KR102429563B1 - 수평전기영동용 아크릴아마이드 겔 지지체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수평전기영동용 아크릴아마이드겔 지지체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기영동 및 블롯팅 모두에 적용가능한 겔 지지체를 제조하고, 이를 이용하여, 겔의 보호 및 보관성능이 우수하고, 종래 직물로만 형성된 겔 지지체에 비하여 편평한 구조를 갖음으로써 단백질 시료가 전기영동되는 통로의 두께를 일정하게 유지할 수 있어 전기영동의 품질(해상력)이 향상될 뿐만 아니라, 전기전사(electrotransfer)가 빠르고 효율적으로 수행될 수 있는 겔 지지체로 응용할 수 있다.

Description

수평전기영동용 아크릴아마이드 겔 지지체{Acrylamide gel support for horizontal electrophoresis}

본 발명은 수평전기영동용 아크릴아마이드겔 지지체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기영동 및 전기전사(electrotransfer) 모두에 적용가능한 겔 지지체로서, 겔의 보호와 보관성능이 우수하며, 전기영동 시 해상력 및 블롯팅 중 전기전사(electrotransfer)의 효율이 향상된 겔 지지체로 응용하는 기술에 관한 것이다.

블롯팅(blotting)은 특정 핵산(DNA, RNA) 및 단백질을 검출하는 분석 방법으로서, 세포나 조직으로부터 추출한 핵산 또는 단백질을 아가로스 겔(agarose gel)이나 아크릴아마이드 겔(acrylamide gel)과 같은 분자체(molecular sieve)에 올려놓고 전기영동(electrophoresis)으로 핵산 또는 단백질 시료를 분리한 뒤에, 겔을 블롯팅 멤브레인에 올려놓고 전기를 흘려줌으로써 상기 분리된 핵산 또는 단백질 시료를 멤브레인으로 옮기는 일련의 과정을 포함하여 수행된다.

이러한 블롯팅을 통한 분석 방법으로는 서던(Southern) 블롯팅, 노던(Northern) 블롯팅 및 웨스턴(Western) 블롯팅 등 여러가지 방법이 존재한다.

한편, 아크릴아마이드 겔 전기영동의 구현 방식은 수직형과 수평형이 존재하는데, 수직형 전기영동의 경우 전기영동 작업 중 겔이 2장의 유리판 사이에서 보호되나, 수평형 전기영동의 경우 겔이 노출되어 쉽게 손상을 입게 된다.

이에 따라, 수평형 전기영동을 수행할 시 얇고 약한 겔을 보호하기 위해서 필름 형태의 지지체 상에 겔을 붙여 만드는 것이 이상적이다. 예를 들어, Serva 사의 Gel-Fix와 같은 제품이 이러한 목적으로 판매되고 있다.

또한, 블롯팅을 수행하려면 겔 상에서 분리된 핵산 또는 단백질 시료를 블롯팅 멤브레인으로 전기전사(electrotransfer)해야 하는데, 이 때 상기 Gel-Fix와 같은 필름 형태의 지지체는 전기의 흐름을 완전히 차단하므로 전기전사가 불가능하게 된다. 이에 대한 대안으로 직물(fabric) 형태의 지지체를 사용할 수 있다. 예를 들어, Serva 사의 Net-fix와 같은 제품이 이러한 목적으로 판매되고 있다.

그러나, 직물은 강성이 약해 겔을 안정적으로 보호하지 못하는 단점이 있고, 또한, 형성된 겔의 단면을 보면 직물이 편평하지 않고 주름진 상태로 겔에 고정되어 있어서, 전기영동 중 시료의 이동 통로의 두께가 줄어들거나 늘어나는 변화를 보이게 되며 이는 전기영동의 분해능을 감소시키는 원인으로 작용한다.

따라서, 본 발명자는 전기영동 및 전기전사(electrotransfer) 모두에 적용 가능한 겔 지지체를 제조할 수 있으면, 겔의 보호 및 보관성능이 우수할 수 있고, 종래 직물로만 형성된 겔 지지체에 비하여 편평한 구조를 갖음으로써 단백질 시료가 전기영동되는 통로의 두께를 일정하게 유지할 수 있어 전기영동의 품질(해상력)을 향상할 수 있을 뿐만 아니라, 전기전사(electrotransfer)가 빠르고 효율적으로 수행될 수 있음에 착안하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

특허문헌 1. 한국 등록특허 공보 제10-2250148

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전기영동 및 전기전사(electrotransfer) 과정 모두에 적용 가능한 겔 지지체를 제조하고, 이를 이용하여, 겔의 보호 및 보관성능이 우수하고, 전기영동 시 품질(해상력)이 향상될 뿐만 아니라, 전기전사(electrotransfer)가 빠르고 효율적으로 수행될 수 있는 겔 지지체로 응용하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)는 이하의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 1 이상의 타공부가 형성된 부도체 필름; 및 상기 타공부에 형성된 메쉬부를 포함하는 겔 지지체를 제공한다.

상기 겔 지지체는 전기영동 및 전기전사(electrotransfer) 과정 모두에 적용되는 것일 수 있다.

상기 겔 지지체는, 상기 겔 지지체의 상면 또는 하면에 결합되는 겔층이 형성되고, 상기 1 이상의 타공부에 결합된 겔을 통해 시료의 전기영동을 수행하여 시료를 분리하며, 상기 1 이상의 타공부에 존재하는 분리된 시료를 블롯팅 멤브레인으로 전기전사(electrotransfer)하는 것일 수 있다.

상기 겔 지지체는 겔과 공유결합 가능한 것일 수 있다.

상기 겔 지지체의 두께는 400 μm 이하일 수 있다.

상기 메쉬부의 평균 기공의 크기는 10 내지 300 μm일 수 있다.

상기 메쉬부는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌옥사이드로 및 폴리에스테르로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 소재로 형성된 것일 수 있다.

상기 부도체 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌옥사이드 및 폴리에스테르로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 소재로 형성된 것일 수 있다.

또한, 본 발명은 (a) 부도체 필름에 1 이상의 타공부를 형성하는 단계; 및 (b) 상기 1 이상의 타공부에 메쉬부를 형성하는 단계를 포함하는 겔 지지체의 제조방법을 제공한다.

상기 (b) 단계 이후, (c) 상기 메쉬부가 형성된 부도체 필름을 겔과 공유결합 가능한 작용기로 표면개질하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 전기영동 및 전기전사(electrotransfer) 과정 모두에 적용가능한 겔 지지체를 제조하고, 이를 이용하여, 겔의 보호 및 보관성능이 우수하고, 전기영동 시 품질(해상력)이 향상될 뿐만 아니라, 전기전사(electrotransfer)가 빠르고 효율적으로 수행될 수 있는 겔 지지체로 응용할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 (a) 겔 지지체를 형상화한 모식도, 및 (b) 겔 지지체의 구성을 분리한 도면이다.
도 2는 (a) 비교예 1에 따른 지지체를 적용하지 않은 겔, (b) 비교예 2에 따른 종래의 겔 지지체 상에 형성된 겔, (c) 실시예 1에 따른 본 발명의 겔 지지체 상에 형성된 겔의 취급을 비교한 이미지이다.
도 3은 (a) 실시예 1에 따른 겔 지지체 상에 겔을 형성하고 전기전사(electrotransfer) 시에도 겔을 분리하지 않고 그대로 사용한 경우, 및 (b) 비교예 2에 따른 종래의 겔 지지체 상에 겔을 형성한 후 지지체 없는 겔 부위를 통해 전기전사(electrotransfer)를 진행한 블롯팅 멤브레인 이미지이다[(a), (b) 각각에서, 우 -> 좌 방향으로 동일한 시료의 양을 1/3씩 순차적으로 감소시키며 4 반복하여 주입하고 전기영동으로 분리한 단백질의 이미지를 측정한 것임].

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 수 있다는 점에 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명을 자세히 설명한다.

겔 지지체

본 발명에 따르면, 1 이상의 타공부(125)가 형성된 부도체 필름(120); 및 상기 타공부에 형성된 메쉬부를 포함하는 겔 지지체(100)가 제공된다.

아크릴아마이드 겔 전기영동의 구현 방식은 수직형과 수평형이 존재하며, 상기 수직형 전기영동장치 및 수평형 전기영동장치의 일례로 선행문헌(Gorg, Angelika, and Walter Weiss. "Horizontal SDS-PAGE for IPG-Dalt." 2-D Proteome Analysis Protocols (1999): 235-244)을 참조할 수 있다.

구체적으로, 수직형 전기영동의 경우 전기영동 작업 중 겔이 2 장의 유리판 사이에서 보호되어 겔의 취급이 편리하다는 장점이 있으나, 수평형 전기영동에 비하여 해상도(resolution)가 저조한 단점이 존재한다. 한편, 수평형 전기영동의 경우 작업 과정에서 열 제거가 용이하고, 수직형 전기영동에 비하여 해상도가 우수한 장점이 있으나, 겔이 노출되어 쉽게 손상되는 등 겔 취급의 과제가 여전히 존재하는 실정이다.

보다 구체적으로, 상기 선행문헌의 Fig 3(B) 및 (C)에는 각각 수평형 전기영동장치 및 수직형 전기영동장치의 사용 시 겔의 취급 형태를 나타낸 이미지가 개시되어 있어, 상기 두 방식의 구현예를 확인할 수 있다. 또한, 상기 선행문헌의 Fig 1(A)를 참조하면, 수평형 전기영동에서 겔을 제조할 경우 필름 형태의 지지체가 삽입됨을 확인할 수 있다.

전술한 바와 같이, 종래 수평형 전기영동을 수행할 시 얇고 약한 겔을 보호하기 위해서 필름 형태의 지지체 상에 겔을 붙여 만드는 것이 이상적이었다, 그러나, 블롯팅을 수행하려면 겔 상에서 분리된 핵산 또는 단백질 시료를 블롯팅 멤브레인으로 전기전사(electrotransfer)해야 하는데, 이 때 상기 필름 형태의 지지체는 전기의 흐름을 완전히 차단하므로 전기전사가 불가능하게 된다.

이에 대한 대안으로 직물(fabric) 형태의 지지체를 사용하였으나, 직물은 강성이 약해 겔을 안정적으로 보호하지 못하는 단점이 있고, 또한, 겔의 단면을 보면 편평하지 않고 주름진 상태로 직물에 고정되어 있어서, 시료의 이동 통로의 두께가 줄어들거나 늘어나는 변화를 보이게 되며 이는 전기영동의 분해능을 감소시키는 원인으로 작용하였다.

따라서, 본 발명에서는 전기영동 및 전기전사 과정 모두에 적용 가능한 겔 지지체를 제조하고, 이를 이용하여, 겔의 보호 및 보관성능이 우수하고, 종래 직물로만 형성된 겔 지지체에 비하여 편평한 구조를 갖음으로써 단백질 시료가 전기영동되는 통로의 두께를 일정하게 유지할 수 있어 전기영동의 품질(해상력)이 향상될 뿐만 아니라, 전기전사(electrotransfer)가 빠르고 효율적으로 수행될 수 있는 겔 지지체로 응용하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 겔 지지체는 전기영동 과정에서 지지체를 사용하지 않는 경우에 비하여 겔을 안정적으로 유지해주고, 파손을 방지하는 효과가 있다.

상기 겔은 아크릴아마이드겔(acrylamide gel) 또는 아가로스겔(agarose gel)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 겔은 블롯팅을 수행하기 위한 어느 종류의 겔을 사용하여도 무방하며, 구체적으로 상기 겔은 아크릴아마이드겔일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 겔 지지체는 전기영동 및 블롯팅(blotting)을 위한 전기전사 과정 모두에 적용되는 것일 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 겔 지지체는 전기영동에 적용한 후 겔의 분리없이 블롯팅을 위한 전기전사에 그대로 적용할 수 있어 겔의 파손을 방지하고 취급이 편리한 효과가 있다. 상기 블롯팅은 서던(Southern) 블롯팅, 노던(northern) 블롯팅 또는 웨스턴(western) 블롯팅일 수 있으며, 구체적으로는 웨스턴 블롯팅일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 다르면, 상기 겔 지지체의 적용 방법은, 상기 겔 지지체의 상면 또는 하면에 결합되는 겔층이 형성되고, 상기 1 이상의 타공부에 결합된 겔을 통해 시료의 전기영동을 수행하여 시료를 분리하며, 상기 1 이상의 타공부에 존재하는 분리된 시료를 블롯팅 멤브레인으로 전기전사(electrotransfer)하는 것일 수 있다. 상기 시료는 핵산(DNA, RNA) 또는 단백질을 의미할 수 있다.

이는, 종래 타공부가 형성되지 않은 필름 형태의 지지체를 사용할 시 전기전사가 불가능하였던 문제점을 해결한 것으로, 상기 부도체 필름에 형성된 1 이상의 타공부에 의해 전기의 흐름을 방해받지 않고 전기전사를 용이하게 수행할 수 있다. 특히, 겔로부터 블롯팅 멤브레인으로의 전기전사를 수행할 경우 타공부를 통해서만 전류가 흐르게 되어, 전류가 흐르는 부위가 제한될 수 있다. 이 결과, 동일한 전류를 인가할 경우, 본 발명에 따른 겔 지지체를 이용한 겔에서 블롯팅 멤브레인으로의 전기전사가 빠르고 효율적으로 수행되는 효과가 있다.

또한, 종래 메쉬구조를 갖는 직물 형태의 지지체를 사용할 경우 강성이 약하여 직물이 주름지는 현상을 방지하기 어려웠으나, 본 발명에 따른 겔 지지체는 그 구조의 편평함을 유지할 수 있다. 이 결과, 단백질 시료가 전기영동되는 통로의 두께를 일정하에 유지할 수 있어, 전기영동의 품질(해상력)을 현저히 향상시키는 효과가 있다.

특히, 상기 타공부에 메쉬부가 형성되지 않은 경우에는, 타공부 위에 형성된 겔은 지지체의 보호를 받을 수 없어 취급 과정 중 찢어짐 등의 손상이 발생할 수 있다. 반면, 본 발명에 따라 타공부에 메쉬부가 형성된 경우에는, 메쉬부가 겔과 결합하여 강성을 제공할 수 있다. 즉, 상기 메쉬부는 타공부에 형성되는 겔 층에 대한 지지체 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 메쉬부는 타공부를 관통하여 흐르는 전류의 흐름을 방해하지 않기 때문에 전기전사(electrotransfer) 과정을 위해 제거할 필요가 없다는 이점이 존재한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 겔 지지체는 공유결합을 통해 겔과 결합하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 겔 지지체는 겔과 공유결합 가능한 작용기로 표면개질된 것일 수 있다. 이 경우, 상기 표면개질된 겔 지지체 상에서 제조된 겔은 장기간 보관에도 수축이 일어나지 않아 형태 유지능이 우수한 효과가 있다.

상기 표면개질은 실란계 화합물을 이용한 표면개질용 화합물 처리를 통하여 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 실란계 화합물은 트리메틸클로로실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 트리메틸메톡시실란, 트리메틸에톡시실란, 메틸클로로실란, 메틸디클로로실란, 메틸폴리실란, 디메틸폴리실란, 메틸트리염화실란, 디메틸트리염화실란, 페닐메틸염화실란, 페닐디메틸염화실란, 폴리메틸페닐실란, 폴리디메틸디페닐실란, 폴리실라메틸레노실란, 유기실란은 (3-아미노프로필) 트리메톡시실란, (3-아미노프로필) 트리에톡시실란, [3-(2-아미노에틸아미노)프로필] 트리메톡시실란, N1-(3-트리메톡시실릴프로필) 디에틸렌트리아민, 및 메타크릴 옥시프로필 트리메톡시 실란으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 실란계 화합물은 메타크릴 옥시프로필 트리메톡시 실란(Methacryl oxypropyl trimethoxy silane)일 수 있으며, 이 경우 다른 종류의 실란계 화합물을 사용하는 경우에 비하여 겔과의 결합력이 우수한 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 표면개질용 화합물 처리 이전에 겔 지지체의 표면을 친수성으로 바꾸는 전처리 과정을 추가로 수행할 수 있다. 전처리 물질은 지지체의 특성에 맞추어 선택하는 것이 필요하다. 구체적으로, 폴리에스테르의 경우 NaOH로 처리하여 표면을 친수성으로 개질할 수 있다. 이 경우 실란계 화합물을 이용한 표면개질 효율을 향상해, 부도체 필름 및 타공부에 형성된 메쉬부의 전면에 걸쳐 표면개질이 균일하게 수행될 수 있다.

구체적으로, 상기 전처리 물질이 NaOH임과 동시에, 상기 표면개질용 화합물이 메타크릴 옥시프로필 트리메톡시 실란(Methacryl oxypropyl trimethoxy silane)일 경우에는, 다른 종류의 전처리 물질 및 표면개질용 화합물을 사용하는 경우에 비하여, 폴리에스테르의 표면개질 효율 및 겔과의 결합력이 보다 향상되는 효과가 있다.

상기 겔 지지체의 두께는 400 μm 이하일 수 있다. 겔 지지체의 두께가 얇을수록 전기영동 과정에서 발생하는 열의 제거가 용이한 효과가 있으나, 필요 이상으로 ?야질 경우에는 겔의 강성을 유지하지 못할 수 있다. 구체적으로, 상기 겔 지지체의 두께는 100 내지 400 μm, 200 내지 400 μm 또는 300 내지 400 μm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 보다 구체적으로, 상기 겔 지지체의 두께는 겔 지지체의 강성을 유지함과 동시에, 전기영동 과정에서 발생하는 열의 제거가 용이한 두께일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 메쉬부의 평균 기공의 크기는 10 내지 300 μm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전기전사(electrotransfer) 과정에서 기공의 크기가 클수록 전기의 흐름을 방해하지 않고 용이하게 전기전사가 수행될 수 있으나, 겔을 지지하기 위한 강성이 감소할 수 있다. 구체적으로, 상기 메쉬부의 평균 기공의 크기는 10 내지 100 μm, 100 내지 200 μm 또는 200 내지 300 μm일 수 있다. 상기 메쉬부의 평균 기공의 크기는 겔 지지체의 강성을 유지함과 동시에, 전기전사 과정에서 전기의 흐름을 방해하지 않고 전기전달이 용이하게 수행될 수 있는 크기일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 메쉬부는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌옥사이드 및 폴리에스테르로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 소재로 형성된 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 메쉬부는 상기의 소재로 형성되는, 기공을 가지는 구조체이거나 또는 메쉬구조의 직물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 부도체 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌옥사이드 및 폴리에스테르로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 소재로 형성된 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 부도체 필름은 겔과 결합할 수 있고 강성이 있어 겔을 안정적으로 유지할 수 있는 소재라면 어느 것을 사용하여도 무방하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 1 이상의 타공부는 일정 간격으로 형성된 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 1 이상의 타공부의 형태는 타원형, 원형, 반원형, 또는 다각형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 1 이상의 타공부의 형태는 직사각형 또는 타원형일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 타공부는 1 내지 500 개, 40 내지 300 개 또는 50 내지 100개 형성된 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 부도체 필름 상에 형성된 타공부의 위치, 타공부의 형태, 타공부 간의 간격 및 타공부의 개수는 수행되는 전기영동 또는 블롯팅의 목적과 방식에 따라 상이할 수 있으며, 상기한 구성으로 한정되는 것은 아니다.

상기 메쉬부와 부도체 필름의 소재는 부도체일 수 있다. 상기 메쉬부와 필름이 부도체인 경우에는, 전기영동을 위해 인가된 전류가 겔 지지체를 통해 흐르면서 전기영동의 효율이 낮아지는 것을 방지하여, 전기영동 결과의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 시료를 블롯팅 멤브레인으로 전기전사(electrotransfer) 하기 위해 수직방향으로 인가된 전류가 겔 지지체 전체를 관통하며 겔의 전면적에 분산되는 것을 방지하여 시료의 전사 효율을 향상시키는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 1 이상의 타공부(125)와 상기 타공부에 형성된 메쉬부를 부도체 필름 상에 직접 형성하는 방법으로 만들어진 겔 지지체(100)를 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 1 이상의 타공부(125)가 형성된 부도체 필름(120); 및 상기 부도체 필름의 상면 또는 하면에 적층되는 메쉬층(130)을 포함하는 겔 지지체(100)를 제공할 수 있다. 이 경우, 상기 부도체 필름 및 메쉬층의 두께는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 200 μm 이하일 수 있다. 상기 부도체 필름 및 메쉬층의 두께가 각각 200 μm 이하인 경우, 즉, 상기 겔 지지체의 두께가 400 μm 이하인 경우에는 전기영동 과정에서 발생하는 열의 제거가 용이한 효과가 있다.

구체적으로, 부도체 필름 및 메쉬층의 두께는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로, 20 내지 200 μm, 100 내지 200 μm 또는 150 내지 400 μm 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 보다 구체적으로, 상기 부도체 필름 및 메쉬층과의 적층으로 인해 형성되는 겔 지지체의 두께는 강성을 유지함과 동시에, 전기영동 과정에서 발생하는 열의 제거가 용이한 두께일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 부도체 필름 및 메쉬층의 적층을 통하여 겔 지지체를 제조하는 경우에, 상기 겔이 형성되는 위치는 부도체 필름의 상면일 수도 있고, 반대로 메쉬층의 상면일 수도 있으며, 이 두 경우 모두 전기영동 시의 해상도 및 전기전사 시의 효율이 우수한 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 부도체 필름 및 메쉬층 사이에 접착층을 더 포함할 수 있다.

상기 접착층은 에틸렌비닐아세테이트(EVA)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 부도체 필름 및 메쉬층의 밀착력을 높여 고정력을 향상시킬 수 있는 접착 소재라면 어느 것을 포함하여도 무방하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 부도체 필름 및 메쉬층은 겔과 공유결합 가능한 작용기로 표면개질된 것일 수 있다. 이 경우, 상기 부도체 필름의 상면 또는 메쉬층의 상면에 겔이 형성될 경우, 겔과 부도체 필름 또는 메쉬층과의 결합력에 의해서, 별도의 접착층을 포함하지 않아도 부도체 필름 및 메쉬층이 밀착되는 효과가 있다.

본 발명의 겔 지지체 상에 겔을 형성하는 과정에서 메쉬층의 앞, 뒷면(또는 상, 하면)과 기공을 감싸는 형태로 겔이 형성되면서, 메쉬층에 겔이 고정될 수 있다. 따라서, 메쉬층은 표면개질 과정이 필수적이지 않을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 메쉬층은 전술한 메쉬부의 소재와 동일한 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 메쉬층는 상기의 소재로 형성되는, 기공을 가지는 구조체이거나 또는 메쉬구조의 직물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

겔 지지체의 제조방법

본 발명에 따르면, (a) 부도체 필름에 1 이상의 타공부를 형성하는 단계; (b) 상기 1 이상의 타공부에 메쉬부를 형성하는 단계를 포함하는 겔 지지체의 제조방법이 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (b) 단계 이후, (c) 상기 메쉬부가 형성된 부도체 필름을 겔과 공유결합 가능한 작용기로 표면개질하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 부도체 필름 및 메쉬부의 종류 및 그 특징은 전술한 바와 동일할 수 있고, 상기 표면개질을 위한 표면개질용 화합물, 전처리 물질 및 그 특징은 또한 전술한 바와 동일할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, (B) 1 이상의 타공부가 형성된 부도체 필름의 상면 또는 하면에 메쉬층 적층하는 단계를 포함하는 겔 지지체의 제조방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 부도체 필름 및 메쉬층을 통하여 겔 지지체를 제조하는 경우에, 상기 겔이 형성되는 위치는 부도체 필름의 상면일 수도 있고, 반대로 메쉬층의 상면일 수도 있으며, 이 두 경우 모두 전기영동 시의 해상도 및 전기전사 시의 효율이 우수한 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (B) 단계 이전에, (A) 1 이상의 타공부가 형성된 부도체 필름 및 메쉬층을 각각 겔과 공유결합 가능한 작용기로 표면개질하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 메쉬층의 경우 표면개질 과정 없이 겔과 고정될 수 있다.

이와 같이, 부도체 필름 및 메쉬층 각각을 표면개질한 후 이들의 적층을 통하여 겔 지지체를 제조하는 경우에는, 상기 부도체 필름의 상면 또는 메쉬층의 상면에 겔이 형성될 경우, 겔과 부도체 필름 또는 메쉬층과의 결합력에 의해서, 별도의 접착층을 포함하지 않아도 부도체 필름 및 메쉬층이 밀착되는 효과가 있다.

상기 메쉬층과 부도체 필름의 소재는 부도체일 수 있다. 상기 메쉬층과 필름이 부도체인 경우에는, 전기영동을 위해 인가된 전류가 겔 지지체를 통해 흐르면서 전기영동의 효율이 낮아지는 것을 방지하여, 전기영동 결과의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 시료를 블롯팅 멤브레인으로 전기전사(electrotransfer) 하기 위해 수직방향으로 인가된 전류가 겔 지지체 전체를 관통하며 분산되는 것을 방지하여 시료의 전사 효율을 향상시키는 효과가 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 일 구현예를 이용하여 설명한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에서 설명된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.

<실시예>

실시예 1: 겔 지지체의 제조(1)

200 μm 두께의 폴리에스테르 필름에 타공부를 일정 간격으로 형성하였다. 구체적으로, 상기 폴리에스테르 필름은 125 x 265 mm의 직사각형인 것을 사용하였고, 상기 타공부는 5 x 20 mm의 직사각형 타공부를 형성하였다. 28 개의 타공부가 9 mm 간격을 두고 행방향으로 형성되었으며, 다시 여러 개의 타공부 행을 열방향으로 4개 형성하였다. 타공부는 절삭칼로 도려내거나 펀치로 도려내는 방식으로 형성할 수 있다.

그런 다음, 상기 타공부가 형성된 필름에 NaOH 처리 후 메타크릴 옥시프로필 트리메톡시 실란(Methacryl oxypropyl trimethoxy silane)과 반응시켜 silane 작용기를 표면에 고정하였다. 또한, 300 μm의 기공을 갖는 200 μm 두께의 부도체 메쉬층에 NaOH 처리 후 메타크릴 옥시프로필 트리메톡시 실란(Methacryl oxypropyl trimethoxy silane) 처리를 통하여 silane 작용기를 표면에 고정하였다(부도체 메쉬층의 실란 처리 과정은 생략될 수 있음).

그런 다음, 상기 표면개질된 필름의 상면에 상기 표면개질된 부도체 메쉬층을 적층 및 밀착시켜 겔 지지체를 제조하였다(도 1 참조).

실시예 2: 겔 지지체의 제조(2)

200 μm 두께의 폴리에스테르 필름에 타공부를 일정 간격으로 형성하였다. 구체적으로, 상기 폴리에스테르 필름은 125 x 265 mm의 직사각형인 것을 사용하였고, 상기 타공부는 5 x 20 mm의 직사각형 타공부를 형성하였다. 28 개의 타공부가 9 mm 간격을 두고 행방향으로 형성되었으며, 다시 여러 개의 타공부 행을 열방향으로 4개 형성하였다.

위와 같이, 폴리에스테르 필름의 타공부가 형성되어야 하는 위치에 마이크로니들 혹은 레이저를 이용하여 작은 기공을 일정 간격으로 다수개 천공하였다. 형성된 기공들은 상기 실시예 1의 메쉬층과 동일 혹은 유사한 메쉬형태의 형상을 가지며, 상기 메쉬층과 동일하게 겔의 강성을 유지하고 전기전사를 가능하게 하는 기능을 부여한다.

비교예 1: 지지체를 적용하지 않은 겔의 제조

지지체가 적용되지 않은 통상적인 아크릴아마이드 겔을 제조하였다. 아크릴아마이드 단일체, 비스-아크릴아마이드 및 완충용액이 포함된 아크릴아마이드 용액에 tetramethylethylenediamine(TEMED)와 ammonium persulfate(APS)를 첨가하여 중합반응을 유도하여 아크릴아마이드 겔을 형성하였다. 상기 아크릴아마이드 용액을 2 장의 금속판으로 구성된 몰드 내부에 주입한 후 아크릴아마이드 겔 중합반응을 진행하여 크기 125 x 265 mm, 1 내지 2 mm 두께의 직사각형 겔을 형성하였다. 금속 몰드 일측의 내부면에는 시료 주입 홈을 성형하기 위한 복수개의 돌기구조가 형성되어 있다.

비교예 2: 종래기술에 따른 지지체를 이용한 겔의 제조

종래 공지된 문헌(한국 공개특허 공보 제10-2015-0022784)에 개시된 내용을 참고하여, 겔 지지체를 준비하여 비교예 2로 하였다. 지지체는 상기 문헌에 설명된 접착성 측면 부재가 탈착되어 겔 부재가 노출된 형태와 유사하게, 겔의 주변부를 지지하고 있으나, 시료의 전기영동과 전기이동이 일어나는 겔의 중앙 부위는 지지체가 없는 형태로 제조되었다.

상기 지지체를 금속 몰드 내 겔 형성 부위에 삽입한 후 상기 아크릴아마이드 용액을 주입하고 중합시켜 지지체가 포함된 겔을 제조하였다.

<실험예>

실험예 1: 아크릴아마이드겔의 취급 비교

비교예 1, 비교예 2 및 실시예 1을 통한 아크릴아마이드겔의 취급을 비교하여, 도 2에 나타내었다.

도 2는 (a) 비교예 1에 따른 지지체를 적용하지 않은 겔, (b) 비교예 2에 따른 종래의 겔 지지체 상에 형성된 겔, (c) 실시예 1에 따른 본 발명의 겔 지지체 상에 형성된 겔의 취급을 비교한 이미지이다.

도 2(a)를 참조하면, 전기영동 및 전기전사(electrotransfer)를 위한 아크릴아마이드겔은 얇고 약하기 때문에 지지체를 적용하지 않을 경우 취급 및 보관이 용이하지 않음을 확인할 수 있다.

또한, 도 2(b) 및 종래 공지된 문헌(한국 공개특허 공보 제10-2015-0022784)을 참조하면, 종래 공지된 문헌에 따라, 전기영동시 전기영동 카세트(10) 중앙의 겔 구획에 몰딩된 겔 부재(36)는 블롯팅(전기전사)을 위해 지지체가 겔 구획으로부터 탈착된 후, 겔의 파손이 불가피함을 확인하였다(종래 공지된 문헌의 단락 [0033 및 0065] 참조).

즉, (b-1)은 겔 중앙부의 지지체는 제거된 상태로, 겔의 주변부를 따라 형성된 겔 지지체에 부착된 겔 부재(36)를 나타내고, (b-2)는 지지체가 없는 구획의 겔 부재(36)가 지지체가 있는 구획의 겔 부재와 쉽게 나뉘어 잘려지는 모습을 나타내며, (b-3)은 지지체가 없는 구획의 겔 부재가 파손된 겔의 형상을 나타낼 수 있다.

또한, 도 2(c)를 참조하면, 상기 실시예 1에 따라 제조된 겔 지지체 상에 아크릴마이드겔을 제조함으로써, 취급 및 보관이 용이함을 확인할 수 있다.

실험예 2: 전기전사(electrotransfer) 효율 분석

실시예 1에 따른 겔 지지체를 이용하여 제조한 겔과 비교예 2에 따라 종래의 겔 지지체 상에 겔을 형성한 경우에, 블롯팅 멤브레인으로의 시료 전기전사 효율을 측정하였다.

구체적으로, 동일한 조건으로 상용 마커 단백질을 시료로 하여 전기영동을 수행한 후, 실시예 1에 따른 겔 지지체를 이용한 경우에는 겔 지지체의 타공부위를 통해서만 전류가 인가되기 때문에 전류가 필요한 부분에 집중되는 상황에서 나이트로셀룰로스 멤브레인(블롯팅 멤브레인)으로의 시료 전기전사가 이루어졌고, 비교예 2에 따라 종래의 겔 지지체를 이용한 경우에는 겔 지지체가 없는 겔 전체 부위를 통해 전류가 확산되며 인가되면서 나이트로셀룰로스 멤브레인(블롯팅 멤브레인)으로 시료의 전기전사가 이루어졌다. 위 전기영동 수행을 위한 전기 공급은 이후에는 동일한 조건으로 이루어졌다. 각각의 전기전사 효율을 비교하기 위해, 멤브레인으로 옮겨진 마커 단백질의 양을 형광 스캐너로 측정하고, 그 결과를 도 3에 나타내었다.

도 3은 (a) 실시예 1에 따른 겔 지지체 상에 겔을 형성한 경우, 및 (b) 비교예 2에 따른 종래의 겔 지지체 상에 겔을 형성한 경우의 전기전사(electrotransfer) 효율을 비교한 블롯팅 멤브레인 이미지이다[(a), (b) 각각에서, 우 -> 좌 방향으로 동일한 시료의 양을 1/3씩 순차적으로 감소시키며 4 반복하여 주입하고 전기영동으로 분리한 단백질을 블롯팅 멤브레인에 전기전사한 이미지를 측정한 것임].

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 겔 지지체를 사용하여 전기영동을 실시한 경우, 전기전사의 효율이 높아 시료 신호가 강하고 검출할 수 있는 시료농도의 최소 한계가 낮아졌고(도 3(a)), 이에 반해 종래의 겔 지지체를 사용하여 전기영동을 실시한 경우 전기전사의 효율이 낮아 시료 신호가 약하고, 검출할 수 있는 시료 농도의 최소 한계가 높다는 것을 확인할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 겔 지지체를 사용하여 블롯팅(전기전사)을 실시할 경우 전기전사가 빠르고 효율적으로 수행될 수 있음을 확인하였다.

결과적으로, 본 발명에 따른 겔 지지체는 전기영동에 적용한 후 겔의 분리없이 블롯팅에 그대로 적용할 수 있어 겔의 파손을 방지하고 보관성능이 우수한 효과가 있고, 종래 직물로만 형성된 겔 지지체에 비하여 편평한 구조를 갖음으로써 단백질 시료가 전기영동되는 통로의 두께를 일정하게 유지할 수 있어 전기영동의 품질(해상력)이 향상될 뿐만 아니라, 전기전사(electrotransfer)가 빠르고 효율적으로 수행될 수 있는 겔 지지체로 응용할 수 있음을 확인하였다.

지금까지 본 발명에 따른 겔 지지체에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 겔 지지체
110; 겔
120: 1 이상의 타공부가 형성된 부도체 필름
125: 타공부
130: 메쉬층

Claims (10)

1 이상의 타공부가 형성된 부도체 필름; 및
상기 타공부에 형성된 메쉬부를 포함하는 겔 지지체.

제1항에 있어서,
상기 겔 지지체는 전기영동 및 전기전사(electrotransfer)에 적용되는 것인 겔 지지체.

제2항에 있어서,
상기 겔 지지체는,
상기 겔 지지체의 상면 또는 하면에 결합되는 겔 층이 형성되고,
상기 1 이상의 타공부에 결합된 겔을 통해 시료의 전기영동을 수행하여 시료를 분리하며,
상기 1 이상의 타공부에 존재하는 분리된 시료를 블롯팅 멤브레인으로 전기전사(electrotransfer)하는 것인 겔 지지체.

제1항에 있어서,
상기 겔 지지체는 공유결합을 통해 겔과 결합하는 것인 겔 지지체.

제1항에 있어서,
상기 겔 지지체의 두께는 400 μm 이하인 겔 지지체.

제1항에 있어서,
상기 메쉬부의 평균 기공의 크기는 10 내지 300μm인 겔 지지체,

제1항에 있어서,
상기 메쉬부는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌옥사이드 및 폴리에스테르로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 소재로 형성된 것인 겔 지지체.

제1항에 있어서,
상기 부도체 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌옥사이드 및 폴리에스테르로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 소재로 형성된 것인 겔 지지체.

(a) 부도체 필름에 1 이상의 타공부를 형성하는 단계; 및
(b) 상기 1 이상의 타공부에 메쉬부를 형성하는 단계를 포함하는 겔 지지체의 제조방법.

제9항에 있어서, 상기 (b) 단계 이후, (c) 상기 메쉬부가 형성된 부도체 필름을 겔과 공유결합 가능한 작용기로 표면개질하는 단계를 더 포함하는 겔 지지체의 제조방법.

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