KR100432169B1 - Imaging method for protein chip analysis using a white-light SPR - Google Patents
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Abstract
본 발명은 백색광의 표면 플라즈몬 공명 현상을 이용하여 단백질 칩을 이미징하는 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 슬라이드그라스의 저면에 금과 같은 금속 박막을 형성하여 단백질 층 혹은 폴리머 층을 그위에 적층하여 이루어진 단백질 칩의 상기 슬라이드그라스 상면에 증류수 또는 이멀젼 오일을 발라서 프리즘과 계면 접합한 다음, 백색광을 편광기를 통과시켜 만들어진 P-편광을 상기 프리즘에 통과 시켜 단백질 칩에서 발생한 각각의 표면 플라즈몬 공명 파장을 얻고, 상기 편광을 단백질 층이 없는 금속 박막에 입사시켜 얻은 표면 플라즈몬 공명 파장을 이용하여, 이들 표면 플라즈몬 공명 파장의 차이를 구하여 그 파장 차이 값을 이용하여 단백질의 분포 및 반응을 2차원 또는 3차원으로 이미지화하게 되어 있다. 이러한 본 발명에 의하면, 단백질, DNA등의 생체 내 물질간의 상호 결합을 이미지화 할 수 있어 단백질간의 상호 작용을 보다 빠르고 정확하게 분석할 수 있게 된다.The present invention relates to a method of imaging protein chips using surface plasmon resonance of white light. Particularly, the present invention forms a thin metal film such as gold on the bottom of the slide glass, and distilled water or emulsion oil is applied to the top surface of the slide glass of the protein chip formed by laminating a protein layer or a polymer layer thereon, and then interfacially bonded with the prism. P-polarized light made by passing white light through a polarizer is passed through the prism to obtain respective surface plasmon resonance wavelengths generated in the protein chip, and by using the surface plasmon resonance wavelengths obtained by injecting the polarized light into a metal thin film without a protein layer, These surface plasmon resonance wavelengths are obtained and the distribution and response of the protein are imaged in two or three dimensions using the wavelength difference values. According to the present invention, it is possible to image the mutual binding between in vivo materials such as proteins, DNA, etc., it is possible to analyze the interaction between proteins more quickly and accurately.
Description
본 발명은 백색광 표면 플라즈몬 공명을 이용하여 단백질간의 상호작용을 이미지화 하는 방법에 관한 것이다. 특히 백색광을 폴리머나 단백질 층이 형성된 단백질 칩의 표면에 입사시켜 나오는 표면 플라즈몬 공명 파장과 순수하게 금속 표면에서 나오는 표면 플라즈몬 공명 파장과의 차이에 의해 단백질이나 폴리머의 분포를 이미지로 형상화하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of imaging interactions between proteins using white light surface plasmon resonance. In particular, it relates to a method of image-forming a distribution of a protein or a polymer by a difference between a surface plasmon resonance wavelength emitted from a white light or a surface of a protein chip on which a polymer or protein layer is formed and a surface plasmon resonance wavelength emitted purely from a metal surface. will be.
표면 플라즈몬(surface plasmon)은 활성화 물질인 금속박막 표면에서 일어나는 전자들의 집단적 진동이며, 이에 의해 발생한 표면 플라즈몬파(surface plasmon wave)는 금속과 이에 인접한 유전 물질의 경계면을 따라 진행하는 표면전자기파이다. 외부에서 서로 다른 유전함수를 갖는 두 매질의 경계면에 전기장을 인가하면, 경계면에서 전기장의 수직성분의 불연속성 때문에 표면전하가 유도되고, 이 표면전하의 진동이 표면 플라즈몬파로 나타난다. 표면 플라즈몬 공명현상은 인가된 전자기파의 파장과 전파상수가 금속박막 표면에서 일어나는 표면 플라즈몬과 일치하는 조건에서 일어난다. 유리와 같이 굴절률이 높은 매질을 통해 광이 전반사될 경우에 생성되는 소산파 (evanescent wave)를 이용하여 전파상수를 증가시키고, 특정한 광의 입사각도에서 표면 플라즈몬파의 전파상수와 일치되는 경우에 입사되는 광의 에너지가 전달되어지도록 하여 공명 현상을 일으킨다.Surface plasmons are collective vibrations of electrons occurring on the surface of metal thin films as activating materials, and surface plasmon waves generated by them are surface electromagnetic waves propagating along the interface between metals and adjacent dielectric materials. When an electric field is applied to an interface between two media having different dielectric functions from the outside, surface charges are induced due to discontinuities in the vertical components of the electric field at the interface, and the vibrations of the surface charges appear as surface plasmons. Surface plasmon resonance occurs under conditions where the wavelength and propagation constants of the applied electromagnetic waves coincide with the surface plasmons occurring on the metal thin film surface. The propagation constant is increased by using an evanescent wave generated when light is totally reflected through a medium having a high refractive index such as glass, and is incident when it is coincided with the propagation constant of the surface plasmon wave at a specific angle of incidence of light. The energy of light is transmitted, causing resonance.
이러한 표면 플라즈몬 공명 현상은 단백질 칩에서 항원 항체반응과 같은 생물학적 변화를 분석하는 데 이용되고 있다. 그런데 상기 종래의 단백질 칩 분석 장치는 단백질 칩의 국소적인 위치에서 발생되는 표면 플라즈몬 공명 파장의 값을 수치적으로 분석함으로써 단백질 칩의 생물학적 변화를 측정할 뿐이므로 단백질 칩의 전 영역을 입체적으로 분석하는 데 어려움이 있었다.These surface plasmon resonance phenomena are used to analyze biological changes such as antigenic antibody responses in protein chips. However, the conventional protein chip analysis device analyzes the whole area of the protein chip in three dimensions because only the biological change of the protein chip is measured by numerically analyzing the value of the surface plasmon resonance wavelength generated at the local position of the protein chip. There was a difficulty.
이에 본 발명은 상기 표면 프라즈몬 공명 현상을 이용하여 단백질 칩의 표면에서 일어나는 단백질 등과 같은 생체고분자의 상호 작용을 이미지로 구현하는 방법을 제공함에 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for implementing the interaction of a biopolymer such as a protein occurring on the surface of a protein chip by using the surface plasmon resonance phenomenon.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 슬라이드그라스의 저면에 금과 같은 금속 박막을 형성한 후 단백질 층 혹은 폴리머 층을 적층하여 구성된 단백질 칩의 상기 슬라이드그라스 상면에 증류수 또는 이멀젼 오일을 발라서 프리즘과 계면 접합한 다음, 백색광을 편광기를 통과시켜 만들어지는 P-편광을 상기 프리즘을 통과시켜 상기 단백질 층의 각 픽셀에서의 표면 플라즈몬 공명파장과, 상기 편광이 단백질층이 없는 금속박막에 입사시켜 얻어지는 표면 플라즈몬 공명파장을 서로 비교하여 그 파장 차이를 구하고, 상기 파장 차이 값에 따라 단백질 반응을 2차원 또는 3차원으로 이미지화하는 것이다.The present invention for achieving the above object is to form a metal thin film, such as gold on the bottom of the slide glass, and then apply a distilled water or emulsion oil on the upper surface of the slide glass of the protein chip consisting of a protein layer or a polymer layer to interface with the prism After bonding, the P-polarized light produced by passing white light through a polarizer is passed through the prism to give a surface plasmon resonance wavelength at each pixel of the protein layer, and the surface plasmon obtained by injecting the polarized light into a metal thin film without a protein layer. Resonance wavelengths are compared with each other to obtain the wavelength difference, and the protein reaction is imaged in two or three dimensions according to the wavelength difference value.
상기와 같은 본 발명에 따른 방법에 의하면 분석하고자 하는 단백질 칩의 반응을 입체적 또는 평면적으로 이미지화함으로써 단백질의 생물학적 변화 특성을 보다 정확하고 구체적으로 파악할 수 있게 된다.According to the method according to the present invention as described above it is possible to more accurately and specifically grasp the biological change characteristics of the protein by three-dimensional or planar image of the reaction of the protein chip to be analyzed.
도 1은 본 발명에 따른 단백질 칩 이미징 방법을 수행하는 장치의 개략적인 구성도,1 is a schematic configuration diagram of an apparatus for performing a protein chip imaging method according to the present invention;
도 2는 본 발명의 단백질 칩의 개략적 구성을 도시한 결합 단면도Figure 2 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of the protein chip of the present invention
도 3은 본 발명에 따라 단백질 칩의 표면에 대한 이미지를 얻는 개념도,3 is a conceptual diagram for obtaining an image of the surface of the protein chip according to the present invention,
도 4는 본 발명에 따라 단백질 칩을 2차원으로 구현한 이미지,4 is an image of a protein chip implemented in two dimensions according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따라 단백질 칩을 3차원으로 표현한 이미지이다.5 is an image representing a protein chip in three dimensions according to the present invention.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※※ Explanation of code about main part of drawing ※
1 : 백색광 광원 3 : 조리개1: white light source 3: aperture
5 : 편광기 7 : 거울5: polarizer 7: mirror
9 : 프리즘 10 : 단백질 칩9: prism 10: protein chip
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 단백질 칩 이미징 방법을 수행하는 장치의 개략적인 구성도를 도시하고 있다.1 shows a schematic block diagram of an apparatus for performing a protein chip imaging method according to the present invention.
도 1에서 도면부호 1은 백색광을 방사하는 광원이다. 광원(1)에서 방사되는 백색광은 적어도 1쌍의 볼록렌즈(2,4)를 통과하면서 균일하게 집광된다. 이때 상기 1쌍의 볼록렌즈(2,4) 사이에는 조리개(3)가 배치되어 통과하는 빛의 양을 조절할 수 있도록 되어 있다.In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a light source emitting white light. White light emitted from the light source 1 is uniformly collected while passing through at least one pair of convex lenses 2 and 4. In this case, the diaphragm 3 is disposed between the pair of convex lenses 2 and 4 to adjust the amount of light passing through.
상기 1쌍의 볼록렌즈(2,4)를 통과한 빛은 편광기(5)를 거치면서 P-편광으로 된다. 상기 편광기(5)를 거쳐 조사되는 편광은 적어도 1개 이상의 반사 거울(6,7)에서 전반사가 일어나는 임계각 이상의 각도로 반사된다.Light passing through the pair of convex lenses 2 and 4 becomes P-polarized light while passing through the polarizer 5. The polarized light irradiated through the polarizer 5 is reflected at an angle greater than or equal to a critical angle at which total reflection occurs in at least one or more reflection mirrors 6 and 7.
상기 반사거울(6,7)에서 반사되어 나오는 편광이 프리즘(9)을 통과하여, 스테이지(16)위에 얹혀서 X-Y방향으로 이동하게 되어 있는 단백질 칩(10)의 단백질 층에 입사된다.The polarized light reflected by the reflection mirrors 6 and 7 passes through the prism 9 and is incident on the protein layer of the protein chip 10 which is mounted on the stage 16 and moved in the X-Y direction.
여기서 상기 단백질 칩(10)은, 도 2에 도시된 바와 같이, BK-7 슬라이드그라스(11)와, 상기 슬라이드그라스(11)의 저면에 금과 같은 금속 박막(13)과, 복수개의 픽셀(14a,...14n)(15a,...15n)로 구획되어 상기 금속 박막(13) 저면에 적층되는 단백질 층(14,15) 혹은 폴리머 층으로 구성된다. 이때 상기 단백질 층(14,15) 혹은 폴리머 층은 상기 금속 박막(13)과 일치하는 크기로 적층한다.As shown in FIG. 2, the protein chip 10 may include a BK-7 slide glass 11, a metal thin film 13, such as gold, on a bottom surface of the slide grass 11, and a plurality of pixels ( 14a, .14n), 15a, ... 15n, and composed of protein layers 14, 15 or polymer layers stacked on the bottom surface of the metal thin film 13. In this case, the protein layers 14 and 15 or the polymer layer are stacked in a size consistent with the metal thin film 13.
또한 상기 단백질 칩(10)의 슬라이드그라스(11)의 상면에는 증류수 또는 이멀젼 오일층(12)을 발라서 프리즘(9)과 계면 접합하여 광커플러를 구성한다. 이 때 프리즘(9)과 금속 박막(13)이 직접 계면을 이루어서는 않되고, 금속 박막(13)은 공기와 계면을 이루도록 하여야 한다. 상기 증류수나 이멀젼 오일층(12)은 프리즘(9)과 슬라이드그라스(11) 사이의 굴절률 차이를 줄여주기 위함이다.In addition, the upper surface of the slide glass 11 of the protein chip 10 is coated with distilled water or emulsion oil layer 12 to interface with the prism 9 to form an optocoupler. At this time, the prism 9 and the metal thin film 13 should not directly interface, but the metal thin film 13 should interface with air. The distilled water or emulsion oil layer 12 is to reduce the difference in refractive index between the prism 9 and the slide glass (11).
상기 프리즘(9)을 투과한 편광은 단백질 칩(10)의 단백질 층(14,15)에 입사되는데, 이때 스테이지(16)를 X-Y방향을 따라 순차적으로 이동시키면서 단백질 칩(10)의 각 픽셀(14a,...14n)(15a,...15n)에서 반사된 빛이 광섬유(20)에 입사되게 한다. 그러면 단백질 층(14,15)의 각 픽셀(14a,...14n)(15a,...15n)에서 반사된 빛은 표면 플라즈몬 공명을 발생시키게 되지만, 금속 박막(13)이 없는 슬라이드그라스(11)의 표면에서 반사되는 빛은 표면 플라즈몬 공명을 발생시키지 않게 된다.The polarized light transmitted through the prism 9 is incident on the protein layers 14 and 15 of the protein chip 10. At this time, the pixels 16 of the protein chip 10 are sequentially moved along the XY direction. The light reflected from 14a, ... 14n (15a, ... 15n) is made incident on the optical fiber 20. The reflected light at each pixel 14a, ... 14n (15a, ... 15n) of the protein layers 14,15 will then generate surface plasmon resonance, but the slidegrass without the metal thin film 13 Light reflected from the surface of 11) does not generate surface plasmon resonance.
상기 단백질 칩(10)의 각 픽셀(14a,...14n)(15a,...15n)에서 반사되어 나오는 빛은 입사각과 동일한 각도로 배치된 광섬유(20)를 통하여 분광기(30)로 보내어진다. 여기서 상기 각 픽셀에서 나오는 신호가 순차적으로 상기 광섬유(20)에 수광되게 광커플러를 움직이거나 광섬유(20)를 직접 순차적으로 움직이게 할 수 있다.The light reflected from each pixel 14a, 14n, 15a, 15n of the protein chip 10 is sent to the spectrometer 30 through the optical fiber 20 disposed at the same angle as the incident angle. Lose. Here, the optical coupler may move the optical coupler or the optical fiber 20 may be sequentially moved so that the signal from each pixel may be sequentially received by the optical fiber 20.
상기 분광기(30)에서 나오는 신호를 기초로 데이터 분석 작업을 통하여 표면 플라즈몬 공명 파장을 계산하여 얻을 수 있다. 이 때, 상기 광섬유(20)는 복수의 가닥으로 구성하여 단백질 칩(10)의 복수개의 픽셀에서 나오는 복수개의 신호를 수광하게 할 수도 있다.Based on the signal from the spectrometer 30 can be obtained by calculating the surface plasmon resonance wavelength through a data analysis operation. In this case, the optical fiber 20 may be composed of a plurality of strands to receive a plurality of signals from a plurality of pixels of the protein chip 10.
상기 본 발명에 따라 단백질 칩(10)의 이미지를 구현하는 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of implementing an image of the protein chip 10 according to the present invention will be described in detail.
표면 프라즈몬 공명 현상을 이용하여 단백질 칩의 이미지를 얻기 위하여 먼저 칩을 수학식1과 같이하여 픽셀의 크기를 결정하여야 한다. 여기서 n은 픽셀의 크기를 조절할 수 있도록 하는 수이다. n이 크면 픽셀의 크기가 작아져 이미지의 해상도를 높일 수 있다. 그리고 단백질 칩은 수학식2와 같은 행렬식으로 픽셀화 하여 각 픽셀의 위치를 정해준다. 이것이 도 3의 (a) 그림이다.In order to obtain an image of a protein chip using surface plasmon resonance, first, the chip should be determined as in Equation 1 to determine the pixel size. Where n is a number to adjust the size of the pixel. Larger n increases the resolution of the image by reducing the size of the pixels. The protein chip is pixelated by a determinant such as Equation 2 to determine the position of each pixel. This is the figure of (a) of FIG.
단백질 칩을 상기와 같이 픽셀화한 후에 각 픽셀에 해당하는 x, y 위치를 수학식3과 같이 행렬식으로 나타내어진다. 즉 P11 픽셀의 위치는 A11에 해당된다. 따라서, 수학식3의 행렬 크기는 수학식2의 행렬과 동일하다.After pixelating the protein chip as described above, x and y positions corresponding to each pixel are expressed in a matrix as shown in Equation (3). That is, the position of the P11 pixel corresponds to A11. Therefore, the matrix size of Equation 3 is equal to the matrix of Equation 2.
프리즘을 통해 입사된 p-편광의 빛이 상기 수학식3과 같이 나타난 각각의 단백질 칩 픽셀(14a,...14n)(15a,....15n)의 위치에서 반사된 빛을 분광기(30)로 집광한 후 얻은 신호를 4차 폴리노미알 해석을 통해 반사된 빛의 세기가 가장 작은 값에 해당하는 프라즈몬 공명 파장을 계산해 낼 수 있다.P-polarized light incident through the prism reflects the light reflected at the positions of the respective protein chip pixels 14a,... 14n, 15a,... 15n as shown in Equation 3 above. Fourth-order polynomial analysis can be used to calculate the plasmon resonance wavelength at which the intensity of reflected light is the smallest.
이때 단백질 칩 위에 폴리머나 단백질 층(14,15)을 형성하지 않은 금속 박막(13)의 각 픽셀에서의 표면 플라즈몬 공명 파장을 먼저 얻어 도 4의 우측 상단에 있는 바로미터로 예시한 것과 같이 최저 기준값이 된다.At this time, the surface plasmon resonance wavelength at each pixel of the metal thin film 13 having no polymer or protein layers 14 and 15 formed on the protein chip is first obtained, and the lowest reference value is illustrated by the barometer at the upper right of FIG. do.
단백질 칩의 금속 박막(13) 위에 분석하고자 하는 폴리머나 단백질 층(14,15)을 여러층 형성한 후 상기한 방법에 의하여 각 픽셀 위치에서의 표면 플라즈몬 공명 파장을 얻게 된다. 이때 얻은 표면 플라즈몬 공명 파장이 도 4 우측 상단의 바로미터로 예시한 것과 같이 이미징을 하기 위한 최고 기준값이 된다. 즉, 금속 박막(13)과 폴리머 혹은 단백질 층(14,15)에서 얻은 표면 플라즈몬 공명 파장을 가지고 이미징을 하기 위한 최저 기준값과 최고 기준값이 되며 최저 값에는 파랑색을 최고 값에는 빨강색을 그리고 그 사이 값에는 녹색이 나타나도록 색의 명암과 채도를 조절하여 나타낸다.After forming a plurality of polymer or protein layers 14 and 15 to be analyzed on the metal thin film 13 of the protein chip, the surface plasmon resonance wavelength at each pixel position is obtained by the above-described method. The surface plasmon resonance wavelength thus obtained is the highest reference value for imaging as illustrated by the barometer at the upper right of FIG. 4. That is, it is the lowest reference value and the highest reference value for imaging with the surface plasmon resonance wavelength obtained from the metal thin film 13 and the polymer or protein layers 14 and 15, and the lowest value is blue, the highest value is red, and the The value between is displayed by adjusting the contrast and saturation of the color so that green color appears.
수학식4와 같이 각 픽셀에서의 표면 플라즈몬 공명 파장을 픽셀화한 순서대로 모아서 2차원 이미지를 얻게 된다. 상기 단계를 거쳐 단백질 칩을 이미지로 구현한 것이 도 4에 도시되어 있다.As shown in Equation 4, the surface plasmon resonance wavelengths of each pixel are collected in the pixelized order to obtain a two-dimensional image. The implementation of the protein chip as an image through the above steps is shown in FIG. 4.
한편, 2차원 이미지에서 표면 플라즈몬 공명 파장 값을 z축으로, 픽셀의 위치를 x, y축으로 하면 단백질 층을 3차원 이미지로 구현할 수 있는 데, 그 3차원 이미지가 도 5에 도시되어 있다.On the other hand, when the surface plasmon resonance wavelength value in the z-axis, the position of the pixel in the x, y axis in the two-dimensional image can be implemented as a three-dimensional image of the protein layer, the three-dimensional image is shown in FIG.
한편, 본 발명은 단백질 칩을 분석하는 것 이외에 단백질 칩을 제거하고, 그 자리에 특정의 금속층을 배치하여 그 금속층의 표면을 이미지화함으로써 그 금속층의 표면 거칠기 등을 분석하는 기술로도 응용될 수 있다.Meanwhile, the present invention may be applied to a technique for analyzing the surface roughness of the metal layer by analyzing the protein chip, removing the protein chip, placing a specific metal layer in place, and imaging the surface of the metal layer. .
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 단백질, DNA등의 생체 내 물질간의 상호 결합을 이미지로 구현 할 수 있어 단백질의 반응을 보다 빠르고, 정확하게 분석할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, it is possible to implement the mutual coupling between in vivo materials such as proteins, DNA, etc., so that the reaction of proteins can be analyzed more quickly and accurately.
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06167443A (en) * | 1992-10-23 | 1994-06-14 | Olympus Optical Co Ltd | Measuring apparatus utilizing surface plasmon resonance |
| JPH06265336A (en) * | 1993-03-15 | 1994-09-20 | Olympus Optical Co Ltd | Measuring apparatus utilizing surface plasmon resonance |
| JP2000097861A (en) * | 1998-09-18 | 2000-04-07 | Dainippon Printing Co Ltd | In-air alkali concentration measuring chip, measuring method and measuring device |
| JP2002131319A (en) * | 2000-10-23 | 2002-05-09 | Nippon Laser & Electronics Lab | Method for measuring protein for inflammation marker |
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