公开(公告)号：WO2011030944A1

公开(公告)日：2011-03-17

申请号：PCT/KR2009/005210

申请日：2009-09-14

Applicant: 한국과학기술연구원 ,  이병철 ,  김진식 ,  강찬민 ,  신현준 ,  이상엽 ,  강지윤

Inventor： 이병철 ,  김진식 ,  강찬민 ,  신현준 ,  이상엽 ,  강지윤

IPC: G01N33/53 ,  G01N33/58

CPC classification number: C12Q1/6869 ,  C12Q2525/107 ,  C12Q2537/161 ,  C12Q2565/631

Abstract: 본 발명의 일 측면은 DNA를 전기적으로 고정시키고 완전히 펼친 상태에서 표지체로부터 방출되는 파장을 검출함으로써 광학적인 한계를 보완하여 높은 정밀도를 갖는 DNA 서열분석 방법 및 상기 방법을 자동화할 수 있는 나노 소자 칩을 제공하고자 한다. 본 발명의 또다른 측면은 상이한 파장을 방출하는 표지체(label)로 표지된 복수 개의 PNA(peptide nucleic acid)를 서열 분석 대상 DNA에 상보적 결합시켜 결합 오차를 제거하고 광학적인 공간 분해능의 한계를 해결할 수 있는 DNA 서열 분석 방법을 제공하고자 한다. 본 발명의 일 측면에 따른 나노 소자 칩 및 DNA 염기서열 분석 방법을 사용하는 경우, 첫째, 실시간으로 높은 공간분해능을 가지는 광학적 신호를 검출하여 고감도, 고효율 및 저잡음의 검출을 실현할 수 있고, 둘째, DNA를 일시적으로 고정시키고 일렬로 펼칠 수 있는 나노채널을 집적시켜 나노 소자 칩으로 구현함으로써 검출 속도를 조절할 수 있고 PCR 비용을 줄일 수 있다. 셋쩨, 복수 개의 PNA와 형광 표지 및 FRET 방법을 사용하여 PNA 결합 오차를 검출하여 제거할 수 있고, 파장의 편이(shift)를 증가시켜 정교하고 값비싼 광학 필터를 사용하지 않을 수 있다. 또한, 복수 개의 나노채널이 집적되어 있는 나노 소자 칩, 다채널 레이저 및 광학 시스템을 통하여 염기서열 분석을 자동화하여, 개인 지놈(genome) 지도 작성, 맞춤 의학 및 치료에 기여할 수 있다.

Abstract translation: 根据本发明的一个方面，通过在DNA固定并完全展开的状态下检测从标签发出的波长来补充光学极限的高精度的DNA序列分析方法，以及用于使 提供方法。 根据本发明的另一方面，提供了一种DNA序列分析方法，其能够通过在标记有发射不同波长的标记的多肽肽核酸（PNA）和用于序列分析的靶DNA之间的互补结合来消除结合错误， 并解决光学空间分辨率的极限。 通过使用根据本发明的一个方面的纳米材料芯片和DNA碱基序列分析方法可以获得以下效果。 首先，可以实时检测高空间分辨率的光信号，从而实现高灵敏度，高效率，低噪声的检测。 其次，可以将可能临时固定DNA并纳入其中的纳米通道纳入纳米材料芯片，从而控制检测速度并降低PCR成本。 第三，可以使用多个PNA和荧光标签和FRET方法检测和去除PNA结合误差，并且通过增加波长偏移来防止使用精美和昂贵的光学滤波器。 另外，通过集成多个纳米通道的纳米材料芯片和多通道激光和光学系统自动进行碱基序列分析，从而有助于个人基因组图谱，个性化医学和治疗。

公开(公告)号：KR101514764B1

公开(公告)日：2015-04-24

申请号：KR1020100046584

申请日：2010-05-18

Applicant: 한국과학기술연구원

Inventor： 이상엽 ,  신현준 ,  서준교 ,  강찬민 ,  김진식

IPC: C12Q1/68 ,  G01N27/26 ,  C12M1/42

Abstract: 본 발명은 고분자 용액을 나노채널에 주입하는 단계; 및 핵산을 나노채널에 위치시키는 단계를 포함하는 핵산 서열 분석 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 나노채널에 교류 전기장을 가하는 단계를 더 포함하는 핵산 서열 분석 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 고분자 용액이 주입된 나노채널을 포함하는 핵산 서열 분석 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 나노채널을 통해 교류 전기장을 가하는 수단을 더 포함하는 핵산 서열 분석 장치에 관한 것이다. 본 발명의 핵산 서열 분석 방법 및 핵산 서열 분석 장치는 핵산으로부터 정보를 읽어내는 소위 3세대 유전자분석에 필수적인 공간분해능(spatial resolution) 증대와 측정소음(measurement noise) 최소화를 위한 핵산 신장(stretching) 및 이송을 가능하게 한다. 또한, 나노채널의 유효 단면적을 축소시킴으로써, 나노채널의 가공 비용을 줄이면서 핵산의 신장을 극대화할 수 있고, 별도의 추가적인 장치가 필요없으므로 핵산의 신장을 극대화하면서 자동화할 수 있다. 또한, 직류 오프셋된 사인파형 전기장을 이용하므로 고분자 용액이 채워진 나노채널 내에서 핵산의 방향성 있는 랩테이션 운동으로 DNA 신장과 이송을 동시에 해결할 수 있다.

Abstract translation: 该方法包括将聚合物溶液注入纳米通道; 并将核酸定位在纳米通道上。 本发明进一步涉及核酸序列分析方法，其包括向纳米通道施加交变电场的步骤。 本发明还涉及包含纳米通道的核酸序列分析设备，聚合物溶液注入其中。 本发明还涉及核酸序列分析装置，其还包括用于通过纳米通道施加交变电场的装置。 根据本发明的核酸序列的分析和核酸测序设备是用于空间分辨率（空间分辨率）增加测量的噪声（测量噪声）核酸延伸（拉伸）和转移，以尽量减少从核酸读取信息的所谓的第三代的基因分析的必要 启用。 此外，通过减小所述纳米通道的有效面积，同时减少了纳米沟道的处理成本，并最大限度地核酸的高度，也可以不具有一个单独的附加装置是自动化的，同时最大限度地提高核酸的伸长率。 此外，使用直流偏移正弦波电场，因此它可以解决的高度和DNA转移到定向运动的核酸在纳米通道的实验室演示填充有在同一时间的聚合物溶液。

公开(公告)号：KR1020110126992A

公开(公告)日：2011-11-24

申请号：KR1020100046584

申请日：2010-05-18

Applicant: 한국과학기술연구원

Inventor： 이상엽 ,  신현준 ,  서준교 ,  강찬민 ,  김진식

IPC: C12Q1/68 ,  G01N27/26 ,  C12M1/42

CPC classification number: C12Q1/6869 ,  C12M35/02 ,  G01N27/26

Abstract: PURPOSE: A nucleic acid sequencing method is provided to enable stretching and transferring of nucleic acids for minimize measurement noise. CONSTITUTION: A nucleic acid sequencing method comprises: a step of injecting a polymer solution into a nanochannel; and a step of positioning the nucleic acids in the nanochannel. The method further comprises a step of applying AC field to the nanochannel. The AC filed is sinusoidal and had DC offset voltage. The polymer solution is polyacrylamide, hydroxyethylcellulose, or poly(N,N- dimethylacrylamide). The concentration of the polymer solution is more than entanglement overlap threshold concentration. The nucleic acid sequencing method is stretching and transferring of the nucleic acids.

Abstract translation: 目的：提供核酸测序方法以使得能够拉伸和转移核酸以最小化测量噪声。 构成：核酸测序方法包括：将聚合物溶液注入纳米通道的步骤; 以及将核酸定位在纳米通道中的步骤。 该方法还包括将AC场施加到纳米通道的步骤。 交流电源为正弦波，具有直流偏移电压。 聚合物溶液是聚丙烯酰胺，羟乙基纤维素或聚（N，N-二甲基丙烯酰胺）。 聚合物溶液的浓度大于缠结重叠阈值浓度。 核酸测序法是核酸的拉伸和转移。