Surface density of functional group on a solid substrate is an important parameter to determine the immobilization efficiency of biomolecules such as DNA and Protein. In the present study, we compared the immobilization and hybridization efficiencies of oligonucleotide microchips modified with different surface chemistries. We first prepared aminosilylated, aldehyde, isothiocyanate and epoxide-activated glass slides and amine modified oligonocleotides were attached through their amines onto surface functional groups by noncovalent or covalent attachment. We then optimized the coupling chemistries for immobilization of oligonucleotides and compared their immobilization and hybridization efficiencies of these glasses with fluorescently labeled oligonucleotide probes. All the homemade glasses showed desirable discrimination capacity in BRCA chip test which means that that are good candidate supports for routine oligonucleotidechip tests. Among the activated glasses, epoxide glass showed the highest coupling capacity; however, the hybridization efficiency was diminished due to their hydrophobicity and steric hindrance. Although the hybridization efficiency of epoxide glass was not as high as expected, epoxide glass was chosen as the best candidate support for the microarray application due to its low background signal and high discrimination capacity in BRCA chip test.
Microarray 실험에 있어서 원하는 결과를 얻기 위해서는 검출하고자 하는 DNA 혹은 protein 에 잘 반응 할 수 있는 capture probe 를 고체기판 위에 얼마나 효율적으로 고정화 시키느냐가 가장 중요한 요인 중 하나이다. 따라서 이러한 biomolecules 를 효율적으로 고정화시키기 위한 방법에 대한 연구가 많이 이루어져 왔으나 그 표면 개질 방법이 복잡하여 쉽게 적용하지 못하는 경우가 많았다. 여러 고정화 방법 중에서 가장 많이 쓰이는 방법은 아민기로 개질한 DNA를 DNA의 아민기와 반응성이 좋은 알데하이드, 에폭사이드 기가 처리된 고체 표면에 공유 결합 시키는 방법이다. 하지만 대부분의 경우 비싼 glass를 구매하여 쓰는 형편이기에 실험실에서의 routine한 test에 적용 가능한 간단한 표면개질 방법에 대해서 알아 보았다. 가장 대표적으로 쓰이는 aldehyde, amine, epoxide, isothiocyanate activated glass를 만들고 합성한 glass를 실제 chip실험에 적용하여 그 성능을 구입한 glass와 비교평가 해 보았다. 각각의 glass 합성방법을 결정하는데 있어 가장 중요시 여긴 것은 실험의 간편성으로 여러 복잡한 단계를 거치지 않고 한 단계의 반응만으로 합성 가능한 것을 골랐으며, 합성 후 glass 에 DNA를 고정화 시켜 본 결과 epoxide glass에서 가장 뛰어난 고정화 효율을 나타냈으며 amine, aldehyde, NCS glass 등도 구입한 glass에 비해서 대체적으로 보다 나은 성능을 나타내는 것을 확인 할 수 있었다. 이리하여 이번 실험에서는 homemade glass의 실제 실험실에서의 적용 가능성을 성공적으로 확인 할 수 있었다.