특 집 Polymer Science and Technology Vol. 23, No. 6 598 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology 공액 고분자전해질 기반의 바이오센서 및 바이오이미징 Conjugated Polyelectrolytes-Based Biosensors and Bioimaging 정지은1ㆍ우한영1, 2 | Ji-Eun JeongㆍHan Young Woo 1Department of Cogno-Mechatronics Engineering WCU , Pusan National University, Miryang 627-706, Korea 2 Department of Nanofusion Engineering College of Nanoscience and Nanotechnology, Pusan National University, Miryang 627-706, Korea E-mailhywoo@pusan.ac.kr 정지은 2012 부산대학교 나노소재공학과 학사 2012-현재 부산대학교 인지메카트로닉스공학과 석사과정 우한영 1994 서강대학교 화학과 학사 1996 서강대학교 화학과 석사 1999 한국과학기술원 화학과 박사 1999-2003 효성 R&D 센터 책임연구원 2003-2006 Center for Polymers and Organic Solids CPOS , UCSB, USA Post-doc. 2006-현재 부산대학교 나노과학기술�...

특 집 | 공액 고분자전해질 기반의 바이오센서 및 바이오이미징 600 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology 그림 3. CPEs에서 형광 수용체로의 FRET을 이용한 DNA 검출 센서.10,11 그림 4. 공액 고분자전해질-삽입형 형광체 간 FRET 현상을 이용한 label-free 검출 기작.14 요한 분자 간 상호작용을 포함하고 있다. 첫 번째는 양이 온 공액 고분자전해질과 음전하를 띄는 DNA 간의 정전기 적 인력이다. 표적 DNA를 검출하되, 양이온 공액 고분자 전해질과 불필요한 결합을 방지하기 위해 표적 DNA와 상 보적인 염기서열을 갖고 정전기적으로 중성인 PNA에 형 광체를 레이블하여 탐지 PNA로 사용한다. 이때 시료 내에 찾고자 하는 표적 DNA가 존재하는 경 우, 표적 DNA와 탐지 PNA가 결합하며 이중 나선 구조를 이룬다. 여기에 양이온성 공액 고분자전해질이 첨가되면 정 전기적 �...

특 집 | 공액 고분자전해질 기반의 바이오센서 및 바이오이미징 602 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology 그림 7. A α-mannose가 치환된 고분자 구조 B , 고분자 응집에 따른 고분자 형광 변화를 이용한 Con A 센서 기작, C Con A에 의한 형광 스펙트럼.21 그림 9. A 압타머-실리카 나노입자 기반의 라이소자임 검출 방법, B 라이 소자임 농도에 따른 형광 스펙트럼 및 C UV 램프를 이용한 형광 이미지.23 그림 8. A 실리카 나노입자 기반의 항원 검출 시스템 B , 항원 농도에 따른 FRET 신호의 변화.22 그림 6. A 양이온성 polyfluorene 및 fluorescein이 레이블 된 biotin의 구조, B 양이온성 polyfluorene을 에너지 주개로, biotin에 레이블된 fluorescein을 FRET 받개로 이용한 streptavidin 검출 기작.20 록 함으로써 특정 항체를 검출하는 시스템이 보고되었 다.22 실리카 나노 입자에 도입된 1차 p...

특 집 | 공액 고분자전해질 기반의 바이오센서 및 바이오이미징 604 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology 그림 13. A 양이온성 고분자를 이용한 효소 활성 감지 기작, B 고분자 구조, C ALP에 의한 ATP의 효소 반응식.30 그림 12. A 분자 비컨 압타머 및 양이온성 고분자전해질을 이용한 칼륨 이온 감지 기작, B 칼륨 이온 존재, 부재 시 형광 스펙트럼, C 다양한 금속 이온에 대한 선택성.27 학물질을 인식하는 센서로 활용될 수 있는 가능성이 높다. 표적물질 인식을 위해 효소를 이용할 경우 높은 기질선택 성으로 인해 우수한 선택도를 보이므로 효소 활성 조사 및 의료 분석, 식품 분석에 적용된 예가 보고되고 있다.28-33 최근에는 수용성 공액 고분자를 이용하여 다양한 종류 의 효소 활성을 감지하는 기작 또한 보고되고 있다. 그림 12의 양이온성 고분자는 청...

특 집 | 공액 고분자전해질 기반의 바이오센서 및 바이오이미징 606 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology 그림 18. Amyloid deposits에 선택적으로 반응하는 공액 고분자 및 세포 이미징의 예.41 그림 19. C1을 포함하는 나노 구조체 형성 모식도와 HeLa cell TPM 이미징.42 2.5 공액 고분자전해질 기반의 세포 이미징 살아있는 세포를 가시적으로 관측하는 기술은 세포 내 질병 발생에 대해 분자 수준에서의 유발 및 발전 과정을 이해하기에 적합하므로 질병 발생의 원인이 되는 기작 및 진행을 이미지화하기 위한 연구들이 진행되고 있다. 공액 고분자전해질은 알킬 체인 말단에 달린 이온 그룹으로 친 수성 특성을 보이나 그 크기로 인해 세포로 침투하기 힘들 며 독성을 띄어 세포의 생존을 어렵게 한다는 문제점을 가 진다. 따라서 세포에 침투하기 쉬운 구조 및 ...