KR101437739B1 - A method for introducing N-hydroxysuccinimide group on surface of material - Google Patents

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Abstract

본 발명은 N-하이드록시이미드기를 물질의 표면에 도입하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 N-하이드록시석신이미드기를 갖는 화합물을 지질과 혼합하여 물질의 표면에 도입하는 것을 특징으로 하는 N-하이드록시석신이미드기를 물질의 표면에 도입하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 방법은 간단하고 경제적이며, 수용체 고정에 있어서 효율 및 재현성이 높아지는 효과가 있다. 이러한 효과로 인해 바이오센서, 가스센서, 크로마토그래피 매질, 약물 전달용 나노 물질, 진단용 나노 물질 등의 표면에 NHS기를 도입하는 데 매우 유리하다.
The present invention relates to a method for introducing an N-hydroxyimide group onto the surface of a material. More specifically, the present invention relates to a method for introducing an N-hydroxysuccinimide group onto the surface of a substance, characterized by mixing a compound having an N-hydroxysuccinimide group with lipid and introducing the compound into the surface of the substance.
The method according to the present invention is simple and economical and has the effect of increasing efficiency and reproducibility in receptor fixation. These effects are very advantageous for introducing NHS groups on the surfaces of biosensors, gas sensors, chromatographic media, nanomaterials for drug delivery, and diagnostic nanomaterials.

Description

N-하이드록시이미드기를 물질의 표면에 도입하는 방법{A method for introducing N-hydroxysuccinimide group on surface of material}[0001] The present invention relates to a method for introducing an N-hydroxyimide group onto a surface of a substance,

본 발명은 N-하이드록시이미드기를 물질의 표면에 도입하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for introducing an N-hydroxyimide group onto the surface of a material.

물질(예를 들어, 고체 또는 입자)의 표면에 N-하이드록시이미드(N-hydroxysuccinimide, NHS)기를 도입하는 것은 바이오센서(biosensor), 가스센서(gas sensor), 나노입자를 이용한 진단 또는 약물 전달(drug delivery), 리포솜(liposome)을 이용한 진단 또는 약물 전달, 크로마토그래피(chromatography) 등의 다양한 분야에서 매우 중요하다. NHS 기는 아미노기와 빠른 속도로 반응하여 안정한 공유결합을 형성하기 때문에 항체, 효소, DNA 등을 고정시키는데 가장 빈번하게 사용되고 있다.Introduction of an N-hydroxysuccinimide (NHS) group on the surface of a substance (e.g., solid or particle) can be used for biosensor, gas sensor, drug delivery, liposome-based diagnosis or drug delivery, chromatography, and the like. NHS groups are most frequently used to immobilize antibodies, enzymes, and DNA because they react with amino groups at high speed to form stable covalent bonds.

물질의 표면에 NHS기를 도입하는 기존의 방법은 도 1과 같이 물질의 표면에 마련된 카르복실기에 N-에틸-N'-(3-다이메틸아미노프로필)카보다이이미드[N-ethyl-N'-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide; EDC]와 N-하이드록시석신이미드(N- hydroxysuccinimide, NHS)를 차례로 반응시키는 것인데 이 방법은 번거롭고, 일정한 결과를 얻기 어려우며, 긴 시간이 소요되는 단점이 있다. A conventional method of introducing an NHS group onto the surface of a substance is to add N-ethyl-N '- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide [N-ethyl-N' 3-dimethylaminopropyl) carbodiimide; EDC] and N-hydroxysuccinimide (NHS) in this order, which is cumbersome, difficult to obtain a constant result, and takes a long time.

또한, NHS기는 가수분해가 잘 되기 때문에 NHS기를 포함하는 지질 또는 친지질 화합물을 리포솜을 만들어 물질 표면에 도입하는 과정에서 분해되는 단점이 있다.Further, since the NHS group is hydrolyzed well, there is a disadvantage that a lipid or lipophilic compound containing an NHS group is decomposed in the course of introducing the liposome into the surface of the substance.

KR 10-1108578호KR 10-1108578

이에 본 발명은 물질의 표면에 NHS기를 도입하는데 있어 여러 단계의 화학적인 반응을 거치지 않고 간단하게 NHS기를 도입하는 방법을 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention provides a method for introducing an NHS group into a surface of a substance without introducing a chemical reaction at various stages.

또한, 본 발명은 NHS기를 도입하는 과정에서 NHS기의 가수분해를 억제함으로써 효율성을 높이는 데 있다.Further, the present invention is to improve the efficiency by inhibiting the hydrolysis of the NHS group in the process of introducing the NHS group.

본 발명은 NHS기를 갖는 화합물을 지질과 혼합하여 물질의 표면에 도입하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for introducing a compound having an NHS group into a surface of a substance by mixing with a lipid.

보다 구체적으로 본 발명은 N-하이드록시석신이미드기를 갖는 화합물을 지질과 혼합하여 물질의 표면에 도입하는 것을 특징으로 하는 N-하이드록시석신이미드기를 물질의 표면에 도입하는 방법에 관한 것이다.More specifically, the present invention relates to a method for introducing an N-hydroxysuccinimide group into the surface of a substance, characterized by introducing a compound having an N-hydroxysuccinimide group into a surface of a substance by mixing with a lipid.

본 발명에 의한 방법은 간단하고 경제적이며, 수용체 고정에 있어서 효율 및 재현성이 높아지는 효과가 있다. 이러한 효과로 인해 바이오센서, 가스센서, 크로마토그래피 매질, 약물 전달용 나노 물질, 진단용 나노 물질 등의 표면에 NHS기를 도입하는 데 매우 유리하다.The method according to the present invention is simple and economical and has the effect of increasing efficiency and reproducibility in receptor fixation. These effects are very advantageous for introducing NHS groups on the surfaces of biosensors, gas sensors, chromatographic media, nanomaterials for drug delivery, and diagnostic nanomaterials.

도 1은 종래의 기술에 따라 EDC와 NHS의 연속반응으로 카르복실기를 NHS기로 전환시킨 후 단백질의 아미노기와 반응시켜 단백질을 고정하는 방법을 나타낸 것이다.
도 2는 지질(lipid)의 구조를 도식화하여 나타낸 것이다.
도 3은 지질 이중층(lipid bilayer)과 리포솜(liposome)의 구조를 도식화한 것이다.
도 4는 소수성 표면과 친수성 표면에 각각 지질 단일층과 지질 이중층이 형성되는 것을 도식화한 것이다.
도 5는 바탕지질에 NHS기를 갖는 화합물을 섞어 리포솜을 만들고 그 리포솜을 소수성 표면 또는 친수성 표면 위에 더해줄 때 형성되는 (A) 지질 단일층 또는 (B) 지질 이중층의 구조를 도식화한 것이다.
도 6은 각 용도에 사용할 수 있는 (A) NHS기를 갖는 지질과 (B) NHS기를 갖는 탄화수소의 구조를 나타낸 것이다.
도 7은 팔미트산 NHS 에스터 구조를 나타낸 것이다.
도 8은 팔미트산 NHS 에스터를 지질에 섞어 QCM 표면에 더해줄 때 형성되는 지질 이중층의 구조를 나타낸 것이다.
도 9는 지질 필름의 수화시간을 10, 20, 30 분으로 변화시키며 수화에 필요한 최소시간을 평가한 결과이다.
도 10은 리포솜 코팅 시간을 10, 20, 30, 40 분으로 변화시키며 코팅에 필요한 최소시간을 평가한 것이다.
도 11은 팔미트산 NHS 에스터를 포함하는 리포솜으로 기능화 한 QCM 센서 칩에 스트렙트아비딘과 비오틴화된 염소 IgG에 대한 항체(biotin anti-goat IgG Ab)를 차례로 고정시키고 염소 IgG를 반복해서 주입할 때 시간에 따른 주파수 변화를 기록한 그래프이다.
도 12는 DPPC만 포함하는 리포솜으로 기능화한 QCM 센서칩에 스트렙트아비딘과 비오틴화된 염소 IgG에 대한 항체(biotin anti-goat IgG Ab)를 차례로 고정시키고 염소 IgG를 반복해서 주입할 때 시간에 따른 주파수 변화를 기록한 그래프이다.
도 13은 도 11과 도 12의 실험을 3회 이상 반복한 후 염소 IgG를 반복해서 주입할 때 주파수 변화값의 평균을 나타낸 그래프이다.
도 14는 면역 플레이트 well을 DPPC만으로 제조한 리포솜으로 코팅하거나(DPPC only)과 DPPC에 팔미트산 NHS 에스터를 포함시킨 리포솜으로 코팅한(DPPC+NHS) 후 각 well에 스트렙트아비딘과 biotin기가 부착된 HRP 효소를 차례로 결합시켜 각 well의 HRP 효소 활성을 측정한 그래프이다. 6회의 실험을 반복한 결과를 나타내었다.
FIG. 1 shows a method of fixing a protein by converting a carboxyl group into an NHS group by a continuous reaction between EDC and NHS according to a conventional technique and then reacting with an amino group of the protein.
Figure 2 is a schematic representation of the structure of the lipid.
Figure 3 is a schematic representation of the structure of a lipid bilayer and liposome.
Figure 4 schematically illustrates the formation of a lipid monolayer and a lipid bilayer on a hydrophobic surface and a hydrophilic surface, respectively.
Figure 5 is a schematic representation of the structure of (A) a lipid monolayer or (B) a lipid bilayer formed when liposomes are mixed with a compound having an NHS group in the background lipid and the liposome is added on a hydrophobic surface or a hydrophilic surface.
Fig. 6 shows the structure of hydrocarbons having (A) a lipid having an NHS group and (B) an NHS group, which can be used for each application.
Figure 7 shows the structure of palmitic acid NHS ester.
Figure 8 shows the structure of the lipid bilayer formed when the palmitic acid NHS ester is added to the QCM surface in the lipid mixture.
9 shows the results of evaluating the minimum time required for hydration by changing the hydration time of the lipid film to 10, 20 and 30 minutes.
FIG. 10 shows the evaluation of the minimum time required for coating by changing the liposome coating time to 10, 20, 30, and 40 minutes.
Figure 11 shows that a QCM sensor chip functionalized with liposomes containing a palmitic acid NHS ester was immobilized with streptavidin and a biotin anti-goat IgG antibody against biotinylated goat IgG and repeatedly injected with goat IgG And the frequency changes with time.
FIG. 12 shows the results of a QCM sensor chip functionalized with liposomes containing only DPPC, in which sequestrated avidin and biotin anti-goat IgG antibody against biotin anti-goat IgG were sequentially immobilized and repeatedly injected with goat IgG Fig.
FIG. 13 is a graph showing an average of the frequency change values when the chlorine IgG is repeatedly injected after repeating the experiment of FIGS. 11 and 12 three times or more.
FIG. 14 shows the results of immunoprecipitation of DPPC-coated liposomes (DPPC only) and DPPC-coated liposomes (DPPC + NHS) containing palmitic acid NHS ester, followed by addition of streptavidin and biotin groups And HRP enzyme activity of each well was measured. The result of repeating 6 experiments was shown.

본 발명은 N-하이드록시이미드기를 물질의 표면에 도입하는 방법을 제공하는 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 N-하이드록시석신이미드기를 갖는 화합물을 지질과 혼합하여 물질의 표면에 도입하는 것을 특징으로 하는 N-하이드록시석신이미드기를 물질의 표면에 도입하는 방법에 관한 것이다.The present invention provides a method for introducing an N-hydroxyimide group onto the surface of a substance. More specifically, the present invention relates to a method for introducing an N-hydroxysuccinimide group into the surface of a substance, characterized by introducing a compound having an N-hydroxysuccinimide group into a surface of a substance by mixing with a lipid.

상기 방법은 N-하이드록시석신이미드기를 갖는 화합물을 지질과 혼합하여 리포솜을 형성하는 단계; 및 상기 리포솜을 물질의 표면에 도입하는 단계를 포함할 수 있다.The method comprises mixing a compound having an N-hydroxysuccinimide group with a lipid to form a liposome; And introducing the liposome to the surface of the material.

또한, 상기 방법은 N-하이드록시석신이미드기를 갖는 화합물을 지질과 혼합한 혼합물을 건조시키는 단계; 상기 건조된 혼합물을 이용하여 완충용액에서 리포솜을 형성하는 단계; 및 상기 리포솜을 물질의 표면에 도입하는 단계를 포함할 수 있다.The method also includes the steps of: drying a mixture of a compound having an N-hydroxysuccinimide group with lipid; Forming a liposome in the buffer solution using the dried mixture; And introducing the liposome to the surface of the material.

또한, 상기 N-하이드록시석신이미드기를 갖는 화합물과 지질의 혼합물을 필름 형태로 건조시키고, 상기 필름으로부터 리포솜을 형성할 수도 있다.Further, a mixture of the N-hydroxysuccinimide group-containing compound and the lipid may be dried in a film form to form a liposome from the film.

또한, 상기 리포솜을 형성할 때 pH는 4~6의 약산성의 완충용액에서 형성할 수 있으며, 상기 완충용액으로는 이에 제한되는 것은 아니나, 2-(N-모폴리노)에탄술폰산(2-(N-morpholino) ethanesulfonic acid, MES) 완충용액일 수 있다.When the liposome is formed, the pH can be adjusted to a pH of 4 to 6 in a weakly acidic buffer solution. The buffer solution includes, but is not limited to, 2- (N-morpholino) ethanesulfonic acid (2- N-morpholino) ethanesulfonic acid, MES) buffer solution.

또한, 상기 필름으로부터 리포솜을 형성할 때 완충용액을 넣고 수화시킨 후 볼텍스 믹서를 이용하여 혼합할 수 있다.When liposomes are formed from the film, a buffer solution may be added and hydrated, followed by mixing using a vortex mixer.

상기 N-하이드록시석신이미드기를 갖는 화합물은 N-하이드록시석신이미드기를 갖는 지질 및/또는 N-하이드록시석신이미드기를 갖는 탄화수소일 수 있다.The compound having the N-hydroxysuccinimide group may be a lipid having an N-hydroxysuccinimide group and / or a hydrocarbon having an N-hydroxysuccinimide group.

본 발명에 따른 “물질”이라 함은 금속, 세라믹, 리포솜, 반도체, 고분자 중의 어느 하나일 수 있다. 그리고 이러한 물질은 바이오센서, 가스센서, 나노 입자, 나노 막대, 크로마토그래피 매질, 반도체, 플라스틱, 유리 등의 표면을 구성하는 물질을 지칭하는 것일 수 있으며, 보다 구체적으로 수정 미소저울 바이오센서, 표면 플라스몬 공명 바이오센서, 면역분석용 플레이트, 세포 배양용 접시 또는 플레이트 가운데 어느 하나의 표면을 구성하는 것일 수 있다.The " material " according to the present invention may be any one of metals, ceramics, liposomes, semiconductors and polymers. These materials may be substances which form the surface of a biosensor, a gas sensor, a nanoparticle, a nanorod, a chromatography medium, a semiconductor, a plastic or a glass, and more specifically, a modified microbalance biosensor, A surface plasmon resonance biosensor, an immunoassay plate, a cell culture dish, or a plate.

NHS기는 수용체 고정에 가장 흔하게 사용되는 작용기이다. 여기에서 발명에 따른 “수용체”라 함은 물질의 표면에 직접 또는 간접적으로 연결되어 목표 물질과 상호 작용할 수 있는 물질이라는 넓은 의미로 해석될 수 있다.NHS groups are the most commonly used functional groups for receptor fixation. Herein, the term " receptor " according to the invention can be interpreted broadly as a substance which can be directly or indirectly connected to the surface of a substance and interact with the target substance.

이러한 수용체로서는 바이오센서, 가스센서, 나노입자를 이용한 진단 또는 약물 전달, 리포솜을 이용한 진단 또는 약물 전달, 크로마토그래피(chromatography) 등의 다양한 분야에 이용되는 생물 고분자 또는 유기 작용기가 대표적이다. 생물고분자로는 항체, 효소, 호르몬과 같은 단백질뿐만 아니라 핵산이나 탄수화물 등 어떤 물질이라도 사용이 가능하다. 유기 작용기로는 비오틴(biotin)이나 엽산(folic acid)과 같은 비타민, 형광물질, 염료 물질에 이르기까지 어떤 형태의 작용기도 가능하다.Examples of such receptors are biopolymers or organic functional groups used in various fields such as biosensors, gas sensors, diagnosis or drug delivery using nanoparticles, diagnosis using liposomes, drug delivery, chromatography, and the like. Biomolecules can be proteins, such as antibodies, enzymes, and hormones, as well as nucleic acids or carbohydrates. Organic functional groups such as biotin, folic acid, vitamins, fluorescent substances, and dye substances can be used in some forms.

도 2에 도시한 바와 같이, 세포막을 구성하는 주성분인 막 지질(membrane lipid)은 극성 머리 부분과 비극성 꼬리 부분으로 이루어져 있으며, 극성 머리에 두 개의 비극성 꼬리를 갖는 구조로 나타낼 수 있다. 이와 같은 지질의 구조적 특성으로 인하여 지질이 수용액 환경에 놓이게 되면 소수성 꼬리를 내부로 감추기 위해, 도 3에 도시한 바와 같이, 지질 이중층(lipid bilayer)을 형성하며, 결과적으로 리포솜(liposome)이 만들어지게 된다.As shown in FIG. 2, membrane lipid, which is a main constituent of the cell membrane, can be represented by a structure having a polar head and a non-polar tail, and a polar head having two nonpolar tails. When the lipid is placed in the aqueous solution environment due to the structural characteristic of the lipid, a lipid bilayer is formed as shown in FIG. 3 in order to conceal the hydrophobic tail, and as a result, a liposome is formed do.

고체 표면에 리포솜을 더해주면 고체 표면의 상태에 따라 도 4에 나타낸 것처럼 소수성 표면에는 지질 단일층이 친수성 표면에는 지질 이중층이 각각 형성된다. 따라서 NHS 기를 포함하는 화합물을 바탕지질과 혼합하여 리포솜을 형성한 후 고체 표면에 더해주면 도 5에 도시한 바와 같이 그 NHS 기를 물질 표면에 직접 도입할 수 있다.Adding liposomes to the solid surface results in a lipid monolayer on the hydrophobic surface and a lipid bilayer on the hydrophilic surface, respectively, as shown in Figure 4, depending on the state of the solid surface. Therefore, when a compound containing an NHS group is mixed with a base lipid to form a liposome and then added to a solid surface, the NHS group can be directly introduced onto the surface of the substance as shown in FIG.

여기서 “바탕지질”이라 함은 NHS기가 없는 지질로서 NHS 기를 갖는 화합물과 혼합되어 리포솜을 형성할 수 있는 phosphatidylcholine(PC) 또는 phosphatidylethanolamine(PE)과 같은 일반적인 막 지질들을 예로 들 수 있다.Herein, the term "background lipid" refers to a liposome without a NHS group, such as phosphatidylcholine (PC) or phosphatidylethanolamine (PE), which can be mixed with a compound having an NHS group to form a liposome.

NHS기를 포함하는 화합물로는 도 6에 나타낸 것처럼 NHS기를 포함하는 지질과 NHS기를 포함하는 탄화수소를 대표적인 예로 들 수 있다. NHS 기를 포함하는 지질의 경우 바탕지질과 혼합하지 않고 독자적으로 사용될 수 있으며, NHS기를 지질층 표면에 노출시키기 위해 도 6의 왼쪽 그림과 같이 지질의 머리 부분에 NHS기를 가지고 있어야 한다.As a compound including an NHS group, as shown in FIG. 6, a hydrocarbon including an NHS group and a lipid including an NHS group is a representative example. In the case of lipids containing NHS groups, they can be used independently without mixing with the background lipids. To expose the NHS groups to the surface of the lipid layer, NHS groups should be present at the head of the lipid as shown in the left picture of FIG.

NHS기를 포함하는 탄화수소에서 탄화수소의 형태는 지질층에 안정적으로 삽입될 수 있다면 선형, 고리형, 방향족 가운데 어느 형태라도 가능하나 지질의 꼬리와 효과적인 상호작용을 하도록 탄소수가 6 에서 20개 사이이며, 가지가 없는 선형 포화탄화수소일 수 있다. 이와 같은 선형 탄화수소의 경우 도 6의 (B)와 같이 탄화수소는 바탕지질과 혼합하여 사용할 수 있으며, NHS기를 포함하는 지질에 비해 보관 안정성이 높고 합성이 용이하고 경제적인 장점이 있다.In hydrocarbons including NHS groups, the form of hydrocarbons can be either linear, cyclic or aromatic if they can be stably inserted into the lipid layer, but the number of carbon atoms is between 6 and 20 for effective interaction with the lipid tail, Linear saturated hydrocarbons. In the case of such linear hydrocarbons, as shown in FIG. 6 (B), the hydrocarbons can be used in combination with the background lipids, and the storage stability is higher than that of the lipids containing NHS groups, and the synthesis is easy and economical.

본 발명의 일실시예에서는 NHS기의 가수분해를 최소화하기 위해 두 가지 방법을 사용하였다. 첫째, NHS기는 염기성 조건에서 가수분해가 잘 되기 때문에 리포솜을 만들 때 약산성 완충용액을 사용하였다. 둘째, NHS기를 포함하는 화합물에 완충용액이 더해진 후부터의 물질의 표면에 도입된 NHS기를 이용하여 수용체를 고정시키기까지 걸리는 시간을 최소화하였다.In one embodiment of the present invention, two methods were used to minimize the hydrolysis of NHS groups. First, since the NHS group is hydrolyzed under basic conditions, a weakly acidic buffer solution was used to make liposomes. Second, the time taken to fix the receptor using the NHS group introduced on the surface of the substance after the buffer solution was added to the compound containing the NHS group was minimized.

본 발명에서는 리포솜 제조 시 지질 혼합물을 한 개의 바이알(vial)에 한 개 또는 일정 개수의 센서 칩을 코팅할 수 있는 양만큼 필름 형태로 말려서 보관하고 필요할 때 이를 이용하여 리포솜을 제조할 수 있다.In the present invention, liposomes can be dried and stored in the form of a film in an amount that can coat one or a certain number of sensor chips in one vial during the production of liposomes, and liposomes can be prepared using them when necessary.

또한, NHS기를 갖는 화합물을 지질과 혼합하여 물질의 표면에 도입하는 방법은 이미 소수성 표면을 가지고 있는 물질, 표면을 소수성으로 전환시킬 수 있는 모든 물질, 리포솜과 같은 지질 입자, 그리고 지질 이중층을 결합시킬 수 있는 모든 물질 등의 표면 화학에 적용할 수 있다. 예를 들어, 표면 플라스몬 공명(Surface Plasmon Resonance, SPR) 원리를 이용하는 바이오센서나 수정미소저울(Quartz Crystal Microbalance, QCM) 바이오센서의 표면을 구성하는 물질(보통, 금속임)에 적용이 가능하다.In addition, a method of mixing a compound having an NHS group with a lipid and introducing the same into a surface of a substance includes a step of mixing a substance having an already hydrophobic surface, all substances capable of converting the surface into a hydrophobic substance, lipid particles such as liposome, It can be applied to surface chemistry such as all materials that can be. For example, the present invention is applicable to a substance (usually metal) constituting the surface of a biosensor or quartz crystal microbalance (QCM) biosensor using a surface plasmon resonance (SPR) principle .

상기 수정미소저울과 같이 금속 표면을 갖는 센서 외에도 탄소나노튜브 가스센서, 반도체 방식 가스 센서, 나노와이어 FET(nanowire FET) 가스 센서, 전기화학식 가스센서 등 여러 가지 방식의 센서의 표면 역시 지질층으로 코팅하는 것이 가능하기 때문에 본 발명의 방법으로 NHS기를 도입할 수 있다.In addition to the sensor having a metal surface, such as the modified microbalance, the surface of various types of sensors such as carbon nanotube gas sensor, semiconductor type gas sensor, nanowire FET (nanowire FET) gas sensor, NHS group can be introduced by the method of the present invention.

또한, 리포솜은 지질 이중층으로 되어 있기 때문에 NHS기를 갖는 화합물을 직접 도입할 수 있다. 리포솜을 제조할 때 NHS기를 갖는 화합물을 포함시켜 만들면 리포솜에 항체를 비롯한 목표 지향성 리간드(targeting ligand)를 쉽게 도입할 수 있다. 이와 같은 목표 지향성 리간드를 갖춘 리포솜은 치료물질의 전달이나 진단에 사용될 수 있다.In addition, since the liposome is a lipid bilayer, a compound having an NHS group can be directly introduced. When liposomes are prepared by incorporating a compound having an NHS group, targeting ligands including antibodies can easily be introduced into liposomes. Liposomes with such goal-directed ligands can be used for delivery or diagnosis of therapeutic agents.

소수성 폴리(디메틸시록산)[poly(dimethylsiloxane); PDMS] 표면은 지질 단일층으로 코팅할 수 있는 반면, PDMS 표면을 플라스마로 산화시켜 친수성으로 전환시키면 지질 이중층으로 코팅할 수 있다. 따라서, 상기와 같이 다양한 방법으로 PDMS 표면에 NHS기를 도입하는 것이 가능하다.Hydrophobic poly (dimethylsiloxane); The PDMS surface can be coated with a lipid monolayer, while the PDMS surface can be plasma-oxidized to hydrophilic to be coated with a lipid bilayer. Therefore, it is possible to introduce an NHS group on the surface of the PDMS by various methods as described above.

면역분석이나 세포 배양 등에 사용하는 multi-well 플레이트 또는 배양접시는 polystyrene이나 polypropylene과 같은 플라스틱으로 만들어지기 때문에 지질 단일층 도입이 가능하며 따라서 본 발명의 방법으로 multi-well 플레이트와 배양접시 표면에 NHS기를 도입할 수 있다.Since a multi-well plate or culture dish used for immunoassay or cell culture is made of plastic such as polystyrene or polypropylene, it is possible to introduce a single layer of lipid. Therefore, NHS group is formed on the surface of a multi-well plate and a culture dish by the method of the present invention Can be introduced.

나노 물질들은 초고감도 바이오센서, 진단, 치료물질 전달, 생명과학 연구 등에 응용될 수 있는데 그러한 응용을 위한 핵심 기술이 바로 생기능성 부여(biofunctionalization)이다. 본 발명에 따른 방법은 나노물질의 생기능성 부여에도 사용될 수 있다.Nanomaterials can be applied to ultra-sensitive biosensors, diagnostics, therapeutic substance delivery, life science research, etc. Biofunctionalization is a key technology for such applications. The method according to the present invention can also be used for imparting biofunctionality of nanomaterials.

예를 들어, 트리옥틸포스핀 옥사이드(trioctylphosphine oxide; TOPO)로 안정화된 퀀텀 도트(TOPO-stabilized quantum dot)의 경우 TOPO가 소수성 표면을 갖는 성질을 이용하여 그 위에 직접 지질 단일층을 형성할 수 있다. 특히 이 방법은 TOPO 층을 대체하지 않고 그 위에 층을 한 겹 더하는 방식이기 때문에 퀀텀 도트의 민감한 표면을 노출시키지 않는다는 장점이 있다. 금 또는 은 나노입자는 QCM이나 SPR 표면과 동일한 방법으로 알칸티올을 이용하여 소수성 SAM을 형성하고 그 위에 지질 단분자층을 만들 수 있고, 최근에는 직접 지질로 둘러싸인 나노 입자를 합성하는 방법들도 보고되고 있다. 탄소 나노 튜브는 소수성 표면을 가지고 있어 그 표면에 지질층이 형성될 수 있다. 따라서 본 발명의 방법을 따라 상기 물질들의 표면에 NHS기를 도입하여 결과적으로 나노물질에 생기능성을 부여하는 것이 가능하다.
For example, in the case of TOPO-stabilized quantum dots stabilized with trioctylphosphine oxide (TOPO), TOPO can form a lipid monolayer directly on top of it with the property of having a hydrophobic surface . In particular, this method has the advantage that it does not replace the TOPO layer and does not expose the sensitive surface of the quantum dot because it is a layered layer on top of it. Gold or silver nanoparticles can form hydrophobic SAMs by using alkanethiol in the same manner as QCM or SPR surfaces, and a lipid monolayer can be formed thereon. Recently, methods for synthesizing nanoparticles directly surrounded by lipids have also been reported . Carbon nanotubes have a hydrophobic surface and a lipid layer can be formed on the surface. Therefore, it is possible to introduce an NHS group on the surface of the materials according to the method of the present invention, thereby conferring biofunctionality to the nanomaterial.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples. However, the following examples are intended to illustrate the contents of the present invention, but the scope of the present invention is not limited to the following examples. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

<< 실시예Example 1> 팔미트산  1> Palmitic acid NHSNHS 에스터를 이용한,  Ester, QCMQCM 표면에  On the surface 스트렙트아비딘Streptavidin 고정 fixing

본 실시예에서는 디팔미토일 포스파티딜콜린을 바탕지질로 사용하고 팔미트산 NHS 에스터(도 7참조)를 NHS기를 갖는 화합물로 사용하여 수정미소저울(quartz crystal microbalance, QCM) 바이오센서의 QCM 표면에 NHS기를 도입한 후 NHS기를 이용하여 스트렙트아비딘(streptavidin) 단백질을 고정하는 실험을 하였다. 여기에서 QCM 표면은 친수성인 금으로 되어 있기 때문에 도 8에 도시한 것처럼 QCM 표면에는 NHS기를 갖는 탄화수소를 포함하는 지질 이중층이 형성될 수 있다. 이 실시예에서 사용한 지질은 Avanti Polar Lipids (Alabaster, USA)에서 구입하였으며 나머지 단백질과 시약은 Sigma-Aldrich (St. Louis, USA)에서 구입하였다.
In this example, a quartz crystal microbalance (QCM) biosensor using a dipalmitoylphosphatidylcholine as a background lipid and a palmitic acid NHS ester (see FIG. 7) as a compound having an NHS group After the introduction, streptavidin protein was immobilized using NHS group. Here, since the QCM surface is made of hydrophilic gold, a lipid bilayer containing hydrocarbon having an NHS group may be formed on the QCM surface as shown in FIG. The lipid used in this example was purchased from Avanti Polar Lipids (Alabaster, USA) and the remaining proteins and reagents were purchased from Sigma-Aldrich (St. Louis, USA).

바이오센서용 측정기 준비Preparation of measuring instrument for biosensor

수정미소저울(quartz crystal microbalance, QCM)은 일본 크리스탈 썬라이프(Crystal Sunlife)사에서 구입하였다. 사각형인 수정미소저울 크기는 8x8 mm이고 원형인 금 전극의 직경은 5 mm이며 수정미소저울의 고유진동수는 약 10 MHz이다. 수정미소저울의 진동수는 질량 증가에 비례하여 감소하기 때문에 수정미소저울 표면에 분석 대상 물질이 결합할 수 있는 수용체가 고정되어 있으면 분석 대상물질이 결합함에 따라 주파수가 변하는 원리를 이용하여 바이오센서로 사용될 수 있다. 수정미소저울 바이오센서 시스템은 본 발명자가 제작한 것을 사용하였다.The quartz crystal microbalance (QCM) was purchased from Japan Crystal Sunlife. The quadrilateral modified microbalance size is 8x8 mm, the diameter of the circular gold electrode is 5 mm, and the natural frequency of the quartz microbalance is about 10 MHz. Since the frequency of the micromanipulator decreases in proportion to the mass increase, if the receptor capable of binding the analyte is immobilized on the surface of the micromanipulator, it can be used as a biosensor . The modified microbalance biosensor system was prepared by the present inventor.

본 실험에서는 수정미소저울 전극 위에 용액을 더할 수 있는 우물을 가지고 있는 우물형 셀(well cell)과 용액이 튜브를 통해 흘러가며 수정미소저울 전극과 접촉하도록 되어있는 흐름형 셀(flow cell)을 함께 사용하였다. 먼저 우물형 셀에서 검출 물질과 특이적 결합을 하는 수용체 단백질을 고정시킨 다음 흐름형 셀로 교체아여 완충용액을 펌프를 통해 주입하고 검출하고자 하는 시료는 주입밸브(injection valve)를 통해 주입하였다. 분석물질이 흐름형 셀에 장착된 QCM의 표면을 통과하면서 항체에 결합하면 질량이 변하여 진동 주파수에 변화가 일어나게 되고 주파수 측정기에서 이 진동수를 측정하여 컴퓨터로 보냄으로써 데이터를 분석할 수 있도록 하였다.
In this experiment, a well cell with a well to which a solution can be added and a flow cell with a solution flowing through the tube and brought into contact with the crystal scale electrode are connected together Respectively. First, a receptor protein that specifically binds to a detection substance is immobilized in a well cell. Subsequently, a buffer solution is injected through a pump and a sample to be detected is injected through an injection valve. When the analyte passes through the surface of the QCM mounted on the flow cell and binds to the antibody, the mass changes and the oscillation frequency changes. The frequency is measured by the frequency meter and sent to the computer so that the data can be analyzed.

리포솜 제조Production of liposomes

본 실시예에서는 디팔미토일 포스파티딜콜린(dipalmitoyl phosphatidylcholin; DPPC)에 팔미트산 NHS 에스터(palmitic acid N-hydroxysuccinimide ester, PA-NHS)를 3:1의 몰 비로 혼합하여 리포솜을 만든 후 물질의 표면에 더해주는 방법을 사용하였다. 여기에서 DPPC는 지질층을 형성하는 바탕지질로 사용되었고 PA-NHS는 이 지질층에 NHS기가 나타나도록 하기 위한 NHS기를 지닌 탄화수소 화합물로 사용되었다.In this example, liposomes were prepared by mixing dipalmitoyl phosphatidylcholine (DPPC) with palmitic acid N-hydroxysuccinimide ester (PA-NHS) in a molar ratio of 3: 1, Method. Here, DPPC was used as a background lipid to form a lipid layer, and PA-NHS was used as a hydrocarbon compound with an NHS group to cause NHS groups to appear in this lipid layer.

리포솜을 만들 때마다 극히 적은 양의 지질이나 NHS 기를 포함하는 화합물의 무게를 달아서 사용하기 어렵기 때문에 다음과 같이 많은 양의 지질 혼합물을 만들어 여러 개의 바이알에 필름 상태로 말려 보관하고 필요할 때마다 바이알을 꺼내 필름으로부터 리포솜을 제조하였다. 클로로포름에 녹인 3 mg/mL DPPC 용액 0.733mL 과 역시 클로로포름에 녹인 1 mg/mL PA-NHS 용액 0.354 Ml을 섞어 유리 바이알에 0.2 mL씩 나눠 넣고 질소 가스로 말림으로써 지질 필름을 만들었다. 결과적으로 각 바이알은 DPPC 0.4 mg과 PA-NHS 0.0652 mg을 포함하게 되며 이 양은 네 개의 QCM 센서 칩을 코팅할 수 있는 분량에 해당된다. 바이알은 잘 밀봉하여 사용할 때까지 -20℃ 또는 -80℃에 보관하였다.When liposomes are made, it is difficult to weigh a very small amount of lipid or NHS-containing compound, so it is necessary to make a large amount of lipid mixture as follows: A liposome was prepared from the retrieved film. 0.733 mL of a 3 mg / mL DPPC solution dissolved in chloroform and 0.354 mL of a 1 mg / mL PA-NHS solution dissolved in chloroform were added and 0.2 mL was added to each glass vial and the mixture was dried with nitrogen gas to prepare a lipid film. As a result, each vial contains 0.4 mg of DPPC and 0.0652 mg of PA-NHS, which corresponds to the amount of coating the four QCM sensor chips. The vials were sealed and stored at -20 ° C or -80 ° C until use.

리포솜을 만들 때는 지질 필름이 있는 바이알에 pH를 6.0으로 맞춘 0.1M MES [2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid] 완충용액 0.48mL을 더하고 바이알을 질소로 채운 후 밀봉하여 50~60℃에 놓아둠으로써 지질 혼합물을 수화시켰다.To make the liposomes, 0.48 mL of 0.1 M M [2- (N-morpholino) ethanesulfonic acid] buffer (pH 6.0) was added to the vial containing the lipid film, the vial was filled with nitrogen, sealed and left at 50-60 ° C To hydrate the lipid mixture.

수화시키는 과정에서 NHS 기의 가수분해를 최소화하기 위해서는 수화시키는 시간을 최대한 단축시키는 것이 필요하다. 따라서 수화시간을 10, 20, 30분으로 변화시키며 수화에 필요한 최소시간을 평가하였다. 그 결과 20분에서 충분히 안정한 신호가 얻어졌기 때문에 수화 시간은 20분으로 결정하였다(도 9 참조). 수화시킨 후 바이알의 용액을 볼텍스(vortex) 믹서로 1분 정도 강하게 섞어주거나 용액에 초음파를 가하여 지질로부터 소형 단층판 소포 소낭(small unilamella vesicle; SUV) 형태의 리포솜이 형성되게 하였다.
In order to minimize the hydrolysis of the NHS group in the hydration process, it is necessary to shorten the hydration time as much as possible. Therefore, the minimum time required for hydration was evaluated by varying the hydration time to 10, 20, and 30 minutes. As a result, since a sufficiently stable signal was obtained at 20 minutes, the hydration time was determined to be 20 minutes (see FIG. 9). After hydration, the vial solution was vigorously mixed with a vortex mixer for 1 minute or ultrasonication was applied to the solution to form a lipid in the form of a small unilamella vesicle (SUV) from the lipid.

리포솜 코팅Liposome coating

수정미소저울의 전극 표면을 세척하기 위해 수정미소저울을 1분 동안 피라냐용액(piranha solution)(H2SO4: H2O2 = 7:3)에 담근 후 증류수와 에탄올로 헹구고 질소가스로 건조시켰다.In order to clean the electrode surface of the modified microbalance, the modified microbalance was immersed in a piranha solution (H 2 SO 4 : H 2 O 2 = 7: 3) for 1 minute, rinsed with distilled water and ethanol, dried with nitrogen gas .

상기 제조된 리포솜으로 QCM 센서 칩을 다음과 같은 방법으로 코팅하였다.The QCM sensor chip was coated with the prepared liposome by the following method.

깨끗하게 세척된 QCM을 우물형 셀에 장착하고 리포솜 용액 100μL를 넣은 후 50~60℃에 놓아둠으로써 금 전극 표면에 자발적으로 지질 이중층이 형성되도록 하였다. 리포솜 코팅 과정에서도 NHS기가 가수분해 되기 때문에 리포솜 코팅 시간을 10, 20, 30, 40분으로 변화시키며 실험하였다. 그 결과 10분에서 충분히 안정한 신호가 얻어졌기 때문에 코팅 시간은 10분으로 결정하였다(도 10 참조). 상기 우물형 셀에서 리포솜 용액을 제거한 후 인산완충식염수(phosphate buffered saline, PBS)로 3회 세척하였다.
The cleaned QCM was mounted on a well-shaped cell, 100 μL of a liposome solution was added, and the solution was allowed to stand at 50 to 60 ° C. to form a lipid bilayer spontaneously on the surface of the gold electrode. Since the NHS group was hydrolyzed during the liposome coating process, the liposome coating time was changed to 10, 20, 30, 40 minutes. As a result, since a sufficiently stable signal was obtained at 10 minutes, the coating time was determined to be 10 minutes (see FIG. 10). The liposome solution was removed from the well-shaped cells and washed three times with phosphate buffered saline (PBS).

스트렙트아비딘Streptavidin 단백질 고정 Protein fixation

상기 우물형 셀을 흐름형 셀로 바꾼 후 20 μL/min의 유속으로 PBS를 흘려보내며 주파수를 안정화시켰다. 유속을 10 μL/min으로 바꾸고 25 μg/mL 스트렙트아비딘(streptavidin) 단백질 용액 0.1 mL을 주입함으로써 스트렙트아비딘 단백질 용액이 10분간 QCM 표면과 접촉하도록 하였다. 그 결과 도 11을 보면 스트렙트아비딘이 센서칩 표면에 고정되면서 주파수가 감소하는 것을 볼 수 있다. 반면에 PA-NHS를 포함시키지 않고 DPPC로만 만든 리포솜으로 코팅한 QCM에 스트렙트아비딘을 흘려보냈을 때는 도 12에서 나타낸 것처럼 주파수 변화가 거의 없는 것을 볼 수 있다. 여기에서 관찰되는 약간의 주파수 변화는 비특이적인 흡착에 의해 발생한 것으로 생각된다. 이 결과들을 통해 PA-NHS를 포함시킨 리포솜으로 코팅한 QCM에서는 스트렙트아비딘이 NHS기를 통해 공유결합을 형성하면서 고정되었다는 것을 알 수 있다.
After changing the well cell into a flow cell, PBS was flowed at a flow rate of 20 μL / min to stabilize the frequency. The flow rate was changed to 10 μL / min and 0.1 mL of 25 μg / mL streptavidin protein solution was injected to allow the streptavidin protein solution to contact the QCM surface for 10 minutes. As a result, FIG. 11 shows that the streptavidin is fixed on the surface of the sensor chip and the frequency is decreased. On the other hand, when streptavidin was flowed into QCM coated with liposomes made only of DPPC without PA-NHS, frequency change was almost not observed as shown in FIG. It is believed that some of the frequency changes observed here are caused by nonspecific adsorption. These results demonstrate that streptavidin is immobilized in the QCM coated with liposome containing PA-NHS while forming covalent bonds through the NHS group.

항체의 고정과 항원 검출Immobilization of antibodies and detection of antigens

스트렙트아비딘이 안정한 상태로 고정되었는지 확인하기 위해 유속을 다시 20 μL/min으로 바꾸고 비오틴화 된 염소 IgG에 대한 항체(biotinylated anti-goat immunoglobulin G antibody, Bt-Ab)를 주입하여 고정시켰다. 도 11을 보면 PA-NHS를 포함하는 리포솜으로 기능화 한 QCM에서는 Bt-Ab를 주입할 대 약 80Hz의 주파수 변화가 관찰되었다. 그러나 DPPC만 포함하는 리포솜으로 기능화 한 QCM에서는 약 40 Hz 정도의 주파수 변화가 관찰되었으며 신호도 불안정하였다(도 12). DPPC만 포함하는 리포솜으로 기능화 한 QCM에 고정된 Bt-Ab 가운데 일부는 비특이적으로 흡착된 스트렙트아비딘에 의해 고정되고 나머지는 Bt-Ab 자체가 비특이적으로 흡착되었을 것이다.To confirm whether the streptavidin was stabilized, the flow rate was changed to 20 μL / min and the biotinylated anti-goat immunoglobulin G antibody (Bt-Ab) was injected and fixed. 11, in QCM functionalized with liposome containing PA-NHS, a frequency change of about 80 Hz was observed when Bt-Ab was injected. However, in QCM functionalized with liposomes containing only DPPC, a frequency change of about 40 Hz was observed and the signal was unstable (Fig. 12). Some of the Bt-Ab immobilized on the liposome-functionalized QCM containing DPPC alone would be immobilized by nonspecifically adsorbed streptavidin, while the rest would have adsorbed Bt-Ab itself nonspecifically.

Bt-Ab가 고정된 두 센서 칩에 항원인 염소 면역글로불린(goat IgG) 단백질 20μg/mL 용액을 5회 반복해서 주입하였다. 그 결과 PA-NHS를 포함하는 리포솜으로 기능화 한 QCM에서는 반복적으로 약 50Hz 정도의 주파수 변화가 지속적으로 관찰되었지만 DPPC로만 기능화 한 QCM에서는 주파수 변화가 30 Hz 이하로 작고 불안정한 것으로 나타났다(도 11과 12).Two 20 μg / mL solutions of the goat IgG protein were injected into the two sensor chips immobilized on Bt-Ab. As a result, in the QCM functionalized with liposomes containing PA-NHS, a frequency change of about 50 Hz was continuously observed repeatedly, but in the QCM functionalized with DPPC, the frequency change was small and unstable at less than 30 Hz (FIGS. 11 and 12) .

도 13에는 위의 실험을 3회 이상 반복하여 goat IgG 20 μg/mL 용액을 주입했을 때의 주파수 변화값만 표시하였다. 두 QCM에서 모두 goat IgG를 처음 주입했을 때 주파수 변화가 특별히 큰 것을 볼 수 있는데 이는 비특이적인 흡착이 함께 일어나기 때문인 것으로 보인다. 그러나 그 다음부터는 거의 일정한 주파수 변화값을 관찰할 수 있으며 특히 PA-NHS를 포함하는 리포솜으로 기능화 한 QCM에서의 주파수 변화가 DPPC만 포함하는 리포솜으로 기능화 한 QCM보다 훨씬 큰 것을 볼 수 있었다. 이 실험을 통해 PA-NHS를 통해 도입된 NHS기가 항체 고정에 효과적으로 사용된 것을 확인할 수 있었다.FIG. 13 shows only the frequency change value when the above experiment was repeated 3 times or more and a goat IgG 20 μg / mL solution was injected. In both QCMs, when the goat IgG was injected for the first time, the frequency change was particularly large, which seems to be due to non-specific adsorption. However, we can observe almost constant frequency change from then on. Especially, the frequency change in QCM functionalized with liposome containing PA-NHS is much larger than QCM functionalized with liposome containing only DPPC. This experiment confirmed that the NHS group introduced through PA-NHS was effectively used for antibody immobilization.

이상의 결과는 NHS 기를 포함하는 화합물을 지질과 섞어 센서칩 표면에 더해줌으로써 센서칩 표면에 NHS기를 도입하는 것이 가능하다는 것을 보여준다.
The above results show that it is possible to introduce an NHS group on the surface of a sensor chip by adding a compound containing NHS group to the surface of the sensor chip by mixing with lipid.

<< 실시예Example 2> 면역 플레이트에  2> on the immune plate 스트렙트아비딘Streptavidin 고정 fixing

본 실시예에서는 디팔미토일 포스파티딜콜린을 바탕지질로 사용하고 팔미트산 NHS 에스터(도 7참조)를 NHS기를 갖는 화합물로 사용하여 면역 플레이트 well에 NHS기를 도입한 후 NHS기를 이용하여 스트렙트아비딘(streptavidin) 단백질을 고정하는 실험을 하였다. 여기에서 면역 플레이트 표면은 소수성인 polystyrene으로 되어 있기 때문에 도 5 A에 도시한 것처럼 면역 플레이트 표면에는 NHS기를 갖는 탄화수소를 포함하는 지질 단일층이 형성될 수 있다. 이 실시예에서 사용한 지질은 Avanti Polar Lipids (Alabaster, USA)에서 구입하였으며 나머지 단백질과 시약은 Sigma-Aldrich (St. Louis, USA)에서 구입하였다. 면역 플레이트는 Corning(Corning, USA) 사의 투명한 polystyrene 8-well strip plate를 사용하였다.
In this example, dipalmitoylphosphatidylcholine was used as a background lipid and a palmitoic acid NHS ester (see FIG. 7) was used as a compound having an NHS group, NHS group was introduced into an immunoplate well, and streptavidin ) Protein was immobilized. Here, since the surface of the immune plate is made of hydrophobic polystyrene, a lipid monolayer containing a hydrocarbon having an NHS group may be formed on the surface of the immune plate as shown in FIG. 5A. The lipid used in this example was purchased from Avanti Polar Lipids (Alabaster, USA) and the remaining proteins and reagents were purchased from Sigma-Aldrich (St. Louis, USA). The immune plate was a clear polystyrene 8-well strip plate from Corning (Corning, USA).

리포솜 제조Production of liposomes

실시예 1과 동일한 방법을 사용하였다.
The same method as in Example 1 was used.

리포솜 코팅과 With liposome coating 스트렙트아비딘Streptavidin 단백질 고정 Protein fixation

각 well에 상기 제조된 리포솜 용액 100μL를 넣은 후 50~60℃에 10분 놓아둠으로써 well 표면에 자발적으로 지질 단일층이 형성되도록 하였다. 비교를 위해 팔미트산 NHS 에스터는 포함시키지 않고 디팔미토일 포스파티딜콜린만으로 제조한 리포솜을 이용하여 동일한 실험을 진행하였다.100 [mu] L of the prepared liposome solution was placed in each well and allowed to stand at 50 to 60 DEG C for 10 minutes so that a single lipid layer was spontaneously formed on the surface of the well. For comparison, the same experiment was carried out using liposomes prepared only with dipalmitoylphosphatidylcholine without including palmitic acid NHS ester.

well에서 리포솜 용액을 제거한 후 PBS로 3회 세척하였다. 여기에 10 mg/ml 스트렙트아비딘 단백질 용액 0.1 mL을 넣고 실온에서 10분 반응시켰다. PBS로 3회 세척한 후 0.1% bovine serum albumin(BSA) 용액 0.1 mL을 넣어 실온에서 10분 반응시켰다.
Liposomal solution was removed from the wells and washed three times with PBS. 0.1 mL of 10 mg / mL streptavidin protein solution was added thereto, followed by reaction at room temperature for 10 minutes. After washing three times with PBS, 0.1 mL of 0.1% bovine serum albumin (BSA) solution was added and reacted at room temperature for 10 minutes.

horseradishhorseradish peroxidaseperoxidase 효소의 고정과 효소 활성 평가 Enzyme fixation and enzymatic activity evaluation

고정된 스트렙트아비딘 단백질의 양을 평가하기 위해 biotin기가 부착된 horseradish peroxidase(HRP) 효소 0.01 mg/mL 용액을 각 well에 각각 0.1 mL씩 넣어주었다. PBS로 3회 세척한 후 HRP 효소의 기질인 3,3′,5,5′-Tetramethylbenzidine (TMB) 용액을 각 well에 0.1 mL씩 넣고 실온에서 5분 반응시켰다. 600 nm에서 흡광도를 측정함으로써 각 well에 결합한 HRP 효소 활성을 평가하였다. 이 실험은 6회를 반복하였으며 실험 결과가 도 14에 도시되어 있다. 그래프를 보면 디팔미토일 포스파티딜콜린만으로 제조한 리포솜으로 코팅한 well(DPPC only)에서도 활성이 측정되었는데 이는 스트렙트아비딘이나 HRP 효소가 well에 비특이적으로 흡착된 결과일 것이다. 그러나 모든 실험에서 팔미트산 NHS 에스터를 포함시킨 리포솜으로 코팅한 well(DPPC+NHS)에는 훨씬 더 많은 양의 HRP 효소가 결합한 것을 확인할 수 있었는데 이는 NHS 에스터를 포함시킨 리포솜으로 코팅한 well(DPPC+NHS)에 있는 NHS기에 의해 스트렙트아비딘이 더 많이 고정되었다는 것을 의미한다. To evaluate the amount of fixed streptavidin protein, 0.01 mg / mL of horseradish peroxidase (HRP) enzyme with biotin group attached to each well was added to each well. After washing three times with PBS, 0.1 mL of 3,3 ', 5,5'-Tetramethylbenzidine (TMB) solution, which is a substrate of HRP enzyme, was added to each well and reacted at room temperature for 5 minutes. The HRP enzyme activity bound to each well was estimated by measuring the absorbance at 600 nm. This experiment was repeated six times and the results of the experiment are shown in Fig. In the graph, activity was also measured in liposome-coated wells (DPPC only) prepared only with dipalmitoylphosphatidylcholine, which may be the result of nonspecific adsorption of streptavidin or HRP enzyme in wells. However, in all experiments, it was confirmed that a much higher amount of HRP enzyme was bound to the liposome-coated wells (DPPC + NHS) containing palmitic acid NHS ester, &Lt; / RTI &gt; NHS). &Lt; / RTI &gt;

Claims (9)

N-하이드록시석신이미드기를 갖는 화합물을 지질과 혼합하여 리포솜을 형성하는 단계; 및
상기 리포솜을 물질의 표면에 도입하여, 상기 물질의 표면에 지질 이중층 또는 단일층을 형성시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 N-하이드록시석신이미드기를 물질의 표면에 도입하는 방법.
Mixing a compound having an N-hydroxysuccinimide group with a lipid to form a liposome; And
Introducing the liposome to the surface of the material to form a lipid bilayer or a monolayer on the surface of the material; Wherein the N-hydroxysuccinimide group is introduced into the surface of the substance.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 N-하이드록시석신이미드기를 갖는 화합물은 N-하이드록시석신이미드기를 갖는 지질 또는 N-하이드록시석신이미드기를 갖는 탄화수소인 것을 특징으로 하는 N-하이드록시석신이미드기를 물질의 표면에 도입하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the compound having the N-hydroxysuccinimide group is a lipid having an N-hydroxysuccinimide group or a hydrocarbyl group having an N-hydroxysuccinimide group. How to introduce.
제 1항에 있어서,
상기 물질은 금속, 세라믹, 반도체 또는 고분자인 것을 특징으로 하는 N-하이드록시석신이미드기를 물질의 표면에 도입하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the material is a metal, a ceramic, a semiconductor or a polymer.
제 1항에 있어서,
상기 N-하이드록시석신이미드기를 갖는 화합물과 지질의 혼합물을 필름 형태로 건조시키고, 상기 필름으로부터 리포솜을 형성하는 것을 특징으로 하는 N-하이드록시석신이미드기를 물질의 표면에 도입하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein a mixture of the N-hydroxysuccinimide group-containing compound and the lipid is dried in the form of a film, and a liposome is formed from the film, wherein the N-hydroxysuccinimide group is introduced into the surface of the substance.
제 1항에 있어서,
pH가 4~6의 완충용액에서 리포솜을 형성하는 것을 특징으로 하는 N-하이드록시석신이미드기를 물질의 표면에 도입하는 방법.
The method according to claim 1,
A method for introducing an N-hydroxysuccinimide group onto a surface of a substance, characterized in that the liposome is formed in a buffer solution having a pH of 4 to 6.
제 6항에 있어서,
상기 완충용액은 2-(N-모폴리노)에탄술폰산(2-(N-morpholino) ethanesulfonic acid)인 것을 특징으로 하는 N-하이드록시석신이미드기를 물질의 표면에 도입하는 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the buffer solution is 2- (N-morpholino) ethanesulfonic acid. 2. A method for introducing an N-hydroxysuccinimide group into a surface of a substance, characterized in that the buffer solution is 2- (N-morpholino) ethanesulfonic acid.
제 5항에 있어서,
상기 필름으로부터 리포솜을 형성할 때 완충용액을 넣고 수화시킨 후 볼텍스 믹서를 이용하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 N-하이드록시석신이미드기를 물질의 표면에 도입하는 방법.
6. The method of claim 5,
A method for introducing an N-hydroxysuccinimide group into a surface of a substance, wherein a liposome is formed from the film by adding a buffer solution, hydrating and mixing using a vortex mixer.
제 1항에 있어서,
상기 물질은 수정 미소저울 바이오센서, 표면 플라스몬 공명 바이오센서, 면역분석용 플레이트, 세포 배양용 접시 또는 플레이트 가운데 어느 하나의 표면을 구성하는 것을 특징으로 하는 N-하이드록시석신이미드기를 물질의 표면에 도입하는 방법.
The method according to claim 1,
Characterized in that the substance constitutes the surface of any one of a modified microbalance biosensor, a surface plasmon resonance biosensor, an immunoassay plate, a cell culture dish, or a plate. The N-hydroxysuccinimide group .
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