KR20120083179A - Cartridge and device for detecting target antigen and method for detecting target antigen in biological sample using the same - Google Patents

Cartridge and device for detecting target antigen and method for detecting target antigen in biological sample using the same Download PDF

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KR20120083179A
KR20120083179A KR1020110004696A KR20110004696A KR20120083179A KR 20120083179 A KR20120083179 A KR 20120083179A KR 1020110004696 A KR1020110004696 A KR 1020110004696A KR 20110004696 A KR20110004696 A KR 20110004696A KR 20120083179 A KR20120083179 A KR 20120083179A
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한승목
김지수
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강선길
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엘지전자 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A cartridge for detecting target antigen, an apparatus for detecting the target antigen, and a method for detecting the target antigen are provided to enable multi-detection of various antigens and to effectively detect two or more target antigens in a biological sample. CONSTITUTION: A cartridge(100) for detecting a target antigen contains an immunochromatography strip(110) on the surface. The strip comprises a carrier tape(120) and a first(150) and second(160) rollers. An apparatus for detecting the target antigen comprises: a cartridge insertion part for inserting the cartridge; a driving unit for moving the carrier tape in left and right directions; and a detection unit for detecting the signal detected from the strip.

Description

표적 항원 검출용 카트리지, 표적 항원 검출 장치 및 이를 이용하여 생물학적 시료 내에 존재하는 표적 항원을 검출하는 방법{Cartridge and device for detecting target antigen and method for detecting target antigen in biological sample using the same}Cartridge for target antigen detection, target antigen detection device and method for detecting target antigen present in biological sample using same {Cartridge and device for detecting target antigen and method for detecting target antigen in biological sample using the same}

본 발명은 표적 항원 검출용 카트리지, 표적 항원 검출 장치 및 이를 이용하여 생물학적 시료 내에 존재하는 표적 항원을 검출하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a cartridge for detecting a target antigen, a device for detecting a target antigen, and a method for detecting a target antigen present in a biological sample using the same.

종래의 면역 크로마토그래피는 정성과 정량의 두 가지 목적에서 활용되었으며, 이 기술을 적용한 가장 널리 알려진 제품은 임신 진단 키트이다. 이러한 면역 크로마토그래피 방식을 이용하여 진단할 수 있는 분석 물질은 수 백여 종에 달하고, 이러한 키트를 제작하는 회사도 상당히 많다. 그러나 최근에는 육안으로 선의 유무를 확인하여 음/양성을 판단하는 정성적인 용도 뿐만 아니라 정량의 목적으로 면역 크로마토그래피의 원리가 폭넓게 사용되고 있다. Conventional immunochromatography has been used for two purposes: qualitative and quantitative, and the most widely known product applying this technique is a pregnancy diagnostic kit. There are hundreds of analytes that can be diagnosed using this immunochromatography, and many companies make these kits. Recently, however, the principle of immunochromatography has been widely used for the purpose of quantification as well as for the qualitative use of visually confirming the presence or absence of glands.

면역 크로마토그래피를 정량적인 분석에 사용하여 진단용 센서 제품을 출시한 회사의 제품들은 다음과 같은 한계점들이 있다. 이 제품들은 최초 샘플을 분석 카트리지에 투입하고, 이를 리더기에 넣어서 키트의 멤브레인 신호단에 생성되는 형광 신호의 세기를 측정함으로서 정량적인 신호를 얻는 과정을 거친다. 이 경우 리더기가 면역 크로마토그래피의 신호단에 나타나는 형광 신호기를 측정하기 위해, 리더기에 삽입된 카트리지를 상하로 이동시켜서 신호 부위를 찾아서 읽는 이동 과정이 들어가게 된다. 이 경우, 카트리지 전체를 움직여야 하기 때문에 상대적으로 높은 전력이 소모하게 되어 많은 수의 배터리를 장착하게 되고, 배터리 수명에 따라 측정 개수도 영향을 받게 된다. 또한, 카트리지가 리더기 내에서 이동을 해야 하므로, 카트리지 크기만큼 리더기의 내부에 이동할 수 있는 공간이 확보되어야 하므로 크기가 커질 수 밖에 없다. 또한, 상대적으로 많은 구동 부품이 사용되기 때문에 기기는 커지고, 복잡해지며, 따라서 고장 가능성도 높아지게 된다. 무엇보다도 가장 큰 단점은 한 키트 당 한 가지의 분석 물질만을 측정하도록 되어있다는 것이다.The company's products that use diagnostic chromatography for quantitative analysis to launch diagnostic sensor products have the following limitations: These products go through the first sample in an assay cartridge, which is then placed in a reader to obtain a quantitative signal by measuring the intensity of the fluorescence signal generated at the kit's membrane signal stage. In this case, in order to measure the fluorescence signal appearing at the signal stage of the immunochromatography, the cartridge inserted in the reader is moved up and down to find and read the signal site. In this case, since the entire cartridge must be moved, a relatively high power is consumed, and a large number of batteries are installed, and the number of measurements is affected by battery life. In addition, since the cartridge must be moved within the reader, the size of the cartridge must be increased because a space for moving the inside of the reader must be secured by the size of the cartridge. In addition, the use of a relatively large number of drive components increases the size and complexity of the device, thus increasing the chance of failure. First and foremost, only one analyte is measured per kit.

따라서, 종래 기술에 의하더라도 우수한 효율의 표적 항원 검출용 카트리지, 표적 항원 검출 장치 및 이를 이용한 생물학적 시료 내에 존재하는 표적 항원을 검출하는 방법의 개발이 요구된다.
Therefore, even in the prior art, there is a need for development of a target antigen detection cartridge, a target antigen detection device, and a method for detecting a target antigen present in a biological sample using the same.

본 발명의 일 구체예는 검출하고자 하는 2 이상의 서로 다른 표적 항원과 특이적으로 결합하는 항체를 각각 면역 크로마토그래피 스트립의 서로 다른 위치에 포함하는 캐리어 테이프를 포함하는 롤러 형태의 이동 방식을 사용한 표적 항원 검출용 카트리지를 제공한다.One embodiment of the present invention is a target antigen using a roller-type transfer method comprising a carrier tape each containing an antibody that specifically binds two or more different target antigens to be detected at different positions of an immunochromatography strip. A detection cartridge is provided.

본 발명의 다른 구체예는 카트리지 삽입부, 구동부 및 검출부를 포함하는 표적 항원 검출 장치를 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a target antigen detection device comprising a cartridge insert, a driver, and a detector.

본 발명의 또 다른 구체예는 상기 표적 항원 검출용 카트리지 및 표적 항원 검출 장치를 이용하여 생물학적 시료 내에 존재하는 표적 항원을 검출하는 방법을 제공한다.
Another embodiment of the present invention provides a method for detecting a target antigen present in a biological sample by using the target antigen detection cartridge and the target antigen detection device.

본 발명의 일 양상은 상부 표면에 면역 크로마토그래피 스트립을 포함하며, 상기 면역 크로마토그래피 스트립은 검출하고자 하는 2 이상의 서로 다른 표적 항원과 특이적으로 결합하는 항체를 각각 상기 면역 크로마토그래피 스트립의 서로 다른 위치에 포함하는 것인 캐리어 테이프; 및 상기 캐리어 테이프의 양 말단이 고정되어 있으며, 상기 캐리어 테이프와 접촉하여 감기도록 하는 제1 롤러 및 제2 롤러를 포함하는 표적 항원 검출용 카트리지를 제공하는 것이다.One aspect of the present invention includes an immunochromatography strip on an upper surface, wherein the immunochromatography strip is provided at different positions of the immunochromatography strip, respectively, for antibodies that specifically bind to at least two different target antigens to be detected. Carrier tape that is included in; And both ends of the carrier tape is fixed, to provide a target antigen detection cartridge comprising a first roller and a second roller to be wound in contact with the carrier tape.

면역 크로마토그래피 분석법은 생물학적 물질 또는 화학적 물질이 서로 특이적으로 부착하는 성질을 이용하여 분석 물질을 단시간에 정성 및 정량적으로 검사할 수 있는 방법이다. 본 명세서에서, 용어, "면역 크로마토그래피 스트립(immuno-chromatography strip)"은 면역 크로마토그래피 분석을 수행할 수 있는 재질로 이루어진 스트립을 의미하며, 상기 스트립은, 예를 들어, 셀로판, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론 또는 니트로셀룰로오즈와 같은 재질로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다. 일 구체예에 따르면, 상기 면역 크로마토그래피 스트립 상에는 2 이상의 위치에 검출하고자 하는 표적 항원과 특이적으로 결합할 수 있는 항체가 고정되어 있을 수 있으며, 상기 2 이상의 위치에는 서로 다른 종류의 항원을 검출할 수 있도록 서로 다른 항체가 포함될 수 있다.Immunochromatography is a method that can qualitatively and quantitatively examine analytes by using properties of biological or chemical substances specifically attaching to each other. As used herein, the term "immuno-chromatography strip" refers to a strip made of a material capable of performing immunochromatographic analysis, which strip, for example, cellophane, polyethylene, polypropylene It may be made of a material such as nylon or nitrocellulose, but is not limited thereto. According to one embodiment, an antibody capable of specifically binding to a target antigen to be detected at two or more positions may be immobilized on the immunochromatography strip, and the two or more positions may detect different kinds of antigens. Different antibodies may be included.

본 발명은 면역 분석 방법, 예를 들어, 캡쳐-ELISA 방식에 있어서, 표적 항원의 검출을 위해 사용될 수 있다. 캡처-ELISA는 일반적으로, (i) 포획항체(capturing antibody)를 고체 기질의 표면에 코팅하는 단계; (ⅱ) 포획항체와 시료(예를 들어, 표적이 되는 항원을 포함하는 시료)를 반응시키는 단계; (ⅲ) 상기 단계 (ⅱ)의 결과물을 신호를 발생시키는 검출 가능한 표지가 결합되어 있고, 표적 항원에 특이적으로 반응하는 검출 항체(detecting antibody)와 반응시키는 단계; 및 (ⅳ) 상기 검출 가능한 표지로부터 발생하는 신호를 측정하는 단계를 거치게 된다. 본 발명의 경우에는 검출하고자 하는 항원에 따라, 2 종류 이상의 검출하고자 하는 표적 항원과 특이적으로 결합할 수 있는 항체(즉, 포획항체)가 면역 크로마토그래피 스트립의 서로 다른 부분에 고정되어 있을 수 있다.The present invention can be used for the detection of target antigens in immunoassay methods, eg, in a capture-ELISA mode. Capture-ELISA generally comprises: (i) coating a capturing antibody on the surface of a solid substrate; (Ii) reacting the capture antibody with a sample (eg, a sample comprising a target antigen); (Iii) reacting the result of step (ii) with a detecting antibody having a detectable label that generates a signal and which specifically reacts with a target antigen; And (iii) measuring a signal generated from the detectable label. In the case of the present invention, depending on the antigen to be detected, two or more kinds of antibodies (ie, capture antibodies) capable of specifically binding to the target antigen to be detected may be immobilized on different portions of the immunochromatography strip. .

본 명세서에서, 용어 "캐리어 테이프(carrier tape)"는 상기 면역 크로마토그래피 스트립의 이동을 매개하는 수단으로 사용되는 테이프를 의미하는 것으로, 상기 캐리어 테이프의 상부 표면에 상기 면역 크로마토그래피 스트립이 부착되어 위치할 수 있다. 일 구체예에 따르면, 상기 캐리어 테이프는 제1 롤러 및 제2 롤러에 양 말단이 고정되어 감겨있는 형태로 구성될 수 있다. 따라서, 제1 롤러 및 제2 롤러가 회전함에 따라 상기 캐리어 테이프는 한 방향으로 이동할 수 있게 된다.
As used herein, the term "carrier tape" refers to a tape used as a means of mediating the movement of the immunochromatography strip, where the immunochromatography strip is attached to the upper surface of the carrier tape. can do. According to one embodiment, the carrier tape may be configured in a form in which both ends are fixedly wound around the first roller and the second roller. Thus, as the first roller and the second roller rotate, the carrier tape can move in one direction.

본 발명의 다른 양상은 상기 표적 항원 검출용 카트리지를 삽입할 수 있는 카트리지 삽입부; 제1 롤러 및 제2 롤러에 삽입되어 상기 제1 롤러 및 제2 롤러를 회전시켜 상기 캐리어 테이프를 좌우 방향으로 이동하도록 하는 구동부; 및 상기 면역 크로마토그래피 스트립으로부터 검출되는 신호를 검출하는 검출부를 포함하는 표적 항원 검출 장치를 제공한다.Another aspect of the invention the cartridge insertion unit for inserting the target antigen detection cartridge; A driving part inserted into a first roller and a second roller to rotate the first roller and the second roller to move the carrier tape in a horizontal direction; And a detection unit detecting a signal detected from the immunochromatography strip.

상기 장치에서 카트리지 삽입부는 일 구체예에 따른 표적 항원 검출용 카트리지가 삽입되는 부분으로, 상기 카트리지의 크기와 모양에 따라 상기 카트리지 삽입부 또한 다양한 형태로 구성될 수 있다.In the device, the cartridge insertion portion is a portion into which the target antigen detection cartridge is inserted, according to one embodiment. The cartridge insertion portion may also be configured in various forms according to the size and shape of the cartridge.

일 구체예에 따르면, 상기 구동부는 상기 제1 롤러 및 제2 롤러를 서로 동일한 방향으로 회전하도록 하는 것일 수 있다. 상기 구동부는 일 구체예에 따른 표적 항원 검출용 카트리지의 제1 롤러 및 제2 롤러와 맞물리는 볼록한 형태를 이룰 수 있으며, 회전력을 제공할 수 있도록 소형 모터와 같은 회전력 제공 장치가 추가적으로 부착될 수 있다. 상기 구동부에 의하여 상기 카트리지의 제1 롤러 및 제2 롤러는 회전하게 되며, 구동부의 회전 방향에 따라 상기 롤러에 연결된 면역 크로마토그래피 스트립를 포함하는 캐리어 테이프의 이동 방향이 결정될 수 있다.According to one embodiment, the driving unit may be to rotate the first roller and the second roller in the same direction with each other. The driving unit may have a convex shape that is engaged with the first roller and the second roller of the target antigen detection cartridge according to an embodiment, and a rotational force providing device such as a small motor may be additionally attached to provide the rotational force. . The first roller and the second roller of the cartridge are rotated by the driving unit, and the moving direction of the carrier tape including the immunochromatography strip connected to the roller may be determined according to the rotation direction of the driving unit.

일 구체예에 따르면, 상기 검출부는 자기적 신호, 전기적 신호, 형광, 라만 등의 발광 신호, 산란광 신호, 및 방사능 신호로 이루어진 군으로부터 선택되는 신호를 검출하는 것일 수 있다.
According to one embodiment, the detection unit may be to detect a signal selected from the group consisting of a magnetic signal, an electrical signal, a fluorescence signal such as fluorescence, Raman, scattered light signal, and radioactivity signal.

본 발명의 또 다른 양상은 생물학적 시료를 상기 카트리지의 면역 크로마토그래피 스트립에 접촉시키는 단계; 상기 카트리지를 상기 표적 항원 검출 장치에 삽입하는 단계; 상기 표적 항원 검출 장치의 구동부를 작동시켜 상기 면역 크로마토그래피 스트립의 서로 다른 위치로부터 검출되는 신호를 순차적으로 검출하는 단계; 및 상기 면역 크로마토그래피 스트립으로부터 검출되는 신호로부터 표적 항원의 존재 여부를 판단하는 단계를 포함하는 생물학적 시료 내에 존재하는 표적 항원의 검출 방법을 제공한다.Another aspect of the present invention comprises the steps of contacting a biological sample with an immunochromatography strip of the cartridge; Inserting the cartridge into the target antigen detection device; Operating signals of the target antigen detection device to sequentially detect signals detected from different positions of the immunochromatography strip; And determining the presence or absence of the target antigen from the signal detected from the immunochromatography strip.

상기 생물학적 시료 내에 존재하는 표적 항원의 검출 방법을 각각의 단계별로 상세하세 설명하면 다음과 같다.The detection method of the target antigen present in the biological sample will be described in detail for each step as follows.

상기 방법은, 생물학적 시료를 상기 카트리지의 면역 크로마토그래피 스트립에 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다.The method may comprise contacting a biological sample with an immunochromatographic strip of the cartridge.

상기 방법에 적용할 수 있는 생물학적 시료는 예를 들어, 사람 또는 동물의 전혈, 혈장, 혈청, 눈물, 침, 소변, 콧물 또는 체액일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다. 또한, 생물학적 시료의 종류에 따라서 완충액과 같은 반응 용액에 희석하여 상기 스트립에 접촉시킬 수 있으며, 상기 반응 용액에는 예를 들어, 추후 표적 항원의 검출을 위해 검출 가능한 표지를 결합되어 있는 검출 항체가 포함될 수 있다. 상기 생물학적 시료는 상기 카트리지의 개구부를 통해 면역 크로마토그래피 스트립에 직접 접촉시킬 수 있다.The biological sample applicable to the method may be, for example, but not limited to, whole blood, plasma, serum, tear, saliva, urine, runny nose or body fluid of human or animal. In addition, depending on the type of biological sample, it may be diluted in a reaction solution such as a buffer and contacted with the strip, and the reaction solution may include, for example, a detection antibody bound to a detectable label for detection of a target antigen. Can be. The biological sample may be in direct contact with the immunochromatography strip through the opening of the cartridge.

상기 검출 가능한 표지(detectable label)는 표지가 없는 동일한 종류의 분자들 중에서 표지를 포함하는 분자의 특이적으로 검출하도록 하는 원자 또는 분자를 의미하는 것으로, 상기 검출 가능한 표지는 예를 들어, 색깔 비드(colored bead), 항원 결정체, 효소, 혼성화 가능한 핵산, 발색 물질, 형광 물질, 인광 물질, 전기적으로 검출 가능한 분자, 변경된 형광-분극 또는 변경된 빛-확산을 제공하는 분자 또는 양자점 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다. 또한, 상기 표지는 P32 및 S35와 같은 방사선동위원소, 화학발광 (chemiluminescent) 화합물, 표지된 결합 단백질, 중금속 원자 및 다이와 같은 분광학적 마커, 및 자기 표지물을 포함할 수 있다. 상기 다이는 예를 들어, 퀴놀린 다이, 트리아릴메탄 다이, 프탈레인, 아조 다이 및 시아닌 다이를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 형광 물질은 예를 들어, 플루오리신 (fluorescein), 피코에리트린 (phycoerythrin), 로다민, 리사민 (lissamine), 및 Cy3와 Cy5 (Pharmacia)를 포함하나 이에 한정되지 않는다. 가장 바람직하게는, 상기 검출 가능한 표지는 효소일 수 있으며, 예를 들어, 알칼린 포스파타아제, β-갈락토시다아제, 호스 래디쉬 퍼옥시다아제 및 시토크롬 P450으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.The detectable label refers to an atom or molecule that enables specific detection of a molecule including a label among molecules of the same kind without a label, and the detectable label is, for example, colored beads ( colored bead), antigenic crystals, enzymes, hybridizable nucleic acids, chromogenic substances, fluorescent substances, phosphors, electrically detectable molecules, molecules that provide altered fluorescence-polarization or altered light-diffusion, or the like, It is not limited to this. The label may also include radioisotopes such as P 32 and S 35 , chemiluminescent compounds, labeled binding proteins, spectroscopic markers such as heavy metal atoms and dies, and magnetic labels. Such dies include, but are not limited to, for example, quinoline dies, triarylmethane dies, phthaleins, azo dies and cyanine dies. Such fluorescent materials include, but are not limited to, for example, fluorescein, phycoerythrin, rhodamine, lissamine, and Cy3 and Cy5 (Pharmacia). Most preferably, the detectable label may be an enzyme, for example, may be selected from the group consisting of alkaline phosphatase, β-galactosidase, horse radish peroxidase and cytochrome P 450 It is not limited to this.

상기 생물학적 시료로부터 C형 간염, B형 간염, 인플루엔자 바이러스, 조류독감 바이러스, 로타 바이러스, 에이즈, 매독, 클라미디아, 말라리아, 장티프스, 위궤양 원인균, 결핵, 사스, 뎅기열, 나병 등의 원인 병원체 및 항체의 유무 등을 검사할 수 있다. 또한, 임신, 배란, 암 표지자, 심장병 표시자 등의 존재를 확인하는 용도로도 이용될 수 있으며, 식품으로부터 살모넬라, 비브리오 캠필로박터, 장출혈성 대장균, 여시니아 등의 식중독균을 확인하는데 이용될 수 있는 등의 다양한 분야에서의 신속한 검사와 진단에 사용될 수 있다.Presence of pathogens and antibodies of hepatitis C, hepatitis B, influenza virus, avian influenza virus, rotavirus, AIDS, syphilis, chlamydia, malaria, typhoid fever, gastric ulcer, tuberculosis, SARS, dengue fever and leprosy Etc. can be checked. In addition, it may be used to confirm the presence of pregnancy, ovulation, cancer markers, heart disease indicators, etc., and may be used to identify food poisoning bacteria such as Salmonella, Vibrio campylobacter, enterohemorrhea E. coli, and cycinia from food. It can be used for rapid examination and diagnosis in various fields.

이후 상기 방법은, 상기 카트리지를 상기 표적 항원 검출 장치에 삽입하는 단계를 포함할 수 있다. 이는 상기 카트리지를 상기 표적 항원 검출 장치의 카트리지 삽입부에 삽입시켜 상기 카트리지가 상기 장치 내에서 구동할 수 있도록 하는 것을 의미한다.The method may then include inserting the cartridge into the target antigen detection device. This means that the cartridge is inserted into the cartridge insertion section of the target antigen detection device so that the cartridge can be driven in the device.

이후 상기 방법은 상기 표적 항원 검출 장치의 구동부를 작동시켜 상기 면역 크로마토그래피 스트립의 서로 다른 위치로부터 검출되는 신호를 순차적으로 검출하는 단계를 포함할 수 있다.The method may then comprise sequentially operating signals driven from different positions of the immunochromatography strip by operating the drive of the target antigen detection device.

상기 장치의 구동부의 작동은 상기 구동부에 회전력을 제공하는 것에 의하며, 상기 구동부의 회전에 의해 일 구체예에 다른 표적 항원 검출용 카트리지의 제1 롤러 및 제2 롤러가 회전하여 상기 면역 크로마토그래피 스트립이 이동하게 된다. 이 때, 상기 접촉 단계에 의하여 생물학적 시료에 포함되어 있는 표적 항원들은 면역 크로마토그래피에 의해 상기 스트립의 서로 다른 위치에 존재하는 표적 항원과 특이적으로 결합할 수 있는 항체로 이동하여 항원-항체 반응이 일어나게 되며, 상기 상원-항체 반응으로부터 검출되는 신호는 캐리어 테이프의 이동에 따라 순차적으로 검출될 수 있다.Operation of the drive unit of the device is by providing a rotational force to the drive unit, the first roller and the second roller of the cartridge for detecting another target antigen in one embodiment by the rotation of the drive unit rotates the immunochromatography strip Will move. At this time, the target antigens contained in the biological sample by the contacting step are moved to an antibody capable of specifically binding to the target antigens present at different positions of the strip by immunochromatography. In this case, the signals detected from the senate-antibody reaction may be sequentially detected as the carrier tape moves.

일 구체예에 따르면, 상기 검출되는 신호는 자기적 신호, 전기적 신호, 형광, 라만 등의 발광 신호, 산란광 신호, 및 방사능 신호로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있다.According to one embodiment, the detected signal may be selected from the group consisting of a magnetic signal, an electrical signal, a fluorescence signal such as fluorescence, Raman, scattered light signal, and radioactivity signal.

마지막으로 상기 방법은 상기 면역 크로마토그래피 스트립으로부터 검출되는 신호로부터 표적 항원의 존재 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.Finally, the method may comprise determining the presence of a target antigen from the signal detected from the immunochromatography strip.

상기 검출된 신호의 확인은 상기 항원-항체 반응에 의해 발생하는 신호를 검출기로 측정하는 것을 의미하며, 상기 신호를 검출함으로서 표적 항원의 존재 여부 및 생물학적 시료 내에 포함되어 있는 항원의 양을 분석할 수 있다.
Confirmation of the detected signal means measuring the signal generated by the antigen-antibody reaction with a detector, and by detecting the signal, it is possible to analyze the presence of a target antigen and the amount of antigen contained in a biological sample. have.

일 구체예에 따른 본 발명의 표적 항원 검출용 카트리지 및 표적 항원 검출 장치는 여러 가지 항원의 다중 검출이 가능하고, 저전력으로 소형화된 장치를 구현할 수 있다는 장점을 가지며, 이를 이용하여 생물학적 시료 내에 존재하는 2 이상의 표적 항원을 효과적으로 검출할 수 있다.
The target antigen detection cartridge and the target antigen detection device of the present invention according to one embodiment have the advantage of being capable of multiple detection of various antigens and miniaturizing a low power device, and using them in a biological sample. Two or more target antigens can be effectively detected.

도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 표적 항원 검출용 카트리지를 나타내는 모식도이고,
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 표적 항원 검출용 카트리지의 윗면을 나타내는 모식도이고,
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 표적 항원 검출 장치를 나타내는 모식도이고,
도 4는 본 발명의 일 구체예에 따른 표적 항원 검출용 카트리지를 이용하여 생물학적 시료 내에서 2 이상의 표적 항원을 검출하는 방법을 나타내는 도면이다.
1 is a schematic diagram showing a cartridge for detecting a target antigen according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 is a schematic diagram showing the top of the target antigen detection cartridge according to an embodiment of the present invention,
Figure 3 is a schematic diagram showing a target antigen detection apparatus according to an embodiment of the present invention,
4 is a view showing a method for detecting two or more target antigens in a biological sample by using a target antigen detection cartridge according to an embodiment of the present invention.

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 by way of examples. However, these embodiments are intended to illustrate one or more embodiments, and the scope of the present invention is not limited to these embodiments.

도 1은 일 구체예에 따른 표적 항원 검출용 카트리지의 내부 형상을 나타내고, 도 2는 일 구체예에 따른 표적 항원 검출용 카트리지의 윗면을 나타낸 것으로 시료를 주입하는 부분을 상세히 나타낸 모식도이다. 도 3은 일 구체예에 따른 표적 항원 검출용 카트리지가 삽입될 수 있는 표적 항원 검출 장치를 나타낸 것이고, 도 4는 일 구체예에 따른 표적 항원 검출용 카트리지 및 표적 항원 검출 장치를 이용하여 생물학적 시료 내 포함된 2 이상의 표적 항원을 검출하는 방법을 나타낸 것이다.1 is a view illustrating an internal shape of a target antigen detection cartridge according to one embodiment, and FIG. 2 is a schematic view showing a portion of a sample injection portion showing the top surface of the cartridge for detection of a target antigen according to one embodiment. FIG. 3 illustrates a target antigen detection device into which a target antigen detection cartridge according to one embodiment may be inserted, and FIG. 4 illustrates a target antigen detection device in a biological sample using the target antigen detection cartridge and the target antigen detection device. It shows a method for detecting two or more target antigens included.

이하 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 표적 항원 검출용 카트리지, 표적 항원 검출 장치 및 이를 이용하여 생물학적 시료 내 포함된 2 이상의 표적 항원을 검출하는 방법의 일 구체예를 설명하도록 한다.
Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 4, an embodiment of a target antigen detection cartridge, a target antigen detection device, and a method of detecting two or more target antigens contained in a biological sample using the same will be described.

도 1은 일 구체예에 따른 표적 항원 검출용 카트리지의 모식도로서, 카트리지 몸체(100), 면역 크로마토그래피 스트립(110), 캐리어 테이프(120), 제1, 제2 표적 항원 검출부(130, 140) 및 제1, 제2 롤러(150, 160)가 도시되어 있다. 본 발명은 제1, 제2 롤러(150, 160)의 회전에 의해 상기 롤러에 고정되어 있는 캐리어 테이프(120)가 제어되고, 따라서, 상기 캐리어 테이프(120) 상에 존재하는 면역 크로마토그래피 스트립(110)에 포함된 제1, 제2 표적 항원 검출부(130, 140)가 제어되어 하나의 생물학적 시료로부터 2 이상의 표적 항원을 검출할 수 있다는 특징이 있다. 1 is a schematic diagram of a target antigen detection cartridge according to one embodiment, the cartridge body 100, immunochromatography strip 110, carrier tape 120, the first and second target antigen detection unit 130, 140 And first and second rollers 150 and 160 are shown. According to the present invention, the carrier tape 120 fixed to the roller is controlled by the rotation of the first and second rollers 150 and 160, and thus, the immunochromatographic strips present on the carrier tape 120 ( The first and second target antigen detection units 130 and 140 included in 110 may be controlled to detect two or more target antigens from one biological sample.

도 2에서 보는 바와 같이, 캐리어 테이프(120)는 면역 크로마토그래피 스트립(110)을 이동시키는 매개체로서 역할을 하며, 상기 면역 크로마토그래피 스트립(110)에는 서로 다른 항원을 검출할 수 있는 제1, 제2 표적 항원 검출부(130, 140)가 존재하나, 상기 2개의 표적 항원 검출부는 예시에 불과하며, 원하는 수만큼의 표적 항원 검출부를 상기 면역 크로마토그래피 스트립(110) 상에 위치시킬 수 있다. 또한, 상기 캐리어 테이프(120)의 길이는 사용자가 원하는 대로 조절이 가능하며, 캐리어 테이프(120)의 길이에 따라 면역 크로마토그래피 스트립(110)의 길이도 조절할 수 있다. 표적 항원의 검출은 카트리지 몸체(100) 상에 존재하는 개구부(200)을 통해 육안으로 확인하거나, 또는 광학적 신호, 전기적 신호 등 항원-항체 반응에 의해 제1, 제2 항원 검출부(130, 140)로부터 발생하는 다양한 종류의 신호에 따라 하기 설명할 표적 항원 검출 장치의 검출부(170)로부터 이루어질 수 있다.
As shown in FIG. 2, the carrier tape 120 serves as a medium for moving the immunochromatography strip 110, and the immunochromatography strip 110 includes a first and a first agent capable of detecting different antigens. Although there are two target antigen detection units 130 and 140, the two target antigen detection units are merely exemplary, and as many target antigen detection units as desired may be located on the immunochromatography strip 110. In addition, the length of the carrier tape 120 may be adjusted as desired by the user, and the length of the immunochromatography strip 110 may be adjusted according to the length of the carrier tape 120. The detection of the target antigen is visually confirmed through the opening 200 existing on the cartridge body 100 or by the antigen-antibody reaction such as an optical signal or an electrical signal. According to various kinds of signals generated from the target antigen detection device to be described below can be made from the 170.

도 3은 일 구체예에 따른 표적 항원 검출 장치의 모식도로서, 검출부(170), 구동부(180) 및 카트리지 삽입부(190)가 도시되어 있다. 일 구체예에 따른 표적 항원 검출용 카트리지는 상기 카트리지 삽입부(190)에 삽입될 수 있다. 또한, 삽입된 카트리지는 제1 롤러 및 제2 롤러(150, 160) 부분이 상기 장치의 구동부(180)와 맞물리도록 장착되며, 상기 카트리지 몸체(100) 상에 존재하는 개구부(200)는 상기 검출부(170)와 인접하도록 배치된다. 상기 구동부(180)는 상기 제1 롤러 및 제2 롤러(150, 160)에 회전력을 제공할 수 있으며, 상기 롤러를 동일한 방향으로 회전시켜 캐리어 테이프(120)를 좌우방향으로 움직일 수 있도록 한다.
3 is a schematic diagram of a target antigen detection apparatus according to one embodiment, and a detector 170, a driver 180, and a cartridge inserter 190 are shown. The target antigen detection cartridge according to one embodiment may be inserted into the cartridge insertion unit 190. In addition, the inserted cartridge is mounted such that portions of the first roller and the second roller 150 and 160 are engaged with the driving unit 180 of the apparatus, and the opening 200 existing on the cartridge body 100 is the detection unit. Disposed adjacent to 170. The driving unit 180 may provide rotational force to the first roller and the second rollers 150 and 160, and rotate the roller in the same direction to move the carrier tape 120 in left and right directions.

도 4는 일 구체예에 따른 표적 항원 검출용 카트리지 및 표적 항원 검출 장치를 이용하여 생물학적 시료 내 포함된 2 이상의 표적 항원을 검출하는 방법을 나타낸 것이다. 생물학적 시료를 개구부(200)를 통해 주입하게 되면, 시료는 면역 크로마토그래피 스트립(110)의 중앙으로부터 양쪽으로 모세관 현상에 의해 이동되게 되며, 양쪽에 존재하는 제1 표적 항원 검출부(130) 및 제2 표적 항원 검출부(140)에서 각각 1개씩의 분석 물질을 측정하게 되어, 2종의 표적 항원을 동시에 측정하는 것이 가능하다. 시료의 주입 후에 각각의 신호 발생 부위, 표적 항원 검출부에서는 일정 시간이 경과한 후 표적 항원의 농도에 비례하는 신호가 발생하게 된다. 신호는 사용하는 신호 발생 물질에 따라 광학적 또는 전기 화학적으로 다양하게 측정할 수 있다. 상기 카트리지는 일 구체예에 따른 표적 항원 검출 장치에 삽입되어, 카세트 테이프와 같은 구동 원리에 따라서 롤 형태로 제1 롤러(150) 및 제2 롤러(160)에 감겨 있는 캐리어 테이프(120)가 감기면서 제1 표적 항원 검출부(130) 및 제2 표적 항원 검출부(140)를 표적 항원 검출 장치의 검출부(170)으로 이동시키는 역할을 하게 된다. 따라서, 이로부터 측정된 신호를 이용하여 정량 분석을 수행함으로서 표적 항원에 대한 검사가 수행되는 것이다. 일 구체예에 따른 표적 항원 검출 장치는 카세트 테이프를 돌려주는 수준의 구동부(180)만 갖추면 되므로, 기존의 검출 장치와 비교할 때, 저전력으로 구동이 가능하며, 소형으로 간단하게 제작할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 분석의 성능을 향상시키기 위해 여러 부가 과정(면역 크로마토그래피 스트립의 세척, 효소 기질 반응)등을 수행할 수 있는 부분을 카트리지의 특정 부분에 설치할 수 있다.
4 illustrates a method of detecting two or more target antigens contained in a biological sample by using a target antigen detection cartridge and a target antigen detection device according to one embodiment. When the biological sample is injected through the opening 200, the sample is moved from the center of the immunochromatography strip 110 by capillary action to both sides, and the first target antigen detection unit 130 and the second target antigen present at both sides. The target antigen detection unit 140 measures one analyte each, so that it is possible to simultaneously measure two target antigens. After injection of the sample, a signal proportional to the concentration of the target antigen is generated after a predetermined time at each signal generation site and the target antigen detection unit. The signal can be measured optically or electrochemically depending on the signal generating material used. The cartridge is inserted into the target antigen detection apparatus according to one embodiment, and the carrier tape 120 wound around the first roller 150 and the second roller 160 in a roll form is wound in accordance with a driving principle such as a cassette tape. At the same time, the first target antigen detector 130 and the second target antigen detector 140 are moved to the detector 170 of the target antigen detector. Therefore, the test for the target antigen is performed by performing quantitative analysis using the signal measured therefrom. Since the target antigen detection apparatus according to one embodiment needs only a driving unit 180 having a level of returning a cassette tape, it can be driven with low power and can be manufactured compactly and simply as compared with a conventional detection apparatus. . In addition, a portion of the cartridge may be installed in which a number of additional processes (eg, washing the immunochromatography strip, enzyme substrate reaction) can be performed to improve the performance of the assay.

실시예Example 1: 인플루엔자 바이러스 A 및 B 형을 동시 진단할 수 있는 표적 항원 검출용 카트리지의 작동 1: Operation of a Cartridge for Target Antigen Detection for Simultaneous Diagnosis of Influenza Virus Types A and B

피검자로부터 체액을 스왑(swap)에 채취하여 인플루엔자 A와 B에 대한 탐지 항체와 형광 물질의 중합체가 포함된 반응 용액에 희석시킨 다음, 검체 희석액을 본 발명의 표적 항체 검출용 카트리지의 개구부에 주입하였다. 개구부는 인플루엔자 A형 및 B형을 검출할 수 있는 표적 항원 검출부 사이에 위치하게 되며, 주입 즉시 면역 크로마토그래피 스트립을 따라 양방향으로 전개된다. 일정 시간이 지나면 양쪽의 표적 항원 검출부에서는 각각 인플루엔자 A 및 B 항원의 유무에 따라서 샌드위치 면역 결합체가 생성이 된다. 이를 측정하기 위해서, 표적 항원 검출 장치가 사용되는데, 상기 장치는 도 4와 같이, 롤 방식의 이동으로 인플루엔자 A형의 항체가 존재하는 항원 검출부를 이동시켜 표적 항원을 검출하고, 순차적으로 인플루엔자 B형의 항체가 존재하는 항원 검출부를 이동시켜 표적 항원을 검출함으로서 시료 내에 인플루엔자 A형 및 B형 항원의 존재 여부를 동시에 측정할 수 있다. 상기 장치의 검출부에서는 측정된 형광 신호의 유무로, 인플루엔자 A형 또는 B형 바이러스의 감염 여부를 판단할 수 있는데, 예를 들어, A형의 항체가 존재하는 항원 검출부에서 형광 신호를 보이고, B형의 항체가 존재하는 항원 검출부에서는 형광 신호가 나타나지 않았다면, 상기 피검자는 인플루엔자 A형 바이러스에 감염되었다고 판정할 수 있다.
Body fluids were collected from the subject by a swap and diluted in a reaction solution containing a detection antibody against influenza A and B and a polymer of a fluorescent substance. Then, the sample dilution was injected into the opening of the cartridge for detecting a target antibody of the present invention. . The opening is located between target antigen detection sites capable of detecting influenza types A and B, and develops bidirectionally along the immunochromatography strip upon injection. After a certain time, both target antigen detection units produce sandwich immunoconjugates depending on the presence or absence of influenza A and B antigens, respectively. In order to measure this, a target antigen detection apparatus is used. The apparatus detects a target antigen by moving an antigen detection unit in which an influenza type A antibody is present in a roll-like movement, and sequentially detects influenza B type. The presence or absence of influenza type A and B antigens in a sample can be measured simultaneously by moving the antigen detection unit in which the antibody of the present invention is detected. The detection unit of the device can determine whether the influenza type A or B virus is infected by the presence or absence of the measured fluorescence signal. For example, the antigen detection unit in which the A-type antibody is present shows a fluorescence signal, and If no fluorescence signal appears in the antigen detection unit in which the antibody is present, the test subject can be determined to be infected with influenza A virus.

100: 카트리지 몸체
110: 면역 크로마토그래피 스트립
120: 캐리어 테이프
130: 제1 표적 항원 검출부
140: 제2 표적 항원 검출부
150: 제1 롤러
160: 제2 롤러
170: 검출부
180: 구동부
190: 카트리지 삽입부
200: 개구부
100: cartridge body
110: immunochromatography strip
120: carrier tape
130: first target antigen detection unit
140: second target antigen detection unit
150: first roller
160: second roller
170: detector
180: drive unit
190: cartridge insertion unit
200: opening

Claims (6)

상부 표면에 면역 크로마토그래피 스트립을 포함하며, 상기 면역 크로마토그래피 스트립은 검출하고자 하는 2 이상의 서로 다른 표적 항원과 특이적으로 결합하는 항체를 각각 상기 면역 크로마토그래피 스트립의 서로 다른 위치에 포함하는 것인 캐리어 테이프; 및 상기 캐리어 테이프의 양 말단이 고정되어 있으며, 상기 캐리어 테이프와 접촉하여 감기도록 하는 제1 롤러 및 제2 롤러를 포함하는 표적 항원 검출용 카트리지.
A carrier comprising an immunochromatography strip on an upper surface, wherein the immunochromatography strip comprises at each different position of the immunochromatography strip an antibody that specifically binds to at least two different target antigens to be detected tape; And a first roller and a second roller fixed to both ends of the carrier tape and wound in contact with the carrier tape.
제1항의 카트리지를 삽입할 수 있는 카트리지 삽입부; 제1 롤러 및 제2 롤러에 삽입되어 상기 제1 롤러 및 제2 롤러를 회전시켜 상기 캐리어 테이프를 좌우 방향으로 이동하도록 하는 구동부; 및 상기 면역 크로마토그래피 스트립으로부터 검출되는 신호를 검출하는 검출부를 포함하는 표적 항원 검출 장치.
A cartridge insertion unit capable of inserting the cartridge of claim 1; A driving part inserted into a first roller and a second roller to rotate the first roller and the second roller to move the carrier tape in a horizontal direction; And a detector configured to detect a signal detected from the immunochromatography strip.
제2항에 있어서, 상기 구동부는 상기 제1 롤러 및 제2 롤러를 서로 동일한 방향으로 회전하도록 하는 것을 특징으로 하는 표적 항원 검출 장치.
The target antigen detection apparatus of claim 2, wherein the driving unit rotates the first roller and the second roller in the same direction.
제2항에 있어서, 상기 검출부는 자기적 신호, 전기적 신호, 형광, 라만 등의 발광 신호, 산란광 신호, 및 방사능 신호로 이루어진 군으로부터 선택되는 신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 표적 항원 검출 장치.
The apparatus of claim 2, wherein the detection unit detects a signal selected from the group consisting of a magnetic signal, an electrical signal, a fluorescence signal such as fluorescence, a Raman, a scattered light signal, and a radiation signal.
생물학적 시료를 상기 제1항의 카트리지의 면역 크로마토그래피 스트립에 접촉시키는 단계;
상기 카트리지를 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항의 표적 항원 검출 장치에 삽입하는 단계;
상기 표적 항원 검출 장치의 구동부를 작동시켜 상기 면역 크로마토그래피 스트립의 서로 다른 위치로부터 검출되는 신호를 순차적으로 검출하는 단계; 및
상기 면역 크로마토그래피 스트립으로부터 검출되는 신호로부터 표적 항원의 존재 여부를 판단하는 단계를 포함하는 생물학적 시료 내에 존재하는 표적 항원의 검출 방법.
Contacting the biological sample with an immunochromatographic strip of the cartridge of claim 1;
Inserting the cartridge into the target antigen detection device of any one of claims 2 to 4;
Operating signals of the target antigen detection device to sequentially detect signals detected from different positions of the immunochromatography strip; And
Determining the presence of a target antigen from the signal detected from the immunochromatography strip.
제5항에 있어서, 상기 검출되는 신호는 자기적 신호, 전기적 신호, 형광, 라만 등의 발광 신호, 산란광 신호, 및 방사능 신호로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 표적 항원이 검출 방법.The method of claim 5, wherein the detected signal is selected from the group consisting of a magnetic signal, an electrical signal, a fluorescence signal such as fluorescence, Raman, a scattered light signal, and a radioactivity signal.
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