Development of a rotating microdevice for multiplex single nucleotide polymorphism typing using rolling circle amplification

Abstract

대부분의 암환자들은 암의 전이현상 때문에 죽음을 맞게 된다. 따라서 암의 조기진단은 매우 중요하다. 현재 암을 진단하는 방법으로는 X-ray, MRI, CT, PET, 조직검사 등이 사용되고 있지만 이 방법들은 비용이 비싸고, 시간이 오래 걸리며, 복잡한 과정으로 환자에게 고통을 준다. 또한 이 방법들은 암이 발생하고 어느 정도 진행된 후가 되어야 진단이 가능하다는 단점을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 정확성과 신뢰성을 바탕으로 한 유전학 기반의 암 진단 방법이 주목을 받고 있다. 따라서 본 연구에서는 유전학 기반의 암 진단을 위해, 인간 유전자 암 마커를 유전자 다형성 분석을 통해서 확인해 보았다. 17번째 염색체 짧은 팔에 위치한 tp53유전자가 암의 발달과 큰 연관이 있기 때문에 tp53 의 변이 포인트 중 다섯 포인트를 목표로 잡았다. 모든 과정은 추가적인 초소형밸브나 초소형펌프가 필요 없는 이동형 마이크로디바이스 위에서 진행되었다. 이 발전된 디바이스는 챔버를 손으로 움직여 미는 간단한 컨셉을 통해 구축될 수 있었다. 이 마이크로디바이스는 마이크로채널이 패턴된 지름 4인치 유리웨이퍼 층, 온도를 조절하기 위한 Ti/Pt 전극 층, 반응이 일어나는 챔버 층으로 세 층의 구조를 하고 있다. 디바이스에서는 결찰 반응, 회전환 증폭 반응, 형광 신호 검출을 통하여 다섯 포인트의 변이 여부를 확인할 수 있었다. 만일 그 포인트가 변이상태라면, 결찰 반응이 일어나지 않기 때문에 회전환 증폭 반응이 일어날 수 없고, 형광 신호도 거의 나타나지 않을 것이다. 반대로 포인트가 정상상태라면 결찰 반응이 일어나고 회전환 증폭 반응이 뒤따르며, 그 결과 형광 신호를 얻을 수 있을 것이다. 모든 반응은 12개의 챔버에서 동시에 일어났으며 3시간안에 성공적으로 다섯 포인트의 변이 여부를 확인 할 수 있었다.