미세유체 칩 기반의 수평 방향 유전 영동 힘 분광기법 개발

Abstract

본 논문에서는 lateral 방향의 dielectrophoretic (DEP) force 측정 기법을 통하여 칩 표면과 프로브 사이 분자 간 상대적 결합력 차이의 분포를 측정하는 실험을 진행 하였다.Interdigitated electrode 위에 있는 Polystyrene beads는 dielectrophoretic (DEP) force 에 의해 전기장 구배의 기울기가 약한 쪽의 방향으로 힘을 받게 되어 전극 사이의 gap 혹은 전극의 가운데로 이동을 하게 되는데, 이 때 beads가 electrode의 특정한 위치에서 받는 vertical/lateral DEP force를 분석 하였다.Lateral 방향의 dielectrophoretic force를 받는 polystyrene beads가 실험 대조군 별로, 각각 표면이 띄고 있는 결합의 분포와 인가하는 force의 크기 및 loading rate에 따라서 이동하는 속도와 거리의 차이가 나는 경향을 확인할 수 있었다. 이를 통해 molecular interaction force를 측정할 수 있었으며, single binding 수준의 결합력 측정도 가능하였다.Lateral DEP force를 이용하여 측정한 결합력은 vertical DEP force를 통해 측정한 결합력에 비해 1~20 % 정도 작게 측정되었으며, 이는 energy landscape 측면에서 살펴 볼 때, 분자간 binding과 unbinding에 있어서 pathway 방향 차이로 해석할 수 있다. 향후 이 기법은 생체 분자간의 관계에 대해 연구하는데 혹은 표면과 생체 분자·세포 간에 생기는 화학·생물학적 결합의 관계를 조사하고 측정하는 연구 분야에 응용 가능할 것으로 기대된다.