KR101524109B1 - Nano-biosensor bound with antibody against mycobacterium tuberculosis specific antigen and method for detecting mycobacterium tuberculosis using the same - Google Patents

Nano-biosensor bound with antibody against mycobacterium tuberculosis specific antigen and method for detecting mycobacterium tuberculosis using the same Download PDF

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KR101524109B1
KR101524109B1 KR1020140030337A KR20140030337A KR101524109B1 KR 101524109 B1 KR101524109 B1 KR 101524109B1 KR 1020140030337 A KR1020140030337 A KR 1020140030337A KR 20140030337 A KR20140030337 A KR 20140030337A KR 101524109 B1 KR101524109 B1 KR 101524109B1
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김화중
박태정
이재범
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충남대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a tuberculosis diagnosing method using a nano-biosensor, and more specifically, to the nano-biosensor which comprises a gold nano-probe and a magnetic micro-probe combined with an antibody against a mycobacterium tuberculosis specific antigen, and a method for detecting mycobacterium tuberculosis using the same. According to the present invention, there is no concern for infection of the mycobacterium tuberculosis, and the mycobacterium tuberculosis can be simply and effectively detected without an expensive apparatus, thereby early diagnosing the tuberculosis.

Description

결핵균 특이항원에 대한 항체가 결합되어 있는 나노­바이오센서 및 이를 이용한 결핵균 검출진단법 {Nano­biosensor bound with antibody against Mycobacterium tuberculosis specific antigen and Method for Detecting Mycobacterium tuberculosis Using the Same}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a nanobiosensor to which an antibody against a Mycobacterium tuberculosis-specific antigen is bound, and a method for detecting the Mycobacterium tuberculosis using the same.

본 발명은 나노­바이오센서를 이용한 결핵진단법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 결핵균 분비항원에 대한 항체가 결합되어 있는 금 나노프로브 및 자기 마이크로프로브로 구성된 나노­바이오센서 및 이를 이용한 결핵균 검출방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for diagnosing tuberculosis using a nano-biosensor, and more particularly, to a nano-biosensor comprising a gold nanoprobe and a magnetic microprobe to which an antibody against a tubercle bacilli antigen is bound, and a method for detecting mycobacteria using the same.

일반적으로 결핵은 마이코박테리움 튜베르쿨로시스(Mycobacterium tuberculosis)의 감염으로 유발되는 질병으로, 우리나라 법정전염병 중 발병률 1위를 기록하는 병이다. 그러므로, 결핵에 감염된 것으로 의심되는 환자로부터 단기간 내에 신뢰할 수 있는 정보를 얻는, 조기 진단 및 치료가 무엇보다 중요하다. In general, tuberculosis is a disease caused by infection with Mycobacterium tuberculosis , which is the number one disease incidence in Korea. Therefore, early diagnosis and treatment are important to obtain reliable information in a short period of time from patients suspected of being infected with tuberculosis.

결핵을 진단하기 위한 통상적인 방법으로는 튜베르쿨린 피부반응검사(Tuberculin skin test, TST)법이 있으나, 특이성이 낮아 결핵 감염 여부기준에 신빙성이 감소하였다. 그러나 민감도가 높고 저렴하다는 장점으로 여전히 널리 사용되고 있다. 배양법 또한 많이 사용되고 있는데, 이는 다양한 결핵 진단방법 중 신뢰도가 가장 높은 검사로, 결핵균을 증식시켜 결핵을 확진하는 검사이다. 그러나 균을 분리하여 배양하기 때문에 실험자의 감염 위험성을 배제할 수 없으며, 균을 배양하는 데에 걸리는 시간이 최소 4­6주 소요되어 조기진단 할 수 없다는 단점이 있다. Tuberculin skin test (TST) is a common method for diagnosing tuberculosis. However, its specificity is low and its reliability is lower than the criteria for tuberculosis infection. However, it is still widely used because of its high sensitivity and low cost. The culture method is also widely used. It is the most reliable test among the various methods of diagnosing tuberculosis, and it is a test to confirm tuberculosis by proliferation of tuberculosis. However, since the bacteria are separated and cultured, the risk of infection by the experimenter can not be ruled out, and it takes a minimum of 46 weeks to cultivate the bacteria.

최근에는 액체 배지를 이용한 BACTEC 시스템 또는 MGIT(Mycobacteria Growth Indicator Tube)법이 시행되고 있다. 이러한 방법은 액체 배지를 이용함으로써 배양기간을 단축시켜, 약 2주 정도면 결핵균의 증식을 확인할 수 있지만 비정형 결핵균과 감별하기 위한 추가 확진 시험이 필요한 단점이 있다. 또한 방사선 동위원소 사용에 따른 폐기물 처리문제, 결핵균의 감염우려, 고가의 장비 필요 등의 문제점이 있다. Recently, the BACTEC system or the Mycobacteria Growth Indicator Tube (MGIT) method using a liquid medium has been implemented. This method has the disadvantage of requiring additional confirmation test to distinguish it from atypical mycobacteria, although it can confirm the proliferation of mycobacteria in about 2 weeks by shortening the incubation period by using liquid medium. In addition, there are problems such as waste disposal problems caused by the use of radioactive isotopes, concerns about infection of Mycobacterium tuberculosis, and the need for expensive equipment.

이에, 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 예의 노력한 결과, 결핵균이 증식하면서 분비하는 항원을 함유하는 배양 여과액으로부터 상기 결핵균 분비항원에 대한 항체가 결합되어 있는 금 나노프로브 및 자기 마이크로프로브로 구성된 나노­바이오센서를 이용하여 감염우려 없이 배양액내에서 결핵균 특이항원을 검출함으로써 결핵균 증식 유무를 효율적이고 빠르게 검출할 수 있는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
Accordingly, the present inventors have made intensive efforts to solve the above-mentioned problems, and as a result, they have found that a gold nanoprobe and a magnetic microprobe having an antibody against the Mycobacterium tuberculosis secretion antigen bound thereto from a culture filtrate containing an antigen secreted by the growth of Mycobacterium tuberculosis The present invention has been accomplished based on the findings that it is possible to efficiently and rapidly detect the presence of tubercle bacilli by detecting a Mycobacterium tuberculosis-specific antigen in a culture solution without fear of infection by using the constructed nano-biosensor.

본 발명의 목적은 결핵균 검출용 나노­바이오센서 및 이를 이용한 결핵균 분비항원의 검출을 통해 결핵균을 검출하는 방법을 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a method for detecting Mycobacterium tuberculosis through the detection of a Mycobacterium tuberculosis detection nano-biosensor and a Mycobacterium tuberculosis secretion antigen using the same.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 결핵균 분비항원에 대한 항체가 고정되어 있는 금속 나노프로브 및 상기 항체가 고정되어 있는 자기 마이크로프로브로 구성된 결핵균 검출용 나노­바이오센서를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a nano-biosensor for detecting Mycobacterium tuberculosis comprising a metal nanoprobe immobilized with an antibody against a Mycobacterium tuberculosis secretion antigen and a magnetic microprobe immobilized with the antibody.

본 발명은 또한, 서열번호 3 또는 5의 아미노산 서열을 가지는 중쇄와 서열번호 4 또는 6의 아미노산 서열을 가지는 경쇄를 포함하는 CFP­10에 대한 항체를 제공한다. The present invention also provides an antibody against CFP10 comprising a heavy chain having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 or 5 and a light chain having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 or 6.

본 발명은 또한, (a) 상기 나노­바이오센서에 결핵균 유래 항원이 함유된 배양 여과액을 접촉시켜, 자기 마이크로프로브의 항체­결핵균 항원­금 나노프로브의 항체로 구성된 나노복합체를 형성시키는 단계; 및 (b) 상기 형성된 나노복합체를 자석으로 분리한 다음, 흡광도를 측정하는 단계를 포함하는 결핵균의 검출방법을 제공한다.
(A) contacting the culture filtrate containing an antigen derived from Mycobacterium tuberculosis with the nano-biosensor to form a nanocomposite composed of an antibody of an anti-mycobacterial antigen gold nanoprobe of a magnetic microprobe; And (b) separating the formed nanocomposite with a magnet, and measuring absorbance. The present invention also provides a method for detecting Mycobacterium tuberculosis.

본 발명에 따르면, 결핵균에 대한 감염 우려가 없고, 고가의 장비가 필요없이 간편하고 효율적으로 결핵균을 검출하여 결핵을 조기에 진단할 수 있다.
According to the present invention, it is possible to diagnose tuberculosis at an early stage by detecting the mycobacterium tuberculosis easily and efficiently without any fear of infection against the tubercle bacillus and without expensive equipment.

도 1은 결핵균 배양용 실린지 필터가 장착된 50㎖(위) 및 15㎖(아래) 이중 실린지 필터가 장착된 결핵균 배양용 튜브(Artificial Filter Cap Tube)를 나타낸 것이다.
도 2는 결핵균 배양용 이중 실린지 필터가 장착된 튜브 50㎖용 부품 구성도를 나타낸 것이다(1: 50㎖ 배양튜브; 2: 50㎖ 배양튜브캡; 3: 실린지필터; 4: 실러).
도 3은 결핵균 배양용 이중 실린지 필터가 장착된 튜브 50㎖용 조립 상태 및 배양 튜브캡의 확대도를 나타낸 것이다(A: 리브; B: 실린지 필터 조립부).
도 4는 패닝과정에 따른 파지항체의 CFP­10에 대한 결합력을 나타낸 것이다.
도 5는 CFP­10 항원 또는 anti­myc 항체를 이용한 ELISA 분석을 나타낸 것이다. {(a): CFP­10 ELISA, (b): c­myc ELISA}
도 6은 선별된 항체의 서열을 분석한 것이다. {(a): CFP­10[G2] 서열분석; (b): CFP­10[G3] 서열분석}
도 7은 샌드위치 ELISA를 통한 항원 검출능력을 나타낸 것이다.
도 8은 자기영동 면역분석법을 이용한 배양액 내의 표적항원 탐지에 대한 개념도를 나타낸 것이다.
도 9는 자기영동 면역분석법과 BACTEC MGIT 배양 시스템과의 비교시험 결과를 통한 AFT(Artificial Filter Cap Tube) 배양 성능 테스트 결과를 나타낸 것이다.
Fig. 1 shows an artificial filter cap tube equipped with a syringe filter for culturing mycobacterial bacteria and equipped with a double syringe filter of 50 ml (above) and 15 ml (below).
FIG. 2 is a block diagram showing the parts for a 50 ml tube equipped with a double-syringe filter for culturing a Mycobacterium tuberculosis culture (1: 50 ml culture tube; 2: 50 ml culture tube cap; 3: syringe filter;
3 is an enlarged view of an assembled state for a 50 ml tube equipped with a double-syringe filter for culturing the Mycobacterium tuberculosis and an enlarged view of the culture tube cap (A: rib; B: syringe filter assembly).
Fig. 4 shows the binding strength of the phage antibody to the CFP10 according to the panning process.
Figure 5 shows an ELISA assay using a CFP10 antigen or an antimyc antibody. {(a): CFP10 ELISA, (b): CMyC ELISA}
Figure 6 is an analysis of the sequence of the selected antibodies. {(a): CFP10 [G2] sequencing; (b): CFP10 [G3] sequence analysis}
Figure 7 shows the ability to detect an antigen through a sandwich ELISA.
FIG. 8 is a conceptual diagram for detecting target antigens in a culture solution using a magnetophoretic immunoassay.
FIG. 9 shows the results of AFT (Artificial Filter Cap Tube) culture performance test based on comparison test between the magnetophoretic immunoassay and the BACTEC MGIT culture system.

다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다. Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In general, the nomenclature used herein is well known and commonly used in the art.

나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다. Further, various elements and regions in the drawings are schematically drawn. Accordingly, the technical spirit of the present invention is not limited by the relative size or spacing depicted in the accompanying drawings.

본 명세서에서 전체적으로, 용어 AFT(Artificial filter cap tube)는 이중 실린지 필터가 장착된 결핵균 배양용 튜브를 의미한다. As used herein, the term artificial filter cap tube (AFT) refers to a tube for culture of M. tuberculosis equipped with a double syringe filter.

본 발명은 일 관점에서, 결핵균 분비항원에 대한 항체가 고정되어 있는 금속 나노프로브 및 상기 항체가 고정되어 있는 자기 마이크로프로브를 함유하는 결핵균 검출용 나노­바이오센서에 관한 것이다. In one aspect, the present invention relates to a nanobiosensor for detecting Mycobacterium tuberculosis containing a metal nanoprobe immobilized with an antibody against a Mycobacterium tuberculosis secretion antigen and a magnetic microprobe immobilizing the antibody.

본 발명의 일 실시예에서는 공지된 상온합성법으로 합성된 금 나노입자에 금 결합성 단백질(gold binding protein)이 결합된 항체를 부착하였고, 자기 마이크로프로브에도 상기 항체를 부착하기 위하여 금속 클러스터를 표면에 붙인 후 결핵균 분비항원에 대한 항체를 부착하였다.In one embodiment of the present invention, a gold binding protein-bound antibody is attached to gold nanoparticles synthesized by a known room temperature synthesis method, and a metal cluster is attached to the surface of the magnetic microprobe in order to attach the antibody. And then the antibody against the Mycobacterium tuberculosis secretagogue was attached.

본 발명에 있어서, 상기 항체는 결핵균에 특이적인 항체이고, 바람직하게는 CFP­10에 대한 항체인 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 CFP­10에 대한 항체는 서열번호 3 또는 5로 표시되는 중쇄와 서열번호 4 또는 6으로 표시되는 경쇄를 가지는 것을 특징으로 할 수 있다. In the present invention, the antibody may be an antibody specific for Mycobacterium tuberculosis, preferably an antibody against CFP10, wherein the antibody against CFP10 comprises the heavy chain of SEQ ID NO: 3 or 5 and the heavy chain of SEQ ID NO: 4 or SEQ ID NO: 6 < / RTI >

본 발명에 있어서, 상기 금속은 금, 은, 백금, 구리 및 아연으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있고, 금을 사용하는 것이 바람직하다.  In the present invention, the metal may be selected from the group consisting of gold, silver, platinum, copper and zinc, and gold is preferably used.

본 발명은 다른 관점에서, 서열번호 3 또는 5의 아미노산 서열을 가지는 중쇄와 서열번호 4 또는 6의 아미노산 서열을 가지는 경쇄를 포함하는 CFP­10에 대한 항체에 관한 것이다. In another aspect, the present invention relates to an antibody against CFP10 comprising a heavy chain having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 or 5 and a light chain having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 or 6.

본 발명의 다른 실시예에서는 CFP­10 항원에 대한 파지항체를 인간항체­파지 라이브러리를 이용하여 선별하였고, 3회의 패닝(panning)으로 결합력이 높은 것을 선별하여 항원인식부위의 서열을 분석하고 항원과의 결합력을 분석하여 최종적으로 2종의 항체를 수득하였다.In another embodiment of the present invention, a phage antibody against the CFP10 antigen was screened using a human antibody phage library. The antibody having high binding ability was screened by panning three times to analyze the sequence of the antigen recognition site, And finally two kinds of antibodies were obtained.

본 발명은 또 다른 관점에서, (a) 상기 나노­바이오센서에 결핵균 분비항원이 포함된 배양 여과액을 접촉시켜, 자기 마이크로프로브의 항체­결핵균 항원­금 나노프로브의 항체로 구성된 나노복합체를 형성시키는 단계; 및 (b) 상기 형성된 나노복합체를 자석으로 분리한 다음, 흡광도를 측정하는 단계를 포함하는 결핵균의 검출방법에 관한 것이다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method for preparing a nanocomposite comprising the steps of: (a) contacting a culture filtrate containing a Mycobacterium tuberculosis secretion antigen with the nanobiosensor to form a nanocomposite comprising an antibody of an antibody mucopolysaccharide antigen gold nanoprobe of a magnetic microprobe; And (b) separating the formed nanocomposite with a magnet, and then measuring the absorbance.

본 발명의 또 다른 실시예서는 충남대학교병원으로부터 제공받은 임상환자의 객담 검체 샘플을 이용하여 결핵진단테스트를 실시하였다. 샘플이 양성을 나타내는 시기가 다르기 때문에, 상용화되어 사용되고 있는 MGIT에 동시 배양을 실시하였다. 즉, MGIT에서 양성반응이 확인되면, 이중 실린지 필터가 장착된 결핵균 배양용 튜브에서의 배양도 멈추고 샘플링을 실시하였으며, 분비된 결핵균 특이항원을 자기영동 면역분석법으로 분석하였다. 이때 상기 샘플링한 배양 여과액은 결핵균이 포함되지 않고, 결핵항원이 포함된 것을 특징으로 한다. In another embodiment of the present invention, a diagnostic test for tuberculosis was conducted using a sample of sputum specimens from a clinical patient received from Chungnam National University Hospital. Since the time point at which the sample shows positive is different, the MGIT that has been used in commercial use is co-cultured. That is, when the positive reaction was confirmed in MGIT, the culture was stopped and sampling was performed in a tuberculosis culture tube equipped with a double syringe filter, and the secreted TB specific antigen was analyzed by magnetophoretic immunoassay. At this time, the sampled culture filtrate contains no tubercle bacillus and includes tuberculous antigen.

먼저 배양 여과액을 희석하여 결핵균 분비항원에 대한 항체가 결합되어 있는 자기 마이크로프로브와 반응시킨 후, 상기 항체가 결합되어 있는 금 나노프로브와 반응하도록 첨가하여 샌드위치 구조의 나노복합체를 형성하였다. 반응용기 바닥에 자석을 대어 나노복합체를 분리한 후, 흡광도 측정하였다. 흡광도 측정은 복합체를 형성하지 않은 금 나노프로브를 측정한 것이며, 10개의 검체를 분석한 결과, 민감도 80%, 특이도 100%를 나타내었다. First, the culture filtrate was diluted to react with a magnetic microprobe having an antibody binding to the Mycobacterium tuberculosis secretion antigen, and then reacted with the gold nanoprobe to which the antibody was bound to form a nanocomposite with a sandwich structure. The magnet was placed on the bottom of the reaction vessel to separate the nanocomposite and the absorbance was measured. Absorbance was determined by measuring gold nanoprobe without complex. Ten specimens were analyzed for sensitivity and specificity of 80% and 100%, respectively.

이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It will be apparent to those skilled in the art that these embodiments are merely illustrative of the present invention and that the scope of the present invention is not limited to these embodiments.

실시예Example 1: 이중 실린지 필터가 장착된 결핵균 배양용 튜브 제작 1: Tubing culture tube equipped with double syringe filter

결핵균 배양을 위한 50㎖ 및 15㎖ 일회용 이중 실린지 필터가 장착된 결핵균 배양용 튜브(Artificial filter cap tube, AFT)를 제작하였다. 배양 튜브는 상용화된 부품을 그대로 사용하였고, 캡만 신규로 디자인하여 제작하였다(도 1). An artificial filter cap tube (AFT) equipped with a 50 ml and 15 ml disposable double syringe filter for culturing mycobacteria was prepared. The culture tubes were used as commercialized parts, and only the cap was newly designed and manufactured (FIG. 1).

제작된 배양 튜브는 샘플링시 결핵균의 분비된 항원만을 수득하기 위한 상등액을 얻고자 결핵균 제거를 위한 실린지 필터만 교환해 주면 반복적으로 샘플링이 가능하도록 설계 및 제작하였다.
In order to obtain the supernatant to obtain only the secreted antigen of the Mycobacterium tuberculosis at the time of sampling, the prepared culture tube was designed and manufactured so that it can be repeatedly sampled by exchanging only the syringe filter for removing the M. tuberculosis.

1­1: 50㎖ 튜브 제작11: Production of 50 ml tube

도 1에 나타난 바와 같이, 배양 튜브와 실린지 필터(syringe filter)사이에 밀봉 부분을 추가하여 누수성을 개선하였고(도 2), 실린지 필터를 배양 튜브캡이 지지할 수 있도록 "A"표시 리브를 3개소 추가하였다. 또한 실린지 필터의 외경(30.3mm)은 배양 튜브캡 나사의 골지름(292.66mm)보다 크기 때문에, 나사부를 강제 압입으로 통과하여, 배양 튜브캡의 실린지필터 조립부("B"로 표시)는 실린지필터 외경과 같게하여 억지로 끼워맞춤 상태를 유지하였다(도 3).
As shown in Fig. 1, a sealing portion was added between the culture tube and the syringe filter to improve the leakage (Fig. 2), and the syringe filter was marked with "A" Three ribs were added. Since the outer diameter (30.3 mm) of the syringe filter is larger than the bore diameter (292.66 mm) of the culture tube cap screw, the screw portion is forced through the press-fitting and the syringe filter assembly (labeled "B" Was made to be equal to the outer diameter of the syringe filter, thereby maintaining the fit state (Fig. 3).

1­2: 15㎖ 튜브 제작12: Production of 15 ml tube

15㎖ 배양 튜브를 사용하였으며, 튜브캡 나사의 골지름(17.3mm)과 실린지 필터의 외경이 다른 것(17.1mm)을 제외하고는 실시예 1­1과 동일하게 실시하여 15㎖ 튜브를 제작하였다.
A 15 ml tube was prepared in the same manner as in Example 11 except that a 15 ml culture tube was used and the bore diameter (17.3 mm) of the tube cap screw and the outer diameter of the syringe filter (17.1 mm) were different.

실시예Example 2: 결핵균 항원  2: Mycobacterium tuberculosis antigen CFPCFP ­10의 Ten 재조합단백질Recombinant protein 생산과 정제 Production and refining

재조합 항원 CFP­10을 생산하기 위하여, M. tuberculosis의 유전체 DNA를 주형으로 하여, CFP­10­F'(서열번호 1) 및 과 CFP­10­R'(서열번호 2)를 이용하여 PCR반응을 수행하여 유전자를 증폭시켰다(Shin et al., Clin . Vaccine Immunol., 15:1788, 2008):In order to produce the recombinant antigen CFP10, the gene was amplified by performing PCR using CFP10F '(SEQ ID NO: 1) and CFP10R' (SEQ ID NO: 2) using the genomic DNA of M. tuberculosis as a template (Shin et al ., Clin . Vaccine Immunol ., 15: 1788, 2008):

[서열번호 1] CFP­10­F­5'­GGCCGGGGATCCATGGCAGAGATGAAGACCG­3' BamHI[SEQ ID NO: 1] CFP10F5'GGCCGG GGATCC ATGGCAGAGATGAAGACCG3 'BamHI

[서열번호 2] CFP­10­R'­5'­GGCCGGGAATTCGAAGCCCATTTGCGAGGAC­3' EcoRI[SEQ ID NO: 2] CFP10R'5'GGCCGG GAATTC GAAGCCCATTTGCGAGGAC3 'EcoRI

(밑줄 친 부분은 제한효소 부위를 나타낸다).(The underlined part represents the restriction enzyme site).

증폭한 PCR 산물은 제한효소 BamHI과 EcoRI을 이용하여 절단하고 pET28a(노바젠, Gibbstown, 미국)의 BamHI/EcoRI 위치에 삽입하였다. 재조합 플라스미드는 Escherichia coli BL21(DE3)에 형질전환시킨 후, 37℃에서 OD600값이 0.4 내지 0.5가 되는 시점에서 최종농도 1mM이 되도록 이소프로필­β­D­티오갈락토피라노시드(isopropyl­β­D­thiogalactopyranoside, IPTG)를 첨가하여 과발현을 유도하였다. 배양액을 원심분리하여 배양된 대장균 세포를 모으고 20mM Tris­HCl 버퍼(pH 8.0, 0.5M NaCl, 20mM 이미다졸(imidazole) 및 1mM 페닐메틸설포닐 플루오라이드(phenylmethylsulfonyl fluoride, PMSF)로 현탁시켰다. 그 후, 음파처리하여 세포를 파쇄하고 니켈­NTA(nickel­nitrilotriacetic acid, Ni­NTA) 아가로스 크로마토그래피법(인비트로젠, Carlsbad, 미국)으로 정제하였다.
The amplified PCR product was digested with restriction enzymes BamHI and EcoRI and inserted into the BamHI / EcoRI site of pET28a (Novagen, Gibbstown, USA). The recombinant plasmid was transformed into Escherichia coli BL21 (DE3), and isopropyl beta Dthiogalactopyranoside (IPTG) was added at 37 ° C to a final concentration of 1 mM at an OD 600 value of 0.4-0.5. Induced overexpression. The cultured Escherichia coli cells were collected by centrifugation and suspended in 20 mM TrisHCl buffer (pH 8.0, 0.5 M NaCl, 20 mM imidazole and 1 mM phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF) And the cells were disrupted and purified by nickel NTA (NiNTA) agarose chromatography (Invitrogen, Carlsbad, USA).

실시예Example 3:  3: CFPCFP ­10 항원에 대한 항체 선별 및 생산10 Antigen Selection and Production

3­1: 항체 스크리닝31: Antibody screening

CFP­10 항원에 대한 파지 항체는 인간항체­파지 라이브러리를 이용하여 선별하였다(Hong et al., Sens . Actuat . B­Chem ., 156:271, 2011). 면역튜브(Immunotube)에 10㎍/㎖의 농도의 CFP­10 항원을 2㎖을 코팅하였고, 코팅된 항원에 라이브러리를 반응시켜 초기 결합 파지를 선별하는 바이오패닝(Biopanning)에서 투여된 라이브러리 내 파지의 총수는 약 2×1013CFU로 사용하였다. 비특이적 파지의 제거를 위해 10회의 세척과정 후에 남아있는 파지를 XL­1Blue 대장균주에 감염시켜 파지를 증폭한 후 1차 sub­라이브러리를 얻었으며, sub­라이브러리를 이용한 항원­파지 반응 및 검색 과정을 총 3회 실시하였다.The phage antibody against the CFP10 antigen was selected using a human antibody phage library (Hong et al ., Sens . Actuat . B Chem, 156:. 271, 2011). The total number of phages in the library administered in Biopanning, in which 2 ml of a CFP10 antigen at a concentration of 10 占 퐂 / ml was coated on an immunotube and the library was reacted with the coated antigen to select the initial binding phage, And about 2 x 10 < 13 > CFU. To remove nonspecific phage, the remaining phage were infected into XL1Blue Escherichia coli after 10 washing steps. The phage was amplified and the primary sub-library was obtained. .

파지 항체(polyclones)가 CFP­10 항원을 인식하는지 여부를 확인하기 위하여 CFP­10 항원 또는 anti­myc 항체를 코팅한 플레이트(plate)에 제조된 파지를 반응시키고 ELISA 분석을 실시하였다(도 5). 가해진 파지항체의 수를 나타내는 myc 분석치는 유사하게 나타나고 있고, 이 파지항체들이 CFP­10에 대하여 보이는 결합력은 3회 패닝(panning)과정 동안 급격히 증가함을 알 수 있었으며, 3차 패닝(panning)에서 높은 결합력을 보이는 것을 확인하였다(도 4). To determine whether polyclones recognize the CFP10 antigen, the phage prepared on a plate coated with CFP10 antigen or antimyc antibody was reacted and ELISA analysis was performed (FIG. 5). The myc analysis value showing the number of applied phage antibodies was similar, and the binding force of these phage antibodies to CFP10 was found to increase sharply during the panning of 3 times. In the 3rd panning, (Fig. 4).

96개의 단일클론을 선택하여 분석한 결과 높은 비율로 CFP­10에 결합하는 항체들을 확인하였으며, 이중 시그널이 강한 모노파지(monophage) 65종의 서열을 분석하였고, 각 모노파지(monophage)의 항원인식부위의 서열을 분석하고 항원과의 결합력을 분석하여 최종적으로 2종의 항체를 선별 및 서열을 분석하였다. The 96 monoclonal clones were selected and analyzed to identify antibodies that bind to CFP10 at a high rate. Sixty monophage sequences with strong signal were analyzed, and the monophage antigen recognition site of each monophage The sequence was analyzed and the binding force with the antigen was analyzed. Finally, two kinds of antibodies were selected and sequenced.

그 결과, 선별된 CFP­10에 대한 항체는 CFP­10[G2]_HC와 (서열번호 3)의 아미노산 서열로 표시되는 중쇄와 CFP­10[G2]_LC(서열번호 4)의 아미노산 서열로 표시되는 중쇄로 구성되는 항체(도 6의 (a)) 및 CFP­10[G3]_HC(서열번호 5)의 아미노산 서열로 표시되는 중쇄와 CFP­10[G3]_LC(서열번호 6)의 아미노산 서열로 표시되는 중쇄로 구성되는 항체(도 6의 (b))인 것을 확인하였다. 또한, 상기 중쇄 CFP­10[G2]_HC(서열번호 3)의 가변부위는 서열번호 7의 아미노산 서열로 구성된 CDR1 부위, 서열번호 8의 아미노산 서열로 구성된 CDR2 부위, 서열번호 9의 아미노산 서열로 구성된 CDR3 부위를 포함하고, 상기 경쇄 CFP-10[G2]_LC(서열번호 4)의 가변부위는 서열번호 10의 아미노산 서열로 구성된 CDR1 부위, 서열번호 11의 아미노산 서열로 구성된 CDR2 부위, 서열번호 12의 아미노산 서열로 구성된 CDR3 부위를 포함하고, 상기 중괘 CFP-10[G3]_HC(서열번호 5)의 가변부위는 서열번호 13의 아미노산 서열로 구성된 CDR1 부위, 서열번호 14의 아미노산 서열로 구성된 CDR2 부위, 서열번호 15의 아미노산 서열로 구성된 CDR3 부위를 포함하고 상기 경쇄 CFP-10[G3])_LC(서열번호 6)의 가변부위는 서열번호 16의 아미노산 서열로 구성된 CDR1 부위, 서열번호 17의 아미노산 서열로 구성된 CDR2 부위, 서열번호 18의 아미노산 서열로 구성된 CDR3 부위를 포함하는 것으로 분석하였다(도 6).
As a result, the antibody against the selected CFP10 contained an antibody consisting of the heavy chain represented by the amino acid sequence of CFP10 [G2] _HC and (SEQ ID NO: 3) and the heavy chain represented by the amino acid sequence of CFP10 [G2] _LC An antibody consisting of the heavy chain represented by the amino acid sequence of CFP10 [G3] _HC (SEQ ID NO: 5) and the heavy chain represented by the amino acid sequence of CFP10 [G3] _LC (SEQ ID NO: 6) 6 (b)). The variable region of the heavy chain CFP10 [G2] _HC (SEQ ID NO: 3) comprises a CDR1 region consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7, a CDR2 region consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8, a CDR3 region consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: Wherein the variable region of the light chain CFP-10 [G2] _LC (SEQ ID NO: 4) comprises a CDR1 region consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10, a CDR2 region consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 11, The variable region of the heavy CFP-10 [G3] _HC (SEQ ID NO: 5) comprises a CDR1 region consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13, a CDR2 region consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 14, The variable region of the light chain CFP-10 [G3]) _ LC (SEQ ID NO: 6) comprises a CDR1 region consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 16, a CDR1 region consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: The CDR2 region of SEQ ID NO was analyzed as comprising a CDR3 region consisting of the amino acid sequence of the 18 (Figure 6).

3­2: 항원­항체 반응 테스트 32: Antigen antibody reaction test

항원 검출능력은 샌드위치(sandwich) ELISA로 분석하였다. anti­CFP­10 항체는 2000배로 코팅버퍼(coating buffer)에 희석하여 ELISA 플레이트에 부착하였고, 블러킹(blocking)한 후, 해당 항원을 첨가하여 반응을 유도하였다. 검출항체는 충남대학교 의과대학에서 생산한 rabbit anti­CFP­10 항체를 사용하였고, anti­CFP­10 항체를 포획 항체(capture antibody)로 사용할 때 더 낮은 농도를 검출할 수 있음을 확인하였다(도 7).
Antigen detection ability was analyzed by sandwich ELISA. The antiCFP10 antibody was diluted 2,000 times in a coating buffer and attached to an ELISA plate. After blocking, the antigen was added to induce the reaction. The detection antibody was rabbit antiCFP10 antibody produced by Chungnam National University Medical School and it was confirmed that lower concentration could be detected when antiCFP10 antibody was used as a capture antibody (FIG. 7).

3­3: 실제 샘플을 이용한 항원­항체 반응 테스트33: Antigen antibody reaction test using actual sample

개발한 항체의 특이성을 측정하기 위해서 BCG, M. avium complex 를 비롯한 Mycobacteria의 배양액에 존재하는 항원을 검출한 결과, 표 1에 나타낸 바와 같이 결핵균 배양액에서만 CFP­10 항원이 특이적으로 검출된 것을 확인하였다.
In order to measure the specificity of the developed antibodies, the antigens present in the culture medium of Mycobacteria including BCG and M. avium complex were detected. As shown in Table 1, it was confirmed that CFP10 antigen was specifically detected only in the culture medium of Mycobacterium tuberculosis.

Figure 112014024862012-pat00001
Figure 112014024862012-pat00001

실시예Example 4: 금  4: Gold 나노프로브Nano probe 제조 및 자기  Manufacturing and Self 마이크로프로브Micro probe 제조 Produce

4­1: 금 41: Gold 나노프로브Nano probe 제조 Produce

파이토 케미칼(phytochemicals)을 환원제로 이용한 상온합성법으로 직경 25nm의 금 나노입자를 제조하였다(특허출원번호: 10­2009­0104313, J.W Lee et al., J. Mater . Chem., 21:13316, 2011). 사염화금산(HAuCl4·3H2O, 1mM)을 증류수 20㎖에 녹여 염화금산 용액을 제조하고, 0.01M의 갈산용액(Gallic acid)에 이소플라본(Isoflavon) 10㎎을 녹인 파이토 케미칼 혼합용액을 제조하였다. 상기 염화금산 용액을 교반하면서, 파이토 케미칼 혼합용액 300㎕를 첨가하여 2시간 동안 교반하여 금 나노입자를 제작하였다. Gold nanoparticles having a diameter of 25 nm were prepared by room temperature synthesis using phytochemicals as a reducing agent (Patent Application No. 1020090104313, JW Lee et al. , J. Mater . Chem ., 21: 13316, 2011). A phyto-chemical mixed solution was prepared by dissolving chloroauric acid (HAuCl 4 .3H 2 O, 1 mM) in 20 ml of distilled water to prepare a chloroauric acid solution and dissolving 10 mg of isoflavone in a 0.01 M gallic acid solution Respectively. While stirring the chloroauric acid solution, 300 μl of a phytochemical mixed solution was added and stirred for 2 hours to prepare gold nanoparticles.

상기 금 나노입자 용액 7.5㎖에 금 결합성 단백질(Gold Binding Protein, GBP)이 결합된 상기 CFP­10[G2] 항체(32㎍/㎖) 100㎕를 넣고 혼합한 후, 37℃에서 100rpm으로 30분간 부드럽게 교반하여 항체가 코팅된 금 나노입자를 제조하였다. 뭉침현상 및 비특이적 흡착을 막기 위하여 BSA용액(1㎎/㎖) 700㎕을 섞어준 후, 다시 37℃에서 100rpm으로 1시간 동안 교반하였다.
100 μl of the above CFP10 [G2] antibody (32 μg / ml), to which gold binding protein (GBP) was bound, was added to 7.5 ml of the gold nanoparticle solution, and the mixture was mixed at 37 ° C. and 100 rpm for 30 minutes Followed by stirring to prepare gold nanoparticles coated with the antibody. To prevent aggregation and nonspecific adsorption, 700 B of BSA solution (1 mg / ml) was mixed and then stirred at 37 캜 for 1 hour at 100 rpm.

4­2: 자기 42: Self 마이크로프로브Micro probe 제조 Produce

금 결합성 단백질(gold binding protein)이 결합된 항체를 마이크로 비드의 표면에 코팅하기 위하여 자기 마이크로프로브의 표면에 금 클러스터 입자를 붙였다. 마이크로 비드(인비트로젠, Carlsbad, 미국) 300㎕(10㎎/㎖)를 자기 분리시켜 반응 용기의 벽에 모으고, 같은 부피의 0.01M PBS 완충액(pH 7.4)으로 세척해주는 과정을 3회 반복하였다. 세척한 비드에 실시예 2에서 제작한 파이토 케미칼 혼합용액 300㎕를 넣고, 20분간 초음파처리한 후, 1.27mM의 염화금산 용액 2㎖을 첨가하고, 다시 20분간 초음파 처리하였고, 3회의 세척과정을 끝으로 금 클러스터(cluster)가 붙은 자기 마이크로 비드를 제작하였다. 상기 마이크로 비드는 1㎖의 PBS용액에 재현탁 시키고, 금 결합성 단백질(Gold Binding Protein, GBP)이 결합된 상기 anti­CFP­10[G3]항체(0.255㎎/㎖) 100㎕를 넣고 혼합한 후, 37℃에서 100rpm으로 부드럽게 교반하켰다. 마이크로 비드의 표면에 붙은 금 클러스터에 고정화되지 않은 항체를 제거하기 위하여, 3회 세척하였고, 비특이적 흡착을 방지하기 위하여 BSA용액(1㎎/㎖) 1㎖을 첨가하였다. 다시 3회 세척하여 BSA를 제거한 후, 8㎖의 PBS용액에 재분산하였다.
Gold cluster particles were attached to the surface of the magnetic microprobe to coat the surface of the microbeads with the antibody bound to the gold binding protein. 300 μl (10 mg / ml) of microbeads (Invitrogen, Carlsbad, USA) was self-separated and collected on the wall of the reaction vessel and washed with the same volume of 0.01 M PBS buffer (pH 7.4) . 300 쨉 l of the phytochemical mixed solution prepared in Example 2 was added to the washed beads and ultrasonicated for 20 minutes. Then, 2 ml of 1.27 mM chloroauric acid solution was added, ultrasonicated again for 20 minutes, and washed three times Finally, magnetic microbeads with gold clusters were fabricated. The microbeads were resuspended in 1 ml of PBS and 100 쨉 l of the antiCFP10 [G3] antibody (0.255 mg / ml) bound with Gold Binding Protein (GBP) was added and mixed. Lt; / RTI > at 100 rpm. To remove antibodies that were not immobilized on gold clusters attached to the surface of microbeads, they were washed three times and 1 ml of BSA solution (1 mg / ml) was added to prevent nonspecific adsorption. BSA was again removed by washing three times, and then redispersed in 8 ml of PBS solution.

실시예Example 5. 나노­바이오센서를 이용한  5. Using nanobiosensors 자기영동Magnetic migration 면역반응과 이를 이용한  Immune response and its use CFPCFP ­10 항원의 검출10 Antigen detection

실시예 4­2에서 제작한 자기 마이크로프로브(0.375㎎/㎖, 2.62~4.50×108비드/㎖) 500㎕와 결핵균 배양 희석액 150㎕(배양액: PBS용액을 1:2로 희석한 것)를 반응용기에 넣은 후, 실시예 4-1에서 제작한 금 나노프로브(~4.25×1011입자/㎖) 500㎕를 첨가하고 37℃에서 1시간 동안 천천히 교반하였다. 500 μl of the magnetic microprobe (0.375 mg / ml, 2.62 to 4.50 × 10 8 beads / ml) prepared in Example 42 and 150 μl of the culture solution of Mycobacterium tuberculosis (diluted with PBS: 1: 2) , 500 쨉 l of gold nano-probe (~ 4.25 × 10 11 particles / ml) prepared in Example 4-1 was added, and the mixture was slowly stirred at 37 ° C for 1 hour.

반응용기 내에서는 면역반응에 의해 하나의 자기 마이크로프로브에 다수의 CFP­10 표적항원과 금 나노프로브가 샌드위치 구조로 결합한 나노복합체가 형성되며, 나노복합체의 수는 넣어준 CFP­10 항원의 정량에 비례하게 된다. 반응용기 바닥에 자석을 대어 형성된 나노복합체(금 나노프로브­CFP­10 항원­자기 마이크로프로브)를 분리하였고, 남아있는 금 나노프로브를 자외선­가시광선 분광기(UV­vis spectrometor)를 이용하여 흡광도를 측정하여 농도를 분석하였다(도 8).
In the reaction vessel, a nanocomposite is formed in which a plurality of CFP10 target antigens and gold nanoprobe are bonded in a sandwich structure to one magnetic microprobe by an immune reaction, and the number of nanocomposites is proportional to the quantification of the incorporated CFP10 antigen. The nanocomposite (gold nanoprobe CFP10 antigen magnetic microprobe) formed by putting a magnet on the bottom of the reaction vessel was separated, and the concentration of the remaining gold nanoprobe was measured by measuring the absorbance using an ultraviolet visible spectrophotometer (UVvis spectrometer) 8).

실시예Example 6. 이중 실린지 필터가 장착된 결핵균 배양용 튜브( 6. Tuber culture tube with double syringe filter ( ArtificialArtificial filterfilter capcap tube)와  tube) and 자기영동Magnetic migration 면역분석법을 이용한 결핵진단테스트 Tuberculosis diagnostic test using immunoassay

결핵진단테스트를 위하여 임상환자의 객담 검체 샘플을 MGIT(Mycobacterium growth indicator tube) 및 실시예 1에서 제작한 이중 실린지 필터가 장착된 결핵균 배양용 튜브(Artificial filter cap tube, AFT)에 동시 배양하였다. 이때, MGIT 배양기의 결과는 각 샘플이 양성을 나타내는 시기가 다르기 때문에 그 시기를 지정해 주기 위함이다. 즉, MGIT에서 양성반응이 확인되면, AFT 배양기의 샘플도 배양을 멈추고 샘플링을 하였고, 배양액 내 균들이 잘 배양되어 분비한 결핵균 특이항원 CFP­10을 자기영동 면역분석법으로 분석하였다. Samples of sputum specimens from clinical patients were co-cultured in a Mycobacterium growth indicator tube (MGIT) and an artificial filter cap tube (AFT) equipped with a double syringe filter prepared in Example 1 for the diagnosis of tuberculosis. At this time, the result of the MGIT incubator is for specifying the timing of each sample because the time at which each sample is positive is different. In other words, when a positive reaction was confirmed in MGIT, samples of AFT incubator were stopped and sampled, and the mycobacterial antigen CFP10, which was well cultured and secreted in the culture medium, was analyzed by magnetophoretic immunoassay.

객담 검체의 전처리는 4% NaOH를 객담의 2­3배 부피로 첨가 후 점성이 사라질때까지 볼텍싱하였고, 멸균된 PBS로 세척 후 원심분리(4,000rpm, 4℃, 20분)하여 수득한 펠렛(pellet)을 PBS로 재 희석시키는 방법으로 진행하였다. Pretreatment of sputum specimens was performed by vortexing 4% NaOH to 23 times the volume of sputum and then vortexing until the viscosity disappeared. After washing with sterilized PBS, centrifugation (4,000 rpm, 4 ° C, 20 minutes) pellet) was resuspended in PBS.

액체 배양 검사는 MGIT 960 system을 이용하여 진행하였으며, MGIT에 7H9 브로스(broth) 7㎖과 MGIT 보충물, PANTA 혼합물 800㎕를 첨가하고, 객담 전처리 샘플을 500㎕접종하여 배양을 하였다. AFT에서의 배양은 MGIT로부터 브로스 배지(broth media)를 AFT에 옮겨담고, MGIT 보충물과 PANTA 혼합물 800㎕를 첨가한 후 객담 전처리 샘플 및 대조군(멸균된 PBS 1X)을 각 500㎕씩 접종하여 진행하였다. 그 후, 샘플을 취하여 필터를 이용해 배양 여과액을 얻은 후 자기영동 면역분석법으로 진단하였고, 그 결과 MGIT 양성 판독 결과와 비교하였다. Liquid culture was performed using MGIT 960 system. 7 mL of 7H9 broth, MGIT supplement and 800 μL of PANTA mixture were added to MGIT, and 500 μl of sputum pretreated sample was inoculated. The AFT culture was carried out by transferring broth media from AIT to AFT, adding 800 μl of MGIT supplement and PANTA mixture, and then inoculating 500 μl of sputum pretreated sample and control (sterilized PBS 1X) Respectively. After that, samples were taken and filtered to obtain culture filtrate, which was then diagnosed by magnetophoretic immunoassay, and compared with MGIT positive readings.

10개의 검체를 배양하였으며, 검체는 5개의 결핵균(Mycobacterium Tuberculosis, Mtb) 및 5개의 비결핵 항산균(Non­Tuberculosis Mycobacteria, NTM) 판정샘플로 구성하였다. 표 2과 도 9에 나타난 바와 같이, 10개의 임상 검체를 통한 비교 분석에서 자기영동 면역분석법에 대한 진단은 민감도 80%, 특이도 100%를 나타내었다.
Ten specimens were cultured. The specimens consisted of 5 Mycobacterium tuberculosis (Mtb) and 5 Non-Tuberculosis Mycobacteria (NTM) determination samples. As shown in Table 2 and FIG. 9, in the comparative analysis using 10 clinical samples, the diagnosis of the magnetic resonance immunoassay showed a sensitivity of 80% and a specificity of 100%.

Figure 112014024862012-pat00002
Figure 112014024862012-pat00002

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be obvious. It is therefore intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto and their equivalents.

<110> ChungNam University Industry academic cooperation foundation Chung-Ang University Industry academic cooperation foundation PuSan University Industry academic cooperation foundation <120> Nano biosensor bound with antibody against Mycobacterium tuberculosis specific antigen and Method for Detecting Mycobacterium tuberculosis Using the Same <130> P14-B056 <160> 6 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 31 <212> DNA <213> CFP-10-F' <400> 1 ggccggggat ccatggcaga gatgaagacc g 31 <210> 2 <211> 31 <212> DNA <213> CFP-10-R' <400> 2 ggccgggaat tcgaagccca tttgcgagga c 31 <210> 3 <211> 114 <212> PRT <213> CFP-10[G2]_HC <400> 3 Gln Leu Val Gln Ser Gly Gly Asp Leu Ile Lys Pro Gly Ser Ser Leu 1 5 10 15 Lys Leu Ser Cys Val Thr Ser Gly Phe Pro Phe Asp Asp Phe Ala Met 20 25 30 His Trp Val Arg Gln Ala Pro Gly Lys Gly Leu Glu Trp Val Ser Gly 35 40 45 Ile Thr Cys Leu Ser Gly Thr Ile Ser Tyr Ala Asp Ser Ala Lys Gly 50 55 60 His Phe Pro Leu Ser Arg Asn Asn Pro Gln Asn Ser Leu Ser Leu Glu 65 70 75 80 Met Lys Thr Arg Lys Pro Lys Asn Thr Ala Val Asn Tyr Gly Ala Lys 85 90 95 Ser Phe Tyr Gly Leu Asp Val Trp Gly Asp Gly Thr Thr Val Ser Val 100 105 110 Ser Ala <210> 4 <211> 101 <212> PRT <213> CFP-10[G2]_LC <400> 4 Gln Ser Val Leu Thr Gln Pro Pro Ser Ala Ser Gly Thr Pro Gly Gln 1 5 10 15 Arg Val Thr Ile Ser Cys Ser Gly Ser Tyr Ser Asn Ile Gly Thr Asn 20 25 30 Tyr Val Tyr Cys Tyr His Gln Leu Pro Gly Thr Ala Pro Asn Leu Ser 35 40 45 Ser Lys Arg Ile Leu Ser Gly Pro Gln Cys His Asp Arg Phe Ser Gly 50 55 60 Ser Ser Leu His Ser Ala Ser Leu Pro Ser Val Thr Pro Val Glu Asp 65 70 75 80 Glu Val Ile Ile Phe Val Pro His Gly Met Lys Ser Leu Asn Ala Tyr 85 90 95 Phe Arg Gly Gly Thr 100 <210> 5 <211> 117 <212> PRT <213> CFP-10[G3]_HC <400> 5 Gln Val Gln Leu Val Gln Ser Gly Gly Gly Leu Val Lys Pro Gly Gly 1 5 10 15 Ser Leu Arg Leu Ser Cys Ala Ala Ser Gly Phe Thr Phe Asn Asn Tyr 20 25 30 Gly Met His Trp Val Arg Gln Ala Pro Gly Lys Gly Leu Glu Trp Met 35 40 45 Ala Phe Ile Trp Phe Asp Gly Ser Asn Lys Phe Tyr Ala Asp Ser Val 50 55 60 Lys Gly Arg Phe Thr Val Ser Arg Asp Asn Ser Lys Asn Thr Leu Phe 65 70 75 80 Leu Gln Met Asn Ser Leu Arg Ala Glu Asp Thr Ala Val Tyr Tyr Cys 85 90 95 Ala Arg Met Gly Ile Ala Asp Gly Met Asp Val Trp Gly Gln Gly Thr 100 105 110 Thr Val Thr Val Ser 115 <210> 6 <211> 97 <212> PRT <213> CFP-10[G3]_LC <400> 6 Leu Thr His Leu Pro Ser Thr Ser Gly Thr Pro Glu Gln Arg Val Ile 1 5 10 15 Met Ser Cys Ser Gly Ser Ala Pro Asp Arg Ile Tyr Thr Val Asn Trp 20 25 30 Tyr Leu Arg Ser Arg Thr Gly Pro Leu Thr Pro His Leu Ser Asn Asn 35 40 45 Gln Arg Pro Ser Gly Val Pro Asp Arg Phe Ser Gly Ser Lys Ser Gly 50 55 60 Thr Ser Ala Ser Leu Ala Ile Ser Gly Leu Gln Ser Glu Asp Glu Ala 65 70 75 80 Asp Tyr Tyr Cys Ala Ala Trp Asp Asp Ser Leu Asn Gly Phe Gly Gln 85 90 95 Gly <110> ChungNam University Industry academic cooperation foundation          Chung-Ang University          PuSan University Industry academic cooperation foundation <120> Nano biosensor bound with antibody against Mycobacterium          tuberculosis specific antigen and Method for Detecting          Mycobacterium tuberculosis Using the Same &Lt; 130 > P14-B056 <160> 6 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 31 <212> DNA &Lt; 213 > CFP-10-F ' <400> 1 ggccggggat ccatggcaga gatgaagacc g 31 <210> 2 <211> 31 <212> DNA <213> CFP-10-R ' <400> 2 ggccgggaat tcgaagccca tttgcgagga c 31 <210> 3 <211> 114 <212> PRT <213> CFP-10 [G2] _HC <400> 3 Gln Leu Val Gln Ser Gly Gly Asp Leu Ile Lys Pro Gly Ser Ser Leu   1 5 10 15 Lys Leu Ser Cys Val Thr Ser Gly Phe Pro Phe Asp Asp Phe Ala Met              20 25 30 His Trp Val Arg Gln Ala Pro Gly Lys Gly Leu Glu Trp Val Ser Gly          35 40 45 Ile Thr Cys Leu Ser Gly Thr Ile Ser Tyr Ala Asp Ser Ala Lys Gly      50 55 60 His Phe Pro Leu Ser Arg Asn Asn Pro Gln Asn Ser Leu Ser Leu Glu  65 70 75 80 Met Lys Thr Arg Lys Pro Lys Asn Thr Ala Val Asn Tyr Gly Ala Lys                  85 90 95 Ser Phe Tyr Gly Leu Asp Val Trp Gly Asp Gly Thr Thr Val Ser Val             100 105 110 Ser Ala         <210> 4 <211> 101 <212> PRT <213> CFP-10 [G2] _LC <400> 4 Gln Ser Val Leu Thr Gln Pro Pro Ser Ala Ser Gly Thr Pro Gly Gln   1 5 10 15 Arg Val Thr Ile Ser Cys Ser Gly Ser Tyr Ser Asn Ile Gly Thr Asn              20 25 30 Tyr Val Tyr Cys Tyr His Gln Leu Pro Gly Thr Ala Pro Asn Leu Ser          35 40 45 Ser Lys Arg Ile Leu Ser Gly Pro Gln Cys His Asp Arg Phe Ser Gly      50 55 60 Ser Ser Leu His Ser Ala Ser Leu Pro Ser Val Thr Pro Val Glu Asp  65 70 75 80 Glu Val Ile Ile Phe Val Pro His Gly Met Lys Ser Leu Asn Ala Tyr                  85 90 95 Phe Arg Gly Gly Thr             100 <210> 5 <211> 117 <212> PRT <213> CFP-10 [G3] _HC <400> 5 Gln Val Gln Leu Val Gln Ser Gly Gly Gly Leu Val Lys Pro Gly Gly   1 5 10 15 Ser Leu Arg Leu Ser Cys Ala Ala Ser Gly Phe Thr Phe Asn Asn Tyr              20 25 30 Gly Met His Trp Val Arg Gln Ala Pro Gly Lys Gly Leu Glu Trp Met          35 40 45 Ala Phe Ile Trp Phe Asp Gly Ser Asn Lys Phe Tyr Ala Asp Ser Val      50 55 60 Lys Gly Arg Phe Thr Val Ser Arg Asp Asn Ser Lys Asn Thr Leu Phe  65 70 75 80 Leu Gln Met Asn Ser Leu Arg Ala Glu Asp Thr Ala Val Tyr Tyr Cys                  85 90 95 Ala Arg Met Gly Ile Ala Asp Gly Met Asp Val Trp Gly Gln Gly Thr             100 105 110 Thr Val Thr Val Ser         115 <210> 6 <211> 97 <212> PRT <213> CFP-10 [G3] _LC <400> 6 Leu Thr His Leu Pro Ser Thr Ser Gly Thr Pro Glu Gln Arg Val Ile   1 5 10 15 Met Ser Cys Ser Gly Ser Ala Pro Asp Arg Ile Tyr Thr Val Asn Trp              20 25 30 Tyr Leu Arg Ser Ser Thr Gly Pro Leu Thr Pro His Leu Ser Asn Asn          35 40 45 Gln Arg Pro Ser Gly Val Pro Asp Arg Phe Ser Gly Ser Lys Ser Gly      50 55 60 Thr Ser Ala Ser Leu Ala Ile Ser Gly Leu Gln Ser Glu Asp Glu Ala  65 70 75 80 Asp Tyr Tyr Cys Ala Ala Trp Asp Asp Ser Leu Asn Gly Phe Gly Gln                  85 90 95 Gly    

Claims (10)

다음을 함유하는 결핵균 검출용 나노­바이오센서.
(i) 금속 결합성 단백질이 결합된 결핵균 분비항원에 대한 항체가 고정되어 있는 금속 나노프로브; 및
(ii) 표면에 금 클러스터 입자가 코팅되어 있는 자성 마이크로비드에 금속 결합성 단백질이 결합되어 있고, 상기 항체와 다른 에피토프를 가지는 결핵균 분비항원에 대한 항체가 결합되어 있는 자기 마이크로프로브.
A nano-biosensor for detecting Mycobacterium tuberculosis containing the following.
(i) a metal nanoprobe immobilized with an antibody against a tubercle bacilli secreted antigen to which a metal binding protein is bound; And
(ii) a magnetic microbe probe having a metal binding protein bound to a magnetic microbead having a surface coated with a gold cluster particle, and an antibody against a Mycobacterium tuberculosis secretory antigen having the above epitope and another epitope bound thereto.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 결핵균 유래 항원은 CFP­10인 것을 특징으로 하는 결핵균 검출용 나노­바이오센서.
The nano-biosensor for detecting Mycobacterium tuberculosis according to claim 1, wherein the Mycobacterium tuberculosis-derived antigen is CFP10.
제4항에 있어서, 상기 CFP­10의 항체는 서열번호 3 또는 5로 표시되는 중쇄와 서열번호 4 또는 6으로 표시되는 경쇄를 가지는 것을 특징으로 하는 결핵균 검출용 나노­바이오센서.
5. The nano-biosensor for detecting Mycobacterium tuberculosis according to claim 4, wherein the antibody of the CFP10 has the heavy chain of SEQ ID NO: 3 or 5 and the light chain of SEQ ID NO: 4 or 6. [
제1항에 있어서, 상기 금속은 금, 은, 백금, 구리 및 아연으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 결핵균 검출용 나노­바이오센서.
The nano-biosensor according to claim 1, wherein the metal is selected from the group consisting of gold, silver, platinum, copper and zinc.
삭제delete 다음 단계를 포함하는 결핵균의 검출방법:
(a) 제1항 및 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항의 나노­바이오센서에 결핵균 분비항원이 포함된 배양 여과액을 접촉시켜, 자기 마이크로프로브의 항체­결핵균 항원­금 나노프로브의 항체로 구성된 나노복합체를 형성시키는 단계; 및
(b) 상기 형성된 나노복합체를 자석으로 분리한 다음, 흡광도를 측정하는 단계.
A method for detecting mycobacteria comprising the steps of:
(a) contacting the culture filtrate containing the Mycobacterium tuberculosis-producing antigen with the nano-biosensor of any one of claims 1 and 4 to 6, Forming a complex; And
(b) separating the formed nanocomposite with a magnet, and measuring the absorbance.
제8항에 있어서, 상기 (a)단계의 배양 여과액은 결핵균이 포함되지 않고, 결핵균 분비항원만이 포함된 것을 특징으로 하는 결핵균의 검출방법.
The method for detecting Mycobacterium tuberculosis according to claim 8, wherein the cultured filtrate in step (a) does not contain Mycobacterium tuberculosis but contains only Mycobacterium tuberculosis secretion antigen.
제8항에 있어서, 상기 (b)단계 이후에 결핵균 분비항원의 존재 유무 또는 결핵균 분비항원의 농도를 분석하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 결핵균의 검출방법.
[9] The method of claim 8, further comprising the step of analyzing the presence or absence of the tubercle bacilli secretory antigen or the concentration of the tubercle bacilli antigen after the step (b).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101631054B1 (en) * 2015-12-31 2016-06-16 중앙대학교 산학협력단 Antibody or Antigen Binding Fragment Binding to CFP-10 or Ag85B from Mycobacteria
WO2019125034A1 (en) 2017-12-22 2019-06-27 주식회사 수젠텍 Method for diagnosing tuberculosis

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110124489A (en) * 2010-05-11 2011-11-17 부산대학교 산학협력단 Magnetophoresis nanobiosensor for immunoassays

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110124489A (en) * 2010-05-11 2011-11-17 부산대학교 산학협력단 Magnetophoresis nanobiosensor for immunoassays

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
보건의료기술진흥사업 최종보고서, 결핵항원 특이 항체를 이용한 결핵 조기 진단용 항체 단백질 칩 개발 (2010.4.30.) *
보건의료기술진흥사업 최종보고서, 결핵항원 특이 항체를 이용한 결핵 조기 진단용 항체 단백질 칩 개발 (2010.4.30.)*

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101631054B1 (en) * 2015-12-31 2016-06-16 중앙대학교 산학협력단 Antibody or Antigen Binding Fragment Binding to CFP-10 or Ag85B from Mycobacteria
WO2017116212A1 (en) * 2015-12-31 2017-07-06 중앙대학교 산학협력단 Antibody specifically binding to antigen derived from mycobacteria or antigen-binding fragment thereof
CN109071638A (en) * 2015-12-31 2018-12-21 中央大学校产学协力团 Antibody or its antigen-binding fragment in conjunction with from the antigentic specificity of mycobacteria
WO2019125034A1 (en) 2017-12-22 2019-06-27 주식회사 수젠텍 Method for diagnosing tuberculosis
KR20190076897A (en) 2017-12-22 2019-07-02 주식회사 수젠텍 Method for diagnosis of tuberculosis

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