바이오칩 기판성능 향상 기술 개발

포항공대 화학과 박준원 교수가 출품한 '고체 표면에 높은 아민기 밀도를 갖는 분자층을 형성하는 방법'이 '2002 대한민국 특허기술대전' 준대상(국무총리상)으로 선정 4일 코엑스에서 개최되는 특허대전 석상에서 시상식을 가질 예정이다.

박 교수에 따르면 이번에 개발한 기판 처리 기술을 이용하면 기판의 표면에 많은 양의 아민기가 생성되어, 기판과 바이오 분자 사이의 결합을 강하게 해준다. 또 표면에 부착되는 분자 수가 많아 안정성이 매우 높고, 균일한 칩의 제조가 가능하다. 이 기판을 사용해 칩을 만들 경우 검출할 수 있는 시료의 범위가 매우 넓으며, 소량의 시료만으로도 검출이 가능할 만큼 신호의 세기가 강하다.

이 기술은 국내 생명공학회사인 제네티카에 기술이전한 바 있으며, 성능이 매우 우수한 DNA 칩과 단백질 칩 개발에 최근 성공했다.

이 기술로 만든 기판은 DNA RNA 단백질 등 바이오 분자뿐만 아니라 무기촉매의 표면연구나 마이 크로어레이(미세배열) 등 폭넓은 분야에서 사용 가능하고, 유리나 스테인레스 스틸과 같이 반응성이 거의 없는 표면도 이 기술을 이용하여 성능을 높일 수 있다고 설명했다.

DNA 칩이나 단백질 칩 등 바이오 칩은 손톱만한 작은 유리판 위에 여러 종류의 DNA나 단백질이 결합되어 있다. 환자의 혈액으로부터 채취한 시료를 이 칩 위에 떨어뜨려 그 환자가 어떤 병을 앓고 있는지 또는 어떤 병에 걸리기 쉬운지 등을 알아낼 수 있어, 전세계적으로 관심이 높아 활발한 연구가 진행중이다.

이러한 DNA 칩이나 단백질 칩 등 바이오 칩을 만들 때 유리판 표면에 DNA나 단백질들을 얼마나 단단하게, 어느 정도의 양으로 결합시킬 수 있는지 여부가 칩의 성능을 결정하는데 매우 중요하다. 아민기는 이들 분자가 표면에 단단하게 결합될 수 있도록 해준다.

현재 시판되고 있는 기판은 표면에 아민기의 수가 많지 않아 단백질이나 DNA 등을 고정시켰을때 기판과의 결합이 단단하지 못하다. 이 때문에 불안정하고, 극소량의 단백질이나 DNA가 부착돼있어 신호검출 효율이 떨어지는 단점이 있다.

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