자성 나노입자를 이용한 고감도 광학 면역 분석 기술에 관한 연구

Abstract

첨단 과학이 발달한 현대 사회에서 난치병이 증가하고 있는 이유로 면역계의 질환들이며 현재의 사회구조와 주변 환경이 인간이 면역력을 극도로 저하 시키는 원인으로 보고 있다. 그래서 이런 질병들을 치료하기 위하여 면역 분석 기술을 이용한 연구는 여러 분야에서 행해지고 있다. 그 중에 antibody와 antigen의 반응을 이용하여 광학적인 방법을 이용하여 고감도로 분석하는 연구를 했다. 면역학적 반응들은 매우 높은 수준의 민감도와 특이도로 인하여 분석 또는 검출 과정에 이용되어 왔다. 그 중에 ELISA 방법은 생물학적 물질의 분석에 특히 유용한 여러 가지 Marker를 접합시킨 항체 또는 항원이 사용되어진다. Antibody와 antigen의 반응을 이용하여 면역 분석을 하는 연구는 많이 하고 있다. 이런 연구의 가장 중요한 목적은 쉽게 분석이 가능하며 분석이 가능한 농도의 범위이다. 보통 면역 분석의 기술은 ELISA를 이용하여 분석을 한다. 본 연구는 광학적인 방법을 이용하여 면역 분석을 하는 연구를 했다. 면역 분석을 하는 기술을 자성 나노 입자와 은 나노 입자에 형광 염료를 반응을 하고 silica coating을 한 것을 사용을 하여 광학적인 분석을 위하여 Raman를 사용을 하여 분석을 하는 기술에 관한 연구를 한 것이다. 보통의 면역 분석을 하는 실험에 사용하는 방법과 다른 빠르고 손쉽게 하며 분석이 가능한 농도를 좋게 하기 위하여 연구를 하였다. 자성 나노 입자를 사용을 하여 실험을 하는 과정에서 자장을 걸어주어 반응을 하지 않은 물질을 쉽게 분리를 할 수가 있었다. 이런 자성 나노 입자의 특성을 이용하여 자성 나노 입자에 polyclonal antibody를 결합을 하고 antigen과 반응을 한 후에 은 나노 입자에 형광 염료를 반응을 하고 silica로 coating을 하여 반응을 하면 sandwich 형태로 반응이 일어나면 그 것을 광학적인 분석을 하여 antigen의 농도에 따라 spectrum의 intensity 차이를 보고 정량적인 분석이 가능 했다. 그 결과 광학적인 면역 분석의 기술을 이용한 연구의 결과 매우 낮은 농도까지 검출이 가능했다. 이러한 Raman 분광 기술을 이용하여 앞으로 의학적인 응용으로 질병을 진단하고 그 질병을 치료하는 연구에 사용이 될 것 이라고 생각을 한다. 또한 면역 분석의 기술을 광학적인 방법을 사용하여 아주 적은 양의 시료와 짧은 시간에 실시간에 분석이 가능한 연구가 가능하다는 것을 보았다. 즉, Micro fluidic chip을 이용하여 앞으로 chip 상에서 실험이 가능 할 것 이라는 생각을 한다. 이런 소형화된 장비를 이용을 하여 분석이 가능하면 앞으로 면역 분서의 기술을 간단하고 소형화가 된 장비를 이용하여 어디서나 분석이 가능해 지는 것이다.; Biocompatible Ag/SiO2 core-shell nanoparticles, labeled with Raman reporter dyes, have been synthesized and their characteristic properties were investigated using TEM, UV/Vis absorption spectroscopy and surface-enhanced Raman microscopy. Their surface was conjugated with specific antibodies. These glass shells show an excellent chemical stability as well as a good optical property. A sensitive and highly specific immunoassay has been performed on the basis of SERS detection. Antibody-conjugated core-shell nanoparticles and the amino group modified silica-coated magnetic nanoparticles as immobilization matrix were used for the immunoassay. In this proposed system, a sandwich type immunoassay was performed between monoclonal antibody conjugated core-shell nanoparticles and polyclonal antibody functionalized magnetic nanoparticles. In this paper , the monitoring of the reaction between antigen-antibody using the SERS tags will be discussed.