KR20060119633A - 단백질에 비하여 핵산에 대한 결합력이 선택적으로 높은ｐＨ 의존성 이온 교환물질, 그가 고정화되어 있는 고체기판, 및 상기 물질 및 고체 기판을 이용하여 핵산을분리하는 방법 - Google Patents

단백질에 비하여 핵산에 대한 결합력이 선택적으로 높은ｐＨ 의존성 이온 교환물질, 그가 고정화되어 있는 고체기판, 및 상기 물질 및 고체 기판을 이용하여 핵산을분리하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하기 화학식 MO, M1, M2 및 M3로 이루어진 군으로 선택된 1 이상의 단량체가 결합되어 있고, A를 가진 단량체 및 B를 가진 단량체는 1 이상 포함되어 있는, pH 의존성 이온 교환물질로서,
Figure 112005026711602-PAT00001
(식 M0),
Figure 112005026711602-PAT00002
(식 M1),
Figure 112005026711602-PAT00003
(식 M2),
Figure 112005026711602-PAT00004
(식 M3), 상기 식 중 A는 n은 1 내지 10의 정수이고, X는 활성화된 에스테르와 반응하는 작용기이고, Y는 1차, 2차, 3차 아민 또는 질소 함유 방향족 헤테로환 염기인 -X(CH2)nY이고, B는 n은 1 내지 10의 정수이고, X'는 활성화된 에스테르와 반응하는 작용기이고, Y'는 pKa 값이 4 이하의 산 발생기인 -X'(CH2)nY' 기이고, R3은 탄소수가 1 내지 10의 알킬기이고, 중합도는 2 내지 30,000인 pH 의존성 이온 교환물질을 제공한다.
핵산, pH 의존성 이온 교환물질, 단백질

Description

단백질에 비하여 핵산에 대한 결합력이 선택적으로 높은 ｐＨ 의존성 이온 교환물질, 그가 고정화되어 있는 고체 기판, 및 상기 물질 및 고체 기판을 이용하여 핵산을 분리하는 방법{PH dependent ion exchange material capable of selectively binding to nucleic acids in comparison with proteins, a solid substrate having immobilized the material on the surface and a method for isolating a nucleic acid using the material and the solid substrate}
도 1은 본 발명의 pH 의존성 이온 교환물질이 고정화된 기판 상에 DNA를 pH 3에서 결합시키고 pH 7.0에서 결합된 DNA를 pH 의존성 이온 교환물질로부터 용출한 다음, 형광강도를 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 pH 의존성 이온 교환물질이 고정화된 기판 상에 단백질을 pH 3에서 결합시키고 pH 3.0에서 세척한 다음, 형광강도를 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
본 발명은 핵산에 대한 결합력이 특이적으로 높은 pH 의존성 이온 교환물질, 상기 물질이 고정화되어 있는 고체 기판 및 그를 이용하여 핵산을 분리하는 방법에 관한 것이다.
종래 pH 의존성 이온 교환물질을 이용한 핵산의 분리 방법이 알려져 있었다. 예를 들면, 미국특허공개 제2001/0018513호에는 이온화가능한 기를 가지고 있는 물질로서 이온화가능한 기는 제1 pH에서 양전하를 띠고 있어 핵산과 결합할 수 있고, 상기 제1 pH보다 높은 제2 pH에서는 상기 핵산을 방출시키는 물질을 이용하는 핵산의 분리방법이 개시되어 있다. 이온화가능한 기를 가지고 있는 물질의 예로는, N-2-아세트아미도-2-아미노에탄술폰산 (ACES), N-2-아세트아미도-2-이미도디아세트산 (ADA), N-트리히드록시메틸-메틸-2-아미노에탄술폰산 (TES) 및 트리히드록시메틸아미노에탄(Tris) 등이 포함된다. 또한, 미국특허 제6,310,199호에는 실리카 자성 입자와 방향족 탄화수소 고리, 상기 방향족 탄화수소 고리에 공유적으로 부착되어 있는 스페이서, 및 제1 말단에서 상기 실리카 자성 입자에 부착되어 있고 제2 말단에서 상기 스페이서에 부착되어 있는 링커 알킬 사슬을 포함하는 링커를 포함하는 복수 개의 제1 이온 교환 리간드를 포함하는 pH 의존성 이온 교환물질을 이용하여 핵산을 분리하는 방법이 개시되어 있다.
그러나, 상기한 종래 기술에 의하더라도 이온화가능한 기를 가지고 있는 물질과 핵산의 결합 속도가 크고 pH를 상승시켰을 경우 핵산을 방출하는 효율이 높은 물질은 여전히 요구되고 있었다. 또한, 종래기술에서는 DNA 뿐만 아니라 단백질까지도 결합하여 핵산에 대한 선택성이 낮은 문제점을 가지고 있었다. 이에 본 발명자들은 핵산에 대한 높은 선택성으로 핵산을 흡착할 수 있고, pH를 상승시켰을 경우 핵산을 방출하는 효율이 현저하게 높은 물질을 탐색하던 중 pKa 값이 4이하인 산의 작용기와 염기를 모두 포함하는 pH 의존성 이온 교환물질을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은 제1 pH에서 단백질에 대한 결합력에 비하여 핵산에 대한 결합력이 상대적으로 강하여 핵산에 선택적으로 결합할 수 있고, pH를 상승시켰을 때 핵산의 방출 효율이 높은 pH 의존성 이온 교환물질을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 물질이 고정화되어 있는 고체 기판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 본 발명의 물질 또는 그가 고정화된 기판을 이용하여 핵산을 분리하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 하기 화학식 MO, M1, M2 및 M3로 이루어진 군으로 선택된 1 이상의 단량체가 결합되어 있고, A를 가진 단량체 및 B를 가진 단량체는 1 이상 포함되어 있는, pH 의존성 이온 교환물질로서,
Figure 112005026711602-PAT00005
(식 M0),
Figure 112005026711602-PAT00006
(식 M1),
Figure 112005026711602-PAT00007
(식 M2),
Figure 112005026711602-PAT00008
(식 M3)
상기 식 중 A는 n은 1 내지 10의 정수이고, X는 활성화된 에스테르와 반응하는 작용기이고, Y는 1차, 2차, 3차 아민 또는 질소 함유 방향족 헤테로환 염기인 -X(CH2)nY이고, B는 n은 1 내지 10의 정수이고, X'는 활성화된 에스테르와 반응하는 작용기이고, Y'는 pKa 값이 4 이하의 산 발생기인 -X'(CH2)nY' 기이고, R3은 탄소수가 1 내지 10의 알킬기이고, 중합도는 2 내지 30,000인 pH 의존성 이온 교환물질을 제공한다.
본 발명의 pH 의존성 이온 교환물질의 일 예는, A가 n은 1 내지 10의 정수이고, X는 활성화된 에스테르와 반응하는 작용기이고, Y는 피리디닐, 피롤릴 또는 이미다졸릴 기인 -X(CH2)nY인 pH 의존성 이온 교환물질이다.
본 발명의 pH 의존성 이온 교환물질의 또 다른 일 예는, B가 n은 1 내지 10의 정수이고, X'는 활성화된 에스테르와 반응하는 작용기이고, Y'는 술포닐, 술페닐, 설피닐 또는 포스포릴 기인 -X'(CH2)nY' 기 pH 의존성 이온 교환물질이다.
본 발명의 pH 의존성 이온 교환물질에 있어서, 상기 A 또는 B의 X 또는 X'은 -NH-, -O- 또는 -S- 일 수 있다.
본 발명의 pH 의존성 이온 교환물질은 당업계에 알려진 합성 방법에 의하여 합성될 수 있다. 예를 들면, 폴리무수물 (예, 폴리(에틸렌-알트-말레산 무수물) (poly(ethylene-alt-maleic anhydride) (분자량 100,000-500,000) 중의 무수물 모이어티를 가수분해하여 카르복실기를 노출시키고, 상기 카르복실기를 N-히드록시숙신이미드 및 1,[3-(디메틸아미노)프로필]-3-에틸카르보디이미드와 같은 물질과 반응시켜 에스테르 결합에 의하여 상기 카르복실기를 활성화시키고, 여기에 상기 A (예, 1-(3-아미노프로필)이미다졸) 또는 B (예, 타우린) 모이어티를 커플링 반응시킴으로써, 본 발명의 pH 의존성 이온 교환물질을 제조할 수 있다. 상기 폴리무수물, A (예, 1-(3-아미노프로필)이미다졸) 또는 B (예, 타우린) 모이어티는 당업자가 용이하게 합성할 수 있거나 상업적으로 구입할 수 있다. 이때 본 발명의 pH 의존성 이온 교환물질 중의 순 전하는 A 또는 B 모이어티를 반응 중에 적절한 비율로 포함시킴으로써 조절할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 따른 pH 의존성 이온 교환물질이 표면에 고정화되어 있는 고체 기판을 제공한다.
본 발명의 상기 pH 의존성 이온 교환물질이 표면에 고정화되어 있는 고체 기판은 임의의 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 평판, 구형, 또는 마이크로채널의 형태를 가질 수 있으나, 이들 예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 상기 고체 기판의 바람직한 일 형태는, 미세유동장치 내의 미세채널 (microchannel)의 형태를 갖는 것이다.
본 발명의 상기 pH 의존성 이온 교환물질이 표면에 고정화되어 있는 고체 기판에 있어서, 상기 이온 교환물질이 고정되어질 고체 기판은, 실리카, 융합 실리카, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 슬라이드 글라스 및 실리콘 웨이퍼로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나, 이들 재질의 기판에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 고체 기판은, 본 발명의 상기 pH 의존성 이온 교환물질의 사슬의 말단 부분을 알데히드 및 에스테르기와 같은 활성기로 활성화시키고, 활성화된 상기 이온 교환물질을 아민기와 같은 활성기로 코팅되어 있는 고체 기판에 커플링시킴으로써 제조될 수 있다. 상기 이온 교환물질 및 고체 기판의 활성화는 당업계에 알려진 임의의 방법에 의하여 수행될 수 있다. 예를 들면, 상기 이온 교환물질의 활성화는 말단기의 산화 또는 산무수물과 같은 에스테르 화합물과 커플링시켜 활성기를 도입함으로써 활성화될 수 있다. 또한, 상기 고체 기판의 활성화는 고체 기판 상에 아미노기와 같은 활성물질을 스핀코팅 등과 같은 코팅 방법으로 코팅함으로써 활성화시킬 수 있다. 상기 이온 교환물질을 고체 기판에 고정화하는 방법의 또 다른 예는, 상기한 바와 같은 폴리무수물 (예, 폴리(에틸렌-알트-말레산 무수물) (poly(ethylene-alt-maleic anhydride) (분자량 100,000-500,000)을 활성화된 기판 상에 코팅하고, 기판 상에 코팅되어 있는 상기 폴리무수물 중의 무수물 모이어티를 가수분해하여 카르복실기를 노출시키고, 상기 카르복실기를 N-히드록시숙신이미드 및 1,[3-(디메틸아미노)프로필]-3-에틸카르보디이미드와 같은 물질과 반응시켜 에스테르 결합에 의하여 상기 카르복실기를 활성화시키고, 여기에 상기 A (예, 1-(3-아미노프로필)이미다졸) 또는 B (예, 타우린) 모이어티를 커플링 반응시 킴으로써 본 발명의 pH 의존성 이온 교환물질이 고정화된 기판을 제조하는 것이다. 상기 폴리무수물, A (예, 1-(3-아미노프로필)이미다졸) 또는 B (예, 타우린) 모이어티는 당업자가 용이하게 합성할 수 있거나 상업적으로 구입할 수 있다.
본 발명은 또한, 핵산을 포함하는 시료를 본 발명에 따른 pH 의존성 이온 교환물질 또는 이들이 고정화되어 있는 고체 기판과 제1 pH에서 접촉시키는 단계; 및 핵산이 결합된 상기 이온 교환물질을 상기 제1 pH 보다 높은 제2 pH를 갖는 용액에 노출시켜 핵산을 방출시키는 단계를 포함하는, pH 의존성 이온 교환물질 및 그가 고정화되어 있는 고체 기판을 이용하여 핵산을 정제하는 방법을 제공한다.
본 발명의 방법은 핵산을 포함하는 시료를 본 발명에 따른 pH 의존성 이온 교환물질 또는 이들이 고정화되어 있는 고체 기판과 제1 pH에서 접촉시키는 단계를 포함한다. 상기 시료는 핵산을 포함하는 생물학적 또는 비생물학적 시료일 수 있으며, 예를 들면 혈액, 세포 및 PCR 산물이 될 수 있다. pH 의존성 이온 교환물질 또는 이들이 고정화되어 있는 고체 기판은 상기한 바와 같다. 상기 제1 pH는 상기 pH 의존성 이온 교환물질 중의 A의 염기 부분이 양전하를 띠고 B의 산 발생기 부분이 전하를 갖지 않도록 하는 pH 일 수 있다. 바람직하게는, 상기 제1 pH는 4 이하, 바람직하게는 2 내지 3.5이다.
본 발명의 방법은 핵산이 결합된 상기 이온 교환물질을 상기 제1 pH 보다 높은 제2 pH를 갖는 용액에 노출시켜 핵산을 방출시키는 단계를 포함한다. 상기 제2 pH는 상기 pH 의존성 이온 교환물질 중의 A의 염기 부분이 전하를 갖지 않고 B의 산발생기 부분이 음전하를 띠도록 하는 pH 일 수 있다. 바람직하게는 상기 제2 pH는 7 내지 10이다. 상기 핵산-pH 의존성 이온 교환물질 복합체를 용출하는데 사용되는 용액은 물 및 적절한 버퍼 등이 사용될 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 : 본 발명의 pH 의존성 이온 교환물질이 고정화된 기판을 이용한 핵산의 회수
본 실시예에서는 A가 1-(3-아미노프로필)이미다졸이고, B가 타우린이고 R3가 -CH2CH2-인 하기 화학식 MO, M1, M2 및 M3로 이루어진 군으로 선택된 1 이상의 단량체가 결합되어 있고, A를 가진 단량체 및 B를 가진 단량체는 1 이상 포함되어 있고 중합도 2 내지 30,000인, pH 의존성 이온 교환물질을 기판 상에서 합성하고, 이를 이용하여 핵산을 정제하였다.
Figure 112005026711602-PAT00009
(식 M0),
Figure 112005026711602-PAT00010
(식 M1),
Figure 112005026711602-PAT00011
(식 M2),
Figure 112005026711602-PAT00012
(식 M3)
(1) 상기 pH 의존성 이온 교환물질이 고정화된 기판의 제조
하기 반응식과 같이 상기 pH 의존성 이온 교환물질이 고정화된 기판을 제조하였다.
Figure 112005026711602-PAT00013
먼저, 아미노기로 코팅된 유리 (Corning GAPS glass, 코닝 사) 기판을 N-메틸-2-피롤리돈 (NMP) 중의 200 mM (반복 단위 기준) 폴리무수물 (폴리(에틸렌-알트-말레산 무수물) (분자량 100,000 내지 500,000)에 실온에서 1 시간 동안 침지한 다음, 아세톤으로 세척하고, 진공 하에서 건조하였다.
얻어진 상기 폴리무수물이 결합된 유리 기판을 pH 9.0 트리스 10 mM 완충용 액에 1 시간 동안 침지하여 가수분해시킨 다음, 물과 에탄올로 세척하고 건조하였다. 이 유리 기판을 N-히드록시숙신이미드 (NHS) 0.15 g, 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)-카르보디이미드 (EDC) 0.19, TEA (트리에틸아민) 120 μl를 10 ml NMP에 녹인 용액에 1 시간 동안 침지한 다음, 에탄올로 세척하고 건조하여 활성화된 에스테르 모이어티를 상기 pH 의존성 이온 교환물질에 결합시켰다. 얻어진 유리 기판에 아세토니트릴을 용매로 사용하여 1-(3-아미노프로필)이미다졸과 타우린 (taurine)을 몰비 기준으로 각각 6:4 (실험예 1: 이하 "CRS3-1"이라 함) 및 8:2 (실험예 2 : 이하 "CRS3-2"이라 함)를 포함하는 용액에 실온에서 1 시간 동안 침지한 다음, 에탄올로 세척하고 건조하였다.
(2) 대조군 기판의 제조
대조군 기판으로서 R1과 R2는 같거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 -OH 기 및 -NH(CH2)2NH2 로 이루어진 군으로부터 선택되고, m은 2이고, l은 1 내지 30,000인 pH 의존성 이온 교환물질이 고정화된 기판 (대조군 1 : 이하 "CRS1"이라고도 함) 및 R1과 R2는 같거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 -OH 기 및 1-(3-아미노프로필)이미다졸릴기로 이루어진 군으로부터 선택되고, m은 2이고, l은 1 내지 30,000인 pH 의존성 이온 교환물질이 고정화된 기판 (대조군 2 : 이하 "CRS2"라고도 함)을 제조하고, 제1 pH에서 DNA를 결합시킨 다음, 제2 pH에서 상기 DNA-기판 복합체로부터 핵산을 회수하였다.
Figure 112005026711602-PAT00014
(화학식 1)
대조군 1 및 2의 기판은 다음과 같이 제작되었다. 먼저, 아미노기로 코팅된 유리 (Corning GAPS glass, 코닝사) 기판을 N-메틸-2-피롤리돈 (NMP) 중의 200 mM (반복 단위 기준) 폴리무수물 (폴리(에틸렌-알트-말레산 무수물) (분자량 100,000-500,0000)에 실온에서 1 시간 동안 침지한 다음, 아세톤으로 세척하고, 진공하에서 건조하였다. 얻어진 상기 폴리무수물이 고정화되어 있는 유리 기판을, DMF (N,N-디메틸포름아미드)를 용매로 사용하여 몰비 기준으로 에틸렌디아민: H2O = 4 : 6 (대조군 1), 1-(3-아미노프로필)이미다졸 : H2O = 4 : 6 (대조군 2)으로 만든 용액에 실온에서 1 시간 동안 침지한 다음, 에탄올로 세척하고 건조하였다. 여기서, 상기 에틸렌디아민 및 1-(3-아미노프로필)이미다졸의 농도는 각각 400 mM 및 물은 600 mM이었다.
상기와 같이 얻어진 pH 의존성 이온 교환물질이 고정화되어 있는 기판 (실험예 및 대조군 기판) 상에 pH 3에서, 5′말단이 Cy3로 표지된 서열번호 1의 DNA와 반응시켰다. 반응은 상기 DNA 1 μM을 포함하는 0.15 M 소듐 아세테이트 용액 (pH = 3.0) 60 μl를 기판 상에 첨가하고 두껑을 덮고 실온에서 1 분 동안 방치함으로써 수행되었다. 반응 후 0.15 M 소듐 아세테이트 (pH 7.0)로 세척한 다음, 532nm (PMT 350)에서 Axon scanner (GenePix 사, 미국)를 사용하여 형광강도를 측정하였다. 형광강도 측정 결과를 도 1에 나타내었다. 도 1은 본 발명의 pH 의존성 이온 교환물질이 고정화된 기판 상에 DNA를 pH 3에서 결합시키고 pH 7.0에서 결합된 DNA를 pH 의존성 이온 교환물질로부터 용출한 다음, 형광강도를 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 pH 의존성 이온 교환물질이 고정화된 기판 (CRS3-1 및 CRS3-2)을 사용하는 경우, 종래의 pH 의존성 이온 교환물질이 고정화된 기판 (CRS1 및 CRS2)을 사용하는 경우에 비하여 DNA 결합능은 약간 감소하였으나, DNA 회수율은 CRS1에 비해서는 우수하나 CRS2와는 동등 수준임을 알 수 있었다.
본 발명의 pH 의존성 이온 교환물질이 고정화된 기판 (CRS3-1 및 CRS3-2)을 사용하는 경우 결합되는 DNA 양이 다소 감소하기는 하나, 1.5 amol/mm2의 농도는 약 1,000개 세포로 부터 나오는 DNA 양의 7500 배이기 때문에 통상적인 생물학적 실험, 예를 들면 PCR 증폭 등을 진행하기에는 충분한 결합양이었다.
실시예 2 : 본 발명의 pH 의존성 이온 교환물질이 고정화된 기판을 이용한 단백질 결합능의 측정
실시예 1에서 얻어진 pH 의존성 이온 교환물질이 고정화되어 있는 기판 상에, 표준 단백질인 Alexa-532가 표지된 IgG 100nM을 포함하는 0.15 M 소듐 아세테이트 용액 (pH 3.0) 60 μl를 첨가하고, 두껑을 덮고 실온에서 1 분 동안 방치한 다음, 0.15 M 소듐 아세테이트 용액 (pH 3.0) 60 μl로 세척하고, 형광 강도를 측 정하였다. 여기서 Alexa-532가 표지된 IgG는 인간 IgG (Sigma 사, 미국)와 Alexa Fluor-532 (Molecular Probe사, 미국)를 Alexa Fluor 532 Monoclonal Ab Labeling Kit (Molecular Probe 사, 미국)에 따라 반응시켜 제조하였다.
도 2는 본 발명의 pH 의존성 이온 교환물질이 고정화된 기판 상에 단백질을 pH 3에서 결합시키고 pH 3.0에서 세척한 다음, 형광강도를 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 pH 의존성 이온 교환물질이 고정화되어 있는 기판 (CRS3-1 및 CRS3-2)을 이용하는 경우, 종래의 pH 의존성 이온 교환물질이 고정화된 기판 (CRS1 및 CRS2)을 이용하는 경우에 비하여 단백질 결합능 감소율이 현저함을 알 수 있었다 (CRS1 0%, CRS2 30%, CRS3-1 82%, CRS3-2 82%). 이것은 본 발명의 pH 의존성 이온 교환물질이 고정화되어 있는 기판의 표면이 종래의 pH 의존성 이온 교환물질이 고정화되어 있는 기판 (CRS1 및 CRS2)에 비하여 더 친수성을 띠어서 선택적으로 단백질의 소수성 결합 (hydrophobic interaction)을 감소시키기 때문인 것으로 여겨진다.
본 발명의 pH 의존성 이온 교환물질이 고정화된 기판을 이용하는 경우, 상기 기판에 대한 핵산이나 단백질의 결합능은 모두 떨어지지만, 그 정도는 단백질의 결합능이 훨씬 현저함을 알 수 있었다 (CRS1과 비교하여, 핵산의 경우에는 25% 감소하였으나 단백질의 경우에는 82% 감소하였다).
본 발명의 pH 의존성 이온 교환물질 및 그가 고정화되어 있는 고체 기판에 의하면, 단백질에 대한 결합력은 약하면서 핵산에 대하여는 높은 결합력을 유지하고 있어, 선택적으로 핵산을 분리하는데 유용하다.
본 발명의 핵산 분리 방법에 의하면, 핵산에 대한 높은 선택성 및 높은 회수율로 핵산을 분리할 수 있다.
<110> Samsung Electronics Co. Ltd. <120> pH dependent ion exchange material capable of selectively binding to nucleic acid in comparison with proteins, a solid substrate having immobilized the material on the surface and a method for isolating a nucleic acid using the material and the solid substrate <130> PN061001 <160> 1 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 50 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> reference DNA <400> 1 ggcctcactt cctggggtca tgaccccagg cctggaggcc tgcttccctt 50

Claims (13)

  1. 하기 화학식 MO, M1, M2 및 M3로 이루어진 군으로 선택된 1 이상의 단량체가 결합되어 있고, A를 가진 단량체 및 B를 가진 단량체는 1 이상 포함되어 있는, pH 의존성 이온 교환물질로서,
    Figure 112005026711602-PAT00015
    (식 M0),
    Figure 112005026711602-PAT00016
    (식 M1),
    Figure 112005026711602-PAT00017
    (식 M2),
    Figure 112005026711602-PAT00018
    (식 M3)
    상기 식 중 A는 n은 1 내지 10의 정수이고, X는 활성화된 에스테르와 반응하는 작용기이고, Y는 1차, 2차, 3차 아민 또는 질소 함유 방향족 헤테로환 염기인 -X(CH2)nY이고, B는 n은 1 내지 10의 정수이고, X'는 활성화된 에스테르와 반응하는 작용기이고, Y'는 pKa 값이 4 이하의 산 발생기인 -X'(CH2)nY' 기이고, R3은 탄소수가 1 내지 10의 알킬기이고, 중합도는 2 내지 30,000인 pH 의존성 이온 교환물질.
  2. 제1항에 있어서, A는 n은 1 내지 10의 정수이고, X는 활성화된 에스테르와 반응하는 작용기이고, Y는 피리디닐, 피롤릴 또는 이미다졸릴 기인 -X(CH2)nY인 pH 의존성 이온 교환물질.
  3. 제1항에 있어서, B는 n은 1 내지 10의 정수이고, X'는 활성화된 에스테르와 반응하는 작용기이고, Y'는 술포닐, 술페닐, 설피닐 또는 포스포릴 기인 -X'(CH2)nY' 기 pH 의존성 이온 교환물질.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 A 또는 B의 X 또는 X'은 -NH-, -O- 또는 -S- 인 pH 의존성 이온 교환물질.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 pH 의존성 이온 교환물질이 표면에 고정화되어 있는 고체 기판.
  6. 제5항에 있어서, 상기 고체 기판은 미세유동장치 내의 미세채널 (microchannel)의 형태를 갖는 것인 고체 기판.
  7. 제6항에 있어서, 상기 이온 교환물질이 고정화될 고체 기판은 실리카, 융합 실리카, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 슬라이드 글라스 및 실리콘 웨이퍼로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 고체 기판.
  8. 핵산을 포함하는 시료를 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 pH 의존성 이온 교환물질과 제1 pH에서 접촉시키는 단계; 및
    핵산이 결합된 상기 이온 교환물질을 상기 제1 pH 보다 높은 제2 pH를 갖는 용액에 노출시켜 핵산을 방출시키는 단계를 포함하는, pH 의존성 이온 교환물질을 이용하여 핵산을 정제하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 pH는 2 내지 3.5이고, 상기 제2 pH는 7 내지 10인 방법.
  10. 핵산을 포함하는 시료를 제5항에 따른 pH 의존성 이온 교환물질이 고정화되어 있는 고체 기판과 제1 pH에서 접촉시키는 단계; 및
    핵산이 결합된 상기 이온 교환물질을 상기 제1 pH 보다 높은 제2 pH를 갖는 용액에 노출시켜 핵산을 방출시키는 단계를 포함하는, pH 의존성 이온 교환물질이 고정화되어 있는 고체 기판을 이용하여 핵산을 정제하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 pH는 2 내지 3.5이고, 상기 제2 pH는 7 내지 10인 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 고체 기판은 미세유동장치 내의 미세채널 (microchannel)의 형태를 갖는 것인 고체 기판.
  13. 제10항에 있어서, 상기 이온 교환물질이 고정화될 고체 기판은 실리카, 융합 실리카, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 슬라이드 글라스 및 실리콘 웨이퍼로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 고체 기판.
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