KR101252953B1 - 유체 시험 스트립 및 그의 방법 - Google Patents

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Abstract

유체 시험 스트립 및 유체 시험 스트립을 사용한 검출 방법이 제공된다. 상기 유체 시험 스트립은 채널을 갖는 기판을 포함한다. 상기 채널은 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 갖고, 이들은 순차적으로 연결되어 있다. 제1 항체는 제1 영역에 배치된다. 당류 및 퍼옥시다아제는 제1 또는 제2 영역에 배치된다. 제1 항체와 동일한 항원의 상이한 항원결정부위를 인식하기 위한 제2 항체는 제2 영역에 고정된다. 당류 옥시다아제를 포함하는 기질 시약은 제3 영역에 배치된다.

Description

유체 시험 스트립 및 그의 방법{A fluid test strip and method thereof}
본 발명은 유체 시험 스트립에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 생물학적 유체의 정량 에세이를 위한 유체 시험 스트립에 관한 것이다.
전통적인 정량적 생화학적 에세이는 특정 분석물과 반응하는 특정 효소를 이용한 다음 반응의 반응물 또는 생성물의 화학적 또는 전기적 특성 변화를 검출한다. 예컨대, 생물학적 유체 중의 글루코오스와 용존 산소 전극 상에 고정된 글루코오스 옥시다아제의 반응에서 생성된 과산화수소에 의해 유발된 전압 또는 전류의 변화를 검출하는 것에 의해 생물학적 유체 중의 글루코오스 농도를 결정하는 것이 통상적이다. 이어 과산화수소의 농도를 산출한 다음, 글루코오스 옥시다아제의 농도는 공지되어 있으므로 생물학적 유체에서 글루코오스 농도를 결정한다. 과산화수소가 전압 또는 전류 변화를 유발하는 양은 비교적 소량이기 때문에, 상기 기재한 에세이와 같은 전기 화학적 에세이는 필요한 생물학적 유체의 부피가 비교적 소량이고 또 검출이 신속한 경우에 유리하다. 그러나, 이러한 에세이는 검출을 위한 퍼옥사이드를 생성하기 위하여 특정 효소를 필요로 하므로, 글루코오스, 콜레스테롤, 요소, 크레아티닌 등과 같은 소형 분자의 정량 분석에만 적용될 수 있다.
다른 공지 방법은 생물학적 분자를 특이적으로 인식할 뿐만 아니라 결합할 수 있는 면역학적 분자가 보유한 독특한 능력을 이용하는 것이다. 예컨대, 96-웰 플레이트에서 흔히 실시되는 전통적인 효소 결합 면역흡착 에세이(ELISA)는 분석물, 상응하는 면역학적 분자, 효소 및 상응하는 시약 사이의 반응으로 생긴 검출 신호의 세기에 의해 분석물(즉, 항원)의 농도를 결정하는 것을 특징으로 한다. 그러나, 사용자는 에세이가 실패되지 않게 하기 위해 또는 거짓-양성 결과가 생기는 경우에 비결합성 및 비특이적 결합 분자를 세척 제거하기 위하여 에세이의 매 단계에서 귀찮은 세척 단계를 실시할 필요가 있다.
기술의 진보에 따라서, 최근에는 간단히 하기 위하여 미세유체 채널을 갖거나, 또는 에세이의 매 반응 단계 후에 전통적으로 필요하였던 복잡하고 반복되는 세척 작업을 생략한 유체 시험 스트립을 이용하여 면역학적 분석 에세이를 실시하고 있다. 그러나, 반응에 필요한 시약 또는 기질을 유체 시험 스트립에 수동으로 부가할 필요가 있는 공지된 유체 시험 스트립은 사용자에게 불편함을 초래할 수 있다. 통상의 스트립에 필요한 시약 또는 기질은 실온 또는 광 아래에서 장기간 저장한 후 분해되는 경향이 있어, 에세이의 에러를 초래한다. 따라서, 이러한 시약은 냉각 또는 차광과 같은 특정 조건에서 저장할 필요가 있다. 따라서, 통상의 유체 시험 스트립은 사용 및 저장에서 여전히 불편한 것이다.
또한, 채널 또는 미세유체 채널을 갖는 통상의 유체 시험 스트립은 다른 문제가 있다. 이러한 채널 또는 미세유체 채널은 전형적으로 비흡수성 물질과 경계를 이루고 있고 또 단백질 또는 탄수화물로 주로 구성된 샘플의 경우에는 분석할 유체 샘플의 점도가 보통 높기 때문에, 유체 샘플의 일부가 채널의 표면에 부착되는 경향이 있어 반응되지 않을 것이다. 이러한 경우가 생긴다면 분석할 유체 샘플의 소모를 초래하여 불리할 뿐만 아니라 정량 에세이의 정확도에 나쁜 영향을 줄 것이다.
또한, 통상의 유체 시험 스트립은 미세유체 채널에 의한 유체 샘플의 유동을 용이하게 하므로 유체 샘플은 이러한 채널 구조에 의해 발휘되는 모세관력을 통하여 반응 영역으로 이송될 것이다. 유체 샘플을 이송하기 위한 다른 수법은 유체 샘플이 상기 채널에 도입될 시점에서 가압 수단에 의해 구동력을 인가하여 유체 샘플이 상기 채널을 통하여 반응 영역으로 추진되게 하는 것을 포함한다. 그러나, 상술한 수법은 유체 샘플이 채널에 도입된 후 기포를 유발하는 경향이 있다. 이들 기포는 커든 작든 상기 채널을 차단하여 부정확한 분석 결과를 초래할 것이다.
발명의 요약
상술한 단점을 치유하기 위하여, 본 발명은 유체 샘플을 정량 에세이하기 위한 유체 시험 스트립을 개시한다. 상기 유체 시험 스트립은 적어도 1개의 채널이 존재하는 기판을 포함한다. 상기 채널은 유체 샘플을 수용하기 위한 제1 영역, 제2 영역, 및 제3 영역을 갖는다. 이들 3개 영역은 순차적으로 배열된다. 또한, 상기 채널은 제1 항체, 당류, 퍼옥시다아제, 제2 항체 및 기질 시약을 함유한다. 제1 항체는 유체 샘플 중의 분석물을 인식하기 위하여 제1 영역에 위치한다. 당류 및 퍼옥시다아제는 제1 또는 제2 영역에 위치할 수 있다. 제2 항체는 상기 제1 항체가 하는 것처럼 동일 분석물을 인식하기 위하여 제2 영역에 고정된다. 그럼에도 불구하고, 제2 항체 및 제1 항체는 분석물의 상이한 항원결정부위(epitope)를 인식하도록 되어 있다. 기질 시약은 제3 영역에 위치한다. 상기 기질 시약은 당류 옥시다아제를 포함한다. 유체 샘플을 채널에 도입하면, 상기 제1 항체, 당류, 및 퍼옥시다아제는 유체 샘플과 함께 유동할 것이다. 일부 양의 퍼옥시다아제, 제1 항체 및 분석물은 함께 제2 항체와 결합하여서 제2 영역에 유지된다. 비결합 퍼옥시다아제는 유체 샘플과 함께 제3 영역으로 유동할 것이다. 당류는 당류 옥시다아제에 의해 산화되어 과산화수소(H2O2)를 생성한다. 그 후, 과산화수소가 제3 영역에서 퍼옥시다아제와 반응하여 전기 신호를 생성한다.
따라서, 본 발명의 주요 목적은 복잡한 단계 없이 반응에 필요한 대부분의 시약 및 물질을 함유하는 유체 시험 스트립을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 반응에 필요한 대부분의 시약 및 물질이 건조 형태인 유체 시험 스트립을 제공하는 것으로, 상기 유체 시험 스트립은 사용하기 전에 비교적 장시간 동안 저장될 수 있고 또 시약의 분해에 기인한 에세이 에러를 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 기존의 전기화학적 검출 기술과 양립할 수 있고 또 신속 검출, 높은 특이성 및 높은 민감성으로 인하여 유리한 유체 시험 스트립을 제공하는 것이다.
본 발명은 또한 유체 샘플을 검출하기 위한 검출 방법을 개시한다. 이 검출 방법은 다음 단계를 포함한다. (1) 분석물을 함유하는 유체 샘플을 제공한다. (2) 기판을 제공한다. 이 기판은 샘플을 수용하기 위한 제1 영역, 샘플을 이송하기 위한 제2 영역 및 샘플이 반응하는 제3 영역을 포함하는 적어도 1개의 채널을 갖는다. 이들 3개 영역은 순차적으로 배열된다. 상기 기판은 또한 제1 항체, 당류, 퍼옥시다아제, 제2 항체, 및 기질 시약을 포함한다. 상기 제1 항체는 유체 샘플 중의 분석물을 인식하기 위하여 제1 영역에 위치한다. 당류 및 퍼옥시다아제는 제1 또는 제2 영역에 위치할 수 있다. 제2 항체는 유체 샘플 중의 분석물을 인식하기 위하여 제2 영역에 고정된다. 제2 항체 및 제1 항체는 유체 샘플 중의 동일 분석물의 상이한 항원결정부위를 인식하도록 되어 있다. 기질 시약은 제3 영역에 위치하며, 또 당류 옥시다아제를 포함한다. (3) 유체 샘플을 상기 채널의 제1 영역으로 도입하여 제1 항체, 당류, 및 퍼옥시다아제가 유체 샘플과 함께 유동하게 한다. (4) 분석물을 제1 항체, 제2 항체 및 일부 양의 퍼옥시다아제에 결합시켜 제2 영역에 유지시킨다. 당류, 비결합 제1 항체, 및 비결합 퍼옥시다아제는 유체 샘플과 함께 제3 영역으로 유동하므로 당류는 당류 옥시다아제에 의해 산화되어 과산화수소(H2O2)를 생성한다. 상기 생성된 과산화수소는 제3 영역에 도달하는 퍼옥시다아제와 반응하여 전기 신호를 생성한다. (5) 생성된 전기 신호를 검출한다. 여기서, 비결합은 분석물과 결합이 없는 상태를 의미한다.
따라서, 본 발명의 다른 목적은 반응에 필요한 대부분의 시약 및 물질을 함유하는 유체 시험 스트립을 이용하므로, 복잡한 작업 단계 없이 반응 신호를 직접 검출하는 것을 통하여 에세이의 결과를 얻을 수 있는, 정량 에세이용 검출 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 반응에 필요한 대부분의 시약 및 물질이 건조 형태로 저장되고 있는 유체 시험 스트립을 이용하므로, 유체 시험 스트립은 사용하기 전에 비교적 장기간 동안 저장될 수 있고 또 시약의 분해로 인한 에세이 에러를 방지할 수 있는 정량 에세이용 검출 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 기존의 전기화학적 검출 기술과 양립할 수 있고 신속한 검출, 높은 특이성 및 높은 민감성으로 유리한 검출 방법을 제공하는 것이다.
본 발명뿐만 아니라 바람직한 사용 양태, 다른 목적 및 그의 이점은 첨부한 도면을 참조하여 자세한 구체예의 이하의 상세한 설명을 참조하면 잘 이해될 것이다.
도 1a는 본 발명의 제1 구체예에 따른 유체 시험 스트립의 투시도이다.
도 1b는 도 1의 유체 시험 스트립의 채널에서 반응 물질의 분포를 도시하는 개략도이다.
도 1c 내지 도 1e는 도 1의 유체 시험 스트립의 채널에서 반응 물질의 분포의 변화를 도시하는 개략도이다.
도 1f 내지 도 1h는 도 1의 유체 시험 스트립의 채널에서 반응 물질의 분포의 다른 변화를 도시하는 개략도이다.
도 1i는 도 1의 유체 시험 스트립의 단면 투시도이다.
도 2는 본 발명의 제2 구체예에 따른 방법을 검출하는 플로우 차트이다.
바람직한 구체예의 상세한 설명
본 발명은 유체 시험 스트립 및 그를 이용한 검출 방법을 제안하고 있지만, 여기서 실시된 생물학적 에세이의 물리적 및 화학적 원리는 당업자에게 공지되어 있어 여기서는 논의할 필요가 없다. 한편, 하기 상세한 설명에 언급된 첨부 도면은 예시적 목적으로 제공된 것이므로 축척에 맞출 필요가 없다.
본 발명의 제1 구체예에 따른 유체 시험 스트립의 투시도인 도 1a를 참조한다. 상기 유체 시험 스트립(1)은 기판(10) 및 전극층(19)을 포함하고, 상기 기판(10)은 그 위에 제공되어 있는 채널(11)을 갖는다. 상기 채널(11)은 제1 영역(111), 제2 영역(112) 및 제3 영역(113)을 갖는다. 이들 3개 영역은 순차적으로 배열된다. 제1 영역(111)은 도입될 유체 샘플용이다.
도 1b는 유체 시험 스트립(1)의 채널(11)에서 반응 물질의 분포를 도시하는 개략도이다. 상기 제1 영역(111)은 제1 항체(1111), 당류(1112) 및 퍼옥시다아제(1113)를 함유한다. 제2 영역(112)은 고정된 제2 항체(1121)를 갖는다. 특히, 제1 항체(1111) 및 제2 항체(1121)는 유체 샘플 중의 동일한 분석물(1101)의 상이한 항원결정부위를 인식하도록 되어 있다. 따라서, 상기 제1 항체(1111) 및 제2 항체(1121)는 제1 항체(1111) 및 제2 항체(1121)가 동일 항원에 대해 서로 경쟁하지 않아서 항원의 인식을 방해하지 않는 한, 모노클로날 항체(mAbs) 또는 폴리클로날 항체(pAbs)일 수 있다. 또한, 상기 제1 항체(1111) 뿐만 아니라 제2 항체(1121)는 전체 항체, 항원 결합 단편(Fab 단편), 또는 가변 단일쇄 단편(scFv) 형태일 수 있다. 당류 옥시다아제(1133)를 포함하는 기질 시약(1132)은 제3 영역(113)에 위치한다. 퍼옥시다아제(1113)는 HRP(양고추냉이 퍼옥시다아제), AP(아스코르베이트 퍼옥시다아제), 또는 하이드로겐 퍼옥시다아제(hydrogen peroxidase)일 수 있다. 본 발명의 일 요지에 따르면, 당류(1112)는 바람직하게는 글루코오스이고, 한편 당류 옥시다아제(1133)는 글루코오스 옥시다아제이다.
도 1c 내지 도 1e를 참조한다. 상기 도면은 상이한 반응 단계에서 상기 유체 시험 스트립(1)의 채널(11)에서 반응 물질의 분포를 도시하는 개략도이다. 도 1c에서, 분석물(1101)을 함유하는 유체 샘플이 채널(11)에 도입된 후, 제1 항체(1111)는 분석물(1101)을 인식하여 결합한다. 제1 항체(1111), 당류(1112), 및 퍼옥시다아제(1113)는 제1 영역(111)에 고정되지 않기 때문에, 제1 항체(1111), 제1 항체(1111)에 결합된 분석물(1101), 퍼옥시다아제(1113), 및 당류(1112)는 제2 영역(112)을 향하여 유체 샘플과 함께 유동할 것이다.
도 1d를 참조하면, 유체 샘플이 제2 영역(112)에 도달한 후, 제2 항체(1121)는 분석물(1101)과 결합하므로 제1 항체(1111), 분석물(1101) 및 제2 항체(1121)를 포함하는 결합 복합체가 형성된다. 제2 항체(1121)는 제2 영역(112)에 고정된다. 따라서, 분석물(1101)과 결합된 제1 항체(1111), 제2 항체(1121)와 결합된 분석물(1101), 및 제1 항체(1111)와 결합된 퍼옥시다아제(1113)는 제2 영역(112)에 유지될 것이다. 그럼에도 불구하고, 유체 샘플과 함께 제2 영역(112)으로 유동하는 당류(1112)는 비결합 제1 항체(1111)와 결합된 유체 샘플뿐만 아니라 비결합 제1 항체(1111)와 결합된 퍼옥시다아제(1113)와 함께 계속 제3 영역(113)으로 유동한다. 여기서, 비결합 제1 항체(1111)는 분석물과 결합하지 않은 제1 항체를 의미한다. 즉, 비결합은 분석물과 결합하지 않은 상태임을 의미한다.
도 1e를 참조한다. 당류(1112), 비결합 제1 항체(1111), 및 비결합 제1 항체(1111)와 결합한 퍼옥시다아제(1113)는 제3 영역(113)으로 유동한다. 이어 당류(1112)는 제3 영역(113)에 매립된 당류 옥시다아제(1133)와 반응하여, 과산화수소(H2O2)를 생성한다. 생성한 과산화수소는 제3 영역(113)에 도달하는 퍼옥시다아제(1113)와 반응하여 전기 신호를 생성한 다음 전극층(19) 상의 전극 및 회로에 의해 보내진 다음 외부 기구에 의해 검출된다.
따라서, 생성된 전기 신호의 세기를 검출하는 것에 의해, 반응에 관여된 효소의 농도가 결정된다. 다시 말해, 생성된 전기 신호의 세기를 검출하는 것에 의해, 제3 영역(113)에 도달하여 반응에 관여하는 퍼옥시다아제(1113)의 양이 결정될 수 있다. 또한, 퍼옥시다아제(1113)는 제조 동안 유체 시험 스트립(1)에서 일정한 양으로 시행되기 때문에, 제2 영역(112)에 유지된 퍼옥시다아제(1113)의 양은 간단한 빼기를 한 후 용이하게 측정한다([제2 영역(112)에 유지된 퍼옥시다아제(1113)의 양] = [퍼옥시다아제(1113)의 총량] - [제3 영역(113)으로 유동하는 퍼옥시다아제(1113)의 양]). 제2 영역(112)에 유지된 퍼옥시다아제(1113)의 양은 유체 샘플 중의 분석물(1101)의 농도에 따라 직접적으로 달라지기 때문에, 제2 영역(112)에 유지된 퍼옥시다아제(1113)의 양을 통하여 유체 샘플 중의 분석물(1101)의 농도를 산출하여 정량 에세이를 달성한다.
반응 이전에, 제1 항체(1111) 및 퍼옥시다아제(1113)는 바람직하게는 도 1b에 도시된 바와 같이 각각 직접적으로 결합된다. 다르게는, 제1 항체(1111)는 비오틴과 결합할 수 있는 반면에, 퍼옥시다아제(1113)는 애비딘(Avidin)과 결합한다. 비오틴 및 애비딘은 강하게 결합하여 AB 복합체를 형성한다. 따라서, 제1 항체(1111)가 제2 영역(112)에 유지되면, 일부 퍼옥시다아제(1113)가 제2 영역(112)에 머무르게 한다. 애비딘은 스트렙트애비딘(Streptavidin) 또는 뉴트래비딘(NeutrAvidin)으로 교체될 수 있다.
도 1f 내지 1h는 반응 하기 전 유체 시험 스트립(1)의 채널(11)에서 반응 물질의 다양한 분포 양태를 나타내는 개략도이다. 본 발명의 개념에 따르면, 본 발명의 유체 시험 스트립(1)에서, 당류(1112) 및 퍼옥시다아제(1113)는 제1 영역(111)에 배치되기보다는 제2 영역(112)에 배치될 수 있다.
도 1f를 참조하면, 제1 항체(1111) 및 퍼옥시다아제(1113)는 제1 영역(111)에 배치되는 반면에, 당류(1112)는 제2 영역(112)에 배치된다. 현재 양태에서, 제1 항체(1111) 및 퍼옥시다아제(1113)는 앞서 기재한 바와 같이 서로 직접적으로 결합할 수 있거나, 또는 비오틴 및 애비딘과 각각 결합하여 AB 복합체를 형성한다. 제2 항체(1121), 기질 시약(1132) 및 당류 옥시다아제(1133)와 같은 다른 반응 물질의 분포는 도 1b에 도시된 바와 같은 방식이다. 이러한 구조에 의해, 유체 샘플이 제2 영역(112)을 통하여 유동한 후, 당류(1112)는 제3 영역(113)으로 보내어져서 도 1c 내지 도 1e에 도시된 다음 반응을 가능하게 한다. 따라서, 반응의 상이한 단계에서 반응 물질의 분포는 도 1c 내지 도 1e에 도시되며 여기서는 생략한다.
반응 물질의 다른 분포 양태는 도 1g에 도시되어 있다. 제1 항체(1111)는 제1 영역(111)에 배치되고 또 퍼옥시다아제(1113) 및 당류(1112)는 모두 제2 영역(112)에 배치된다. 반응 물질의 다른 분포 양태는 도 1h에 도시된다. 제1 항체(1111) 및 당류(1112)는 제1 영역(111)에 배치되는 반면, 퍼옥시다아제(1113)는 제2 영역(112)에 배치된다. 상기 기재된 양쪽 양태의 다른 반응 물질의 분포는 도 1b에 도시된 바와 같은 방식이고, 또 반응의 상이한 단계에서 반응물질의 분포는 도 1c 내지 도 1e에 도시된 바와 같으므로, 여기서 반복 기재는 생략한다.
도 1i를 참조하면, 유체 시험 스트립(1)의 단면도는 도 1a의 A-A선을 따라 취한다. 도 1i에 따르면, 섬유층(1110)은 제1 영역(111)의 저부에 제공되고, 또 제1 항체(도 1b에서 1111로 번호매김)는 섬유층(1110)에 배치되어 있으므로, 유체 샘플이 제1 영역(111)에 도입된 후, 제1 항체(도 1b에서 1111로 번호매김)는 유체 샘플에 의해 제2 영역(112)으로 보내진다. 제2 니트로셀룰로오스층(1120) 및 제3 니트로셀룰로오스층(1130)은 각각 제2 영역(112) 및 제3 영역(113)의 저부에 각각 제공된다. 제2 항체(도 1b에서 1121로 번호매김)는 제2 니트로셀룰로오스층(1120)에 고정되고 또 기질 시약(1132)은 제3 니트로셀룰로오스층(1130)에 매립된다.
제2 니트로셀룰로오스층(1120) 및 제3 니트로셀룰로오스층(1130)은 제2 영역(112) 및 제3 영역(113)의 저부에서 각각 적층된 니트로셀룰로오스 막일 수 있다.
니트로셀룰로오스층을 제2 영역(112) 및 제3 영역(113)의 저부에 배치하기 위한 다른 바람직한 수법은, 제2 영역(112) 및 제3 영역(113)의 양쪽 저부에 니트로셀룰로오스 용액을 캐스팅한 다음, 건조 공정(공기건조 또는 동결건조)을 거치는 것이다. 따라서, 이러한 방법에 의해 형성된 제2 니트로셀룰로오스층(1120) 및 제3 니트로셀룰로오스층(1130)은 중공 매트릭스(hollow-matrix) 구조를 갖는다. 본 발명에 따른 캐스팅 방법에 의해 제조된 니트로셀룰로오스층을 갖는 채널(11)은 전통적인 미세유체 채널과는 상이하다. 또한, 모세관력을 감소시키기 위하여, 제2 영역(112) 및 제3 영역(113) 각각은 바람직하게는 0.3 mm 이상의 폭을 갖는다. 기판(10)은 바람직하게는 생체적합성(biocompatible) 물질로 제조된다. 상기 캐스팅 방법의 결과를 최적화하기 위하여, 채널(11)은 바람직하게는 3 ㎛ 내지 50㎛ 범위의 표면 조도(Ra)를 갖는다. 제2 니트로셀룰로오스층(1120)은 바람직하게는 제3 니트로셀룰로오스층(1130)과 동일한 평균 두께를 포함한다. 또한, 상기 채널(11)은 그의 저부에 형성되어 과량의 유체 샘플을 수용하기 위한 중공 매트릭스 구조를 갖는 니트로셀룰로오스층을 갖는 제4 영역(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다.
니트로셀룰로오스 용액을 제조하기 위하여, 니트로셀룰로오스 분말을 에스테르 및 케톤을 함유하는 용매와 혼합한다. 니트로셀룰로오스 분말 대 에스테르 및 케톤을 함유하는 용매의 체적비는 바람직하게는 1:9이다. 또한, 니트로셀룰로오스층(1120)이 상기 기재한 바와 같이 캐스팅 방법에 의해 형성되면, 제2 항체(1121)는, 제2 항체(1121)를 함유하는 반응 용액을 니트로셀룰로오스층(1120)에 주입한 다음 건조 공정을 거치는 것에 의해 니트로셀룰로오스층(1120)의 중공 매트릭스 구조 내에 형성되며, 또 상기 제2 항체(1121)는 제2 니트로셀룰로오스층(1120)에 분말 형태로 남겨진다.
니트로셀룰로오스층이 건조된 후 제2 항체(1121)가 형성되는 상술한 방법 이외에, 다른 방법은 제2 항체(1121)를 포함하는 용액을 니트로셀룰로오스 용액과 먼저 혼합한 다음, 상기 혼합된 용액을 제2 영역(112)의 저부에 캐스팅하고, 이어 건조 공정을 거치는 것이다. 따라서, 제2 니트로셀룰로오스층(1120)은 제2 영역(112)의 저부에 형성되는 반면에, 제2 항체(1121)는 중공 매트릭스 구조에 남겨져서 분말 형태로 건조된다.
제2 니트로셀룰로오스층(1120)에 제2 항체(1121)를 제공하는 유사한 방법을 실시하여 제3 니트로셀룰로오스층(1130)에 기질 시약(1132)을 제공할 수 있다. 제3 니트로셀룰로오스층(1130)은 기질 시약(1132)을 부가하는 것에 의해 미리 형성될 수 있거나, 또는 기질 시약(1132)은 니트로셀룰로오스 용액과 혼합된 다음 그 혼합 용액을 제3 영역(113)의 저부에 도포하여 제3 니트로셀룰로오스층(1130) 및 기질 시약(1132)이 형성된다. 유사한 상세한 내용은 여기서 생략한다.
상술한 제1 구체예 이외에, 본 발명은 또한 유체 샘플을 검출하는 방법을 제2 구체예로서 제공한다. 제2 구체예에서 이용된 유체 시험 스트립은 제1 구체예의 유체 시험 스트립과 실질적으로 동일하며, 유사한 상세 내용은 생략하며 또 유체 시험 스트립의 구성성분을 나타내는 모든 참조 번호는 도 1b 내지 도 1h를 참조할 것이다.
도 2는 본 발명의 제2 구체예에 따른 검출 방법의 플로우 차트이다. 본 발명의 검출 방법 단계는 다음과 같이 기재한다.
단계 21: 분석물(1101)을 함유하는 유체 샘플을 제공한다(도 1b에 도시된 바와 같음).
단계 22: 제1 영역(111), 제2 영역(112) 및 제3 영역(113)을 포함한 적어도 1개의 채널(11)을 갖는 기판(10)을 제공한다. 이들 3개 영역은 순차적으로 배열된다. 제1 영역(111)은 도입될 유체 샘플용이며 제1 항체(1111)를 갖는다. 제2 영역(112)은 고정된 제2 항체(1121)를 갖는다. 제1 항체(1111) 및 제2 항체(1121)는 유체 샘플에서 분석물의 상이한 항원결정부위(1101)를 인식하도록 되어 있다. 따라서, 상기 제1 항체(1111) 및 제2 항체(1121)는 상기 제1 항체(1111) 및 제2 항체(1121)가 동일 항원에 대하여 서로 경쟁하지 않고 항원의 인식을 방해하지 않는 한 모노클로날 항체(mAbs) 또는 폴리클로날 항체(pAbs)일 수 있다. 당류 옥시다아제(1133)를 포함하는 기질 시약(1132)은 제3 영역(113)에 배치된다. 퍼옥시다아제(1113)는 HRP(양고추냉이 퍼옥시다아제), AP(아스코르베이트 퍼옥시다아제), 또는 하이드로겐 퍼옥시다아제일 수 있다. 당류(1112)는 바람직하게는 글루코오스이며, 당류 옥시다아제(1133)는 글루코오스 옥시다아제이다. 또한, 당류(1112) 및 퍼옥시다아제(1113)는 제1 구체예에 기재된 것과 동일한 방식으로 채널(11) 상에 분포된다(도 1b, 도 1f, 도 1g 및 도 1h 참조).
단계 23: 유체 샘플을 채널(11)의 제1 영역(111)으로 도입하여서 유체 샘플은 제1 영역(111), 제2 영역(112) 및 제3 영역(113)을 통하여 순차적으로 상기 채널(11)을 따라 유동하며, 따라서 상기 채널(11) 중의 제1 항체(1111), 당류(1112) 및 퍼옥시다아제(1113)가 그에 의해 유동하게 한다.
단계 24: 도입한 후, 분석물(1101)은 유체 샘플과 함께 제2 영역(112)으로 유동할 것이다. 제2 항체(1121)는 분석물(1101)과 반응할 것이므로 제1 항체(1111), 분석물(1101) 및 제2 항체(1121)를 포함하는 결합 복합체가 형성된다. 제2 항체(1121)는 제2 영역(112)에 고정된다. 따라서, 분석물(1101)과 결합된 제1 항체(1111), 제2 항체(1121)와 결합된 분석물(1101), 및 상기 제1 항체(1111)와 결합된 퍼옥시다아제(1113)는 제2 영역(112)에 유지될 것이다. 유체 샘플은 연속적으로 당류(1112), 비결합 제1 항체(1111) 및 비결합 퍼옥시다아제(1113)를 제3 영역(113)으로 보낸다. 제3 영역(113)에서, 당류(1112)는 당류 옥시다아제(1133)에 의해 촉진되어 과산화수소를 생성한다. 상기 과산화수소는 제3 영역(113)에 도달하는 퍼옥시다아제(1113)와 반응하여 전기 신호를 생성하며, 이것은 기판의 전극층(19) 상의 전극 및 회로에 의해 보내져서 외부 기구에 의해 검출된다.
단계 25: 단계 24에서 생성된 전기 신호를 검출한다. 따라서, 반응에 관여한 효소의 농도는 생성한 전기 신호의 세기를 검출함으로써 결정된다. 다시 말해, 생성된 전기 신호의 세기를 검출하는 것에 의해, 제3 영역(113)에 도달하여 반응에 관여하는 퍼옥시다아제(1113)의 양이 결정될 수 있다. 또한, 퍼옥시다아제(1113)는 제조 동안 유체 시험 스트립(1) 중에 일정량으로 실시되므로, 제2 영역에 유지되는 퍼옥시다아제(1113)의 양은 간단한 빼기를 한 후 쉽게 결정한다([제2 영역(112)에 유지된 퍼옥시다아제(1113)의 양] = [퍼옥시다아제(1113)의 총량] - [제3 영역(113)으로 유동하는 퍼옥시다아제(1113)의 양]). 제2 영역(112)에 유지된 퍼옥시다아제(1113)의 양은 유체 샘플 중의 분석물(1101)의 농도에 따라 직접적으로 변화되므로, 제2 영역(112)에 유지된 퍼옥시다아제(1113)의 양을 통하여 유체 샘플 중의 분석물(1101)의 농도를 산출하여, 정량 에세이를 달성할 수 있다.
본 발명의 검출 방법에 따르면, 상기 제1 항체(1111), 및 퍼옥시다아제(1113)의 바람직한 구조, 제1 항체(1111) 및 퍼옥시다아제(1113)의 선택, 상기 제1 항체(1111), 제2 항체(1112) 및 퍼옥시다아제(1113)의 바람직한 카테고리, 상기 채널(11)의 영역의 바람직한 구조, 니트로셀룰로오스층의 구조 및 제조 방법, 니트로셀룰로오스 용액의 조성 및 바람직한 비율, 및 반응 물질의 조성물 및 제조 방법은 제1 구체예에 기재된 것과 유사하며, 여기서는 그 자세한 내용을 생략한다.
본 발명은 바람직한 구체예를 참조하여 기재하며 또 상기 구체예는 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 또한, 여기서 기재한 내용물은 용이하게 이해되며 또 당업자에 의해 용이하게 실시될 수 있으므로, 본 발명의 개념에서 벗어나지 않는 등가의 변화 또는 수식은 본 발명의 특허청구범위에 포함되어야 한다.

Claims (58)

  1. 전극층과 적어도 1개의 채널을 갖는 기판을 포함하는 유체 샘플 중의 분석물의 정량 에세이를 위한 시험 스트립으로서,
    상기 채널은 순차적으로 배열된 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 갖고,
    상기 제1 영역은 도입될 유체 샘플용으로 사용되며,
    상기 시험 스트립은,
    상기 유체 샘플 중의 분석물을 인식하기 위하여 상기 제1 영역에 배치된 제1 항체;
    상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역에 배치된 당류;
    상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역에 배치된 퍼옥시다아제;
    상기 유체 샘플 중의 분석물을 인식하기 위하여 상기 제2 영역에 고정된 제2 항체; 및
    상기 제3 영역에 배치되고 당류 옥시다아제를 포함하는 기질 시약을 포함하며,
    상기 제2 항체 및 제1 항체는 상기 유체 샘플 중의 분석물의 상이한 항원결정부위를 인식하도록 되어 있으며,
    상기 분석물을 함유하는 상기 유체 샘플이 상기 채널에 도입되면, 상기 분석물은 상기 제1 항체와 결합하고, 상기 제1 항체, 당류, 및 퍼옥시다아제는 상기 유체 샘플과 함께 유동하며,
    그런 다음 상기 분석물은 제2 항체와 결합하고,
    상기 제1 항체 및 제2 항체에 결합한 분석물, 상기 분석물과 결합된 제1 항체, 상기 분석물과 결합한 제1 항체와 결합된 퍼옥시다아제는 제2 영역에 유지되며,
    당류, 상기 분석물과 결합하지 않은 비결합 제1 항체, 상기 비결합 제1 항체와 결합된 퍼옥시다아제가 상기 유체 샘플과 함께 상기 제3 영역으로 유동하도록 하며,
    이어 상기 당류는 상기 제3 영역에 도달하고 당류 옥시다아제에 의해 촉진되어 과산화수소를 생성하며, 상기 과산화수소는 상기 제3 영역에 도달하는 퍼옥시다아제와 반응하여 전기 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는, 유체 샘플 중의 분석물의 정량 에세이를 위한 시험 스트립.
  2. 유체 샘플 중의 분석물의 정량 에세이를 위한 검출 방법으로서,
    분석물을 함유하는 유체 샘플을 제공하는 단계;
    전극층을 포함하는 시험 스트립과, 순차적으로 배열된 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 포함하는 적어도 1개의 채널을 갖는 기판을 제공하는 단계;
    상기 유체 샘플을 상기 채널의 제1 영역에 도입하여 제1 항체, 당류, 및 퍼옥시다아제가 상기 유체 샘플과 함께 유동하게 하는 단계;
    상기 분석물, 상기 분석물과 결합된 제1 항체 및 제2 항체, 상기 분석물과 결합한 제1 항체와 결합된 퍼옥시다아제가 상기 제2 영역에 유지되게 하는 단계;
    당류, 상기 분석물과 결합하지 않은 비결합 제1 항체, 상기 비결합 제1 항체와 결합한 퍼옥시다아제, 및 상기 분석물이 상기 유체 샘플과 함께 상기 제3 영역으로 유동하므로 상기 제3 영역에 도달하는 당류는 당류 옥시다아제에 의해 촉진되어 과산화수소를 생성하는 단계;
    상기 제3 영역에 도달하는 퍼옥시다아제가 상기 과산화수소와 반응하게 하여 전기 신호를 생성하는 단계; 및
    생성된 전기 신호를 검출하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 영역은 도입될 유체 샘플용으로 사용되며,
    상기 기판은,
    상기 유체 샘플중의 분석물을 인식하기 위하여 상기 제1 영역에 배치된 제1 항체;
    상기 제1 또는 제2 영역에 배치된 당류;
    상기 제1 또는 제2 영역에 배치된 퍼옥시다아제;
    상기 유체 샘플 중의 분석물을 인식하기 위하여 상기 제2 영역에 고정된 제2 항체; 및
    상기 제3 영역에 배치되고 당류 옥시다아제를 포함하는 기질 시약을 더 포함하며,
    상기 제2 항체 및 제1 항체는 상기 유체 샘플 중의 분석물의 상이한 항원결정부위를 인식하도록 되어 있는, 유체 샘플 중의 분석물의 정량 에세이를 위한 검출 방법.
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