전기화학 DNA 바이오센서 기술의 최근 동향(Recent trends in electrochemical DNA biosensor technology)

전문가 제언

□ 인간 게놈 프로젝트 하에 진행된 혈액, 혈장, 세포, 체액 등과 같은 생체시료에 존재하는 특정 염기서열의 검출은 특히 질병진단 및 보건 의료분야에 혁신적인 발전을 가져올 것으로 기대하고 있다. 질병 관련 특정 염기서열을 검출하여 유전병이나 바이러스에 의해 유발되는 질병의 진단을 위한 DNA 바이오센서의 개발이 요구된다. 이 바이오센서는 특정 서열을 검출하는 것 외에 DNA의 구조적 특징을 이용하여 방향족 아민류와 같은 독성 검출이나 다른 유기물들의 검출과 연구에도 이용되고 있다. 본 논문에서는 가장 최근에 개발된 전기화학 DNA 바이오센서의 기술을 중심으로 문헌을 리뷰하고, 분자 진단법을 위한 적용과 장래의 전망에 대한 정보도 제공하고 있다.

□ DNA 서열의 검출을 위한 많은 연구들의 결과로 오늘날에는 휴대용 장치에서 사용될 수 있을 만큼 다양한 기술이 개발되었다. DNA probe와 표적 DNA의 교잡(hybridization)정도를 측정하는 방법으로는 분광학적 방법과 전기화학적 방법이 가장 많이 사용되고 있다. 분광학적 방법은 감도가 높고 정량적이기는 하지만, 고가의 장비와 많은 시간소비, 시료의 전처리 및 장비를 휴대할 수 없다는 단점 때문에 상당수의 연구자들이 소형화가 용이한 전기화학적 방법에 대해 많은 관심을 갖고 있다.

□ 특정 DNA를 검출하기 위하여 DNA를 생체로부터 분리하여 정제하고 증폭하는 일련의 과정들은 매우 복잡하여 사용하기가 번거롭고, 진단용 제품으로 보급하기에도 어려움이 있다. 따라서 소형화가 가능한 전기화학 측정법을 DNA 바이오센서에 적용하려는 노력이 활발히 진행되고 있다. DNA 염기 중의 하나인 구아닌(guanin)에 1 V 미만의 전압을 인가하면 전극 상에서 산화될 수 있다는 원리를 이용하여 Clinical Micro Sensors(CMS)사에서 페로센(ferrocene)이라는 전자 전달체가 함유된 신호 탐침(probe)을 시료 DNA와 교잡(hybridization)시켜 DNA를 전기화학적으로 검출하는 바이오센서를 개발하였다. DNA 탐침을 고밀도로 배열시킨 DNA 칩(chip)을 이용하여 특정 질병을 진단하는 진단용 DNA 바이오센서도 개발이 가능하다. 이러한 DNA칩에 대한 연구는 Affymetrix, Gene Logic, Nanogen 등 미국 내 벤처기업을 중심으로 유전자 관련 연구기관에서 감염성 질병진단 및 암 진단용 DNA 바이오센서를 개발하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.

저자

Kerman, K; Kobayashi, M; Tamiya, E

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

바이오

연도

2004

권(호)

15(2)

잡지명

MEASUREMENT SCIENCE & TECHNOLOGY

과학기술
표준분류

바이오

페이지

1~11

분석자

주*호

분석물

• 전기화학 DNA 바이오센서 기술의 최근 동향.pdf [191,230 byte]

이미지변환중입니다.