KR101705179B1

KR101705179B1 - 자가 색상 검출형 암 진단 키트 및 이를 이용하여 암의 진단을 위한 정보를 제공하는 방법

Info

Publication number: KR101705179B1
Application number: KR1020160078644A
Authority: KR
Inventors: 신동진
Original assignee: (주)큐브바이오
Priority date: 2016-06-23
Filing date: 2016-06-23
Publication date: 2017-02-09

Abstract

본 발명은 검체에 존재하는 암 바이오마커 티로신(Tyrosine)의 농도를 검출하는 효소 조성물에 검체와 혼합하여 검체의 색상 변화를 통해 암 및 대사질환의 존재 여부를 진단하며, 검체 색상의 변화를 색상검출센서를 이용하여 자동으로 검출할 수 있도록 한 자가 색상 검출형 암 진단 키트에 관한 것으로, 본 발명에 따른 자가 색상 검출형 암 진단 키트는, 검체가 투입되는 투입구와, 상기 투입구와 연통되는 시료챔버가 형성되어 있는 케이스와; 상기 시료챔버의 일측에 설치되며, 상기 시료챔버의 내측으로 유입된 검체와 혼합되어 검체 내에 존재하는 티로신(L-Tyrosine)을 멜라닌으로 전환시키는 효소 조성물이 수용된 효소저장팩과; 상기 효소저장팩의 효소 조성물을 상기 시료챔버 내측으로 공급하는 효소공급수단과; 상기 시료챔버 내에 효소 조성물이 공급되기 전에 검체의 색상을 촬영하고, 상기 시료챔버 내에 효소 조성물이 공급된 후 검체 및 효소 조성물의 혼합물의 색상을 촬영하여 검출하는 색상검출센서와; 상기 색상검출센서에 의해 검출된 색상 정보를 분석하여 암 또는 질환의 존재를 판단하고, 판단 결과를 외부로 출력하는 정보처리부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자가 색상 검출형 암 진단 키트 및 이를 이용하여 암의 진단을 위한 정보를 제공하는 방법{Self-detectable Diagnostic Kit for Detecting Cancer Existence Using Enzyme Composition And Method for Diagnosing Cancer Existence}

본 발명은 암 및 질환의 존재 여부를 진단하는 키트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 검체에 존재하는 암 바이오마커 티로신(Tyrosine)의 농도를 검출하기 위한 효소 조성물을 일정량의 검체와 혼합하여 검체의 색상 변화를 통해 암 및 대사질환의 존재 여부를 진단하며, 검체 색상의 변화를 색상검출센서를 이용하여 자동으로 검출할 수 있도록 한 자가 색상 검출형 암 진단 키트에 관한 것이다.

암 마커는 악성 종양 세포 자체 내에서 생기거나 또는 암에 대한 정상조직의 반응으로 만들어져 혈액, 소변 또는 조직 내에서 비정상적으로 높은 농도를 나타내는 물질이며, 혈액, 소변 또는 조직 내의 암 마커 농도를 통해 암의 진행과 퇴화를 진단, 스크리닝, 추적할 수 있다.

일반적으로 암 마커의 농도 측정 또는 검출은 혈액을 통해 이루어지고 있으나, 혈액은 일반인이 스스로 채취하기 어렵다는 문제점이 있었다.

이에 채취하기 어려운 혈액, 조직 등의 생체물질이 아닌 입수가 용이한 소변을 이용하여 소변 내에 존재하는 암 바이오마커 농도를 검출함으로써 암을 진단하는 방법에 대한 개발이 이루어져 왔다.

한편, 일반인과 비교해볼 때 암 환자의 경우 소변 내에 존재하는 티로신(Tyrosine)의 농도가 높아 상기 티로신을 암 바이오마커로서 사용할 수 있음이 알려졌다.

한국 등록특허 제10-0033547호는 암환자의 소변중에 공통적으로 존재하는 방향족 아민(Tyrosine)을 검출하여 암을 진단하는 혼합 시약에 관한 것으로서, 상기 혼합 시약은 수은과 니켈, 질산 및 증류수로 구성된 것으로 기재되어 있다.

그러나, 상기 혼합 시약은 수은을 포함하고 있어 환경 및 인체에 막대한 영향을 미치기 때문에 현재 사용 금지되어 있다.

따라서, 채취하기 어려운 생체물질이 아닌 입수가 용이한 소변을 이용함으로써, 소변 내에 존재하는 암 바이오마커 티로신(Tyrosine)의 농도를 친환경적으로 검출하여 암을 진단하기 위한 조성물에 대한 개발이 절실한 실정이다.

또한 한국 등록특허 제10-1323371호에는 면역크로마토그래피(Immunochromatography)법을 이용하여 소변에서 전체 전립선-특이 항원의 양을 키트 상에서 반 정량적으로 측정할 수 있는 전립선암 진단 키트가 개시되어 있다. 이 등록특허의 전립선암 진단 키트는 전립선 표피에서 높은 수준으로 발현되는 세린 단백질 분해 효소인 전립선-특이항원(Prostate specific antigen;PSA)의 항원, 항체 반응에 따른 발색을 통해 육안으로 전립선 암을 진단할 수 있도록 한 것이다.

그러나 상기 등록특허의 전립선암 진단 키트는 전립선 암만 제한적으로 진단할 수 있으며, 전립선 암 이외의 다른 암이 존재하는지는 진단할 수 없는 문제가 있다.

또한 기존에 소변을 비롯한 체액을 채취하고 상기 체액을 별도의 시약에 혼합하여 체액에 존재하는 암 마커로 인한 체액의 색상 변화를 통해 암을 진단하는 방식도 있는데, 이러한 색상 변화를 통해 암을 진단하는 방식의 암 진단 키트는 체액의 색상 변화를 육안으로 관찰하기가 용이하지 않고, 색상 변화를 통해 암 마커의 농도를 정확하게 파악하기 어렵기 때문에 진단의 정확도를 보장할 수 없는 실정이다.

한국 등록특허 제10-0033547호 한국 등록특허 제10-1323371호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 L-티로신(L-Tyrosine)을 유멜라닌(Eumelanin)으로 전환하는데 있어 특성화된 효소들을 포함함으로써 검체 내에 존재하는 티로신의 농도를 친환경적으로 검출하여 암 및 대사질환의 존재 여부를 진단할 수 있는 암 바이오마커 검출용 효소 조성물을 이용하고, 효소 조성물 혼합 이전의 검체의 색상과 효소 조성물 혼합 이후의 검체의 색상 변화를 자동으로 검출하고 이를 비교하여 암 또는 대사 질환의 존재 여부를 정확하게 진단할 수 있도록 하여 가정이나 병원에서도 피검사자가 편리하고 용이하게 검사를 수행할 수 있는 자가 색상 검출형 암 진단 키트 및 이를 이용하여 암의 진단을 위한 정보를 제공하는 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자가 색상 검출형 암 진단 키트는, 검체가 투입되는 투입구와, 상기 투입구와 연통되는 시료챔버가 형성되어 있는 케이스와; 상기 시료챔버의 일측에 설치되며, 상기 시료챔버의 내측으로 유입된 검체와 혼합되어 검체 내에 존재하는 티로신(L-Tyrosine)을 멜라닌으로 전환시키는 효소 조성물이 수용된 효소저장팩과; 상기 효소저장팩의 효소 조성물을 상기 시료챔버 내측으로 공급하는 효소공급수단과; 상기 시료챔버 내에 효소 조성물이 공급되기 전에 검체의 색상을 촬영하고, 상기 시료챔버 내에 효소 조성물이 공급된 후 검체 및 효소 조성물의 혼합물의 색상을 촬영하여 검출하는 색상검출센서와; 상기 색상검출센서에 의해 검출된 색상 정보를 분석하여 암 또는 질환의 존재를 판단하고, 판단 결과를 외부로 출력하는 정보처리부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 검체는 인체에서 유래한 체액들 중의 어느 하나이고, 체액들은 혈액, 소변, 혈청, 혈장, 림프액, 조직액, 분비물을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 것과 같은 본 발명에 따른 암 진단 키트를 이용하여 암의 진단을 위한 정보를 제공하는 방법은,

(a) 케이스의 투입구를 통해 시료챔버 내에 검체를 투입하는 단계;

(b) 상기 색상검출센서가 상기 시료챔버 내의 검체를 촬영하여 색상을 검출하는 단계;

(c) 상기 시료챔버 내로 효소조성물을 공급하는 단계;

(d) 상기 색상검출센서가 상기 시료챔버 내의 검체 및 효소 조성물의 혼합물을 촬영하여 색상을 검출하는 단계;

(e) 상기 (b) 단계에서 검출된 색상 정보와 상기 (d) 단계에서 검출된 색상 정보를 비교하여 질환의 존재 여부를 판단하는 단계;

(f) 판단된 결과를 외부로 통보하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 티로신 검출용 효소 조성물은 L-티로신(L-Tyrosine)을 유멜라닌(Eumelanin)으로 전환하는데 있어 특성화된 효소들을 포함하고 있다. 따라서 케이스에 형성된 투입구를 통해 검체를 일정량만큼 투입하여 효소저장부 내의 효소 조성물에 혼합하면 상기 효소 조성물이 검체 내에 존재하는 암 바이오마커 L-티로신과 반응하여 티로신 농도에 따라 검체 색상이 갈색에서 검정색으로 변색되므로 색상을 검출하여 암 및 대사질환의 발생을 바로 확인할 수 있다.

특히 본 발명의 자가 색상 검출형 암 진단 키트는 효소 조성물이 혼합되기 이전의 검체의 원래 색상과, 효소 조성물을 혼합한 이후에 변화된 검체의 색상을 색상검출센서가 순차적으로 검출하고, 색상 변화 정도를 통해 자동으로 암 또는 대사 질환의 존재 여부를 판단하여 사용자에게 통보하므로 사용자가 육안으로 검체의 색상 변화를 감지할 때보다 더욱 정확하고 편리하게 암 또는 대사 질환의 존재 여부를 진단할 수 있게 된다.

따라서 사용자가 병원과 같은 전문기관이 아닌 가정에서도 용이하게 암 및 대사질환의 발생을 확인할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 암 진단 키트를 나타낸 사시도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 암 진단 키트의 단면도로, 도 2는 검체인 소변을 투입한 직후의 상태를 나타내고, 도 3은 소변을 투입한 이후에 효소조성물의 투입이 이루어진 상태를 나타낸다.
도 4는 도 2의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2의 B 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 암 진단 키트를 구성하는 정보처리부의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 암 진단 키트에 구성된 효소 조성물의 실시예에 의해 생성된 유멜라닌의 색상을 측정하기 위한 대조 색상표이다.
도 8은 본 발명의 암 진단 키트에 구성된 효소 조성물의 실시예와 기존의 효소 조성물에 의해 생성된 멜라닌의 색상을 비교한 사진이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 암 진단 키트의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

이하의 설명에서 반응 물질로 사용되는 효소 조성물로 티로신 검출용 효소 조성물을 일 예로 하고, 사용되는 검체로 소변을 일 예로 설명하였으나, 효소 조성물의 종류 및 검체의 종류를 다르게 할 수 있음은 당연하다.

일 예로, 본 발명에 적용될 수 있는 검체는, 인체에서 유래한 체액들 중의 어느 하나이고, 체액들은 혈액, 소변, 혈청, 혈장, 림프액, 조직액, 분비물 및 기타 체액을 포함할 수 있고, 이들을 포함하는 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 암 진단 키트를 나타낸 것으로, 본 발명의 암 진단 키트는 소변이 투입되는 투입구(11)를 구비한 케이스(10)와, 검체인 소변이 투입되는 투입구(11)와 상기 투입구(11)와 연통되는 시료챔버(12)가 형성되어 있는 케이스(10)와, 상기 시료챔버(12)의 내측으로 유입된 소변와 혼합되어 소변 내에 존재하는 티로신(L-Tyrosine)을 멜라닌으로 전환시키는 효소 조성물(30)이 수용된 효소저장팩(20)과, 상기 효소저장팩(20)의 효소 조성물(30)을 상기 시료챔버(12) 내측으로 공급하는 효소공급수단, 상기 시료챔버(12) 내의 소변 및, 소변과 효소 조성물(30)의 혼합물의 색상을 촬영하여 검출하는 색상검출센서(40), 상기 시료챔버(12)로 백색광을 조사하는 백색광원 및 자외선 광을 조사하는 자외선광원으로 구성된 광원(45), 상기 색상검출센서(40)에 의해 검출된 색상 정보를 분석하여 암 또는 질환의 존재를 판단하고 판단 결과를 외부로 출력하는 정보처리부(60)를 포함한다.

상기 케이스(10)의 일측에는 소변을 투입하기 위한 투입구(11)가 상부면을 관통하게 형성되어 있다. 상기 투입구(11)의 상단부는 소변이 투입구(11) 내측으로 원활히 유도되고 외부로 흘러 나가지 않도록 외주부가 하향 경사진 형태로 형성됨이 바람직하다. 그리고, 상기 케이스(10) 내부로 소변이 주입된 후 외부로 유출되는 것을 방지하기 위하여 투입구(11)의 상단부에는 투입구(11)를 개폐하는 마개(15)가 설치될 수 있다. 상기 마개(15)는 투입구(11)에 꼭 맞게 삽입되어 투입구(11)를 개폐한다. 물론 이 실시예와 다르게 마개(15)를 사용하지 않고 테이프나 공지의 밀봉 기구를 사용하여 투입구(11)를 개폐할 수도 있을 것이다.

상기 케이스(10)의 측면부에는 상기 색상검출센서(40) 및 정보처리부(60)에 의해 진단된 결과를 외부로 출력하는 결과통보부(63)가 구비된다.

상기 케이스(10)의 일측면에는 상기 투입구(11)를 통해 시료챔버 내측으로 투입되는 소변의 양을 사용자가 육안으로 확인할 수 있도록 투명창(13)이 구비될 수 있다. 따라서 사용자가 투명창(13)을 보면서 소변을 정해진 양만큼 투입할 수 있다.

상기 결과통보부(63)는 진단 결과를 다른 색상의 빛으로 알려주는 복수의 LED 로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 암 또는 대사 질환이 있는 것으로 판단되었을 때 붉은 색의 빛을 방출하는 적색 LED(63a), 암 또는 대사 질환이 없는 것으로 판단되었을 때 초록 색의 빛을 방출하는 녹색 LED(63b), 암 또는 대사 질환이 존재할 가능성이 있는 것으로 판단되었을 때 노란 색의 빛을 방출하는 황색 LED(63c) 등을 일렬로 배열하여 구성할 수 있다.

이외에도 결과통보부(63)로서 LCD 표시장치를 적용하거나, 결과를 음성이나 음향으로 출력할 수 있는 스피커 등을 적용할 수도 있을 것이다.

도면으로 나타내지는 않았으나, 상기 케이스(10) 내부에는 상기 색상검출센서(40)와 광원(45) 및 정보처리부(60)를 작동시키기 위한 전원을 공급하는 배터리를 포함한 전원공급부가 설치된다.

상기 효소저장팩(20)은 상기 케이스(10)의 내부에서 상기 시료챔버(12)의 상측에 상하로 이동이 가능하게 설치되며, 상기 효소공급수단을 구성하는 탄성부재(28)에 의해 시료챔버(12)의 상측에 일정 거리 이격된 상태로 지지된다.

상기 효소저장팩(20)은 하부면이 개방된 플라스틱 또는 금속 재질의 통형상으로 이루어져 내부에 상기 효소 조성물(30)이 수용된다. 상기 효소저장팩(20)의 하부면은 얇은 알루미늄 포일(foil)이나 수지로 된 실링필름(20a)에 의해 폐쇄되어, 효소저장팩(20) 내에 효소 조성물(30)이 안전하게 저장된다.

상기 실링필름(20a)은 상기 효소공급수단을 구성하는 작동부재(25)의 가압부(26)에 의해 효소저장팩(20)이 하측으로 가압되어 이동하게 되면, 상기 시료챔버(12) 상부면에 형성된 천공부(21)에 의해 천공되어 효소저장팩(20) 내의 효소 조성물(30)이 천공부(21)를 통해 시료챔버(12) 내측으로 유입될 수 있게 된다.

상기 효소저장팩(20) 내에 저장된 효소 조성물(30)을 시료챔버(12) 내로 공급하기 위한 효소공급수단은, 상기 효소저장팩(20)의 하부면을 이루는 실링필름(20a)을 천공하여 시료챔버(12) 내로 안내하기 위한 천공부(21)와, 상기 효소저장팩(20)을 하측으로 가압하여 천공부(21)에 의한 효소저장팩(20) 하부면의 천공이 이루어지도록 하는 작동부재(25), 상기 작동부재(25)에 외력이 가해지지 않은 상태에서 상기 효소저장팩(20)의 하부면이 천공부(21)와 이격된 상태를 유지하게 하는 탄성부재(28)를 포함한다.

상기 천공부(21)는 상기 시료챔버(12)의 상부면에 상측으로 돌출되게 설치되며 중앙부에는 효소 조성물(30)이 유동하는 유로(22)가 상하방향으로 관통되게 형성된 중공관 구조를 갖는다. 그리고, 천공부(21)의 상단부에는 효소저장팩(20)의 실링필름(20a)을 천공하기 위한 뾰족한 형태의 천공돌기(23)가 구비된다.

상기 작동부재(25)는 케이스(10)의 상단부를 통과하여 케이스(10)에 대해 상하로 슬라이딩 가능하게 설치된다. 상기 작동부재(25)의 일측에는 상기 효소저장팩(20)의 상부면을 하측으로 가압하여 상기 천공부(21)에 의한 효소저장팩(20) 하부면의 천공이 이루어지게 하는 가압부(26)가 측방향으로 연장되게 형성되어 있다. 상기 작동부재(25)는 케이스(10) 내측에 상하방향으로 형성되어 있는 가이드홈(16) 내측에 설치되며, 스프링(27)에 의해 상측으로 탄성력을 받으면서 지지되어 있다.

상기 탄성부재(28)는 시료챔버(12)의 상부면과 효소저장팩(20)의 하부면 사이에 배치되어 시료챔버(12)의 상부면에 대해 상기 효소저장팩(20)에 상측으로 탄성력을 가하면서 지지한다. 상기 탄성부재(28)는 압축코일스프링 등을 적용할 수 있다.

한편, 상기 작동부재(25)가 설치되는 가이드홈(16)의 내측에 상기 색상검출센서(40) 및 광원(45)을 작동시키기 위한 제1스위치(41)와 제2스위치(42)가 상하로 일정 거리 이격되게 설치되고, 상기 작동부재(25)에는 상기 제1스위치(41) 및 제2스위치(42)와 순차적으로 접촉하면서 제1스위치(41) 및 제2스위치(42)를 온(on) 시키는 스위칭버튼(43)이 측방향으로 돌출되게 형성되어 있다. 상기 제1스위치(41) 및 제2스위치(42)는 상기 색상검출센서(40) 및 광원(45)의 작동을 제어하는 제어기(50)와 전기적으로 연결된다.

따라서, 사용자에 의해 작동부재(25)가 하강하게 되면, 상기 스위칭버튼(43)이 먼저 제1스위치(41)가 접촉하게 되면서 색상검출센서(40) 및 광원(45)을 1차 작동시켜 효소 조성물(30)이 혼합되기 이전의 소변 색상을 검출하고, 이후 스위칭버튼(43)이 제2스위치(42)와 접촉하면서 효소 조성물(30)이 혼합된 이후의 소변 색상을 검출한다. 이 때 상기 효소 조성물(30)이 소변과 혼합된 후 충분한 반응이 일어난 후에 색상검출센서(40) 및 광원(45)이 작동하도록 제어기(50)는 상기 스위칭버튼(43)과 제2스위치(42)가 접촉한 후 일정 시간, 예를 들어 1분이 경과한 이후에 색상검출센서(40) 및 광원(45)을 작동시킨다. 이를 위해 상기 제어기(50)는 타이머(timer)를 구비한다.

한편, 상기 시료챔버 내의 효소 조성물(30)의 양과 시료챔버 내로 주입되는 소변의 양은 중량비로 1:1~3:1의 비율인 것이 검사의 정확도 측면에서 바람직하다. 따라서 상기 시료챔버(12) 내측으로 일정량의 소변이 투입되면 더 이상 소변이 투입되지 않도록 하기 위하여, 상기 투입구(11)의 하단부와 시료챔버(12)가 연통되는 입구(14)의 내측 부분에 원반형의 밸브체(71)가 힌지축(72)을 중심으로 회전 가능하게 설치되어 소변이 시료챔버(12)의 일정 수위에 도달하게 되면 밸브체(71)가 회전하여 입구(14)를 폐쇄한다. 상기 밸브체(71)의 끝단부에는 소변에 의해 부유되는 플로터(73)가 설치되어 플로터(73)가 소변에 의해 부유함에 따라 밸브체(71)가 회전하게 된다. 그리고, 상기 플로터(73)의 상부면에는 금속 또는 자석으로 된 결합편(74)이 장착되고, 시료챔버(12)의 입구(14) 부분 주변에 상기 결합편(74)을 자력에 의해 고정하는 자석(75)이 설치된다. 따라서, 밸브체(71)가 시료챔버(12)의 입구(14)를 막게 되면, 상기 플로터(73)의 결합편(74)이 상기 자석(75)에 견고하게 결합되어 밸브체(71)가 시료챔버(12)의 상단 입구(14)를 폐쇄한 상태를 안정적으로 유지할 수 있게 된다.

상기 효소 조성물(30)은 소변 내에 존재하는 암 바이오마커 티로신(L-Tyrosine)을 유멜라닌(Eumelanin)으로 전환시키게 되는데, 소변 내의 티로신 농도가 증가함에 따라 유멜라닌의 양이 증가하여 소변 색상이 갈색에서 검정색으로 변색된다. 따라서 상기 색상검출센서(40)가 효소 조성물(30)과 반응한 소변의 색상을 검출함으로써 티로신 농도를 측정할 수 있게 되어 암 또는 대사 질환의 존재 여부를 알 수 있다.

상기 색상검출센서(40)는 공지의 칼라센서나 이미지센서 등을 적용할 수 있으며, 시료챔버(12) 내의 소변의 색상을 촬영하여 색상을 검출한다. 상기 색상검출센서(40)가 소변의 색상을 높은 정확도로 검출할 수 있도록 하기 위하여 상기 광원(45)은 백색광을 조사하는 백색광원 및 300~380㎚ 파장 대역의 자외선 광을 조사하는 자외선광원이 함께 사용되고, 상기 색상검출센서(40)의 일측에는 소변, 또는 소변과 효소 조성물(30)의 혼합물에서 반사되는 광으로 인한 난반사를 제거하기 위하여 편광필터(46)와, 자외선을 차단하는 자외선 차단필터(47)가 설치된다. 상기 편광필터(46)와 자외선 차단필터(47)는 상기 시료챔버(12)와 상기 광원(45)이 설치된 부분을 분리되게 구획할 수 있다.

상기한 바와 같이 자외선 광을 소변과 효소 조성물(30)의 혼합물에 조사하고, 색상검출센서(40)의 하부에 자외선 차단필터(47)를 사용하여 가시광만 색상검출센서(40)가 촬영하도록 하면, 자외선에 의해 여기(excitation)되어 가시광으로 발광하는 유멜라닌을 관찰할 수 있다. 상기 유멜라닌은 자외선을 흡수하여 색이 짙어지는 특성이 있다. 따라서 광원으로서 자외선 광을 함께 사용하고 자외선 차단필터(47)를 색상검출센서(40)의 바로 하측에 설치하면 소변 내의 유멜라닌 색상을 더욱 명확하게 검출할 수 있게 된다.

상기 정보처리부(60)는, 상기 색상검출센서(40)로부터 신호를 전달받아 색상을 검출하는 색검출부(61)와, 상기 색검출부(61)에서 검출된 색상을 비교하여 질환 여부를 판단하는 판단부(62)와, 상기 판단부(62)에서 판단된 결과를 외부로 출력하는 결과통보부(63)를 포함한다.

상기 색검출부(61) 및/또는 판단부(62)는 상기 제어기(50)에 구성되는 마이크로프로세서에 구성될 수 있다.

상기 결과통보부(63)는 전술한 것과 같이 판단 결과 별로 다른 색상의 빛을 방출하는 복수의 LED(63a, 63b, 63c)로 구성될 수 있다.

이와 같이 구성된 암 진단 키트는 다음과 같이 작동한다.

사용자가 마개(15)를 개방하고, 채집된 소변을 스포이드 또는 주사기형 투입기, 또는 기타 공지의 투입 기구를 이용하여 투입구(11)를 통해 투입한다. 상기 투입구(11)를 통해 투입된 소변은 시료챔버(12)의 일측 상부에 형성된 입구(14)를 통해 시료챔버(12) 내로 주입된다.

이 때, 상기 시료챔버(12) 내로 소변이 공급되어 수위가 증가함에 따라 플로터(73)가 소변에 의해 점차적으로 부유하게 되어 밸브체(71)가 회전하게 되고, 시료챔버(12)의 상부 입구(14) 근처까지 소변이 채워지면 밸브체(71)가 시료챔버의 입구(14)를 폐쇄하게 된다. 그리고 플로터(73)에 부착된 결합편(74)이 자석(75)에 부착되어 밸브체(71)가 시료챔버의 입구(14)를 폐쇄한 상태를 유지하게 된다.

상기 시료챔버(12) 내에 소변이 정해진 양만큼 채워지면, 사용자가 투입구(11)를 통한 소변의 주입을 중단하고, 마개(15)로 투입구(11)를 다시 막아 소변이 누출되는 것을 방지한다.

이어서, 사용자가 케이스(10)의 상부면 위로 돌출된 작동부재(25)의 상단부를 누르면, 작동부재(25)가 하측으로 슬라이딩하면서 하강하게 된다. 이러한 작동부재(25)의 하강 운동이 시작될 때 상기 작동부재(25)의 스위칭버튼(43)은 제1스위치(41)를 가압하게 되고, 제어기(50)는 색상검출센서(40) 및 광원(45)을 작동시켜 시료챔버(12) 내의 소변의 색상을 검출한다. 색상검출센서(40)에 의해 검출된 소변의 색상은 정보처리부(60)의 색검출부(61)로 송신된다. 상기 작동부재(25)가 눌려져 하강 운동이 시작되는 초기에는 효소저장팩(20)의 실링필름(20a)이 천공부(21)와 닿지 않아 아직 천공되지 않은 상태이므로 시료챔버(12) 내의 소변에 효소 조성물(30)이 공급되지 않은 상태이다.

상기 작동부재(25)가 더 아래로 하강하여 상기 가압부(25)가 효소저장팩(20)을 하측으로 가압하게 되면, 효소저장팩(20)을 지탱하는 탄성부재(28)가 압축되면서 효소저장팩(20)이 하강하게 되고, 효소저장팩(20) 하단부의 실링필름(20a)이 천공부(21)의 천공돌기(23)에 의해 찢어지면서 천공된다. 이에 따라 효소저장팩(20) 내부에 수용되어 있는 효소 조성물(30)이 천공부(21) 중앙의 유로(22)를 따라 하측으로 하강하여 시료챔버(12) 내의 소변과 혼합된다. 상기 시료챔버(12) 내로 공급된 소변은 그 안에 함유된 티로신이 시료챔버 내의 효소 조성물(30)과 반응하여 유멜라닌을 생성하여 색상이 변화된다.

상기 작동부재(25)가 완전히 하강하면, 스위칭버튼(43)이 제2스위치(42)를 가압하여 광원(45) 및 색상검출센서(40)에 전원이 공급되면서 광원(45)에서 백색광 및 자외선 광이 방출되고, 색상검출센서(40)가 소변 및 효소 조성물(30)의 혼합물을 촬영하여 색상을 검출한다.

상기 정보처리부(60)의 색검출부(61)는 색상검출센서(40)에서 순차적으로 획득된 소변 색상 및, 소변과 효소 조성물(30)의 혼합물의 색상에 대한 신호를 전달받아 소변의 색상을 판단한다. 그리고 판단부(62)는 상기 색검출부(61)에서 검출된 1차 소변의 색상값과 2차 소변과 효소 조성물(30)의 혼합물의 색상값을 비교하여 그 차이를 산출하고, 미리 저장되어 있는 색상값 차이-질환 정보 데이터와 비교하여 질환 여부를 판단한다.

상기 판단부(62)에서 판단된 진단 결과는 결과통보부(63)를 통해 사용자에게 시각적으로 및/또는 청각적으로 전달된다. 예를 들어, 판단부(62)에서 암 또는 대사 질환이 있는 것으로 판단할 경우 적색 LED(63a)를 작동시켜 붉은 색의 빛을 방출하고, 암 또는 대사 질환이 없는 것으로 판단할 경우 녹색 LED(63b)를 작동시키며, 암 또는 대사 질환 여부가 확실하지는 않지만 암 또는 대사 질환이 존재할 가능성이 있는 것으로 판단될 경우 황색 LED(63c)를 작동시킨다.

이와 같이 본 발명의 자가 색상 검출형 암 진단 키트는 케이스(10) 내의 시료챔버(12) 내로 소변을 투입하고, 시료챔버(12) 내로 효소 조성물(30)을 투입하는 작동을 개시하면, 색상검출센서(40)가 효소 조성물(30) 혼합 이전의 소변의 색상과, 효소 조성물(30)이 혼합된 소변의 색상을 순차적으로 검출하여 암 또는 대사 질환의 존재 여부를 판단하고, 이를 결과통보부(63)를 통해 자동으로 통보하므로 사용자가 육안으로 소변의 색상 변화를 감지할 때보다 더욱 정확하고 편리하게 암 또는 대사 질환의 존재 여부를 진단할 수 있게 된다.

한편, 전술한 것과 같이 본 발명의 자가 색상 검출형 암 진단 키트는 시료챔버(12) 내의 소변에 효소 조성물(30)이 혼합되었을 때 효소 조성물(30)이 소변 내에 존재하는 암 바이오마커인 티로신(L-Tyrosine)을 멜라닌으로 전환시키는 작용을 함으로써 소변의 색상을 변화시키고, 이를 통해 암이나 질환 여부를 용이하게 진단하게 된다.

이러한 티로신 검출을 위한 효소 조성물(30)은 티로시나아제(Tyrosinase), 도파크롬 상호변이효소(Dopachrome tautomerase, DCT) 및 티로시나아제-관련 단백질 1(Tyrp1)을 포함하여, 소변 내에 존재하는 암 바이오마커 티로신(L-Tyrosine)의 농도를 검출하는 작용을 한다.

좀 더 구체적으로, 상기 효소 조성물(30)은 티로시나아제(Tyrosinase)에 도파크롬 상호변이효소(Dopachrome tautomerase, DCT) 및 티로시나아제-관련 단백질 1(Tyrp1) 효소를 추가한 효소 조성물로 이루어져, 소변 내에 존재하는 암 바이오마커 티로신(L-Tyrosine)을 유멜라닌(Eumelanin)으로 전환시키고, 상기 유멜라닌의 색상을 통해 농도를 측정함으로써 암을 진단할 수 있다.

본 발명에 따른 효소 조성물(30)은 소변을 이용하여 암을 진단하기 위한 것이므로, 소변의 색상을 고려해 볼 때 황갈색을 나타내는 페오멜라닌(Pheomelanin) 또는 갈색을 나타내는 혼합 멜라닌(Mixed melanins)을 통해 농도를 측정하는 경우, 소변의 색상과 비슷하여 농도 측정의 정확도가 저하될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 효소 조성물(30)은 검정색을 띠는 유멜라닌을 통해 농도를 측정하는 것이 바람직하다.

상기 효소 조성물(30)은 티로시나아제에 DCT 및 Tyrp1 효소를 추가함으로써, 유멜라닌 생합성 경로를 가속시킬 뿐만 아니라, 생성되는 유멜라닌의 색상을 보다 더 검정색을 띠는 경로로 유도할 수 있다.

소변 내에 존재하는 티로신의 농도는 상기 효소 조성물(30)과 반응하여 생성되는 유멜라닌의 색상을 통해 측정될 수 있기 때문에 생성된 유멜라닌에 의한 소변의 색상이 검정색에 가까울 경우, 일정한 소변 양에 티로신의 농도가 높다라는 것을 알 수 있다.

상기 효소 조성물(30)에 의한 티로신 검출 반응은 최종 농도가 50 내지 100 mM인 인산완충용액(Phosphate buffer) 또는 트리스-염화수소(Tris-HCl) 완충용액, 및 최종 농도가 0.1~0.5%인 Tween20, 최종 반응 pH 7.0 내지 8.5 조건 하에서 측정되는 것이 바람직하다.

예를 들어, 상기 효소 조성물(30)에 포함되는 인산완충용액은 200mM이고, 효소 조성물 500 ㎕와 소변 샘플 500 ㎕의 총 부피가 1000 ㎕인 경우, 티로신 검출 반응은 최종 농도 50mM에서 수행될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태로서 상기 효소 조성물(30)은 티로시나아제, DCT 및 Tyrp1을 포함하고, 인산완충용액(Phosphate buffer) 또는 트리스-염화수소(Tris-HCl) 완충용액과 Tween20 및 증류수를 추가하여 제조될 수 있다.

바람직하기로, 상기 효소 조성물(30)은 티로시나아제 40 unit을 1중량비로 하고, 상기 티로시나아제 1 중량비 대비 DCT를 0.5 내지 2 중량비 및 Tyrp1을 0.5 내지 2 중량비로 포함한다.

상기 함량을 만족하지 않는 경우, 생성되는 멜라닌의 색상이 황갈색계통 색상이 나타날 수 있어 소변색과 혼합되므로 티로신의 농도를 측정하기 어려울 수 있다.

전술한 것과 같이 상기 효소 조성물(30)은 티로시나아제에 DCT 및 Tyrp1 효소에 의해 유멜라닌 생합성 경로를 가속시키고, 생성되는 유멜라닌의 색상을 보다 더 검정색을 띠는 경로로 유도하게 된다.

하기 반응식 1을 참조하면, L-티로신은 티로시나아제에 의해 산화되어 L-도파(3,4-dihydroxyphenylalanine, DOPA)를 형성하고, 다시 티로시나아제에 의해 산화되어 DOPA 퀴논(Quinone)을 형성하며, 루코도파크롬(Leucodopachrome)을 거쳐 도파크롬(Dopachrome)을 형성한다.

상기 도파크롬은 멜라닌 전구체로서, DCT에 의해 토토머화(Tautomerization)되어 5,6-디히드록시인돌-2-카르복실산(5,6-Dihydroxyindole-2-carboxylic acid, DHICA)을 형성한다.

상기 5,6-디히드록시인돌-2-카르복실산은 Tyrp 1에 의해 산화되어 인돌-5,6-퀴논 카르복실산을 형성하고 상기 인돌-5,6-퀴논 카르복실산은 중합되어 유멜라닌을 형성한다.

[반응식 1]

상기 티로시나아제(Tyrosinase)는 미생물 및 식물 및 유기체 조직에서 발견될 수 있는 티로시나아제 수산화효소 및 도파 산화효소 촉매적 활성을 갖는 구리-함유 효소이다. 특히, 상기 티로시나아제는 티로신과 같은 페놀의 산화에 의하여 멜라닌 및 다른 색소의 생성을 촉진한다.

상기 도파크롬 상호변이효소(Dopachrome tautomerase, DCT)는 티로시나아제-관련 단백질 2(Tyrp 2)로도 알려져 있으며, 티로시나아제 및 Tyrp1과 결합하여 멜라닌 세포에서 L-티로신을 멜라닌으로 전환하는데 있어 특성화된 멜라닌세포특이적 효소이다.

상기 티로시나아제-관련 단백질 1(Tyrp1)은 티로시나아제를 안정화시키는데 도움을 주는 역할을 한다.

본 발명에 따른 효소 조성물(30)은 상기 도파크롬이 티로시나아제에 의해 5,6-디히드록시인돌(5,6-dihydroxyindole)을 거쳐 인돌-5,6-퀴논(Indole-5,6-quinone)을 형성하여 갈색에 가까운 멜라닌을 형성하는 과정이 아닌(하기 반응식 2 참조), DCT에 의해 토토머화되고 Tyrp 1에 의해 산화되어 검은색에 가까운 멜라닌을 형성하도록 하여 시료인 소변의 색상과 구분되게 함으로써 농도 측정을 효과적으로 수행할 수 있도록 한다.

[반응식 2]

본 발명의 일 실시형태에서, 색상검출센서(40)에 의해 검출된 유멜라닌의 색상 정보로부터 소변 내의 티로신 농도를 확인 할 수 있다. 이를 통해, 암 및 대사질환의 발생 여부를 간편하게 진단할 수 있다.

이하, 실시예에 의해 본 발명의 티로신 검출용 효소 조성물(30)을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오직 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업자에게 있어서 자명하다.

제조예 1: 효소 조성물 각 구성요소의 제조

티로시나아제 효소는 Sigma사로부터 구매하여 사용하였다.

DCT와 Tyrp1은 아래 단계를 참조로 생쥐 혈액으로부터 유전자를 확보하고 대장균에서 단백질 발현 후 정제하여 실험에 사용하였다.

(i) 생쥐 혈액으로부터 RNA 추출하는 단계

RNA 추출은 상용화된 추출키트를 사용하였으며, 본 실시예에서는 RiboEx RNA extraction solution키트 (진올 바이오테크놀로지, 한국)를 사용하였다. 과정은 아래와 같다.

a. 생쥐혈액으로부터 생쥐 혈액 300 ㎕와 RiboEx RNA extraction solution (진올 바이오테크놀로지, 한국) 600 ㎕를 넣고 강하게 섞고 5 ~ 10분간 상온 방치하여 세포막을 녹였다.

b. 클로로포름 200 ㎕를 넣고 강하게 섞고 원심분리기를 이용해 13000 rpm, 4℃, 10분간 원심분리하여 상하층으로 분리하였다.

c. 상층만 회수한 후 동일한 양의 컬럼 결합buffer를 넣고 잘 섞은 후 키트에서 제공하는 컬럼에 투입하고 원심분리 (spin down) 하여 RNA 만 컬럼에 결합시켰다.

d. 컬럼에 키트에서 제공하는 세척버퍼를 투입한 후 원심분리 (spin down) 하여 RNA 이외 물질을 제거하였다. 추가 1분 정도 원심분리하여 잔존하는 세척버퍼를 제거하였다.

e. 컬럼에 결합된 RNA를 회수하는 elution buffer를 투입한 후 5분 후 원심분리 (spin down)하여 최종적으로 RNA를 회수하였다.

(ii) 확보한 RNA로부터 cDNA를 제조하는 단계

1 ㎍ RNA, Reverse transcriptase(역전사효소) 5 unit, oligo dT - 50 pmol, 0.1 M DTT- 2 ㎕, 10x 반응버퍼(reaction buffer)- 2 ㎕, 물- 약 20 ㎕; 위 조성으로 혼합물을 제조하고 PCR 기기에서 45℃에서 10분, 38℃에서 3시간 이상 반응시켰다.

(iii) cDNA로부터 유전자 (DCT, Tyrp1) 확보 단계

a. 위의 단계에서 생성된 cDNA로부터 유전자를 증폭해 내기 위해 아래와 같은 조성으로 혼합물을 제조한 후 아래 조건 하에서 유전자증폭반응(PCR)을 수행하였다.

혼합물 조성: cDNA액 - 2 ㎕, pfu DNA증폭효소- 5 unit, 10mM dNTP- 2 ㎕, 10x 반응버퍼 4 ㎕, 각 2 pmol- 프라이머 쌍, 물- 약 40 ㎕.

증폭반응조건: 95℃ 4분- 1회; 95℃ 20초, 60℃ 20초, 72℃ 1분 50초- 35회; 72℃ 10분- 1회; 4℃ 계속.

상기 반응에 사용된 프라이머쌍의 정보는 하기 표 1과 같다.

구분		염기서열
DCT 증폭용 프라이머	순방향 프라이머	Atgggccttgtgggatggg (서열번호 1)
DCT 증폭용 프라이머	역방향 프라이머	Ctaggcttcctccgtgtatctcttgc (서열번호 2)
Tyrp1 증폭용 프라이머	순방향 프라이머	Atgaaatcttacaacgtcctccccct (서열번호 3)
Tyrp1 증폭용 프라이머	역방향 프라이머	Tcagaccatggagtggttaggattcg (서열번호 4)

DCT와 Tyrp1 효소는 상기 방법으로 확보된 유전자를 pET28a 벡터에 삽입하여 6x His 가 N-말단에 부착된 융합단백질 형태로 제작하였고, BL21(DE3) 대장균에 형질전환시켜 단백질을 제조하였다. 그 과정은 아래와 같다.

(i) 형질전환 대장균 배양단계

a. pET28a 벡터의 NdeI, XhoI 제한효소 site에 DCT 또는 Tyrp1 유전자를 삽입함으로써 6x His ~단백질을 생산하는 재조합DNA를 완성하였다.

b. BL21(DE3)대장균에 heat shock 형질전환법을 이용해 형질전환 대장균을 제조하였다.

c. 해당 대장균주를 3 L Luria broth액에서 37℃, 200 rpm 하에서 OD600 ~ 0.7까지 배양 후 0.1M IPTG 를 처리하여 단백질생산을 induction하였다.

d. 30℃, 4시간 추가배양 후 원심분리를 통해 대장균을 침전시켰다.

(ii) 대장균 파쇄 단계

a. 침전된 대장균을 1x PBS 200 ml을 투입하여 resuspend 시켰다가 원심분리기에서 침전시킴으로써 세척과정을 수행하였다.

b. 침전된 대장균을 40 ml- 0.5 M NaCl, 5mM imidazole, 20 mM Tris-HCl, pH 7.9; 에 투입하였다.

c. 초음파 세포파쇄기에서 대장균을 Energy 38% max, total cell breaking time 4분(2초 sonic treatment/4초 pause) 조건 하에서 파쇄하였다. 대장균 샘플을 담은 병은 세포파쇄과정동안 얼음에 담긴 상태를 유지하였다.

d. 파쇄된 대장균은 13000 rpm, 30분, 4℃ 조건에서 원심분리하였다.

e. 상등액만 깨끗한 conical tube에 모아두었다.

(iii) Ni-NTA Agarose resin을 이용한 his tag-융합단백질 정제

a. 위의 단계에서 얻어진 수용성 단백질액을 Ni-NTA Agarose resin 과 혼합하고 30분간 4℃ 조건하에서 흔들어 주면서 his tag-융합단백질과 Ni-NTA Agarose resin이 서로 결합하도록 유도하였다.

b. 단백질액, resin 혼합액을 컬럼에 투입하고 컬럼 코크를 열어 액체를 뽑아 내었다.

c. Washing buffer (0.5 M NaCl, 60mM imidazole, 20 mM Tris-HCl, pH 7.9) 400 ml을 통과시켜 불순물과 융합단백질 이외의 단백질을 제거하였다.

d. Elution buffer (0.25 M NaCl, 500mM imidazole, 20 mM Tris-HCl, pH 7.9) 3 ml을 투입하고 10분간 방치한 후 코크를 열어 단백질을 회수하였다.

e. d 과정을 2회 반복하였다.

(iii) FPLC-size exclusion법을 이용한 단백질 정제

a. 회수된 단백질을 superdex S200 (GE healthcare) 컬럼이 장착된 FPLC에 투입하고 단백질을 크기에 따라 분리하였다.

b. 얻어진 fraction샘플들 가운데 his tag 융합단백질에 해당하는 fraction을 polyacrylamide gel electrophoresis 법으로 확인하고 최종적으로 원하는 his tag 융합단백질을 확보하였다.

c. Abs 280값을 측정하고 얻어진 값으로부터 단백질 농도를 환산하여 하기 표 2에 기재하였다.

구분	단백질 농도(OD₂₈₀ nm)
1 mg DCT/ml	1.65
1 mg Tyrp1/ml	1.42

실시예1

아래의 표 3을 참조로, 활성이 1000 unit/㎖인 티로시나아제 효소 40㎕에 상기 제조예 1에서 제조된 활성이 1000unit/㎖인 DCT 40㎕ 및 활성이 1000 unit/㎖ 인 Tyrp1 40㎕, 200mM Tris buffer pH 8을 250㎕, 10% Tween20 25㎕, 증류수(Distilled water) 105㎕를 넣어 효소 조성물(Stock solution)을 제조하였다.

Stock solution	Volumn(500㎕)
200 mM Tris buffer pH8	250 ㎕
10% Tween20	25 ㎕
Tyrosinase(>=1000 unit/㎖)	40 ㎕
DCT(>=1000 unit/㎖)	40 ㎕
TYRP1(>=1000 unit/㎖)	40 ㎕
D.W	105 ㎕

다음으로 정상인과 암환자의 소변 시료를 채취하였다. 소변 시료의 채취 방식은 아침 기상 후 첫 소변을 채취함에 있어 요도로부터 흘러나오는 처음 소변은 채취하지 않으며, 중간 소변에서 샘플을 30 ml 채취하는 방식으로 이루어졌다.

일정량 내에 존재하는 티로신의 농도를 측정하기 위해 채취된 정상인과 암환자의 소변 각각 500 ㎕의 동일한 양을 상기 실시예 1의 효소 조성물과 반응시켰다(각각 총 1000 ㎕).

그런 다음, 생성된 각 유멜라닌에 의한 소변의 색상을 도 7의 대조 색상표와 비교하고 하기 표 4에 기재하였다.

	유멜라닌에 의한 소변의 색상
정상인의 소변	황색~황갈색
암환자의 소변	검정색

상기 표 4에서 보듯이, 정상인의 소변이 본 발명의 효소 조성물과 반응하여 생성된 유멜라닌에 의한 소변 색상은 황색에서 황갈색인 반면, 암환자의 소변이 효소 조성물과 반응하여 생성된 유멜라닌에 의한 소변의 색상은 검정색으로 나타났음을 확인하였다.

이를 통해, 암환자의 소변 내에 티로신이 다량으로 존재함을 알 수 있었다.

실시예 2

티로시나아제만을 포함하는 기존의 효소 조성물에 비해, 티로시나아제에 DCT 및 Tyrp1을 추가로 포함한 본 발명의 효소 조성물(30)을 사용한 경우, 생성된 유멜라닌에 의한 소변의 색상이 더욱 검정색으로 나타날 수 있음을 알아보기 위해, 아래와 같이 실험을 수행하였다.

상기 실시예 1에서와 같은 방식으로 채취된 정상인의 소변 500 ㎕을 티로시나아제 40 unit, DCT 20 unit 및 Tyrp1 20 unit을 포함하는 본 발명의 효소 조성물과 혼합한 혼합물 (A), 암환자의 소변 500 ㎕을 티로시나아제 40 unit만을 포함하는 기존의 효소 조성물과 혼합한 혼합물 (B), 및 암환자의 소변 500 ㎕을 티로시나아제 40 unit, DCT 20 unit 및 Tyrp1 20 unit을 포함하는 본 발명의 효소 조성물과 혼합한 혼합물 (C)를 37℃에서 30분 동안 각각 반응시켰다.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 효소 조성물과 정상인의 소변을 반응시킨 혼합물 (A)는 황색을 나타내는데 비해, 암환자의 소변을 반응시킨 혼합물 (B) 및 (C)는 더욱 짙은 황갈색 또는 검은색을 나타내는 것을 확인하였다.

특히, 암환자의 소변 검출 결과, DCT 및 Tyrp 1를 더 포함한 혼합물 (C)의 색상이 티로시나아제만을 포함한 혼합물 (B)에 비해 더욱 검은색을 나타내는 것을 확인하였다.

따라서, 본 발명에 따른 효소 조성물이 티로시나아제에 DCT 및 Tyrp1 효소를 추가함으로써, 유멜라닌 생합성 경로를 가속시킬 뿐만 아니라, 생성되는 유멜라닌의 색상을 보다 더 검정색을 띠는 경로로 유도할 수 있음을 확인하였다.

이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

10 : 케이스 11 : 투입구
15 : 마개 20 : 효소저장팩
20a : 실링필름 21 : 천공부
25 : 작동부재 26 : 가압부
28 : 탄성부재 30 : 효소 조성물
40 : 색상검출센서 41 : 제1스위치
42 : 제2스위치 43 : 스위칭버튼
45 : 광원 46 : 편광필터
47 : 자외선차단필터 50 : 제어기
60 : 정보처리부 61 : 색검출부
62 : 판단부 63 : 결과통보부
71 : 밸브체 72 : 힌지축
73 : 플로터 74 : 결합편
75 : 자석

<110> CubeBio <120> Enzyme Compositions for Detecting Cancer Biomarker Tyrosine <130> DP18030 <160> 7 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 19 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 1 atgggccttg tgggatggg 19 <210> 2 <211> 26 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 ctaggcttcc tccgtgtatc tcttgc 26 <210> 3 <211> 26 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 3 atgaaatctt acaacgtcct ccccct 26 <210> 4 <211> 26 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 4 tcagaccatg gagtggttag gattcg 26 <210> 5 <211> 556 <212> PRT <213> Agaricus bisporus <400> 5 Met Ser Leu Ile Ala Thr Val Gly Pro Thr Gly Gly Val Lys Asn Arg 1 5 10 15 Leu Asn Ile Val Asp Phe Val Lys Asn Glu Lys Phe Phe Thr Leu Tyr 20 25 30 Val Arg Ser Leu Glu Leu Leu Gln Ala Lys Glu Gln His Asp Tyr Ser 35 40 45 Ser Phe Phe Gln Leu Ala Gly Ile His Gly Leu Pro Phe Thr Glu Trp 50 55 60 Ala Lys Glu Arg Pro Ser Met Asn Leu Tyr Lys Ala Gly Tyr Cys Thr 65 70 75 80 His Gly Gln Val Leu Phe Pro Thr Trp His Arg Thr Tyr Leu Ser Val 85 90 95 Phe Glu Gln Ile Leu Gln Gly Ala Ala Ile Glu Val Ala Asn Lys Phe 100 105 110 Thr Ser Asn Gln Thr Asp Trp Ile Gln Ala Ala Gln Asp Leu Arg Gln 115 120 125 Pro Tyr Trp Asp Trp Gly Phe Glu Leu Met Pro Pro Asp Glu Val Ile 130 135 140 Lys Asn Glu Glu Val Asn Ile Thr Asn Tyr Asp Gly Lys Lys Ile Ser 145 150 155 160 Val Lys Asn Pro Ile Leu Arg Tyr His Phe His Pro Ile Asp Pro Ser 165 170 175 Phe Lys Pro Tyr Gly Asp Phe Ala Thr Trp Arg Thr Thr Val Arg Asn 180 185 190 Pro Asp Arg Asn Arg Arg Glu Asp Ile Pro Gly Leu Ile Lys Lys Met 195 200 205 Arg Leu Glu Glu Gly Gln Ile Arg Glu Lys Thr Tyr Asn Met Leu Lys 210 215 220 Phe Asn Asp Ala Trp Glu Arg Phe Ser Asn His Gly Ile Ser Asp Asp 225 230 235 240 Gln His Ala Asn Ser Leu Glu Ser Val His Asp Asp Ile His Val Met 245 250 255 Val Gly Tyr Gly Lys Ile Glu Gly His Met Asp His Pro Phe Phe Ala 260 265 270 Ala Phe Asp Pro Ile Phe Trp Leu His His Thr Asn Val Asp Arg Leu 275 280 285 Leu Ser Leu Trp Lys Ala Ile Asn Pro Asp Val Trp Val Thr Ser Gly 290 295 300 Arg Asn Arg Asp Gly Thr Met Gly Ile Ala Pro Asn Ala Gln Ile Asn 305 310 315 320 Asp Glu Thr Pro Leu Glu Pro Phe Tyr Gln Ser Glu Asp Lys Val Trp 325 330 335 Thr Ser Ala Ser Leu Ala Asp Thr Ala Arg Leu Gly Tyr Ser Tyr Pro 340 345 350 Asp Phe Asp Lys Leu Val Gly Gly Thr Lys Glu Leu Ile Arg Asp Ala 355 360 365 Ile Asp Asp Leu Ile Asp Glu Arg Tyr Gly Ser Lys Pro Ser Ser Gly 370 375 380 Ala Arg Asn Thr Ala Phe Asp Leu Leu Ala Asp Phe Lys Gly Ile Thr 385 390 395 400 Lys Glu His Lys Glu Asp Leu Lys Met Tyr Asp Trp Thr Ile His Val 405 410 415 Ala Phe Lys Lys Phe Glu Leu Lys Glu Ser Phe Ser Leu Leu Phe Tyr 420 425 430 Phe Ala Ser Asp Gly Gly Asp Tyr Asp Gln Glu Asn Cys Phe Val Gly 435 440 445 Ser Ile Asn Ala Phe Arg Gly Thr Thr Pro Glu Thr Cys Ala Asn Cys 450 455 460 Gln Asp Asn Glu Asn Leu Ile Gln Glu Gly Phe Ile His Leu Asn His 465 470 475 480 Tyr Leu Ala Arg Asp Leu Glu Ser Phe Glu Pro Gln Asp Val His Lys 485 490 495 Phe Leu Lys Glu Lys Gly Leu Ser Tyr Lys Leu Tyr Ser Arg Glu Asp 500 505 510 Lys Ser Leu Thr Ser Leu Ser Val Lys Ile Glu Gly Arg Pro Leu His 515 520 525 Leu Pro Pro Gly Glu His Arg Pro Lys Tyr Asp His Thr Gln Asp Arg 530 535 540 Val Val Phe Asp Asp Val Ala Val His Val Ile Asn 545 550 555 <210> 6 <211> 517 <212> PRT <213> Mus musculus <400> 6 Met Gly Leu Val Gly Trp Gly Leu Leu Leu Gly Cys Leu Gly Cys Gly 1 5 10 15 Ile Leu Leu Arg Ala Arg Ala Gln Phe Pro Arg Val Cys Met Thr Leu 20 25 30 Asp Gly Val Leu Asn Lys Glu Cys Cys Pro Pro Leu Gly Pro Glu Ala 35 40 45 Thr Asn Ile Cys Gly Phe Leu Glu Gly Arg Gly Gln Cys Ala Glu Val 50 55 60 Gln Thr Asp Thr Arg Pro Trp Ser Gly Pro Tyr Ile Leu Arg Asn Gln 65 70 75 80 Asp Asp Arg Glu Gln Trp Pro Arg Lys Phe Phe Asn Arg Thr Cys Lys 85 90 95 Cys Thr Gly Asn Phe Ala Gly Tyr Asn Cys Gly Gly Cys Lys Phe Gly 100 105 110 Trp Thr Gly Pro Asp Cys Asn Arg Lys Lys Pro Ala Ile Leu Arg Arg 115 120 125 Asn Ile His Ser Leu Thr Ala Gln Glu Arg Glu Gln Phe Leu Gly Ala 130 135 140 Leu Asp Leu Ala Lys Lys Ser Ile His Pro Asp Tyr Val Ile Thr Thr 145 150 155 160 Gln His Trp Leu Gly Leu Leu Gly Pro Asn Gly Thr Gln Pro Gln Ile 165 170 175 Ala Asn Cys Ser Val Tyr Asp Phe Phe Val Trp Leu His Tyr Tyr Ser 180 185 190 Val Arg Asp Thr Leu Leu Gly Pro Gly Arg Pro Tyr Lys Ala Ile Asp 195 200 205 Phe Ser His Gln Gly Pro Ala Phe Val Thr Trp His Arg Tyr His Leu 210 215 220 Leu Trp Leu Glu Arg Glu Leu Gln Arg Leu Thr Gly Asn Glu Ser Phe 225 230 235 240 Ala Leu Pro Tyr Trp Asn Phe Ala Thr Gly Lys Asn Glu Cys Asp Val 245 250 255 Cys Thr Asp Glu Leu Leu Gly Ala Ala Arg Gln Asp Asp Pro Thr Leu 260 265 270 Ile Ser Arg Asn Ser Arg Phe Ser Thr Trp Glu Ile Val Cys Asp Ser 275 280 285 Leu Asp Asp Tyr Asn Arg Arg Val Thr Leu Cys Asn Gly Thr Tyr Glu 290 295 300 Gly Leu Leu Arg Arg Asn Lys Val Gly Arg Asn Asn Glu Lys Leu Pro 305 310 315 320 Thr Leu Lys Asn Val Gln Asp Cys Leu Ser Leu Gln Lys Phe Asp Ser 325 330 335 Pro Pro Phe Phe Gln Asn Ser Thr Phe Ser Phe Arg Asn Ala Leu Glu 340 345 350 Gly Phe Asp Lys Ala Asp Gly Thr Leu Asp Ser Gln Val Met Asn Leu 355 360 365 His Asn Leu Ala His Ser Phe Leu Asn Gly Thr Asn Ala Leu Pro His 370 375 380 Ser Ala Ala Asn Asp Pro Val Phe Val Val Leu His Ser Phe Thr Asp 385 390 395 400 Ala Ile Phe Asp Glu Trp Leu Lys Arg Asn Asn Pro Ser Thr Asp Ala 405 410 415 Trp Pro Gln Glu Leu Ala Pro Ile Gly His Asn Arg Met Tyr Asn Met 420 425 430 Val Pro Phe Phe Pro Pro Val Thr Asn Glu Glu Leu Phe Leu Thr Ala 435 440 445 Glu Gln Leu Gly Tyr Asn Tyr Ala Val Asp Leu Ser Glu Glu Glu Ala 450 455 460 Pro Val Trp Ser Thr Thr Leu Ser Val Val Ile Gly Ile Leu Gly Ala 465 470 475 480 Phe Val Leu Leu Leu Gly Leu Leu Ala Phe Leu Gln Tyr Arg Arg Leu 485 490 495 Arg Lys Gly Tyr Ala Pro Leu Met Glu Thr Gly Leu Ser Ser Lys Arg 500 505 510 Tyr Thr Glu Glu Ala 515 <210> 7 <211> 537 <212> PRT <213> Mus musculus <400> 7 Met Lys Ser Tyr Asn Val Leu Pro Leu Ala Tyr Ile Ser Leu Phe Leu 1 5 10 15 Met Leu Phe Tyr Gln Val Trp Ala Gln Phe Pro Arg Glu Cys Ala Asn 20 25 30 Ile Glu Ala Leu Arg Arg Gly Val Cys Cys Pro Asp Leu Leu Pro Ser 35 40 45 Ser Gly Pro Gly Thr Asp Pro Cys Gly Ser Ser Ser Gly Arg Gly Arg 50 55 60 Cys Val Ala Val Ile Ala Asp Ser Arg Pro His Ser Arg His Tyr Pro 65 70 75 80 His Asp Gly Lys Asp Asp Arg Glu Ala Trp Pro Leu Arg Phe Phe Asn 85 90 95 Arg Thr Cys Gln Cys Asn Asp Asn Phe Ser Gly His Asn Cys Gly Thr 100 105 110 Cys Arg Pro Gly Trp Arg Gly Ala Ala Cys Asn Gln Lys Ile Leu Thr 115 120 125 Val Arg Arg Asn Leu Leu Asp Leu Ser Pro Glu Glu Lys Ser His Phe 130 135 140 Val Arg Ala Leu Asp Met Ala Lys Arg Thr Thr His Pro Gln Phe Val 145 150 155 160 Ile Ala Thr Arg Arg Leu Glu Asp Ile Leu Gly Pro Asp Gly Asn Thr 165 170 175 Pro Gln Phe Glu Asn Ile Ser Val Tyr Asn Tyr Phe Val Trp Thr His 180 185 190 Tyr Tyr Ser Val Lys Lys Thr Phe Leu Gly Thr Gly Gln Glu Ser Phe 195 200 205 Gly Asp Val Asp Phe Ser His Glu Gly Pro Ala Phe Leu Thr Trp His 210 215 220 Arg Tyr His Leu Leu Gln Leu Glu Arg Asp Met Gln Glu Met Leu Gln 225 230 235 240 Glu Pro Ser Phe Ser Leu Pro Tyr Trp Asn Phe Ala Thr Gly Lys Asn 245 250 255 Val Cys Asp Val Cys Thr Asp Asp Leu Met Gly Ser Arg Ser Asn Phe 260 265 270 Asp Ser Thr Leu Ile Ser Pro Asn Ser Val Phe Ser Gln Trp Arg Val 275 280 285 Val Cys Glu Ser Leu Glu Glu Tyr Asp Thr Leu Gly Thr Leu Cys Asn 290 295 300 Ser Thr Glu Gly Gly Pro Ile Arg Arg Asn Pro Ala Gly Asn Val Gly 305 310 315 320 Arg Pro Ala Val Gln Arg Leu Pro Glu Pro Gln Asp Val Thr Gln Cys 325 330 335 Leu Glu Val Arg Val Phe Asp Thr Pro Pro Phe Tyr Ser Asn Ser Thr 340 345 350 Asp Ser Phe Arg Asn Thr Val Glu Gly Tyr Ser Ala Pro Thr Gly Lys 355 360 365 Tyr Asp Pro Ala Val Arg Ser Leu His Asn Leu Ala His Leu Phe Leu 370 375 380 Asn Gly Thr Gly Gly Gln Thr His Leu Ser Pro Asn Asp Pro Ile Phe 385 390 395 400 Val Leu Leu His Thr Phe Thr Asp Ala Val Phe Asp Glu Trp Leu Arg 405 410 415 Arg Tyr Asn Ala Asp Ile Ser Thr Phe Pro Leu Glu Asn Ala Pro Ile 420 425 430 Gly His Asn Arg Gln Tyr Asn Met Val Pro Phe Trp Pro Pro Val Thr 435 440 445 Asn Thr Glu Met Phe Val Thr Ala Pro Asp Asn Leu Gly Tyr Ala Tyr 450 455 460 Glu Val Gln Trp Pro Gly Gln Glu Phe Thr Val Ser Glu Ile Ile Thr 465 470 475 480 Ile Ala Val Val Ala Ala Leu Leu Leu Val Ala Ala Ile Phe Gly Val 485 490 495 Ala Ser Cys Leu Ile Arg Ser Arg Ser Thr Lys Asn Glu Ala Asn Gln 500 505 510 Pro Leu Leu Thr Asp His Tyr Gln Arg Tyr Ala Glu Asp Tyr Glu Glu 515 520 525 Leu Pro Asn Pro Asn His Ser Met Val 530 535

Claims

검체가 투입되는 투입구(11)와, 상기 투입구(11)와 연통되는 시료챔버(12)가 형성되어 있는 케이스(10)와;
상기 시료챔버(12)의 일측에 설치되며, 상기 시료챔버(12)의 내측으로 유입된 검체와 혼합되어 검체 내에 존재하는 티로신(L-Tyrosine)을 멜라닌으로 전환시키는 효소 조성물(30)이 수용된 효소저장팩(20)과;
상기 효소저장팩(20)의 효소 조성물(30)을 상기 시료챔버(12) 내측으로 공급하는 효소공급수단과;
상기 시료챔버(12) 내에 효소 조성물(30)이 공급되기 전에 검체의 색상을 촬영하고, 상기 시료챔버(12) 내에 효소 조성물(30)이 공급된 후 검체 및 효소 조성물의 혼합물의 색상을 촬영하여 검출하는 색상검출센서(40)와;
상기 색상검출센서(40)에 의해 검출된 색상 정보를 분석하여 암 또는 질환의 존재를 판단하고, 판단 결과를 외부로 출력하는 정보처리부(60);
를 포함하며,
상기 효소 조성물(30)은, 티로시나아제(Tyrosinase), 도파크롬 상호변이효소(Dopachrome tautomerase, DCT) 및 티로시나아제-관련 단백질 1(Tyrp1)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 색상 검출형 암 진단 키트.
제1항에 있어서, 상기 검체는 인체에서 유래한 체액들 중의 어느 하나이고, 상기 체액들은 혈액, 소변, 혈청, 혈장, 림프액, 조직액, 분비물을 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 색상 검출형 암 진단 키트.
제1항에 있어서, 상기 효소공급수단은,
상기 시료챔버의 상부면에 상측으로 돌출되게 설치되며, 중앙부에 유로(22)가 상하방향으로 관통되게 형성되고, 상단부에 효소저장팩(20)의 하부면을 천공하기 위한 뾰족한 형태의 천공돌기(23)가 구비된 천공부(21)와;
상기 케이스(10)의 상단부를 통과하여 케이스(10)에 대해 상하로 슬라이딩 가능하게 설치되며, 상기 효소저장팩(20)의 상부면을 하측으로 가압하여 상기 천공부(21)에 의한 효소저장팩(20) 하부면의 천공이 이루어지게 하는 가압부(26)를 구비한 작동부재(25)와;
상기 시료챔버(12)의 상부면에 대해 상기 효소저장팩(20)에 상측으로 탄성력을 가하여 효소저장팩(20)의 하부면을 천공부와 이격시키는 탄성부재(28);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 색상 검출형 암 진단 키트.
제1항에 있어서, 상기 시료챔버(12)로 백색광을 조사하는 백색광원 및 자외선 광을 조사하는 자외선광원으로 구성된 광원(45)과, 상기 시료챔버(12)와 상기 광원(45)이 설치된 부분은 편광필터(46) 및 자외선 차단필터(47)에 의해 분리되게 구획되는 것을 특징으로 하는 자가 색상 검출형 암 진단 키트.
제1항에 있어서, 상기 정보처리부(60)는, 상기 색상검출센서(40)로부터 신호를 전달받아 색상을 검출하는 색검출부(61)와, 상기 색검출부(61)에서 검출된 색상을 미리 저장되어 있는 색상-질환 정보 데이터와 비교하여 질환 여부를 판단하는 판단부(62)와, 상기 판단부(62)에서 판단된 결과를 외부로 출력하는 결과통보부(63)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 색상 검출형 암 진단 키트.
삭제
제1항에 있어서, 상기 효소 조성물은, 티로시나아제 40 unit을 1중량비로 하고, 상기 티로시나아제 1 중량비 대비 도파크롬 상호변이효소(DCT)를 0.5 내지 2 중량비 및 티로시나아제-관련 단백질 1(Tyrp1)을 0.5 내지 2 중량비로 포함하며, L-티로신(L-Tyrosine)을 유멜라닌(Eumelanin)으로 전환시켜 티로신의 농도가 증가함에 따라 검체 색상이 갈색에서 검정색으로 변색되는 것을 특징으로 하는 자가 색상 검출형 암 진단 키트.
제1항에 있어서, 상기 티로신 검출용 효소 조성물은 최종 농도가 50 내지 100 mM인 인산완충용액(Phosphate buffer) 또는 트리스-염화수소(Tris-HCl) 완충용액, 최종 농도가 0.1~0.5%인 Tween20, 및 증류수를 더 포함하고, 최종 반응 pH 7.0 내지 8.5 인 액체로 된 것을 특징으로 하는 자가 색상 검출형 암 진단 키트.
제1항 내지 제5항 및 제7항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 자가 색상 검출형 암 진단 키트를 이용하여 암의 진단을 위한 정보를 제공하는 방법으로서,
(a) 케이스(10)의 투입구(11)를 통해 시료챔버(12) 내에 검체를 투입하는 단계;
(b) 상기 색상검출센서(40)가 상기 시료챔버(12) 내의 검체를 촬영하여 색상을 검출하는 단계;
(c) 상기 시료챔버(12) 내로 효소 조성물(30)을 공급하는 단계;
(d) 상기 색상검출센서(40)가 상기 시료챔버(12) 내의 검체 및 효소 조성물의 혼합물을 촬영하여 색상을 검출하는 단계;
(e) 상기 (b) 단계에서 검출된 색상 정보와 상기 (d) 단계에서 검출된 색상 정보를 비교하여 질환의 존재 여부를 판단하는 단계;
(f) 판단된 결과를 외부로 통보하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 암의 진단을 위한 정보를 제공하는 방법.