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Quantum dot-based microfluidic immunocytochemistry using a parallel-sequential multiplexing method = 병렬-순차적 멀티플렉싱 방법을 이용한 양자점 기반 마이크로플루이딕 면역세포화학염색법
서명 / 저자 Quantum dot-based microfluidic immunocytochemistry using a parallel-sequential multiplexing method = 병렬-순차적 멀티플렉싱 방법을 이용한 양자점 기반 마이크로플루이딕 면역세포화학염색법 / Se-Yong Kwon.
저자명 Kwon, Se-Yong ; 권세용
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2011].
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초록정보

Immunocytochemistry (ICC) has been widely used for the cell study, such as cell to cell interaction, signal pathway and protein translocation. Particularly, multiplexed protein identification is an important issue on ICC field to explain the complicated cell signaling behavior. Conventional quantum dot (QD)-based ICC has been used to satisfy the need for multiplexing biomarkers. QD multiplexing methods are classified into two methods which are the direct method and the indirect method. Although the indirect method is preferred in QD-ICC due to its brightness and flexibility, it has limitations on multiplexing efficiency and the non-specific binding of QD-secondary antibody. In this thesis, we propose a QD parallel-sequential multiplexing method which provides high multiplexing efficiency to QD indirect method. To demonstrate this novel method, a multichannel-microfluidic device was exploited to investigate the result distortion of QD staining data resulted from the sequence dependency of QD multiplexing. With a precise control of fluid flow in the microfluidic device, we successfully showed reduced non-specific binding of QDs comparing to conventional method. We also demonstrated the feasibility of a QD parallel-sequential method with five different primary antibodies and two kinds of QDs. This parallel-sequential method could realize the massive multiplexed protein identification with reducing time, reagents, costs and labors. Reduced non-specific binding of QDs with this approach could offer the realization of massive protein quantification on ICC.

본 연구에서는 양자점 면역세포화학 염색법에서의 멀티플렉싱 능력을 향상시키는 병렬-순차적 멀티플렉싱 방법을 제안하였다. 멀티플렉싱 능력을 극대화하기 위해 양자점 면역세포화학 염색법에서 주로 쓰이는 직접염색 방법과 간접염색 방법의 장점 만을 결합할 수 있는 개념이 도입되었다. 간접염색 방법의 장점을 그대로 고수하며 다중 미세채널을 이용하여 병렬적인 멀티플렉싱을 가능하게 하였다. 이러한 방법의 현실화를 위해서는 먼저 기존 양자점 간접염색법에서 일어났던 문제점에 대해 먼저 접근하고 그 문제점을 해결해야 했다. 기존 양자점 간접염색법에서 여러 바이오마커를 순차적으로 멀티플렉싱할 때 어떤 바이오마커를 먼저 반응시키냐에 따라 마지막 결과가 달라지는 문제점이 있었다. 면역세포화학 과정 중 여러 시약 처리과정에서 먼저 반응시켰던 양자점이 떨어져 나가 이런 현상을 야기시킨다는 추측이 있었다. 본 실험에서는 이 문제점에 대해 가정되어온 사실을 실험을 통해 처음으로 접근하였으며 미세유체제어를 통해 이 문제점을 최소화시킬 수 있는 조건을 찾아내었다. 이를 위해 기존 양자점 멀티플렉싱 방법에서 블로킹 과정에서 먼저 붙어있던 양자점의 형광세기를 낮춘다는 것을 실험을 통해 알아내었으며, 미세채널을 이용할 때는 이 현상이 최소화된다는 것을 알 수 있었다. 또한, 여러 세포블록에서 양자점을 염색하고 하나의 세포블록을 미세채널로 여러 구역으로 나눈 후에 각각의 구역에 다른 유속을 적용하여 워싱과정을 수행함을 통해 워싱과정에서 양자점이 최소로 떨어져 나가는 조건의 유속과 시간대를 알아내었다. 그 결과 두 가지 바이오마커를 순차적으로 멀티플렉싱했을 때 멀티플렉싱 순서를 바꾸어도 염색결과 왜곡을 기존 대비하여 최소화시킬 수 있었다. 이를 바탕으로 양자점 병렬-순차적 멀티플렉싱 방법의 가능성을 시험하였다. 다섯 가지의 1차 항체를 여러 미세채널에서 두 가지 색을 가진 양자점을 이용하여 성공적으로 병렬-순차적 멀티플렉싱을 수행할 수 있었다. 면역세포화학법에서 다중 단백질 검출에 대한 필요성은 최근 계속하여 증가하고 있다. 본 연구에서 제안한 병렬-순차적 멀티플렉싱 방법은 간접 염색법을 여러 개의 미세채널에서 동시에 구현할 수 있기에 다량의 바이오마커를 동시에 식별할 수 있게 하여 세포면역화학법을 기반으로 한 세포연구에 큰 도움을 줄 수 있을 것이라 기대된다. 미세유체채널을 사용하기에 사용하는 시약의 양 또한 감소하므로 연구에 필요한 비용 역시 크게 감소할 것이며 시간과 노동의 감소 효과는 크게 증대될 것이다. 또한, 결과왜곡현상을 줄일 수 있어 보다 정확한 마커 분석을 할 것으로 기대된다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MBiS 11001
형태사항 viii, 46 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 권세용
지도교수의 영문표기 : Je-Kyun Park
지도교수의 한글표기 : 박제균
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 바이오및뇌공학과,
서지주기 References : p. 41-43
주제 quantum dot
microfluidics
immunocytochemistry
multiplexing
양자점
마이크로플루이딕스
면역세포화학염색법
멀티플렉싱
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