마이크로비드(연구)

Microbead (research)
이 기사는 연구에 사용되는 다양한 구성의 마이크로 비드에 관한 것이다. 화장품에서 일반적으로 사용되는 플라스틱 마이크로 비드는 마이크로 비드를 참조하십시오. 다른 용도는 Microsphere(동음이의)를 참조하십시오.
초파라믹 마이크로비드: 단조화된 Dynabeds(전자 현미경 영상 스캔)

노르웨이의 화학자인 필로스 박사의 이름을 따서 우겔슈타트 입자로도[1][2][3] 불리는 마이크로비드. 1977년 이를 발명하고 1978년 이 방법을 특허를 받은 존 우겔슈타트는 균일한 중합체 입자로 지름이 0.5~500마이크로미터에 이른다.[4] 생체 반응 분자는 그들의 표면에 흡수되거나 결합될 수 있으며, 세포, 단백질 또는 핵산 같은 생물학적 물질을 분리하는데 사용된다.

마이크로 비드는 특정 물질이나 분자의 격리 및 취급뿐 아니라 민감한 분자 또는 예를 들어 소형화 및 자동화된 설정과 같이 풍부하지 않은 분자를 분석하는 데 사용되어 왔다.

배경

마이크로비드는 1977년 노르웨이 과학기술대학(NTNU)[5]에서 존 우겔스타드가 같은 구형 크기의 폴리스티렌 구슬을 가까스로 형성하면서 만들어졌다.[4] 몇 년 후(그래픽 일러스트 참조) 그는 자기장에 놓였을 때 자기성을 나타내는 초파라믹 마이크로비드(Dynabeds)를 만들었다. 이를 자기장에서 제거하면 잔류 자력이 없어 자기 분리 기술이 발달하게 된다. 원심분리, 여과, 기둥 또는 강수량 등의 다른 과정은 필요하지 않다.

마이크로 비드는 부피당 표면적이 크다. 이것은 크기와 모양의 균일성과 함께 매우 좋은 접근성과 빠른 액체 위상 반응 운동학적, 그리고 빠르고 효율적인 결합을 제공한다.

«Ugelstad 입자의 역사 » 1977–2006 (그래픽: NTNNU/Mads Nortvedt)

사용하다

블랙 폴리에틸렌 마이크로스피어는 자기 또는 전도성 기능을 가질 수 있으며 전자장치, EMI 차폐 및 현미경 기법에 사용된다.[6][7]

형광 폴리에틸렌 마이크로스피어는 적절한 방법을 개발하고 장비와 재료의 교차 오염을 최소화하기 위해 실험실 및 산업 공정에서 블라인드 테스트를 수행하는 데 흔히 사용된다. 대낮에 보이지 않는 것으로 보이는 미세스페어를 켜서 자외선을 받아 밝은 형광 반응을 나타낼 수 있다.[8]

유체 흐름 시각화에는 컬러 폴리에틸렌 마이크로스피어가 사용돼 기기 내 입자 흐름의 관찰과 특성화가 가능하거나 현미경 및 생명공학에서 가시 표지로 사용된다.[9]

적용들

마이크로바이드는 생물자성 분리의 주요 도구 역할을 한다. 학술 및 산업연구에서 마이크로비드의 활용을 바탕으로 다양한 특허 과정과 응용이 개발되었다. 마이크로 비드는 리간드와 미리 결합된다; 항체, 스트렙타비딘, 단백질, 항원, DNA/RNA 또는 다른 분자와 같은 생체 분자. 자기 분리 과정에는 다음과 같은 세 가지 단계가 있다.

  1. Bind – Microbeads는 비드 표면에 있는 리간드의 특정 친화력에 비례하여 원하는 대상에 바인딩한다.
  2. 세척 – 마이크로 비드는 바운드 재료와 함께 자기장에 반응하여 튜브 측면으로 이동한다. 이것은 자기장과 미세한 크기의 입자 때문에 빠르고 효율적으로 일어난다. 샘플에 남아 있는 비경계 및 비원천 재료는 피펫팅/증발하여 제거한다. 비드 바인딩 재료는 자석을 도포하여 적절한 버퍼를 사용하여 세척한다.
  3. Elute – 비드 바인딩된 대상을 분리하여 세척한 후 적절한 용액과 원하는 부피로 방출할 수 있다. 그런 다음 다운스트림 어플리케이션에 직접 사용할 수 있고, 마이크로 비드를 방출하고 제거할 수 있다.

마이크로 비드는 세포 격리 및 세포 확장에 사용된다. 단백질과 단백질 복합체는 면역억제 프로토콜에서 분리될 수 있다. 분자 연구와 진단은 또한 마이크로 비드(예: 면역분석 IVD 및 핵산 IVD)로부터 유익하다. 마이크로비드가 스트렙타비딘과 결합될 때, 그것들은 어떤 바이오티닐 분자를 분리하는 매우 효율적인 방법을 제공한다. 이는 DNA/RNA 결합 단백질 연구, 염기서열 분석 및 단일 좌초 템플릿 작성에 자주 사용된다. 유전자 표현 분석은 전사 분석을 위해 mRNA를 분리하는 것과 같은 마이크로 비드의 장점도 있다.

주로 생명공학과 생물의학 연구에 사용되는 마이크로 비드는 많은 용도가 있다. 마이크로바이드와 자기 분리 기술은 인간의 상태를 향상시키기 위해 질병 예방, 의학, 그리고 다른 분야에 대한 연구에 혜택을 주는 다양한 혁신적인 방법을 가능하게 했다.

참고 항목

참조

  1. ^ [1], "2010-04-29" 발행된 "모노디스피어 서브마이크론 폴리머 입자"
  2. ^ Herk, A.M. van, ed. (2005). Chemistry and Technology of Emulsion Polymerisation. Blackwell Publishing. p. 23. ISBN 9781405121132.
  3. ^ Andersen, Otto; Andrae, Anders S.G.; Walnum, Hans Jakob (2010). "Life Cycle Assesment of Electronics. Ugelstad-particles Ball Grid Array and Chip Scale Packaging". ResearchGate.
  4. ^ a b 랑네스 1997:4–5
  5. ^ 1977년: 노르웨이 공과대학교(NTH) 1996년: NTH는 노르웨이 과학기술 대학(NTNU)에 합병되었다.
  6. ^ Ghosh, Sabyasachi; Ganguly, Sayan; Remanan, Sanjay; Mondal, Subhadip; Jana, Subhodeep; Maji, Pradip K.; Singha, Nikhil; Das, Narayan Ch. (2018-06-01). "Ultra-light weight, water durable and flexible highly electrical conductive polyurethane foam for superior electromagnetic interference shielding materials". Journal of Materials Science: Materials in Electronics. 29 (12): 10177–10189. doi:10.1007/s10854-018-9068-2. ISSN 1573-482X. S2CID 139201001.
  7. ^ "Paramagnetic Particles Microspheres Online". Retrieved 2020-08-20.
  8. ^ "Fluorescent Microspheres, Microparticles and Spherical Powders - Properties and Applications". www.cospheric.com. Retrieved 2020-08-20.
  9. ^ "Polyethylene Microspheres Microspheres Online". Retrieved 2020-08-20.
  • 켐스헤드, JT, 우겔스타드, J(1985년). "자기 분리 기술:그들의 의학적 응용," 몰 세포 생화학, 67(1):11-8.
  • 베브비카, 브이, 포르누섹, 엘 (1987) "면역학에서의 폴리머 마이크로바이드", 바이오소재, 8(5)341-5.
  • 아르샤디, R(1993) "바이오메디컬 용도를 위한 마이크로스피어: 반응성 및 라벨이 부착된 마이크로스피어 준비", 바이오소재, 14:1:5-15.
  • 폰넘, G, 요한슨, C, 몰테베르크, A, 모리프, S, 아크네스, E(2005) 자기화 측정과 뫼스바우어 분광법에 의한 다이너비드 특성, 자성 및 자성 재료 저널, 293:41-47.
  • Rangnes, Per (1997). John Ugelstad : the man behind the beads. Scandinavian University Press. ISBN 8200376737.

외부 링크