KR102066268B1 - A kit for detecting target materials comprising image sensors and magnets - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표적물질의 존재 여부를 간편하게 확인할 수 있는 2 이상의 입자 및 표적물질 검출부를 포함하는 표적물질 검출용 키트에 관한 것으로, 상기 키트를 이용하면 표적물질에 대하여 서로 다른 결합 분자를 사용하여 입자 간의 비대칭 복합체를 형성시킬 수 있으며, 이를 간편하게 확인 및 분석하여 복수의 표적물질을 효율적으로 검출할 수 있다.The present invention relates to a kit for detecting a target material including two or more particles and a target material detection unit which can easily check the presence or absence of a target material. It is possible to form an asymmetric complex, which can be easily identified and analyzed to efficiently detect a plurality of targets.

Description

이미지 센서 및 자성체를 포함하는 표적물질 검출용 키트{A kit for detecting target materials comprising image sensors and magnets}A kit for detecting target materials comprising image sensors and magnets}

본 발명은 표적물질의 존재 여부를 간편하게 확인할 수 있는 2 이상의 입자 및 표적물질 검출부를 포함하는 표적 물질 검출용 키트에 관한 것이다.The present invention relates to a kit for detecting a target substance including two or more particles and a target substance detection unit which can easily check the presence or absence of a target substance.

시료 내 표적물질을 검출하거나 분리하는 기술은 질병 진단, 식품 검사, 환경 모니터링 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 전통적인 검출 방법에는 면역분석법이 있으며, 그 검출 원리 및 방법에 따라 방사면역분석법, 효소면역측정법, 형광항체법, 화학발광면역측정법 등이 있다. 최근에는 금과 실리카 등 다양한 종류의 나노 입자들을 항체나 효소 표면에 결합시켜 검출 감도를 높이려는 시도가 있었다.Techniques for detecting or isolating target substances in samples are used in a variety of fields, including disease diagnosis, food testing, and environmental monitoring. Conventional detection methods include immunoassays, and radioimmunoassays, enzyme immunoassays, fluorescent antibodies, chemiluminescent immunoassays according to the detection principle and method. Recently, there have been attempts to increase detection sensitivity by binding various types of nanoparticles such as gold and silica to the surface of antibodies or enzymes.

생체 시료에서 특정의 표적물질을 검출 또는 분리하는 방법으로서, 실리카, 유리섬유, 음이온교환수지 또는 자성 비드를 이용하는 방법이 알려져 있다. 이들 중에서 자성 비드를 이용하는 방법에 따르면, 표면에 표적 생체물질과 결합할 수 있는 프로브를 갖는 자성 비드를 시료 용액에 투입하여 표적 생체물질을 포획하고, 다시 자성 비드와 표적 생체물질을 분리함으로써 표적 생체물질을 분리 추출한다. 이렇게 자성 비드를 이용하여 표적 생체물질을 검출 또는 분리하는 방법(bead based separation)은 세포, 단백질, 핵산 등의 물질을 검출 또는 분리하는데 널리 이용되고 있다(비특허문헌 1).As a method of detecting or separating a specific target material from a biological sample, a method using silica, glass fiber, anion exchange resin or magnetic beads is known. According to the method of using magnetic beads among them, magnetic beads having a probe capable of binding to the target biomaterial on the surface thereof are introduced into the sample solution to capture the target biomaterial, and the magnetic beads and the target biomaterial are separated again. Extract material separately. As described above, a method of detecting or separating a target biomaterial using magnetic beads has been widely used to detect or isolate substances such as cells, proteins, nucleic acids, and the like (Non-Patent Document 1).

이미지 센서(image sensor)는 피사체 정보를 검지(scanning)하여 전기적인 영상신호로 변환하는 장치 또는 전자부품을 말하며, 촬상관(image pickup tube)과 고체이미지센서로 크게 나눌 수 있다. 전자에는 비디콘(vidicon), 플럼비콘(plumbicon) 등이 있고, 후자에는 상보성 금속 산화막 반도체(CMOS, complementary metal-oxide semiconductor), 전자결합소자(CCD; charged coupled device) 등이 있으며, 텔레비전, 카메라 등에 사용된다.An image sensor refers to a device or an electronic component that detects subject information and converts it into an electrical image signal. The image sensor may be broadly classified into an image pickup tube and a solid state image sensor. The former includes a vidicon, a plumbicon, and the latter includes a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) and a charged coupled device (CCD). Used for

(비특허문헌 1) 1. BioChip J., Vol.8, 1 (2014), 1~7(Non-Patent Document 1) 1.BioChip J., Vol. 8, 1 (2014), 1 ~ 7

본 발명의 하나의 목적은 자기장을 생성시키는 자기장 발생부; 상기 자기장 발생부의 일 측면과 일렬로 연결되는 이미지 센서; 및 상기 이미지 센서의 표면에 부착된 박막을 포함하는 표적물질 검출부; 및 한 종류 이상의 표적물질에 각각 존재하는 서로 다른 인식 부위에 특이적으로 결합하는 서로 다른 결합 분자를 포함하고, 상기 결합 분자에는 자성입자 또는 입자가 결합되어 있고, 한 종류의 표적물질에는 자성입자 및 한 종류의 입자가 포함되도록, 상기 표적물질에 상기 서로 다른 결합 분자가 특이적으로 결합하고, 상기 자기장 발생부에 의하여 표적물질이 상기 박막에 포집되고, 상기 포집은 미세유체 채널의 통과 없이 이루어지고, 상기 이미지 센서는 상보성 금속 산화막 반도체(complementary metal-oxide semiconductor) 이미지 센서이고, 상기 포집과 상기 이미지 센서에 의한 표적물질의 이미징이 동시에 이루어지는 것인 표적물질 검출용 키트를 제공하는 것이다.One object of the present invention is a magnetic field generating unit for generating a magnetic field; An image sensor connected in line with one side of the magnetic field generator; And a thin film attached to a surface of the image sensor; And different binding molecules that specifically bind to different recognition sites respectively present in one or more types of target materials, wherein the binding molecules include magnetic particles or particles, and one type of target material includes magnetic particles and The different binding molecules specifically bind to the target material so that one kind of particles are contained, the target material is collected in the thin film by the magnetic field generating unit, and the collection is performed without passing through the microfluidic channel. The image sensor is a complementary metal oxide semiconductor image sensor, and provides a kit for detecting a target material, wherein the collection and imaging of the target material by the image sensor are performed at the same time.

본 발명의 일 양상은 자기장을 생성시키는 자기장 발생부; 상기 자기장 발생부의 일 측면과 일렬로 연결되는 이미지 센서; 및 상기 이미지 센서의 표면에 부착된 박막을 포함하는 표적물질 검출부; 및 한 종류 이상의 표적물질에 각각 존재하는 서로 다른 인식 부위에 특이적으로 결합하는 서로 다른 결합 분자를 포함하고, 상기 결합 분자에는 자성입자 또는 입자가 결합되어 있고, 한 종류의 표적물질에는 자성입자 및 한 종류의 입자가 포함되도록, 상기 표적물질에 상기 서로 다른 결합 분자가 특이적으로 결합하고, 상기 자기장 발생부에 의하여 표적물질이 상기 박막에 포집되고, 상기 포집은 미세유체 채널의 통과 없이 이루어지고, 상기 이미지 센서는 상보성 금속 산화막 반도체(complementary metal-oxide semiconductor) 이미지 센서이고, 상기 포집과 상기 이미지 센서에 의한 표적물질의 이미징이 동시에 이루어지는 것인 표적물질 검출용 키트를 제공한다.One aspect of the invention the magnetic field generating unit for generating a magnetic field; An image sensor connected in line with one side of the magnetic field generator; And a thin film attached to a surface of the image sensor; And different binding molecules that specifically bind to different recognition sites respectively present in one or more types of target materials, wherein the binding molecules include magnetic particles or particles, and one type of target material includes magnetic particles and The different binding molecules specifically bind to the target material so that one kind of particles are contained, the target material is collected in the thin film by the magnetic field generating unit, and the collection is performed without passing through the microfluidic channel. The image sensor is a complementary metal-oxide semiconductor image sensor, and provides a kit for detecting a target material, wherein the collection and imaging of the target material by the image sensor are performed at the same time.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 키트에 포함되는 자기장 발생부는 자석, 솔레노이드 및 초전도자석으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며 자석인 것이 바람직하다.According to an embodiment of the present invention, the magnetic field generating unit included in the kit may be selected from the group consisting of magnets, solenoids and superconducting magnets, and is preferably a magnet.

본 명세서에서 사용하는 용어, "자기장(magnetic field)"이란 자석이나 전류, 변화하는 전기장 등의 주위에 자기력이 작용하는 범위를 말하며, 자기장 발생부란 자석, 전자석 등을 이용하여 일시적 또는 영구적으로 자기장을 생성시키는 구성을 의미한다. 외부 자기장 없이도 자체적인 자기장을 유지하여 자성을 유지하는 물질을 자석(강자성체)이라고 하며, 전자석(electro-magnet)은 전류가 흐르면 자화되는 자석으로 솔레노이드(solenoid), 초전도자석 등이 있다.As used herein, the term "magnetic field" refers to a range in which a magnetic force acts around a magnet, an electric current, a changing electric field, and the like. It means the configuration to create. A material that maintains its own magnetic field without maintaining an external magnetic field is called a magnet (ferromagnetic material). An electro-magnet is a magnet that is magnetized when an electric current flows, such as a solenoid or a superconducting magnet.

본 명세서에서 사용되는 용어, "이미지 센서(image sensor)"란 피사체 정보를 검지하여 전기적인 영상신호로 변환하는 장치 또는 전자부품을 말하며, 촬상관과 고체 이미지 센서로 크게 나눌 수 있고, CMOS 및 CCD 이미지 센서는 고체 이미지 센서에 속한다. 상기 키트에서 이미지 센서는 상보성 금속 산화막 반도체(complementary metal-oxide semiconductor, CMOS) 이미지 센서인 것이 바람직하다.As used herein, the term "image sensor" refers to a device or an electronic component that detects subject information and converts it into an electric image signal, and can be broadly divided into an imaging tube and a solid state image sensor, and a CMOS and CCD image. The sensor belongs to a solid image sensor. In the kit, the image sensor is preferably a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) image sensor.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 키트는 상기 이미지 센서의 신호를 영상으로 표시하는 표시부를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 표시부는 당업계에서 사용되는 디스플레이 장치 등이 이용될 수 있다.According to one embodiment of the invention, the kit may further include a display unit for displaying a signal of the image sensor as an image, the display unit may be used a display device or the like used in the art.

본 발명의 일 구체예에 따르면 상기 박막은 금속 박막, 화합물 박막, 반도체박막 및 절연박막으로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다. 바람직하게는 상기 박막은 절연박막일 수 있으며, 가장 바람직하게는 상기 박막은 유리판일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the thin film may be selected from the group consisting of a metal thin film, a compound thin film, a semiconductor thin film and an insulating thin film, but is not limited thereto. Preferably, the thin film may be an insulating thin film, and most preferably, the thin film may be a glass plate.

본 명세서에서 사용하는 용어, "박막(thin film)"이란 이미지 센서와 시료 간의 직접적인 접촉을 방지하는 얇은 막을 의미한다.As used herein, the term "thin film" refers to a thin film that prevents direct contact between the image sensor and the sample.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 키트에서 상기 입자는 금 입자, 은 입자와 같은 금속 입자, 실리카 입자 및 고분자 입자 등 입자의 재질에 상관없이 이용될 수 있으나, 폴리스티렌 입자인 것이 바람직하다. 또한, 상기 키트에서 입자의 종류는 2 이상일 수 있으며, 2 종류인 것이 가장 바람직하다. 입자가 2 종류인 경우 입자의 재질이 서로 상이한 것이 바람직하며, 두 입자 중 어느 하나는 자성 입자인 것이 가장 바람직하다.According to one embodiment of the invention, the particles in the kit may be used regardless of the material of the particles, such as gold particles, metal particles such as silver particles, silica particles and polymer particles, preferably polystyrene particles. In addition, the kind of particles in the kit may be two or more, it is most preferably two kinds. In the case of two kinds of particles, the materials of the particles are preferably different from each other, and one of the two particles is most preferably a magnetic particle.

일 구체예에 따르면, 상기 입자는 서로 다른 크기를 갖는 것이 바람직하며, 어느 한 입자의 크기가 나노미터 규모인 경우 다른 입자는 그 이상 크기의 나노미터, 또는 마이크로미터 크기일 수 있다. 또한, 상기 입자 중 크기가 작은 입자가 자성 입자인 것이 바람직하며, 그 크기는 100 ㎚ 내지 3 ㎛의 범위인 것이 바람직하다.According to one embodiment, it is preferable that the particles have different sizes, and when one particle size is nanometer scale, the other particle may be nanometer or micrometer size larger than that. In addition, it is preferable that the particles having small size are magnetic particles, and the size thereof is preferably in the range of 100 nm to 3 μm.

금속 나노 입자의 경우 벌크 금속과 달리 가시광선 영역에서 표면 플라스몬 공명 밴드(surface plasmon resonance band)라 불리우는 강한 흡수 현상을 나타내고, 입자의 크기 및 형태에 따라 흡수 파장이 변화하는 것으로 알려져 있다. 따라서 표적물질에 따라 사용하는 금속 나노 입자의 크기 및 형태를 다르게 하고, 조사하는 빛의 파장 범위를 변화시키면서 이미지를 확인하면 복수의 표적물질에 대하여 검출할 수 있다.Unlike bulk metals, metal nanoparticles exhibit a strong absorption phenomenon called surface plasmon resonance band in the visible region, and the absorption wavelength is known to change according to the size and shape of the particles. Therefore, by varying the size and shape of the metal nanoparticles used according to the target material, and confirming the image while changing the wavelength range of the irradiated light can be detected for a plurality of target materials.

또한, 상기 입자는 구형, 막대형, 선형 또는 다면체 형태 등 다양한 형태를 가질 수 있고, 두 입자의 형태가 서로 상이할 수 있으나, 구형인 것이 바람직하다. 각 표적물질마다 다른 형태의 입자를 사용하면 박막에 포획된 입자의 이미지를 확인하는 것으로 복수의 표적물질의 존재여부를 확인할 수 있다.In addition, the particles may have a variety of shapes, such as spherical, rod-shaped, linear or polyhedral, and the shape of the two particles may be different from each other, but is preferably spherical. If different types of particles are used for each target material, the presence of a plurality of target materials can be confirmed by checking an image of the particles captured in the thin film.

본 명세서에서 사용하는 용어, "결합 분자(binding molecules)"란 상기 입자의 표면에 화학 결합을 통해 연결되어 있으며, 표적물질에 특이적으로 결합할 수 있어 상기 입자와 표적물질의 특이적인 결합을 매개하는 분자를 의미한다.As used herein, the term "binding molecules" is linked to the surface of the particles through chemical bonding, and can specifically bind to the target material, thereby mediating specific binding of the particles and the target material. It means a molecule.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 결합 분자는 표적물질과 특이적으로 결합할 수 있는 분자이면 어떠한 것이든 가능하며, 폴리펩티드, 폴리뉴클레오티드 및 지질로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 상기 결합 분자는 예를 들어, 효소, 항체, 리간드, 앱타머 또는 마이크로 RNA일 수 있다. 바람직하게는, 상기 결합 분자는 항체 또는 앱타머일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the binding molecule may be any molecule that can specifically bind to the target material, and may be selected from the group consisting of polypeptides, polynucleotides and lipids, but is not limited thereto. . The binding molecule can be, for example, an enzyme, antibody, ligand, aptamer or micro RNA. Preferably, the binding molecule may be an antibody or aptamer.

본 명세서에서 사용하는 용어, "특이적으로 결합(specifically binding)"은 당업자에게 통상적으로 공지되어 있는 의미와 동일한 것으로서, 항원 및 항체가 특이적으로 상호작용하여 면역학적 반응을 하는 것뿐만 아니라 효소, 앱타머, 리간드 등의 분자가 표적에 높은 친화성과 특이성을 가지면서 결합하는 것을 의미한다.As used herein, the term "specifically binding" has the same meaning as is commonly known to those skilled in the art, and the enzyme and the enzyme, This means that molecules such as aptamers and ligands bind to the target with high affinity and specificity.

본 발명의 키트는 크기가 상이한 2종 이상의 입자 및 인식 부위가 서로 상이한 결합 분자를 이용한 것으로, 결합 분자가 표적물질의 서로 다른 부위를 인식하기 때문에 높은 정확도로 표적물질을 검출할 수 있다. 또한 각각의 표적물질에 대하여 특이적으로 인식하는 결합 분자 및 상기 결합 분자와 결합할 수 있는 충분한 양의 입자를 포함한다면 복수의 표적물질에 대한 동시 검출이 가능하다.The kit of the present invention uses two or more kinds of particles having different sizes and binding molecules having different recognition sites. Since the binding molecules recognize different sites of the target material, the target material can be detected with high accuracy. In addition, simultaneous detection of a plurality of target substances is possible as long as it contains a binding molecule specifically recognized for each target substance and a sufficient amount of particles capable of binding to the binding molecule.

표적물질 각각에 대하여 상이한 결합 분자를 이용하여 복수의 표적물질을 검출하는 방법을 도 1에 나타내었다.A method of detecting a plurality of targets using different binding molecules for each target is shown in FIG. 1.

본 발명은 표적물질 검출부 및 2 이상의 입자를 포함하는 표적물질 검출용 키트로서, 상기 키트의 예시를 도 2에 나타내었다. 상기 표적물질 검출부(100)는 자기장을 생성시키는 자기장 발생부(110); 상기 자기장 발생부의 일 측면과 일렬로 연결되는 이미지 센서(120); 및 상기 이미지 센서의 표면에 부착되어 있는 박막(130)을 포함한다. The present invention is a kit for detecting a target substance including a target substance detection unit and two or more particles, and an example of the kit is shown in FIG. 2. The target material detection unit 100 includes a magnetic field generating unit 110 for generating a magnetic field; An image sensor 120 connected in line with one side of the magnetic field generator; And a thin film 130 attached to a surface of the image sensor.

도 3은 본 발명의 키트에 포함된 이미지 센서를 이용하여 표적물질을 검출하는 원리를 나타낸 것이다. 시료 내에 표적물질이 존재하는 경우 2종의 입자에 의하여 자성 입자-표적물질-폴리스티렌 입자 복합체가 형성되고, 자기장에 의하여 상기 자성 입자가 이미지 센서 표면의 박막에 부착하게 된다. 이후 박막 표면에서 폴리스티렌 입자의 존재유무를 관찰하여 표적물질의 존재여부를 확인할 수 있다. 폴리스티렌 입자는 자성 입자와 비교하여 크기가 크기 때문에 점으로 나타나는 자성 입자와 달리 쉽게 확인이 가능하며, 박막 표면에 폴리스티렌 입자가 존재하는 경우 폴리스티렌 입자-표적물질-자성 입자 복합체가 형성된 것으로 볼 수 있다.Figure 3 shows the principle of detecting the target material using the image sensor included in the kit of the present invention. When the target material is present in the sample, the magnetic particle-target material-polystyrene particle complex is formed by two kinds of particles, and the magnetic particles adhere to the thin film on the surface of the image sensor by the magnetic field. Thereafter, the existence of the target material may be confirmed by observing the presence of polystyrene particles on the surface of the thin film. Since the polystyrene particles are larger in size than the magnetic particles, the polystyrene particles can be easily identified, and when the polystyrene particles are present on the surface of the thin film, the polystyrene particle-target material-magnetic particle composite may be formed.

본 발명의 키트를 이용하면, 표적물질에 대하여 서로 다른 결합 분자를 사용하여 입자 간의 비대칭 복합체를 형성시킬 수 있으며, 이를 간편하게 확인 및 분석하여 복수의 표적물질을 효율적으로 검출할 수 있다.Using the kit of the present invention, it is possible to form asymmetric complexes between particles using different binding molecules with respect to the target material, which can be easily identified and analyzed to efficiently detect a plurality of target materials.

도 1은 서로 다른 종류의 결합 분자를 이용하여 복수의 표적물질을 검출하는 원리를 개략적으로 나타내는 도이다.
도 2는 본 발명의 표적물질 검출용 키트에서 표적물질 검출부의 구성을 개략적으로 나타내는 도이다.
도 3은 이미지 센서를 이용하여 단백질-항체-입자 복합체를 확인하는 방법을 나타낸 도이다.
도 4는 이미지 센서 및 자석을 이용하여 단백질-항체-입자 복합체를 촬영한 이미지를 나타낸 도이다.
도 5는 이미지 센서 및 자석을 이용하여 촬영한 이미지에서 확인된 폴리스티렌 입자의 수를 그래프로 나타낸 도이다.
1 is a view schematically showing the principle of detecting a plurality of target substances using different kinds of binding molecules.
Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of the target material detection unit in the target material detection kit of the present invention.
3 is a view showing a method for identifying a protein-antibody-particle complex using an image sensor.
4 is a diagram showing an image of a protein-antibody-particle complex using an image sensor and a magnet.
5 is a graph showing the number of polystyrene particles identified in an image photographed using an image sensor and a magnet.

이하 본 발명을 하나 이상의 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to one or more embodiments. However, these examples are for illustrative purposes only and the scope of the present invention is not limited to these examples.

이하 하나 이상의 구체예를 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 하나 이상의 구체예를 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, one or more embodiments will be described in more detail with reference to Examples. However, these examples are provided to illustrate one or more embodiments illustratively and the scope of the present invention is not limited to these examples.

실시예 1: 인플루엔자 A 핵단백질과 입자의 결합 유도Example 1 Induction of Binding of Influenza A Nucleoproteins and Particles

인플루엔자 A 핵단백질(Influenza A nucleoprotein, 이하 '핵단백질'로 표기함)과 입자가 결합하여 복합체를 형성하도록 유도하기 위하여 하기와 같이 실험하였으며, 핵단백질과 입자가 결합하는 경우 크기가 비대칭인 입자 이합체가 형성된다.In order to induce influenza A nucleoprotein (hereinafter referred to as 'nucleoprotein') and particles to form a complex, the following experiment was carried out as follows. Is formed.

구체적으로, 0.5 ㎛ 크기의 자성 입자(magnetic beads) 100 fM 및 2.8 ㎛ 크기의 폴리스티렌 입자(polystyrene beads) 10 fM을 준비한 후 EDC-NHS{(1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)-carbodiimide)-(N-hydroxysuccinimide)}를 처리하여 활성화시켰다. 이후 상기 활성화시킨 각각의 입자와 인식 부위가 서로 상이한 핵단백질 항체를 혼합하여 입자와 항체의 결합을 유도하였다. 다음으로 결합 완충용액(1X PBS 및 0.01% 트윈 20)에 용해되어 있는 핵단백질(10 pM; 실험군) 또는 소혈청알부민(bovine serum albumin, 이하 'BSA'로 표기함; 대조군) 각각을 상기 항체-입자 복합체와 충분한 시간 동안 접촉시켜 단백질-항체-입자 복합체의 형성을 유도하였다.Specifically, 100 fM of magnetic particles of 0.5 μm and 10 fM of polystyrene beads of 2.8 μm are prepared, followed by EDC-NHS {(1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) -carbodiimide) -(N-hydroxysuccinimide)} was activated by treatment. Thereafter, the activated particles and the nuclear protein antibody having different recognition sites were mixed with each other to induce binding of the particles with the antibodies. Next, each of the nucleoprotein (10 pM; experimental group) or bovine serum albumin (hereinafter referred to as 'BSA'; control group) dissolved in binding buffer (1X PBS and 0.01% Tween 20) was used as the antibody-. Contact with the particle complex for a sufficient time led to the formation of the protein-antibody-particle complex.

실시예 2: 단백질-항체-입자 복합체의 형성 여부 확인Example 2: Confirmation of Formation of Protein-Antibody-Particle Complex

상기 실시예 1에서 실험한 단백질-항체-입자 복합체의 형성 여부를 확인하기 위하여 CMOS 이미지 센서(이하 'CIS'로 표기함) 및 자석을 이용하였다.In order to confirm the formation of the protein-antibody-particle complex tested in Example 1, a CMOS image sensor (hereinafter referred to as 'CIS') and a magnet were used.

먼저, CIS에 자석을 접촉시키지 않은 상태에서 대조군 및 실험군의 센서 표면 이미지를 촬영하고, 이 이미지를 통하여 폴리스티렌 입자의 양을 측정하였다. 이후 CIS에 자석을 접촉시키고, 센서 표면을 세척한 후 이미지를 다시 촬영하였다. 이때, 자성입자와 결합한 폴리스티렌 입자는 씻겨나가지 않고, 자성입자와 결합하지 않은 폴리스티렌 입자는 씻겨나갈 수 있는 세기로 세척하였다. 그 후 자석을 접촉시키기 전에 있던 폴리스티렌 입자의 양과 세척 후 남은 폴리스티렌 입자의 양의 비교하여 그 비율을 산출하였다.First, the sensor surface image of the control group and the experimental group was photographed without contacting the magnet to the CIS, and the amount of polystyrene particles was measured through the image. The magnet was then brought into contact with the CIS, the sensor surface was cleaned, and the image was taken again. At this time, the polystyrene particles combined with the magnetic particles are not washed away, and the polystyrene particles not bonded with the magnetic particles are washed to an intensity that can be washed out. Thereafter, the ratio was calculated by comparing the amount of polystyrene particles before contacting the magnet with the amount of polystyrene particles remaining after washing.

그 결과, 도 4에 나타난 바와 같이 자석을 접촉시키기 전의 초기 이미지에서는 실험군 및 대조군 모두에서 자성 입자와 폴리스티렌 입자가 혼합하여 존재하고 있는 것을 알 수 있었다. 하지만, 자석을 접촉시키고 센서 표면을 세척한 이후에도 폴리스티렌 입자가 센서 표면에 결합되어 있는 것을 확인할 수 있었으며, 이는 자성 입자-핵단백질-폴리스티렌 입자 복합체 또한 센서 표면에 포집된 것임을 의미한다.As a result, as shown in FIG. 4, in the initial image before contacting the magnet, it was found that the magnetic particles and the polystyrene particles were mixed in both the experimental group and the control group. However, even after contacting the magnet and cleaning the sensor surface, it was confirmed that the polystyrene particles were bonded to the sensor surface, which means that the magnetic particle-nucleoprotein-polystyrene particle complex was also collected on the sensor surface.

특히 자석을 접촉하기 전후로 폴리스티렌 입자의 수를 비교하였을 때 포집된 폴리스티렌 입자의 비율이 실험군에서 현저하게 높은 것을 확인할 수 있었다(도 5). 실험군의 경우 핵단백질과 폴리스티렌 입자, 자성 입자가 상호 결합하여 복합체를 형성하고 있으므로, 자석에 의해 자성 입자가 포집되면서 폴리스티렌 입자도 같이 포집된 것임을 의미한다.In particular, when comparing the number of polystyrene particles before and after contacting the magnet, it was confirmed that the ratio of the collected polystyrene particles was significantly higher in the experimental group (Fig. 5). In the experimental group, since the nucleoprotein, polystyrene particles, and magnetic particles are bonded to each other to form a complex, it means that the magnetic particles are collected by the magnet and thus the polystyrene particles are also collected.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.

100: 표적물질 검출부
110: 자기장 발생부
120: 이미지 센서
130: 박막
100: target material detection unit
110: magnetic field generating unit
120: image sensor
130: thin film

Claims (7)

자기장을 생성시키는 자기장 발생부;
상기 자기장 발생부의 일 측면과 일렬로 연결되는 이미지 센서;
상기 이미지 센서의 표면에 부착된 박막을 포함하는 표적물질 검출부; 및
표적물질에 존재하는 서로 다른 인식 부위에 특이적으로 결합하는 두 종류의 결합 분자를 포함하고,
상기 결합 분자 중, 한 종류의 결합분자는 자성입자가 결합된 것이고, 다른 종류의 결합분자는 폴리스티렌 입자가 결합된 것이고,
상기 폴리스티렌 입자의 지름은 상기 자성입자의 지름보다 5 내지 6배 크고,
상기 표적물질에 상기 두 종류의 결합 분자가 특이적으로 결합하고,
상기 자기장 발생부에 의하여 표적물질이 상기 박막에 포집되고,
상기 포집은 미세유체 채널의 통과 없이 이루어지고,
상기 이미지 센서는 상보성 금속 산화막 반도체(complementary metal-oxide semiconductor) 이미지 센서이고,
상기 박막은 유리이고,
상기 포집과 상기 이미지 센서에 의한 표적물질의 이미징이 동시에 이루어지는 것인 표적물질 검출용 키트.
A magnetic field generating unit generating a magnetic field;
An image sensor connected in line with one side of the magnetic field generator;
A target material detection unit including a thin film attached to a surface of the image sensor; And
Includes two kinds of binding molecules that specifically bind to different recognition sites present in the target material,
Of the binding molecules, one type of binding molecule is a magnetic particle bound, the other type of binding molecule is a polystyrene particle bound,
The diameter of the polystyrene particles is 5 to 6 times larger than the diameter of the magnetic particles,
The two kinds of binding molecules specifically bind to the target material,
The target material is collected in the thin film by the magnetic field generating unit,
The collection is made without the passage of microfluidic channels,
The image sensor is a complementary metal oxide semiconductor image sensor,
The thin film is glass,
The target material detection kit that is made at the same time the imaging of the target material by the capture and the image sensor.
제1항에 있어서,
상기 자기장 발생부는 자석, 솔레노이드 및 초전도자석으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표적물질 검출용 키트.
The method of claim 1,
The magnetic field generating unit is a kit for detecting a target material, characterized in that any one selected from the group consisting of a magnet, a solenoid and a superconducting magnet.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 자성입자는 100 ㎚ 내지 3 ㎛ 크기인 것을 특징으로 하는 표적물질 검출용 키트.
The method of claim 1,
The magnetic particles are a target material detection kit, characterized in that the size of 100 nm to 3 ㎛.
제1항에 있어서,
상기 결합 분자는 폴리펩티드, 폴리뉴클레오티드 및 지질로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 표적물질 검출용 키트.
The method of claim 1,
The binding molecule kit for detecting a target substance, characterized in that selected from the group consisting of polypeptides, polynucleotides and lipids.
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