KR100602952B1 - 면역크로마토그래피법을 이용한 당화혈색소 측정센서 - Google Patents

면역크로마토그래피법을 이용한 당화혈색소 측정센서 Download PDF

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Abstract

본 발명은 면역크로마토그래피법을 이용한 당화혈색소 측정센서에 관한 것으로, 결합체 패드와 흡수패드가 일부 적층된 니트로셀룰로오즈 멤브레인의 일정 구간에 형성된 당화혈색소 측정부에서 당화혈색소 항체와 혈색소 항체에 의해 혈액시료내의 당화혈색소가 항원-항체 반응에 의해 결합되게 되고, 이를 정량적으로 분석함에 의해 당화혈색소를 측정할 수 있도록 구현하며, 동시에 혈색소의 양을 측정하여 혈색소에 대한 당화혈색소의 비율을 측정함으로써 저렴한 비용으로 간편하게 비교적 장기간의 혈당치를 알 수 있도록 한 것이다.
당화혈색소, 혈색소, 면역크로마토그래피법

Description

면역크로마토그래피법을 이용한 당화혈색소 측정센서 {HbA1c sensor using Immuno Chromatographic Assay}
도 1a 은 본 발명에 따른 면역크로마토그래피법을 이용한 당화혈색소 측정센서의 정면도
도 1b 는 본 발명에 따른 면역크로마토그래피법을 이용한 당화혈색소 측정센서의 저면도
도 2 는 본 발명에 따른 면역크로마토그래피법을 이용한 당화혈색소 측정센서의 항원-항체 반응의 개략도
도 3 은 혈색소 및 당화혈색소의 화학적 구조를 도시한 도면
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 당화혈색소 측정센서 110 : 기판
111 : 당화혈색소 측정창 112 : 혈색소 측정창
120 : 니트로셀룰로오즈 멤브레인 130 : 결합체 패드
140 : 흡수패드 150 : 당화혈색소 측정부
160 : 시료패드 170 : 혈색소 측정부
본 발명은 면역크로마토그래피법을 이용한 당화혈색소 측정센서에 관한 것으로, 특히 혈액중에 포함된 당화혈색소(HbA1c)를 신속하고 간편하게 측정할 수 있는 일회용 당화혈색소 측정센서에 관한 것이다.
사람의 적혈구(Red Blood Cell)에는 혈색소(헤모글로빈)라고 하는 산소 운반에 필요한 단백질이 들어있다. 혈액속에 혈당(포도당)이 상승하면 혈액내의 포도당의 일부가 혈색소에 결합된다. 이렇게 포도당과 결합된 혈색소를 당화혈색소라고 하며, 헤모글로빈 에이원씨(HbA1c)라고도 부른다.
정상 적혈구의 수명은 약 120일 정도이며, 우리 몸안에서는 매일 일부의 적혈구가 파괴되며, 이 파괴된 양과 비슷한 양의 적혈구가 생성되어 일정한 수준을 유지하게 된다. 그런데, 한번 포도당과 결합되어 당화혈색소가 만들어지면 그 적혈구 수명이 다 되어 분해될 때까지 당화혈색소를 가지고 있게 된다.
혈당검사는 매일 매일 피속의 당분이 얼마만큼 있는가를 체크하는 검사인 반면에, 당화혈색소 검사는 평균 8주간의 혈당치를 반영한다. 혈당검사의 경우 공복시의 혈당치를 검사하기 위해서는 적어도 8시간 이상 금식해야 하며, 식후 혈당치를 검사하기 위해서는 보통 식후 2시간 정도 지나서 채혈하여 검사해야하지만, 당화혈색소 검사는 식사 시간과 무관하게 채혈하여 검사할 수 있는 장점을 가진다.
한편, 당화혈색소 검사는 비교적 장기간의 혈당치를 반영하므로, 최근 수개월 동안 당뇨병이 치료에 의해서 잘 관리가 되고 있는지 등을 알 수 있는 지표로 이용된다. 즉, 당뇨병의 치료 목표는 합병증을 방지하기 위해서 정상 혈당을 유지 하는 것이며, 당뇨병 관리가 잘 이루어지는 지를 알아보기 위해서는 빈번한 혈당 측정이 필요하다. 그러나, 혈당을 자주 측정하는 것은 번거로운 일이므로 혈당을 자주 측정할 수 없는 경우나, 자주 측정할 필요가 없을 경우에 당화혈색소 검사를 이용하면 한번 측정으로 비교적 장기간의 혈당 평균치를 알 수 있으므로, 혈당 조절이 잘되고 있는지를 쉽게 알 수 있게 된다.
만일, 당화혈색소 측정치가 높으면 당뇨병 치료가 잘 이루어지지 않고 있는 상태라고 평가될 수 있으며, 환자는 이러한 측정을 통해 더욱 엄격한 식이요법을 적용하거나 또는 인슐린 주입 용량을 더 늘리는 등의 당뇨병 관리가 이루어 질 것이다.
기존의 당화혈색소 측정은 병원의 임상병리실에서 측정되는 경우가 대부분이었고, 이 경우 시료전처리 과정이 필요하며, 장비의 부피가 크고, 시약 및 소모품이 고가인 단점이 있었다.
따라서, 본 발명자는 한번 측정으로 비교적 장기간의 혈당치를 반영할 수 있는 일회용 당화혈색소 측정장치에 대한 연구를 하게 되었다.
본 발명은 상기한 취지하에 발명된 것으로, 한번 측정으로 비교적 장기간의 혈당치를 손쉽고 간편하게 측정할 수 있는 면역크로마토그래피법을 이용한 당화혈색소 측정센서를 제공함을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 본 발명에 따른 면역크로마토그래피법을 이용한 당화혈색소 측정센서는 결합체 패드와 흡수패드가 일부 적층된 니트로셀룰로오즈 멤브레인의 일정 구간에 형성된 당화혈색소 측정부에서 당화혈색소 항체와 혈색소 항체에 의해 혈액시료내의 당화혈색소가 항원-항체 반응에 의해 결합되게 되고, 이를 정량적으로 분석함에 의해 당화혈색소를 측정할 수 있으며, 동시에 혈색소의 양을 측정하여 혈색소에 대한 당화혈색소의 비율을 측정하도록 한 것을 특징으로 한다.
따라서, 한번 측정으로 비교적 장기간의 혈당치를 손쉽고 간편하게 측정할 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.
도 1a 은 본 발명에 따른 면역크로마토그래피법을 이용한 당화혈색소 측정센서의 정면도, 도 1b 는 본 발명에 따른 면역크로마토그래피법을 이용한 당화혈색소 측정센서의 저면도이다.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 면역크로마토그래피법을 이용한 당화혈색소 측정센서(100)는 기판(110)과, 니트로셀룰로오즈 멤브레인(120)과, 결합체 패드(130)와, 흡수패드(140)와, 당화혈색소 측정부(150)와, 시료패드(160)를 포함한다.
상기 기판(110)은 당화혈색소 측정센서(100)를 구성하는 니트로셀룰로오즈 멤브레인(120)과, 결합체 패드(130)와, 흡수패드(140)와, 시료패드(160)를 적층하기 위한 베이스 기판으로, 플라스틱 카드 등의 소수성(Hydrophobic) 재질의 물질이 며, 당화혈색소를 정량적으로 측정하기위한 당화혈색소 측정창(111)과 혈색소를 정략적으로 측정하기 위한 혈색소 측정창(112)을 포함한다.
상기 니트로셀룰로오즈 멤브레인(Nitrocellulose Membrane)(120)은 상기 기판(110)상에 적층되되, 용혈된 혈액시료가 모세관 현상에 의해 이동된다. 또한, 니트로셀룰로오즈 멤브레인(120)은 투명한 플라스틱 재질의 물질에 의해 외부가 지지되어 혈액시료의 이동을 확인하기가 용이하며, 상기 기판(110)에 형성된 당화혈색소 측정창(111)과 혈색소 측정창(112)을 통해 당화혈색소 및 혈색소가 정량적으로 측정된다. 이 때, 상기 당화혈색소는 항원-항체 반응에 의해 측정되며, 혈색소는 고유의 색으로 측정되게 된다.
상기 니트로셀룰로오즈 멤브레인(120)은 용혈된 혈액시료내에 포함된 당화혈색소 측정을 위한 당화혈색소 측정부(150)를 포함하고 있으며, 이 당화혈색소 측정부(150)와 시료패드(160) 사이에 모세관 현상에 의해 니트로셀룰로오즈 멤브레인(120)을 통과하는 혈색소 중 흡수패드(140)에 의해 흡수되지 않은 혈색소를 측정을 위한 혈색소 측정부(170)가 형성되어 있다.
상기 당화혈색소 측정부(150)는 상기 결합체 패드(130)와 흡수패드(140)가 일부 적층된 니트로셀룰로오즈 멤브레인(120)의 일정 구간에 형성되되, 혈액시료내의 당화혈색소가 항원-항체 반응에 의해 결합되어 고정되도록 하는 제 1 항체 즉, 당화혈색소 항체 또는 혈색소 항체를 포함한다.
이 때, 상기 니트로셀룰로오즈 멤브레인(120)이 그 일정 구간에 당화혈색소와 결합할 수 있는 제 1 항체를 적하한 후, 건조시켜 단백질의 소수성 (Hydrophobic)을 이용해 제 1 항체를 물리적으로 고정화하고, 상기 제 1 항체가 고정된 구간을 보호하는 동시에 용혈된 혈액시료의 이동속도를 증가시키기 위하여 후 처리되는 것이 바람직하다.
상기 결합체 패드(130)는 상기 니트로셀룰로오즈 멤브레인(120)의 일측에 그 일부분이 겹치도록 적층되되, 혈액시료내의 혈색소 및 당화혈색소와 선택적으로 결합되는 제 2 항체-신호발생 물질 결합체를 포함한다. 상기 제 2 항체는 제 1 항체와 마찬가지로 당화혈색소 항체 또는 혈색소 항체이며, 신호발생 물질은 라텍스 비드(Latex Bead)나, 금속 콜로이드(Metal Colloid) 또는 효소(Enzyme) 등이 이용될 수 있다.
상기 흡수패드(140)는 상기 니트로셀룰로오즈 멤브레인(120)의 타측에 그 일부분이 겹치도록 적층되되, 상기 니트로셀룰로오즈 멤브레인(120)을 통해 이동된 물질을 흡수한다.
상기 시료패드(160)는 상기 결합체 패드(130)에 적층되되, 용혈된 혈액시료를 주입한다.
상기에서 제 1 항체가 당화혈색소 항체일 경우에는 제 2 항체가 혈색소 항체가 되며, 반대로 제 1 항체가 혈색소 항체일 경우에는 제 2 항체가 당화혈색소 항체인 것이 바람직하다.
상기한 구성을 가지는 본 발명에 따른 면역크로마토그래피법을 이용한 당화혈색소 측정센서(100)의 당화혈색소 측정시의 동작을 도 2 를 참조하여 알아본다.
당화혈색소 측정의 기본 원리는 혈액시료내에 존재하는 혈색소와 포도당이 결합하여 생성된 당화혈색소와 혈색소 각각을 동시에 정량 분석하여 그 비율을 측정하는 것이다.
먼저, 인체로부터 혈액시료를 채취하고, 이를 계면활성제가 들어있는 완충용액에 일정량 첨가하여 적혈구로부터 당화혈색소와 혈색소를 분리하여 용혈시킨다.
그 다음, 용혈된 혈액시료중 일정량을 취하여 상기 시료패드(160)에 적하한다.
그러면, 상기 시료패드(160)에 흡수된 용혈된 혈액시료는 상기 결합체 패드(130)로 흐르게 되고, 결합체 패드(130)에 포함된 제 2 항체-신호발생 물질 결합체를 녹인 후 상기 니트로셀룰로오즈 멤브레인(120)으로 이동한다.
이 때, 혈색소와 당화혈색소는 도 3 에 도시한 바와같이, 아미노 말단(-NH2)을 제외한 나머지 부분이 동일한 구조로 이루어져 있으므로, 제 2 항체 중 혈색소 항체는 혈색소와 당화혈색소의 같은 곳을 인식하게 되어 상기 제 2 항체-신호발생 물질 결합체에서 제 2 항체가 혈색소 항체일 경우에는 혈색소 및 당화혈색소 각각에 선택적으로 결합된 상태로 니트로셀룰로오즈 멤브레인(120)으로 이동되게 된다. 그러나, 제 2 항체가 당화혈색소 항체일 경우에는 당화혈색소만이 선택적으로 결합된 상태로 니트로셀룰로오즈 멤브레인(120)으로 이동되게 된다.
상기 니트로셀룰로오즈 멤브레인(120)으로 이동된 혈색소 및 당화혈색소 각각에 선택적으로 결합된 제 2 항체-신호발생 물질 결합체는 니트로셀룰로오즈 멤브레인(120)을 모세관 현상에 의해 통과되며, 상기 니트로셀룰로오즈 멤브레인(120) 의 일정 구간에 형성된 당화혈색소 측정부(150) 통과시 상기 당화혈색소 측정부(150)에 고정된 제 1 항체에 의해 당화혈색소 또는 혈색소가 결합된다.
이렇게 당화혈색소 측정부(150)를 통과한 혈색소는 상기 흡수패드(140)에 의해 흡수되고, 흡수되지 않은 일부의 혈색소는 혈색소 측정부(170)에 남겨지게 된다.
신호발생 물질에 의해 상기 당화혈색소 측정부(150)에 의해 포집되는 당화혈색소의 양이 많을 수 록 상기 당화혈색소 측정부(150)의 신호가 증가한다.
이 당화혈색소 측정부(150)의 신호발생 물질의 양을 정량분석하여 당화혈색소의 양을 정량화할 수 있으며, 혈색소는 자체가 붉은색을 가지므로 혈색소 측정부(170)에 남겨진 혈색소에 의해서 혈색소 측정부(170)의 붉은색을 측정한다.
한편, 사람에 따라 혈색소 양이 달라 진하기 정도도 달라지므로, 혈색소의 양에 따라 당화혈색소 측정부(150)의 신호발생 물질의 양이 영향을 받는다.
따라서, 상기 당화혈색소 측정부(150)의 신호발생 물징의 양 의해 당화혈색소 양을 측정하고, 동시에 상기 혈색소 측정부(170)의 진하기에 의해 혈색소 양을 측정하여 이들을 정량분석함으로써 전체 혈색소 양에 대한 당화혈색소 양의 비율을 정량할 수 있다.
상기 당화혈색소를 정량하는 방법으로는 포토다이오드와 같은 확산반사분광법(Diffusive Reflectance Spectrophtometry)을 이용한 기기분석방법 등에 의해 가능하다.
상기 확산반사분광법은 혈색소 고유의 파장과 신호발생 물질 파장의 확산반 사정도를 측정하고 수치화함으로써 정량화할 수 있다. 상기 확산반사분광법(Diffusive Reflectance Spectrophtometry)을 이용한 기기분석방법은 이 출원 이전에 이미 다양하게 공지되어 시행되는 통상의 기술이므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명에 따른 면역크로마토그래피법을 이용한 당화혈색소 측정센서는 효과적인 정량을 위해 혈액시료의 이동 및 반응은 당화혈색소 측정센서 전면에서 이루어지나, 당화혈색소 측정은 당화혈색소 측정센서 후면에서 이루어지게 된다. 이를 위해 본 발명에 따른 당화혈색소 측정센서(100)를 구성하는 니트로셀룰로오즈 멤브레인(120)과, 결합체 패드(130)와, 흡수패드(140)와, 시료패드(160)를 적층하기 위한 기판(110)으로 소수성(Hydrophobic) 재질의 물질을 사용하는 것이 바람직하며, 당화혈색소 측정부(150)와 혈색소 측정부(160)가 접촉되는 기판(110)상에 적절한 홈을 각각 형성하고, 이 홈에 의해 각각 당화혈색소 측정창(111)과 혈색소 측정창(112)을 형성시켜 이를 통해 당화혈색소와 혈색소 양을 측정한다.
따라서, 위와같이 함에 의해 상기에서 제시한 본 발명에 따른 면역크로마토그래피법을 이용한 당화혈색소 측정센서의 목적을 달성할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 면역크로마토그래피법을 이용한 당화혈색소 측정센서는 저렴한 비용으로 간편하게 당화혈색소를 측정할 수 있어 한번 측정으로 비교적 장기간의 혈당치를 알 수 있는 유용한 효과를 가진다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지 만 당업자라면 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.

Claims (7)

  1. 기판에 다수의 패드를 부착하여 이루어지는 면역크로마토그래피법을 이용한 당화혈색소 측정센서에 있어서,
    당화혈색소 측정을 위한 당화혈색소 측정창과, 혈색소 측정을 위한 혈색소 측정창을 구비한 소수성(Hydrophobic) 재질의 기판과;
    상기 기판상에 적층되되, 용혈된 혈액시료가 모세관 현상에 의해 이동되는 니트로셀룰로오즈 멤브레인(Nitrocellulose Membrane)과;
    상기 니트로셀룰로오즈 멤브레인의 일측에 그 일부분이 겹치도록 적층되되, 혈액시료내의 혈색소 및 당화혈색소와 선택적으로 결합되는 제 2 항체-신호발생 물질 결합체를 포함하는 결합체 패드와;
    상기 니트로셀룰로오즈 멤브레인의 타측에 그 일부분이 겹치도록 적층되되, 상기 니트로셀룰로오즈 멤브레인을 통해 이동된 물질을 흡수하는 흡수패드와;
    상기 결합체 패드와 흡수패드가 일부 적층된 니트로셀룰로오즈 멤브레인의 일정 구간에 형성되되, 혈액시료내의 당화혈색소가 항원-항체 반응에 의해 결합되어 고정되도록 하는 제 1 항체를 포함하는 당화혈색소 측정부와;
    상기 결합체 패드에 적층되되, 용혈된 혈액시료를 주입하는 시료패드를;
    포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 면역크로마토그래피법을 이용한 당화혈색소 측정센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 항체는 혈색소 항체이며, 제 2 항체는 당화혈색소 항체인 것을 특 징으로 하는 면역크로마토그래피법을 이용한 당화혈색소 측정센서.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 항체는 당화혈색소 항체이며, 제 2 항체는 혈색소 항체인 것을 특징으로 하는 면역크로마토그래피법을 이용한 당화혈색소 측정센서.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 신호발생 물질은 상기 제 2 항체와 물리적으로 또는 화학적으로 결합되어 결합체를 형성하는 것을 특징으로 하는 면역크로마토그래피법을 이용한 당화혈색소 측정센서.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 신호발생 물질이 라텍스 비드(Latex Bead) 또는 금속 콜로이드(Metal Colloid) 또는 효소(Enzyme) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 면역크로마토그래피법을 이용한 당화혈색소 측정센서.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 당화혈색소는 상기 제 2 항체에 결합된 신호발생 물질의 양을 측정하여 정량화함에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 면역크로마토그래피법을 이용한 당화혈색소 측정센서.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 당화혈색소는 항원-항체 반응에 의해 측정되며, 혈색소는 고유의 색으로 측정되는 것을 특징으로 하는 면역크로마토그래피법을 이용한 당화혈색소 측정센서.
KR1020040058332A 2004-07-26 2004-07-26 면역크로마토그래피법을 이용한 당화혈색소 측정센서 KR100602952B1 (ko)

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