KR20120038804A - 나노 갭 전극 및 금속 나노입자를 이용한 바이러스 검출방법 - Google Patents

나노 갭 전극 및 금속 나노입자를 이용한 바이러스 검출방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 나노 갭 전극 및 금속 나노입자를 이용한 바이러스 검출방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 나노 갭 전극에 바이러스를 고정시킨 다음 바이러스 표면에 금속 나노입자를 흡착시킴으로써, 전기적 신호를 증폭시켜 바이러스를 전기적으로 검출하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 바이러스의 전기적 검출방법을 이용하여 바이러스를 검출할 경우, 바이러스 자체를 전기적으로 검출할 수 있어 통상 하루 정도의 시간이 소요되고, 실험실상에서만 가능한 PCR을 이용한 검출방법과 비교하여 보다 쉽고 저비용으로 바이러스의 신속한 검출이 가능하다.

Description

나노 갭 전극 및 금속 나노입자를 이용한 바이러스 검출방법{Diagnostic Method for Detecting Virus using Nanogap Electrodes and Metal Nanoparticles}
본 발명은 나노 갭 전극 및 금속 나노입자를 이용한 바이러스 검출방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 나노 갭 전극에 바이러스를 고정시킨 다음 바이러스 표면에 금속 나노입자를 흡착시킴으로써, 전기적 신호를 증폭시켜 바이러스를 전기적으로 검출하는 방법에 관한 것이다.
최근 바이러스를 검출하기 위해 다양한 진단센서가 개발되고 있으며, 특히 신종플루와 같은 변이된 고병원성 조류인플루엔자에 의해 사망자 수가 급격히 증가함에 따라 조기 진단을 위한 신속한 진단센서가 요구되고 있다.
바이러스를 검출하기 위한 가장 기본적인 방법으로 PCR을 이용하고 있으며, 인플루엔자 바이러스의 경우, 총 16개 타입의 HA(Hemaglutinin)와 9개 타입의 NA(neuramidase)를 코딩하고 있는 유전자를 증폭시켜 바이러스의 감염 여부를 확인하고 있으며, 이때, 각 타입별로 특이성을 가진 프라이머를 필요로 한다. 또한, PCR을 이용한 검출방법은 통상 하루 정도의 시간이 소요되며 실험실상에서만 가능한 시스템이기 때문에 현장진단을 할 수 없는 단점을 가지고 있다. 최근에는 바이러스 표면에 존재하는 단백질에 의해 생성된 항체나 바이러스 안에 존재하는 RNP(RNA + nucleoprotein) 등을 검출하는 방식으로 ELISA(효소면역측정법)나 스트립센서의 개발이 이루어지고 있으나, 바이러스 자체는 전도성이 없어 바이러스 자체를 전기적으로 검출하는 방법은 아직 개발되지 않은 실정이다. 또한, ELISA의 경우, 분광광도계와 같은 고가의 실험실 장비를 갖추어야 하는 단점이 있으며, 민감도가 높지만(highly sensitive), 특이도(specificity)가 떨어지는 단점이 있다.
한편, 전기적 방식의 감지 기술은 바이오 물질과 반응하는 접촉표면에서의 물리적 또는 화학적인 변화가 전도성 물질의 전기적 특성변화를 유도하는 원리로 동작한다. 일반적으로, 나노 갭은 전극으로의 응용이 가능하다. 나노 갭 전극이란 두 개의 물체가 나노미터 간격만큼 사이를 두고 마주보고 있는 평판형 전극 구조를 말하며, 나노 크기 구조물의 전기적인 특성을 연구하거나 극미량의 화학물질 또는 생체물질을 감지하는 센서로서의 활용이 가능하다. 특히, 분자 수준에서 전기적인 특성 변화 등을 측정하기 위해서는 나노 갭 전극이 필수적이다.
이에, 본 발명자들은 RNA나 단백질을 검출하는 방식이 아닌 전도성이 없는 바이러스 자체를 전기적으로 검출할 수 있는 진단센서를 개발하고자 예의 노력한 결과, 나노 갭 전극에 바이러스를 고정시킨 후, 금 나노입자를 바이러스 표면에 흡착시킬 경우, 나노 갭 전극의 전기적 신호를 증폭시켜 바이러스를 전기적으로 검출할 수 있는 것을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 목적은 바이러스 자체를 이용하여 바이러스를 검출할 수 있는 바이러스의 전기적 검출방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 검출하고자 하는 바이러스와 특이적으로 결합하는 항체가 고정된 나노 갭 센서에 생체 시료를 적용하는 단계; (b) 금속 나노입자를 상기 센서에 적용하는 단계; 및 (c) 전류의 변화를 측정함으로써, 생체 시료 내에 상기 센서 상의 항체와 특이적으로 결합하는 바이러스를 검출하는 단계를 포함하는 바이러스의 전기적 검출방법을 제공한다.
본 발명에 따른 바이러스의 전기적 검출방법을 이용하여 바이러스를 검출할 경우, 바이러스 자체를 전기적으로 검출할 수 있어 통상 하루 정도의 시간이 소요되고, 실험실상에서만 가능한 PCR을 이용한 검출방법과 비교하여 보다 쉽고 저비용으로 바이러스의 신속한 검출이 가능하다.
도 1은 나노 갭 전극 및 금 나노입자를 이용한 바이러스 검출방법의 개략적인 모식도를 나타낸 것이다.
도 2는 나노 갭 전극에 항체를 고정시킨 모식도를 나타낸 것이다.
도 3은 금 나노입자에 의한 나노 갭 전극의 전류-전압 특성을 나타낸 것이다.
본 발명은 일 관점에서 (a) 검출하고자 하는 바이러스와 특이적으로 결합하는 항체가 고정된 나노 갭 센서에 생체 시료를 적용하는 단계; (b) 금속 나노입자를 상기 센서에 적용하는 단계; 및 (c) 전류의 변화를 측정함으로써, 생체 시료 내에 상기 센서 상의 항체와 특이적으로 결합하는 바이러스를 검출하는 단계를 포함하는 바이러스의 전기적 검출방법에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 생체 시료는 혈장, 혈액, 뇨, 점액, 타액, 인후 세척액, 코 세척액, 척수액, 가래, 정액, 땀, 대변, 기관지폐포액(broncheoalveolar fluid), 질액, 눈물 및 조직 생검부일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 비활성화된 바이러스를 시료로써 이용하였으나, 이를 함유하는 상기한 생체 시료라면 모두 적용가능할 것이다.
본 발명에 있어서, '나노 갭 센서'란, 갭 간격이 약 100nm 이하인 전극이 포함된 센서를 의미하는 것으로, 상기 나노 갭을 형성하기 위한 종래 기술로는 기계적 응력(mechanical stress)이나 전자이주현상(electromigration)을 이용하여 이미 형성된 금속 전극의 특정 부위를 단절시키는 방법, 또는 전자빔 리소그래피(e-beam lithography) 기술을 이용하여 수백 나노미터의 폭을 가지는 갭을 일차로 형성한 후 전기화학증착법(electrochemical deposition)으로 갭을 형성하는 두 전극의 표면에 전극물질을 추가로 증착하여 갭의 폭을 줄이는 방법 등이 있다.
본 발명의 일 양태에서는, 본 발명자 등이 대한민국 등록특허 제 10-0849384 호에서 개시한 바와 같은, 나노 갭 형성용 기판을 특정 각도로 이방성 식각하여 제조된 나노 갭 전극을 사용하였으나, 이에 국한되지 않고, 나노 크기의 갭을 가지는 전극이라면 사용 가능하다.
여기서, 이방성 식각이란, 식각되는 기판의 일정 방향의 특수 면이 다른 면보다 빠른 속도로 식각되어 식각되는 형태가 방향성을 갖게 되는 식각 방법을 말하는데, 대한민국 등록특허 제 10-0849384 호의 경우, 특히 단면이 V자 형태(V-groove)로 식각되는 것을 말한다. 이에 반해 등방성 식각은 기판의 모든 방향에서 동일한 속도로 식각됨으로써, 형성되는 갭의 양 측벽이 기판 평면에 대해 수직으로 곧게 식각되는 형태를 말한다. 따라서, 이방성으로 식각되는 경우, 기판 상에 실제 식각되는 부분(갭)의 폭이 등방성 식각에 비해 훨씬 좁게 형성될 수 있으며, 나노 크기의 갭을 용이하게 형성할 수 있게 된다.
본 발명에 있어서, 상기 금속 나노입자는 금, 은, 크롬, 티타늄, 백금, 구리, 팔라디움, ITO(indium tin oxide) 및 알루미늄으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 금속 나노입자는 2~4nm인 것을 특징으로 할 수 있다. 이는, 상기 금속 나노입자의 크기가 2nm 미만일 경우, 비특이적 결합이 발생하는 문제점이 있을 수 있으며, 4nm를 초과할 경우에는 affinity가 감소할 수 있기 때문이다.
본 발명에 있어서, 상기 바이러스는 조류인플루엔자 바이러스, AIDS(Acquired immune deficiency syndrome) 바이러스, 코로나 바이러스, SARS(Severe Acute Respiratory Syndrome) 바이러스, HMPV(Human Meta pneumo virus), 인플루엔자 A+B, 아데노 바이러스, RSV(Respiratory Syncytial Virus), 리노 바이러스 또는 파라 인플루엔자 바이러스일 수 있으며, 상기 바이러스는 크기가 100~150nm인 것을 특징으로 할 수 있다. 이는, 상기 바이러스 크기가 100nm 미만일 경우, 바이러스가 나노 갭에 연결될 수 없어 전기적으로 검출이 어려우며, 150nm를 초과할 경우, 결합 친화도(binding affinity)가 떨어지는 문제가 있을 뿐만 아니라, 나노 갭 구조의 특성상 트랩핑(trapping)되어야 이상적인 시스템이 될 수 있기 때문이다.
본 발명에 있어서, 상기 항체는 바이러스 표면에 존재하는 단백질에 대한 항체인 것을 특징으로 할 수 있으며, 이러한 항체는 종래 공지된 항체 제작 기술을 이용하여 당업자가 용이하게 제작하여 본 발명에 적용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 나노 갭 센서의 표면에는 링커가 고정되어 있는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 링커는 N-말단에 시스테인이 태그된 단백질-G 또는 상기 단백질 G의 항체 결합 영역을 포함하는 단편인 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 상기 단백질 G의 항체 결합 영역을 포함하는 단편은 단백질 G의 B1 및 B2 영역을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 국한되지 않고, 항체를 선택적이고 안정적으로 나노 갭 센서에 고정화시킬 수 있는 링커라면 사용 가능하다.
단백질 G는 그룹 G 스트렙토코카이(streptococci)에서 분리된 박테리아 세포막 단백질(cell wall protein)로서, 포유동물의 항체의 Fc 부분 및 Fab 부분과 결합하는 것으로 알려져 있다 (J. Immuunol. Methods 1988,112,113-120). 그러나 단백질 G는 항체의 Fc 부분에 대한 결합력이 Fab 부분에 대한 결합력보다 약 10배정도 높다고 알려져 있다. 천연의 단백질 G는 시퀀스되어 그 DNA 서열이 공지되어 있다. 스트렙토코커스 단백질 G 변형체와 스타필로코칼 단백질 A는 그람 양성 세균들(Gram-positive bacteria)에서 발견되는 세포 표면과 관련된 다양한 단백질 중 하나로, 면역 글로블린 항체에 결합하는 특징이 있다. 그 중에서도 스트렙토코커스 단백질 G 변형체가 스타필로코칼 단백질 A보다 더 유용하게 이용되고 있는데, 이는 스트렙토코커스 단백질 G 변형체가 보다 넓은 범위의 포유동물의 항체와 결합할 수 있어, 항체의 수용체로 사용하기에 더 적합하기 때문이다.　
본 발명에 있어서, 단백질 G는 그 기원이 특별히 제한되지 아니하며, 항체 결합력을 보유하는 한 천연형의 단백질 G에 아미노산이 결실 부가 치환 등이 일어난 것도 본 발명의 목적에 부합되게 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 스트렙토코커스 단백질 G의 유전자 중 항체와 결합하는 결합 도메인(B1,B2)을 사용하였다.
단백질 G-B1 영역은 3개의 β-sheet와 1개의 α-helix로 구성되는데, 그 중 C-말단의 3번째 β-sheet와 α-helix가 항체 G와의 결합에 관여한다. B1 영역은 서열번호 1, B2 영역은 서열번호 2로, B1의 아미노산 서열과 B2의 아미노산 서열을 비교하면, 4개의 서열의 차이가 있으나 구조의 차이는 거의 없다. 본원 실시예에서는 B1영역의 경우, N-말단 쪽에 10개의 아미노산을 제거한 형태를 사용하였는데, 10개의 아미노산이 제거된 형태는 항체와의 결합 기능에 아무런 영향이 없음이 알려져 있다 (Biochem. J. (1990) 267, 171-177, J. mol. Biol (1994) 243, 906-918, Biochemistry (2000) 39, 6564-6571).
본 발명에서 "시스테인 태그 (Cys)n" 란 단백질 G의 N-말단에 융합되는 하나 이상의 시스테인으로 구성된 펩타이드를 말한다. 시스테인 태그는 예로서 1 내지 10 개의 시스테인으로 구성된다.　바람직하게는 시스테인은 1 내지 5개의 시스테인, 더욱 바람직하게는 하나 내지 3개의 시스테인으로 구성된 태그이다.
본 발명의 단백질 G 변형체에서 시스테인 태그는 단백질 G에 직접 공유결합으로 연결될 수도 있으나, 링커(L)를 통하여 연결될 수도 있다.　링커는 단백질 G와 시스테인 사이에 삽입되는 것으로 임의의 서열을 가진 펩타이드이다.　링커는 아미노산 2개 내지 10개로 구성된 펩타이드이면 족하다.　본 발명의 시스테인 태그는 단백질 G 내부에 삽입된 것이 아니고 단백질 G가 고체지지물질에 부착될 때 방향성을 제공하기 위한 것으로서 링커를 부착하면 티올기가 외부에 더 쉽게 노출되어 바이오센서에 더 효율적으로 방향성을 부여하여 결합시킬 수 있다.
본 발명의 단백질 G 변형체는 펩타이드 합성법에 의해 제조할 수도 있으나, 유전공학적 방법에 의해 특히 효율적으로 제조할 수 있다.　유전공학적 방법은 유전자조작에 의해 원하는 단백질을 대장균(E.coli) 등의 숙주세포에서 다량으로 발현시키는 방법으로서 이에 관한 기술은 공지문헌에 상세히 기술되어 있다(molecular biotechnology: Principle and Application of Recombinant DNA ; ASM Press: 1994, J. chem. Technol. Biotechnol. 1993, 56, 3-13). 시스테인은 티올 잔기를 가지고 있는 아미노산으로 시스테인을 유전공학적으로 단백질에 삽입하면 단백질을 특이적으로 고정화시킬 수 있음이 알려져 있다 (FEBS Lett. 1990, 270, 41-44, Biotechnol. Lett. 1993, 15, 29-34). 예컨대, 스트렙토코커스 단백질 G의 C-말단에 시스테인을 결합하는 방법은 공지되어 있다. 그러나 본 발명의 일 구현예에서는 스트렙토코커스 단백질 G 변형체의 활성부위와 멀리 떨어진 N-말단에 티올기가 있는 시스테인을 태그하였다. 스트렙토코커스 단백질 G가 항체와 결합하는 활성부위는 C-말단(3번째 베타 시트와 알파 헬릭스)에 존재하므로, 시스테인을 단백질 G 변형체 내부가 아닌 N-말단에 부착시킴으로써 C-말단에 시스테인을 붙이는 등의 방법에 의하였을 때 생길 수 있는 항체의 결합 능력상실을 최소화한다.　
본 발명자들은 시스테인을 1-5개 결합시킨 스트렙토코커스 단백질 G 변형체를 제조한 바 있으며, 특히, 각 단백질 변형체를 발현시킬수 있는 형질전환된 대장균을 제조하고 이를 2006년 05월 22일자로 한국생명공학연구원에 기탁하여 KCTC10948BP, KCTC10949BP, KCTC10950BP,KCTC10951BP 및 KCTC10952BP를 부여 받았다. KCTC10948BP 균주는 벡터 pET-M-cys1-L-protein G를 도입하여 발현시키는 균주로서, 시스테인 1개가 태그된 단백질 G 변형체를 생산하는 균주이고, KCTC10949BP는 시스테인 2개가 태그된 단백질 G 변형체(pET-M-cys2-L-protein G 도입), KCTC10950BP는 시스테인 3개(pET-M-cys3-L-protein G), KCTC10951BP는 시스테인 4개(pET-M-cys4-L-protein G) 및 KCTC10952BP(pET-M-cys5-L-protein G)는 시스테인 5개가 각각 태그된 단백질 G 변형체를 생산할 수 있는 형질전환된 대장균 균주이다. 위의 발명에 따라 유전자 조작을 한 후 단백질 발현 벡터에 삽입하여 단백질을 발현한 다음 단백질 전기영동을 통해 단백질을 분리하여 얻을 수 있다.
본 발명은 다른 양태에서, 나노 갭 센서에 N-말단에 3개의 시스테인이 태그된 단백질-G(protein-G) 링커를 이용하여 조류인플루엔자 바이러스 항체를 고정시켰다. 상기 나노 갭 센서에 고정된 항체에 조류인플루엔자 바이러스를 적용시키고, 금 나노입자를 조류인플루엔자 바이러스 표면에 존재하는 단백질에 흡착시킨 다음, 전류의 변화를 측정하였다. 그 결과, 도 1에 나타난 바와 같이, 금 나노입자를 흡착시킴으로써, 전기적 신호가 크게 증폭하는 것을 확인하였다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
나노 갭 전극의 제조
바이러스 검출용 나노 갭 센서를 제조하기 위하여, 본 발명자 등이 대한민국 등록특허 제 10-0849384 호에서 개시한 바와 같은, 나노 갭 형성용 기판을 특정 각도로 이방성 식각하는 것을 포함하는 나노 갭의 제조방법을 이용하여 제조하였다.
탑 실리콘이 1㎛의 두께를 갖고 375nm의 매입 이산화규소(buried silicon dioxide)를 갖는 4인치 실리콘 기판을 준비하고 에천트로 KOH를 준비하였다. 식각 각도 θ값이 약 54.6°(이론적으로는 54.74°)로 설정됨에 따라, 하기에 나타낸 수학식 1에 의해 폭이 1.4㎛로 결정된 긴 직사각형 형태를 갖는 포토 마스크를 준비하였다.
Figure pat00001
상기 수학식에 따라, 실리콘 기판의 두께(z) 및 마스크 물질의 패턴 폭(Wm)을 조정함으로써, 실리콘 기판 상의 나노 갭의 폭(Wo)을 용이하게 조정할 수 있다.
준비된 실리콘 기판 상에 에천트로 사용되는 KOH에 식각이 거의 되지 않는 Si3N4를 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)를 이용하여 200㎚ 두께로 증착하고, 증착된 Si3N4 상부에 포토 레지스터 AZ5214E(미국, Clariant 사 제품)를 2㎛ 두께로 도포하고 자외선 노광을 수행하여 Si3N4 상부에 도포된 포토 레지스터를 현상하였다. 그 후 직사각형 형태로 된 패턴 부분의 포토 레지스터를 제거하고 활성 이온 식각을 통해 Si3N4를 제거하여 KOH에 의하여 식각이 이루어지는 부분을 노출시켰다. 이후 잔여 포토 레지스터의 제거 및 클리닝을 수행한 후 균일하고 높은 식각율을 얻기 위해 20%의 KOH로 80℃에서 약 60~90 초 동안 이방성 식각을 수행하여 나노 갭을 형성하였다. 이 때 식각율은 약 1.4㎛/min 정도이다.
이방성 식각을 통해 생성된 나노 갭의 크기를 더 줄이기 위해 실리콘 기판 상의 잔여 Si3N4를 49% HF로 습식 식각하여 제거하고 깨끗하게 클리닝 처리한 후, 1,000℃의 노(furnace)에서 건식 산화공정(dry oxidation)을 수행하였다.
다음으로 전자빔 증착기를 이용하여 전극 형성 물질인 Cr/Au를 증착하고 포토 작업을 통하여 전극을 형성한 후 전자빔 증착기를 이용하여 Al2O3를 증착하여 나노 갭 전극을 제조하고, 센서 부분을 제외한 나머지 부분을 패시베이션하였다.
나노 갭 전극 및 금속 나노입자를 이용한 바이러스의 검출
상기 실시예 1에서 제조된 나노 갭 센서를 이용하여 조류인플루엔자 바이러스(AIV, Avian influenza Virus)를 검출하였다. 상기 나노 갭 센서의 노출된 금 전극부분에 항체와 안정적으로 결합할 수 있는 링커를 먼저 고정시킨 후, 여기에 AIV 항체를 고정시켰다. 이 때 사용한 링커는 본 발명자 등이 대한민국 등록특허 제 10-0931027 호에서 개시한 바와 같은, N-말단에 3개의 시스테인이 태그된 단백질-G(protein-G) 링커를 사용하였다.
상기 대한민국 등록특허 제 10-0931027 호에서 개시한 단백질-G 링커의 경우, N-말단에 1-5 개의 시스테인을 태그함으로써 보다 안정적으로 항체를 고정할 수 있고, 특히 시스테인을 1-3 개 결합시킨 단백질-G가 보다 안정적으로 항체를 고정할 수 있음을 발견하고, G 단백질 전체 뿐만 아니라 항체 결합 부위인 B1 및 B2 영역만을 취하여 그 N-말단에 1-5 개의 시스테인을 태그한 것도 동일한 효과를 가지는 것을 확인하여, 본 실시예에서는 대한민국 등록특허 제 10-0931027 호에 개시되어 있는 단백질-G의 B1 및 B2 영역의 N-말단에 시스테인이 3개 태그된 링커를 사용하였다.
그 결과, 도 2에 나타난 바와 같이, 상기 링커의 N-말단 시스테인은 금과 친화도를 가짐으로 인해 나노 갭 센서 상에 잘 흡착되었으며, 상기 나노 갭 센서 상에 고정된 링커를 이용하여 AIV 항체((주) 바이오노트에 의뢰하여 제작)를 고정시켰다. 여기에 비활성화(inactivation)된 AIV를 분리한 용액 10μl를 적용시키고, 금 나노입자를 적용시켜 나노 갭 센서의 전류를 측정하였다. 금 나노입자는 증류수 18.5ml, 10mM HAuCl4 0.5ml 및 10mM sodium citrate solution 0.5ml를 노란색 용액이 되도록 5분 동안 교반(stirring)한 후, 100mM NaBH4 solution 0.5ml를 첨가하여 4nm 금 나노입자를 제조하였다. 이 때 용액의 색은 노란색에서 오렌지색으로 변하였다.
그 결과, 도 3에 나타난 바와 같이, 바이러스를 고정시키고 금 나노입자를 바이러스에 흡착시킨 뒤 전기를 흘려 보냈을 경우, 바이러스만을 고정시킨 경우와 비교하여 전기적 신호가 크게 증가하는 것을 확인하였다. 또한, 항체에 바이러스를 고정하지 않고 금 나노입자를 먼저 고정시킬 경우에는 전기적 신호의 변화가 없었다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시예일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
[이 발명을 지원한 국가연구개발사업]
[과제고유번호]
B08090120
[부처명]
자치단체
[연구사업명]
지자체주도연구개발사업
[연구과제명]
조류인플루엔자 진단 kit 및 모니터링 시스템 구축
[주관기관]
한국생명공학연구원
[연구관리전문기관]
경기개발연구원
[연구기간]
2008.12.01~2010.11.30. (24개월)

Claims (9)

  1. 다음 단계를 포함하는 바이러스의 전기적 검출방법:
    (a) 검출하고자 하는 바이러스와 특이적으로 결합하는 항체가 고정된 나노 갭 센서에 생체 시료를 적용하는 단계;
    (b) 금속 나노입자를 상기 센서에 적용하는 단계; 및
    (c) 전류의 변화를 측정함으로써, 생체 시료 내에 상기 센서 상의 항체와 특이적으로 결합하는 바이러스를 검출하는 단계.
  2. 제1항에 있어서, 상기 금속 나노입자는 금, 은, 크롬, 티타늄, 백금, 구리, 팔라디움, ITO(indium tin oxide) 및 알루미늄으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 금속 나노입자는 2~4nm인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 바이러스는 조류인플루엔자 바이러스, AIDS(Acquired immune deficiency syndrome) 바이러스, 코로나 바이러스, SARS(Severe Acute Respiratory Syndrome) 바이러스, HMPV(Human Meta pneumo virus), 인플루엔자 A+B, 아데노 바이러스, RSV(Respiratory Syncytial Virus), 리노 바이러스 또는 파라 인플루엔자 바이러스인 것을 특징으로 하는 바이러스의 전기적 검출방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 바이러스는 크기가 100~150nm인 것을 특징으로 하는 바이러스의 전기적 검출방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 항체는 바이러스 표면에 존재하는 단백질에 대한 항체인 것을 특징으로 하는 바이러스의 전기적 검출방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 나노 갭 센서의 표면에는 링커가 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 바이러스의 전기적 검출방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 링커는 N-말단에 시스테인이 태그된 단백질-G 또는 상기 단백질 G의 항체 결합 영역을 포함하는 단편인 것을 특징으로 하는 바이러스의 전기적 검출방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 단백질 G의 항체 결합 영역을 포함하는 단편은 단백질 G의 B1 및 B2 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이러스의 전기적 검출방법.














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