산화철 나노입자와 산화철-금 코어-쉘 구조를 가진 나노입자(Fe3O4-Au core-shell nanoparticle, CSNP) 중 어느 하나의 나노입자; 및유방암 유래 순환 종양 핵산(circulating tumor DNA, ctDNA)과 특이적으로 결합하고 중합효소연쇄반응(polymerase chain reaction, PCR)을 통해 유전자 증폭시키는 포워드 프라이머와 리버스 프라이머 중 적어도 어느 하나를 포함하는 유방암 진단용 포집 및 증폭 플랫폼.

제1항에 있어서,상기 포워드 프라이머와 리버스 프라이머 중 어느 하나의 5' 말단에 티올기 및 아미노기 중 어느 하나를 부착하여 상기 나노입자의 표면에 고정되는 유방암 진단용 포집 및 증폭 플랫폼.

제2항에 있어서,상기 나노입자와, 상기 포워드 프라이머 및 상기 리버스 프라이머 중 상기 티올기 또는 아미노기가 부착된 프라이머를 교반기에서 혼합한 후 제1 용액(염화나트륨용액, 인산완충생리식염수, 초순수의 혼합)과 제2 용액(인산완충생리식염수, 소듐 도데실 설페이트, 초순수의 혼합)을 5:1 내지 30:1의 부피비로 교반기 중에 복수회를 첨가하고, 초음파처리하여 상기 나노입자 표면에 상기 프라이머를 부착하는 유방암 진단용 포집 및 증폭 플랫폼.

제3항에 있어서,상기 프라이머가 부착된 나노입자와 함께 상기 포워드 프라이머 및 상기 리버스 프라이머 중 상기 티올기 또는 아미노기가 부착되지 않은 프라이머, 증폭 대상 ctDNA 염기서열을 포함하는 DNA 가닥, PCR(Polymerase Chain Reaction, 중합 효소 연쇄 반응)에 사용되는 기타 물질 (dNTP, 이온, 버퍼 중 적어도 어느 하나)를 수용액 상태로 준비하고, PCR을 반복 수행하여 상기 나노입자의 표면에 증폭 대상인 상기 유방암 유래 순환 종양 핵산 염기서열을 포함한 DNA 이중가닥 증폭물을 국부적으로 포집시키는 유방암 진단용 포집 및 증폭 플랫폼.

상기 유방암 진단용 포집 및 증폭 플랫폼을 이용하여 유방암 유래 순환 종양 핵산(circulating tumor DNA, ctDNA)을 전기화학적으로 검출하기 위한 플랫폼으로서,자성나노입자를 이용한 반복 전기화학적 측정을 포함하여 전류 신호 증폭을 유도하는 유방암 유래 순환 종양 핵산 검출 플랫폼.

제5항에 있어서,개구부를 구비하고, DNA가 부착된 유방암 진단용 포집 및 증폭 플랫폼을 수용하는 반응기;상기 반응기의 개구부를 덮도록 구비된 도전성기판;상기 반응기 내에 수용되는 전해 용액;상기 반응기에 수용된 전해 용액 내에 구비되는 제 1 전극과 제2 전극;상기 반응기의 하부에 구비되어 상기 반응기 내로 자기장을 인가하는 자기장인가부; 및상기 도전성기판과 제1 및 제2 전극을 3-전극 모듈로 이용하여 전기화학적신호를 특정하는 전기화학적 신호 측정부;를 포함하는 유방암 진단용 포집 및 증폭 플랫폼.

제6항에 있어서,상기 도전성기판은 {산화인듐주석(ITO, indium tin oxide), ZnO, SnO2, In2O3, CdSnO4, 탄소나노튜브 중 적어도 어느 하나를 포함하는 탄소기판 소재}, {불소가 첨가된 주석 산화물(FTO, fluorine-doped tin oxide)} 및 {알루미늄이 첨가된 아연 산화물(AZO: aluminum-doped zinc oxide)} 중 어느 하나 이상을 포함하는 유방암 유래 순환 종양 핵산 검출 플랫폼.

제6항에 있어서,상기 자기장인가부는 3000 ~ 5000 Gauss 세기의 자기장을 2분 내지 4분 동안 인가하여 자성 특성을 가진 CSNP들이 도전성기판 방향으로 이동하도록 제어하는 유방암 유래 순환 종양 핵산 검출 플랫폼.

제8항에 있어서,상기 자기장 인가 후 루세늄(Ru), 철(Fe), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 카드뮴(Cd) 및 아연(Zn) 중 어느 하나 이상을 포함하는 금속이온 기반 전해 용액을 투입한 후 이온들과 DNA의 정전기적 상호작용을 유도하는 유방암 유래 순환 종양 핵산 검출 플랫폼.

제6항에 있어서,상기 신호측정부는 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 전도성기판을 통해 ECD 신호를 측정하는 유방암 유래 순환 종양 핵산 검출 플랫폼.

유방암 유래 순환 종양 핵산(ctDNA)의 유전자 증폭 및 검출을 위한 유방암 검출 키트로서,리버스 프라이머가 기능화된 자성나노입자;중합효소연쇄반응(polymerase chain reaction, PCR) 반응 용액;전기화학적 측정을 위한 전극; 및전해질 용액;을 포함하는 유방암 검출 키트.

제11항에 있어서,상기 PCR 반응 용액은 프라이머가 부착된 나노입자, 금 반응성 작용기가 부착되지 않은 프라이머, 증폭 대상 ctDNA 염기서열을 포함하는 DNA 가닥, PCR(Polymerase Chain Reaction, 중합 효소 연쇄 반응)에 사용되는 기타 물질 (dNTP, 이온, 버퍼 중 적어도 어느 하나)를 포함하는 수용액인 유방암 검출 키트.

제11항에 있어서,상기 리버스 프라이머(reverse primer)는 돌연변이 유전자 서열을 포함하는 타겟 DNA와 선택적으로 결합하며, 5' 말단에 티올기(thiol)로 개질되어 나노입자 표면에 고정화된 형태인 유방암 검출 키트.

제11항에 있어서,상기 전극은 인듐 주석 산화물(ITO) 및 탄소나노튜브 중 적어도 어느 하나의 소재를 포함하여 전기화학 신호 증폭을 극대화하는 유방암 검출 키트.

유방암 유래 순환 종양 핵산(ctDNA)을 검출하는 방법으로서,환자의 혈액에서 세포 유리 핵산(cell-free DNA, cfDNA)을 분리하는 단계;cfDNA를 리버스 프라이머(reverse primer)가 기능화된 자성나노입자와 반응시키는 단계;중합효소연쇄반응(PCR)을 수행하여 특정 돌연변이 DNA를 증폭하는 단계; 및전기화학적 측정을 통해 증폭된 DNA의 신호를 검출하는 단계;를 포함하는 유방암 검출 방법.

제15항에 있어서,상기 전기화학적 측정은 differential pulse voltammetry(DPV) 방식을 기반으로 하며 전류 신호를 증폭하는 유방암 검출 방법..

제15항에 있어서,상기 cfDNA 내 특정 유전자 돌연변이의 존재 여부를 분석하여 전이성 유방암과 비전이성 유방암을 구별하는 유방암 검출 방법.

전이성 유방암 검출 플랫폼의 유효성을 평가하는 방법으로서,in vivo 쥐(murine) 모델을 이용하여 유방암 세포주(4T1)를 주입하는 단계;일정 기간 후 상기 쥐 모델의 혈액을 채취하여 cfDNA를 분리하는 단계;상기 분리된 cfDNA를 대상으로 nSLAM 기반 PCR 증폭을 수행하는 단계; 및전기화학적 측정을 통해 전류 신호를 분석하여 전이 여부를 확인하는 단계;를 포함하는 유방암 검출 유효성 평가 방법.

제18항에 있어서,상기 전이 여부를 확인하는 단계는 상기 in vivo 쥐 모델에서 희생된 실험군과 대조군의 cfDNA 전기화학적 신호를 비교 분석하여 유방암 전이 여부를 평가하는 유방암 검출 유효성 평가 방법.

제18항에 있어서,특이도(specificity) 실험을 통해 Trp53 유전자의 특정 돌연변이 서열을 타겟으로 한 검출 결과가 비특이적 증폭 없이 정확히 검출되는지 확인하는 단계를 포함하는 유방암 검출 유효성 평가 방법.