케이랩(주)에서 제공한 '극미량(마이크로볼륨) 분광광도계 NanoQ 시리즈 시스템을 사용한 단백질 측정의 분석 성능'에 관한 응용자료의 주요 내용은 다음과 같다.
1. 요약
이 테크니컬 노트에서는 바이오 관련 단백질 실험에서 사용될 수 있도록 극미량 분광광도계인 NanoQ 시리즈(NanoQ Plus, NanoQ)의 단백질 분석 성능을 보여준다.
NanoQ 시스템에서 Protein UV 탭의 BSA 측정 모드에서의 측정에 대한 정확성, 선형성, 반복 재현성을 확인한다. 극미량 분광광도계 NanoQ 시리즈와 T사의 N모델의 비교 자료를 기반으로 성능이 동등함을 보였다.
2. 개요
바이오 관련 실험에서는 단백질 농도 확인이 빈번하게 진행되며 단백질 농도는 매우 중요한 변수이다. 이전에는 Bradford 분석, Lowry 분석 등과 같이 단백질과 반응하는 시약과 혼합하여 발색 반응 후 흡광도와 농도와의 상관관계를 이용해 농도를 정량하는 방법이 많이 사용되었지만 이 경우 많은 노력과 샘플량이 요구되는 등의 문제가 있었다.
극미량 분광광도계 기술이 개발과 함께 단백질이 280nm에서 농도에 비례해 특징적인 흡광도를 갖는다는 사실이 확인되었고 BSA 기준 Factor 값 1.5를 이용해 280nm의 흡광도를 연산해 단백질 샘플의 농도를 정량화할 수 있게 되었다.
▶ 이 테크니컬 노트에서는 극미량 분광광도계 NanoQ 시리즈의 분석 성능을 입증하기 위해 T사의 N모델 제품과의 성능 비교를 실시하였다.
이 테크니컬 노트에서는 NanoQ 시리즈를 이용하여 1 ~ 2㎕와 같이 낮은 용량의 샘플로 단백질 및 핵산의 농도 결과값을 측정할 수 있음을 증명하며, 단백질 측정에 대한 극미량 분광광도계 NanoQ 시리즈의 미량 분석에 대한 정확성, 선형성, 반복 재현성 성능을 보여준다.
3. 샘플
샘플의 *COA 농도는 204mg/mL이며 이를 기준으로 1/2로 희석하는 과정을 8번 반복하여 9개의 단백질의 농도별 희석 샘플을 준비하였고, 결과적으로 제조된 샘플의 예상 농도는 아래와 같다.
초기 샘플: 204mg/mL
첫 번째 희석: 204mg/mL × 1/2 = 102mg/mL
두 번째 희석: 102mg/mL × 1/2 = 51mg/mL
세 번째 희석: 51mg/mL × 1/2 = 25.5mg/mL
...
여덟 번째 희석: 1.59375mg/mL × 1/2 = 0.796875mg/mL
▶ 해당 실험에서는 Sigma 사의 Protein Standard-analytical standard(Cat: P5369, Lot: SLCQ0935) 200mg/mL의 샘플이 사용되었다.
위와 같은 희석 과정을 거쳐 204, 102, 51, 25.5, 12.8, 6.4, 3.2, 1.8, 0.8 mg/mL 9개의 단백질 농도별 샘플을 피펫팅의 오차를 줄이고자 같은 피펫을 이용하여 2uL씩 5회씩 반복 측정하였다. 또한, 균질성을 보장하기 위하여 측정 이전에 모든 샘플에 대한 볼텍싱을 완료하였다.
✱ COA 농도는 Certificate of Analysis(COA)로부터 얻어진 정보를 나타낸다. 실험실에서 사용되는 화합물이나 물질의 정확한 농도를 확인하기 위해 제조사나 공급업체에서 제공하는 문서이다.
[표 1] 단백질 농도 측정의 재현성 및 정확성
▶ 해당 테이블에서는 케이랩(주)의 NanoQ Plus 제품과 T사의 N모델 제품이 사용되었다.
4. 재현성 및 정확성 결과
재현성 및 정확성 결과는 [표 1]에서 정확하게 확인할 수 있다. 여기서 선형 범위 사양은 장비의 작동 범위를 나타내며, 재현성과 정확성은 장비의 신뢰성을 나타낸다.
%CV는 장비의 재현성을 평가하기 위한 지표로, 5회 반복한 측정에서의 표준 편차를 평균 농도로 나누어 백분율로 나타낸다. %CV가 낮을수록 재현성이 우수해짐을 나타낸다. 단백질 농도가 약 0.8 ~ 200mg/mL 범위에서 NanoQ 시리즈는 1% 미만의 %CV 값을 보인다. 이 값은 T사의 N모델의 결과와 유사함을 나타낸다.
%Error는 장비의 정확성을 평가하기 위한 지표로 사용되며, 예상 농도와 측정 농도 사이의 차이를 예상 농도로 나눈 후 절대값을 취해 백분율로 표시한다. 낮은 %Error 값은 뛰어난 정확성을 나타낸다. 단백질 농도가 약 0.8 ~ 200mg/mL 범위에서, NanoQ 시리즈의 %Error 값은 T사의 N모델의 %Error 값과 유사하다. NanoQ 시리즈의 %Error 값은 25.5mg/mL 및 51mg/mL를 제외한 대부분의 측정값에 T사의 N모델의 %Error 값보다 낮은 값을 보이며, 두 측정 장비 모두에서 6.4mg/mL 이하의 낮은 농도 범위에서는 %Error가 증가한다.
[그림 1] 단백질 농도 측정의 선형성
5. 선형성 결과
준비된 단백질 샘플의 예상 농도(mg/mL)와 NanoQ 시리즈 측정 농도(mg/mL) 간의 선형성은 [그림 1]에서 확인할 수 있다. 단백질 농도 약 0.8 ~ 200mg/mL 범위에서 NanoQ 시리즈는 0.9999의 결정 계수(R2)를 가지며 샘플의 예상 농도와 측정 농도 간의 밀접한 상관관계를 보임을 확인하였다. T사의 N모델의 예상 농도와 측정 농도간의 0.999의 결정 계수와 비교하여도 NanoQ 시리즈의 선형성을 입증할 수 있다.
6. 결론
본 실험은 NanoQ 시리즈의 Protein UV 탭에서 진행되었으며, 단백질 표준 시료를 일정 비율로 희석하여 T사의 N모델과 성능 비교를 수행하였다. 실험 결과, NanoQ 시리즈는 0.8 ~ 204mg/mL 범위에서 %CV 1.0 이내, %Error 17.1 이내의 측정 성능을 보였다.
이를 통해 단백질 농도 정량 실험에서 NanoQ 시리즈의 신뢰성과 정확성을 검증하였으며, 다양한 생명과학 연구에서 활용 가능성을 확인하였다. 또한, NanoQ 시리즈의 우수한 선형성과 정밀성은 단백질 농도 정량 실험뿐만 아니라 다양한 응용 실험에서도 신뢰할 수 있는 데이터 제공이 가능함을 시사한다.
'극미량(마이크로볼륨) 분광광도계 NanoQ 시리즈 시스템을 사용한 단백질 측정의 분석 성능'에 대한 궁금한 내용은 본 원고자료를 제공한 케이랩(주)를 통하여 확인할 수 있다.
Reference(참고문헌): NanoQ Plus 메뉴얼
Model Name(모델명): NanoQ
The Person in Charge(담당자): Jisu Kim
Maker(제조사): K LAB
Country of Origin(원산지): Korea
e-mail: mint5135@kiswire.com
Data Services(자료제공): K LAB
<이 기사는 사이언스21 매거진 2025년 3월호에 게재 되었습니다.>
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