KR101515723B1 - Composition for detecting or quantitative analysis comprising aptamer tagged by fluorescent substance with fluorescence resonance energy transfer - Google Patents

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서승관
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황상현
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경희대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to: a composition including an aptamer labeled with a fluorescent material inducing FRET for quantitatively analyzing a target material; a kit including the same composition for quantitatively analyzing a target material; a method for quantitatively analyzing a target material using the same composition and the same kit; a composition for including an aptamer labeled with a fluorescent material inducing FRET for detecting a target material; a kit including the same composition for detecting a target material; and a method for detecting a target material using the composition and the kit. When the composition of the present invention is used, existence of the target material in a sample or a level of the target material included in the sample can be identified at a fmol level. Due to characteristics of the aptamer, the composition can be produced and stored in an easy manner. The composition is expected to be applied to detect or to quantitatively analyze the target material more effectively.

Description

형광공명 에너지 전이 현상을 유발시키는 형광물질이 표지된 앱타머를 포함하는 표적물질 검출 또는 정량분석용 조성물{Composition for detecting or quantitative analysis comprising aptamer tagged by fluorescent substance with fluorescence resonance energy transfer}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a composition for detecting or quantitatively analyzing a target substance comprising aptamer having a fluorescent substance that induces a fluorescence resonance energy transfer phenomenon.

본 발명은 형광공명 에너지 전이(fluorescence resonance energy transfer, FRET) 현상을 유발시키는 형광물질이 표지된 앱타머를 포함하는 표적물질 검출 또는 정량분석용 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 본 발명은 FRET 현상을 유발시키는 형광물질이 표지된 앱타머를 포함하는 표적물질 정량분석용 조성물, 상기 조성물을 포함하는 표적물질 정량분석용 키트, 상기 조성물 또는 키트를 사용하여 표적물질을 정량분석하는 방법, FRET 현상을 유발시키는 형광물질이 표지된 앱타머를 포함하는 표적물질 검출용 조성물, 상기 조성물을 포함하는 표적물질 검출용 키트 및 상기 조성물 또는 키트를 사용하여 표적물질을 검출하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a composition for detecting or quantitatively analyzing a target substance containing a fluorescent substance-labeled aptamer that causes a fluorescence resonance energy transfer (FRET) phenomenon. More specifically, , A kit for quantitative analysis of a target substance comprising the composition, a method for quantitatively analyzing a target substance using the composition or kit, a method for quantitatively analyzing a target substance using FRET phenomenon A kit for detecting a target substance comprising the composition, and a method for detecting a target substance using the kit or the composition.

앱타머(aptamer)는 그 자체로 안정된 삼차 구조를 가지면서 표적 분자에 높은 친화성과 특이성으로 결합할 수 있는 특징을 가진 특별한 종류의 단일가닥 핵산 (DNA, RNA 또는 변형핵산)이다. 앱타머는 무작위적인 서열을 가지는 핵산 라이브러리인 SELEX(Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment) 과정을 통해 얻을 수 있다. 상기 앱타머는 항체의 좋은 대안으로 여겨지고 있는데, 많은 앱타머들은 금속이온들과 작은 화학 분자들, 단백질들, 심지어 세포에 대해서 나노몰에서 피코몰 수준의 해리 상수를 가질 만큼 특이적으로 결합한다고 알려져 있다. 또한, 앱타머는 항체와 비교하여 구체적인 실험에서 보다 유리한 다음과 같은 특징들이 있다. 첫번째 특징은 앱타머가 어떤 분자들 (작은 무기이온들부터 세포까지)을 표적으로 정할 수 있게 구축된 핵산 라이브러리로부터 얻을 수 있다는 점이다. 이와 같은 특징은 세포나 동물로부터 얻어져야 하는 항체의 제한점을 극복할 수 있게 한다. 두 번째 특징은 선정된 앱타머를 PCR (Polymerase chain reaction) 과정을 통해 증폭과정을 수행하거나 높은 순도를 가지는 많은 양의 앱타머를 얻기 위해 전사과정을 진행할 수 있다는 점을 들 수 있다. 세 번째 특징은 앱타머가 비교적 단순한 화학적 구조를 가졌기 때문에 고체표면에 고정화하는 등의 다른 목적으로 사용하고자 하는 경우에 그 작용기를 변화시키기 쉽다는 점이다. 마지막으로, 앱타머는 항체보다 훨씬 더 안정하기 때문에 좀 더 거친 조건 (높은 온도나 극단의 pH에 대해서도)을 필요로 하는 화학적 응용 과정에 이용될 수 있다. 그 밖에도 앱타머는 화학적으로 대량 합성이 가능하므로 경제성이 우수하고, 항체에 버금가는 표적 친화력을 가지고 있으며, 항체에 비해 크기가 월등히 작다 (약 1~2nm정도)는 특징을 가지고 있다.Aptamers are a special class of single-stranded nucleic acids (DNA, RNA or modified nucleic acids) that, by themselves, have a stable tertiary structure and are capable of binding to target molecules with high affinity and specificity. Aptamers can be obtained through the SELEX (Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment) process, a random sequence nucleic acid library. The aptamer is thought to be a good alternative to antibodies, and many aptamers are known to bind specifically to metal ions and small chemical molecules, proteins, and even cells to have a dissociation constant at the nanomole level of picomoles . In addition, aptamers have the following advantages over specific antibodies in comparison to antibodies: The first feature is that the aptamer can be obtained from a nucleic acid library that is designed to target certain molecules (from small inorganic ions to cells). This feature makes it possible to overcome limitations of antibodies that must be obtained from cells or animals. The second feature is that the selected aptamer can be amplified through a PCR (Polymerase chain reaction) process or can be transcribed to obtain a large amount of aptamers having high purity. The third feature is that the aptamer has a relatively simple chemical structure and is therefore susceptible to change its functionalities when it is intended to be used for other purposes such as immobilization on a solid surface. Finally, because the aptamer is much more stable than the antibody, it can be used in chemical applications requiring tougher conditions (even at higher temperatures or extremes of pH). In addition, aptamers can be chemically synthesized in large quantities, which are economical, have a target affinity comparable to that of antibodies, and are significantly smaller in size (about 1 to 2 nm) than antibodies.

이와 같은 항체에 비해 우수한 앱타머의 효과로 인해 앱타머를 이용한 특정 분자에 대한 바이오센서를 개발하고자 하는 연구가 많이 진행되고 있다. 예를 들어, 한국 특허공개 제2008-0084029호에는 형광표지된 앱타머를 사용하여 표적 단백질을 검출하는 방법 및 이에 사용되는 키트가 개시되어 있고, 한국 특허공개 제2011-0126942호에는 기준 전극 및 분석 대상 물질과 결합하는 압타머(Aptamer)가 고정화될 수 있는 작업 전극이 구비된 기판을 포함하여 전기화학적 신호를 검출할 수 있는 바이오칩 및 그의 이용 방법이 개시되어 있으며, 한국 특허공개 제2013-0087274호에는 기판에 결합된 앱타머와 쿠마씨 블루 용액을 이용하여 표적 단백질을 검출하는 방법이 개시되어 있다. Due to the superior effect of the aptamer over such antibodies, many studies have been conducted to develop a biosensor for a specific molecule using an aptamer. For example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2008-0084029 discloses a method of detecting a target protein using a fluorescently labeled aptamer and a kit used therefor. In Korean Patent Laid-Open Publication No. 2011-0126942, There is disclosed a biochip capable of detecting an electrochemical signal including a substrate provided with a working electrode on which an aptamer that is bonded to a target substance can be immobilized, and a method of using the same, and Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0087274 Discloses a method for detecting a target protein using an aptamer and a coumarin blue solution bound to a substrate.

그러나, 이들 기술은 앱타머를 단순한 결합용 매체로만 사용하고 있을 뿐, 종래의 항체에 비하여 뚜렷한 장점을 나타내는 앱타머를 활용하지 못하고 있다는 문제점이 있었다. 예를 들어, 항체를 이용한 대표적인 분석키트인 ELISA 키트의 경우, 항체에 표지물질이 결합된 상태로 제작된다. 상기 항체에 표지물질을 직접적으로 결합시킬 경우, 항체의 구조 또는 기능이 변질되어 검출감도가 저하되는 등의 문제점이 발생하므로, 현재는 항체에 표지물질을 결합시키는 방법으로서, 항체에는 그의 구조 및 기능을 변질시키지 않는 바이오틴을 결합시키고, 표지물질에는 스트렙타비딘을 결합시킨 후, 바이오틴과 스트렙타비딘의 결합을 통해 항체와 표지물질을 간접적으로 결합시키는 방식이 사용되고 있다. 이같은 방법으로 ELISA 키트를 제작할 경우에는, 제작비용과 제작시간이 과다하게 소요된다는 문제점이 있는데, 이러한 문제점은 본질적으로 항체를 사용하기 때문에 발생하므로, 이러한 항체를 앱타머로 대체하는 방안이 연구되고 있다. 그러나, 아직까지는 항체를 대체하여 앱타머를 사용하는 방법에 대한 뚜렷한 연구결과가 보고되지 않고 있는 실정이다.
However, these techniques have been disadvantageous in that they use only aptamer as a simple binding medium and can not utilize an aptamer which has a distinct advantage over conventional antibodies. For example, in the case of an ELISA kit, which is a representative assay kit using an antibody, a label is bound to an antibody. When a labeling substance is directly bound to the antibody, there arises a problem that the structure or function of the antibody is altered to deteriorate detection sensitivity. Therefore, as a method of binding a labeling substance to an antibody, Is conjugated with streptavidin, and the antibody and the labeling substance are indirectly bound to each other through binding of biotin and streptavidin. When an ELISA kit is prepared by such a method, there is a problem that it takes a lot of time to manufacture and manufacture. This problem occurs because the antibody is essentially used. Therefore, a method of replacing such an antibody with an aptamer is being studied. However, there is no report yet on the method of using an aptamer as an alternative to an antibody.

이러한 배경하에서, 본 발명자들은 종래의 항체와 구별되는 앱타머의 장점을 활용하고자 예의 연구노력한 결과, 형광공명 에너지 전이(fluorescence resonance energy transfer, FRET) 현상을 이용하여, 도너(donor) 역할을 수행하는 형광물질이 표지된 표적물질 및 어셉터(acceptor) 역할을 수행하는 형광물질이 표지되고, 상기 표적물질과 결합할 수 있는 앱타머를 포함하는 조성물을 사용할 경우, 경쟁분석을 통해 상기 표적물질을 포함하는 시료로부터 상기 표적물질을 검출하거나 또는 정량분석할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
Under these circumstances, the present inventors have made intensive researches to utilize the advantages of the aptamers distinguished from the conventional antibodies, and as a result, they have found that by using a fluorescence resonance energy transfer (FRET) phenomenon, When a composition including a fluorescent substance-labeled target substance and a fluorescent substance that serves as an acceptor is labeled and an aptamer capable of binding to the target substance is used, And the target substance can be detected or quantitatively analyzed from the sample. Thus, the present invention has been completed.

본 발명의 하나의 목적은 FRET 현상을 유발시키는 형광물질이 표지된 앱타머를 포함하는 표적물질 정량분석용 조성물을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a composition for quantitative analysis of a target substance, which comprises an aptamer having a fluorescent substance labeled to cause a FRET phenomenon.

본 발명의 다른 목적은 상기 조성물을 포함하는 표적물질 정량분석용 키트를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a kit for quantitative analysis of a target substance comprising the above composition.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 조성물 또는 키트를 사용하여 표적물질을 정량분석하는 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a method for quantitatively analyzing a target substance using the composition or kit.

본 발명의 또 다른 목적은 FRET 현상을 유발시키는 형광물질이 표지된 앱타머를 포함하는 표적물질 검출용 조성물을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a composition for detecting a target substance comprising aptamer having a fluorescent substance labeled to cause a FRET phenomenon.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 조성물을 포함하는 표적물질 검출용 키트를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a kit for detecting a target substance comprising the composition.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 조성물 또는 키트를 사용하여 표적물질을 검출하는 방법을 제공하는 것이다.
It is another object of the present invention to provide a method for detecting a target substance using the composition or kit.

상기 목적을 달성하기 위한 일 실시양태로서, 본 발명은 FRET 현상을 유발시키는 형광물질이 표지된 앱타머를 포함하는 표적물질 정량분석용 조성물을 제공한다.
In order to achieve the above object, the present invention provides a composition for quantitative analysis of a target substance comprising an aptamer having a fluorescent substance labeled to cause a FRET phenomenon.

구체적으로, 본 발명의 표적물질 정량분석용 조성물은 (a) 형광공명 에너지 전이(fluorescence resonance energy transfer, FRET) 현상을 유발시키는 도너 또는 어셉터 역할을 수행하는 제1 형광물질이 표지된 표적물질; 및, (b) 상기 제1 형광물질과 반응하여 FRET 현상을 유발시키는 제2 형광물질이 결합되고, 상기 표적물질과 결합할 수 있는 앱타머를 포함한다.
Specifically, the composition for quantitative analysis of a target substance of the present invention comprises: (a) a target substance labeled with a first fluorescent substance that acts as a donor or an acceptor to cause a fluorescence resonance energy transfer (FRET) phenomenon; And (b) an aptamer to which a second fluorescent material capable of reacting with the first fluorescent material to cause a FRET phenomenon is combined, and capable of binding with the target substance.

본 발명자들은 종래의 항체와 구별되는 앱타머의 장점을 활용하고자 다양한 연구를 수행하던 중, 형광공명 에너지 전이(fluorescence resonance energy transfer, FRET) 현상을 이용한 표적물질 검출방법에 주목하게 되었다. The present inventors paid attention to a target substance detection method using fluorescence resonance energy transfer (FRET) phenomenon while performing various studies in order to utilize the advantages of aptamers different from conventional antibodies.

FRET은 두개의 형광물질이 근접할 경우, 공명에 의해 에너지가 전달되는 현상을 의미하는데, 두개 형광물질 중에서 에너지를 전달하는 형광물질을 도너(donor)라고 하고, 에너지를 받는 형광물질을 어셉터(acceptor)라 하며, 상기 도너의 흡수 및 방출파장 값은 어셉터의 흡수파장 값보다 작고, 상기 도너의 방출파장 값이 어셉터의 흡수파장 값과 유사하며, 상기 도너와 어셉터의 간격이 1 내지 10 nm인 조건에서 발생한다. 상기 도너와 어셉터를 포함하는 조성물에 도너의 흡수파장의 빛을 조사하면, 상기 도너는 조사된 빛을 흡수하여 형광을 방출하지만, 어셉터는 그의 흡수파장과 조사된 빛의 파장이 상이하기 때문에 형광을 미약하게 방출하게된다. 이러한 조건에서 상기 도너가 어셉터에 접근하면, 도너로부터 발생된 방출파장의 형광이 어셉터의 흡수파장의 빛으로 작용하여, 어셉터에 흡수되고, 어셉터는 상기 도너로부터 방출된 파장의 빛을 흡수하여 다시 형광을 방출하게 된다. 따라서, 도너의 흡수파장의 빛을 조사한 조건에서 상기 도너와 어셉터가 격리되면 도너의 형광이 검출되고, 상기 도너와 어셉터가 접근하거나 결합되면 어셉터의 형광이 검출된다.
FRET refers to a phenomenon in which energy is transferred by resonance when two fluorescent materials are in close proximity. A fluorescent material that transfers energy among two fluorescent materials is called a donor, and a fluorescent material that receives energy is called an acceptor acceptor), the absorption and emission wavelength values of the donor are smaller than the absorption wavelength values of the acceptor, the emission wavelength values of the donor are similar to the absorption wavelength values of the acceptor, 10 nm. ≪ / RTI > When the donor and the acceptor are irradiated with light having an absorption wavelength of the donor, the donor absorbs the irradiated light and emits fluorescence. However, since the acceptor wavelength and the wavelength of the irradiated light are different The fluorescence is weakly emitted. Under such conditions, when the donor approaches the acceptor, the fluorescence of the emission wavelength generated from the donor acts as the light of the absorption wavelength of the acceptor and is absorbed by the acceptor, and the acceptor emits light of the wavelength emitted from the donor Absorbed and emit fluorescence again. Therefore, fluorescence of the donor is detected when the donor and the acceptor are isolated from each other under the condition of irradiating the light of the absorption wavelength of the donor. When the donor and the acceptor are approached or combined, fluorescence of the acceptor is detected.

본 발명자는 최초로 FRET 현상을 표적물질 및 상기 표적물질에 결합하는 앱타머에 적용하여 경쟁적 결합을 통해, 표적물질과 앱타머가 결합되었는지의 여부를 검출 및 정량분석하는 방법을 개발하였다. 즉, 도너 또는 어셉터 형광물질을 표적물질에 표지하고, 이와 짝을 이루는 어셉터 또는 도너를 앱타머에 표지한 다음, 상기 도너의 흡수파장의 빛을 조사하는 조건하에 상기 표적물질과 앱타머를 반응시키고, 방출되는 형광을 측정할 경우, 도너에서 방출되는 형광이 검출되면, 상기 표적물질과 앱타머가 결합하지 않는다고 판단할 수 있고, 어셉터에서 방출되는 형광이 검출되면, 상기 표적물질과 앱타머가 결합한다고 판단할 수 있다.
The present inventors first developed a method for detecting and quantitatively analyzing whether a target substance and an aptamer are bound through a competitive binding by applying a FRET phenomenon to an aptamer that binds to a target substance and the target substance. That is, the donor or acceptor fluorescent substance is labeled on the target substance, the pair of the acceptor or the donor is labeled on the aptamer, and the target substance and the aptamer are immobilized under the condition of irradiating the light with the absorption wavelength of the donor When the fluorescence emitted from the donor is detected, it can be determined that the target substance and the aptamer are not bound. When the fluorescence emitted from the acceptor is detected, the target substance and the aptamer It can be judged to be combined.

본 발명자들은 최초로, FRET 현상을 발생시키는 표적물질이 각각 표지된 표적물질과 앱타머를 사용하여, 시료내 표지되지 않은 표적물질과의 경쟁적 결합을 통해, 시료내에 존재하는 표적물질을 정량분석하는 방법을 개발하였다. 예를 들어, 도너의 흡수파장의 빛을 조사하는 조건에서 도너 형광물질이 표지된 앱타머에 어셉터 형광물질이 표지된 표적물질과 일련의 농도의 표지되지 않은 표적물질을 같이 가하여 반응시키고, 도너 형광물질의 방출형광의 수준을 측정하여 표준곡선을 작성한 다음, 도너의 흡수파장의 빛을 조사하는 조건에서 어셉터 형광물질이 표지된 앱타머에 도너 형광물질이 표지된 표적물질과 표적물질을 포함하는 목적하는 시료를 같이 가하여 반응시키고 도너 형광물질의 방출형광의 수준을 측정하며, 측정된 방출형광의 수준을 표준곡선에 적용하여 상기 시료에 포함된 표적물질을 정량할 수 있다. 이같은 정량방법은 도너 형광물질이 표지된 표적물질과 시료에 포함된 표적물질이 상호 경쟁적으로 앱타머에 결합하기 때문에 수행될 수 있는데, 시료에 포함된 표적물질이 많을 수록 일정한 농도의 도너 형광물질이 표지된 표적물질 보다도 앱타머에 더 많이 결합함으로써, FRET 현상을 억제하는 비율이 증가하여 결과적으로는 도너의 방출형광의 수준이 증가하게 된다. 반대로, 시료에 포함된 표적물질이 적을 수록 일정한 농도의 도너 형광물질이 표지된 표적물질 보다도 앱타머에 더 적게 결합함으로써, FRET 현상을 발생시키는 비율이 증가하여 결과적으로는 어셉터의 방출형광의 수준이 증가하게 된다. 구체적인 예로서, Cy3 흡수파장의 빛을 조사하는 조건하에서, 어셉터 형광물질인 Cy5로 표지된 HBV 표면항원(HBsAg)과 도너 형광물질인 Cy3로 표지된 항-HBsAg 앱타머를 반응시키면서 표지되지 않은 HBsAg를 서로 다른 농도로 가하고, Cy3 및 Cy5의 방출형광의 수준변화를 측정하면, 표지되지 않은 HBsAg의 농도가 증가할 수록 도너 형광물질인 Cy3 방출형광의 수준이 증가하고, 어셉터 형광물질인 Cy5 방출형광의 수준이 감소한다. 이는 표지되지 않은 HBsAg가 도너 형광물질(앱타머)과 어셉터 형광물질(HBsAg) 사이의 결합에 간섭하여, Cy3와 Cy5를 격리시킴으로써 나타나는 것으로 분석되었다.
The inventors of the present invention firstly proposed a method for quantitatively analyzing a target substance present in a sample through competitive binding with a target substance which is not labeled in the sample using a labeled target substance and an aptamer, . For example, in the condition of irradiating the light with the absorption wavelength of the donor, the target substance labeled with the acceptor fluorescent substance and the unlabeled target substance having the serial concentration are added to the aptamer labeled with the donor fluorescent substance, A standard curve is prepared by measuring the level of fluorescence emitted from the fluorescent material, and then the target substance labeled with the donor fluorescent substance and the target substance are included in the aptamer labeled with the acceptor fluorescent substance under the condition of irradiating the light with the absorption wavelength of the donor The level of emitted fluorescence of the donor fluorescent material is measured and the level of the measured emitted fluorescence is applied to a standard curve to quantify the target substance contained in the sample. Such a quantitation method can be performed because the target substance labeled with the donor fluorescent substance and the target substance contained in the sample competitively bind to the aptamer. The more the target substance contained in the sample, the more the concentration of the donor fluorescent substance By binding more to the aptamer than to the labeled target material, the rate of inhibiting the FRET phenomenon increases, resulting in an increase in the level of emitted fluorescence from the donor. Conversely, as the number of target substances contained in the sample decreases, the proportion of generating the FRET phenomenon is increased by bonding the donor fluorescent substance to the aptamer less than the target substance labeled with the constant concentration. As a result, . As a specific example, an HBV surface antigen (HBsAg) labeled with an acceptor fluorescent substance Cy5 and an anti-HBsAg aptamer labeled with a donor fluorescent substance Cy3 are reacted under the condition of irradiating light having a Cy3 absorption wavelength, When HBsAg was added at different concentrations and the change in the levels of Cy3 and Cy5 emission fluorescence was measured, the level of Cy3 emission fluorescence as a donor phosphor increased as the concentration of unlabeled HBsAg increased, and the acceptor fluorescence Cy5 The level of emitted fluorescence decreases. It was analyzed that the unlabeled HBsAg appeared to interfere with the binding between the donor fluorophore (aptamer) and the acceptor fluorophore (HBsAg), isolating Cy3 and Cy5.

따라서, FRET 현상을 유발시키는 도너 또는 어셉터 역할을 수행하는 제1 형광물질이 표지된 표적물질과, 상기 제1 형광물질과 반응하여 FRET 현상을 유발시키는 제2 형광물질이 결합되고, 상기 표적물질과 결합할 수 있는 앱타머를 포함하는 표적물질 검출용 조성물을 사용하면, 시료에 목적하는 표적물질이 존재하는지의 여부를 확인할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 시료에 포함된 표적물질을 정량분석할 수 있다.
Therefore, a target substance labeled with a first fluorescent substance that acts as a donor or an acceptor that causes a FRET phenomenon and a second fluorescent substance that reacts with the first fluorescent substance to cause a FRET phenomenon are bonded, The use of a composition for detecting a target substance including an aptamer capable of binding to a target substance enables to confirm whether or not the target substance is present in the sample and quantitatively analyze the target substance contained in the sample .

이처럼 본 발명에서 제공하는 표적물질 정량분석용 조성물은 항체 대신에 앱타머를 사용하고, 상기 앱타머 및 상기 앱타머와 특이적으로 결합될 수 있는 표적물질에 각각 FRET를 유발시킬 수 있는 형광물질을 표지함으로써 구성될 수 있다. 만일, 앱타머 대신에 항체를 이용하여 동일한 효과를 나타내는 조성물을 수득하기 위하여는 도너 또는 어셉터 형광물질을 항체에 표지시켜야 하는데, 통상적으로 상기 형광물질은 화학적 반응에 의하여 표지되기 때문에, 형광물질를 표지시키기 위한 화학반응에 의하여 항체의 구조가 손상되어, 항원과의 결합특이성이 훼손될 수 있다는 위험성이 있다. 그러나, 본 발명의 앱타머는 항체에 비하여 안정성이 높고 화학적 반응에 대한 내성이 우수하기 때문에, 형광물질을 표지한 후에도 표적물질에 대한 결합특이성이 그대로 유지될 수 있으며, 이러한 앱타머의 특징은 항체를 사용할 경우에는 도저히 달성될 수 없는 신규한 기술이라고 할 수 있다.As described above, the composition for quantitative analysis of a target substance provided in the present invention uses an aptamer in place of an antibody, and a fluorescent substance capable of inducing FRET in a target substance capable of specifically binding to the aptamer and the aptamer, Lt; / RTI > In order to obtain a composition exhibiting the same effect using an antibody instead of an aptamer, a donor or an acceptor fluorescent substance should be labeled on the antibody. Usually, since the fluorescent substance is labeled by a chemical reaction, There is a risk that the structure of the antibody may be damaged by the chemical reaction, and the binding specificity with the antigen may be damaged. However, since the aptamer of the present invention is more stable than the antibody and has excellent resistance to the chemical reaction, the binding specificity to the target substance can be maintained even after labeling the fluorescent substance. It can be said that it is a new technology which can not be achieved by using it.

본 발명의 용어 "앱타머(aptamer)"란, 그 자체로 안정된 삼차 구조를 가지면서 표적물질에 높은 친화성과 특이성으로 결합할 수 있는 특징을 가진 특별한 종류의 단일가닥 핵산(DNA, RNA 또는 변형핵산)으로 구성된 폴리뉴클레오티드의 일종을 의미한다. 상술한 바와 같이, 앱타머는 표적물질에 특이적으로 결합할 수 있으면서도, 단백질보다 안정성이 높고, 구조가 간단하며, 합성이 용이한 폴리뉴클레오티드로 구성되어 있으므로, 형광물질을 표지하여 표적물질 검출용 조성물의 구성요소로서 사용될 수 있다.The term "aptamer " of the present invention refers to a specific type of single-stranded nucleic acid (DNA, RNA or modified nucleic acid having a stable tertiary structure per se and capable of binding to a target substance with high affinity and specificity ). ≪ / RTI > As described above, since the aptamer is composed of a polynucleotide which can specifically bind to a target substance and is more stable than the protein, has a simple structure, and is easy to synthesize, the fluorescent substance is labeled and the composition for detecting the target substance As shown in FIG.

본 발명에 있어서, 상기 앱타머는 특별히 이에 제한되지 않으나 표적물질과 결합할 수 있는 앱타머가 될 수 있고, 그 예로서, 형광물질로 표지되고, 표적물질과 결합할 수 있는 앱타머가 될 수 있으며, 표적물질이 B형 간염바이러스인 경우 형광물질로 표지되고, B형 간염 바이러스의 표면항원에 결합할 수 있는 앱타머가 될 수 있다. 그 예로, Cy3로 표지된 서열번호 1의 앱타머가 될 수 있으며, 구체적인 실시예에서 상기 Cy3로 표지된 앱타머의 정량분석 효과를 확인하였다.In the present invention, the aptamer may be an aptamer capable of binding to a target substance, but is not limited thereto. For example, the aptamer may be an aptamer labeled with a fluorescent substance and capable of binding with a target substance, If the substance is a hepatitis B virus, it may be an aptamer labeled with a fluorescent substance and capable of binding to the surface antigen of the hepatitis B virus. For example, it could be the aptamer of SEQ ID NO: 1 labeled with Cy3, and the quantitative analysis effect of the aptamer labeled with Cy3 was confirmed in a specific example.

본 발명의 용어 "표적물질(target)"이란, 시료내에 존재하고 앱타머와 결합함으로써 정량분석 또는 검출의 대상이 되는 물질을 의미한다. 앱타머에 결합함으로써 정량분석 또는 검출될 수 있는 물질은 제한없이 포함되며, 그 예로, 단백질, 핵산, 화합물 등이 될 수 있다.The term "target" of the present invention means a substance that exists in a sample and is subjected to quantitative analysis or detection by binding to an aptamer. Materials that can be quantitatively analyzed or detected by binding to an aptamer include, without limitation, proteins, nucleic acids, compounds, and the like.

본 발명에 있어서, 상기 표적물질은 앱타머에 결합할 수 있는 한, 특별히 제한되지 않으나, 앱타머와 결합할 수 있는 단백질성 물질이 될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 대표적인 예로 B형 간염바이러스의 표면항원인 HBsAg를 표적물질로 사용하였다. 본 발명자들은 이처럼 B형 간염 바이러스의 표면항원을 표적물질로 사용하여 이를 정량분석 하기 위하여, 본 발명에서 제공하는 방법을 적용한 결과, B형 간염 바이러스의 표면항원을 용이하게 정량분석할 수 있음을 확인하였다.
In the present invention, the target substance is not particularly limited as long as it can bind to an aptamer, but it may be a proteinaceous substance capable of binding to an aptamer. HBsAg, a surface antigen of hepatitis B virus, was used as a target substance in a representative example of the present invention. As a result of applying the method of the present invention to quantitatively analyze the surface antigen of hepatitis B virus as a target substance, the present inventors have found that the surface antigen of hepatitis B virus can be quantitatively analyzed easily Respectively.

본 발명의 용어 "형광물질"이란, 특정한 파장의 빛을 흡수하여 검출가능한 영역의 빛을 방출하는 물질을 통칭하여 의미한다. 상기 검출가능한 영역이라 함은 육안 또는 다양한 계측기기를 사용하여 방출되는 빛의 수준을 정량할 수 있는 영역을 의미한다. The term "fluorescent substance" in the present invention means a substance that emits light in a detectable region by absorbing light of a specific wavelength. The term " detectable region " means an area capable of quantifying the level of light emitted by the naked eye or using various measuring instruments.

본 발명에 있어서, 상기 형광물질은 표적물질 및 상기 표적물질에 특이적으로 결합할 수 있는 앱타머에 각각 표지되어, FRET 현상을 일으킬 수 있는 물질로 해석될 수 있는데, 상기 형광물질은 FRET 현상을 유발시키는 형광물질은 특별히 이에 제한되지 않으나, 바람직하게는 플루오레신(fluorescein), 6-FAM, 로다민, 텍사스 레드(Texas Red), 테트라메틸로다민, 카르복시로다민, 카르복시로타민 6G, 카르복시로돌, 카르복시로다민 110, 캐스케이드 블루(Cascade Blue), 캐스케이트 옐로우(Cascade Yellow), 코마린, Cy2, Cy3, Cy3.5, Cy5, Cy5.5, Cy-크롬, 피코에리트린, PerCP(페리디닌 클로로필-a 단백질), PerCP-Cy5.5, JOE(6- 카르복시-4',5'-디클로로-2',7'-디메톡시플루오레신), NED, ROX(5-(및-6)-카르복시-X-로다민), HEX, 루시퍼 옐로우(Lucifer Yellow), 마리나 블루(Marina Blue), 오레곤 그린(Oregon Green) 488, 오레곤 그린(Oregon Green) 500, 오레곤 그린(Oregon Green) 514, 알렉사 플로어(Alexa Fluor, 상표명) 350, 알렉사 플로어 430, 알렉사 플로어 488, 알렉사 플로어 532, 알렉사 플로어 546, 알렉사 플로어 568, 알렉사 플로어 594, 알렉사 플로어 633, 알렉사 플로어 647, 알렉사 플로어 660, 알렉사 플로어 680, 7-아미노-4-메틸코마린-3-아세트산, 보디피(BODIPY, 상표명) FL, 보디피 FL-Br2, 보디피 530/550, 보디피 558/568, 보디피 564/570, 보디피 576/589, 보디피 581/591, 보디피 630/650, 보디피 650/665, 보디피 R6G, 보디피 TMR, 보디피 TR 등의 형광물질 중에서 흡수파장과 방출파장이 유사한 형광물질의 쌍을 선택하여 사용할 수 있고, 그 예로서 Cy3-Cy5, 알렉사 플로어 488-알렉사 플로어 532 등의 형광물질쌍을 사용할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 대표적인 예로 도너 형광물질로서 Cy3 및 어셉터 형광물질로서 Cy5를 사용하여 본 발명에서 제공하는 방법이 정상적으로 수행될 수 있음을 확인하였다.
In the present invention, the fluorescent material may be respectively labeled with a target substance and an aptamer capable of specifically binding to the target substance, and can be interpreted as a substance capable of causing a FRET phenomenon. The fluorescent substance to be induced is not particularly limited, but preferably fluorescein, 6-FAM, rhodamine, Texas Red, tetramethylrhodamine, carboxydodamine, carboxyrotamine 6G, carboxy (Cascade Blue), Cascade Yellow, Comarine, Cy2, Cy3, Cy3.5, Cy5, Cy5.5, Cy-chrome, Picoitrin, PerCP NED, ROX (5- (-) - N, N'-tetramethyluronium hexafluorophosphate), PerCP-Cy5.5, JOE 6-carboxy-X-rhodamine), HEX, Lucifer Yellow, Marina Blue, Oregon Green 488, Oregon Green 500, Oregon Green 514, Alexa Fluor 350, Alexa Floor 430, Alexa Floor 488, Alexa Floor 532, Alexa Floor 546, Alexa Floor 568, Alexa Floor 594, Alexa Floor 633, Alexa Floor 647, Alexa Floor 660, Alexa Floor 680, 7-amino-4-methylcomarine-3-acetic acid, BODIPY FL, , Body pips 558/568, body pips 564/570, body pips 576/589, body pips 581/591, body pippers 630/650, body pippers 650/665, body pippers R6G, body pippers TMR, A pair of fluorescent materials having an absorption wavelength and an emission wavelength that are similar to each other may be selected from among the fluorescent materials. For example, fluorescent material pairs such as Cy3-Cy5 and Alexa Floor 488-Alexa Floor 532 can be used. A representative example is Cy3 as an donor fluorescent material and acceptor fluorescence It was confirmed that the method provided by the present invention by using a Cy5 as a quality can be carried out normally.

아울러, 보다 정확한 정량분석을 위하여, 내부 대조군으로 사용하기 위한 BSA, 표준곡선 작성에 필요한 농도별 표적물질 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
In addition, for more accurate quantitative analysis, BSA for use as an internal control group, and target substances by concentration necessary for preparing a standard curve may be included singly or in combination.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 항-HBsAg RNA 앱타머를 수득하기 위한 DNA 폴리뉴클레오티드(서열번호 5)를 제작하고(실시예 1), 상기 제작된 DNA 폴리뉴클레오티드를 기반으로 하여 RNA 앱타머(서열번호 1)를 합성한 다음(실시예 2), 상기 합성된 앱타머에 도너 형광물질인 Cy3를 표지하여 Cy3로 표지된 앱타머를 수득하였다(실시예 3). 또한, 어셉터 형광물질인 Cy5가 표지된 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg)를 수득하였다(실시예 4). 그런 다음, 상기 수득한 Cy3로 표지된 앱타머, 상기 수득한 Cy5가 표지된 HBsAg 및 표지되지 않은 HBsAg/BSA(bovine serum albumin)를 사용하여, BSA에 의하여는 상기 표지된 앱타머와 HBsAg에 의하여 발생하는 FRET 현상이 간섭받지 않으나, HBsAg에 의하여는 상기 표지된 앱타머와 HBsAg에 의하여 발생하는 FRET 현상이 간섭받아, 본 발명의 표지된 앱타머와 표지된 표적물질을 포함하는 조성물을 사용하면, 표적물질을 fmol 수준으로 검출할 수 있음을 확인하였다(도 2). 끝으로, 상기 수득한 Cy3로 표지된 앱타머, 상기 수득한 Cy5가 표지된 HBsAg 및 표지되지 않은 HBsAg를 사용하여, 표지되지 않은 HBsAg의 농도에 따라 도너 형광물질(앱타머)과 어셉터 형광물질(HBsAg) 사이의 결합수준이 변화되는지를 확인한 결과, 표지되지 않은 HBsAg의 농도가 증가할 수록 도너 형광물질인 Cy3 방출형광의 수준이 증가하고, 어셉터 형광물질인 Cy5 방출형광의 수준이 감소하므로, 본 발명의 표지된 앱타머와 표지된 표적물질을 포함하는 조성물을 사용하면, 표적물질을 fmol 수준으로 정량분석할 수 있음을 알 수 있었다(도 3).
According to one embodiment of the present invention, a DNA polynucleotide (SEQ ID NO: 5) for obtaining an anti-HBsAg RNA aptamer (SEQ ID NO: 5) was prepared (Example 1), and RNA aptamers SEQ ID NO: 1) was synthesized (Example 2), Cy3 labeled with a donor fluorescent substance was labeled with the synthesized aptamer to obtain an aptamer labeled with Cy3 (Example 3). In addition, a hepatitis B virus surface antigen (HBsAg) labeled with an acceptor fluorescent substance Cy5 was obtained (Example 4). Then, the above-obtained Cy3-labeled aptamer, the obtained Cy5-labeled HBsAg and the unlabeled HBsAg / BSA (bovine serum albumin) were assayed by BSA by the labeled aptamer and HBsAg If the FRET phenomenon occurring is not interfered but the FRET phenomenon caused by HBsAg and HBsAg is interfered with the labeled aptamer and HBsAg and the labeled aptamer of the present invention and the labeled target substance are used, It was confirmed that the target substance could be detected at the fmol level (Fig. 2). Finally, using the obtained Cy3-labeled aptamer, the obtained Cy5-labeled HBsAg, and the unlabeled HBsAg, the donor fluorophore (aptamer) and the acceptor fluorophore (HBsAg). As a result, as the level of unlabeled HBsAg increases, the level of Cy3 emission fluorescence as a donor phosphor increases and the level of Cy5 emission fluorescence as an acceptor fluorescence decreases , It was found that the target substance could be quantitatively analyzed to the fmol level using a composition comprising the labeled aptamer of the present invention and the labeled target substance (Fig. 3).

다른 실시양태로서, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 표적물질 정량분석용 키트를 제공한다.
In another embodiment, the present invention provides a kit for quantitative analysis of a target substance comprising the above composition.

본 발명의 키트는 표적물질을 포함하는 시료로부터 표적물질의 수준을 정량분석하는데 사용될 수 있는데, 특별히 이에 제한되지 않으나, 상기 FRET 현상을 유발시키는 도너 또는 어셉터 역할을 수행하는 제1 형광물질이 표지된 표적물질 및 상기 제1 형광물질과 반응하여 FRET 현상을 유발시키는 제2 형광물질이 결합되고, 상기 표적물질과 결합할 수 있는 앱타머 뿐만 아니라 분석 방법에 적합한 한 종류 또는 그 이상의 다른 구성 성분 조성물, 용액 또는 장치가 포함될 수도 있다. The kit of the present invention can be used for quantitatively analyzing the level of a target substance from a sample containing a target substance, but is not limited thereto. However, the first fluorescent substance serving as a donor or an acceptor causing the FRET phenomenon, And a second fluorescent material that reacts with the first fluorescent material to induce a FRET phenomenon and is capable of binding to the target substance, as well as one or more other component compositions suitable for the assay method , Solutions or devices.

구체적인 일례로서, 본 발명의 표적물질 검출용 키트는 상기 표지된 앱타머가 기판 또는 비드 등의 지지체에 결합된 형태의 키트일 수 있다. As a specific example, the kit for detecting a target substance of the present invention may be a kit in which the labeled aptamer is bound to a support such as a substrate or a bead.

본 발명의 용어 "기판(substrate)"이란, 앱타머를 부착시킬 수 있는 지지체를 의미한다. 상기 기판의 종류는 당업계에 통상적으로 사용되는 앱타머를 고정시킬 수 있는 한 특별히 이에 제한되지 않으나, 바람직하게는 유리, 알루미나, 세라믹, 탄소, 금, 은, 구리, 알루미늄, 화합물 반도체, 실리콘 등이 될 수 있다. 상기 기판은 앱타머를 결합시키기 위하여 표면 처리될 수 있는데, 상기 표면 처리는 앱타머를 고정화시키기 위한 관능기를 포함할 수 있도록 수행될 수 있으며, 바람직하게는 알데히드기, 카르복실기, 아민기 또는 티올기로 개질될 수 있다. 예를 들어, 유리 기판이나 반도체 기판을 사용할 경우, 실란 처리를 하여 아미노기(-NH^3, -NH^2 등) 또는 티올기를 형성할 수 있고, 상기 실란 처리를 효과적으로 하기 위해 실란 처리 전에 하이드록실(hydroxyl)(-OH)기를 만들기 위한 처리를 할 수도 있다.The term "substrate" of the present invention means a support capable of attaching an aptamer. The type of the substrate is not particularly limited as long as it can fix an aptamer commonly used in the art, but it is preferably glass, alumina, ceramic, carbon, gold, silver, copper, aluminum, . The substrate can be surface treated to bind an aptamer, which can be functionalized to include a functional group for immobilizing the aptamer, and is preferably modified with an aldehyde group, a carboxyl group, an amine group, or a thiol group . For example, when a glass substrate or a semiconductor substrate is used, an amino group (-NH 3, -NH 2, or the like) or a thiol group can be formed by silane treatment. In order to effectively perform the silane treatment, (hydroxyl) (- OH) group.

본 발명의 용어 "비드(bead)"란, 앱타머를 부착시킬 수 있는 지지체의 일종으로서 구상의 형태를 나타내는 지지체를 의미한다. 상기 비드의 종류는 당업계에 통상적으로 사용되는 앱타머를 고정시킬 수 있는 한 특별히 이에 제한되지 않으나, 바람직하게는 상술한 기판의 재질로서 사용되는 유리, 알루미나, 세라믹, 탄소, 금, 은, 구리, 알루미늄, 화합물 반도체, 실리콘 뿐만 아니라, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 화합물, 염화비닐 화합물 등의 무기화합물 재질 또는, 세파로스, 세파덱스 등의 유기화합물 재질 등으로 구성될 수 있다. 상기 비드는 상술한 기판과 마찬가지로 앱타머를 결합시키기 위하여 표면 처리될 수 있다.The term "bead " of the present invention means a support which can form a spherical shape as a kind of a support capable of attaching an aptamer. The kind of the beads is not particularly limited as long as it can fix an aptamer commonly used in the art. Preferably, the beads include glass, alumina, ceramic, carbon, gold, silver, copper , Aluminum, compound semiconductors, and silicon as well as inorganic compound materials such as polyethylene, polypropylene, polyvinyl compounds and vinyl chloride compounds, or organic compound materials such as Sepharose and Sephadex. The beads may be surface treated to bind an aptamer as in the substrate described above.

상기 비드는 기판에 비하여 앱타머의 반응성을 증대시킬 수 있는데, 한자리에 고정된 기판과는 달리 비드는 반응액내에서 능동적으로 움직이면서 표적물질과 앱타머를 더욱 효과적으로 결합할 수 있도록 한다.
The beads can increase the reactivity of the aptamer as compared with the substrate. Unlike the substrate fixed at one place, the beads actively move in the reaction solution to more effectively bind the target substance and the aptamer.

아울러, 본 발명의 키트는 상기 표지된 앱타머가 결합된 기판/비드 및 표지된 표적물질 외에도 테스트 튜브 또는 다른 적절한 컨테이너, 반응 완충액(pH 및 마그네슘 농도는 다양), RNAse 억제제, DEPC-수(DEPC-water), 멸균수 등을 포함할 수 있다. 또한, 보다 정확한 정량분석을 위하여, 내부 대조군으로 사용하기 위한 BSA, 표준곡선 작성에 필요한 농도별 표적물질 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
In addition, the kits of the present invention can be used in combination with test tubes or other suitable containers, reaction buffers (pH and magnesium concentrations vary), RNAse inhibitors, DEPC- water, sterile water, and the like. Further, for more accurate quantitative analysis, BSA for use as an internal control group, and target substances by concentration required for preparing a standard curve can be included singly or in combination.

또 다른 실시양태로서, 본 발명은 상기 표적물질 정량분석용 조성물 또는 표적물질 정량분석용 키트를 사용하여 시료로부터 표적물질을 정량분석하는 방법을 제공한다.
In another embodiment, the present invention provides a method for quantitatively analyzing a target substance from a sample using the composition for quantitative analysis of the target substance or a kit for quantitative analysis of the target substance.

구체적으로, 본 발명의 표적물질 정량분석방법은 (a) 도너 형광물질의 흡수파장의 빛을 조사하면서, 상기 표지된 앱타머에 표지된 표적물질과 표적물질의 존재를 확인하고자 하는 시료를 동시에 가하여 반응시키는 단계; 및, (b) 상기 반응물로부터 도너 형광물질 또는 어셉터 형광물질의 방출형광의 수준을 측정하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 조성물 또는 키트에 시료 대신에 표적물질을 농도별로 가하여 반응시키고 이로부터 측정된 방출형광의 수준을 이용하여 표준곡선을 작성한 다음, 상기 (b) 단계에서 측정된 방출형광의 수준을 상기 표준곡선에 적용하여 시료에 포함된 표적물질의 수준을 정량분석하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 상술한 표적물질 검출방법에 개시한 바와 같이, 보다 정확한 검출을 위하여, 도너 형광물질의 흡수파장의 빛을 조사하면서, 상기 표지된 앱타머에 표지된 표적물질을 가하여 반응시키고 상기 반응물에서 측정된 도너 형광물질의 방출형광의 수준을 내부 대조군으로 사용하거나 또는 도너 형광물질의 흡수파장의 빛을 조사하면서, 상기 표지된 앱타머에 표지된 표적물질과 상기 앱타머에 결합하지 않는 BSA 등의 물질을 가하여 반응시키고 상기 반응물에서 측정된 도너 형광물질의 방출형광의 수준을 내부 대조군으로 사용하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
Specifically, the target substance quantitative analysis method of the present invention comprises the steps of: (a) simultaneously irradiating light of an absorption wavelength of a donor fluorescent substance with a target substance labeled with the labeled aptamer and a sample to be tested for the presence of the target substance ; And (b) measuring the level of emission fluorescence of the donor fluorescent material or the acceptor fluorescent material from the reactant. At this time, a standard curve is prepared by using the level of the emitted fluorescence measured from the target substance instead of the sample in the composition or kit, and the level of emitted fluorescence measured in the step (b) Curve to quantify the level of the target material contained in the sample. Further, for more accurate detection, as described in the above-described target substance detection method, the target substance labeled with the labeled aptamer is added while reacting with light having an absorption wavelength of a donor fluorescent substance, The level of the emitted fluorescence of the donor fluorescent material is used as an internal control, or the target substance labeled with the labeled aptamer and BSA not binding to the aptamer are irradiated while the light of the absorption wavelength of the donor fluorescent substance is irradiated And then using the level of emitted fluorescence of the donor fluorescent substance measured in the reaction as an internal control.

또 다른 실시양태로서, 본 발명은 FRET 현상을 유발시키는 형광물질이 표지된 앱타머를 포함하는 표적물질 검출용 조성물을 제공한다.
In another embodiment, the present invention provides a composition for detecting a target substance comprising aptamer with a fluorescent substance that causes a FRET phenomenon.

구체적으로, 본 발명의 표적물질 검출용 조성물은 (a) 형광공명 에너지 전이(fluorescence resonance energy transfer, FRET) 현상을 유발시키는 도너 또는 어셉터 역할을 수행하는 제1 형광물질이 표지된 표적물질; 및, (b) 상기 제1 형광물질과 반응하여 FRET 현상을 유발시키는 제2 형광물질이 결합되고, 상기 표적물질과 결합할 수 있는 앱타머를 포함한다. 이때, 형광물질, 표적물질, 앱타머 등은 상술한 바와 동일하다.
Specifically, the composition for detecting a target substance of the present invention comprises: (a) a target substance having a first fluorescent substance labeled to perform a donor or an acceptor function to cause a fluorescence resonance energy transfer (FRET) phenomenon; And (b) an aptamer to which a second fluorescent material capable of reacting with the first fluorescent material to cause a FRET phenomenon is combined, and capable of binding with the target substance. At this time, the fluorescent substance, the target substance, the aptamer, and the like are the same as described above.

FRET 현상을 발생시키는 표적물질이 각각 표지된 표적물질과 앱타머를 사용하면, 시료내에 표적물질이 존재하는지의 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 도너의 흡수파장의 빛을 조사하는 조건에서 어셉터 형광물질이 표지된 앱타머에 도너 형광물질이 표지된 표적물질과 표적물질이 존재하는 것으로 기대되는 시료를 같이 가하여 반응시키고, 방출되는 형광을 측정할 경우, 대체로 도너에서 방출되는 형광이 검출되면, 표지된 표적물질과 경쟁적으로 앱타머에 결합할 수 있는 표적물질이 상기 시료에 존재한다고 판단할 수 있고, 대체로 어셉터에서 방출되는 형광이 검출되면, 표지된 표적물질과 경쟁적으로 앱타머에 결합할 수 있는 표적물질이 상기 시료에 존재하지 않는다고 판단할 수 있으며, 도너에서 방출되는 형광과 어셉터에서 방출되는 형광이 함께 검출되면, 상기 시료에 표지된 표적물질보다는 적은량의 표적물질이 존재하는 것으로 판단할 수 있다(도 1). 도 1은 표지된 앱타머와 표지된 표적물질의 결합에 의해 발생하는 FRET(fluorescence resonance energy transfer) 현상이 표지되지 않은 표적물질에 의해 변화되는 원리를 도시한 개략도이다.
If the target substance that generates the FRET phenomenon is labeled and the aptamer is used, it can be determined whether the target substance exists in the sample. For example, in the condition of irradiating the light of the absorption wavelength of the donor, the target substance labeled with the donor fluorescent substance and the sample expected to have the target substance are added to the aptamer labeled with the acceptor fluorescent substance, It is possible to determine that a target substance capable of binding to the aptamer competitively with the labeled target substance is present in the sample, and it is generally determined that the fluorescence emitted from the acceptor When fluorescence is detected, it can be determined that a target substance capable of binding to the aptamer competitively with the labeled target substance is not present in the sample. If fluorescence emitted from the donor and fluorescence emitted from the acceptor are detected together, It can be judged that a smaller amount of the target substance exists than the target substance labeled on the sample (FIG. 1). FIG. 1 is a schematic diagram showing a principle in which a fluorescence resonance energy transfer (FRET) phenomenon caused by binding of a labeled aptamer with a labeled target substance is changed by an unlabeled target substance.

상술한 바와 같이, 표지된 표적물질과 시료에서 유래된 표지되지 않은 표적물질은 표지된 앱타머에 경쟁적으로 결합될 수 있는데, 시료에 소량으로라도 표적물질이 존재할 경우, 표지된 표적물질과 경쟁적으로 표지된 앱타머에 결합할 수 있고, 이로 인하여 모든 표지된 앱타머에 표지된 표적물질이 결합됨으로써 발생되지 않는 도너 형광물질의 방출형광의 수준보다 증가된 수준으로 도너 형광물질의 방출형광을 검출할 수 있다. 따라서, 본 발명의 표적물질 검출용 조성물을 이용하면 시료에 표적물질이 존재하는지의 여부를 검출할 수 있다.
As described above, the labeled target material and the unlabeled target material derived from the sample can be competitively bound to the labeled aptamer. If a target substance exists even in a small amount in the sample, the labeled target material can be competitively labeled The emitted fluorescent light of the donor fluorescent substance can be detected at a level higher than that of the emitted fluorescent light of the donor fluorescent substance which is not generated by binding of the target substance labeled with all the labeled aptamers have. Therefore, by using the composition for detecting a target substance of the present invention, it is possible to detect whether or not a target substance exists in the sample.

또 다른 실시양태로서, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 표적물질 검출용 키트를 제공한다.
In another embodiment, the present invention provides a kit for detecting a target substance comprising the above composition.

본 발명의 키트는 표적물질을 포함하는지의 여부를 확인하고자 하는 시료로부터 표적물질을 검출하는데 사용될 수 있는데, 특별히 이에 제한되지 않으나, 상기 FRET 현상을 유발시키는 도너 또는 어셉터 역할을 수행하는 제1 형광물질이 표지된 표적물질 및 상기 제1 형광물질과 반응하여 FRET 현상을 유발시키는 제2 형광물질이 결합되고, 상기 표적물질과 결합할 수 있는 앱타머 뿐만 아니라 분석 방법에 적합한 한 종류 또는 그 이상의 다른 구성 성분 조성물, 용액 또는 장치가 포함될 수도 있다. The kit of the present invention can be used to detect a target substance from a sample to be inspected whether or not it contains a target substance, and includes, but is not limited to, a first fluorescent material that acts as a donor or an acceptor that causes the FRET phenomenon A target substance to which the substance is labeled and a second fluorescent substance which reacts with the first fluorescent substance to induce a FRET phenomenon are combined and the aptamer capable of binding with the target substance as well as one or more other Component compositions, solutions or devices may also be included.

구체적인 일례로서, 본 발명의 표적물질 검출용 키트는 상기 표지된 앱타머가 기판 또는 비드 등의 지지체에 결합된 형태의 키트일 수 있다. 이때, 상기 기판 및 비드는 상술한 바와 동일하다.As a specific example, the kit for detecting a target substance of the present invention may be a kit in which the labeled aptamer is bound to a support such as a substrate or a bead. At this time, the substrate and the bead are the same as those described above.

본 발명의 키트는 상기 표지된 앱타머가 결합된 기판 및 표지된 표적물질 외에도 테스트 튜브 또는 다른 적절한 컨테이너, 반응 완충액(pH 및 마그네슘 농도는 다양), RNAse 억제제, DEPC-수(DEPC-water), 멸균수 등을 포함할 수 있다. 또한, 보다 정확한 검출을 위하여, 내부 대조군으로 사용하기 위한 앱타머와 결합하지 않아 측정된 방출형광의 수준에 영향을 미치지 않는 BSA 등을 포함할 수 있다.
The kits of the present invention can be used in combination with test tubes or other appropriate containers, reaction buffers (pH and magnesium concentrations vary), RNAse inhibitors, DEPC-water, sterilized And the like. Also, for more accurate detection, it may include BSA that does not bind to the aptamer for use as an internal control and does not affect the level of the measured emitted fluorescence.

또 다른 실시양태로서, 본 발명은 상기 표적물질 검출용 조성물 또는 표적물질 검출용 키트를 사용하여 시료로부터 표적물질을 검출하는 방법을 제공한다.
In another embodiment, the present invention provides a method for detecting a target substance from a sample using the kit for detecting a target substance or the kit for detecting a target substance.

구체적으로, 본 발명의 표적물질 검출방법은 (a) 도너 형광물질의 흡수파장의 빛을 조사하면서, 상기 표지된 앱타머에 표지된 표적물질과 표적물질의 존재를 확인하고자 하는 시료를 동시에 가하여 반응시키는 단계; 및, (b) 상기 반응물로부터 도너 형광물질 또는 어셉터 형광물질의 방출형광을 검출하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 도너 형광물질의 방출형광이 검출되지 않는 경우에는 상기 시료에 표적물질이 존재하지 않는 것으로 판정하고, 상기 도너 형광물질의 방출형광이 검출되는 경우에는 상기 시료에 표적물질이 존재하는 것으로 판정할 수 있다. 또한, 보다 정확한 검출을 위하여, 도너 형광물질의 흡수파장의 빛을 조사하면서, 상기 표지된 앱타머에 표지된 표적물질을 가하여 반응시키고 상기 반응물에서 측정된 도너 형광물질의 방출형광의 수준을 내부 대조군으로 사용하거나 또는 도너 형광물질의 흡수파장의 빛을 조사하면서, 상기 표지된 앱타머에 표지된 표적물질과 상기 앱타머에 결합하지 않는 BSA 등의 물질을 가하여 반응시키고 상기 반응물에서 측정된 도너 형광물질의 방출형광의 수준을 내부 대조군으로 사용하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 내부 대조군으로서 측정된 도너 형광물질의 방출형광의 수준을 기준으로 하여 시료를 처리하여 얻어진 도너 형광물질의 방출형광 수준의 증가여부를 판정할 수 있다.
Specifically, the target substance detection method of the present invention comprises the steps of: (a) simultaneously irradiating light of an absorption wavelength of a donor fluorescent substance with a target substance labeled with the labeled aptamer and a sample to be tested for the presence of a target substance, ; And (b) detecting emission fluorescence of the donor fluorescent substance or the acceptor fluorescent substance from the reactant. At this time, if the emission fluorescence of the donor fluorescent material is not detected, it is determined that the target substance does not exist in the sample. If the emission fluorescence of the donor fluorescent material is detected, it is determined that the target substance exists in the sample can do. In addition, for more accurate detection, the labeled target substance labeled with the labeled aptamer is reacted while irradiating light having an absorption wavelength of the donor fluorescent substance, and the level of emitted fluorescence of the donor fluorescent substance measured in the reactant is measured by an internal control Or a substance labeled with the labeled aptamer and a substance such as BSA that does not bind to the aptamer is added while irradiating light having an absorption wavelength of the donor fluorescent substance, and the donor fluorescent substance measured in the reaction Lt; RTI ID = 0.0 > fluorescence < / RTI > It is possible to determine whether the emission fluorescence level of the donor fluorescent substance obtained by treating the sample based on the level of the emitted fluorescence of the donor fluorescent substance measured as the internal control group is increased.

본 발명의 표적물질 검출 또는 정량분석용 조성물을 이용하면, 시료에 표적물질이 존재하는지의 여부 또는 시료에 포함된 표적물질의 수준을 fmol 수준에서 확인할 수 있고, 앱타머의 특성상 제조와 보관이 용이하므로, 보다 효과적으로 표적물질을 검출 또는 정량분석하는데 활용될 수 있을 것이다.
By using the composition for detecting or quantifying a target substance of the present invention, it is possible to confirm whether or not the target substance exists in the sample or the level of the target substance contained in the sample at the fmol level, and it is easy to manufacture and store due to the nature of the aptamer Therefore, it can be used to detect or quantitatively analyze a target substance more effectively.

도 1은 표지된 앱타머와 표지된 표적물질의 결합에 의해 발생하는 FRET(fluorescence resonance energy transfer) 현상이 표지되지 않은 표적물질에 의해 변화되는 원리를 도시한 개략도이다.
도 2는 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg)에 결합된 Cy5와 앱타머에 결합된 Cy3의 FRET 반응이 표지되지 않은 HBsAg에 의해 특이적으로 억제됨을 나타내는 그래프이다.
도 3은 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg)에 결합된 Cy5와 앱타머에 결합된 Cy3의 FRET 반응결과가 표지되지 않은 HBsAg에 의해 농도의존적으로 변화됨을 나타내는 그래프이다.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a principle in which a fluorescence resonance energy transfer (FRET) phenomenon caused by binding of a labeled aptamer with a labeled target substance is changed by an unlabeled target substance.
FIG. 2 is a graph showing that the FRET reaction of Cy5 bound to hepatitis B virus surface antigen (HBsAg) and Cy3 bound to an aptamer is specifically inhibited by unlabeled HBsAg.
FIG. 3 is a graph showing that the results of the FRET reaction of Cy5 bound to the hepatitis B virus surface antigen (HBsAg) and Cy3 bound to the aptamer are changed in a concentration-dependent manner by the unlabeled HBsAg.

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

실시예Example 1: 항- 1: anti- HBsAgHBsAg RNARNA 앱타머를AppTamer 수득하기 위한  For obtaining DNADNA 폴리뉴클레오티드의 제작 Production of polynucleotides

하기 서열번호 2의 DNA 폴리뉴클레오티드를 PCR을 주형으로 하고, 서열번호 3 및 4의 프라이머를 사용한 PCR을 수행하여, 항-HBsAg RNA 앱타머를 수득하기 위한 서열번호 5의 DNA 폴리뉴클레오티드를 수득하였다. 이때, PCR 조건은 95℃ 30초, 30 cycle(95℃ 15-30초, 45-68℃ 60초, 68℃ 1분) 및 68℃, 5분의 조건으로 수행하였다. 상기 수득한 PCR 산물을 에탄올 침전법으로 정제하여 수득하였다.
PCR was performed using the DNA polynucleotide of SEQ ID NO: 2 shown below as a template and the primers of SEQ ID NOS: 3 and 4 to obtain the DNA polynucleotide of SEQ ID NO: 5 for obtaining anti-HBsAg RNA aptamer. The PCR conditions were 95 ° C for 30 seconds, 30 cycles (95 ° C for 15-30 seconds, 45-68 ° C for 60 seconds, 68 ° C for 1 minute) and 68 ° C for 5 minutes. The PCR product thus obtained was purified by ethanol precipitation.

주형: 5'-GTATGTGGGC TGAACTCAAT CAGGTCCCAA TCCCCAACAT ACACATGACC CGTCGTTTAC GATCATTATA GACGGCCATG ATTGACACGC AATCAACCCC CTATAGTGAG TCGTATTA-3'(서열번호 2)Template: 5'-GTATGTGGGC TGAACTCAAT CAGGTCCCAA TCCCCAACAT ACACATGACC CGTCGTTTAC GATCATTATA GACGGCCATG ATTGACACGC AATCAACCCC CTATAGTGAG TCGTATTA-3 '(SEQ ID NO: 2)

정방향 프라이머: 5'-GTATGTGGGCTGAAC-3'(서열번호 3)Forward primer: 5'-GTATGTGGGCTGAAC-3 '(SEQ ID NO: 3)

역방향 프라이머: 5'-TAATACGACTCACTA-3'(서열번호 4)Reverse primer: 5'-TAATACGACTCACTA-3 '(SEQ ID NO: 4)

5'-TAATACGACT CACTATAGGG GGTTGATTGC GTGTCAATCA TGGCCGTCTA TAATGATCGT AAACGACGGG TCATGTGTAT GTTGGGGATT GGGACCTGAT TGAGTTCAGC CCACATAC-3'(서열번호 5)
5'-TAATACGACT CACTATAGGG GGTTGATTGC GTGTCAATCA TGGCCGTCTA TAATGATCGT AAACGACGGG TCATGTGTAT GTTGGGGATT GGGACCTGAT TGAGTTCAGC CCACATAC-3 '(SEQ ID NO: 5)

실시예Example 2:  2: RNARNA 합성 synthesis

공지된 방법에 따라 GSMP(5'-deoxy-5'-thioguanosine-5'-monophosphorothioate) 키트(Invitro transcription)를 이용하여 상기 수득한 PCR 산물로부터 RNA를 합성하였다(Tetrahedron Letters 51:3446-3448,2010). 대략적으로, 상기 수득한 PCR 산물 40 ㎕, 상기 키트에 포함된 전사완충액(10 X) 16 ㎕, rNTP 혼합물(20 mM) 2 ㎕, GSMP(40 mM) 100 ㎕, RNAse 억제제 2 ㎕ 및 증류수 20 ㎕를 격렬하게 혼합하고, 원심분리한 다음, T7 RNA 중합효소 20 ㎕를 가하고 37℃에서 4 내지 5시간 동안 반응시켜서, GSMP-RNA(서열번호 1)를 합성하고, 합성된 GSMP-RNA를 에탄올 침전법으로 정제하여 수득하였다.
RNA was synthesized from the PCR products obtained using GSMP (5'-deoxy-5'-thioguanosine-5'-monophosphorothioate) kit (Invitro transcription) according to a known method (Tetrahedron Letters 51: 3446-3448,2010 ). Approximately, 40 μl of the PCR product obtained, 16 μl of transcription buffer (10 ×) contained in the kit, 2 μl of rNTP mixture (20 mM), 100 μl of GSMP (40 mM), 2 μl of RNAse inhibitor and 20 μl of distilled water GSMP-RNA (SEQ ID NO: 1) was synthesized by adding 20 μl of T7 RNA polymerase and reacting at 37 ° C for 4 to 5 hours, and the GSMP-RNA thus synthesized was subjected to ethanol precipitation Lt; / RTI >

앱타머: 5'-GGUUGAUUGC GUGUCAAUCA UGGCCGUCUA UAAUGAUCGU AAACGACGGG UCAUGUGUAU GUUGGGGAUU GGGACCUGAU UGAGUUCAGC CCACAUAC-3'(서열번호 1)
Aptamer: 5'-GGUUGAUUGC GUGUCAAUCA UGGCCGUCUA UAAUGAUCGU AAACGACGGG UCAUGUGUAU GUUGGGGAUU GGGACCUGAU UGAGUUCAGC CCACAUAC-3 '(SEQ ID NO: 1)

상기 GSMP-RNA 10 ㎕에 ALP(Alkaline phosphatase) 1 ㎕, NBE 완충액 10 ㎕ 및 DEPC water 80 ㎕를 가하여 격렬하게 혼합한 다음, 37℃에서 1시간 동안 반응시키고, 상기 반응물에 EGTA 2 ㎕를 가한 후, 65℃에서 10분동안 반응시켜서, B형 간염바이러스 표면항원인 HBsAg에 특이적으로 결합할 수 있는 앱타머인 5'-HS-RNA를 수득하였다.
1 μl of ALK (Alkaline phosphatase), 10 μl of NBE buffer and 80 μl of DEPC water were added to 10 μl of GSMP-RNA, followed by reaction at 37 ° C for 1 hour. To the reaction mixture was added 2 μl of EGTA , And reacted at 65 DEG C for 10 minutes to obtain 5'-HS-RNA which is an aptamer capable of specifically binding to HBsAg, a surface antigen of hepatitis B virus.

실시예Example 3:  3: Cy3Cy3 in 표지된Labeled 앱타머의Of app tamer 수득 purchase

PBS 완충액(pH 7.2)에 DMSO에 용해된 sulfo-SMCC 50 nmole 및 Cy3 500 nm을 가하고 상온에서 2시간동안 반응시켜 1차 반응물을 수득하고, 상기 1차 반응물에 상기 실시예 2에서 수득한 앱타머 5 nmole을 가하여 상온에서 하룻밤동안 반응시켜 2차 반응물을 수득하였다. 상기 2차 반응물을 30k Armicon에 가하여 13,000rpm으로 10분간 원심분리하여 잔여물을 제거하고, 이에 세척용 완충액 600 ㎕를 가하고 13,000rpm으로 30분간 원심분리하는 과정을 4회 반복하였다. 그런 다음, 용출완충액 300 ㎕를 가하고 13,000rpm으로 10분간 원심분리하는 과정을 2회 반복하여 Cy3가 표지된 앱타머를 용출하였다. 상기 용출된 시료를 회전증발기에 적용하여 농축하고, PBS 완충액(pH 7.2)으로 희석하여 Cy3가 표지된 앱타머를 수득하였다.
50 nmole of sulfo-SMCC dissolved in DMSO and 500 nm of Cy3 dissolved in PBS buffer solution (pH 7.2) were added and reacted at room temperature for 2 hours to obtain a first reaction product. To the first reaction product, the aptamer obtained in Example 2 5 nmole was added and reacted at room temperature overnight to obtain a second reaction product. The secondary reaction product was added to a 30 k Armicon, centrifuged at 13,000 rpm for 10 minutes to remove the residue, 600 μl of washing buffer was added thereto, and centrifugation at 13,000 rpm for 30 minutes was repeated four times. Then, 300 μl of elution buffer was added and centrifugation at 13,000 rpm for 10 minutes was repeated twice to elute Cy3-labeled aptamers. The eluted sample was applied to a rotary evaporator, concentrated, and diluted with PBS buffer (pH 7.2) to obtain a Cy3-labeled aptamer.

실시예Example 4:  4: Cy5Cy5 in 표지된Labeled B형 간염바이러스  Hepatitis B virus 표면항원(HBsAg)의Of surface antigen (HBsAg) 수득 purchase

NHS 에스터 반응을 이용하여 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg)을 Cy5로 표지하였다. The HBsAg surface antigen (HBsAg) was labeled with Cy5 using the NHS ester reaction.

구체적으로, 1 nmole HBsAg를 0.1 M 탄산염 완충액(pH 9.3)으로 희석시키고, 상기 희석액과 DMSO에 용해된 Cy5-NHS 에스터를 1:8(v/v)로 혼합하였다. 상기 혼합물을 암조건 및 실온에서 4시간 동안 교반하고, 이를 vivaspin에 적용한 후, 3회 이상 반응완충액(0.1 M sodium acetate pH 9.3)으로 세척하였으며, 용출액(50 mM Tris-HCl pH 7.5)으로 용출시키고, 용출된 시료의 흡광도를 UV scan을 사용하여 분석하였다. 이때, HBsAg에 표지된 Cy5의 비율과 몰농도는 Beer's law에 기초하여 산출하고, 몰흡광계수는 표면항원의 아미노산 서열에 기초하여 추정하였다. 그 결과, 단백질에 대한 형광물질의 평균비율은 1.01이고, 표지된 단백질의 평균농도는 0.8mM 이었다.Specifically, 1 nmole HBsAg was diluted with 0.1 M carbonate buffer (pH 9.3), and the diluted solution and Cy5-NHS ester dissolved in DMSO were mixed at 1: 8 (v / v). The mixture was stirred for 4 hours at room temperature and at room temperature. The mixture was applied to vivaspin, washed three times with 0.1 M sodium acetate pH 9.3, eluted with an elution solution (50 mM Tris-HCl pH 7.5) , And the absorbance of the eluted sample was analyzed using a UV scan. At this time, the ratio and mole concentration of Cy5 labeled on HBsAg were calculated based on Beer's law, and the molar extinction coefficient was estimated based on the amino acid sequence of the surface antigen. As a result, the average ratio of the fluorescent substance to the protein was 1.01, and the average concentration of the labeled protein was 0.8 mM.

끝으로, Cy5로 표지된 HBsAg를 암실에서 4 ℃에 보관하였다.
Finally, HBsAg labeled with Cy5 was stored at 4 ° C in a dark room.

실시예Example 5:  5: FRETFRET 현상을 이용한  Phenomenon HBsAgHBsAg 검출 detection

상기 실시예 3에서 수득한 Cy3로 표지된 앱타머(80 pmol / 200 ㎕)를 반응완충액(20mM Tris-HCl, 140mM NaCl 및 5mM MgCl)에 가하고, 4℃에서 12시간 동안 반응시켰다. 그런 다음, 상기 반응물에 Cy5로 표지된 HBsAg(5 pmol / 600 ㎕)과 0 내지 50pM의 표지되지 않은 HBsAg 또는 15 내지 45pM의 표지되지 않은 BSA를 동시에 가하고 4℃에서 12시간 동안 반응시킨 후, 반응물 200㎕를 취하여 분광광도계로 측정하였다(도 2). 도 2는 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg)에 결합된 Cy5와 앱타머에 결합된 Cy3의 FRET 반응이 표지되지 않은 HBsAg에 의해 특이적으로 억제됨을 나타내는 그래프이다. 도 2에서 보듯이, 대조군으로 사용한 BSA를 처리할 경우에는 FRET가 전혀 영향을 받지 않았으나, 표지되지 않은 HBsAg를 사용한 경우에는 시료에 포함된 표지되지 않은 HBsAg의 농도가 증가할 수록 이에 반비례하여 HBsAg에 결합된 Cy5와 앱타머에 결합된 Cy3의 FRET 반응이 저해될 뿐만 아니라, 500 fmol(0.5 pmol) 내지 50 pmol의 농도로 시료에 포함된 HBsAg를 검출할 수 있음을 알 수 있었다.The Cy3-labeled aptamer (80 pmol / 200 μl) obtained in Example 3 was added to the reaction buffer (20 mM Tris-HCl, 140 mM NaCl and 5 mM MgCl 2) and reacted at 4 ° C. for 12 hours. Then, Cy5-labeled HBsAg (5 pmol / 600 μl) and 0 to 50 pM of unlabeled HBsAg or 15 to 45 pM of unlabeled BSA were added to the reaction mixture, followed by reaction at 4 ° C. for 12 hours, Was taken and measured with a spectrophotometer (Fig. 2). FIG. 2 is a graph showing that the FRET reaction of Cy5 bound to the hepatitis B virus surface antigen (HBsAg) and Cy3 bound to the aptamer is specifically inhibited by unlabeled HBsAg. As shown in FIG. 2, when the BSA used as the control group was treated, FRET was not affected at all. However, when the unlabeled HBsAg was used, as the unlabeled HBsAg concentration in the sample was increased, HBsAg contained in the sample could be detected at a concentration of 500 fmol (0.5 pmol) to 50 pmol as well as the FRET reaction of the combined Cy5 and Cy3 bound to the aptamer.

따라서, 본 발명의 표지된 앱타머와 표지된 표적물질을 포함하는 조성물을 사용하면, 표적물질을 fmol 수준으로 검출할 수 있음을 알 수 있었다.
Thus, using a composition comprising the labeled aptamer of the present invention and the labeled target material, it was found that the target substance can be detected at the fmol level.

실시예Example 6:  6: FRETFRET 현상을 이용한  Phenomenon HBsAgHBsAg 정량분석 Quantitative analysis

상기 실시예 3에서 수득한 Cy3로 표지된 앱타머(80 pmol / 200 ㎕)를 반응완충액(20mM Tris-HCl, 140mM NaCl 및 5mM MgCl)에 가하고, 4℃에서 12시간 동안 반응시켰다. 그런 다음, 상기 반응물에 Cy5로 표지된 HBsAg(5 pmol / 600 ㎕)과 0 내지 50pM의 표지되지 않은 HBsAg를 동시에 가하고 4℃에서 12시간 동안 반응시킨 후, 반응물 200㎕를 취하여 분광광도계로 측정하였다(도 3). 도 3은 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg)에 결합된 Cy5와 앱타머에 결합된 Cy3의 FRET 반응결과가 표지되지 않은 HBsAg에 의해 농도의존적으로 변화됨을 나타내는 그래프이다. 도 3에서 보듯이, 표지되지 않은 HBsAg의 농도가 증가할 수록 도너 형광물질인 Cy3 방출파장의 수준이 증가하고, 억셉터 형광물질인 Cy5 방출파장의 수준이 감소함을 확인하였다. 이는 표지되지 않은 HBsAg가 도너 형광물질(앱타머)과 억셉터 형광물질(HBsAg) 사이의 결합에 간섭하여, Cy3와 Cy5를 격리시킴으로써 나타나는 것으로 분석되었다.
The Cy3-labeled aptamer (80 pmol / 200 μl) obtained in Example 3 was added to the reaction buffer (20 mM Tris-HCl, 140 mM NaCl and 5 mM MgCl 2) and reacted at 4 ° C. for 12 hours. Then, Cy5-labeled HBsAg (5 pmol / 600 μl) and 0 to 50 pM of unlabeled HBsAg were added to the reaction mixture, followed by reaction at 4 ° C. for 12 hours. Then, 200 μl of the reaction product was measured with a spectrophotometer (Fig. 3). FIG. 3 is a graph showing that the results of the FRET reaction of Cy5 bound to the hepatitis B virus surface antigen (HBsAg) and Cy3 bound to the aptamer are changed in a concentration-dependent manner by the unlabeled HBsAg. As shown in FIG. 3, it was confirmed that as the concentration of the unlabeled HBsAg increases, the level of the Cy3 emission wavelength of the donor phosphor increases and the level of the Cy5 emission wavelength of the acceptor phosphor decreases. It was analyzed that the unlabeled HBsAg interferes with the binding between the donor fluorophore (aptamer) and the acceptor fluorophore (HBsAg), isolating Cy3 and Cy5.

<110> University-Industry Cooperation Group of Kyung Hee University <120> Composition for detecting or quantitative analysis comprising aptamer tagged by fluorescent substance with fluorescence resonance energy transfer <130> PA130982/KR <160> 5 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 98 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> aptamer <400> 1 gguugauugc gugucaauca uggccgucua uaaugaucgu aaacgacggg ucauguguau 60 guuggggauu gggaccugau ugaguucagc ccacauac 98 <210> 2 <211> 118 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> template <400> 2 gtatgtgggc tgaactcaat caggtcccaa tccccaacat acacatgacc cgtcgtttac 60 gatcattata gacggccatg attgacacgc aatcaacccc ctatagtgag tcgtatta 118 <210> 3 <211> 15 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> forward primer <400> 3 gtatgtgggc tgaac 15 <210> 4 <211> 15 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> reverse primer <400> 4 taatacgact cacta 15 <210> 5 <211> 118 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR product <400> 5 taatacgact cactataggg ggttgattgc gtgtcaatca tggccgtcta taatgatcgt 60 aaacgacggg tcatgtgtat gttggggatt gggacctgat tgagttcagc ccacatac 118 <110> University-Industry Cooperation Group of Kyung Hee University <120> Composition for diagnostic or diagnostic          aptamer tagged by fluorescent substance with fluorescence          resonance energy transfer <130> PA130982 / KR <160> 5 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 98 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> aptamer <400> 1 gugugauugc gugucaauca uggccgucua uaaugaucgu aaacgacggg ucauguguau 60 guuggggauu gggaccugau ugaguucagc ccacauac 98 <210> 2 <211> 118 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> template <400> 2 gtatgtgggc tgaactcaat caggtcccaa tccccaacat acacatgacc cgtcgtttac 60 gatcattata gacggccatg attgacacgc aatcaacccc ctatagtgag tcgtatta 118 <210> 3 <211> 15 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> forward primer <400> 3 gtatgtgggc tgaac 15 <210> 4 <211> 15 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> reverse primer <400> 4 taatacgact cacta 15 <210> 5 <211> 118 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR product <400> 5 taatacgact cactataggg ggttgattgc gtgtcaatca tggccgtcta taatgatcgt 60 aaacgacggg tcatgtgtat gttggggatt gggacctgat tgagttcagc ccacatac 118

Claims (22)

(a) 형광공명 에너지 전이(fluorescence resonance energy transfer, FRET) 현상을 유발시키는 도너(donor) 또는 어셉터(acceptor) 역할을 수행하는 제1 형광물질이 표지된 표적물질인 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg); 및,
(b) 상기 제1 형광물질과 반응하여 FRET 현상을 유발시키는 제2 형광물질이 결합되고, 상기 표적물질인 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg)과 결합할 수 있는 앱타머를 포함하는, 표적물질인 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg) 정량분석용 조성물.
(a) a hepatitis B surface antigen (HBsAg), which is a target substance with a first fluorescent substance labeled as a donor or acceptor that causes fluorescence resonance energy transfer (FRET) HBsAg); And
(b) an aptamer to which a second fluorescent material capable of reacting with the first fluorescent material to cause a FRET phenomenon is bound and capable of binding to the target substance HBsAg surface antigen (HBsAg) Composition for quantitative analysis of hepatitis B virus surface antigen (HBsAg).
제1항에 있어서,
상기 제1 형광물질과 제2 형광물질은 플루오레신(fluorescein), 6-FAM, 로다민, 텍사스 레드(Texas Red), 테트라메틸로다민, 카르복시로다민, 카르복시로타민 6G, 카르복시로돌, 카르복시로다민 110, 캐스케이드 블루(Cascade Blue), 캐스케이트 옐로우(Cascade Yellow), 코마린, Cy2, Cy3, Cy3.5, Cy5, Cy5.5, Cy-크롬, 피코에리트린, PerCP(페리디닌 클로로필-a 단백질), PerCP-Cy5.5, JOE(6- 카르복시-4',5'-디클로로-2',7'-디메톡시플루오레신), NED, ROX(5-(및-6)-카르복시-X-로다민), HEX, 루시퍼 옐로우(Lucifer Yellow), 마리나 블루(Marina Blue), 오레곤 그린(Oregon Green) 488, 오레곤 그린(Oregon Green) 500, 오레곤 그린(Oregon Green) 514, 알렉사 플로어(Alexa Fluor, 상표명) 350, 알렉사 플로어 430, 알렉사 플로어 488, 알렉사 플로어 532, 알렉사 플로어 546, 알렉사 플로어 568, 알렉사 플로어 594, 알렉사 플로어 633, 알렉사 플로어 647, 알렉사 플로어 660, 알렉사 플로어 680, 7-아미노-4-메틸코마린-3-아세트산, 보디피(BODIPY, 상표명) FL, 보디피 FL-Br2, 보디피 530/550, 보디피 558/568, 보디피 564/570, 보디피 576/589, 보디피 581/591, 보디피 630/650, 보디피 650/665, 보디피 R6G, 보디피 TMR 및 보디피 TR로 구성된 군으로부터 선택되고, 상호작용에 의하여 FRET 현상을 나타낼 수 있는 형광물질인 것인 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the first fluorescent material and the second fluorescent material are selected from the group consisting of fluorescein, 6-FAM, rhodamine, Texas Red, tetramethylrhodamine, carboxydodamine, carboxyrotamin 6G, Carboxyhodamine 110, Cascade Blue, Cascade Yellow, comarine, Cy2, Cy3, Cy3.5, Cy5, Cy5.5, Cy-chrome, picoerythrin, PerCP (peridinin chlorophyll (a-6) -A protein), PerCP-Cy5.5, JOE (6-carboxy-4 ', 5'-dichloro-2', 7'-dimethoxyfluorescein), NED, ROX Carboxy-X-Rhodamine), HEX, Lucifer Yellow, Marina Blue, Oregon Green 488, Oregon Green 500, Oregon Green 514, Alexa Floor (Alexa Fluor, trade name) 350, Alexa Floor 430, Alexa Floor 488, Alexa Floor 532, Alexa Floor 546, Alexa Floor 568, Alexa Floor 594, Alexa Floor 633, Amino-4-methylcomarine-3-acetic acid, BODIPY FL, body fat FL-Br2, body fat 530/550, body fat 558, 566, body pit 564/570, body pit 576/589, body pit 581/591, body pit 630/650, body pit 650/665, body pit R6G, body pit TMR and body pit TR, Wherein the fluorescent substance is a fluorescent substance capable of exhibiting a FRET phenomenon by interaction.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 앱타머는 서열번호 1의 RNA인 것인 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the aptamer is the RNA of SEQ ID NO: 1.
제1항, 제2항, 또는 제4항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 표적물질인 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg) 정량분석용 키트.
A kit for quantitative analysis of hepatitis B virus surface antigen (HBsAg) which is a target substance comprising the composition of any one of claims 1, 2, and 4.
제5항에 있어서,
상기 앱타머가 결합된 기판 또는 비드를 추가로 포함하는 것인 키트.
6. The method of claim 5,
And wherein the aptamer further comprises a substrate or bead coupled thereto.
제5항에 있어서,
상기 앱타머와 결합하지 않아 측정된 방출형광의 수준에 영향을 미치지 않는 내부 대조군을 추가로 포함하는 것인 키트.
6. The method of claim 5,
Wherein the kit further comprises an internal control that does not bind to the aptamer and does not affect the level of the measured emitted fluorescence.
제7항에 있어서,
상기 내부 대조군은 BSA(bovine serum albumin)인 것인 키트.
8. The method of claim 7,
Wherein the internal control is BSA (bovine serum albumin).
(a) 도너 형광물질의 흡수파장의 빛을 조사하면서, FRET 현상을 유발시키는 도너 또는 어셉터 역할을 수행하는 제1 형광물질이 표지된 표적물질인 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg)과 표적물질인 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg)의 존재를 확인하고자 하는 분리된 시료를, 상기 제1 형광물질과 반응하여 FRET 현상을 유발시키는 제2 형광물질이 결합되고, 상기 표적물질인 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg)과 결합할 수 있는 앱타머에 동시에 가하여 반응시키는 단계; 및,
(b) 상기 반응물로부터 도너 형광물질 또는 어셉터 형광물질의 방출형광의 수준을 측정하는 단계를 포함하는, 표적물질인 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg) 정량분석 방법.
(HBsAg), which is a target substance to which a first fluorescent substance is labeled, which acts as a donor or an acceptor for causing a FRET phenomenon while irradiating light of an absorption wavelength of a donor fluorescent substance, and a target substance A second fluorescent substance which reacts with the first fluorescent substance to induce a FRET phenomenon is bound to a separated sample to be tested for the presence of the hepatitis B virus surface antigen (HBsAg), and the target substance, hepatitis B virus To an aptamer capable of binding to a surface antigen (HBsAg) at the same time; And
(b) measuring the level of fluorescence emitted from the donor fluorescent substance or the acceptor fluorescent substance from the reactant. The method of quantitatively analyzing a hepatitis B virus surface antigen (HBsAg) as a target substance.
제9항에 있어서,
상기 도너 형광물질의 방출형광이 검출되지 않는 경우에는 상기 시료에 표적물질인 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg)이 존재하지 않는 것으로 판정하고, 상기 도너 형광물질의 방출형광이 검출되는 경우에는 상기 시료에 표적물질인 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg)이 존재하는 것으로 판정하는 단계를 추가로 포함하는 것인 방법.
10. The method of claim 9,
(HBsAg) is not present in the sample when the emitted fluorescent light of the donor fluorescent substance is not detected, and when the emitted fluorescent light of the donor fluorescent substance is detected, (HBsAg), which is a target substance, in the presence of the hepatitis B virus surface antigen (HBsAg).
제9항에 있어서,
상기 (b) 단계에서, 상기 도너 형광물질의 흡수파장의 빛을 조사하면서, 상기 앱타머에 표지된 표적물질인 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg)을 가하여 반응시키고 상기 반응물에서 측정된 도너 형광물질의 방출형광의 수준을 내부 대조군으로 사용하는 단계를 추가로 포함하는 것인 방법.
10. The method of claim 9,
In the step (b), the HBsAg surface antigen (HBsAg), which is a target substance labeled with the aptamer, is added while reacting with light having an absorption wavelength of the donor fluorescent substance, and the donor fluorescent substance Lt; RTI ID = 0.0 &gt; of fluorescence &lt; / RTI &gt;
제9항에 있어서,
상기 (b) 단계에서, 상기 도너 형광물질의 흡수파장의 빛을 조사하면서, 상기 앱타머에 표지된 표적물질인 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg)과 상기 앱타머에 결합하지 않는 물질을 동시에 가하여 반응시키고 상기 반응물에서 측정된 도너 형광물질의 방출형광의 수준을 내부 대조군으로 사용하는 단계를 추가로 포함하는 것인 방법.
10. The method of claim 9,
In step (b), the HBsAg surface antigen (HBsAg), which is a target substance labeled on the aptamer, and a substance that does not bind to the aptamer are simultaneously added while irradiating the light having the absorption wavelength of the donor fluorescent substance And using the level of emitted fluorescence of the donor fluorescent substance measured in the reaction as an internal control.
제11항 또는 제12항에 있어서,
상기 내부 대조군으로서 측정된 도너 형광물질의 방출형광의 수준을 기준으로 하여 상기 (b) 단계에서 측정된 도너 형광물질의 방출형광 수준의 증가여부를 판정하는 단계를 추가로 포함하는 것인 방법.
13. The method according to claim 11 or 12,
Further comprising the step of determining whether the emission fluorescence level of the donor fluorescent substance measured in the step (b) is increased, based on the level of emitted fluorescence of the donor fluorescent substance measured as the internal control group.
(a) 형광공명 에너지 전이(fluorescence resonance energy transfer, FRET) 현상을 유발시키는 도너 또는 어셉터 역할을 수행하는 제1 형광물질이 표지된 표적물질인 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg); 및,
(b) 상기 제1 형광물질과 반응하여 FRET 현상을 유발시키는 제2 형광물질이 결합되고, 상기 표적물질인 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg)과 결합할 수 있는 앱타머를 포함하는, 표적물질인 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg) 검출용 조성물.
(a) a hepatitis B virus surface antigen (HBsAg) which is a target substance with a first fluorescent substance labeled as a donor or an acceptor, which causes fluorescence resonance energy transfer (FRET) phenomenon; And
(b) an aptamer to which a second fluorescent material capable of reacting with the first fluorescent material to cause a FRET phenomenon is bound and capable of binding to the target substance HBsAg surface antigen (HBsAg) (HBsAg) detection of hepatitis B virus.
제14항에 있어서,
상기 앱타머와 결합하지 않아 측정된 방출형광의 수준에 영향을 미치지 않는 내부 대조군, 표준곡선 작성에 필요한 농도별 표적물질인 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg) 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 추가로 포함하는 것인 조성물.
15. The method of claim 14,
An internal control that does not bind to the aptamer and does not affect the level of the measured emitted fluorescence, a hepatitis B virus surface antigen (HBsAg) that is a concentration-specific target substance required to prepare a standard curve, and combinations thereof &Lt; / RTI &gt;
제15항에 있어서,
상기 내부 대조군은 BSA(bovine serum albumin)인 것인 조성물.
16. The method of claim 15,
Wherein the internal control is BSA (bovine serum albumin).
제14항 내지 제16항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 표적물질인 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg) 정량분석용 키트.
A kit for quantitative analysis of hepatitis B virus surface antigen (HBsAg) which is a target substance comprising the composition of any one of claims 14 to 16.
(a) 도너 형광물질의 흡수파장의 빛을 조사하면서, FRET 현상을 유발시키는 도너 또는 어셉터 역할을 수행하는 제1 형광물질이 표지된 표적물질인 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg)과 표적물질인 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg)의 존재를 확인하고자 하는 분리된 시료를, 상기 제1 형광물질과 반응하여 FRET 현상을 유발시키는 제2 형광물질이 결합되고, 상기 표적물질인 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg)과 결합할 수 있는 앱타머에 동시에 가하여 반응시키는 단계; 및,
(b) 상기 반응물로부터 도너 형광물질 또는 어셉터 형광물질의 방출형광의 수준을 측정하는 단계를 포함하는, 표적물질인 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg) 검출방법.
(HBsAg), which is a target substance to which a first fluorescent substance is labeled, which acts as a donor or an acceptor for causing a FRET phenomenon while irradiating light of an absorption wavelength of a donor fluorescent substance, and a target substance A second fluorescent substance which reacts with the first fluorescent substance to induce a FRET phenomenon is bound to a separated sample to be tested for the presence of the hepatitis B virus surface antigen (HBsAg), and the target substance, hepatitis B virus To an aptamer capable of binding to a surface antigen (HBsAg) at the same time; And
(b) measuring the level of fluorescence emitted from the donor fluorescent material or the acceptor fluorescent substance from the reactant.
제18항에 있어서,
상기 앱타머에 시료 대신에 표적물질인 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg)을 농도별로 가하여 반응시키고 이로부터 측정된 방출형광의 수준을 이용하여 표준곡선을 작성하는 단계; 및, 상기 (b) 단계에서 측정된 방출형광의 수준을 상기 표준곡선에 적용하여 시료에 포함된 표적물질인 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg)의 수준을 정량분석하는 단계를 추가로 포함하는 것인 방법.
19. The method of claim 18,
Reacting the aptamer with a hepatitis B virus surface antigen (HBsAg) as a target substance in place of a sample, reacting the HBsAg with a concentration, and preparing a standard curve using the level of emitted fluorescence measured therefrom; And quantifying the level of the hepatitis B virus surface antigen (HBsAg), which is a target substance included in the sample, by applying the level of the emitted fluorescence measured in the step (b) to the standard curve / RTI &gt;
제18항에 있어서,
상기 도너 형광물질의 흡수파장의 빛을 조사하면서, 상기 앱타머에 표지된 표적물질인 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg)을 가하여 반응시키고 상기 반응물에서 측정된 도너 형광물질의 방출형광의 수준을 내부 대조군으로 사용하는 단계를 추가로 포함하는 것인 방법.
19. The method of claim 18,
The HBsAg surface antigen (HBsAg), which is a target substance labeled with the aptamer, is added to the donor fluorescent substance while the light having the absorption wavelength of the donor fluorescent substance is irradiated, and the level of the fluorescence emitted from the donor fluorescent substance measured in the reactant Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 1, &lt; / RTI &gt; as a control.
제18항에 있어서,
상기 도너 형광물질의 흡수파장의 빛을 조사하면서, 상기 앱타머에 표지된 표적물질인 B형 간염바이러스 표면항원(HBsAg)과 상기 앱타머에 결합하지 않는 물질을 가하여 반응시키고 상기 반응물에서 측정된 도너 형광물질의 방출형광의 수준을 내부 대조군으로 사용하는 단계를 추가로 포함하는 것인 방법.
19. The method of claim 18,
The HBsAg surface antigen (HBsAg), which is a target substance labeled with the aptamer, and a substance which does not bind to the aptamer are added while irradiating light having an absorption wavelength of the donor fluorescent substance, and the donor Further comprising the step of using the level of fluorescence emission of the fluorescent substance as an internal control.
제21항에 있어서,
상기 내부 대조군은 BSA(bovine serum albumin)인 것인 방법.
22. The method of claim 21,
Wherein said internal control is BSA (bovine serum albumin).
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