KR100859791B1 - Simultaneous phase-separation and target molecule recovery using affinity ligand conjugated phase-separating molecule - Google Patents

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구윤모
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Abstract

A method for separating a target material is provided to perform phase formation and molecule-specific separation at the same time using a PEGylated antibody, thereby conveniently and efficiently separating biomolecules including stem cells. A method for separating a target material comprises the steps of: (a) conjugating a molecular recognizing ligand having a molecular-specific binding capability of being bound to the target material into a phase forming material to prepare a molecular recognizing ligand-phase forming material conjugate; (b) mixing the conjugate with a phase constituting material containing the target material to form an aqueous two-phase system and to separate the target material from the molecular recognizing ligand-phase forming material conjugate layer; and (c) purifying the target material from the molecular recognizing ligand-phase forming material conjugate layer, wherein the molecular recognizing ligand is one selected from the group consisting of polypeptide, polynucleotide, aptamer, cell, metal, saccharide and lipid, the phase forming material is polyethylene glycol(PEG) or a derivative thereof and the phase constituting material is one selected from the group consisting of potassium phosphate buffer solution, dextran, polyvinylalcohol, polyethylene polypropylene block copolymer, oligosaccharide, potassium phosphate, sodium phosphate, ammonium sulfate and magnesium sulfate. Further, the derivative is one selected from mPEG-aldehyde, carboxylated-mPEG, amine-mPEG, mPEG-N-hydroxysuccinimide, mPEG-o-pyridyl disulfide, mPEG-maleimide, mPEG-thiol, mPEG-o-pyridyl thioster and mPEG-Carboxymethyl-Hydroxy benzoic acid-N-hydroxysuccinimide.

Description

상 형성 물질과 결합된 분자인식 리간드를 이용하여 상 형성과 분자특이적 분리를 동시에 수행하는 방법{Simultaneous phase-separation and target molecule recovery using affinity ligand conjugated phase-separating molecule}Simultaneous phase-separation and target molecule recovery using affinity ligand conjugated phase-separating molecule

도 1은 폴리에틸렌 글리콜(PEG, polyethylene glycol)과 접합된 페길화된 항체가 존재하는 수성이상계에서 분자특이적 결합에 의한 항체의 선택적 회수 기작을 나타내는 그림이고,1 is a diagram showing the selective recovery mechanism of the antibody by molecular specific binding in the aqueous phase in which PEGylated antibody conjugated with polyethylene glycol (PEG, polyethylene glycol) is present,

도 2는 폴리에틸렌 글리콜(PEG, polyethylene glycol) 유도체의 대표적인 8가지 형태의 구조식과 명칭을 나타내는 그림이고,Figure 2 is a diagram showing the structural formula and names of eight representative forms of polyethylene glycol (PEG, polyethylene glycol) derivatives,

도 3은 주입구가 2개이며 중앙부분의 마이크로채널이 일자 형태인 랩온어칩의 그림이고,3 is a drawing of a lab-on-a-chip with two injection holes and a microchannel at the center part in a straight line,

도 4는 주입구가 3개이며 중앙부분의 마이크로채널에 굴곡을 주어 길이를 증가시킨 랩온어칩의 그림이다.FIG. 4 is a drawing of a lab-on-a-chip with three inlets and increased lengths by bending the microchannels at the center.

본 발명은 분자인식 리간드와 폴리에틸렌 글리콜(PEG, polyethylene glycol)의 접합체를 염 또는 고분자 물질과 함께 수용액에 용해시킴으로써 서로 섞이지 않는 두 개의 상을 형성시킴과 동시에 분자인식 리간드가 갖는 분자 특이적 결합력을 이용하여 다양한 물질이 용해되어 있는 시료로부터 목적 물질을 선택적으로 분리하는 방법에 관한 것이다.      The present invention utilizes the molecular specific binding force of the molecular recognition ligand while simultaneously forming two phases which are not mixed with each other by dissolving a conjugate of the molecular recognition ligand and polyethylene glycol (PEG, polyethylene glycol) together with a salt or a polymer material in an aqueous solution. The present invention relates to a method for selectively separating a target substance from a sample in which various substances are dissolved.

유용 생물물질 대량 생산시의 시료뿐만 아니라 생체시료에서 관심 생물물질의 농도를 측정하기 위해서는 목적 물질만을 선택적으로 회수할 수 있는 기술이 필수적이다. 생물 시료는 목적 물질과 유사한 물리, 화학적 특성을 갖는 다수의 불순물들과 섞여있으므로 이들을 분리하기 위한 적절한 기술의 확보 여부는 대량 생산과 시료 분석의 효율을 결정짓는다.     In order to measure the concentration of a biological material of interest in a biological sample as well as a sample in the mass production of useful biological materials, a technique capable of selectively recovering only a target material is essential. Biological samples are mixed with a number of impurities that have similar physical and chemical properties as the target material, and the availability of appropriate techniques to isolate them determines the efficiency of mass production and sample analysis.

수성이상계는 서로 대등한 고분자들, 물에 녹아 있는 두 고분자 또는 염 용액과 고분자 용액의 정전기적 반발력에 의해 섞이지 않는 두 층을 형성하는 것을 말한다. 보통 분리 공정에 이용될 시에는 서로 섞이지 않는 2개의 상내에서 목적물질의 선택적 분배를 바탕으로 한 기술이 바탕이 되었다. 주로 사용되는 고분자 물질로는 폴리에틸렌 글리콜(PEG, polyethylene glycol), 폴리비닐알코올(polyviny lalcohol), 덱스트란(dextran) 등이 있으며 염으로는 인산칼륨(potassium phosphat e), 인산나트륨(sodium phosphate), 암모늄설페이트(ammonium sulfate) 및 마그네슘 설페이트(magnesium sulfate) 등이 있다. 일반적으로 이들은 부피비가 아닌 질 량비를 기준으로 혼합되며 분자량 및 질량비에 따라 상층과 하층의 부피비가 달라진다. 그러나 질량비를 기준으로 하는 것은 각 물질의 농도에 따라 밀도가 달라져 혼합 후 실제 농도를 계산하기 어려운 문제를 해결하기 위한 방법으로써 부피비를 기준으로 하는 것일 뿐 이에 한정하지 않는다.     An aqueous phase system refers to the formation of two layers which are not mixed by the polymers which are equal to each other, the two polymers dissolved in water or the electrostatic repulsive force of the salt solution and the polymer solution. When used in a separation process, the technique is based on the selective distribution of the target substance in two phases that do not mix with each other. Mainly used polymer materials include polyethylene glycol (PEG, polyethylene glycol), polyviny alcohol, dextran, and the salts include potassium phosphate, sodium phosphate, Ammonium sulfate and magnesium sulfate. In general, they are mixed based on the mass ratio, not the volume ratio, and the volume ratio of the upper and lower layers varies depending on the molecular weight and mass ratio. However, the mass ratio is based on the volume ratio as a method for solving a problem that it is difficult to calculate the actual concentration after mixing because the density varies depending on the concentration of each substance.

수성이상계 추출법은 서로 섞이지 않는 두 개 이상의 고분자 용액 또는 염 용액을 사용하여 목적 물질을 분리하는 기술이다. 수성이상계에서는 각 상의 65% 이상이 수용액으로 구성되므로 일반적인 유기용매를 사용하는 것과 비교하여 생물물질에 대한 높은 안정성을 제공하는 것이 큰 장점이다. 또한 고분자 물질과 염의 종류, 분자량 및 농도, 용액의 pH 등을 변화시켜 수성이상계를 구성할 수 있으므로, 다양한 시스템을 구성할 수 있다.     Aqueous phase extraction is a technique that separates a target substance using two or more polymer solutions or salt solutions that are not mixed with each other. In the aqueous phase system, since 65% or more of each phase is composed of an aqueous solution, it is a great advantage to provide high stability to biological materials as compared to using a general organic solvent. In addition, the aqueous phase system can be configured by changing the type, molecular weight and concentration of the polymer material and salt, pH of the solution, and the like, and thus, various systems can be configured.

수성이상계의 이용은 생물물질의 분리, 정제에 있어서 두 액체 사이의 분배를 이용함으로서 생물물질에 친화적인 접근 방법으로 많이 사용되고 있다. 수성이상계는 유기용매를 사용하지 않고, 약 65~90%의 수분함량을 갖고 있기 때문에 세포 및 세포기관과 생물학적인 활성을 갖는 기질들에 유리한 환경을 제공한다. 이는 생물물질에 높은 적합성을 가지면서 낮은 계면의 표면장력이 이용될 물질의 불활성화를 최소화하고, 생물물질의 회수에 높은 분리율과 수율을 얻을 수 있음을 의미한다. 또한 이를 이용하면 수용능력이 크고, 정률증가(scale-up)가 쉬워 간단한 장치로도 계속적인 공정이 가능하여 대량 분리에도 이용 가능하며, 유기용매에 비해 안전하며 값이 싸다는 장점을 갖는다.     The aqueous phase system has been widely used as a biomaterial-friendly approach by using a partition between two liquids in the separation and purification of biological materials. The aqueous phase system does not use an organic solvent and has a water content of about 65 to 90%, thus providing an environment favorable for cells and organelles and substrates having biological activity. This means that the high interfacial surface tension and low interfacial surface tension minimize the inactivation of the material to be used, and high separation rate and yield can be obtained for the recovery of the biological material. In addition, it has the advantage of high capacity, easy scale-up, continuous process even with a simple device, which can be used for mass separation, and is safer and cheaper than organic solvent.

수성이상계를 이용한 생물물질 분리시 효율의 척도는 분배 계수(K)로 나타낼 수 있는데, 이는 상층에 존재하는 물질의 농도와 하층에 존재하는 물질의 농도비로 정의된다. 분배를 촉진시키기 위하여 고분자물질의 분자량 및 농도 변화, 염의 부가적인 첨가 등의 방법이 이용되고 있으나, 이는 염에 의하여 목적 물질의 변성이 발생할 수 있고, 불순물의 분배 역시 영향을 받는 등 목적 물질에 대한 특이적인 분리가 어렵다는 단점을 갖고 있다.     The measure of efficiency in the separation of biomaterials using an aqueous phase system can be expressed by the partition coefficient (K), which is defined as the concentration ratio of the material present in the upper layer and the material present in the lower layer. In order to facilitate the distribution, methods such as changing the molecular weight and concentration of the polymer material and adding additional salts are used, but this may cause denaturation of the target substance by the salt, and distribution of impurities may also be affected. It has the disadvantage that the specific separation is difficult.

생물물질에 대한 안정성이 높은 수성이상계의 장점 때문에 다양한 시도가 진행되어 왔으며, 최근에는 수성이상계 내에서 생물물질 사이의 친화성을 이용 한 분리와 정제 기법이 제시된 바 있다. 그 예로 수성이상계를 이용한 세포배양 용액으로부터 단일클론 항체의 분리와 정제가 이루어진 결과가 있다(Sulk B, et al., J Immunol Methods, 149, 165-71, 1992).Various attempts have been made because of the merits of aqueous phase systems with high stability to biological materials. Recently, separation and purification techniques using affinity between biological materials in aqueous phase systems have been proposed. An example is the isolation and purification of monoclonal antibodies from cell culture solutions using an aqueous phase system (Sulk B, et al., J Immunol Methods , 149, 165-71, 1992).

수성이상계의 구성 물질로는 전통적으로 많이 사용되어온 폴리에틸렌 글리콜(PEG, polyethylene glycol)과 덱스트란(dextran), 폴리에틸렌 글리콜(PEG, poly ethylene glycol)과 염(salt) 뿐 아니라, 이온성 액체(ionic liquid)와 염(salt) 등과 같이 수용액 상태로 수성이상계 구성이 가능한 모든 물질을 포함한다. 또 이를 이용해 분리기술에 적용할 수 있는 리간드는 친화성 분리가 가능한 폴리펩타이드(효소, 항원 및 항체), 폴리뉴클레오티드, 앱테이머(aptamer), 세포, 금속, 당류 및 지질류 등이 모두 포함된다.     Aqueous phase-based constituents include ionic liquids as well as polyethylene glycol (PEG), dextran, polyethylene glycol (PEG) and salts And all materials capable of forming an aqueous phase system in an aqueous solution such as salt). In addition, ligands that can be applied to separation techniques include all of affinity separation polypeptides (enzymes, antigens and antibodies), polynucleotides, aptamers, cells, metals, sugars and lipids.

수성이상계의 구성에도 널리 쓰이는 폴리에틸렌 글리콜(PEG, polyethylene glycol)은 인체에 무해하고, 항체와 결합시켰을 때 체내 체류 시간의 증가, 체내에서 항원성의 감소 등의 효과가 있어 의약분야에서 관심이 높은 물질이다. 따라서 항체를 비롯한 생물물질과 폴리에틸렌 글리콜(PEG, polyethylene glycol)의 결합체를 분리하기 위하여 수성이상계를 적용한 예가 보고된 바 있다.(Karr LJ, et al., J Chromatography, 354, 269-282, 1986)Polyethylene glycol (PEG), which is widely used in the composition of aqueous phase systems, is harmless to the human body, and has a high interest in the pharmaceutical field because it has an effect of increasing the residence time in the body and reducing antigenicity in the body when combined with antibodies . Therefore, an example of applying an aqueous phase system to separate a conjugate of an organism including an antibody and polyethylene glycol (PEG) has been reported (Karr LJ, et al., J Chromatography , 354, 269-282, 1986).

항체를 이용하여 친화성 분리를 시도한 예로는 리간드를 접합시킨 항체를 이용한 물질 분리(Sharp KA, et al., Anal . Biochem. 154, 110-117, 1985), 폴리에틸렌 글리콜(PEG, polyethylene glycol)과 항체를 접합시킨 페길화된 항체를 이용한 세포 분리(Karr LJ, et al., J. Chromatography, 442, 219-227, 1988), 계면 농축에 의한 분리 등이 있다. 이 중 면역침전법(immunoprecipitation)등 항체-리간드 접합체를 이용한 친화성 분리의 경우, 리간드와 항체의 접합이 쉬워야 하고, 리간드와 결합 후 항체의 성질이 변하지 말아야 하며 목적 물질이 변성되어서는 안 된다. 최근에는 이와 같은 점들을 극복하고자 리간드로써 자성 구슬(magnetic bead)이나(Tsai HY, et al., Journal of Chromatography A 1130, 227-231, 2006), 스마트 폴리머(smart polymer)를(A. Kumar, et al., Biotechnology and Bioengineering 75, 570-580, 2001) 사용하여 물질 분리를 시도한 예들이 보고되고 있다.Examples of attempting affinity separation using antibodies include material separation using antibodies conjugated with ligands (Sharp KA, et al., Anal . Biochem . 154, 110-117, 1985), polyethylene glycol (PEG) and Cell separation using PEGylated antibodies conjugated with antibodies (Karr LJ, et al., J. Chromatography , 442, 219-227, 1988), separation by interfacial concentration, and the like. Among these, in the case of affinity separation using antibody-ligand conjugates such as immunoprecipitation, the ligand should be easily conjugated with the antibody, and the properties of the antibody should not be changed after binding with the ligand. Recently, in order to overcome these points, magnetic beads (magnetic beads) as ligands (Tsai HY, et al., Journal of Chromatography A 1130, 227-231, 2006), smart polymers (A. Kumar, et al., Biotechnology and Bioengineering 75, 570-580, 2001) have been reported examples of material separation attempts.

그러나 상기 기법들은 페길화된 물질을 폴리에틸렌 글리콜(PEG, polyethylene glycol)과 덱스트란(dextran)으로 미리 형성된 수성이상계내에서 친화성 리간드로사용한 예로서, 이것은 이미 형성된 수성이상계 내에서 목적 물질을 직접적으로 변형시켜 그 분배특성을 바꾸려는 시도였다. 본 발명의 예와 같이 고분자 물질과 결합된 결합체 내의 폴리에틸렌 글리콜(PEG, polyethylene glycol)을 이용하여 상을 형성함과 동시에, 고분자 물질과 결합된 물질의 분자특이적 결합력을 이용하여 대상물질을 회수하는 방법에 대해서는 전혀 보고된 바 없다.     However, these techniques are examples of the use of PEGylated materials as affinity ligands in aqueous phase systems preformed with polyethylene glycol (PEG) and dextran, which directly target the target material in the aqueous phase system already formed. It was an attempt to change its distribution characteristics by transforming it. As an example of the present invention to form a phase by using polyethylene glycol (PEG, polyethylene glycol) in the binder bonded to the polymer material, and recovering the target material using the molecular specific binding strength of the material bound to the polymer material No method has been reported.

이에, 본 `발명자들은 페길화된 항체를 직접 수성이상계의 구성에 이용한 전례가 없었던 것에 착안하여, 페길화된 분자인식 리간드가 폴리에틸렌 글리콜(PEG, polyethylene glycol)에 의하여 상이 분리됨과 동시에 결합된 리간드의 분자특이적 결합력에 의하여 분리 대상 물질을 선택적으로 회수할 수 있는 기술을 고안하였으며, 상기방법을 랩온어칩(lab on a chip)에 구현하였으며, 그 결과, 빠른 시간 안에 고순도로 목적 물질을 분리하는 것이 가능함을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors focused on the fact that the PEGylated antibody was used in the composition of the aqueous phase system, and thus the PEGylated molecular recognition ligand was separated from the phase by the polyethylene glycol (PEG). We devised a technology that can selectively recover the material to be separated by molecular specific binding force, and implemented the method on a lab on a chip, and as a result, it is possible to separate the target material with high purity in a short time. The present invention has been completed by confirming that it is possible.

본 발명은 상 형성 물질과 결합된 분자인식 리간드를 이용하여 상 형성과 분자특이적 분리를 동시에 수행할 수 있는 방법에 관한 것으로, 구체적으로 분자인식 리간드와 폴리에틸렌 글리콜(PEG, polyethylene glycol)의 접합체를 염 또는 고분 자 물질과 함께 수용액에 용해시킴으로써 서로 섞이지 않는 두 개의 상을 형성시킴과 동시에 리간드가 갖는 분자 특이적 결합력을 이용하여 다양한 물질이 용해되어 있는 시료로부터 원하는 목적 물질만을 선택적으로 분리하는 방법 및 더 나아가 상기 분자인식 리간드가 결합된 상 형성 물질과 염 또는 고분자 물질을 랩온어칩(lab on a chip)에 접목하여 목적 물질을 선택적으로 분리하는 방법에 관한 것이다.      The present invention relates to a method for simultaneously performing phase formation and molecular specific separation using a molecular recognition ligand bound to an image forming material. Specifically, a conjugate of a molecular recognition ligand and polyethylene glycol (PEG) Dissolving in a solution with a salt or a polymer material to form two phases that do not mix with each other, and at the same time using a molecular specific binding force of the ligand to selectively separate only the desired target material from the sample in which various substances are dissolved; and Furthermore, the present invention relates to a method of selectively separating a target material by grafting a phase-forming material and a salt or a polymer material to which the molecular recognition ligand is bound to a lab on a chip.

본 발명은 분자인식 리간드와 폴리에틸렌 글리콜(PEG, polyethylene glycol)의 접합체를 염 또는 고분자 물질과 함께 수용액에 용해시킴으로써 서로 섞이지 않는 두 개의 상을 형성시킴과 동시에 리간드가 갖는 분자 특이적 결합력을 이용하여 다양한 물질이 용해되어 있는 시료로부터 원하는 목적 물질만을 선택적으로 분리하는 방법을 제공한다.      The present invention dissolves a conjugate of molecular recognition ligand and polyethylene glycol (PEG, polyethylene glycol) together with a salt or a polymeric material in an aqueous solution to form two phases that do not mix with each other and at the same time utilizes the molecular specific binding force of the ligand. Provided is a method for selectively separating only a desired target substance from a sample in which a substance is dissolved.

본 발명에서 페길화된 항체는 항체에 폴리에틸렌 글리콜(PEG, polyethylene glycol) 또는 이의 유도체로 접합시킨 것을 말하며, 유도체로는 엠 폴리에틸렌 글리콜 알데하이드(mPEG-aldehyde), 카복실화 엠 폴리에틸렌 글리콜(carboxylated-m PEG), 아민 엠 폴리에틸렌 글리콜(amine-mPEG), 엠 폴리에틸렌 글리콜 엔-하이드록시 서시니마이드(mPEG-N-hydroxysuccinimide), 엠 폴리에틸렌 글리콜 올쏘-피리딜 다이설파이드(mPEG-o-pyridyl disulfide), 엠 폴리에틸렌 글리콜 말레이미드(mPEG-maleimide), 엠 폴리에틴렌 티올(mPEG-thiol), 엠 폴리에틸렌 글리콜-올쏘-피리딜 티오에스테르(mPEG-o-pyridyl thioester) 또는 엠 폴리에틸렌 글리콜 카복시메틸 하이드록시 벤조익 액시드 엔 하이드록시 서시니마이드(mPEG-Carboxymethyl-Hydrox ybenzoicacid-N-hydroxysuccinimide) 등이 사용될 수 있다.     In the present invention, the PEGylated antibody refers to a conjugated antibody to polyethylene glycol (PEG, polyethylene glycol) or derivatives thereof, and the derivatives thereof are M polyethylene glycol aldehyde (mPEG-aldehyde), carboxylated M polyethylene glycol (carboxylated-m PEG ), Amine M polyethylene glycol (amine-mPEG), m polyethylene glycol n-hydroxysuccinimide, m polyethylene glycol olso-pyridyl disulfide, m polyethylene Glycol maleimide, mPEG-thiol, M polyethylene glycol-ol-pyridyl thioester or m polyethylene glycol carboxymethyl hydroxy benzoic acid N-hydroxy cyanide (mPEG-Carboxymethyl-Hydrox ybenzoic acid-N-hydroxysuccinimide) and the like can be used.

또한, 본 발명에서 상 형성물질은 수성이상계를 구성하는 물질 중에서 항체와 접합한 물질을 말한다.     In addition, in the present invention, the phase forming material refers to a material conjugated with an antibody among the materials constituting the aqueous phase system.

또한, 본 발명에서 상 구성물질은 수성이상계를 구성하는 물질 중에서 상 형성물질 이외의 물질을 말한다.     In addition, in the present invention, the phase constituent refers to a substance other than the phase constituent among the substances constituting the aqueous phase system.

이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.       Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은       The present invention

i) 목적 물질에 결합하는 분자특이적 결합력이 있는 리간드에 상 형성 물질을 접합시켜서 분자인식 리간드-상 형성물질 접합체를 제조하는 단계;       i) preparing a molecular recognition ligand-phase former conjugate by conjugating the phase former to a ligand having a molecular specific binding ability to bind the target substance;

ii) 단계 i)의 상기 접합체를 목적 물질이 함유된 상 구성물질과 혼합하여 수성이상계를 형성하는 것과 동시에 목적 물질이 분자인식 리간드-상 형성물질 접합체 층으로 분리되도록 하는 단계; 및      ii) mixing the conjugate of step i) with a phase constituent containing the target material to form an aqueous phase and simultaneously separating the target material into a molecular recognition ligand-phase former conjugate layer; And

iii) 단계 ii)의 분자인식 리간드-상 형성물질 접합체 층으로부터 목적 물질을 정제하는 단계로 이루어진 목적 물질 분리방법을 제공한다.      iii) purifying the target material from the molecular recognition ligand-phase former conjugate layer of step ii).

상기 분리방법에 있어서, 단계 i)의 분자특이적 결합력이 있는 리간드는 목적 물질과 결합하여 친화성 분리가 가능한 폴리펩타이드(항체, 항원 및 효소), 폴리뉴클레오티드, 앱테이머(aptamer), 세포, 금속, 당류 및 지질류를 이용하는 것이 바람직하며, 항체를 이용하는 것이 더욱 바람직하다. 본 발명의 실시예에서는 쥐에서 유래한 인간 항체(Mouse anti-human IgG)를 이용하였다.      In the separation method, the ligand having a molecular specific binding capacity in step i) is a polypeptide (antibody, antigen and enzyme), polynucleotide, aptamer, cell, metal which can bind to a target substance and can be affinity separated , Sugars and lipids are preferred, and antibodies are more preferred. In the embodiment of the present invention, a mouse-derived human antibody (Mouse anti-human IgG) was used.

또한, 단계 i)의 상 형성물질은 폴리에틸렌 글리콜(PEG, polyethylene glyc ol) 또는 이의 유도체인 것이 바람직하며, 상기 유도체로는 엠 폴리에틸렌 글리콜 알데하이드(mPEG-aldehyde), 카복실화 엠폴리에틸렌 글리콜(carboxylated-mPEG), 아민 엠 폴리에틸렌 글리콜(amine-mPEG), 엠 폴리에틸렌 글리콜 엔-하이드록시 서시니마이드(mPEG-N-hydroxysuccinimide), 엠 폴리에틸렌 글리콜-올쏘-피리딜 다이설파이드(mPEG-o-pyridyl disulfide), 엠 폴리에틸렌 글리콜 말레이미드(mPEG-maleimide), 엠 폴리에틴렌 티올(mPEG-thiol), 엠 폴리에틸렌 글리콜 올쏘-피리딜 티오 에스테르(mPEG-o-pyridyl thioester) 및 엠 폴리에틸렌 글리콜 카복시메틸 하이드록시 벤조익 액시드 엔 하이드록시 서시니마이드(mPEG-Carboxymethyl -Hydroxybenzoicacid-N-hydroxysuccinimide)로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.     In addition, the phase forming material of step i) is preferably polyethylene glycol (PEG, polyethylene glyc ol) or derivatives thereof, and the derivatives are m polyethylene glycol aldehyde (mPEG-aldehyde), carboxylated em polyethylene glycol (carboxylated-mPEG). ), Amine M polyethylene glycol (amine-mPEG), m polyethylene glycol N-hydroxysuccinimide, m polyethylene glycol-ol-pyridyl disulfide, m Polyethylene glycol maleimide (mPEG-maleimide), M polyethylene thiol (mPEG-thiol), M polyethylene glycol olso-pyridyl thioester (mPEG-o-pyridyl thioester) and M polyethylene glycol carboxymethyl hydroxy benzoic acid It is preferable that it is any one selected from the group consisting of en hydroxy cyanide (mPEG-Carboxymethyl-Hydroxybenzoicacid-N-hydroxysuccinimide), It is not limited to this.

또한, 단계 i)의 분자인식 리간드-상 형성물질 접합체는 페길화 방법을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 페길화의 방법은 사용하는 활성 PEG에 따라 다르나, 통상적인 페길화 방법을 사용할 수 있다. 보다 구체적으로 폴리에틸렌 글리콜 엔-하이드록시 서시니마이드(PEG-N-hydroxysuccinimide) 유도체와 아민 단백질(pro tein amine)을 동시에 50 mM 인산완충용액(Phosphate buffer)(pH 7.2, 4℃)에 녹인 후 6 시간 기다리거나 50 mM 붕소-인산완충용액(Borate-phosp hate buffer)(pH 8.0, 25℃)에 녹인 후 2 시간 기다리는 방법, 폴리에틸렌 글리콜 알데하이드(PEG- aldehyde) 유도체와 아민 단백질(protein amine)을 동시에 시아노보로하이드라이드 나트륨(4℃)에 녹인 후 20 시간 기다리는 방법, 폴리에틸렌 글리콜 알데하이드(PEG-aldehyde) 유도체와 시스테인 단백질(protein cystein)을 동시에 100 mM 인산완충용액(Phosphate buffer)(pH 6.5, 4℃)에 녹인 후 4 시간 기다리는 방법, 폴리에틸렌 글리콜 아민(PEG-amine) 유도체와 카복실산 단백질(protein carboxylate s)을 동시에 50 mM 인산완충용액(Phosphate buffer)(pH 7.2, WSC, 4℃)에 녹인 후 10 시간 기다리는 방법, 폴리에틸렌 글리콜-파라-니트로페닐카보네이트(PEG-p-Nitr ophenylcar bonate) 유도체와 아민 단백질(proteinamine)을 동시에 50 mM 붕소-인산완충용액(Borate-phosphate buffer)(pH 8.0~8.3,상온)에 녹인후 1 시간 기다리는 방법 또는 엠 폴리에틸렌 글리콜 알코올(mPGE-OH)과 아민 단백질(protein amine)을 동시에 0.1 M 붕소완충용액(borate buffer)(pH 9.2, 4℃)에 녹인 후 1 시간 기다리는 방법이 이용가능하다.In addition, the molecular recognition ligand-phase former conjugate of step i) is preferably formed using a PEGylation method. The method of PEGylation depends on the active PEG used, but conventional PEGylation methods can be used. More specifically, polyethylene glycol N-hydroxysuccinimide derivative and protein amine were simultaneously dissolved in 50 mM Phosphate buffer (pH 7.2, 4 ° C). Wait for 2 hours or dissolve in 50 mM Borate-phosp hate buffer (pH 8.0, 25 ℃) and wait for 2 hours, simultaneously with polyethylene glycol aldehyde derivative and amine protein Dissolve in sodium cyanoborohydride (4 ℃) and wait for 20 hours. Polyethylene glycol aldehyde (PEG-aldehyde) derivative and cysteine protein (protein cystein) at the same time 100 mM Phosphate buffer (pH 6.5, 4 4 hours after dissolving in polyethylene glycol amine (PEG-amine) derivatives and carboxylate (protein carboxylates) at the same time 50 mM Phosphate buffer (pH 7.2, WSC, 4 ℃) How to wait 10 hours after dissolving, with polyethylene glycol-para-nitrophenylcar bonate derivative Dissolve the amine protein in 50 mM boron-phosphate buffer (pH 8.0 ~ 8.3, room temperature) at the same time and wait 1 hour or M polyethylene glycol alcohol (mPGE-OH) and amine protein (protein) Amine is simultaneously dissolved in 0.1 M boron buffer (pH 9.2, 4 ° C.) and then waited for 1 hour.

또한, 단계 ii)의 상 구성물질은 인산칼륨 완충용액, 덱스트란(dextran), 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol), 폴리에틸렌 폴리프로필렌 블록 코폴리머(polyeth ylene block copolymer), 올리고사카라이드(oligosaccharide), 인산칼륨(potassium phosphate), 인산나트륨(sodium phosphate), 암모늄 설페이트(ammonium sulfate), 마그네슘 설페이트(magnesium sulfate) 등 폴리에틸렌 글리콜(PEG, polyethylene glycol) 또는 그 유도체와 상 형성이 가능한 모든 물질이 사용가능하며, 덱스트란(dextran)을 이용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에서는 상 형성물질로서 폴리에틸렌글리콜(PEG, polyethylene glycol)과 상 구성물질로서 덱스트란(dext ran)을 이용하였다.     In addition, the phase constituents of step ii) are potassium phosphate buffer, dextran, polyvinylalcohol, polyethylene polypropylene block copolymer, oligosaccharides, potassium phosphate Any substance capable of phase forming with polyethylene glycol (PEG) or its derivatives, such as potassium phosphate, sodium phosphate, ammonium sulfate, and magnesium sulfate, can be used. It is preferable to use dextran. In the embodiment of the present invention, polyethylene glycol (PEG, polyethylene glycol) as the phase forming material and dextran (dext ran) as the phase forming material were used.

본 발명은       The present invention

i) 분자인식 리간드-상 형성물질 접합체 주입구, 상 구성물질과 목적 물질을 함유하는 혼합물 주입구 및 상기 주입구를 연결하는 채널을 구비하는 랩온어칩을 제조하는 단계;      i) preparing a lab-on-a-chip having a molecular recognition ligand-phase former conjugate inlet, a mixture inlet containing a phase constituent and a target substance, and a channel connecting the inlet;

ii) 단계 i)의 각각의 주입구에 분자인식 리간드-상 형성물질 접합체 및 상 구성물질과 목적 물질이 함유된 혼합물을 주입하는 단계;      ii) injecting a molecular recognition ligand-phase former conjugate and a mixture containing a phase constituent and a target substance into each inlet of step i);

iii) 상기 랩온어칩의 채널 내부에서 단계 ii)의 상기 접합체를 목적 물질이 함유된 상 구성물질과 혼합하여 수성이상계를 형성하는 것과 동시에 목적 물질이 분자인식 리간드-상 형성물질 접합체 층으로 분리되도록 하는 단계; 및      iii) mixing the conjugate of step ii) with the phase constituent containing the target material within the channel of the lab-on-a-chip to form an aqueous phase system and simultaneously separating the target material into a molecular recognition ligand-phase former conjugate layer. Doing; And

iv) 단계 iii)의 분자인식 리간드-상 형성물질 접합체 층으로부터 목적 물질을 정제하는 단계를 포함하는 랩온어칩을 이용한 목적 물질 분리방법을 제공한다.      iv) a method of separating a target substance using a lab-on-a-chip comprising purifying the target substance from the molecular recognition ligand-phase former conjugate layer of step iii).

상기 분리방법에 있어서, 단계 i)의 랩온어칩의 주입구는 개수가 2개 또는 3개인 것이 바람직하고, 위치는 양끝과 가운데인 것이 바람직하나, 주입구의 개수와 위치는 이에 한정하지 않는다.      In the separation method, the number of injection holes of the lab-on-a-chip of step i) is preferably two or three, and the location is preferably at both ends and the center, but the number and location of the injection holes is not limited thereto.

또한, 단계 i)의 랩온어칩의 주입구를 연결하는 채널은 일자형태 또는 굴곡을 주어 길이를 증가시킨 형태를 이용하는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다.      In addition, the channel connecting the injection hole of the lab-on-a-chip of step i) is preferably used to increase the length by giving a straight or curved shape, but is not limited thereto.

또한, 단계 ii)의 분자인식 리간드는 목적 물질과 결합하여 친화성 분리가 가능한 폴리펩타이드(항체, 항원 및 효소), 폴리뉴클레오티드, 앱테이머(aptamer), 세포, 금속, 당류 및 지질류를 이용하는 것이 바람직하며, 항체를 이용하는 것이 더욱 바람직하다. 본 발명의 실시예에서는 쥐에서 유래한 인간 항체(Mouse anti-human IgG)를 이용하였다.      In addition, the molecular recognition ligand of step ii) is to use polypeptides (antibodies, antigens and enzymes), polynucleotides, aptamers, cells, metals, sugars and lipids that can be affinity-separated by binding to a target substance. Preferably, it is more preferable to use an antibody. In the embodiment of the present invention, a mouse-derived human antibody (Mouse anti-human IgG) was used.

또한, 단계 ii)의 상 형성물질은 폴리에틸렌 글리콜(PEG, polyethylene glycol) 또는 이의 유도체인 것이 바람직하며, 상기 유도체로는 엠 폴리에틸렌 글리콜 알데하이드(mPEG-aldehyde), 카복실화 엠폴리에틸렌 글리콜(carboxylated-mPEG), 아민 엠 폴리에틸렌 글리콜(amine-mPEG), 엠 폴리에틸렌 글리콜 엔-하이드록시 서시니마이드(mPEG-N-hydroxysuccinimide), 엠 폴리에틸렌 글리콜-올쏘-피리딜 다이설파이드(mPEG-o-pyridyl disulfide), 엠 폴리에틸렌 글리콜 말레이미드(mPEG-maleimide), 엠 폴리에틴렌 티올(mPEG-thiol), 엠 폴리에틸렌 글리콜 올쏘-피리딜 티오 에스테르(mPEG-o-pyridyl thioester) 및 엠 폴리에틸렌 글리콜 카복시메틸 하이드록시 벤조익 액시드 엔 하이드록시 서시니마이드(mPEG-Carboxymethyl -Hydroxybenzoicacid-N-hydroxysuccinimide)로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.     In addition, the phase forming material of step ii) is preferably polyethylene glycol (PEG, polyethylene glycol) or derivatives thereof, and the derivatives are m polyethylene glycol aldehyde (mPEG-aldehyde), carboxylated empolyethylene glycol (carboxylated-mPEG). , Amine M polyethylene glycol (amine-mPEG), m polyethylene glycol n-hydroxysuccinimide, m polyethylene glycol-ol-pyridyl disulfide, m polyethylene Glycol Maleimide (mPEG-maleimide), M Polyethylene Thiol (mPEG-thiol), M Polyethylene Glycol Olso-Pyridyl Thioester (mPEG-o-pyridyl Thioester) and M Polyethylene Glycol Carboxymethyl Hydroxy Benzoic Acid En It is preferably one selected from the group consisting of hydroxy cyanide (mPEG-Carboxymethyl-Hydroxybenzoicacid-N-hydroxysuccinimide), It is not limited to this.

또한, 단계 ii)의 분자인식 리간드-상 형성물질 접합체는 페길화 방법을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 페길화의 방법은 사용하는 활성 PEG에 따라 다르나, 통상적인 페길화 방법을 사용할 수 있다. 보다 구체적으로 폴리에틸렌 글리콜 엔-하이드록시 서시니마이드(PEG-N-hydroxysuccinimide) 유도체와 아민 단백질(pro tein amine)을 동시에 50 mM 인산완충용액(Phosphate buffer)(pH 7.2, 4℃)에 녹인 후 6 시간 기다리거나 50 mM 붕소-인산완충용액(Borate-phosp hate buffer)(pH 8.0, 25℃)에 녹인 후 2 시간 기다리는 방법, 폴리에틸렌 글리콜 알데하이드(PEG-aldehyde) 유도체와 아민 단백질(protein amine)을 동시에 시아노보로하이드라이드 나트륨(4℃)에 녹인 후 20 시간 기다리는 방법, 폴리에틸렌 글리콜 알데하이드(PEG-aldehyde) 유도체와 시스테인 단백질(protein cystein)을 동시에 100 mM 인산완충용액(Phosphate buffer)(pH 6.5, 4℃)에 녹인 후 4 시간 기다리는 방법, 폴리에틸렌 글리콜 아민(PEG-amine) 유도체와 카복실산 단백질(protein carboxylates)을 동시에 50 mM 인산완충용액(Phosphate buffer)(pH 7.2, WSC, 4℃)에 녹인 후 10 시간 기다리는 방법, 폴리에틸렌 글리콜-파라-니트로페닐카보네이트(PEG-p-Nitrophenylcar bonate) 유도체와 아민 단백질(proteinamine)을 동시에 50 mM 붕소-인산완충용액(Borate-phosphate buffer)(pH 8.0~8.3,상온)에 녹인후 1 시간 기다리는 방법 또는 엠 폴리에틸렌 글리콜 알코올(mPGE-OH)과 아민 단백질(protein amine)을 동시에 0.1 M 붕소완충용액(borate buffer)(pH 9.2, 4℃)에 녹인 후 1 시간 기다리는 방법이 이용가능하다.In addition, the molecular recognition ligand-phase former conjugate of step ii) is preferably formed using a PEGylation method. The method of PEGylation depends on the active PEG used, but conventional PEGylation methods can be used. More specifically, polyethylene glycol N-hydroxysuccinimide derivative and protein amine were simultaneously dissolved in 50 mM Phosphate buffer (pH 7.2, 4 ° C). Wait for 2 hours or dissolve in 50 mM Borate-phosp hate buffer (pH 8.0, 25 ℃) and wait for 2 hours, simultaneously with polyethylene glycol aldehyde derivative and protein amine Dissolve in sodium cyanoborohydride (4 ℃) and wait for 20 hours. Polyethylene glycol aldehyde (PEG-aldehyde) derivative and cysteine protein (protein cystein) at the same time 100 mM Phosphate buffer (pH 6.5, 4 4 hours after dissolving in polyethylene glycol amine (PEG-amine) derivatives and carboxylates (protein carboxylates) at the same time 50 mM Phosphate buffer (pH 7.2, WSC, 4 ℃) After 10 hours of waiting method, polyethylene glycol-p-nitrophenyl carbonate (PEG-p-Nitrophenylcar bonate) derivative and the Dissolve the amine protein in 50 mM boron-phosphate buffer (pH 8.0 ~ 8.3, room temperature) at the same time and wait 1 hour or M polyethylene glycol alcohol (mPGE-OH) and amine protein (protein) Amine is simultaneously dissolved in 0.1 M boron buffer (pH 9.2, 4 ° C.) and then waited for 1 hour.

또한, 단계 ii)의 상 구성물질은 인산칼륨 완충용액, 덱스트란(dextran), 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol), 폴리에틸렌 폴리프로필렌 블록 코폴리머(polyeth ylene block copolymer), 올리고사카라이드(oligosaccharide), 인산칼륨(potassium phosphate), 인산나트륨(sodium phosphate), 암모늄 설페이트(ammonium sulfate), 마그네슘 설페이트(magnesium sulfate) 등 폴리에틸렌 글리콜(PEG, polyethylene glycol) 또는 그 유도체와 상 형성이 가능한 모든 물질이 사용가능하며, 덱스트란(dextran)을 이용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에서는 상 형성물질로 서 폴리에틸렌글리콜(PEG, polyethylene glycol)과 상 구성물질로서 덱스트란(dext ran)을 이용하였다.      In addition, the phase constituents of step ii) are potassium phosphate buffer, dextran, polyvinylalcohol, polyethylene polypropylene block copolymer, oligosaccharides, potassium phosphate Any substance capable of phase forming with polyethylene glycol (PEG) or its derivatives, such as potassium phosphate, sodium phosphate, ammonium sulfate, and magnesium sulfate, can be used. It is preferable to use dextran. In the embodiment of the present invention, polyethylene glycol (PEG, polyethylene glycol) and dextran (dext ran) were used as phase constituents.

이하, 본 발명을 실시예를 통해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용을 제한하지는 않는다.      Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention, but do not limit the content of the present invention.

본 발명의 실시예에서는 항체를 이용한 친화성 분리 형태 중의 하나인 항체를 폴리에틸렌 글리콜(PEG, polyethylene glycol)에 접합시킨 페길화된 항체(PEGylate d antibody)를 사용하였다. 페길화된 항체를 이용하여, 두 종류의 고분자 물질로 구성된 용액들이 서로 섞이지 않는 수성이상계를 형성함과 동시에 특정 생물물질에 대한 특이적 분리를 이룰 수 있었다.     In the embodiment of the present invention, a PEGylated antibody (PEGylate d antibody) in which an antibody, which is one of the affinity separation forms using the antibody, is conjugated to polyethylene glycol (PEG) is used. Using pegylated antibodies, solutions consisting of two types of polymers formed an aqueous phase that did not mix with each other, while at the same time allowing specific separation of specific biological materials.

<< 실시예Example 1> 1> 수성이상계Mercury phase system 구성 및  Composition and 수성이상계에서의In the aqueous phase 친화성 분리 Affinity separation

본 발명은 상 분리와 동시에 분자특이적 결합에 의한 분리를 수행하기 위한 물질로 폴리에틸렌 글리콜(PEG, polyethylene glycol)과 쥐에서 유래한 인간 항체(Mouse anti-human IgG)(Pierce Biotechnology, Inc., USA에서 구입)를 선정하였으며, 상기 항체가 폴리에틸렌 글리콜(PEG, polyethylene glycol)과 결합된 페길화된 항체와 수용액상에 같이 존재하여 두 개의 상을 형성할 수 있는 고분자 물질로 덱스트란(dextran)을 선정하였다. 분자특이적 결합을 위한 혼합물의 시료는 염소 유래 쥐 항체(Goatanti-mouse IgG)(Pierce Biotechnology, Inc., USA에서 구입)와 염소 유래 토끼 항체(Goat anti-rabbit IgG)(Pierce Biotechnology, Inc., USA에서 구입)를 선정하였다. 그러나 이것은 본 발명의 우수성을 증명하기 위하여 선정한 한 예로써 본 발명의 적용 범위를 국한시키지 않는다.      The present invention is a substance for performing separation by molecular specific binding at the same time as phase separation and polyethylene glycol (PEG, polyethylene glycol) and mouse anti-human IgG (Pierce Biotechnology, Inc., USA Dextran was selected as a polymer material in which the antibody is present in the aqueous phase with a PEGylated antibody combined with polyethylene glycol (PEG) to form two phases. It was. Samples of the mixture for molecular specific binding were goat-derived mouse antibodies (Goatanti-mouse IgG) (purchased from Pierce Biotechnology, Inc., USA) and goat-derived rabbit antibodies (Goat anti-rabbit IgG) (Pierce Biotechnology, Inc., Purchased from USA). However, this is an example selected to demonstrate the superiority of the present invention and does not limit the scope of the present invention.

분리에 이용할 항체인 쥐에서 유래한 인간 항체(mouse anti-human IgG) CD34를 상기 실시예 1에서 분자량 10000 내지 20000의 폴리에틸렌 글리콜(PEG, polyethylene glycol) 유도체를 이용하여 페길화 시켰고, 이 페길화된 항체와 덱스트란(dextran)을 사용하여 수성이상계를 구성하며, 이것을 이용하여 친화력이 없는 다른 물질들로부터 친화력이 있는 세포 또는 항체를 분리할 수 있었다.     Mouse anti-human IgG CD34, which is an antibody to be used for isolation, was PEGylated using a polyethylene glycol (PEG, polyethylene glycol) derivative having a molecular weight of 10000 to 20,000 in Example 1, The antibody and dextran were used to construct an aqueous phase system, which could be used to separate affinity cells or antibodies from other materials with no affinity.

<< 실시예Example 2>  2> 수성이상계에서의In the aqueous phase 친화성 분리를 적용한  With affinity separation 랩온어칩Lab-on-a-chip

랩온어칩(lab on a chip)의 3군데의 투입(Input) 중 각각 양 끝에 페길화된 항체와 덱스트란(dextran)을 주입하여 칩내에 수성이상계를 구성하고, 가운데 투입부분에 페길화된 항체와 친화력이 있는 목적 물질과 그렇지 않은 물질의 혼합물을 주입하여 칩 내에서의 분리가 일어나도록 하였다. 그 외 2군데의 투입구를 갖는 랩온어칩을 만들어서 분리 대상 물질을 PEG가 아닌 다른 상에 미리 녹여서 주입하여 칩 내에서의 분리가 일어나도록 하였다. 본 발명을 랩온어칩(lab on a chip)에 적용하는 경우, 소량의 시료를 사용하더라도 빠른 시간 내에 간편하게 목적 물질을 분리해 낼 수 있었으며, 이로써 비용과 시간을 단축할 수 있었다.     Of three inputs of lab on a chip, pegylated antibody and dextran are injected at each end to form an aqueous phase system in the chip, and pegylated antibody in the middle of the chip. A mixture of the target material with and affinity with and without the affinity was injected to allow separation in the chip. In addition, a lab-on-a-chip having two inlets was made and the material to be separated was previously dissolved in a phase other than PEG to induce separation in the chip. When the present invention is applied to a lab on a chip, even if a small amount of sample is used, the target material can be easily separated within a short time, thereby reducing the cost and time.

본 발명은 페길화된 항체를 이용하여, 두 개의 고분자 물질로 구성된 용액들이 두 개의 상을 형성하고, 동시에 특정 물질에 대한 분자 특이적 분리를 가능하게 한다. 본 발명의 페길화된 항체는 줄기세포를 포함하는 생체분자의 간편하고 효율적인 생체 분자 분리에 쓰일 수 있는 장점이 있다. 본 발명의 페길화된 항체를 이용한 수성이상계의 형성 및 분자특이적 분리기술을 랩온어칩(lab on a chip)에 적용함으로써 적은 양의 시료를 이용하여 신속한 분리 및 검출이 가능하여 목적 물질의 안정성과 분리효율 증대를 꾀할 수 있다. 이러한 기술은 목적 물질의 대량 생산뿐만 아니라 분석 과정에도 적용될 수 있으므로, 그 활용 범위가 방대할 것으로 기대된다.The present invention utilizes pegylated antibodies to allow solutions consisting of two polymeric materials to form two phases, and at the same time enable molecular specific separation for specific materials. PEGylated antibody of the present invention has the advantage that can be used for simple and efficient biomolecular separation of biomolecules including stem cells. Formation of an aqueous phase system using the PEGylated antibody of the present invention and molecular specific separation technology can be applied to a lab on a chip, enabling rapid separation and detection using a small amount of sample, thereby ensuring stability of a target substance. And separation efficiency can be increased. These techniques can be applied to the analytical process as well as to the mass production of the target material, so the scope of application is expected to be huge.

Claims (12)

i) 목적 물질에 결합하는 분자특이적 결합력이 있는, 분자인식 리간드에 상 형성 물질을 접합시켜서 분자인식 리간드-상 형성물질 접합체를 제조하는 단계;       i) conjugating the phase forming material to a molecular recognition ligand which has a molecular specific binding ability to bind the target material to prepare a molecular recognition ligand-phase forming material conjugate; ii) 단계 i)의 상기 접합체를 목적 물질이 함유된 상 구성물질과 혼합하여 수성이상계를 형성하는 것과 동시에 목적 물질이 상기 분자인식 리간드-상 형성물질 접합체 층으로 분리되도록 하는 단계; 및      ii) mixing the conjugate of step i) with a phase constituent containing the target material to form an aqueous phase system and simultaneously separating the target material into the molecular recognition ligand-phase former conjugate layer; And iii) 단계 ii)의 분자인식 리간드-상 형성물질 접합체 층으로부터 목적 물질을 정제하는 단계로 이루어진 목적 물질 분리방법.      iii) purifying the target material from the molecular recognition ligand-phase former conjugate layer of step ii). 제 1항에 있어서, 분자 인식 리간드는 폴리펩티드, 폴리뉴클레오티드, 앱테이머, 세포, 금속, 당류 및 지질류로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 분리방법.      The method of claim 1, wherein the molecular recognition ligand is any one selected from the group consisting of polypeptides, polynucleotides, aptamers, cells, metals, sugars, and lipids. 제 2항에 있어서, 폴리펩티드는 항체인 것을 특징으로 하는 분리방법. The method of claim 2, wherein the polypeptide is an antibody. 제 1항에 있어서, 상 형성물질은 폴리에틸렌 글리콜(PEG, polyethylene glycol) 또는 이의 유도체인 것을 특징으로 하는 분리방법.    The method of claim 1, wherein the phase forming material is polyethylene glycol (PEG, polyethylene glycol) or a derivative thereof. 제 4항에 있어서, 상기 유도체는 엠 폴리에틸렌 글리콜 알데하이드(mPEG-aldehyd e), 카복실화 엠 폴리에틸렌 글리콜(carboxylated-mPEG), 아민 엠 폴리에틸렌 글리콜(amine-mPEG), 엠 폴리에틸렌 글리콜 엔-하이드록시 서시니마이드(mPEG -N-hydrox ysuccinimide), 엠 폴리에틸렌 글리콜 올쏘-피리딜 다이설파이드(mPEG-o -pyridyl disulfide), 엠 폴리에틸렌 글리콜 말레이미드(mPEG-maleimide), 엠 폴리에틴렌 티올(mPEG-thiol), 엠 폴리에틸렌 글리콜-올쏘-피리딜 티오에스테르(mPEG-o -pyridyl thioester) 및 엠 폴리에틸렌 글리콜 카복시메틸 하이드록시 벤조익 액시드 엔 하이드록시서시니마이드(mPEG-Carboxymethyl-Hydroxy benzoicacid-N-hydroxy succinimide)로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 분리방법.The method of claim 4, wherein the derivative is m polyethylene glycol aldehyde (mPEG-aldehyd e), carboxylated M polyethylene glycol (carboxylated-mPEG), amine M polyethylene glycol (amine-mPEG), M polyethylene glycol en-hydroxy susini MPEG-N-hydrox ysuccinimide, mPEG-o-pyridyl disulfide, mPEG-maleimide, M polyethylene thiol, mPEG-thiol, With mPEG-o-pyridyl thioester and m polyethyleneglycol carboxymethyl hydroxy benzoic acid n hydroxysuccinimide (mPEG-Carboxymethyl-Hydroxy benzoicacid-N-hydroxy succinimide) Separation method, characterized in that any one selected from the group consisting of. 제 1항에 있어서, 상 구성물질은 인산칼륨 완충용액, 덱스트란(dextran), 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol), 폴리에틸렌 폴리프로필렌 블록 코폴리머(polye thylene polypropylene block copolymer), 올리고사카라이드(oligos accharide), 인산칼륨(potassium phosphate), 인산나트륨(sodium phosphate), 암모늄 설페이트(ammonium sulfate) 및 마그네슘 설페이트(magnesium sulfate)로 구성된 군으로 부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 분리방법.      The phase composition of claim 1, wherein the phase constituents are potassium phosphate buffer, dextran, polyvinylalcohol, polyethylene polypropylene block copolymer, oligosaccharide, Separation method, characterized in that any one selected from the group consisting of potassium phosphate, sodium phosphate, ammonium sulfate (mmonium sulfate) and magnesium sulfate (magnesium sulfate). i) 분자인식 리간드-상 형성물질 접합체의 주입을 위한 제 1 주입구, 상 구성물질과 목적 물질을 함유하는 혼합물의 주입을 위한 제 2 주입구 및 상기 주입구들을 연결하는 채널을 구비하는 랩온어칩을 제조하는 단계;      i) preparing a lab-on-a-chip comprising a first inlet for injecting a molecular recognition ligand-phase former conjugate, a second inlet for injecting a mixture containing a phase constituent and a target substance and a channel connecting the inlets; Doing; ii) 상기 랩온어칩의 제 1 주입구 및 제 2 주입구에 상기 분자인식 리간드-상 형성물질 접합체 및 상기 상 구성물질과 목적 물질을 함유하는 혼합물을 각각 주입하는 단계;      ii) injecting the molecular recognition ligand-phase former conjugate and a mixture containing the phase constituent and the target substance into the first inlet and the second inlet of the lab-on-a-chip respectively; iii) 상기 랩온어칩의 채널 내부에서 단계 ii)의 상기 접합체를 목적 물질을 함유하는 상 구성물질과 혼합하여 수성이상계를 형성하는 것과 동시에 목적 물질이 분자인식 리간드-상 형성물질 접합체 층으로 분리되도록 하는 단계; 및      iii) mixing the conjugate of step ii) with the phase constituent containing the target material within the channel of the lab-on-a-chip to form an aqueous phase and simultaneously separating the target material into a molecular recognition ligand-phase former conjugate layer. Doing; And iv) 단계 iii)의 분자인식 리간드-상 형성물질 접합체 층으로부터 목적 물질을 정제하는 단계를 포함하는 랩온어칩을 이용한 목적 물질 분리방법.      iv) purifying the target material from the molecular recognition ligand-phase former conjugate layer of step iii). 제 7항에 있어서, 분자 인식 리간드는 폴리펩티드, 폴리뉴클레오티드, 앱테이머, 세포, 금속, 당류 및 지질류로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 분리방법.      8. The method of claim 7, wherein the molecular recognition ligand is any one selected from the group consisting of polypeptides, polynucleotides, aptamers, cells, metals, sugars, and lipids. 제 8항에 있어서, 폴리펩티드는 항체인 것을 특징으로 하는 분리방법.       The method of claim 8, wherein the polypeptide is an antibody. 제 7항에 있어서, 상 형성물질은 폴리에틸렌 글리콜(PEG, polyethylene glycol) 또는 이의 유도체인 것을 특징으로 하는 분리방법.    8. The method of claim 7, wherein the phase forming material is polyethylene glycol (PEG, polyethylene glycol) or derivatives thereof. 제 10항에 있어서, 상기 유도체는 엠 폴리에틸렌 글리콜 알데하이드(mPEG-aldehyd e), 카복실화 엠 폴리에틸렌 글리콜(carboxylated-mPEG), 아민 엠 폴리에틸렌 글리콜(amine-mPEG), 엠 폴리에틸렌 글리콜 엔-하이드록시 서시니마이드(mPEG -N-hydrox ysuccinimide), 엠 폴리에틸렌 글리콜 올쏘-피리딜 다이설파이드(mPEG-o -pyridyl disulfide), 엠 폴리에틸렌 글리콜 말레이미드(mPEG-maleimide), 엠 폴리에틴렌 티올(mPEG-thiol), 엠 폴리에틸렌 글리콜-올쏘-피리딜 티오에스테르(mPEG-o -pyridyl thioester) 및 엠 폴리에틸렌 글리콜 카복시메틸 하이드록시 벤조익 액시드 엔 하이드록시서시니마이드(mPEG-Carboxymethyl-Hydroxy benzoicacid-N-hydroxy succinimide)로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 분리방법.     The method of claim 10 wherein the derivative is m polyethylene glycol aldehyde (mPEG-aldehyde), carboxylated-m polyethylene glycol (carboxylated-mPEG), amine M polyethylene glycol (amine-mPEG), M polyethylene glycol en-hydroxy susini MPEG-N-hydrox ysuccinimide, mPEG-o-pyridyl disulfide, mPEG-maleimide, M polyethylene thiol, mPEG-thiol, With mPEG-o-pyridyl thioester and m polyethyleneglycol carboxymethyl hydroxy benzoic acid n hydroxysuccinimide (mPEG-Carboxymethyl-Hydroxy benzoicacid-N-hydroxy succinimide) Separation method, characterized in that any one selected from the group consisting of. 제 7항에 있어서, 상 구성물질은 인산칼륨 완충용액, 덱스트란(dextran), 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol), 폴리에틸렌 폴리프로필렌 블록 코폴리머(polye thylene polypropylene block copolymer), 올리고사카라이드(oligos accharide), 인산칼륨(potassium phosphate), 인산나트륨(sodium phosphate), 암모늄 설페이트(ammonium sulfate) 및 마그네슘 설페이트(magnesium sulfate)로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 분리방법.       The method of claim 7, wherein the phase constituents are potassium phosphate buffer, dextran, polyvinylalcohol, polyethylene polypropylene block copolymer, oligosaccharide, Separation method characterized in that any one selected from the group consisting of potassium phosphate, sodium phosphate, ammonium sulfate (mmonium sulfate) and magnesium sulfate (magnesium sulfate).
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0812699A (en) * 1994-06-27 1996-01-16 Touin Gakuen Peg-modified avidin and method for separating antigen or antibody using the same
KR20010108400A (en) * 1999-03-25 2001-12-07 발티온 테크닐리덴 투트키무스케스쿠스 Process for partitioning of proteins
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0812699A (en) * 1994-06-27 1996-01-16 Touin Gakuen Peg-modified avidin and method for separating antigen or antibody using the same
KR20010108400A (en) * 1999-03-25 2001-12-07 발티온 테크닐리덴 투트키무스케스쿠스 Process for partitioning of proteins
US20070048786A1 (en) 2005-09-01 2007-03-01 Arnon Chait Systems and methods for fractionation of protein mixtures

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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논문초록1: Biotechnology Progress
논문초록2: Anal Biochem.

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