KR20130082319A

KR20130082319A - 핵산 구조체를 갖는 프로브를 포함하는 프로브 조성물 및 그의 용도

Info

Publication number: KR20130082319A
Application number: KR1020120003459A
Authority: KR
Inventors: 박종면; 허남; 심저영
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2012-01-11
Filing date: 2012-01-11
Publication date: 2013-07-19

Abstract

핵산 구조체를 갖는 프로브를 포함하는 프로브 조성물 및 표적 핵산을 검출하는 방법을 제공한다.

Description

핵산 구조체를 갖는 프로브를 포함하는 프로브 조성물 및 그의 용도{Probe composition comprising a probe having nucleic acid structure and use thereof}

핵산 구조체를 갖는 프로브를 포함하는 프로브 조성물 및 그의 용도에 관한 것이다.

핵산을 빠르고, 신뢰성 있고, 저렴하게 확인하는 것은 점점 중요해지고 있다. 핵산을 단일 분자 수준에서 혼성화 상태, 염기 스택킹 및 서열을 탐색 및 직접 읽을 수 있는 고용량 장치는 생물학적 개발의 속도를 현저하게 변화시킬 것이다.

전압 구배 (voltage bias)는 단일가닥 핵산을 지질 이중층 중의 1-2nm 막통과 채널을 통하여 이동할 수 있도록 한다. 채널을 통한 핵산 가닥의 통과는 채널 이온 전류의 변이를 측정함으로써, 관찰될 수 있다. 생물학적 막 또는 포어가 핵산을 통과시키기 위하여 사용될 수 있다.

핵산을 검출하는 방법은 프로브 또는 핵산을 형광 발색단으로 표지하고, 형광을 검출하는 것이 알려져 있다. 2이상의 다른 형광 발색단을 2이상의 다른 프로브에 표지하는 경우, 프로브 수에 해당하는 다른 형광 발색단을 사용하여야 한다. 또한, 검출에 있어서도 형관 발색단 수에 해당하는 검출 파장을 필요로 한다.

따라서, 종래 기술에 의하더라도 각 프로브에 대하여 서로 다른 표지를 하는 방법이 여전히 요구되고 있다. 또한, 복수개의 프로브가 서로 다르게 표지되고, 검출에 있어서 용이하게 검출될 수 있는 프로브가 요구되고 있다.

일 양상은 표적핵산을 효율적으로 검출하는데 사용될 수 있는 프로브 조합을 제공하는 것이다.

다른 양상은 표적 핵산을 효율적으로 검출하는 방법을 제공하는 것이다.

일 양상은 2 이상의 프로브 핵산을 포함하고, 상기 프로브 핵산은 표적 서열에 특이적으로 결합하는 제1 영역과 검출가능한 표지로 작용하는 제2 영역을 포함하고, 제2 영역은 단일가닥과 단일가닥이 혼성화되어 있는 혼성화 영역을 포함하는 핵산 구조체이고, 적어도 2개 프로브는 서로 다른 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 프로브인 것인, 프로브 조성물을 제공한다.

제1 영역은 단일가닥으로 구성된 것일 수 있다. 제1 영역은 표적 서열에 부분 또는 완전 상보적인 서열을 갖는 것일 수 있다. 제1 영역은 프로브 핵산의 5'말단, 3' 말단 또는 3'말단과 5' 말단 사이에 위치하는 것일 수 있다.

제2 영역은 하나의 핵산 분자 또는 2 이상의 핵산 분자의 복합체일 수 있다. 제2 영역 중의 상기 핵산 구조체는 분자내 또는 분자간 혼성화 영역을 포함하는 것일 수 있다. 상기 핵산 구조체는 횡단면의 길이가 2nm 내지 1000nm, 예를 들면, 2nm 내지 500nm, 또는 10nm 내지 100nm일 수 있다. 여기서 횡단면이란 상기 핵산 구조체의 단면 중 가장 짧은 것일 수 있다. 제2 영역은 2nm 내지 1000nm, 예를 들면, 2nm 내지 500nm, 또는 10nm 내지 100nm의 채널을 통과할 수 있는 크기를 갖는 것일 수 있다. 제2 영역은 복수 개의 혼성화 영역의 조합일 수 있다.

핵산 구조체는 예를 들면, 도 1, 도 3 및 도 4에 나타낸 구조체 1, 구조체 2, 구조체 3 및 이들이 핵산의 길이 방향으로 조합된 것 중에서 선택된 것일 수 있다.

도 1은 단일가닥과 단일가닥이 혼성화되어 있는 혼성화 영역을 포함하는 핵산 구조체의 일 예를 나타낸 도면이다. 도 1의 구조체1은 A1 내지 A9의 9개 (서열번호 1 내지 9)의 단일가닥 DNA의 분자간 혼성화 영역을 포함하는 구조체이다.

A1은 GGCGTGTGGTTGC (서열번호 1)

A2는 GCAACC TGCCT GGCAAG ACTCCAGAGG ACTACTCATCC (서열번호 2)

A3는 GGAT AGCGCC TGATCGGAACG CCTACGATGG ACACGCC GACC(서열번호 3)

A4는 ATCC GGATGAGTAGT GGGCTCAGTC(서열번호 4)

A5는 GACTGAGCCC TGCTAGGATCG ACTTCACTGG ACCGT TCTACC(서열번호 5)

A6는 GCTC GGTAGAACGGT GGAAGCCAAC GGTC(서열번호 6)

A7은 GT TGGCT TCC TGTACGGCAGA ACTCCGTTGG ACGAACA CTCC(서열번호 7)

A8은 TGT TCGT GGCGCT (서열번호 8)

A9는 AGGCA CCATCGTAGG TTTT CGTTCCGATCA CCAACGGAGT TTTT TCTGCCGTACA CCAGTGAAGT TTTT CGATCCTAGCA CCTCTGGAGT TTTT CTTGCC(서열번호 9)

도 1에서 화살표는 변형 (modification)될 수 있는 부위를 예시적으로 나타낸 것이다. 변형될 수 있는 부위는 표시된 AT 염기쌍 부위뿐만 아니라, 어느 뉴클레오티드 (예, 염기 변형)라도 변형, 예를 들면 화학적 변형이 될 수 있다. 도 1에서 화살표는 5'-> 3' 방향을 나타낸다. 도 1에 나타낸 핵산 구조체는 예시적인 것이며, 단일가닥 사이의 혼성화를 이용하여 다양한 핵산 구조체를 만들 수 있다.

상기 프로브 조성물에 있어서, 하나 이상의 프로브는 핵산의 길이 방향에 대하여 2 이상의 다른 핵산 구조체 조합이 배치되어 있는 것일 수 있다. 다른 제1 영역 서열을 가진 프로브는 다른 핵산 구조체 조합을 갖는 것일 수 있다.

도 2는 핵산의 길이 방향에 대하여 2 이상의 다른 핵산 구조체 조합이 배치되어 있는 예를 나타낸 도면이다. 도 2A에서, a 및 b는 각각 제2 영역과 제1 영역을 나타낸다. 제2 영역은 1과 0으로 표시된 2개 핵산 구조체의 조합으로 구성되어 있다. 1은 도 1의 핵산 구조체이고, 0은 다른 핵산 구조체, 예를 들면 도 3 및 도 4에 나타낸 구조체 2 및 구조체 3일 수 있다. 0은 도 1의 핵산 구조체의 일부가 변형된 것일 수 있다. 도 2B는 제2 영역과 제1 영역을 포함하는 도 2A의 프로브 또는 표적 핵산에 결합된 프로브가 통공을 포함하는 검출장치 (20) 중의 통공을 통과하는 과정을 도식적으로 나타낸 것이다. 도 2C는 도 2B에 나타낸 통과 과정에서 통공에 대하여 측정된 전기적 신호, 예를 들면 전류의 시간에 따른 변화의 예를 나타낸 것이다. 핵산 구조체 1이 통과할 때는 전류 강하가 발생하고 핵산 구조체 0이 통과할 때는 전류가 유지되고 있다. 도 2는 2개 핵산 구조체의 조합의 2가지 예만을 들고 있으나, 무수히 많은 조합이 있을 수 있다. 또한, 2개 핵산 구조체뿐만 아니라 3개 이상의 핵산 구조체의 조합도 가능하다. 따라서, 표적 서열에 대하여 특이적으로 결합하는 모든 프로브에 대하여 서로 다른 제2 영역을 갖게 할 수 있다. 즉, 모든 프로브에 대하여 확인가능한 식별자를 부여할 수 있다. 이와 같이, 복수 개의 프로브를 포함하고, 각 프로브는 서로 다른 제2 영역을 갖는 프로브 조합을 하나의 검출 반응에 동시에 사용함으로써, 보다 신속하게 표적 서열을 검출할 수 있다.

도 3은 핵산 구조체의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 3에서 핵산 구조체는 DX 1-1, DX 1-2, DX 1-3 및 DX 1-4의 단일가닥 DNA (서열번호 10 내지 13)으로 구성되며, 이들 4개 분자간 혼성화 영역에 의하여 핵산 구조체가 생성된다 (이하 "DXB 1 구조체"라고도 한다).

DX 1-1는 TGCTACTAC CGCA CCAG AATG CTAGT (서열번호 10)

DX 1-2는 CATT CTGG ACGC CATA AGAT AGCA CCTC GACT CATT TGCC TGCG GTAG (서열번호 11)

DX 1-3는 CAGT AGCC TGCT ATCT TATG GCGT GGCA AATG T(biotin) AGTC GAGG ACGG ATCG (서열번호 12) (33번 위치의 T는 비오틴에 결합된 것을 나타낸다.)

DX 1-4는 CATAC CGAT CCGT GGCT ACTG TCACT (서열번호 13).

DX 1-3의 33번 T는 비오틴에 결합되어 있다. 비오틴은 스트렙타비딘 (streptavidin: SA)과 강하게 결합하는 성질이 있기 때문에 비오틴과 SA간의 강한 결합력을 이용하여 DX 1-3의 서열을 SA를 가진 고체 지지체 또는 다른 SA를 가진 물질에 결합시킬 수 있다.

도 4는 고리 형태의 핵산 구조체를 나타낸 도면이다. 도 4는 2개 핵산 구조체 (200, 300)가 각각 교대로 결합되어 있다. 도 5는 도 4의 핵산 구조체를 구성하는 2개 핵산 구조체 (200, 300)를 나타낸 도면이다. 핵산 구조체 a (300)는 링 2-1과 링 2-2의 단일가닥 DNA의 혼성화에 의하여 이루어지며, 핵산 구조체 b (200)는 링 2-3과 링 2-4의 단일가닥 DNA의 혼성화에 의하여 이루어진다. 핵산 구조체 a와 핵산 구조체 b는 구조체간 혼성화에 의하여 서로 연결된다. 핵산 구조체 a의 s1, s2, s3 및 s4는 핵산 구조체 b의 s1', s2', s3' 및 s4'와 각각 혼성화될 수 있다.

링 2-1: CCAA CAGC CACA TCGG TAGA GCTC TACC GATA GGAG TCAG GCAA GGCG TCTG (서열번호 14)

링 2-2: GGAC ACAG ACGC CTTG CCTG AATC GGTA GAGC TCTA CCGA TAAC GAGT GGCT (서열번호 15)

링 2-3: TCGT TACT CACG CTGA CCTA TTCC GTTT GCTA GCAA ACGG ATGT CCAC ACCA CTAC GACC GC (서열번호 16)

링 2-4: CTCC TGCG GTCG TAGT GGTG TTCC GTTT GCTA GCAA ACGG AGTT GGAT AGGT CAGC GTGA GT (서열번호 17)

상기 프로브는 핵산 구조 외에 다른 검출가능한 표지가 부착되어 있지 않은 것일 수 있다.

또한, 상기 프로브는 핵산 구조체를 구성하는 뉴클레오티드에 원하는 화학적 수식을 도입하여, 신호적 특성, 예를 들면 전기적 및 광학적 특성을 조절할 수 있다. 예를 들면, 전도도, 임피던스, 저항, 라만 분광 특성, 표면 강화 라만 산란 (surface enhanced raman scattering: SERS), 형광 특성 및 차단 전류 (blockage current) 등을 조절할 수 있다. 예를 들면, 상기 프로브의 제2 영역은 라만 표지가 부착된 것일 수 있다. 상기 라만 표지는 적절한 파장의 빛 (radiation)이 조사되는 경우, 다른 성분의 라만 스펙트럼으로부터 구분될 수 있는, 검출가능한 라만 스펙트럼을 생성하는 임의의 물질일 수 있다.

상기 라만 표지는 구분되는 라만 산란 스펙트럼를 가진 많은 분자 중의 어느 하나일 수 있다. 이들 표지 종은 요구된 대로 화학적으로 변형될 수 있는, 안정하고, 단순하고, 값싼 분자일 수 있다.

라만 표지의 예는 4-(4-아미노페닐아조)페닐아르손산 모노소듐 염, 아르센아조 I, 염기성 푹신, 시카고 스카이 블루, 디렉트 레드 81, 디스퍼스 오렌지 3, HABA(2-(4-히드록시페닐아조)-벤조산), 에리트로신 B, 트리판 블루, 폰소 S (ponceau S), 폰소 SS, 1,5-디플루오로-2,4-디니트로벤젠, 크레실 비올렛 및 p-디메틸아미노아조벤젠 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있다.

라만 표지는 각 프로브에 대하여 다르게 표지될 수 있다. 예를 들면, 상기 프로브의 제2 영역 또는 핵산 구조체의 특정한 염기에 부착될 수 있다. 예를 들면, 라만 표지는 T, A, G, C 또는 이들의 조합에 각각 부착될 수 있다. 핵산 구조체 중의 염기는 각각 서로 일정한 간격으로 배열되어 있기 때문에, 부착되는 라만 표지의 거리도 용이하게 조절될 수 있다. 그에 따라, 부착된 라만 표지의 조합으로부터 원하는 라만 스펙트럼도 용이하게 조절할 수 있다. 상기 라만 표지를 특정한 염기에 부착시킴으로써, 다른 프로브에는 다른 라만 표지의 조합이 부착될 수 있다. 그에 따라, 각 프로브는 코드화된 라만 표지 (즉, 다른 프로브에는다른 라만 표지 조합이 부착되는 것)를 가질 수 있다.

상기 라만 표지는 금속 나노입자와 같은 입자의 표면에 결합할 수 있는, 관능기 예를 들면, 티올, 아민, 또는 포스핀으로 변형될 수 있다. 원하는 경우, 라만 표지는 증가된 나노입자 안정성을 위하여 올리고뉴클레오티드 (예를 들면, 폴리아데노신, 폴리티미딘)과 같은 분자로 변형될 수 있다. 대안적으로, 라만 표지는 입자에 결합할 수 있는 관능기를 가진 분자 또는 임의의 링커, 예를 들면, 폴리A 또는 폴리T 올리고뉴클레오티드에 접합될 수 있다. 라만 표지에 접합된 폴리T 또는 폴리A는 표적 핵산에 상보적이지 않을 수 있다.

상기 라만 표지된 프로브 (Raman-labeled probe)는 표면 강화 라만 스펙트럼 (SERS)을 강화시키는 염색 물질 (staining material)에 의하여 염색될 수 있다. 상기 염색 물질은 은, 금, 또는 구리와 같은 금속일 수 있다.

상기 조성물은 액체 조성물일 수 있다. 상기 액체는 물 또는 적절한 버퍼를 포함하는 것일 수 있다. 상기 버퍼는 PBS (phosphate buffered saline) 또는 Tris 버퍼일 수 있다. 상기 액체는 또한 증폭 반응액 또는 혼성화 반응액의 형태일 수 있다. 상기 증폭은 PCR을 포함한다.

제1 영역과 제2 영역은 공유 또는 비공유 결합에 의하여 연결될 수 있다. 비공유 결합은 핵산과 핵산 사이의 혼성화 결합일 수 있다. 제1 영역과 제2 영역은 길이 방향에 대하여 선형적으로 연결된 것일 수 있다. 예를 들면, 제1 영역의 3' 말단 또는 5' 말단에 제2 영역이 연결된 것일 수 있다.

다른 양상은 프로브 핵산을 포함하고, 상기 프로브 핵산은 표적 서열에 특이적으로 결합하는 제1 영역과 검출가능한 표지로 작용하는 제2 영역을 포함하고, 제2 영역은 단일가닥과 단일가닥이 혼성화되어 있는 혼성화 영역을 포함하는 핵산 구조체로서 핵산의 길이 방향에 대하여 2 이상의 다른 핵산 구조체 조합이 배치되어 있는 것인 프로브 조성물을 제공한다.

핵산 구조체는 예를 들면, 도 1, 도 3 및 도 4에 나타낸 구조체 1, 구조체 2, 구조체 3 및 이들이 핵산의 길이 방향으로 조합된 것 중에서 선택된 것일 수 있다. 도 1, 도 3 및 도 4에 나타낸 구조체 1, 구조체 2, 구조체 3에 대하여는 상기한 바와 같다.

핵산의 길이 방향에 대하여 2 이상의 다른 핵산 구조체 조합이 배치되어 있는 상기 프로브는 위에서 설명한 바와 같다.

상기 조성물은 2 이상의 핵산 프로브를 포함하고, 다른 제1 영역 서열을 가진 프로브는 다른 핵산 구조체 조합을 갖는 것일 수 있다.

또한, 상기 프로브는 핵산 구조체를 구성하는 뉴클레오티드에 원하는 화학적 수식을 도입하여, 신호적 특성, 예를 들면 전기적 및 광학적 특성을 조절할 수 있다. 예를 들면, 전도도, 임피던스, 저항, 라만 분광 특성, SERS, 형광 특성 및 차단 전류 (blockage current) 등을 조절할 수 있다. 예를 들면, 상기 프로브의 제2 영역은 라만 표지가 부착된 것일 수 있다. 상기 라만 표지는 적절한 파장의 빛 (radiation)이 조사되는 경우, 다른 성분의 라만 스펙트럼으로부터 구분될 수 있는, 검출가능한 라만 스펙트럼을 생성하는 임의의 물질일 수 있다.

상기 조성물은 액체 조성물일 수 있다. 상기 액체는 물 또는 적절한 버퍼를 포함하는 것일 수 있다. 상기 버퍼는 PBS 또는 Tris 버퍼일 수 있다. 상기 액체는 또한 증폭 반응액 또는 혼성화 반응액의 형태일 수 있다. 상기 증폭은 PCR을 포함한다.

다른 양상은 액체 중에서 2 이상의 프로브를 포함하고, 상기 프로브 핵산은 표적 서열에 특이적으로 결합하는 제1 영역과 검출가능한 표지로 작용하는 제2 영역을 포함하고, 제2 영역은 단일가닥과 단일가닥이 혼성화되어 있는 혼성화 영역을 포함하는 핵산 구조체이고, 적어도 2개 프로브는 서로 다른 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 프로브인 것인 프로브 조합을 표적 핵산과 접촉시켜 프로브 핵산과 표적핵산을 혼성화시키는 단계; 혼성화 산물을 통공을 통하여 이동시키는 단계; 및 상기 통공을 통하여 선형적으로 이동하는 혼성화 산물을 검출하는 단계;를 포함하는 것인, 표적 핵산을 검출하는 방법을 제공한다.

상기 방법은 액체 중에서 2 이상의 프로브를 포함하고, 상기 프로브 핵산은 표적 서열에 특이적으로 결합하는 제1 영역과 검출가능한 표지로 작용하는 제2 영역을 포함하고, 제2 영역은 단일가닥과 단일가닥이 혼성화되어 있는 혼성화 영역을 포함하는 핵산 구조체이고, 적어도 2개 프로브는 서로 다른 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 프로브인 것인 프로브 조합을 표적 핵산과 접촉시켜 프로브 핵산과 표적핵산을 혼성화시키는 단계를 포함한다.

상기 접촉은 적절한 액체 매질 중에서 이루어질 수 있다. 예를 들면, 물, 또는 버퍼 예를 들면, PBS와 Tris 버퍼 중에서 이루어질 수 있다. 또한, KCl (예, 1M KCl), 또는 NaCl (예, 1M NaCl) 용액과 같은 전해질 용액 중에서 이루어질 수 있다. 또한, 상기 접촉은 PCR 반응 용액과 같은 증폭 반응 용액에서 이루어질 수 있다. 상기 접촉은 또한 혼성화 조건하에서 이루어질 수 있다. 예를 들면, 4℃에서 밤새 진행되는 것일 수 있다. 상기 접촉은 이동시키는 단계와 순차 또는 동시에 진행될 수 있다. 프로브 조합에 대하여는 위에서 설명한 바와 같다. 표적 핵산은 프로브의 제1 영역과 특이적으로 결합하는 서열을 포함하는 것일 수 있다. 표적 핵산은 DNA, RNA 또는 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있다.

상기 방법은 혼성화 산물을 통공을 통하여 이동시키는 단계를 포함한다. 상기 혼성화 산물은 제1 영역과 표적 서열의 혼성화 영역과 제2 영역을 포함하는 것일 수 있다. 상기 통공은 입구 포트와 출구 포트 및 입구 포트와 출구 포트 사이에 정의된 채널을 포함하는 것일 수 있다.

상기 이동시키는 단계는, 입구 포트와 출구 포트 사이에서 핵산에 가하여지는 임의의 구동력에 의하여 이루어질 수 있다. 상기 이동은 자연적인 중력, 확산, 전압구배, 자기력 구배, 분자 모터, 기계적 힘, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나이상의 구동력을 인가함으로써 이루어지는 것일 수 있다. 일 예는 입구 포트와 출구 포트 사이에서 전압 구배를 인가하는 것일 수 있다. 이 경우, 입구 포트와 출구 포트는 모두 전해질 용액 중에서 접촉된 것일 수 있다. 전해질 용액은 예를 들면, KCl, NaCl 및 이들의 조합을 포함하는 용액일 수 있다.

상기 방법은 상기 통공을 통하여 선형적으로 이동하는 혼성화 산물을 검출하는 단계를 포함한다. 핵산의 검출은 핵산이 통공을 통하여 선형적으로 이동하는 과정에서 발생하는 특성의 변화를 검출하는 것일 수 있다. 상기 특성은 전류, 전압과 같은 전기적 특성 및 흡광도, 발광도와 광학적 특성을 포함한다. 일 예는, 핵산이 통공을 통하여 선형적으로 이동하는 과정에서 발생하는 전류량의 감소 또는 증가 정도 및 그 변화의 시간을 검출하는 것일 수 있다, 즉, 시간에 따른 전기적 또는 광학적 특성의 변화를 측정하고 그에 근거하여 대응하는 핵산의 이동 여부를 검출하는 것일 수 있다. 상기 검출은 제2 영역으로부터 전기적 신호를 측정하는 것일 수 있다. 상기 검출은 시간에 따른 제2 영역으로부터 전기적 신호를 측정하는 것일 수 있다. 상기 검출은 입구 포트 및 출구 포트가 모두 전해질 용액과 접촉된 상태에서 전류 변화를 측정하는 것일 수 있다. 상기 통공의 채널의 횡단면의 길이는 1nm 내지 1000nm의 크기를 갖는 것일 수 있다.

상기 통공은 통공을 포함하는 검출장치에 구현된 것일 수 있다. 예를 들면, 검출장치는 핵산을 포함하는 액체를 담기 위한 제1 용기 (vessel); 및 통공 (aperture)을 포함하는 고체 기판 (solid substrate)으로서, 상기 통공은 입구 포트와 출구 포트 및 입구 포트와 출구 포트 사이에 정의된 채널을 포함하고 제1 용기 중의 액체와 접촉가능하게 배치된 것인 고체 기판;을 포함하는 것일 수 있다.

상기 용기는 액체를 담을 수 있는 것이면 임의의 형태일 수 있다. 예를 들면, 개폐가 조절될 수 있는 입구를 포함하는 밀폐된 챔버 또는 일 방향이 이상이 개방된 형태의 용기일 수 있다. 핵산은 DNA, RNA 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것일 수 있다. 또한, 핵산은 단일가닥, 이중가닥 및 이들의 조합으로부터 선택된 형태를 갖는 것일 수 있다. 핵산은 또한 2차 또는 3차 구조를 갖는 것일 수 있다. 핵산은 다른 고분자와 결합된 상태가 아닌 분리된 상태일 수 있다.

상기 고체 기판은 통공을 포함하는 것으로서, 입구 포트와 출구 포트 및 입구 포트와 출구 포트 사이에 정의된 채널을 포함하고 제1 용기 중의 액체와 접촉가능하게 배치된 것일 수 있다. 상기 채널은 유체가 흐를 수 있는 통로를 포함하고, 상기 통로는 밀폐되어 있는 형태 또는 일부분 이상 개방되어 있는 갭 (gap)의 형태일 수 있다. 상기 채널은 입구 포트와 출구 포트 사이를 직선으로 또는 곡선 형태로 유체 소통가능하게 연결된 것일 수 있다.

고체 기판은 생체막과 같은 생체 유래의 물질이 아닌 비생물학적 유래의 물질일 수 있다. 고체 기판은 절연물질 (insulating material)일 수 있다. 고체 기판은 실리콘 니트리드 (Si3N4), 알루미늄(Al2O3), 실리카 (SiO2), Teflon^TM과 같은 플라스틱, 2성분 부가 경화 실리콘 고무 (silicone rubber)와 같은 탄성체 (elastomer) 및 이들의 조합으로부터 선택된 것일 수 있다. 고체 기판은 통공의 입구 포트를 포함하는 일면 (face)을 갖고 출구 포트를 포함하는 상기 일면의 맞은편 면을 포함할 수 있다. 고체 기판은 편평한 형태, 예를 들면, 필름 또는 막 형태 또는 부정형 형상을 갖는 것일 수 있다. 고체 기판의 일 형태는 적어도 통공의 입구 포트에 면하는 부분이 편평한 형태를 갖는 것일 수 있다. 고체 기판은 층상 구조를 갖는 것으로, 실리콘 막과 같은 박막이 지지체 물질에 의하여 지지된 층상 구조를 갖는 것일 수 있다. 통공이 배치된 부분의 고체 기판의 두께는 1nm 내지 1000nm, 예를 들면, 3.4nm 내지 500nm 또는 1nm 내지 50nm일 수 있다.

상기 채널의 횡단면의 길이는 1nm 내지 100nm, 예를 들면, 1nm 내지 5nm, 1nm 내지 10nm, 5nm 내지 10nm 또는 1nm 내지 25nm의 크기를 갖는 것일 수 있다. 상기 채널은 횡단면이 원형 또는 다각형의 형태를 갖는 것일 수 있다. 원형인 경우, 상기 횡단면의 길이는 직경을 나타내고, 다각형인 경우, 최단 거리를 나타낸다. 상기 채널의 횡단면의 길이는 채널의 길이 방향 (longitudinal direction)에 대하여 균일할 수 있다. 상기 채널의 길이 방향의 길이는 핵산이 통과될 수 있는 한, 특별히 한정되는 것은 아니다. 상기 채널의 길이 방향의 길이는 통과되는 핵산의 길이 보다 작은 것일 수 있다. 상기 채널의 길이 방향의 길이는 핵산 분자 중의 한 염기와 염기 사이의 거리 예를 들면, 3.4nm 내지 500nm일 수 있다. 또한, 상기 길이는 핵산 분자 중의 한 염기와 염기 사이의 거리 예를 들면, 3.4nm 이하일 수 있다.

상기 검출 장치에 있어서, 액체를 담기 위한 제2 용기를 포함하고, 제2 용기는 제2 용기에 담기는 액체가 제1 용기에 담긴 액체와 접촉하는 표면과 맞은편의 표면에서 상기 고체 기판과 접촉할 수 있도록 배치된 것일 수 있다. 그외 제2 용기의 특성은 제1 용기와 동일하거나 다를 수 있다.

상기 검출 장치는 핵산을 통공을 통하여 선형적으로 이동시키기 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 상기 수단은 상기 입구 포트와 출구 포트가 위치한 고체 기판의 표면 사이에 물질의 농도구배, 전압구배, 및 자기력 구배를 제공하기 위한 수단일 수 있다. 상기 수단은 예를 들면, 상기 입구 포트와 출구 포트 양측 또는 채널 내에 배치된 2 이상의 전극을 포함할 수 있다. 상기 전극은 통공의 일부이거나 별개의 것일 수 있다. 통공의 일부인 경우는, 통공의 채널의 적어도 일부분이 전도성 물질로 된 것일 수 있다. 예를 들면, 채널의 적어도 일부분이 전도성 물질로 코팅되거나, 전도성 물질 함입되어 있는 것일 수 있다. 상기 수단은 예를 들면, 상기 입구 포트, 출구 포트 양측 및 채널 내 중 하나이상의 위치에 배치된 분자 모터, 기계적 구동장치, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나이상일 수 있다. 상기 장치는 또한 상기 수단에 전기적으로 연결된 전원을 포함할 수 있다. "선형적"이란 핵산을 길이 방향을 통하여 통공을 통과하는 것을 나타낸다.

상기 검출 장치는 상기 통공 또는 고체 지지체의 일 면 이상에 배치된 통공을 통하여 선형적으로 이동하는 핵산을 검출하기 위한 검출기를 더 포함할 수 있다. 상기 검출기는 전기적 검출기, 광학적 검출기 및 이들의 조합으로부터 선택된 것일 수 있다. 전기적 검출기는 2이상의 전극을 포함할 수 있다. 2이상의 전극은 핵산을 통공을 통하여 선형적으로 이동시키기 위한 수단에서 설명된 2 이상의 전극과 동일하거나 다를 수 있다. 전기적 검출기는 전류 또는 전압을 측정하기 위한 것일 수 있다. 전기적 검출기는 예를 들면, 암메터 또는 볼타미터일 수 있다. 2이상의 전극은 입구 포트와 출구 포트에 대하여 배치되거나, 상기 채널에 배치될 수 있다. 광학적 검출기는 광원과 광 검출기를 포함할 수 있다.

상기 검출 장치에 있어서, 제1 용기는 핵산 증폭이 이루어는 핵산 증폭용 챔버 자체이거나, 핵산 증폭용 챔버와 유체 소통가능하게 연결된 것일 수 있다. 또한, 제1 용기는 시약 또는 물질을 저장하기 위한 저장소 (reservoir)와 유체 소통가능하게 연결된 것일 수 있다.

다른 양상은 액체 중에서 프로브 핵산을 포함하고, 상기 프로브 핵산은 표적 서열에 특이적으로 결합하는 제1 영역과 검출가능한 표지로 작용하는 제2 영역을 포함하고, 제2 영역은 단일가닥과 단일가닥이 혼성화되어 있는 혼성화 영역을 포함하는 핵산 구조체로서 핵산의 길이 방향에 대하여 2 이상의 다른 핵산 구조체 조합이 배치되어 있는 것인 프로브 조합을 표적 핵산과 접촉시켜 프로브 핵산과 표적핵산을 혼성화시키는 단계; 혼성화 산물을 통공을 통하여 이동시키는 단계; 및 상기 통공을 통하여 선형적으로 이동하는 혼성화 산물을 검출하는 단계;를 포함하는 것인, 표적 핵산을 검출하는 방법을 제공한다.

상기 방법에 있어서, 프로브 조합에 대하여는, "프로브 조성물"에서 상기한 바와 같다. 또한, 혼성화 단계, 이동시키는 단계 및 검출하는 단계는 달리 언급이 없는 한 "표적 핵산을 검출하는 방법"에서 설명한 바와 같다.

상기 방법은 2 이상의 핵산 프로브를 포함하고, 다른 제1 영역 서열을 가진 프로브는 다른 핵산 구조체 조합을 갖는 것일 수 있다.

일 양상에 따른 프로브 조성물에 의하면, 표적핵산을 효율적으로 검출하는데 사용될 수 있다.

다른 양상에 따른 표적 핵산을 검출하는 방법에 의하면, 표적 핵산을 효율적으로 검출할 수 있다.

도 1은 단일가닥과 단일가닥이 혼성화되어 있는 혼성화 영역을 포함하는 핵산 구조체의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 핵산의 길이 방향에 대하여 2 이상의 다른 핵산 구조체 조합이 배치되어 있는 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 핵산 구조체의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 고리 형태의 핵산 구조체의 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 핵산 구조체를 구성하는 2개 핵산 구조체 (200, 300)를 나타낸 도면이다.
도 6은 핵산 분자를 통공을 통하여 선형적으로 이동시키기 위한 장치의 일 예를 나타낸 사시도이다.
도 7은 통공을 포함하는 고체 기판을 제조하는 공정의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 만들어진 DNA 구조체의 AFM (atomic force microscopy) 이미지를 나타낸다.
도 9는 DXB1의 통공을 통한 핵산의 이동을 나타낸 도면이다.
도 10은 고리 타입의 통공을 통한 핵산의 이동을 나타낸 도면이다.

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: 핵산 분자를 통공을 통하여 선형적으로 이동시키기 위한 장치의 일 예

도 6은 핵산 분자를 통공을 통하여 선형적으로 이동시키기 위한 장치의 일 예를 나타낸 사시도이다. 상기 장치 (100)는 핵산을 포함하는 액체를 담기 위한 제1 용기 (30); 및 통공 (20)을 포함하는 고체 기판 (10)으로서, 상기 통공은 입구 포트와 출구 포트 및 입구 포트와 출구 포트 사이에 정의된 채널을 포함하고 제1 용기 중의 액체와 접촉가능하게 배치된 것인 고체 기판;을 포함하고 있다. 고체 기판 (10) 중 통공 (20)은 실리콘 니트리드 (Si3N4) 막에 형성될 수 있다. 실리콘 니트리드 (Si3N4) 막은 예를 들면, 약 30nm의 두께를 갖는 것일 수 있다.

상기 장치 (100)는 액체를 담을 수 있는 제2 용기 (40), 핵산을 통공을 통하여 이동시키기 위한 수단 및/또는 전기적 검출 수단인 한 쌍의 전극 (50,60)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 용기 (30, 40)는 상판과 하단 (70, 80)이 각각 밀폐 수단 예를 들면 O-링 (90)에 밀폐되어, 액체를 담을 수 있다.

도 7은 통공을 포함하는 고체 기판을 제조하는 공정의 일 예를 나타낸 도면이다. 도 7를 참조하면, 출발물질 (500), 예를 들면, 실리콘 웨이퍼 상에 저기압 화학기상증착법 (low pressure chemical vapor desposition: LPCVD)에 의하여 상면 및 하면에 각각 실리콘 니트리드층(510, 510')을 코팅한다. 실리콘 웨이퍼 (500) 및 실리콘 니트리드층 (510, 510')의 두께는 적절하게 조절될 수 있으며, 예를 들면, 각각 300μm 및 30nm일 수 있다. 실리콘 니트리드층 (510, 510')은 통공이 형성될 박막으로서 역할을 한다. 실리콘 니트리드는 높은 유전 파괴 저항성 (dielectric breadown resistivity)과 아주 높은 직류 저항 (dc resistivity)를 갖는다. 실리콘 니트리드는 기계적으로 강하고 높은 온도에 안정하며, 많은 화학물질에 불투과성이다. 실리콘 니트리드는 물에 의하여 쉽게 적셔질 수 있으며, 그에 따라 핵산 용액과 같은 액체 용액과 접촉되는 경우, 통공에서 버블이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.

다음으로, 플라즈마 화학기상증착법 (plasma enhanced chemical vapor desposition: PECVD)에 의하여 하면의 실리콘 니트리드층 상에 실리콘 니트리드층 (520)를 추가적으로 코팅한다. 추가된 실리콘 니트리드층 (520)은 실리콘 식각을 위한 하드마스크 역할을 할 수 있다. 실리콘 니트리드층 (520)의 두께는 적절하게 조절될 수 있으며, 예를 들면, 300nm일 수 있다. 포토레지스트층을 실리콘 니트리드층 (520)상에 형성시키고, 패턴화하여 실리콘 니트리드 식각 윈도를 형성한다. 실리콘 니트리드층 (510], 520)은 알려진 식각 방법, 예를 들면, 반응성이온식각 (reactive ion ethcing: RIE)에 의하여 식각될 수 있다. 웨이퍼의 반대면은 블랑크 포토레지스층으로 보호할 수 있다. 다음으로, 상기 실리콘 니트리드 식각 윈도 아래의 실리콘 웨이퍼는 적절한 방법, 예를 들면, KOH를 사용한 통상적 이방성 (anisotropic) 습식 식각 공정에 의하여 식각될 수 있다. 그 결과 피라미드 형상으로 하면의 실리콘 니트리드 및 실리콘 웨이퍼가 식각된 모양이 생성된다. 상면의 실리콘 니트리드 박막은 투과전자 현미경 (transmission electron microscope: TEM 천공법, 즉 전자빔 드릴링에 의하여 통공을 형성할 수 있다.

실시예 2: 핵산 구조체를 포함하는 프로브의 통공을 통한 이동 및 검출

(1) 검출 장치의 제작

본 실시예에서는 도 7에 나타낸 바와 같은 공정에 따라, 통공을 포함하는 고체 기판을 제조하고, 도 6에 나타낸 바와 같은 장치를 제조하였다. 실리콘 웨이퍼 (500) 및 실리콘 니트리드층 (510, 510')의 두께는 각각 300μm 및 30nm이었으며, 추가적 실리콘 니트리드층 (510)의 두께는 300nm이었다. 통공은 단면이 원형이며, 직경은 약 5nm 내지 10nm이었다.

사용된 핵산 구조체는 도 3의 핵산 구조체 DXB 1과 도 4의 고리 타입 핵산 구조체를 사용하였다. DXB 1의 크기는 대략적으로 다음과 같이 계산될 수 있다. 즉, 길이는 12.6 nm (37 염기수 x 0.34nm)이고, 넓이는 5nm [2nm (duplex DNA 너비) x 2+ 1nm (duplex DNA 간의 전기적 척력)]이다. 도 4의 고리 타입은 내경 40nm이며, 외경 55nm일 수 있다.

(2) 통공을 통한 프로브 핵산의 이동

(1)에서 제조된 통공을 포함하는 고체 기판을 사용하여 도 6에 나타낸 장치를 구성하였다. 이때 상판과 하판은 10mm 두께의 폴리카르보네이트 재질로 제작된 지그를 사용하였다. 이때 상판과 하판은 O-링을 통하여 고체 기판과 접착되어 액체가 방출되지 않도록 하였다.

실험군1 (DXB1)은, 통공 직경이 5.0nm인 장치를 사용하였고, 장치에서 양 전극은 고체 기판으로부터 각각 2 mm 이격되어 있다. 실험군2 (고리 타입)는, 통공 직경이 9.0nm인 장치를 사용하였고, 장치에서 양 전극은 고체 기판으로부터 각각 2 mm 이격되어 있다.

먼저, 각각 100ul 용량 부피의 제1 및 제2 용기에 물 중 1M KCl 용액 100ul를 채우고, 제1 용기 측에 배지된 전극에 (-) 전압 및 제2 용기 측에 배지된 전극에 (+) 전압을 인가하여 고체 기판 사이에 전압 구배를 발생시켜, 나노 통공을 통해 흐르는 전류의 양을 측정하고 잡음 수준을 확인하였다. 또한, 잡음 수준을 통하여 장치가 정상적으로 작동하는지를 확인하였다. 물 중 DXB1 핵산 구조체 5ng/ul 농도의 용액 100ul를 제1 용기에 첨가하였다. 다음으로, 제1 용기 측에 배치된 전극에 (-) 전압 및 제2 용기 측에 배치된 전극에 (+) 전압을 인가하여 고체 기판 사이에 전압 구배를 발생시켜, 핵산이 이동하도록 하였다. 실험군1 및 실험군2에 대하여 각각 300mV와 400mV를 인가하였다. 핵산 통과는 동일한 전극을 통하여 시간에 따른 전류 변화를 측정하여, 확인하였다.

도 8은 만들어진 DNA 구조체 (A, B 및 C)의 AFM (atomic force microscopy) 이미지를 나타낸다.

도 9는 DXB1의 통공을 통한 핵산의 이동을 나타낸 도면이다. 도 9의 A, B, 및 C는 크로스 타일 (cross tile) 모양의 DNA 구조물의 크기별로 만들어진 나노포어 센서 센서를 지나갈 때 전기적 신호 즉, 차단 전류 (blockage current)를 측정한 이미지다. 도 9C에서 수치 0.22ms 2.5nA, 0.24ms 2.7nA, 0.20ms 1.8nA, 및 0.24ms 1.7nA는 각각 DNA 구조물이 지나갈 때 포어에 머무는 시간과 이때 발생하는 차단 전류를 나타낸다.

도 10은 고리 타입의 통공을 통한 핵산의 이동을 나타낸 도면이다. 도 10의 A, B, 및 C는 각각 도 5의 단일가닥 유전자가 자기조립에 의해 도 4의 링 모양을 만드는데 이때 도 4의 구조물이 나노포어를 지날 때 발생하는 차단 전류를 나타낸다. 도 10C에서 수치 1.03ms 2.3nA, 2.46ms 1.7nA, 및 3.18ms 2.1nA는 각각 DNA 구조물이 지나갈 때 포어에 머무는 시간과 이때 발생하는 차단 전류를 나타낸다.

100: 핵산 분자를 통공을 통하여 선형적으로 이동시키기 위한 장치
10, 10': 고체 기판
20: 통공
30: 제1 용기
40: 제2 용기
50, 60: 전극
70, 80: 상판, 하판
90; 밀폐수단
14: 링커
500: 출발물질
510, 510', 520: 실리콘 니트리드층

<110> Samsung Electronics Co., Ltd. <120> Probe composition comprising a probe having nucleic acid structure and use thereof <130> PN095531 <160> 17 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 13 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> A1 sequence <400> 1 ggcgtgtggt tgc 13 <210> 2 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> A2 sequence <400> 2 gcaacctgcc tggcaagact ccagaggact actcatcc 38 <210> 3 <211> 42 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> A3 sequence <400> 3 ggatagcgcc tgatcggaac gcctacgatg gacacgccga cc 42 <210> 4 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> A4 sequence <400> 4 atccggatga gtagtgggct cagtc 25 <210> 5 <211> 42 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> A5 sequence <400> 5 gactgagccc tgctaggatc gacttcactg gaccgttcta cc 42 <210> 6 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> A6 sequence <400> 6 gctcggtaga acggtggaag ccaacggtc 29 <210> 7 <211> 42 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> A7 sequence <400> 7 gttggcttcc tgtacggcag aactccgttg gacgaacact cc 42 <210> 8 <211> 13 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> A8 sequence <400> 8 tgttcgtggc gct 13 <210> 9 <211> 100 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> A9 sequence <400> 9 aggcaccatc gtaggttttc gttccgatca ccaacggagt tttttctgcc gtacaccagt 60 gaagtttttc gatcctagca cctctggagt ttttcttgcc 100 <210> 10 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> DX 1-1 sequence <400> 10 tgctactacc gcaccagaat gctagt 26 <210> 11 <211> 48 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> DX 1-2 sequence <400> 11 cattctggac gccataagat agcacctcga ctcatttgcc tgcggtag 48 <210> 12 <211> 49 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> DX 1-3 sequence <220> <221> misc_feature <222> (33) <223> T is attached to biotin <400> 12 cagtagcctg ctatcttatg gcgtggcaaa tgtagtcgag gacggatcg 49 <210> 13 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> DX 1-4 sequence <400> 13 cataccgatc cgtggctact gtcact 26 <210> 14 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ring 2-1 sequence <400> 14 ccaacagcca catcggtaga gctctaccga taggagtcag gcaaggcgtc tg 52 <210> 15 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ring 2-2 sequence <400> 15 ggacacagac gccttgcctg aatcggtaga gctctaccga taacgagtgg ct 52 <210> 16 <211> 62 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ring 2-3 sequence <400> 16 tcgttactca cgctgaccta ttccgtttgc tagcaaacgg atgtccacac cactacgacc 60 gc 62 <210> 17 <211> 62 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ring 2-4 sequence <400> 17 ctcctgcggt cgtagtggtg ttccgtttgc tagcaaacgg agttggatag gtcagcgtga 60 gt 62

Claims

2 이상의 프로브 핵산을 포함하고, 상기 프로브 핵산은 표적 서열에 특이적으로 결합하는 제1 영역과 검출가능한 표지로 작용하는 제2 영역을 포함하고, 제2 영역은 단일가닥과 단일가닥이 혼성화되어 있는 혼성화 영역을 포함하는 핵산 구조체이고, 적어도 2개 프로브는 서로 다른 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 프로브인 것인, 프로브 조성물.
제1항에 있어서, 제2 영역은 2nm 내지 1000nm의 채널을 통과할 수 있는 크기를 갖는 것인 프로브 조성물.
제1항에 있어서, 하나 이상의 프로브는 핵산의 길이 방향에 대하여 2 이상의 다른 핵산 구조체 조합이 배치되어 있는 것인 프로브 조성물.
제3항에 있어서, 다른 제1 영역 서열을 가진 프로브는 다른 핵산 구조체 조합을 갖는 것인 프로브 조성물.
제1항에 있어서, 상기 프로브는 라만 표지, 또는 라만 표지 조합이 부착되어 있거나 핵산 구조 외에 다른 검출가능한 표지가 부착되어 있지 않은 것인 프로브 조성물.
프로브 핵산을 포함하고, 상기 프로브 핵산은 표적 서열에 특이적으로 결합하는 제1 영역과 검출가능한 표지로 작용하는 제2 영역을 포함하고, 제2 영역은 단일가닥과 단일가닥이 혼성화되어 있는 혼성화 영역을 포함하는 핵산 구조체로서 핵산의 길이 방향에 대하여 2 이상의 다른 핵산 구조체 조합이 배치되어 있는 것인 프로브 조성물.
제6항에 있어서, 제2 영역은 2nm 내지 1000nm의 채널을 통과할 수 있는 크기를 갖는 것인 프로브 조성물.
제6항에 있어서, 2 이상의 핵산 프로브를 포함하고, 다른 제1 영역 서열을 가진 프로브는 다른 핵산 구조체 조합을 갖는 것인 프로브 조성물.
제1항에 있어서, 상기 프로브는 라만 표지, 또는 라만 표지 조합이 부착되어 있거나 핵산 구조 외에 다른 검출가능한 표지가 부착되어 있지 않은 것인 프로브 조성물.
액체 중에서 2 이상의 프로브를 포함하고, 상기 프로브 핵산은 표적 서열에 특이적으로 결합하는 제1 영역과 검출가능한 표지로 작용하는 제2 영역을 포함하고, 제2 영역은 단일가닥과 단일가닥이 혼성화되어 있는 혼성화 영역을 포함하는 핵산 구조체이고, 적어도 2개 프로브는 서로 다른 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 프로브인 것인 프로브 조합을 표적 핵산과 접촉시켜 프로브 핵산과 표적핵산을 혼성화시키는 단계;
혼성화 산물을 통공을 통하여 이동시키는 단계; 및
상기 통공을 통하여 선형적으로 이동하는 혼성화 산물을 검출하는 단계;를 포함하는 것인, 표적 핵산을 검출하는 방법.
제10항에 있어서, 상기 검출은 전기적 신호를 측정하는 것인 표적 핵산을 검출하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 검출은 제2 영역으로부터 전기적 신호를 측정하는 것인 표적 핵산을 검출하는 방법.
제10항에 있어서, 상기 검출은 시간에 따른 제2 영역으로부터 전기적 신호를 측정하는 것인 표적 핵산을 검출하는 방법.
제10항에 있어서, 제2 영역은 2nm 내지 1000nm의 채널을 통과할 수 있는 크기를 갖는 것인 표적 핵산을 검출하는 방법.
제10항에 있어서, 하나 이상의 프로브는 핵산의 길이 방향에 대하여 2 이상의 다른 핵산 구조체 조합이 배치되어 있는 것인 표적 핵산을 검출하는 방법.
제15항에 있어서, 다른 제1 영역 서열을 가진 프로브는 다른 핵산 구조체 조합을 갖는 것인 표적 핵산을 검출하는 방법.
제10항에 있어서, 상기 프로브는 핵산 구조 외에 다른 검출가능한 표지가 부착되어 있지 않은 것인 표적 핵산을 검출하는 방법.
제10항에 있어서, 상기 채널의 횡단면의 길이는 2nm 내지 1000nm의 크기를 갖는 것인 표적 핵산을 검출하는 방법.
액체 중에서 프로브 핵산을 포함하고, 상기 프로브 핵산은 표적 서열에 특이적으로 결합하는 제1 영역과 검출가능한 표지로 작용하는 제2 영역을 포함하고, 제2 영역은 단일가닥과 단일가닥이 혼성화되어 있는 혼성화 영역을 포함하는 핵산 구조체로서 핵산의 길이 방향에 대하여 2 이상의 다른 핵산 구조체 조합이 배치되어 있는 것인 프로브 조합을 표적 핵산과 접촉시켜 프로브 핵산과 표적핵산을 혼성화시키는 단계;
혼성화 산물을 통공을 통하여 이동시키는 단계; 및
상기 통공을 통하여 선형적으로 이동하는 혼성화 산물을 검출하는 단계;를 포함하는 것인, 표적 핵산을 검출하는 방법.
제19항에 있어서, 상기 검출은 전기적 신호를 측정하는 것인 표적 핵산을 검출하는 방법.
제19항에 있어서, 상기 검출은 제2 영역으로부터 전기적 신호를 측정하는 것인 표적 핵산을 검출하는 방법.
제21항에 있어서, 상기 검출은 시간에 따른 제2 영역으로부터 전기적 신호를 측정하는 것인 표적 핵산을 검출하는 방법.
제19항에 있어서, 제2 영역은 2nm 내지 1000nm의 채널을 통과할 수 있는 크기를 갖는 것인 표적 핵산을 검출하는 방법. .
제19항에 있어서, 2 이상의 핵산 프로브를 포함하고, 다른 제1 영역 서열을 가진 프로브는 다른 핵산 구조체 조합을 갖는 것인 표적 핵산을 검출하는 방법.
제19항에 있어서, 상기 프로브는 핵산 구조 외에 다른 검출가능한 표지가 부착되어 있지 않은 것인 표적 핵산을 검출하는 방법.
제19항에 있어서, 상기 채널의 횡단면의 길이는 2nm 내지 1000nm의 크기를 갖는 것인 표적 핵산을 검출하는 방법.