DNA microarray technology uses microscopic arrays of DNA molecules immobilized on solid supports for biomedical analysis. DNA-immobilization and hybridization efficiency in DNA microarray are most important factors for its accuracy and sensitivity, which usually depend on the modified solid surface for the covalent attachment of DNA. In this study, we have developed an optimized functionalization procedure with dendrimers on silicon wafer as a solid support. The method was based on the initial modification of silicon wafer through silanization. The modified surface was then coated with starburst dendrimers with a hyper-branched, spherical structure. In particular, we used heterogeneous aminosilane reagents in silanization step to control the number of functional amine group on the surface, which would be important procedure for providing the space for hybridization.
We particularly used dendrimers with terminal carboxyl groups for less backgrounds. As a result, the controlled silanization step and the carboxyl-group terminated dendritic support can provide a simple and efficient solution for the preparation of DNA microarray with less non-specific backgrounds and high hybridization yields.
DNA microarray 기술은 생의학적 분석을 위해 고체 지지체에 고정된 DNA 분자들의 극미 배열을 이용하는 것이다. DNA microarray 제작에서 분석의 정확성과 감도를 위해 고려해야 할 가장 중요한 요소는 DNA의 hybridization 효율이고 그것은 DNA의 공유 결합을 위해 변형된 고체 지지체의 표면에 따라 달라진다. 이 연구에서 고체 지지체로써 Silicon Wafer를 사용했고 그 표면에 최종적으로 덴드리머를 사용해 최적의 기능기를 부여했다. 그 방법으로 silanization을 통한 초기 변형에 기초하고 있고 다음으로 hyper-branched, spherical 구조를 지닌 덴드리머로 2차적인 막을 형성하게 하였다. 이 때 non-specific bindings으로 인한 backgrouds를 줄이기 위해 최외각 기능기가 carboxyl group인 반 세대 덴드리머를 사용하였다. 특히 hybridization 시에 상보적인 염기서열의 DNA가 접근하는데 필요한 공간 확보를 위해 silanization 단계에서 alkylsilane reagent를 함께 사용해 표면의 기능성 아민기의 수를 조절하려고 하였다. 결론적으로, silanization 단계의 조절과 함께 반 세대 덴드리머와의 반응으로 carboxyl group으로 변형된 표면은 DNA microarray를 제작할 때 non-specific backgrounds를 줄이고 hybridization yields를 높이기 위한 간결하고 효율적인 방안을 제시할 수 있다.
