 를 증류수에서 팽윤시킬 경우에 PAA의 부피가 상당히 증가하므로 많은 양의 생물분자를 결합시킬 수 있을 것으로 생각된다.

히드로겔의 부피를 증가시키기 위한 다른 방법으로 전기분해를 이용하였다. 히드로겔로서 0.001g의 PAA를 이용하고, 0.1N NaCl 용액에서 5V, 0.01A에서 전기분해한 결과, 양극(pH 2.5)에서는 PAA의 수축이 일어났고, 음극(pH 13.5)에서는 팽윤이 관찰되었다. 도 4a는 전기분해에 의한 시간에 따른 PAA의 부피 변화를 현미경으로 촬영한 사진이며, 도 4b는 전기분해에 의한 시간에 따른 PAA의 부피 변화를 그래프로 나타낸 것이다. 도 4b에서 보여주는 바와 같이, 전기분해 후 5분에 PAA의 부피는 최초 부피에 비해 약 3배 증가했음을 알 수 있다. 따라서, PAA 를 전기분해에 의해 팽윤시킬 경우에 물에 의한 PAA의 부피 변화보다는 적으나, PAA의 부피가 증가하므로 상당량의 생물분자를 결합시킬 수 있을 것으로 생각된다.

실시예 2: 팽윤 방법에 따른 DNA 의 분리 효율

팽윤 방법에 따른 DNA 의 분리 효율을 알아 보기 위해, 4 가지의 상이한 팽윤 방법을 이용하였다. 첫번째 방법은 PAA (0.001g)에 증류수 42.3㎕를 넣고 1분 동안 혼합한 후, λDNA 7.7㎕(3㎍) 및 5M NaCl 25㎕를 첨가하고, 실온에서 5분 동안 방치하여 PAA에 DNA 를 결합시킨 후, 70% EtOH 150㎕ 로 세정하고, 공기 중에서 약 2-5분 동안 건조시키고, 증류수 150㎕를 첨가하여 결합된 DNA 를 용출시켰다. 두번째 방법은 PAA (0.001g)에 증류수 42.3㎕ 및 λDNA 7.7㎕(3㎍)를 넣고 1분 동안 혼합한 후, 5M NaCl 25㎕를 첨가하고, 실온에서 5분 동안 방치하여 PAA에 DNA 를 결합시킨 후, 70% EtOH 150㎕ 로 세정하고, 공기 중에서 약 2-5분 동안 건조시키고, 증류수 150㎕를 첨가하여 결합된 DNA 를 용출시켰다. 세번째 방법은 PAA 와 증류수의 혼합 후에 λDNA 7.7㎕(3㎍) 및 5M NaCl 25㎕외에 40% PEG 25㎕를 추가로 첨가한 것을 제외하고는 첫번째 방법과 동일하게 수행하였다. 네번째 방법은 PAA, 증류수 및 DNA의 혼합 후에 5M NaCl 25㎕외에 40% PEG 25㎕를 추가로 첨가한 것을 제외하고는 두번째 방법과 동일하게 수행하였다. 상기 4 가지 방법에 의해 용출된 DNA 를 이용하여 0.8% 아가로스 겔 전기영동을 실시하였다. 도 5는 4 가지 방법에 의해 용출된 DNA 의 0.8% 아가로스 겔 전기영동의 결과이다. 도 5에 보여주는 바와 같이, PEG 를 첨가하지 않은 경우(첫번째 및 두번째 방법)에 비해 PEG 를 첨가한 경우(세번째 및 네번째 방법)가 DNA 분리 효율이 높다는 것을 알 수 있다. 또한, PAA 를 팽윤시키는 방법에 있어서, PAA 및 증류수만을 첨가하고 PAA 를 팽윤시킨 경우(세번째 방법)에 비해 PAA, 증류수 및 DNA 를 함께 넣고 PAA 를 팽윤시킨 경우(네번째 방법)가 DNA 분리 효율이 더욱 높다는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 PAA, 증류수 및 DNA 를 함께 넣고 PAA 를 팽윤시킨 후, PEG 와 NaCl 모두를 첨가한 경우(네번째 방법)에 DNA 분리 효율이 가장 높다는 것을 알 수 있다.

실시예 3: 결합 시간에 따른 DNA 의 분리 효율

PAA 와 DNA 의 결합 시간에 따른 DNA 의 분리 효율을 알아 보기 위해, 시간에 따른 DNA 회수율을 조사하였다. 결합 시간을 각각 0.5, 1, 2.5 및 5분으로 하 고, 다른 과정은 실시예 2의 네번째 방법과 동일하게 수행하였다. 또한, PAA와 상업적으로 이용되는 DNA 분리용 비드(Dynal M270)간의 DNA 분리 효율을 비교하기 위해, 비드 0.001g을 PAA 대신에 사용한 것을 제외하고는 다른 과정은 PAA 의 것과 동일하게 수행하였다. 도 6은 결합 시간에 따른 DNA 의 회수율을 나타낸 그래프이다. 도 6에 보여주는 바와 같이, PAA가 비드에 비해 DNA 회수율이 현저하게 높다는 것을 알 수 있다. 또한, 결합 시간이 30초인 경우에도 DNA 회수율이 거의 90%에 달한다는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법을 이용하면 DNA 분리 시간을 현저하게 단축시킬 수 있는 것이다.

실시예 4: DNA 농도에 따른 DNA 의 분리 효율

DNA 농도에 따른 DNA 의 분리 효율을 알아 보기 위해, DNA 농도에 따른 DNA 회수율을 조사하였다. DNA 양을 반응당 0.1, 1, 2.5 및 5㎍ 을 각각 사용하고, DNA 로 λ DNA 대신에 HBV 플라스미드 DNA(7.5kb)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2의 네번째 방법과 동일하게 수행하였다. 또한, PAA와 상업적으로 이용되는 DNA 분리용 비드(Dynal M270)간의 DNA 분리 효율을 비교하기 위해, 비드 0.001g을 PAA 대신에 사용한 것을 제외하고는 다른 과정은 PAA 의 것과 동일하게 수행하였다. 도 7은 DNA 농도에 따른 DNA 의 회수율을 나타낸 그래프이다. 도 7에 보여주는 바와 같이, PAA가 비드에 비해 DNA 회수율이 높다는 것을 알 수 있는데, 이는 PAA가 비드에 비해 표면적이 크므로 같은 농도의 DNA 를 분리하는 효율이 더 높은 것이다. 또한, DNA 농도가 반응당 1㎍ 이상인 경우에는 DNA 회수율이 거의 90%에 달한다는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법을 이용하면 DNA 농도가 높은 경우에도 효율적으로 DNA 를 분리할 수 있음을 알 수 있다.

실시예 5: 용출 용매에 따른 DNA 의 분리 효율

최적의 용출 조건을 찾기 위해, 용출 용매에 따른 DNA 의 분리 효율을 조사하였다. 용출 용매로서 물, Tris-HCl(pH8) 및 Tris-HCl(pH10)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 2의 네번째 방법과 동일하게 수행하였다. 각각의 용매에 의해 분리된 DNA 를 0.8% 아가로스 겔 전기영동을 실시하였다. 도 8은 각각의 용출 용매에 따라 분리된 DNA 의 아가로스 겔 전기영동의 결과이다. 화살표는 분리된 DNA 의 밴드 위치를 나타낸 것이다. 도 8에 보여주는 바와 같이, 물이 가장 많은 DNA 를 용출한다는 것을 알 수 있다.

실시예 6: 용출 시간에 따른 DNA 의 분리 효율

용출 시간에 따른 DNA 의 분리 효율을 알아 보기 위해, 용출 시간에 따른 DNA 회수율을 조사하였다. 용출 시간을 각각 0.5, 1, 2.5 및 5분으로 하고, DNA 로 λ DNA 대신에 HBV 플라스미드 DNA(7.5kb)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2의 네번째 방법과 동일하게 수행하였다. 또한, PAA와 비드(Dynal M270)간의 DNA 분리 효율을 비교하기 위해, 비드 0.001g을 PAA 대신에 사용한 것을 제외하고는 다른 과정은 PAA 의 것과 동일하게 수행하였다. 도 9는 용출 시간에 따른 DNA 의 회수율을 나타낸 그래프이다. 도 9에 보여주는 바와 같이, PAA가 비드에 비해 모든 시점에서 DNA 회수율이 높다는 것을 알 수 있었으며, 비드에 비해 재현성도 높다는 것을 알 수 있었다. 또한, 용출 시간이 30초인 경우에도 DNA 회수율이 매우 높다는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법을 이용하면 DNA 분리 시간을 현저하 게 단축시킬 수 있는 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 히드로겔의 넓은 표면적을 이용하여 생물분자 분리의 시간을 5분 이내로 단축할 수 있으며, 전자석 등과 같은 외부 장치가 필요 없으며, 중합체 패터닝 기술을 이용하여 마이크로시스템 적용이 가능하여 소형화된 시스템 또는 랩온어칩 등의 구현이 용이하다.

Claims (12)

1. 히드로겔에 전하를 띠는 생물분자를 포함하는 시료를 접촉시켜 상기 생물분자를 히드로겔에 결합시키는 단계;

   상기 생물분자가 결합된 히드로겔을 세정하는 단계; 및

   용출 용매를 사용하여 상기 결합된 생물분자를 용출시키는 단계를 포함하는 히드로겔을 이용한 생물분자의 분리 및 정제 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 히드로겔이 물 또는 전기분해에 의해 팽윤되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 히드로겔은 음이온성 히드로겔이며, 상기 결합 단계에서 염 및 폴리에틸렌 글리콜을 추가로 첨가하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 음이온성 히드로겔은 폴리아크릴산인 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 폴리에틸렌 글리콜의 분자량이 6,000∼10,000 이고, 상기 염이 알칼리금속 또는 알칼리토금속의 할로겐염인 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 염이 염화나트륨, 염화리튬, 염화칼륨, 염화칼슘, 염화바륨, 염화마그네슘 및 염화세슘으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 염화나트륨의 농도가 0.5∼5.0M 인 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 염화나트륨의 농도가 1.25M 인 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 생물분자가 원핵세포, 진핵세포, 바이러스 및 핵산으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생물분자와 히드로겔의 결합 시간 및 용출 시간이 각각 0.5∼1분인 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용출 용매가 물인 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제 3 항에 있어서, 상기 폴리에틸렌 글리콜의 농도가 5∼15% 인 것을 특징으로 하는 방법.

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