FRET 기반 고분자 센서의 DNA 검출 감도 향상을 위한 연구

폴리플루오렌 (polyfluorene) 기반의 양이온성 공액 고분자를 형광 공명 에너지 전달 (fluorescence resonance energy transfer; FRET) 에너지 주게로, fluorescein (Fl)이 레이블 된 단일 가닥 DNA (ssDNA-Fl)를 에너지 받게 물질로 이용하여 DNA 검출 시스템의 감도 향상을 위한 연구를 수행하였다. FRET 속도는 에너지 주게-받게 간 거리에 매우 민감하여 주게-받게 간의 거리가 감소함에 따라 FRET의 효율은 증가하나, 이와 동시에 광 유발 전자 전달 (photo-induced charge transfer; PCT)이 경쟁적으로 일어난다. 이러한 PCT 과정은 FRET과 경쟁 관계에 놓여있으며, FRET에 의해 유도된 센서 신호의 실질적인 세기를 감소시킨다. PCT 형광억제 현상 역시 거리에 매우 민감하여 주게-받게 간 거리가 증가함에 따라 지수함수적으로 감소한다. 따라서 에너지 주게 및 받게 사이의 거리를 조절하고 FRET과 PCT 간의 경쟁을 제어하기 위해 Layer-by-Layer (LbL) 기술을 도입하였다. 정전기적 인력에 따른 전해질의 흡착을 이용하여 전해질 다층 박막을 제작하고 전해질 층 수를 달리함으로써, FRET 주게인 양이온성 공액 고분자와 FRET 받게인 ssDNA-Fl 사이의 거리를 분자 수준에서 조절하였다. 이를 통해 FRET에 의해 유도된 fluorescein의 형광 세기를 제어할 수 있음을 확인하였다. LbL 기술을 이용한 분자 수준의 에너지 주게-받게 간 거리 제어를 통해 FRET과 PCT 사이의 경쟁을 제어함으로써 FRET을 기반으로 하는 고분자 바이오센서의 DNA 검출 감도를 향상시킬 수 있으리라 예상된다.