KR100704011B1 - 금속나노입자와 양자점의 ｆｒｅｔ에 의한 생체분자특이결합 검출 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, FRET 현상을 나타내는 한 쌍의 에너지 수용체 및 에너지 공여체, 특이결합을 하는 한 쌍의 생체분자의 특성을 활용한, ① 알려지지 않은 생체분자 간의 특이결합 여부를 확인하는 방법 ② 검체내 표적분자의 존재여부를 검출하는 방법 및 ③ 검체내 존재하는 표적분자를 정량하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 검체의 라벨링 없이 빠르고 쉬운 방법으로 한 쌍의 생체분자 사이의 특이적 결합을 저해하는 생화학 물질을 초고속으로 스크리닝하고 정량적으로 분석하여 신약개발에 응용할 수 있으며, 여러 가지 세포에서 생산되는 신약 후보물질로 사용되는 당단백질의 당량 변화와 같은 단백질의 특성변화 따른 분석을 이용하여 생산되는 단백질의 품질 검사 등에 응용할 수 있다
금속나노입자, 양자점, 형광에너지공명전이, 당단백질, 초고속 스크리닝
Description
도 1은 제1생체분자로서 바이오틴(biotin)이 부착된 금나노입자와 제2생체분자분자로서 스트렙트아비딘(streptavidin)이 부착된 양자점과의 특이적 결합의 존재를 나타내는 양자점의 발광 스펙트럼.
도 2는 바이오틴이 부착된 금나노입자와 양자점의 수용액에서 아비딘(avidin)의 농도에 따른 양자점의 발광도의 변화를 나타나는 그래프.
도 3은 아비딘에 의해 바이오틴이 부착된 금나노입자와 스트렙트아비딘이 부착된 양자점과의 특이적 결합이 저해됨에 따른 양자점의 발광도가 증가하는 기작을 나타내는 개념도(SA : 스트렙트아비딘, QD : 양자점, AV : 아비딘).
도 4는 바이오틴부착-금나노입자와 스트렙트아비딘부착-양자점의 특이적 결합상태 및 이를 저해하는 아비딘에 의해 결합이 저해된 상태를 나타내는 전자현미경 사진.
도 5는 제1생체분자로서 렉틴(Lectin)이 부착된 금나노입자와 제2생체분자로 당이 부착된 양자점의 수용액에서 당단백질의 농도에 따른 양자점의 발광도의 변화 를 나타내는 그래프.
도 6a는 서로 다른 당량을 가진 신당단백질(neoglycoprotein)들을 이용한 분석결과 당량에 따른 양자점의 발광도의 변화를 보여주는 그래프.
도 6b는 서로 다른 당량을 가진 신당단백질들을 이용한 분석결과 당량에 따른 양자점의 발광도의 변화를 mini-well에서 보여주는 사진.
본 발명은 종래에는 없었던 새로운 표적분자 검출 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속나노입자와 양자점 사이의 공명전이현상을 이용하여 표적분자를 초고속으로 검색 및 정량하는 방법에 관한 것이다.
나노입자는 크기가 1~100nm 스케일의 나노테크놀러지의 주요 연구 소재 중의 하나로서, 물리, 화학, 생물학, 의학 등 다양한 분야에서 여러 응용가능성을 보이고 있다. 즉, 반응의 촉매, 나노패턴닝을 위한 빌딩블록, 검출을 위한 분자태그, 나노크기의 요소 운반자 등 다양한 응용가능성을 나타내고 있으며, 이를 위하여, 금속, 비금속, 반도체 등을 이용하여 다양한 종류의 나노입자들이 제조되고 있다(Murphy,C.J.Anal.Chem.A-Pages 2002,74,520A).
나노입자들은 중심 금속의 종류나 크기에 따라 특유의 물리화학적 혹은 광학 적 특성을 나타내기 때문에 생명공학 분야를 비롯한 다양한 응용분야에서 각광을 받고 있다. 예를 들면, 수~수십 나노미터의 금나노입자의 경우 520nm 부근에서 표면 플라즈몬 공명 파장(surface plasmon resonance band)을 나타내며, 주변의 환경이나 다른 물질의 부착여부에 따라 파장이 달라지는 특성을 갖는다. 반도체 나노입자의 경우 10nm 이내의 크기가 되면 UV에 의해 여기되어, 나노입자의 크기에 따라 다양한 가시광선 영역의 파장을 발광하는 양자점 특성을 보이게 된다. 또한, 양자점과 금나노입자 혹은 다른 파장의 염료(dye)사이에서는 형광 에너지 공명전이(Fluorescence Resonance Energy Transfer, FRET)가 일어나는 것이 알려져 있다. 따라서 이러한 특성을 이용하여 생명공학 분야에서는 세포의 이미징, 단백질 상호작용 분석 등에 사용하고자하는 연구가 활발히 진행되고 있다(Alivisatos,A.P. Nat. Biotechnol.2004,22,47). 그러나 금나노입자와 양자점간의 FRET 현상을 이용하여 생체분자간의 특이결합을 측정하거나 저해물질을 검출하는 방법은 알려진 바 없다.
기존의 바이오센싱을 위한 생체분자 간의 특이결합을 저해하는 저해물질(이하 "표적분자"라 한다)의 검출 방법은 주로 ELISA, microarray, 전기화학적 신호를 이용한 센싱, 금나노입자 사이의 aggregation에 의한 colorimetric sensing 등을 이용한 것이나, 이러한 기술들은 검체의 라벨링이 필요하거나, 시그널의 증폭을 위해 이중반응이 요구되거나, 다량의 검체가 필요하여 많은 노력과 시간이 필요하다는 단점이 있다. 따라서 검체에 대한 라벨링을 요하지 않고, 소량의 검체로도 간 단한 반응 방법으로 빠른 시간 내 동시에 여러 검체를 측정할 수 있는 표적분자 검출 방법의 개발이 요구된다.
상기 표적분자 검출의 한 예로 당단백질의 검출을 들 수 있다. Glycosylation은 phosphorylation과 마찬가지로 생체내에서 유전자 발현 이후 생성된 단백질의 PTMs(Post-Translational Modifications)의 한 예로서, 단백질의 활성, 용해도, 분해저항성, 면역반응 및 신호전달 등에서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다(Varki, A. Glycobiology, 1993, 3, 97-130). 세포의 성장환경 및 상태에 따라 혹은 세포의 종류 및 돌연변이에 따라 같은 단백질도 결합되는 당의 종류와 양이 다르게 생성이 된다. 특히 단백질을 이용한 신약의 연구 개발에 있어서 생산되는 당단백질의 당의 정도나 종류에 따라 약으로서의 효능에 차이를 보이는 것으로 알려져 있어, 당단백질의 분석에 대한 기술개발은 상당히 중요한 분야이다.
하지만, 기존의 당단백질분석에 대한 기술들은 주로 화학반응이나 효소반응을 통하여 당단백질로부터 당을 떼어낸 전후의 단백질의 분자량을 비교함으로써 당량을 분석하는 것이었다. 이때 적용된 기술들은 분자량의 차이를 보여주는 SDS-PAGE, Bio-LC, MALDI-TOF/MS 등으로서, 시간이 많이 걸리고 노력이 많이 소요되는 단점이 있다. 나아가 기존의 분자량분석에 의한 당량분석 기법은 quality control이나 drug screening을 위한 대량분석에는 적용하기 어렵다는 단점이 있었다.
본 발명은 금속나노입자와 양자점 사이의 공명전이현상을 이용하여 표적분자를 빠르고 쉽게 검출하는 방법 및 정량분석하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 의한 표적분자의 검출 방법을 당단백질 분석에 적용하여 당단백질을 빠르고 간편하게 검출하는 방법 및 정량분석하는 방법을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, FRET 현상을 나타내는 한 쌍의 에너지 수용체 및 에너지 공여체, 특이결합을 하는 한 쌍의 생체분자의 특성을 활용한 것으로서, ① 알려지지 않은 생체분자 간의 특이결합 여부를 확인하는 방법 ② 검체내 표적분자의 존재여부를 검출하는 방법 및 ③ 검체내에 존재하는 표적분자를 정량하는 방법에 관한 것이다.
단파장 형광물질(shorter wavelength dye)인 에너지 공여체(donor)가 외부에서 에너지를 흡수하면 공여체의 여기에너지가 빛에너지로 방출되는 대신, 장파장 형광물질(longer wavelength excitation dye)인 에너지 수용체(acceptor)로 발광없이(radiationless) 전달되어, 수용체의 장파장 형광만이 방출되는 것을 형광공명전이(FRET : Fluorescence Resonance Energy Transfer) 현상이라 한다. FRET에 의한 수여체 형광의 발생 또는 공여체 방출광의 소멸현상이 나타나려면 에너지 공여체와 수용체가 매우 짧은 거리 이내에 위치해야한다. 특정 파장의 빛을 내는 형광물질인 공여체와 이 발광에너지와 공명을 일으켜 에너지를 흡수할 수 있는 형광물질인 수용체가 소정의 거리 이내로 가까워지면, 외부에서 공여체를 여기시키기 위해 조사된 빛에너지가 공여체로부터 수용체로 발광없이(radiationless) 전달되어 공여체의 고유한 파장의 발광이 감소하고, 공여체로부터 에너지를 전달받은 수용체가 자신의 고유한 파장대의 빛을 발광하는 형광공명전이(FRET) 현상이 일어나는 것이다.
본 발명은, FRET 현상을 일으킬 수 있는 한 쌍의 에너지 공여체와 수용체에 각각 서로 다른 생체분자를 부착하고 혼합함으로써, 생체분자가 특이적으로 결합하는지 여부를 FRET 현상의 발생여부에 의해 시각적으로, 즉시에 판단하는 기법을 기반으로 한다.
예를 들면, 특이결합을 하는 한 쌍의 생체분자가 각각 부착된 공여체와 수용체를 용액 내에서 반응시키면, 생체분자 사이의 특이적 결합에 의해 공여체와 수용체가 서로 가까이 위치하게 되어, 공여체의 발광 에너지가 수용체로 전이되는 FRET 현상이 일어나므로 공여체의 형광 발광이 사라지면서 수용체에서 형광이 발광하게 된다. 한편, 수용체가 빛을 내는 특성(luminescence 혹은 fluorescence)이 없는 경우에는 공여체로부터 에너지가 전달되더라고 수용체가 발광하지 않으므로 수용체와 공여체가 소정의 거리 이내로 접근하여 FRET 현상이 발생하면 단지 공여체의 고유한 파장대의 발광만이 소실되게 된다(본 발명의 실시예는 이에 해당된다).
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
(1) 본 발명자들에 의한 제1발명은 상호 연관성이 밝혀지지 않은 두 종의 생체분자가 특이적 결합을 하는지 여부를 확인하는 방법에 관한 것이다.
즉, 제1발명은, (A) 소정의 거리 이내에 근접한 경우 FRET 현상을 유발하는 에너지 수용체로서 금속나노입자 및 에너지 공여체로서 양자점을 선정하고, 한 쌍의 생체분자를 상기 금속나노입자 및 양자점에 각각 부착하여 제1생체분자부착-금속나노입자 및 제2생체분자부착-양자점를 제작하는 생체분자부착단계; 및 (B) 상기 생체분자부착단계에서 생성된 제1생체분자부착-금속나노입자 및 제2생체분자부착-양자점을 액상에서 혼합한 후 형광분석법에 의해 FRET 현상의 유발여부를 확인하는 FRET 확인단계;를 포함하는, 한 쌍의 생체분자의 특이결합 여부를 확인하는 방법이다.
상기 금속나노입자로는 본 실시예에서는 금나노입자를 사용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 은이나 플라티늄 역시 금과 마찬가지로 SPB(surface plasmon resonance band, 표면플라즈몬공명파장)를 가지고 있으므로 금나노입자와 마찬가지로 본 발명의 실시에 활용될 수 있다.
본 발명에서 "제1생체분자", "제2생체분자"란 한 쌍(즉, 2개)의 생체분자를 단순히 구분하고자 정한 명칭이다. 따라서 "제1생체분자부착-금속나노입자 및 제2생체분자부착-양자점"이란 실질적으로 "제2생체분자부착-금속나노입자 및 제1생체분자부착-양자점"과 동일한 개념이다. 또한 본 발명에서 생체분자 사이의 "상호작용"이란 생체분자 사이의 특이적 결합에 의한 상호작용을 의미하므로, 실질적으로 "특이결합"과 동일한 의미를 나타낸다.
생체분자의 상호작용은 DNA-DNA, DNA-Protein, Protein-Ligand, Protein-Protein, Antibody-Antigen 등 매우 다양하게 이루어질 수 있다. 따라서 상기 한 쌍의 생체분자는 각각 DNA, RNA, PNA 등과 같은 유전물질 또는 유사 유전물질, 항원, 항체 등과 같은 단백질, 당단백질 또는 당으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. 또한 효소와 그의 기질, 효소에 대한 작용 저해제 또는 보조인자 등도 본 발명에서의 생체분자로 사용될 수 있다. 그러나 본 발명의 개념상 생체분자가 상기 언급된 것에 한정되는 것은 아님은 당연할 것이다.
본 제1발명에 의해 서로 특이결합 여부가 밝혀지지 않은 2 개의 생체분자가 특이결합하는지 여부를 간편하게 확인할 수 있다.
(2) 본 발명자들에 의한 제2발명은 특이결합하는 한 쌍의 생체분자의 특이결합을 방해하는 표적분자를 검출하는 방법에 관한 것이다.
즉, 제2발명은 (A) 소정의 거리 이내에 근접한 경우 FRET 현상을 유발하는 에너지 수용체로서 금속나노입자 및 에너지 공여체로서 양자점을 선정하고, 특이결합하는 한 쌍의 생체분자(제1생체분자 및 제2생체분자)를 상기 금속나노입자 및 양자점에 각각 부착하여 제1생체분자부착-금속나노입자 및 제2생체분자부착-양자점를 제작하는 생체분자부착단계; (B) 상기 제1생체분자부착-금속나노입자 및 제2생체분자부착-양자점을 액상에서 혼합한 후 형광분석법에 의해 FRET 현상의 유발여부에 따라 상기 제1생체분자부착-금속나노입자 및 제2생체분자부착-양자점의 특이결합성 여부를 확인하는 특이결합유지확인단계; 및 (C) 상기 제1생체분자부착-금속나노입자 및 제2생체분자부착-양자점과, 미지의 검체를 혼합한 후 형광분석법에 의해 FRET 현상의 변화여부를 분석하는 FRET 확인단계;를 포함하는 검체내 특이결합 저해물질(표적분자) 검출방법에 관한 것이다.
상기 제1생체분자 및 제2생체분자, 금속나노입자 등은 전술한 제1발명에서와 동일하다.
생체분자의 상호작용은 DNA-DNA, DNA-Protein, Protein-Ligand, Protein-Protein, Antibody-Antigen 등 매우 다양하다. 이러한 생체분자 사이의 상호작용(특이결합)에 대해 제3의 리간드나 단백질, 유전자, 약물, 금속이온이나 비타민과 같은 보조인자 등 또 다른 생체분자는 특이결합할 수 있는 생체분자 쌍의 특이결합을 방해하는 저해제로 작용할 수 있는데, 이를 표적분자로 정의한다.
특이결합을 하는 한 쌍의 (제1 및 제2)생체분자와 상호작용하거나 이들의 특이결합을 방해하는 표적분자를 상기 제1생체분자부착-금속나노입자 및 제2생체분자부착-양자점의 혼합액에 첨가하면, 특이결합하는 생체분자 사이의 결합이 표적분자로 인해 저해되어 금속나노입자와 양자점이 FRET 현상이 발생할 수 있는 거리 이내로 결합하지 못하게 된다. 그 결과 FRET 현상이 일어나지 않게 되므로 양자점 고유의 발광은 사라지지 않게 된다.
따라서 전술한 제2발명에 의해, 다양한 생체분자들이 들어있는 검체내에 특이결합하는(나아가 특이결합 이후에 상호반응하는) 한 쌍의 생체분자 사이의 결합을 방해하는 표적분자가 존재하는지 여부를 고속으로 탐색할 수 있게 된다. 생체 분자사이의 특이결합은 세포내에서 신호전달과 관련이 있고, 이를 조절하는 것으로부터 다양한 질환을 치료할 수 있다. 즉, 특정 생체분자 사이의 특이결합이 유발되어 발현하는 질병에 대한 새로운 치료 또는 예방약의 검색에 활용될 수 있다. 보다 구체적으로 PED(Phosphate Di-Esterase)-5 효소의 기질에 대한 반응성을 저해시키는 물질의 탐색에 의한 발기부전제의 개발이라든가, 히스타민 수용체와 히스타민과 결합하는 것을 저해하는 물질의 탐색으로부터 알러지질환을 치료하는 신약 개발 등에 이용될 수 있다.
(3) 본 발명자들에 의한 제3발명은 검체내에 존재하는 기지의 표적분자의 농도를 분석할 수 있는 방법에 관한 것이다.
즉, 제3발명은 (A) 소정의 거리 이내에 근접한 경우 FRET 현상을 유발하는 에너지 수용체로서 금속나노입자 및 에너지 공여체로서 양자점을 선정하고, 특이결합하는 한 쌍의 생체분자(제1생체분자 및 제2생체분자)를 상기 금속나노입자 및 양자점에 각각 부착하여 제1생체분자부착-금속나노입자 및 제2생체분자부착-양자점를 제작하는 생체분자부착단계; (B) 상기 제1생체분자부착-금속나노입자 및 제2생체분자부착-양자점을 액상에서 혼합한 후 형광분석법에 의해 FRET 현상의 유발여부에 따라 상기 제1생체분자부착-금속나노입자 및 제2생체분자부착-양자점의 특이결합성 여부를 확인하는 특이결합유지확인단계; 및 (C) 상기 제1생체분자부착-금속나노입자 및 제2생체분자부착-양자점을, 상기 제1생체분자 및 제2생체분자의 특이결합을 저해하는 표적분자가 함유된 검체와 혼합한 후 형광분석법에 의해 FRET 현상의 변 화정도를 분석하는 FRET확인단계;를 포함하는 검체내 표적분자 정량방법에 관한 것이다.
표적분자의 농도에 따른 제1생체분자부착-금속나노입자 및 제2생체분자부착-양자점 사이의 FRET 저해도를 측정하여 표준 곡선을 작성한 후, 검체에 의한 FRET 저해도를 측정하는 것에 의해 표적분자의 농도를 측정하는 것이 가능하다.
상기 제1생체분자 및 제2생체분자, 금속나노입자 등은 전술한 제1발명에서와 동일하다.
본 발명자들에 의한 상기 제1발명 내지 제3발명에서, 상기 금속나노입자 및 양자점은 다양한 방법으로 수식된 후에 생체분자가 부착될 수 있다. 본 발명에서, 금속나노입자 및 양자점의 수식 및 생체분자의 부착은 (Chem. review, 2004, pp 293~346 Marie-Christine Daniel & Didier Austruc)에 따라 이루어질 수 있다.
제1생체분자부착-금속나노입자와 제2생체분자부착양자점은 시중에서 판매되는 것을 구매하여 사용할 수도 있고, 필요에 따라 직접 제작하여 사용할 수도 있다.
금속나노입자 또는 양자점의 표면을 하이드록실기(-OH), 카르복실기(-COOH), 아민기(-NH2), 티올기(-SH) 등 다양한 소수성 친수성 작용기로 수식(modify)한 후, 정전기력이나 반데르발스력에 의한 물리적 결합이나, 공유결합이나 금속결합과 같은 화학적 결합으로 상기 작용기와 표지분자의 작용기를 서로 결합시킴으로써 수식할 수 있다.
생체분자를 금속나노입자에 부착하는 과정에서 금속나노입자사이의 정전기적인 반발력이 저하되거나, 금속나노입자의 용해도와 안정성이 저하되거나, 수식-부착 과정의 결함에 의해 실질적인 표적분자 검출에서 비특이적 결합이 증가할 가능성이 있다. 이러한 가능성을 줄이기 위한 금속나노입자의 제조 당시 혹은 이후에 금속나노입자의 표면을 충분히 안정하게 수식하고, 생체분자를 부착하는 과정에서도 금속나노입자의 안정성을 확보하기 위한 여러 가지 방안이 제시된 바 있다(Chem. review, 2004, pp 293~346 Marie-Christine Daniel & Didier Austruc).
본 실시예에서는 덴드리머를 사용하여 물에 대한 용해도가 증가되도록 이차적으로 수식하여 금속나노입자를 안정화시키거나, 생체분자를 과량으로 반응시켜 금속나노입자의 표면에 충분한 양의 생체분자를 부착함으로써 금속나노입자 사이의 결합에 의한 집성(aggregation)을 막아 안정성 및 용해도를 확보하며 동시에 금속나노입자의 수식 결함에 따른 비특이적 결합을 최대한 감소시키고자 하였다.
본 발명의 실시예에서 사용한 양자점처럼 표면이 아비딘으로 이차적으로 수식화된 경우, 양자점에 먼저 바이오틴을 부착하여 아비딘과 바이오틴 결합반응으로 아비딘을 양자점에 부착함으로써, 비특이적 결합을 감소시킬 수 있다. 또한, 표면이 아민그룹이나 카르복실그룹으로 수식화된 양자점의 경우, 다양한 화학적 링커를 사용하여 생체분자 표면에 노출되어 있는 기능기와 공유결합, 수소결합, 금속결합 등의 화학적 결합 및 정전기적 결합력, 반데르발스 결합 등의 물리적인 결합을 이용하여 생체분자를 양자점에 부착시킬 수 있다.
본 발명자들은 아비딘 및 당단백질을 표적분자로 하여 실제 본 발명에 의한 방법에 의해 표적분자(즉, 특이결합을 방해하는 저해물질)을 검출하고, 정량할 수 있는지 그 실효성을 다음과 같은 방법으로 검증하였다(상세한 실험법은 실시예 참조).
본 발명에 의한 표적분자의 검출은, 먼저 단백질-리간드 상호작용에 있어 가장 반응성이 크고, 잘 알려져 있는 아비딘-바이오틴 결합특성을 활용하여, 표적분자로서 아비딘을 검출하는 방법으로 확인하였다. 이를 위하여, 제1생체분자로서 바이오틴이 부착된 금나노입자와, 제2생체분자로서 바이오틴과 특이결합을 하는 스트렙트아비딘이 부착된 양자점을 사용하였다.
이때 사용된 금나노입자는 양자점과의 비특이적 결합을 방지하기 위하여 덴드리머로 수식된 금나노입자에 바이오틴을 부착하였으며, 양자점은 코어 부분이 CdSe로 쉘부분은 ZnS로 되어있는 양자점에 스트렙트아비딘이 부착되어 있는 것을 Quantum Dot Corporation에서 구입하여 사용하였다.
상기 스트렙트아비딘부착-양자점의 형광이 바이오틴부착-금나노입자의 존재 시 감소하는 것으로부터 상기 금나노입자의 바이오틴과 양자점의 스트렙트아비딘 사이에 특이적 결합이 존재하는 것을 확인하였다. 그러나 상기 반응액에 표적분자로서 아비딘을 첨가하면 양자점의 발광이 아비딘의 농도에 따라 비례적으로 증가되므로 양자점의 발광도의 비를 측정하는 것에 의해 아비딘을 검출할 수 있으며, 더 나아가 정량에 사용할 수 있음을 확인할 수 있었다.
본 발명을 이용한 표적분자의 정량분석은, 제1생체분자로서 렉틴(lectin)이 부착된 금나노입자와, 제2생체분자로서 렉틴과 특이결합을 하는 당 중 하나인 덱스트란이 부착된 양자점을 선정하고, 렉틴과 상호작용하여 결합할 수 있는 당이 붙어 있는 당단백질(glycoprotein)을 정량대상 표적분자로 하여 수행하였다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 예시적인 목적일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
양자점을 여기시키는 여기파장(Excitation wavelength)는 UV 파장 전체에서 사용이 가능할 수 있다는 것이 잘 알려진 반도체 양자점의 장점인데, 하기 실시예에서 440nm파장의 빛을 사용하여 양자점을 여기시켰다. 형광스펙트럼은 605nm에서 측정하였다.
실시예 1 : 바이오틴이 부착된 금나노입자와 스트렙트아비딘이 부착된 양자점과의 FRET을 이용한 아비딘의 분석
1)
바이오틴부착-금나노입자의 제조
표지분자로서 바이오틴이 부착된 금나노입자를 얻기 위하여 10ml의 정제수에 0.1g의 HAuCl4·3H2O를 용해시켜 금염화물 수용액을 제조하였다. 6mg의 테트라옥틸암모니움 브로마이드(Tetraoctylammonium bromide)를 3ml의 톨루엔에 녹여 만든 용액을 상기 금염화물 수용액에 첨가한 후 상온에서 30분간 강하게 교반하였다. 이때 상전이가 일어나 수용층의 금염화물이 유기층으로 올라가면서 노란색에서 붉은색으로 변화되었다. 이 유기층을 분리하고, 5mg의 11-mercaptoundecanoic acid와 5mg의 1-oactanethiol를 10ml의 톨루엔에 녹인 용액을 첨가하여, 5분 동안 상온에서 강하게 교반한 후 2mg의 NaBH4를 10ml의 물에 녹인 수용액을 천천히 투입하였다. 혼합물을 상온에서 2시간 동안 교반한 다음 톨루엔 층을 분리하여 원심분리한 후 얻어진 침전물을 10ml의 에탄올에 다시 녹여 짙은 갈색의 금나노입자를 얻었다. UV/Vis Spectroscopy를 측정하여 500~520nm부근에서 표면 플라즈몬 공명에 의해 주변보다 다소 높은 흡광도를 나타내는 것으로부터 금나노입자가 성공적으로 형성됨을 알 수 있었다. 나노입자의 형성전에는 UV/Vis 스펙트럼의 500~540nm파장에서 표면 플라즈몬 공명에 의한 전형적인 피크가 관찰되지 않는다.
상기 방법으로 제조된 금나노입자 1ml와 제 1 파맘덴드리머 20% 메탄올 용액 1ml를 섞어 상온에서 1일간 교반하여 반응시켰다. 반응이 완료된 용액은 원심분리하여 반응하지 않은 덴드리머는 제거한 후 결과적으로 얻어진 침전물을 1ml의 물에 녹이고, N-하이드록시숙신이미드-바이오틴(NHS-biotin) 10mg을 첨가하여 1시간 동안 교반한 후 원심분리하여 바이오틴부착-금나노입자(Biotin-AuNPs)의 수용액을 얻었다.
2)
바이오틴부착-금나노입자와 스트렙트아비딘부착-양자점의 특이적 결합 확인
바이오틴과 특이결합을 하는 스트렙트아비딘부착-양자점(SA-QDs)은 Quantum Dot Corporation에서 구입(Qdot605 streptavidin conjugates)하여 사용하였다. 사용된 스트렙트아비딘부착-양자점은 코어부분이 CdSe로, 쉘부분은 ZnS로 구성되어 있으며, 길이 10~15nm, 폭 5nm의 막대모양으로 최외각에 양자점 하나 당 15~25개의 스트렙트아비딘이 부착되어 있다.
상기 실시예 1의 1)에서 제조한 바이오틴부착-금나노입자와 스트렙트아비딘부착-양자점의 특이적 결합을 확인하기 위하여 형광측정기(Fluorometer)를 이용하여 FRET 형광 검출실험을 수행하였다.
특이결합을 확인하기 위하여, 바이오틴부착-금나노입자 1uM과 스트렙트아비딘부착-양자점 1nM을 혼합하고 1시간 교반하여 실험구로 하였다(biotin-streptavidin). 대조구로 표면이 덴드리머로만 수식화된 금나노입자(PAMAM-AuNPs)와 스트렙트아비딘부착-양자점의 혼합용액을 각각 동일 농도로 준비하였다. 상기 반응액과 대조구의 두 검체의 양자점의 발광량을 형광 측정하여 그 결과를 도 1에 도시하였다.
도 1에서 SA-QDs는 스트렙트아비딘부착-양자점 단독의 발광을 나타낸다. 표면이 덴드리머로만 수식화된 금나노입자(PAMAM-AuNPs)가 혼합된 대조구에서는 형광에너지 전이가 일어나지 않으므로 양자점의 발광이 여전히 높게 나타나는 것을 보여준다. 이는 예상한 바와 같이, 바이오틴이 부착되지 않은 금나노입자와 스트렙트아비딘부착-양자점 사이에는 결합이 일어나지 않음을 보여주는 것이다. 따라서 도 1에서 보여지는 실험구에서의 양자점 형광의 감소는 바이오틴부착-금나노입자가 바이오틴-스트렙트아비딘의 특이적 결합을 통하여 스트렙트아비딘부착-양자점과 결합함으로써 두 입자사이에서 FRET 현상이 발생하기 때문에 양자점의 발광이 SA-QDs 검체보다 현저히 줄어든 것임을 증명하는 것이다.
3)
바이오틴부착-금나노입자와 스트렙트아비딘부착-양자점과의 FRET을 이용한 아비딘의 농도별 분석
스트렙아비딘과 바이오틴의 특이적 결합을 저해하는 물질로 아비딘(avidin)을 사용하여 아비딘의 농도에 따른 저해정도를 정량적으로 분석하였다.
구체적으로는, 상기 실시예 1의 바이오틴부착-금나노입자(biotin-AuNPs) 100nM에 농도가 각각 0nM, 3nM, 6nM, 15nM, 30nM, 60nM, 150nM, 300nM, 600nM, 1.5μM, 2.5μM이 되도록 아비딘(Avidin)을 첨가하고 상온에서 1시간 동안 반응시켰다. 상기 각 반응액에 스트렙트아비딘부착-양자점을 최종적으로 1nM이 되도록 가하고 상온에서 1시간 동안 추가로 반응시켰다. 이때, 각 반응용매로는 이차정제수를 사용하였고 비특이성 결합을 막고 양자점의 안정성을 도모하기 위하여 BSA(Bovine Serum Albumine)를 각각 100nM이 되도록 첨가하였다.
반응이 완료된 검체에서 아비딘의 첨가농도별 실험구에 대해 620nm(양자점의 최대발광점)에서의 발광도의 비를 측정하여 도 2에 도시하였다. 발광도의 비는 P/P0로 계산하였으며, P는 각 실험구의 발광값이고, P0는 아비딘이 포화되어 최대의 발광을 하는 실험구(본 실험에서는 아비딘의 농도가 2.5μM인 시료)의 발광값이다. 도 2에 도시되어 있듯이, 실험구의 발광이 아비딘의 첨가농도에 따라 비례적으로 증가되므로 실험구의 발광도의 비를 측정하는 것에 의해 검체내의 아비딘을 정략적으로 검출할 수 있음을 확인할 수 있었다.
도 3은 아비딘에 의해 바이오틴부착-금나노입자와 스트렙트아비딘부착-양자점의 특이적 결합이 저해됨에 따라 양자점의 발광도가 감소하지 않게 되는 기작, 즉 FRET 현상이 나타나지 않게 되는 기작을 설명하는 개념도이다. 바이오틴과 스트렙트아비딘이 특이적으로 결합하는 경우에는 양자점과 금나노입자 사이의 FRET 현상으로 인하여 양자점 고유의 발광도에 비해 발광도가 감소하게 된다. 그러나 표적분자로서 아비딘이 존재하는 경우, 바이오틴과 스트렙트아비딘의 결합이 저해되어 FRET이 일어나지 않으므로 표적분자의 농도가 증가할수록 양자점의 발광도의 감소현상이 줄어들게 된다.
이러한 기작을 입증하기 위하여 바이오틴부착-금나노입자와 스트렙트아비딘부착-양자점이 들어 있는 용액에 아비딘을 첨가하기 전후의 상태를 전자현미경으로 관찰하여 도 4에 도시하였다. 도 4의 A는 바이오틴부착-금나노입자와 스트렙트아비딘부착-양자점의 결합을 보여주는 전자현미경 사진이고, 도 4의 B는 아비딘(3μM)을 첨가하여 바이오틴부착-금나노입자와 먼저 결합시킨 다음에 스트렙트아비딘부착-양자점과 반응시켰을 때, 바이오틴부착-금나노입자와 스트렙트아비딘부착-양자점의 결합이 저해됨을 보여주는 전자현미경 사진이다. 도 4의 C와 D는 각각 A와 B의 확대된 그림으로서, 각 금속나노입자의 격자구조 및 금속나노입자 상호간의 결합 여부가 잘 나타나 있다.
실시예 2 : 렉틴부착-금나노입자와 덱스트란부착-양자점을 이용한 당단백질의 분석
1)
렉틴부착-금나노입자의 제조
표지분자로서 렉틴이 부착된 금나노입자를 얻기 위하여 100ml의 정제수에 0.01g의 HAuCl4·3H2O(Aldrich)를 용해시켜 금염화물 수용액을 제조하였다. 0.02 g의 sodium citrate dehydrate(2-hydroxy-1, 2, 3-propanetricarboxylic acid)를 금염화물 수용액에 첨가하여 1분간 강하게 교반시킨 후, 1mg의 NaBH4를 상기 수용액에 첨가한 후 5분간 강하게 교반시켜, 붉은 와인색의 금나노입자를 얻었다. UV/Vis Spectroscopy를 측정하여 500~540nm부근에서 표면 플라즈몬 공명에 의해 주변보다 다소 높은 흡광도를 나타내는 피크를 형성하는것을 확인하였고, 이로부터 금나노입자가 성공적으로 형성됨을 알 수 있었다.
상기 방법으로 제조된 표면이 sodium citrate로 수식된 금나노입자 용액 1ml에 렉틴의 일종인 콘캐나발린A(concanavalin A)(sigma) 5.1mg을 가하고 상온에서 8시간 동안 교반한 후 원심분리 혹은 필터를 사용하여 결합되지 않은 단백질이 제거된 콘캐나발린A부착-금나노입자의 수용액을 얻었다.
2)
덱스트란부착
-
양자점의
제조
콘캐나발린A와 특이적인 결합을 하는 당의 하나인 글루코즈(glucose)가 길게 연결된 덱스트란(dextran, 10,000kDa)이 결합된 양자점을 제조하였다.
먼저, 덱스트란(sigma) 50mg과 1,1'-Carbonyldiimidazole(CDI)(sigma) 10mg을 50% dimethylsulfoxide(DMSO) 1ml에 용해하고 상온에서 30분 동안 반응시켜서 CDI가 결합된 덱스트란을 얻었다. 상기 CDI가 결합된 덱스트란 용액 10㎕를 아민(amine)으로 수식화된 양자점(quantum dot corporation) 80nM 농도의 수용액 1ml에 첨가하여 24시간 동안 상온에서 교반한 후, 필터를 사용하여 결합되지 않은 덱스트란을 제거하고 물에 다시 녹임으로써 덱스트란부착-양자점 수용액을 제조하였다.
3)
렉틴부착-금나노입자와 덱스트란부착-양자점과의 FRET을 이용한 당단백질의 농도별 분석
당단백질 분석을 위하여 콘캐나발린A에 특이적인 결합을 하는 당의 하나인 만노즈(mannose)가 22개가 결합되어 있는 당단백질 BSA(albumin from bovine serum)을 시그마로부터 구매하여, 콘캐나발린A부착-금나노입자와 덱스트란부착-양자점 사이의 결합 표적분자 분석실험을 실시하였다.
실시예 1의 2)와 동일한 실험방식에 의해 콘캐나발린A부착-금나노입자와 덱스트란부착-양자점 사이의 특이적 결합에 의해 양자점과 금나노입자 사이에 FRET이 일어나는 것을 확인할 수 있었다(실험 결과 미도시).
콘캐나발린A부착-금나노입자 10nM과 덱스트란부착-양자점 1nM에 22개의 만노즈가 결합된 BSA의 농도를 최종적으로 1nM ~ 10μM 사이의 여러 농도가 되도록 첨가하여, 12개의 서로 다른 농도의 저해물질을 포함한 시료를 만든 후 1시간동안 상온에서 약하게 교반한 다음, 각각에 대한 형광을 605nm에서 측정하였다. 이때, 렉 틴과 당의 결합을 유도하기 위하여 반응 수용액내에 1mM 수준의 농도가 되도록 칼슘, 마그네슘 및 망간 이온을 첨가하였다.
본 실험은 200㎕ 부피의 튜브에서 진행하였으며 형광측정기(Fluorometer)를 사용하여 형광스펙트럼을 얻었다. 대조군으로서 만노즈가 없는 같은 농도의 일반 BSA를 첨가한 검체의 형광값을 측정하였다. 양자점의 최대 발광값은 605nm 부근에서 나타났으며, 605nm에서의 실험구와 대조구의 형광을 측정하여 도 5에 도시하였다. 이해의 편의를 위하여 각각의 단백질 농도에서의 실험구와 대조구의 발광도의 차이(P22-MB - PBSA)를 최대차이값(P22-MB - PBSA)max에 대한 비로 계산하여 단백질농도(x축)에 따른 발광도의 비((P22-MB - PBSA)/(P22-MB - PBSA)max, y축)로 도 5에 도시하였다.
당단백질인 22개의 만노즈가 부착된 BSA의 농도가 높을수록 콘캐나발린A에 결합이 증가하여 금나노입자가 양자점과 결합하는 것을 방해하여 FRET 현상이 발생하지 않고, 결과적으로 양자점의 형광이 높게 유지되는 것을 알 수 있다.
도 5로부터 양자점의 발광이 만노즈가 부착된 당단백질 BSA의 농도에 따라 비례적으로 증가되므로 양자점의 발광도의 비를 측정하는 것에 의해 역시 당단백질을 정략적으로 검출할 수 있음이 증명되었다.
4)
렉틴부착-금나노입자와 덱스트란부착-양자점의 FRET을 이용한 당단백질의 당량별 분석
당단백질의 농도의 차이 뿐 아니라, 동일 당단백질 농도에서 각 단백질 당 표적분자의 당량의 차이가 있을 경우 또한 상기 시스템으로 분석할 수 있음을 실험하였다.
우선, 당이 붙어있지 않은 일반 BSA를 이용하여 신규 당단백질(neoglycoprotein)을 만들기 위하여, 일반 BSA의 라이신(lysine) 잔기에 시그마에서 판매하는 α-D-mannopyranosyl-phenyl-isothiocyanate(MPI, sigma)의 NCS 잔기를 공유결합으로 연결시키는 반응을 이용하여, MPI와 BSA의 비율이 1.5:1에서 150:1사이에서 여러 비율로 반응시킴으로써 서로 다른 량의 만노즈가 붙은 BSA를 만들었다.
MPI는 우선 DMSO (dimethylsulfoxide)에 녹여 준비한 후, 각기 다른 비율로 BSA와 20% DMSO 수용액에서 4℃에서 24시간 동안 반응시켰다. 반응이 완료된 용액은 필터를 사용하여 MPI가 붙은 신규 당단백질만을 분리하였다. Bio-LC를 이용한 당분석방법에 의해, 제조된 당단백질은 BSA 1개당 각각 0, 1.5, 2.8, 5.8, 10, 12.6, 15, 21.4, 22개의 만노즈가 결합되어 있음을 확인하였다.
이 시료를 동일량 상기 콘캐나발린A부착-금나노입자와 덱스트란부착-양자점의 혼합액에 첨가하여 반응액의 형광 발광도을 측정하였다. 그 결과를 도 6a에 도시하였으며, 만노즈의 결합수가 증가함에 따라 콘캐나발린A부착-금나노입자 표면의 콘캐나발린A을 더 많이 차단하여 콘캐나발린A부착-금나노입자와 덱스트란부착-양자점의 결합을 저해함으로써, 높은 PL(photoluminescence, 형광 혹은 발광)이 얻어짐을 알 수 있었다. 따라서 상기 측정 시스템을 이용하여 당단백질의 당량에 따른 분석이 가능함을 알 수 있다.
더 나아가 이 반응의 부피수준을 낮추고 동시에 많은 검체를 측정할 수 있는 시스템을 구축하기 위하여, 부피가 10㎕가 되는 well을 가진 mini-well plate에 상기 검체를 반응시켜 여러 검체들을 동시에 image analyzer로 읽어 들인 결과를 도시하였다(도 6b). 푸른색에서 붉은색으로 갈수록 605nm 필터를 사용하여 CCD(Charge Coupled Device) 카메라로 얻은 이미지의 형광의 신호가 커진다.
상기 튜브에서 실험한 경우와 마찬가지로 당량이 커질수록 저해작용이 커져서 양자점의 발광세기가 커지는 것을 알 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명에 의해 금속나노입자와 양자점 사이에 발생하는 형광 공명 전이현상을 이용하여 검체의 라벨링 없이 빠르고 쉬운 방법으로 특이결합하는 한 쌍의 생체분자 사이의 특이적 결합을 저해하는 생화학 물질을 초고속으로 스크리닝하고 정량적으로 분석하여 신약개발에 응용할 수 있다. 또한 여러 가지 세포에서 생산되는 신약 후보물질로 사용되는 당단백질의 당량 변화와 같은 단백질의 특성변화 따른 분석을 이용하여 생산되는 단백질의 품질 검사 등에 응용할 수 있다.
또한, 본 발명의 생체분자 상호작용 측정 방법에 의하면 특정한 표적분자뿐 아니라 두 표지물질 사이의 결합을 저해하는 물질을 고속으로 탐색할 수 있다. 이러한 검출방법은 기존의 혼성화(hybridization)를 이용한 상보서열의 핵산(DNA, RNA, PNA 등)의 센싱, 항원-항체 반응 및 단백질-리간드 반응 등을 이용한 표적분자로서의 생화학물질이나 생체분자 검출 등에 사용될 수 있으며 나아가서는 drug-screening 등에 유용하게 응용될 수 있을 것이다.
Claims (9)
- (A) 소정의 거리 이내에 근접한 경우 FRET 현상을 유발하는 에너지 수용체로서 금속나노입자 및 에너지 공여체로서 양자점을 선정하고, 한 쌍의 생체분자를 상기 금속나노입자 및 양자점에 각각 부착하는 생체분자부착단계;(B) 상기 생체분자부착-금속나노입자 및 생체분자부착-양자점을 액상에서 혼합한 후 형광분석법에 의해 FRET 현상의 유발여부를 확인하는 FRET확인단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 한 쌍의 생체분자의 특이결합 여부를 확인하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 금속나노입자는 금나노입자, 은나노입자 및 플라티늄나노입자로 구성되는 군에서 선택되는 금속나노입자인 것을 특징으로 하는 한 쌍의 생체분자의 특이결합성 여부를 확인하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 한 쌍의 생체분자는 각각 DNA, RNA, PNA, 단백질, 당단백질 또는 당인 것을 특징으로 하는 한 쌍의 생체분자의 특이결합성 여부를 확인하는 방법.
- (A) 소정의 거리 이내에 근접한 경우 FRET 현상을 유발하는 에너지 수용체로서 금속나노입자 및 에너지 공여체로서 양자점을 선정하고, 특이결합하는 한 쌍의 생체분자(제1생체분자 및 제2생체분자)를 상기 금속나노입자 및 양자점에 각각 부착하여 제1생체분자부착-금속나노입자 및 제2생체분자부착-양자점를 제작하는 생체분자부착단계;(B) 상기 제1생체분자부착-금속나노입자 및 제2생체분자부착-양자점을 액상에서 혼합한 후 형광분석법에 의해 FRET 현상의 유발여부에 따라 상기 제1생체분자부착-금속나노입자 및 제2생체분자부착-양자점의 특이결합성 여부를 확인하는 특이결합유지확인단계;(C) 상기 제1생체분자부착-금속나노입자 및 제2생체분자부착-양자점과, 미지의 검체를 혼합한 후 형광분석법에 의해 FRET 현상의 변화여부를 분석하는 FRET확인단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 검체 내 표적분자 검출방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 금속나노입자는 금나노입자, 은나노입자 및 플라티늄나노입자로 구성되는 군에서 선택되는 금속나노입자인 것을 특징으로 하는 검체내 표적분자 검출방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 제1생체분자 및 제2생체분자는 각각 DNA, RNA, PNA, 단백질, 당단백질 또는 당인 것을 특징으로 하는 검체내 표적분자 검출방법.
- (A) 소정의 거리 이내에 근접한 경우 FRET 현상을 유발하는 에너지 수용체로서 금속나노입자 및 에너지 공여체로서 양자점을 선정하고, 특이결합하는 한 쌍의 생체분자(제1생체분자 및 제2생체분자)를 상기 금속나노입자 및 양자점에 각각 부착하여 제1생체분자부착-금속나노입자 및 제2생체분자부착-양자점를 제작하는 생체분자부착단계;(B) 상기 제1생체분자부착-금속나노입자 및 제2생체분자부착-양자점을 액상에서 혼합한 후 형광분석법에 의해 FRET 현상의 유발여부에 따라 상기 제1생체분자부착-금속나노입자 및 제2생체분자부착-양자점의 특이결합성 여부를 확인하는 특이결합유지확인단계;(C) 상기 제1생체분자부착-금속나노입자 및 제2생체분자부착-양자점을, 상기 제1생체분자 및 제2생체분자의 특이결합을 저해하는 표적분자가 함유된 검체와 혼합한 후 형광분석법에 의해 FRET 현상의 변화정도를 분석하는 FRET확인단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 검체내 표적분자 정량방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 금속나노입자는 금나노입자, 은나노입자 및 플라티늄나노입자로 구성되는 군에서 선택되는 금속나노입자인 것을 특징으로 하는 검체내 표적분자 정량방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 제1생체분자 및 제2생체분자는 각각 DNA, RNA, PNA, 단백질, 당단백질 또는 당인 것을 특징으로 하는 검체내 표적분자 정량방법.
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|---|---|---|---|---|
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| WO2020190063A1 (ko) * | 2019-03-20 | 2020-09-24 | (주)바이오스퀘어 | 바이오 분석기기 검증용 표준물질 조성물 및 이를 이용한 표준 스트립 |
Families Citing this family (28)
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| KR100963538B1 (ko) * | 2008-01-08 | 2010-06-15 | 한국화학연구원 | 유기 용매에 분산된 나노 크기의 카드뮴 및 카드뮴칼코게나이드 입자 콜로이드를 제조하는 방법 |
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| US20120029062A1 (en) * | 2010-08-02 | 2012-02-02 | Gunaratne Preethi H | Interior functionalized hyperbranched dendron-conjugated nanoparticles and uses thereof |
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| CN102590170B (zh) * | 2012-02-28 | 2013-11-20 | 江南大学 | 基于荧光共振能量转移对水溶液中汞离子和/或银离子同时进行检测的方法 |
| CN102866139B (zh) * | 2012-09-21 | 2014-08-06 | 南开大学 | 基于表面等离子体增强能量转移生物传感器的构建方法 |
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| CN105899313A (zh) * | 2013-11-01 | 2016-08-24 | 科学与工业研究理事会 | 一种制备金属纳米粒子的方法 |
| AU2015349680A1 (en) | 2014-11-21 | 2017-06-08 | Northwestern University | The sequence-specific cellular uptake of spherical nucleic acid nanoparticle conjugates |
| CN105259350B (zh) * | 2015-11-20 | 2017-05-31 | 北京科技大学 | 基于量子点多级检测标记物传感器及其制备方法 |
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| CN107186224B (zh) * | 2017-06-20 | 2019-12-03 | 青岛纳印新材料科技有限公司 | 一种酶分解技术制备纳米银粉的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999018124A1 (en) | 1997-10-07 | 1999-04-15 | Merck & Co., Inc. | Assays for nuclear receptor ligands using fret |
| WO2004042404A1 (en) | 2002-11-07 | 2004-05-21 | Erasmus Universiteit Rotterdam | Fret probes and methods for detecting interacting molecules |
| KR20040083411A (ko) * | 2001-08-23 | 2004-10-01 | 큐티엘 바이오시스템즈 엘엘씨 | 생체 분자의 검출 및 정량을 위한 바이오센싱 플랫폼 |
| US6855551B2 (en) | 1998-09-18 | 2005-02-15 | Massachusetts Institute Of Technology | Biological applications of quantum dots |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5774222A (en) * | 1994-10-07 | 1998-06-30 | Hitachi, Ltd. | Manufacturing method of semiconductor substrative and method and apparatus for inspecting defects of patterns on an object to be inspected |
| JP2002532729A (ja) * | 1998-12-23 | 2002-10-02 | グラクソ グループ リミテッド | 核内受容体のリガンドのアッセイ |
| DE10001222A1 (de) * | 2000-01-14 | 2001-08-09 | Basf Coatings Ag | Beschichtung, enthaltend kolloidal verteiltes metallisches Bismut |
| AU2001249386A1 (en) * | 2000-03-22 | 2001-10-03 | Quantum Dot Corporation | Methods of using semiconductor nanocrystals in bead-based nucleic acid assays |
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2006
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- 2006-02-16 US US11/355,069 patent/US20060183247A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999018124A1 (en) | 1997-10-07 | 1999-04-15 | Merck & Co., Inc. | Assays for nuclear receptor ligands using fret |
| US6855551B2 (en) | 1998-09-18 | 2005-02-15 | Massachusetts Institute Of Technology | Biological applications of quantum dots |
| KR20040083411A (ko) * | 2001-08-23 | 2004-10-01 | 큐티엘 바이오시스템즈 엘엘씨 | 생체 분자의 검출 및 정량을 위한 바이오센싱 플랫폼 |
| WO2004042404A1 (en) | 2002-11-07 | 2004-05-21 | Erasmus Universiteit Rotterdam | Fret probes and methods for detecting interacting molecules |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190001742A (ko) | 2017-06-28 | 2019-01-07 | 주식회사 파나진 | 양자점을 분산광원으로 하는 표적 핵산 검출 방법 |
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