폴리플루오렌(polyfluorene) 기반의 양이온성 공액 고분자를 형광 공명 에너지 전달(fluorescenceresonanceenergytransfer;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-inducedchargetransfer;PCT)이 경쟁적으로 일어난다. 이러한 PCT 과정은 FRET과 경쟁관계에 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 층수를 달리함으로써, FRET 주게인 양 이온성 공액 고분자와 FRET 받게인 ssDNA-Fl 사이의 거리를 분자 수준에서 조절하였다. 이를 통해FRET에 의해 유도된 fluorescein의 형광 세기를 제어할 수 있음을확인하였다. LbL 기술을 이용한 분자 수준의 에너지 주게-받게 간 거리 제어를 통해 FRET과 PCT 사이의 경쟁을 제어함으로써 FRET을 기반으로 하는 고분자 바이온 센서의 DNA 검출 감도를 향상시킬 수 있으리라 예상된다.

Signal amplification in fluorescence resonance energy transfer (FRET)-based DNA detection
was investigated by using cationic polyfluorene as a FRET donor and fluorescein (Fl)-labeled single stranded DNA (ssDNA-Fl) as a FRET acceptor for improving detection sensitivity. The FRET rate is very sensitive to the intermolecular distance and the FRET efficiency increases with decreasing distance between FRET donor (D) and acceptor (A). However, the energy wasting photo-induced charge transfer (PCT) quenching also increases with decreasing D-A intermolecular distance. The competition between the FRET and PCT processes can be controlled by modifying D-A intermolecular distance. The Layer-by-Layer (LbL) assembling technique is expected to provide a fine-control of the FRET D-A intermolecular distance. By LbL assemblies, we controlled the number of inter layers between cationic polyfluorene and ssDNA-Fl, and the resulting FRET-induced signal was successfully modulated by changing the intermolecular D-A distance on the molecular level. Therefore, the LbL technique can suggest an efficient way to fine-tune the competition between FRET and PCT for maximizing detection sensitivity in FRET-based DNA biosensors.

요 약
 Abstract
 1. 서론
 2. 실험
 3. 결과 및 고찰
 4. 결 론
 5. 참고문헌

• 김보람(부산대학교 나노융합기술학과 (BK21), 부산대학교 인지메카트로닉스공학과(WCU)) | Boram Kim
• 우한영(부산대학교 나노융합기술학과 (BK21), 부산대학교 인지메카트로닉스공학과(WCU)) | Han Young Woo