CHAPTER 1. Characterization of Compact Protein Monolayers Constructed on Dendrimer Monolayers with Atomic Force Microscopy. Atomic Force microscopy를 이용한 덴드리머 고분자 단분자막 위에 형성된 밀집한 단백질 단분자막 분석
Ever since its invention, atomic force microscopy (AFM) has been widely used in biotechnology and biomedical research, including imaging, forcemapping, and sensing applications. In the previous works, our laboratory tried to construct effective protein microarray chip platform with PAMAM dendrimer, and in these process, we could observe the closely packed streptavidin layer on the dendrimer layer. Also, we could know this surface coverage, 88%, with Surface Plasmon Resonance (SPR) spectroscopy. So we examined the surface morphology of dendrimer/biotin and dendrimer/biotinlstreptavidin by Atomic Force Microscopy (AFM), and as a result, we could observe definite differences between two surfaces. Also we could observe the closely packed streptavidin layer image, and through the line profiling of captured image, we could confirm the streptavidin single molecule image, indirectly.
CHAPTER 2. Development of the Biospecific Chip Platform on a Glass using Poly(amidoamine) Dendrimer. 덴드리머 고분자를 이용한 유리단백질 칩의 개발
As the human genome has been thoroughly discovered, complementary understanding of protein function and interaction, proteomics, is essential and necessary. For these researches, there were lots of methods to examine until now, and among that, microarray chip is noticed because of the various advantages. In this field, the development of molecularly organized sensing surface, on which high density of functionally active ligand groups with high sensitivity, selectivity, and orientation are arrayed, is a most important point. So, on the epoxy-activated glass, the widely usable chip platform was constructed with PAMAM dendrimer and strong neutravidin-biotin interaction, Also, to observe the usability of the constructed chip platform, protein microarray tests were executed. To see the NSB effect of the constructed chip platform, the SPR spectroscopy and fluorescence scanner were used, and we could know that NSB levels of a cell lysate was reduced to about 10% by virtue of neutravidin layer. Also, in the microarray study, there were good S/N ratio, 9-10, when antibody microarray was treated with protein mixture, but in the case of cell lysate, there were some negative results.
CHAPTER 1. Characterization of Compact Protein Monolayers Constructed on Dendrimer Monolayers with Atomic Force Microscopy. Atomic Force Microscopy를 이용한 덴드리머 고분자 단분자막 위에 형성된 밀집한 단백질 단분자막 분석
AFM이 발명된 이후, biotechnology와 biomedical 부분에서 imaging, forcemapping, sensing application 등의 분야에서 다양하게 사용되어 왔다. 이전의 실험에서 PAMAM dendrimer를 이용하여 효율적인 단백질칩 platform을 구축하고자 노력하였고, 그 과정에서 dendrimer layer위에 형성되는 streptavidin layer가 매우 촘촘하고 견고하게 형성됨을 알 수 있었다. 이러한 실험적 결과를 AFM imaging을 통해 확인해 보고 싶었고, 실제로 dendrimer/biotin layer와 dendrimer/biotin/streptavidin layer를 구축하여 각각의 표면 image를 찍어보았다. 그 결과 각각의 표면 image에서 확연한 차이를 관찰할 수 있었고, line profiling을 통하여 streptavidin layer위에 잡힌 image가 실제로 streptavidin임을 간접적으로 확인할 수 있었다. 또한 dendrimer layer위에 streptavidin이 매우 촘촘하고 견고하게 형성됨을 image를 통하여 눈으로 직접 확인 할 수 있었다.
CHAPTER 2. Development of the Biospecific Chip Platform on a Glass using Poly(amidoamine) Dendrimer. 덴드리머 고분자를 이용한 유리단백질 칩의 개발
Human genome sequence가 완전히 밝혀지면서 그와 상응하는 단백질의 기능이나 상호간의 interaction을 밝히는 연구가 중요하고 필요하게 되었다. 이러한 연구를 하기 위하여 지금까지 사용되어온 많은 방법 중에 microarray chip은 다양한 장점으로 인하여 활발한 연구가 진행되고 있다. 이러한 연구 과정에서 chip platform을 구축하는 것이 가장 중요한 연구 분야가 되었고, 다양한 곳에서 쓸 수 있는 chip platform을 개발하고자 epoxy activated 유리 표면 위에 PAMAM dendrimer와 강한 neutravidin-biotin interaction을 이용해 보았다. 이와 더불어 개발된 platform의 유용성을 실험해 보고자 단백질 microarray를 실행해 보았다. 개발된 chip platform의 유용성을 보고자 단백질 비 특이적 결합(protein non-specific binding effect)을 surface plasmon resonance (SPR) spectroscopy와 형광 scanner를 이용하여 조사해 보았다. 그 결과 neutravidin layer가 dendrimer layer에 비해 비 특이적 결합을 약 10% 정도로 떨어뜨려주는 것을 알 수 있었다. 또한 단백질 혼합물과 cell lysate에 각각 antigen을 넣고 단백질 microarray위에 처리해본 결과 단백질 혼합물에서는 9~10의 좋은 S/N ratio를 보여주었고, cell lysate에서는 3~4정도의 비교적 안 좋은 S/N ratio를 관찰할 수 있었다.
