KR101850708B1 - 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서 - Google Patents

여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서 Download PDF

Info

Publication number
KR101850708B1
KR101850708B1 KR1020160155389A KR20160155389A KR101850708B1 KR 101850708 B1 KR101850708 B1 KR 101850708B1 KR 1020160155389 A KR1020160155389 A KR 1020160155389A KR 20160155389 A KR20160155389 A KR 20160155389A KR 101850708 B1 KR101850708 B1 KR 101850708B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
aptamer
blood
aptamer sensor
sensor
specific
Prior art date
Application number
KR1020160155389A
Other languages
English (en)
Inventor
김주영
강필원
문상옥
김만일
이혜현
김혜림
박기원
이양한
전병원
Original Assignee
대한민국
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대한민국 filed Critical 대한민국
Priority to KR1020160155389A priority Critical patent/KR101850708B1/ko
Priority to US15/722,469 priority patent/US10627416B2/en
Priority to JP2017193734A priority patent/JP2018082693A/ja
Application granted granted Critical
Publication of KR101850708B1 publication Critical patent/KR101850708B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09—Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11—DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/115—Aptamers, i.e. nucleic acids binding a target molecule specifically and with high affinity without hybridising therewith ; Nucleic acids binding to non-nucleic acids, e.g. aptamers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/531—Production of immunochemical test materials
    • G01N33/532—Production of labelled immunochemicals
    • G01N33/533—Production of labelled immunochemicals with fluorescent label
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/74—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving hormones or other non-cytokine intercellular protein regulatory factors such as growth factors, including receptors to hormones and growth factors
    • G01N33/743—Steroid hormones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2310/00—Structure or type of the nucleic acid
    • C12N2310/10—Type of nucleic acid
    • C12N2310/16—Aptamers

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Endocrinology (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

바이오 센서로서 사용된 앱타머(aptamer)를 이용하여 여성 특이적인 혈흔에 결합하여 발광하는 앱타머를 구비한 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서 및 이를 이용한 에스트로겐(estrogen) 검출 키트에 관한 것으로, 범죄 현장의 혈흔에서 성별을 구분하기 위한 혈흔 검출용 앱타머 센서로서, 여성 특이적인 혈흔에 결합하여 발광하는 구성을 마련하여, 범죄 현장에서 피의자와 피해자의 성별을 구별할 수 있다.

Description

여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서{Aptasensor for detecting the female-specific traces of blood}
본 발명은 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서에 관한 것으로, 특히 바이오 센서로서 사용된 앱타머(aptamer)를 이용하여 여성 특이적인 혈흔에 결합하여 발광하는 앱타머를 구비한 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서 및 이를 이용한 에스트로겐(estrogen) 검출 키트에 관한 것이다.
통상적으로, 범죄 현장에서 얻어지는 증거물은 매우 다양한 형태로 존재하며, 이중 강도, 강간 및 살인사건 등 강력 사건의 경우 혈흔의 검출은 혈청학적 분석 및 유전자 감식을 통해 사건 해결의 결정적 실마리를 제공할 수 있으므로, 사건현장에서 혈흔의 검출은 중요한 단서가 된다.
이러한 혈흔의 검출에서 대부분의 사건 현장 증거물의 경우 사건 관련자인 피의자와 피해자의 혈흔이 혼재되어 있거나 증거물의 여러 부위에 분산되어 있는 경우가 많다. 이러한 이유로 사건 현장 증거물에서의 혈흔 채취를 통한 유전자 감식을 수행할 때, 혼재된 혈흔의 분산 범위 및 개별 혈흔을 명확히 가늠하기 어려워 채취 시료의 대량화를 초래하게 되며, 이로 인한 감정 인력 및 실험 경비의 소모가 매우 크다.
따라서 사건 현장 증거물에서 피의자와 피해자의 성별이 상이할 경우 특정 혈흔을 구별하여 채취할 수 있는 기술이 개발된다면, 감정 인력 및 실험 경비의 소모를 상당부분 해소할 수 있기 때문에 그 필요성이 요구되고 있다.
한편, 바이오센서 분야에서 이용되는 다양한 감지방법 중 민감도가 탁월한 것은 항체를 이용한 타깃물질의 검출 방법이 있다. 항체는 생체의 면역시스템을 통해 만들어지기 때문에 세포배양(cell culture)과 동물이 필요하고 항체를 확보를 위해 정제 과정을 거치기 때문에 제작에 많은 비용과 시간이 요구되는 것이 문제점이라고 할 수 있다. 또 타깃물질에 있어 제약이 거의 없는 앱타머(Aptamer)에 비해 항원으로 사용할 수 있는 타깃물질이 제한적이어서 독성물질과 같은 저분자 화학물질들에 대한 항체의 제작에 어려움이 있다.
일반적으로 항체는 그 크기가 150K Da 내외의 매우 큰 단백질이기 때문에 전기화학 기반 등의 바이오센서로 응용 시에 신호 검출 부분에 있어 제약이 있고, 화학적 안전성이 DNA나 다른 화학물질에 비해 현저히 떨어지는 문제가 있다. 즉 기존의 혈중 바이오 마커의 진단에 있어 항체를 이용한 기술은 비용과 시간 면에서 효율적이지 않고, 적용범위가 다양하지 않으며 바이오센서로 응용하는 데에 있어 제한적인 문제점들이 있다.
이러한 문제점들을 개선하기 위한 새로운 감지물질로서 다양한 타깃물질에 대해 특이적으로 높은 친화도를 보이는 핵산 구조체인 앱타머를 이용하는 연구가 많이 이루어지고 있다.
앱타머는 그 자체로 안정된 삼차구조를 가지면서 표적분자에 높은 친화성과 특이성으로 결합할 수 있는 특징을 가진 단일가닥 핵산(DNA, RNA 또는 변형핵산)으로 'fitting'의 의미를 갖는 라틴어 'aptus'에서 그 어원이 유래했다. 앱타머는 1990년에 Colorado 대학의 Larry Gold 연구팀에 의해 SELEX(Systematic Evolution of Ligands by EXponential enrichment)라는 앱타머 발굴 기술이 처음 개발된 이후(Ellington, AD and Szostak, JW. In vitro selection of RNA molecules that bind specific ligands, Nature 346:818-822 (1990)), 저분자 유기물, 펩타이드, 막 단백질까지 다양한 표적분자에 결합할 수 있는 많은 앱타머들이 계속해서 발굴되어 왔다. 앱타머는 고유의 높은 친화성 (보통 pM 수준)과 특이성으로 표적분자에 결합할 수 있다는 특성 때문에 자주 단일 항체와 비교가 되고, 특별히 '화학적 항체(chemical antibody)'라 불리는 만큼 대체항체로서의 가능성도 매우 높다.
항체에 버금가는 표적 친화력을 가지고 있고 항체에 비해 크기가 월등히 작고, 또 다양한 표적분자들과 높은 결합력으로 결합할 수 있는 능력을 갖는 앱타머의 진단 및 분석으로의 응용은 매우 당연하다고 볼 수 있다. 1997년 형광 표지된 앱타머를 이용한 'human-neutrophill elastase'를 광학적으로 검출하는 앱타머 센서가 처음 개발된 이후, 앱타머와 표적 분자 간의 결합 전후에 나타나는 전자 전달 정도를 감응하여 반응하는 전기화학적 방식의 센서, 형광 물질 등의 형광측정을 통한 광학적 방식의 센서, 표적 물질과의 결합 전후에 나타나는 질량의 차이를 분석하여 측정하는 질량 분석 방식의 앱타머 센서들이 주로 개발되고 있다.
이러한 앱타머에 관한 기술의 일 예가 하기 특허 문헌 등에 개시되어 있다.
예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 제2형 당뇨의 바이오마커로 사용될 수 있는 지방세포 유래 에디포카인 중의 하나인 베스핀(vaspin)에 특이적으로 결합하는 핵산 구조체인 앱타머 및 그 앱타머의 제조방법 그리고 그 앱타머의 용도에 대해 개시되어 있다.
또 하기 특허문헌 2에는 매우 광범위하게 사용되는 포스포노아미노산(Phosphono amino acid)계 비선택적 제초제 중의 하나로서 상대적으로 포유류에 낮은 독성을 가지고 있기 때문에 가장 많이 사용하고 있는 농약인 글라이포세이트에 특이적으로 결합하는 DNA 앱타머, 이의 제조방법 및 이의 용도에 대해 개시되어 있다.
또 하기 특허문헌 3에는 성호르몬 및 라만 리포터가 고정화된 금속 나노프로브를 포함하는 제1 시약 및 상기 성호르몬 검출용 항체가 고정화된 자성 입자를 포함하는 제2 시약을 포함하여 이루어지고, 성호르몬은 에스트로겐 또는 테스토스테론인 성호르몬 검출용 시약 키트에 대해 개시되어 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1200553호(2012.11.06 등록) 대한민국 등록특허공보 제10-1338520호(2013.12.02 등록) 대한민국 공개특허공보 제2016-0086768호(2016.07.20 공개)
국내 앱타머의 개발은 아직 초기 단계이긴 하지만 주로 대학 연구소를 중심으로 새로운 앱타머의 개발 및 응용을 위한 연구들을 활발히 진행해 가고 있다. 그러나 대부분의 연구가 암, 면역질환 치료제로서의 신약개발, 변형된 앱타머를 이용한 복합 앱타머 어세이(multiplex aptamer assay) 기술 등을 포함한 체외진단 방법의 개발, 분자 조영재 개발 등의 연구들에 초점이 맞추어져 있으며, 범죄현장에서 적용 가능한 법과학 분야의 앱타머 연구는 아직 미비한 실정이어서 그 필요성이 강조되고 있다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 범죄 현장에서 앱타머를 이용하여 여성 특이적인 혈흔을 식별할 수 있는 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서 및 이를 이용한 에스트로겐 검출 키트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 효율적인 유전자 감식의 요구에 부응할 수 있도록 범죄 현장의 혈흔에서 성별을 구분하기 위한 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서 및 이를 이용한 에스트로겐 검출 키트를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서는 범죄 현장의 혈흔에서 성별을 구분하기 위한 혈흔 검출용 앱타머 센서로서, 여성 특이적인 혈흔에 결합하여 발광하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서에서, 상기 결합은 17β-에스트라디올(estradiol)에 의해 실행되는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서에서, 상기 앱타머 센서는 염기 서열
5'-6FAM-CTTCCGCGTTTTTTTTTTTTTTTTTTGCTTCAGCTTATTGAATTACACGCAGAGGGTAGCGGCTCTGCG CATTCAATTGCTGCGCGCTGAAGCGCGGAAGC-BHQ1-3'
또는
5'-6FAM-CACACTATGTTTTTTTTTTTTTTTTTAAGGGATGCCGTTTGGGCCCAAGTTCGGCATAGTGTG-BHQ1-3'
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서에서, 상기 앱타머 센서는 헤어핀(hairpin) 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서에서, 상기 앱타머 센서는 495㎚인 흡수 파장 및 517㎚의 방출 파장을 갖는 형광 표지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 에스트로겐(estrogen) 검출 키트는 상술한 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서 및 이를 이용한 에스트로겐 검출 키트에 의하면, 여성 특이적인 혈흔에 결합하여 발광하는 앱타머를 마련하여 범죄 현장에서 피의자와 피해자의 성별을 구별할 수 있다는 효과가 얻어진다.
또, 본 발명에 따른 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서 및 이를 이용한 에스트로겐 검출 키트에 의하면, 휴대용 가변 광원기에 의해 범죄 현장에서 피의자와 피해자의 성별을 구별할 수 있으므로, 감정 인력 및 실험 경비의 소모를 해소할 수 있다는 효과도 얻어진다.
도 1은 본 발명에 따른 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서-1의 모식도,
도 2는 본 발명에 따른 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서-2의 모식도,
도 3은 본 발명에 따른 앱타머 센서-1 및 앱타머 센서-2의 작용 원리를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 앱타머 센서-1 및 앱타머 센서-2의 구조를 나타낸 도면.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.
본 발명에서 사용된 용어 앱타머 센서(aptasensor)는 바이오 센서로서 사용된 앱타머(aptamer)를 의미하고, 에스트로겐(estrogen) 검출 키트는 상기 앱타머 센서를 포함하고 휴대용 가변 광원기에 반능하도록 마련된 키트 구조를 의미한다.
먼저, 본 발명에 따른 기본적인 개념에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서는 여성 특이적인 혈흔에 반응할 수 있는 앱타머의 발굴을 위한 것이다.
혈흔에 포함되어 있는 호르몬 중 여성 특이적인 에스트로겐(estrogen)을 타겟으로 확인한 결과, 정상적인 여성의 혈청(serum) 내 가장 많은 부위를 차지하는 에스트로겐으로 17β-에스트라디올(estradiol)을 확인할 수 있었으며, 50-400 pmole 정도 존재한다. 이를 기준으로 기존의 논문을 검색한 결과 17β-에스트라디올에 선택적으로 결합하는 앱타머 관련 논문은 총 2편이 보고되어 있으며, 그 첫 번째는 2007년 Kim et al.(Yeon Seok Kim, Ho Sup Jung, Toshihiko Matsuura, Hea Yeon Lee, Tomoji Kawai, Man Bock Gu. (2007), Electrochemical detection of 17β-estradiol using DNA aptamer immobilized gold electrode chip. Biosensors and Bioelectronics; 22:2525-2531.) 그룹에서 연구된 앱타머로 17β-에스트라디올에 대하여 KD(해리상수) ∼25nM까지 검출능력이 있는 앱타머를 제작하였으며, 다음으로 2015년 Omar A.A. et al.(Omar A. Alsager, Shalen Kumar, Bicheng Zhu, Jadranka Travas-Sejdic, Kenneth P. McNatty, and Justin M. Hodgkiss. (2015), Ultrasensitive Colorimetric Detction of 17β-estradiol: The Effect of Shortening DNA Aptamer Sequences. Analytical chemistry; 87:4201-4209.) 그룹에서 연구된 앱타머의 경우 17β-에스트라디올에 대하여 KD(해리상수) ∼14nM까지 검출능력이 있는 앱타머를 제작하여 보고하였다.
본 발명에서는 위 논문들을 기반으로 하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 2가지 앱타머를 선정하였으며, 앱타머-1(2007년 kim et al.)를 이용하여 앱타머 센서-1를 설계하였고, 앱타머-2(2015년 Omar A.A. et al.)를 이용하여 앱타머 센서-2를 각각 설계하였으며, 이들을 이용한 17β-에스트라디올에 대한 검출 여부를 확인하여 최종적으로 범죄현장의 여러 혈흔에서 여성 특이적인 혈흔을 식별하고자 하였다.
앱타머 서열 참조
1 5'-GCTTCAGCTTATTGAATTACACGCAGAGGGTAGCGGCTCTGCGCATTCAATTGCTGCGCGCTGAAG-3' 2007년 kim et al.
2 5'-AAGGGATGCCGTTTGGGCCCAAGTTCGGCATAGTGTG-3' 2015년 Omar A.A. et al.
이하. 본 발명에 따른 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서에 대해 도면을 참조로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서-1의 모식도이고, 도 2는 본 발명에 따른 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서-2의 모식도이다.
본 발명에 따른 혈흔 검출용 앱타머 센서는 여성 특이적인 앱타머 센서의 개발은 상술한 2편의 논문에 관하여 본 발명에 적용되는 17β-에스트라디올에 선택적으로 결합하는 앱타머를 발굴하기 위하여 금 나노입자(AuNPs)에 선별된 앱타머를 부착한 다음, 17β-에스트라디올과의 결합성을 확인하였다. 이러한 방법은 전기전극에 따른 신호 값을 측정할 수 있는 장비가 수반되어야 하는 점에서 사건 현장 중심의 법과학 분야에서 적용하기에는 어려운 부분이 많이 있다.
따라서 본 발명에서는 사건 현장에서 좀 더 간편하게 측정할 수 있는 여성 특이적인 앱타머 센서를 제작하기 위하여 상기 표 1에 나타난 2종의 앱타머에 형광표지를 선택적으로 부착한 광학적 방식의 앱타머 센서를 설계하였다. 이러한 광학적 방식의 앱타머 센서는 17β-에스트라디올의 검출 여부를 휴대용 가변 광원기를 사용하여 간단하게 확인할 수 있기 때문에 현장 중심의 법과학 분야에 적용이 용이할 수 있다.
본 발명에서 적용되는 광학적 방식의 앱타머 센서는 2011년 Hui et al. (Hui Shi, Xiaoxiao He, Kemin Wang, Xu Wu, Xiaosheng Ye, Qiuping Guo, Weihong Tan, Zhihe Qing, Xiaohai Yang, and Bing Zhou. (2011), Activatable aptamer probe for contrast-enhanced in vivo cancer imaging based of cell membrane protein-triggered conformation alteration. PNAS; 108:3900-3905.) 그룹이 cell membrane protein tyrosine kinase-7(PTK7)를 타켓으로 하는 sgc8 앱타머를 이용하여 광학적 방식의 앱타머 센서를 제작한 다음, 그 검출 가능성을 확인하여 처음으로 보고하였다.
본 발명에서는 위와 같은 광학적 방식의 앱타머 센서를 제작하기 위해 앱타머 센서의 표적분자 결합부위를 17β-에스트라디올 특이적인 앱타머로 치환함으로써 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 총 2종의 여성 특이적인 앱타머 센서를 설계하였다.
즉, 본 발명에 따른 앱타머 센서-1 및 앱타머 센서-2는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 광학적 방식을 이용하여 사건 현장에서 간편하게 확인할 수 있도록 앱타머 센서의 양끝에 형광표지를 부착하였다.
이 형광표지로는 법과학 광원으로 가장 많이 쓰이고 495㎚인 흡수 파장 및 517㎚의 방출 파장을 갖는 형광 염료인 6-FAM(6-Carboxyfluorescein)을 선정하였으며, 표적분자에 결합하지 않을 때는 발광을 억제할 수 있는 바이오리서치테크놀로지사의 형광 제어 상품인 BHQ1을 3' 부위 말단에 부착하였다.
또한, 본 발명에 따른 구조를 안정화시킬 수 있는 헤어핀(hairpin) 구조로 제작하기 위하여 상호결합 부위인 C-strand 염기서열과, 유연한 부위인 T-strand 염기서열을 삽입하였으며, 전체의 염기서열은 하기 표 2 및 도 1과 도 2에 나타내었다.
표 2는 앱타머 센서-1 및 앱타머 센서-2의 염기 서열을 나타낸다.
앱타머 센서 서열
1 5'-6FAM-CTTCCGCGTTTTTTTTTTTTTTTTTTGCTTCAGCTTATTGAATTACACGCAGAGGGTAGCGGCTCTGCG CATTCAATTGCTGCGCGCTGAAGCGCGGAAGC-BHQ1-3'
2 5'-6FAM-CACACTATGTTTTTTTTTTTTTTTTTAAGGGATGCCGTTTGGGCCCAAGTTCGGCATAGTGTG-BHQ1-3'
본 발명에 따른 앱타머 센서-1 및 앱타머 센서-2의 작용 원리를 도 3에 따라 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 앱타머 센서-1 및 앱타머 센서-2의 작용 원리를 나타내는 도면이다.
본 발명에서 개발된 광학적 방식의 17β-에스트라디올 특이적인 앱타머 센서는 헤어핀 구조를 사용함으로써 타깃 물질(17β-에스트라디올)이 없을 시에는 형광표지인 6FAM이 그 억제제인 BHQ1과 결합됨으로 인해서 495nm 광원을 조사하여도 발광을 못하지만, 17β-에스트라디올이 존재하게 되면 앱타머 센서의 타깃 부위에 17β-에스트라디올이 결합함으로써 구조적 변형이 일어나 형광표지인 6FAM과 BHQ1의 결합이 분리되고, 이로 인해 495㎚ 광원에 의한 6FAM이 발광하게 된다.
다음에 본 발명에 따른 앱타머 센서-1 및 앱타머 센서-2의 구조적 안정성 예측에 대해 도 4에 따라 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 앱타머 센서-1 및 앱타머 센서-2의 구조를 나타낸 도면이다.
앱타머가 표적분자에 높은 친화력과 결합력을 갖기 위해서는 그 구조적 안정성이 특히 중요하다. 더욱이 본 발명에서는 기존에 보고된 17β-에스트라디올 특이적인 앱타머에 여러 염기서열을 추가로 결합하여 처음으로 광학적 방식의 앱타머 센서를 개발하는 것이므로, 추가된 염기서열로 인하여 앱타머 센서의 17β-에스트라디올 결합부위의 구조가 변경된다면 앱타머 센서로서의 역할을 하지 못하게 된다.
이를 확인하기 위하여 'free-energy minimization algorithm'인 'mfold' 프로그램을 통하여 기존에 보고된 논문의 앱타머-1 및 앱타머-2의 구조와 본 발명에서 개발된 앱타머 센서-1 및 앱타머 센서-2의 구조 중 C-strand 및 T-strand 염기서열 부위를 제외한 target-strand 염기서열 부위를 비교한 결과, 도 4에 도시된 바와 같이 구조적으로 변함이 없음을 확인하였다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명에 따른 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서 및 이를 이용한 에스트로겐 검출 키트를 사용하는 것에 의해 여성 특이적인 혈흔에 결합하여 발광하는 앱타머를 마련하여 범죄 현장에서 피의자와 피해자의 성별을 구별할 수 있다.

Claims (6)

  1. 범죄 현장의 혈흔에서 성별을 구분하기 위한 혈흔 검출용 앱타머 센서로서,
    여성 특이적인 혈흔에 결합하여 발광하는 것이고,
    상기 앱타머 센서는 염기 서열
    5'-6FAM-CTTCCGCGTTTTTTTTTTTTTTTTTTGCTTCAGCTTATTGAATTACACGCAGAGGGTAGCGGCTCTGCG CATTCAATTGCTGCGCGCTGAAGCGCGGAAGC-BHQ1-3'
    또는
    5'-6FAM-CACACTATGTTTTTTTTTTTTTTTTTAAGGGATGCCGTTTGGGCCCAAGTTCGGCATAGTGTG-BHQ1-3'
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서.
  2. 제1항에서,
    상기 결합은 17β-에스트라디올(estradiol)에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서.
  3. 삭제
  4. 제1항에서,
    상기 앱타머 센서는 헤어핀(hairpin) 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서.
  5. 제1항에서,
    상기 앱타머 센서는 495㎚인 흡수 파장 및 517㎚의 방출 파장을 갖는 형광표지를 포함하는 것을 특징으로 하는 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서.
  6. 제1항, 제2항, 제4항, 제5항 중의 어느 한 항의 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 에스트로겐(estrogen) 검출 키트.
KR1020160155389A 2016-11-22 2016-11-22 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서 KR101850708B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160155389A KR101850708B1 (ko) 2016-11-22 2016-11-22 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서
US15/722,469 US10627416B2 (en) 2016-11-22 2017-10-02 Aptasensor for detecting female-specific trace of blood and detection apparatus using the same
JP2017193734A JP2018082693A (ja) 2016-11-22 2017-10-03 女性特異的な血痕検出用アプタマーセンサー及びこれを用いた検出装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160155389A KR101850708B1 (ko) 2016-11-22 2016-11-22 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101850708B1 true KR101850708B1 (ko) 2018-04-23

Family

ID=62088974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160155389A KR101850708B1 (ko) 2016-11-22 2016-11-22 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101850708B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210068654A (ko) * 2019-12-02 2021-06-10 순천향대학교 산학협력단 혈흔 증강 시약 및 이를 이용하는 혈흔 증강 방법

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Analytical chemistry, 2015, Vol. 87, pp 4201-4209.
Biosensors and Bioelectronics, 2007, Vol. 22, pp 2525-2531.
법의학이야기_법의학: 개인식별 혈흔검사 http://www.doctorkorea.com/disease/index_in.asp?no=25&id=6623&c3_idx=6&c4_idx=441&title=%B9%FD%C0%C7%C7%D0+%C0%CC%BE%DF%B1%E2

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210068654A (ko) * 2019-12-02 2021-06-10 순천향대학교 산학협력단 혈흔 증강 시약 및 이를 이용하는 혈흔 증강 방법
KR102279148B1 (ko) 2019-12-02 2021-07-19 순천향대학교 산학협력단 혈흔 증강 시약 및 이를 이용하는 혈흔 증강 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mao et al. Biosensors for wastewater-based epidemiology for monitoring public health
US20240003892A1 (en) Heterogeneous single cell profiling using molecular barcoding
Yue et al. Recent advances in aptamer-based sensors for aminoglycoside antibiotics detection and their applications
Kudłak et al. Aptamer based tools for environmental and therapeutic monitoring: A review of developments, applications, future perspectives
Chen et al. One-step detection of pathogens and viruses: combining magnetic relaxation switching and magnetic separation
Sun et al. Chemiluminescence‐based aptasensors for various target analytes
Wang et al. Advances in nanomaterials and their applications in point of care (POC) devices for the diagnosis of infectious diseases
CN107384769B (zh) 基于纸的核酸检测装置及其应用
CN101467045A (zh) 通过测定结合和未结合的标记增加分析物检测的专一性
Fischer et al. Aptasensors for biosecurity applications
US20090162888A1 (en) Sample control for correction of sample matrix effects in analytical detection methods
Bai et al. A rapid biosensor for highly sensitive protein detection based on G-quadruplex-Thioflavin T complex and terminal protection of small molecule-linked DNA
CN109142710B (zh) 一种快速灵敏检测河豚毒素ttx的方法
Sekhon et al. Advances in pathogen-associated molecules detection using Aptamer based biosensors
Wu et al. Pyrene excimer nucleic acid probes for biomolecule signaling
Miao et al. Terminal deoxynucleotidyl transferase-induced DNAzyme nanowire sensor for colorimetric detection of lipopolysaccharides
Xu et al. Melamine-mediated base mismatch for label-free and amplified sensitive fluorescent detection of melamine in milk
CN114350670A (zh) 特异性识别可溶性st2蛋白的核酸适配体及其应用
Ai et al. In situ labeling and imaging of cellular protein via a bi-functional anticancer aptamer and its fluorescent ligand
KR101850708B1 (ko) 여성 특이적인 혈흔 검출용 앱타머 센서
Lee et al. Combining aptamer-modified gold nanoparticles with barcode DNA sequence amplification for indirect analysis of ethanolamine
Chen et al. Aptamer‐based thrombin assay on microfluidic platform
Sayyadi et al. Time-Gated Luminescent In Situ Hybridization (LISH): Highly Sensitive Detection of Pathogenic Staphylococcus aureus
He et al. Novel fluorescence enhancement IgE assay using a DNA aptamer
US10627416B2 (en) Aptasensor for detecting female-specific trace of blood and detection apparatus using the same

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant