KR101811134B1 - A method to detect bacteria using a stationary liquid phase lab-on-a-chip - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a bacteria detection method using a lab-on-a-chip unit in a stationary liquid. The lab-on-a-chip unit is in the stationary liquid and includes a culture space, a cleaning space, a detection space, and a channel connecting the culture space, cleaning space, and detection space. The bacteria detection method using the lab-on-a-chip unit includes the steps of: inputting a sample in the culture space and culturing bacteria; forming a complex of captured particles, bacteria, and marker particles in the culture space; collecting the complex of captured particles, bacteria, and marker particles on the lower part of the culture space; moving the complex of captured particles, bacteria, and marker particles to the detection space from the culture space; and detecting bacteria by measuring marker particle signals in the detection space.

Description

정지액체상 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출 방법{A method to detect bacteria using a stationary liquid phase lab-on-a-chip}Technical Field [0001] The present invention relates to a method for detecting bacteria using a stationary liquid phase wrap-on-a-chip,

본 발명은 정지액체상 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정지액체상 랩온어칩을 이용하여 면역분석법으로 박테리아를 검출하는 박테리아 검출방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for detecting bacteria using a stationary liquid phase wrap-on-a-chip, and more particularly to a method for detecting bacteria by immunoassay using a stationary liquid phase wrap-on-a-chip.

박테리아, 바이러스, 단백질 등의 분석물질을 검출하는 기술은 질병 진단, 식품 검사, 환경 모니터링 등 다양한 분야에서 응용될 수 있다. 특히, 특정 박테리아를 높은 감도로 검출하는 기술은 식품 검사, 수질 검사 및 질병 진단 등에 매우 중요시 여겨진다. 보다 구체적으로, 식품의 안정성을 사전에 검사하여, 식중독을 예방하거나 감염성 질병에 신속하게 대처하기 위해서는 현장에서 수 시간 이내에 간단한 방법으로 검사할 수 있는 현장 신속 검사 방법이 필요하다.Technologies for detecting analytes such as bacteria, viruses, and proteins can be applied in various fields such as disease diagnosis, food inspection, and environmental monitoring. In particular, the technology for detecting specific bacteria with high sensitivity is considered to be very important for food inspection, water quality inspection and diagnosis of diseases. More specifically, in order to prevent the food poisoning or to cope with infectious diseases in advance by checking the stability of the food in advance, a quick on-site inspection method that can be easily conducted within a few hours on site is needed.

이에 더하여, 식품위생법에 의하면 식품 안전을 위해서는 식품에서 식중독균이 하나라도 검출되면 안되는 기준인 불검출 기준이 충족되어야 한다. 따라서, 식품의 안전성을 평가하기 위해서는 식품 시료에 해당 균이 한 개라도 있으면 검출할 수 있는 수준의 높은 감도가 필요하다.In addition, according to the Food Sanitation Act, food safety must meet the non-detection criteria, a criterion that no foodborne pathogens should be detected in food. Therefore, in order to evaluate the safety of food, it is necessary to have a high level of sensitivity that can be detected if any one of the bacteria is present in a food sample.

전통적으로 박테리아를 고감도로 검출하기 위해서는 시료를 고체 배지에 펼쳐 배양한 후 콜로니 수를 측정하는 방법이 있다. 그러나, 상술한 방법은 최소한 하루 이상의 시간이 소요되기 때문에 현장에서 신속하게 검사하기 어려운 단점이 있다.Traditionally, in order to detect bacteria with high sensitivity, there is a method in which a sample is cultured on a solid medium and then the number of colonies is measured. However, since the above-described method takes at least one day, it is difficult to perform a quick inspection in the field.

이에 따라 신속한 검사를 위해서 ELISA(enzyme-linked immunosorbent assay) 와 같은 면역분석(immunoassay) 방법, 표면 플라즈몬 공명(surface plasmon resonance)과 같은 바이오센서를 이용하는 방법, 랩온어칩(lab-on-a-chip)에서 면역분석을 수행하는 방법 등이 개발되었다. 그러나, 대부분 복잡한 장비가 필요하여 실험실에서 검사가 이루어져야하는 단점이 있을 뿐만 아니라, 한 개의 균을 검출할 수 있는 감도에는 도달하지 못했다.Accordingly, immunoassay methods such as ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay), methods using biosensors such as surface plasmon resonance, and lab-on-a-chip ) Have been developed. However, most of the complicated equipment is required, so it has to be tested in the laboratory, and the sensitivity to detect one bacterium has not been reached.

최근에는 현장에서 사용할 수 있는 검출 방법으로 정지 액체상에서 고체상인 입자를 이동시킴으로써 면역분석법을 시행하는 기술(등록특허 제10-1398764호)이 제안된 바 있다. 상기 기술은 정지액체상 랩온어칩(stationary liquid phase lab-on-a-chip)에서 입자(particle)를 이동시키는 간단한 방법을 사용하기 때문에 현장 적용이 가능한 장점이 있다. 이러한 방법은 박테리아 검출에 이용하는 경우에 자성입자(magnetic particle) 에 항체가 고정된 포획입자(capture particle)와 자성이 없고 표지기능이 있는 입자에 항체를 고정시킨 표지입자(labeling particle) 를 사용하는 방법이 제안되었다.In recent years, there has been proposed a technique (Immunity Patent No. 10-1398764) for carrying out immunoassay by moving solid particles in a stationary liquid phase by a detection method that can be used in the field. This technique has the advantage of being applicable in the field because it uses a simple method of moving particles in a stationary liquid phase lab-on-a-chip. This method uses a capture particle in which an antibody is immobilized on a magnetic particle when used for detecting bacteria and a labeling particle in which an antibody is immobilized on a particle having no magnetic property and a labeling function Lt; / RTI >

그러나, 상술한 방법에도 분석 방법이 갖는 감도의 한계와 식품 시료에 포함된 물질이 검사에 영향을 미치는 매트릭스 효과(matrix effect)로 인하여 식품 시료에 박테리아(균)가 한 개만 있어도 검출할 수 있는 수준의 감도에 도달하는 것은 어려웠다.However, even in the above-mentioned method, even if there is only one bacteria in the food sample due to the limit of the sensitivity of the analysis method and the matrix effect that the substance contained in the food sample affects the test, It was difficult to reach the sensitivity of.

KR 등록 제10-1398764호KR registration No. 10-1398764

본 발명은 정지액체상 랩온어칩을 이용하여 적은 양의 박테리아(균)을 높은 감도로 신속하고 간편하게 검출할 수 있는 정지액체상 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출 방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a bacterial detection method using a stationary liquid phase wrap-on-a-chip capable of quickly and easily detecting a small amount of bacteria with high sensitivity using a stationary liquid phase wrap-on-a-chip.

본 발명은 배양공간, 세척공간, 검출공간 및 상기 배양공간, 세척공간, 검출공간을 연결하는 채널로 이루어진 정지액체상 랩온어칩을 이용하여, 상기 배양공간에 시료를 넣고 박테리아를 배양하는 단계; 상기 배양공간에서 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 형성하는 단계; 상기 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 상기 배양공간의 하부에서 포획하는 단계; 상기 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 배양공간으로부터 검출공간으로 이동시키는 단계; 및 상기 검출공간에서 상기 표지입자의 신호를 측정하여 박테리아를 검출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정지액체상 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출방법을 제공한다.The present invention comprises a step of incubating bacteria in a culture space using a stationary liquid phase wrap-on-a-chip comprising a culture space, a cleaning space, a detection space, and a channel connecting the culture space, the washing space and the detection space; Forming a capture particle-bacteria-bead particle complex in the culture space; Capturing the captured particle-bacteria-labeled particle complex at the bottom of the culture space; Moving the captured particle-bacteria-labeled particle complex from a culture space to a detection space; And detecting bacteria by measuring a signal of the marker particle in the detection space. The present invention also provides a method for detecting bacteria using a stationary liquid phase wrap-on-a-chip.

본 발명은 시료공간, 세척공간, 검출공간 및 상기 배양공간, 세척공간 및 검출공간을 연결하는 채널로 이루어지며, 상기 시료공간의 상부에 설치되는 배양 튜브를 결합시키는 연결부; 를 포함하는 정지액체상 랩온어칩을 이용하여, 상기 배양 튜브에 시료를 주입하고 박테리아를 배양하는 단계; 상기 배양 튜브에서 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 형성하는 단계; 상기 배양 튜브를 상기 랩온어칩에 결합시키는 단계; 상기 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 상기 시료공간 하부에서 포획하는 단계; 상기 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 상기 시료공간으로부터 상기 검출공간으로 이동시키는 단계; 및 상기 검출공간에서 상기 표지입자의 신호를 측정하여 상기 박테리아를 검출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정지액체상 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출방법을 제공한다.The present invention relates to a method for producing a culture medium, comprising: a connection part for connecting a culture tube provided on a sample space, a cleaning space, a detection space, and a channel connecting the culture space, the washing space and the detection space; Injecting a sample into the culture tube and culturing the bacteria using the stationary liquid phase wrap-on-a-chip, Forming a capture particle-bacterial-labeled particle complex in said culture tube; Bonding the culture tube to the lab-on-a-chip; Capturing the captured particle-bacteria-labeled particle complex under the sample space; Moving the capture particle-bacteria-bead particle complex from the sample space to the detection space; And detecting the bacteria by measuring a signal of the marker particle in the detection space. The present invention also provides a method for detecting bacteria by using a stationary liquid phase wrap-on-a-chip.

본 발명에 따른 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출방법은 하나의 장치내에서 박테리아의 배양 및 검출이 이루어져 적은 양의 박테리아가 포함되어 있어도 신속하게 검출이 가능한 효과가 있다.The method for detecting bacteria using a lab-on-a-chip according to the present invention has the effect of rapidly detecting bacteria even when a small amount of bacteria is contained, because the bacteria are cultured and detected in one apparatus.

본 발명에 따른 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출방법은 박테리아의 배양 단계와 검출 단계가 간편하게 연결되어 복잡한 실험장비 또는 어려운 기술을 필요로 하지 않기 때문에 현장에서 신속하게 검사하는데 응용될 수 있다.The bacteria detection method using the lab-on-a-chip according to the present invention can be applied to a rapid on-site inspection since a bacterial culture step and a detection step are easily connected to each other and do not require complicated experimental equipment or difficult techniques.

특히, 특정 박테리아를 높은 감도로 검출하는 식품 검사, 수질 검사, 질병 진단 등에 유용하게 사용될 수 있다.Particularly, it can be used for food inspection, water quality inspection, disease diagnosis, and the like which detect specific bacteria with high sensitivity.

도 1은 본 발명의 일 실시예 따라 배양공간이 포함된 정지액체상 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출 방법을 순서대로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예 따라 배양공간이 포함되지 않은 정지액체상 랩온어칩의 구조를 보여주는 도면과 사진이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예 따라 배양공간이 포함되지 않은 정지액체상 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출 방법을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 제작한 랩온어칩의 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예에서 제작한 랩온어칩에 배양 튜브를 연결한 모습을 보여주는 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정지액체상 랩온어칩에서 배양을 하지 않고 검출하였을 때, 시료에 포함된 장염비브리오균 수에 비례하여 흡광도가 증가하는 것을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 배양튜브에서 배양을 한 후 정지액체상 랩온어칩에 연결하여 검출하였을 때, 시료에 포함된 장염비브리오균 수에 비례하여 흡광도가 증가하는 것을 나타내는 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a method of detecting bacteria using a stationary liquid phase wrap-on-a-chip containing a culture space according to an embodiment of the present invention.
2 is a drawing and a photograph showing the structure of a stationary liquid phase wrap-on-a-chip without a culture space according to another embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a method of detecting bacteria using a stationary liquid phase wrap-on-a-chip without a culture space according to another embodiment of the present invention.
4 is a photograph of a lab-on-a-chip fabricated in an embodiment of the present invention.
5 is a photograph showing a culture tube connected to a lab-on-a-chip produced in an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing that the absorbance increases in proportion to the number of Vibrio parahaemolyticus contained in a sample when cultured in a stationary liquid-phase wrap-on-a-chip according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing that the absorbance increases in proportion to the number of Vibrio parahaemolyticus contained in a sample when cultured in a culture tube according to an embodiment of the present invention and then detected by being connected to a stationary liquid phase wrap-on-a-chip.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1은 본 발명의 일 실시예 따라 배양공간이 포함된 정지액체상 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출 방법을 순서대로 도시한 도면, 도 2는 본 발명의 다른 실시예 따라 배양공간이 포함되지 않은 정지액체상 랩온어칩의 구조를 보여주는 도면과 사진, 도 3은 본 발명의 다른 실시예 따라 배양공간이 포함되지 않은 정지액체상 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출 방법을 도시한 도면, 도 4는 본 발명의 실시예에서 제작한 랩온어칩의 사진, 도 5는 본 발명의 실시예에서 제작한 랩온어칩에 배양 튜브를 연결한 모습을 보여주는 사진, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정지액체상 랩온어칩에서 배양을 하지 않고 검출하였을 때, 시료에 포함된 장염비브리오균 수에 비례하여 흡광도가 증가하는 것을 나타내는 그래프, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 배양튜브에서 배양을 한 후 정지액체상 랩온어칩에 연결하여 검출하였을 때, 시료에 포함된 장염비브리오균 수에 비례하여 흡광도가 증가하는 것을 나타내는 그래프이다.FIG. 1 is a schematic view showing a method of detecting bacteria using a stationary liquid-phase wrap-on-a-chip in which a culture space is included according to an embodiment of the present invention. FIG. FIG. 3 is a view showing a bacteria detection method using a stationary liquid phase wrap-on-a-chip without a culture space according to another embodiment of the present invention. FIG. Fig. 5 is a photograph showing a culture tube connected to a lab-on-a-chip manufactured in the embodiment of the present invention. Fig. 6 is a photograph of a lab-on-a- FIG. 7 is a graph showing that the absorbance increases in proportion to the number of Vibrio parahaemolyticus contained in the sample when the sample is detected without culture in the culture tank, And the absorbance increases in proportion to the number of Vibrio parahaemolyticus contained in the sample when the sample is incubated in a stationary liquid phase wrap-on-a-chip.

이하, 도 1 내지 도 7과 실시예를 통해 본 발명인 정지액체상 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, the bacteria detection method using the stationary liquid phase wrap-on-a-chip according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7 and Examples.

본 발명은 정지액체상 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for detecting bacteria using a stationary liquid phase wrap-on-a-chip.

본 발명에서 사용되는 용어, "랩온어칩"이라 함은 실험실에서 행해지는 혼합, 반응, 분리, 분석 등의 여러 가지 조작이 구현되도록 제작된 칩으로, "정지 액체상 랩온어칩"은 랩온어칩 내에서 액체가 전혀 움직이지 않는 것을 의미하는 것이 아니라, 액체상을 이동시키는 종래의 방법과는 달리 주요 분석단계에서 액체상을 이동시키는 대신 고체상을 이동시킴으로써 분석을 수행할 수 있는 것을 의미하는 것이다.The term "lab-on-a-chip" used in the present invention refers to a chip manufactured to implement various operations such as mixing, reaction, separation, and analysis performed in a laboratory. Means that the analysis can be performed by moving the solid phase instead of moving the liquid phase in the main analysis step, unlike the conventional method of moving the liquid phase.

본 발명에서 사용되는 용어, "박테리아"라 함은 아주 작은 단세포 생물을 의미하는 것으로, 통상적인 세균을 의미한다.As used herein, the term "bacteria " refers to a very small unicellular organism and refers to conventional bacteria.

이하에서는 도 1과 2를 참조하여, 본 발명의 정지액체상 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출방법을 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 1 and 2, a method for detecting bacteria using the stationary liquid phase wrap-on-a-chip according to the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 실시예에 따른 정지액체상 랩온어칩은 배양공간, 세척공간, 검출공간으로 이루어지며, 상기 배양공간, 세척공간 및 검출공간을 연결하는 채널로 구성된다.The stationary liquid phase wrap-on-a-chip according to an embodiment of the present invention is composed of a culture space, a cleaning space, and a detection space, and comprises channels connecting the culture space, the cleaning space, and the detection space.

본 발명에서 사용되는 용어, "배양공간" 이라 함은 박테리아가 배양되는 공간을 의미하며, "세척공간" 이라 함은 상기 배양공간과 후술하게 되는 검출공간 사이에 형성되는 공간으로 후술하게 되는 포획입자-박테리아-표지입자 복합체가 상기 배양공간으로부터 검출공간으로 지나는 동안 세척이 이루어지도록 제공하는 공간을 의미한다. 다른 양태로, 시료공간과 검출공간 사이에 형성되는 공간으로 후술하게 되는 포획입자-박테리아-표시입자 복합체가 상기 시료공간으로부터 검출공간으로 지나는 동안 세척이 이루어지도록 제공하는 공간을 의미한다.As used herein, the term "culture space" means a space in which bacteria are cultured, and "washing space" means a space formed between the culture space and a detection space, Means a space which provides for the washing to occur while the bacterial-labeled particle complex passes from the culture space to the detection space. In another aspect, this means a space formed between the sample space and the detection space to provide a catch particle-bacteria-display particle composite to be described later to be washed while passing from the sample space to the detection space.

이에 더하여, "검출공간" 이라 함은 박테리아를 검출하기 위한 검출용액이 담겨지는 공간을 의미하며, "시료공간" 이라 함은 시료(sample)의 혼합용액이 담겨지는 공간을 의미할 수 있다.In addition, the term "detection space" means a space containing a detection solution for detecting bacteria, and "sample space" means a space containing a mixed solution of a sample.

한편, 본 발명의 정지액체상 랩온어칩에서 상기 채널은 소수성의 액체로 채워지는 것을 특징으로 한다. 여기서, "소수성" 이라 함은 친수성에 대한 반대말로 물에 대해 친화력이 없는 성질을 의미하며, 물과는 혼합되지 않는 성질을 의미할 수 있다.On the other hand, in the stationary liquid phase wrap-on-a-chip of the present invention, the channel is filled with a hydrophobic liquid. Here, the term "hydrophobic" refers to a property opposite to hydrophilicity and having no affinity for water, and may mean a property not to be mixed with water.

일 예로, 상기 채널은 올리브 오일, 미네랄 오일, 액체 왁스 등 물과 섞이지 않는 액체로 채워질 수 있다.For example, the channel may be filled with a liquid that is immiscible with water, such as olive oil, mineral oil, liquid wax, and the like.

상기 액체는 서로 다른 공간에 있는 용액들이 서로 섞이지 않도록 할 뿐만 아니라 포획입자-박테리아-표지입자 복합체가 채널을 지나갈 때, 세척하여 불순물을 제거하는 작용도 할 수 있다. 한편, 상기 소수성 액체는 이웃하는 공간으로 쉽게 이동하지 않기 위해서는 소정의 점성이 있는 것이 바람직하다.The liquid not only prevents the solutions in different spaces from mixing with each other, but also cleanses and removes impurities when the trapped particle-bacteria-labeled particle complex passes through the channel. On the other hand, it is preferable that the hydrophobic liquid has a predetermined viscosity in order not to move easily to the neighboring space.

특정 양태로서, 냉장 조건에서는 고체 상태로 존재하고 실온에서는 액체 상태로 존재하는 액체 왁스(liquid wax)와 같은 물질을 상기 채널에 채워서 냉장고에 보관할 경우 랩온어칩의 서로 다른 공간을 확실하게 분리하는 효과가 있다.As a specific example, when a material such as a liquid wax which exists in a solid state in a refrigerated condition and exists in a liquid state at a room temperature is filled in the channel and stored in a refrigerator, the effect of reliably separating different spaces of the lab- .

일 예로, 상기 소수성의 액체는 10 내지 20℃ 이하의 온도에서는 고체상태이며, 10 내지 20℃ 이상의 온도에서는 액체 상태로 존재하는 왁스일 수 있다.For example, the hydrophobic liquid may be a solid state at a temperature of 10 to 20 DEG C or lower, and a liquid state at a temperature of 10 to 20 DEG C or higher.

본 발명의 정지액체상 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출방법은 배양공간, 세척공간, 검출공간 및 상기 배양공간, 세척공간, 검출공간을 연결하는 채널로 이루어진 정지액체상 랩온어칩을 이용하는 것으로, 상기 배양공간에 시료를 넣고 박테리아를 배양하는 단계; 상기 배양공간에서 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 형성하는 단계; 상기 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 상기 배양공간의 하부에서 포획하는 단계; 상기 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 배양공간으로부터 검출공간으로 이동시키는 단계; 및 상기 검출공간에서 표지입자의 신호를 측정하여 박테리아를 검출하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The bacteria detection method using the stationary liquid phase wrap-on-a-chip of the present invention uses a stationary liquid phase wrap-on-a-chip composed of a culture space, a cleaning space, a detection space and channels connecting the culture space, the cleaning space and the detection space, Adding a sample to the culture medium and culturing the bacteria; Forming a capture particle-bacteria-bead particle complex in the culture space; Capturing the captured particle-bacteria-labeled particle complex at the bottom of the culture space; Moving the captured particle-bacteria-labeled particle complex from a culture space to a detection space; And detecting bacteria in the detection space by measuring a signal of the label particle; And a control unit.

한편, 상기 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 형성하는 단계에서는 입자들이 검출공간으로 이동하는 것을 방지하기 위해 배양공간과 세척공간 사이의 채널에는 밸브를 추가로 설치할 수 있다. 이때, 상기 채널은 상기 배양공간, 세척공간, 검출공간의 직경보다 작을 수 있다. 이러한 밸브는 공기밸브 또는 당 업계에서 사용되는 통상의 밸브일 수 있다.Meanwhile, in the step of forming the trapped particle-bacteria-labeled particle complex, a valve may be additionally provided in a channel between the culture space and the washing space to prevent the particles from moving to the detection space. At this time, the channel may be smaller than the diameter of the culture space, the washing space, and the detection space. Such a valve may be an air valve or a conventional valve used in the art.

특히, 상기 배양공간, 세척공간 및 검출공간 내에는 해당공간에 투입되는 용액이 정지 상태로 담겨지는 것을 특징으로 한다.In particular, the culture space, the washing space, and the detection space are filled with the solution to be introduced into the space in a stationary state.

여기서, 상기 용액이 정지되어 있다는 것은 용액이 전혀 움직이지 않는 것을 의미하는 것이 아니라 액체상을 이동시키는 종래의 방법과 달리 주요 분석단계에서 액체상을 이동시키는 대신 고체상을 이동시킴으로써 분석을 수행할 수 있는 것을 의미하는 것이다. 상기 고체상이라 함은 본 발명에서 입자 또는 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 의미할 수 있다.Here, the fact that the solution is stopped does not mean that the solution does not move at all but means that the analysis can be performed by moving the solid phase instead of moving the liquid phase in the main analysis step, unlike the conventional method of moving the liquid phase . The solid phase may refer to a particle or a capture particle-bacteria-bead particle complex in the present invention.

이에 더하여, 상기 배양단계에서 박테리아를 배양하거나 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 형성하는 단계에서 입자의 무작위 움직임에 의해 포획입자 또는 표지입자가 검출공간쪽으로 이동하지 않도록 하기 위해, 배양공간에 비해 검출공간이 더 높아지도록 랩온어칩을 기울인 상태로 유지할 수 있다.In addition, in order to prevent the capture particles or the labeled particles from moving toward the detection space due to the random movement of the particles in the step of culturing the bacteria or forming the capture particle-bacteria-labeled particle complex in the culture step, The lab-on-a-chip can be kept tilted so that the space is higher.

한편, 형광 표지입자를 사용하는 경우에는 밸브를 설치하는 대신 도 2에 도시된 바와 같이, 랩온어칩의 배양공간, 세척공간, 검출공간 및 채널들을 모두 배양액(culture medium)으로 채우고, 검출공간이 위로 가도록 랩온어칩을 수직으로 세워 배양 단계와 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 모으는 단계를 수행할 수 있다. 이 상태에서는 중력의 작용과 좁은 채널로 인하여 포획입자, 표지입자 등 물질들이 검출공간 쪽으로 이동하는 것을 억제할 수 있다.On the other hand, in the case of using fluorescently labeled particles, instead of providing a valve, the culture space, the washing space, the detection space and the channels of the lab-on-a-chip are all filled with a culture medium as shown in Fig. 2, On-the-chip may be vertically set up to carry the step of collecting the capture particle-bacteria-labeled particle complex. In this state, due to the action of gravity and a narrow channel, it is possible to prevent substances such as trapped particles and labeled particles from moving toward the detection space.

또한, 상기 랩온어칩이 세워진 상태에서 자석을 배양 공간 측면으로부터 검출공간 측면으로 수직 이동시킴으로써, 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 검출공간으로 이동시킬 수 있다.Further, by moving the magnet vertically to the side of the detection space from the side of the culture space in a state where the lab-on-a-chip is erected, the trapped particle-bacteria-bead particle complex can be moved to the detection space.

한편, 통상적인 박테리아 배양 단계에서는 대개 진탕(shaking)을 가하게 되는데 상기 진탕 조건에서 포획입자 또는 표지입자의 활성이 손상되지 않는다면, 포획입자와 표지입자를 시료와 함께 넣고 박테리아를 배양함으로써 박테리아가 증식할 때 동시에 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 형성할 수 있도록 할 수 있다. 이러한 경우, 검출과정이 매우 단순해지는 장점이 있다.On the other hand, in a conventional bacterial culture step, shaking is usually applied. If the activity of the capture particle or the label particle is not impaired under the above-mentioned shaking condition, the capture particle and the label particle are put together with the sample, At the same time that the capture particle-bacteria-labeled particle complex can be formed. In this case, there is an advantage that the detection process becomes very simple.

즉, 본 발명은 박테리아를 배양하는 단계에서 시료에 포획입자와 표지입자를 주입하여 상기 박테리아와 함께 배양함으로써, 상기 박테리아가 증식함과 동시에 상기 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 형성하여, 검출과정이 매우 간편해지고 단순해지는 장점이 있다.That is, in the step of culturing bacteria, capturing particles and marker particles are injected into a sample and cultured together with the bacteria to form the capturing particle-bacteria-marker particle complex while the bacteria are growing, This has the advantage of being very simple and simple.

특정 양태로서, 본 발명에서 사용되는 시료는 배양액(culture medium)으로 10 내지 500배 희석하는 것을 사용할 수 있다.As a specific example, the sample used in the present invention may be diluted 10 to 500 times with a culture medium.

본 발명의 일 실시예에서는 100배로 희석된 배양액(culture medium)을 사용할 수 있다. 이는 시료를 제조할 때, 완충용액으로 희석시키지 않고, 배양액(culture medium)을 직접 넣어 희석하는 것을 의미한다.In one embodiment of the present invention, a culture medium diluted 100-fold can be used. This means that the sample is directly diluted by adding the culture medium without diluting it with the buffer solution.

한편, 상술한 희석되는 비율은 적용물질 또는 목적에 따라서 변경가능 한 정도이다.On the other hand, the above-mentioned dilution rate is a degree that can be changed according to the application substance or purpose.

여기서, 배양액이라 함은 통상적인 배지를 의미할 수 있는 것으로, 미생물이나 동식물의 조직을 배양하기 위하여 배양체가 필요로하는 영양물질을 주성분으로 하고, 다시 특수한 목적을 혼합한 것을 의미한다.Herein, the term "culture medium" means a medium which is a conventional medium, and means that a nutrient substance required for culturing a microorganism, a plant or animal or plant is cultivated as a main component and mixed with a special purpose again.

이하에서는 도 3을 참조하여, 본 발명의 정지액체상 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출방법을 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to FIG. 3, a method for detecting bacteria using the stationary liquid phase wrap-on-a-chip according to the present invention will be described in detail.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 시료공간, 세척공간, 검출공간 및 상기 배양공간, 세척공간 및 검출공간을 연결하는 채널로 이루어지며, 상기 시료공간의 상부에 설치되는 배양 튜브를 연결하는 연결부; 를 포함하는 정지액체상 랩온어칩을 이용하는 박테리아 검출방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a microfluidic device, comprising: a connection part connecting a sample tube, a cleaning space, a detection space, and a channel connecting the culture space, the cleaning space, and the detection space, On-a-chip < / RTI >

보다 구체적으로, 랩온어칩에 배양공간을 설치하는 대신 추가의 배양 튜브에서 박테리아를 배양할 수 있다. 이러한 경우, 정지액체상 랩온어칩에서 배양 공간 대신 시료공간이 설치되고, 상기 시료공간의 상부에 배양 튜브를 결합시킬 수 있는 배양튜브 연결부가 설치될 수 있다.More specifically, bacteria can be cultured in an additional culture tube instead of providing a culture space on the lab-on-a-chip. In this case, a sample space may be provided in place of the culture space in the stationary liquid phase wrap-on-a-chip, and a culture tube connection portion capable of coupling the culture tube to the upper portion of the sample space may be provided.

일반적으로 배양 튜브를 사용할 경우 매우 강한 진탕(shaking)을 가할 수 있기 때문에 배양 시간을 단축할 수 있다. 또한 배양튜브를 사용하는 방법에서는 시료 공간 상부에 포획입자-박테리아-표지입자 복합체가 통과할 수 있는 그물망을 설치함으로써 포획입자-박테리아-표지입자 복합체는 통과하여 시료공간으로 들어가고 찌꺼기는 그물망에 걸리도록 할 수도 있다.In general, when culture tubes are used, very strong shaking can be applied, thus shortening the incubation time. In addition, in the method using the culture tube, a trapping particle-bacteria-labeled particle complex can pass through the sample space, thereby allowing the captured particle-bacteria-labeled particle complex to pass through the sample space and the residue to be caught in the mesh. You may.

강한 진탕 조건에서는 포획입자와 표지입자의 활성이 손상될 수 있기 때문에 일정 시간 배양 후 포획입자와 표지입자를 넣고 온화한 진탕 조건에서 복합체 형성을 유도하는 것이 바람직하다. 박테리아 배양과 복합체 형성이 끝난 후 배양 튜브를 랩온어칩에 연결하여 복합체 포획, 복합체 이동, 검출 과정을 동일하게 진행할 수 있다.In the case of strong shaking conditions, the activity of the trapped particles and the labeled particles may be impaired. Therefore, it is preferable to introduce trapping particles and labeled particles after a certain period of incubation and induce complex formation under gentle shaking conditions. After incubation of the bacteria and formation of the complex, the culture tubes can be connected to the lab-on-a-chip to carry out complex capture, complex movement and detection procedures.

한편, 본 발명에서 고체상의 역할을 하는 포획입자는 자성입자에 박테리아의 항체를 고정시켜 사용할 수 있다. 자성입자를 사용할 경우 자석을 이용하여 포획입자의 움직임을 쉽게 제어할 수 있다.On the other hand, the capturing particle serving as a solid phase in the present invention can be used by immobilizing a bacterial antibody on magnetic particles. When magnetic particles are used, the movement of trapped particles can be easily controlled by using a magnet.

이에 더하여, 표지입자는 측정 가능한 신호를 낼 수 있는 입자에 박테리아의 항체를 고정시켜 사용할 수 있다. 여기에서 측정 가능한 신호로는 흡광도, 형광, 발광, 전류, 자력 등을 들 수 있다. In addition, the labeling particle can be used by immobilizing a bacterial antibody on a particle capable of producing a measurable signal. The signals that can be measured here include absorbance, fluorescence, luminescence, current, and magnetic force.

보다 구체적으로, 자성입자를 포획입자로 사용하는 경우 표지입자는 자성이 없는 실리카 입자에 horseradish peroxidase(HRP)와 같은 효소와 항체를 고정시켜 사용할 수 있으며, HRP 활성은 흡광도, 형광, 발광, 전류 등 다양한 방법으로 측정할 수 있다. 표지입자에 자성이 없어야 하는 이유는 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 자석으로 모을 때 박테리아에 결합하지 않은 표지입자를 제외하기 위한 것이다.More specifically, when magnetic particles are used as trapping particles, the label particles can be used by immobilizing an enzyme and an antibody such as horseradish peroxidase (HRP) on silica particles having no magnetic property. HRP activity can be measured by absorbance, fluorescence, It can be measured in various ways. The reason that the marker particles should be free of magnetism is to exclude labeled particles that are not bound to the bacteria when the capture particle-bacteria-marker particle complex is collected by the magnet.

또한, 자성이 없는 형광입자에 항체를 고정시켜 표지입자로 사용할 수도 있다. 형광물질은 일반적으로 효소에 비해 환경에 덜 민감하고 보관과정에서 변할 가능성도 적다. 특히 유로퓸(europium)과 같은 전이금속 이온으로 만들어진 형광물질은 안정성이 높고 excitation wavelength와 emission wavelength 차이가 커서 적은 양도 검출이 가능하다. 따라서 유로퓸 형광입자에 항체를 고정시켜 표지입자로 사용하면 고감도 검출이 가능하다.It is also possible to immobilize the antibody on the fluorescent particles having no magnetism and use it as the labeled particles. Fluorescent materials are generally less environmentally sensitive than enzymes and less likely to change during storage. Particularly, fluorescent materials made of transition metal ions such as europium have high stability and high excitation wavelength and emission wavelength. Therefore, when the antibody is immobilized on the europium fluorescent particles, it can be used as a labeled particle to detect a high sensitivity.

특정 양태로서, 본 발명에서 사용되는 시료는 배양액(culture medium)으로 10 내지 500배 희석하는 것을 사용할 수 있다.As a specific example, the sample used in the present invention may be diluted 10 to 500 times with a culture medium.

본 발명의 일 실시예에서는 100배로 희석된 배양액(culture medium)을 사용할 수 있다. 이는 시료를 제조할 때, 완충용액으로 희석시키지 않고, 배양액(culture medium)을 직접 넣어 희석하는 것을 의미한다.In one embodiment of the present invention, a culture medium diluted 100-fold can be used. This means that the sample is directly diluted by adding the culture medium without diluting it with the buffer solution.

여기서, 배양액이라 함은 통상적인 배지를 의미할 수 있는 것으로, 미생물이나 동식물의 조직을 배양하기 위하여 배양체가 필요로하는 영양물질을 주성분으로 하고, 다시 특수한 목적을 혼합한 것을 의미한다.Herein, the term "culture medium" means a medium which is a conventional medium, and means that a nutrient substance required for culturing a microorganism, a plant or animal or plant is cultivated as a main component and mixed with a special purpose again.

한편, 고체시료로부터 박테리아를 검출할 경우에는 일반적으로 고체시료 1 그램당 희석 완충용액 10 ml의 비율로 희석 완충용액 또는 증류수를 더하여 시료를 제조하는 방법이 사용되었다. On the other hand, when bacteria are detected from a solid sample, generally a method of preparing a sample by adding a dilution buffer solution or distilled water at a ratio of 10 ml of a dilution buffer solution per gram of a solid sample is used.

이렇게 제조된 시료를 콜로니 수 측정법에서와 같이 고체배지에서 배양하거나, 액체 배지에 넣어 하룻밤 이상 장시간 배양하여 분석할 경우에는 문제가 없었다. 그러나 이렇게 제조된 시료를 액체 배지에 더하여 배양할 경우 배지가 묽어져 박테리아의 성장 속도가 느려지기 때문에, 측정 가능한 박테리아 수에 도달하기까지 1시간 이상의 차이가 날 수도 있다. 따라서 본 발명의 목적과 같이 신속한 검출이 필요할 경우에는 시료 제조에 희석 완충용액 또는 증류수를 사용하는 대신 직접 배양액(culture medium)을 사용할 수 있다.There was no problem when the samples thus prepared were cultured in a solid medium as in the method for measuring the number of colonies, or cultured in a liquid medium for a long time or longer. However, when the sample thus prepared is added to a liquid medium, the culture medium is diluted and the growth rate of the bacteria is slowed, so that there may be a difference of 1 hour or more before reaching the measurable number of bacteria. Therefore, when rapid detection is required for the purpose of the present invention, a direct culture medium can be used instead of using dilute buffer solution or distilled water for preparing samples.

이에 더하여, 본 발명은 박테리아를 배양하는 단계에서 시료에 포획입자와 표지입자를 주입하여 상기 박테리아와 함께 배양함으로써, 상기 박테리아가 증식함과 동시에 상기 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 형성할 수 있다. 이러한 경우, 검출과정이 매우 간편해지고 단순해지는 장점이 있다.In addition, in the step of culturing the bacteria, the present invention can form the captured particle-bacteria-labeled particle complex while the bacteria are propagated by culturing the sample together with the capture particles and the marker particles and culturing the bacteria together with the bacteria . In this case, the detection process becomes very simple and simple.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples. However, the following examples are intended to illustrate the contents of the present invention, but the scope of the present invention is not limited to the following examples. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

<< 실시예Example >>

실시예Example 1. 형광 표지입자를 이용한 박테리아 검출 1. Bacterial detection using fluorescently labeled particles

실시예 1-1. 원료 준비Example 1-1. Raw material preparation

본 실시예에서는 형광 표지입자를 이용하여 별개의 배양 튜브를 사용하는 방법으로 장염비브리오(Vibrio parahaemolyticus) 균을 검출하였다.In this embodiment, a method of using a separate culture tubes by using a fluorescence-labeled particles Vibrio (Vibrio parahaemolyticus ) were detected.

보다 구체적으로, 포획입자는 직경 300nm인 자성입자(아모그린텍, 한국 김포)에 장염비브리오균 항체를 고정시켜 제조하였다. 상기 자성입자는 표면에 카르복시기를 가지고 있기 때문에 EDC[1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride]를 이용하는 화학적 방법으로 항체를 고정시켰다.More specifically, the trapped particles were prepared by immobilizing a Vibrio parahaemolytic antibody on magnetic particles (Amorgtec, KIMPO, Korea) having a diameter of 300 nm. Since the magnetic particles have a carboxy group on their surface, the antibody was immobilized by a chemical method using EDC [1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride].

표지입자는 직경 300nm 유로퓸 형광입자(Thermo Scinetific, USA)에 장염비브리오균 항체를 고정시켜 제조하였다. 유로퓸 형광입자 역시 표면에 카르복시기를 가지고 있기 때문에 EDC 와 N-hydroxysuccinimide를 이용하는 화학적 방법으로 항체를 고정시켰다.The labeled particles were prepared by immobilizing Vibrio parahaemolytic antibodies in 300 nm diameter europium fluorescent particles (Thermo Scinetific, USA). Since europium fluorescent particles also have carboxy on the surface, the antibody was immobilized by a chemical method using EDC and N-hydroxysuccinimide.

그리고, 장염비브리오균의 배양을 위해서는 3% 의 NaCl 이 첨가된 Nutrient broth(Difco)를 사용하였으며, 장염비브리오균 항체는 앱클론(한국)에 의뢰하여 제작하였다.Nutrient broth (Difco) supplemented with 3% NaCl was used for the culture of Vibrio parahaemolyticus. Antibodies against Vibrio parahaemolyticus were purchased from Aptlon (Korea).

실시예 1-2. 랩온어칩 제작Examples 1-2. Lab-On-Chip Production

장염비브리오(Vibrio parahaemolyticus) 균을 검출하기 위한 랩온어칩의 몸체는 도 4에 도시한 것과 같은 형태로 PDMS 로 제작하였으며, 바닥에 두께 1mm 유리판을 붙여 완성하였다. 배양 튜브는 8 ㎖ 바이알을 사용하였으며, 배양 튜브를 연결할 수 있도록 아크릴로 랩온어칩 케이스를 제작하였다(도 5). Vibrio enteritis parahaemolyticus ) was prepared by PDMS as shown in FIG. 4, and a 1 mm thick glass plate was attached to the bottom of the body. An 8 mL vial was used for the culture tube, and an acrylic wrap-on-a-chip case was prepared so as to connect the culture tube (FIG. 5).

상기 랩온어칩 케이스에서 시료공간의 상단부가 위치하는 부분에 바이알이 고정될 수 있도록 나사 탭이 있는 구멍을 만들어 배양 튜브 연결부 역할을 하도록 하였으며, 랩온어칩의 검출공간, 세척공간 및 채널은 모두 완충용액 B(0.25% BSA in PBS)로 채워놓았다.On the other hand, the lab-on-a-chip chip is provided with a hole with a screw tab so that the vial can be fixed to a portion where the upper end of the sample space is located. Solution B (0.25% BSA in PBS).

실시예 1-3. 박테리아 검출Examples 1-3. Bacterial detection

흡광도-생균수 상관관계를 통해 흡광도를 측정하여 장염비브리오균 수를 확인하였고, 액체 배지(culture medium)를 이용하여, 0. 20, 200, 2000, 20000, 200000 CFU/㎖로 희석하였다. 이때, 측정 실험에는 50㎕씩 사용하여 각각 0, 1, 10, 100, 1000, 10000 CFU 의 균이 포함되게 하였다.The absorbance was measured by absorbance-viable cell count, and the number of Vibrio parahaemolyticus was confirmed and diluted to 0.20, 200, 2000, 20000, 200000 CFU / ml using a liquid culture medium. At this time, 50 μl of each sample was used to include 0, 1, 10, 100, 1000, and 10000 CFU.

200㎕ 튜브에 균 50㎕, 0.25% 완충용액 B 20㎕, 1mg/㎖ 포획입자 10㎕, 1mg/㎖ 표지입자 10㎕를 넣고 20분간 실온에서 반응시켜 주었다. 반응이 끝난 시료를 시료공간에 넣고 시료공간 밑에 자석을 위치시켜 2분간 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 모아주었다.50 占 퐇 of bacteria, 20 占 퐇 of 0.25% buffer solution B, 10 占 퐇 of 1 mg / ml capturing particles and 10 占 퐇 of 1 mg / ml labeled particles were placed in a 200 占 퐇 tube and reacted at room temperature for 20 minutes. After the reaction, the sample was placed in the sample space, and the magnet was placed under the sample space to collect the captured particle-bacteria-bead particle complex for 2 minutes.

그리고, 랩온어칩에 진동을 가하면서 랩온어칩 밑에 있는 자석을 30mm/min 의 속도로 검출공간 쪽으로 이동시켰다. 특히, 상기 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 모으고 이동시키는 과정은 시료공간에 비해 검출공간의 높이가 더 높아지도록 랩온어칩을 수평면 기준으로 10도 기울인 상태로 진행하였다.Then, the magnet under the lab-on-a-chip was moved to the detection space at a speed of 30 mm / min while vibrating the lab-on-a-chip. In particular, the process of collecting and moving the trapped particle-bacteria-labeled particle complex was performed by inclining the lab-on-a-chip at a 10 degree angle with respect to the horizontal plane so that the height of the detection space was higher than that of the sample space.

그 후에, 플레이트 리더(plate reader)를 이용하여 검출공간의 형광을 Excitation 360nm, Emission 620nm 의 조건에서 측정하였다.Thereafter, the fluorescence of the detection space was measured using a plate reader under the conditions of Excitation 360 nm and Emission 620 nm.

그 결과, 도 6에 나타낸 바와 같이, 장염비브리오균 100개 이상부터 균의 수에 따른 상관관계가 뚜렷하게 나타난 것을 확인할 수 있었다.As a result, as shown in Fig. 6, it was confirmed that a correlation was observed according to the number of bacteria from 100 or more Vibrio parahaemolyticus.

실시예 2. 홍게 시료를 이용한 박테리아 검출Example 2 Detection of Bacteria Using Red Spot Sample

본 실시예에서는 홍게 시료에서 배양 방법에 의해 장염비브리오균을 측정하는 실험을 실시하였다.In this example, an experiment was conducted to measure Vibrio parahaemolyticus by a culture method in a red sea bream sample.

보다 구체적으로, 홍게 시료 25g을 배지 225㎖ 에 가하여 파쇄한 후 파쇄액 10㎖에 배지 90㎖를 가하여 100배 희석 시료 용액을 만들고 장염비브리오균 최종 농도가 각각 0, 1, 10, 100 CFU/㎖ 가 되도록 더하여 검사 시료를 제조하였다.More specifically, 25 g of the red ginseng sample was crushed by adding it to 225 ml of the medium, and then 90 ml of the medium was added to 10 ml of the crushed lysate to prepare a 100-fold diluted sample solution. The final concentrations of the enteric vibrio fits were 0, 1, 10 and 100 CFU / To prepare a test sample.

각각의 검사시료 2㎖를 멸균된 8㎖의 바이알에 넣고 37에서 2시간 30분간 250rpm 으로 진탕을 가하여 배양하였다. 그리고, 1㎎/㎖ 포획입자 10㎕와 1㎎/㎖ 표지입자 10㎕를 넣고 37에서 30분간 150rpm 으로 진탕을 가하여 배양하였다. 배양 바이알을 랩온어칩에 연결하여 실시예 1에서 상술한 바와 같이 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 모은 후 검출공간 쪽으로 이동시켰다. 마지막으로 플레이트 리더(plate reader)를 이용하여 검출공간의 형광을 Excitation 360nm, Emission 620nm 조건에서 측정하였다. 2 ml of each test sample was put into a sterilized 8 ml vial and incubated at 37 ° C for 2 hours and 30 minutes with shaking at 250 rpm. 10 μl of 1 mg / ml capturing particles and 10 μl of 1 mg / ml labeled particles were added and cultured at 37 ° C for 30 minutes with shaking at 150 rpm. The culture vial was connected to the lab-on-a-chip to collect the capture particle-bacteria-bead particle complex as described in Example 1 and then moved to the detection space. Finally, the fluorescence of the detection space was measured using a plate reader at Excitation 360nm and Emission 620nm.

그 결과, 도 7에 나타난 바와 같이 1 cfu/㎖의 농도인 2㎖의 시료에 2개 정도의 균만 있어도 검출이 가능한 것으로 확인되었다. 여기에서 각각의 시료당 2개의 균이 포함된 조건으로 실험하였지만, 균이 없는 시료와의 차이를 고려하면 한 개의 균만 있어도 검출이 가능한 것으로 예상된다.As a result, as shown in Fig. 7, it was confirmed that even if only 2 germs were detected in 2 ml of a sample having a concentration of 1 cfu / ml, detection was possible. Here, the experiment was carried out under the condition that two bacteria were contained per each sample, but it is expected that even if only one germ can be detected, it can be detected in consideration of the difference from the sample without bacteria.

검출에 소요된 전체 시간은 배양시간을 포함하여 3시간 30분이 소요되었으며, 본 실시예의 결과를 통해 본 발명의 검출방법은 현장에서 간단한 방법으로 시료에 포함된 1개의 박테리아를 신속하게 검출할 수 있을 것으로 판단된다.The total time required for the detection was 3 hours and 30 minutes including the incubation time. From the results of the present example, the detection method of the present invention can detect a single bacteria contained in the sample with a simple method on the spot .

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시예일 뿐이며, 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 the specific embodiments thereof, those skilled in the art will readily appreciate that many modifications are possible, will be. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (12)

배양공간, 세척공간, 검출공간 및 상기 배양공간, 세척공간, 검출공간을 연결하는 채널로 이루어진 정지액체상 랩온어칩을 이용하여,
상기 배양공간에 시료를 넣고 박테리아를 배양하는 단계;
상기 배양공간에서 자성입자에 박테리아 항체가 고정되어 있는 포획입자와 자성이 없는 표지입자를 이용하여, 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 형성하는 단계;
상기 배양공간의 외부에서 자석을 이용하여, 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 상기 배양공간의 하부에서 포획하는 단계;
상기 자석을 배양공간의 외부에서 검출공간으로 이동시켜, 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 배양공간으로부터 검출공간으로 이동시키는 단계; 및
상기 검출공간에서 상기 표지입자의 신호를 측정하여 박테리아를 검출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정지액체상 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출방법.
Using a stationary liquid phase wrap-on-a-chip consisting of a culture space, a cleaning space, a detection space and a channel connecting the culture space, the cleaning space and the detection space,
Placing a sample in the culture space and culturing the bacteria;
Forming a capture particle-bacteria-labeled particle complex using capture particles immobilized with a bacterial antibody on magnetic particles and non-magnetic marker particles in the culture space;
Capturing the captured particle-bacteria-labeled particle complex at the bottom of the culture space using a magnet outside the culture space;
Moving the magnet from the outside of the incubation space to the detection space and moving the trapped particle-bacteria-bead particle complex from the incubation space to the detection space; And
And detecting the bacteria by measuring a signal of the indicator particle in the detection space. &Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 8. &lt; / RTI &gt;
시료공간, 세척공간, 검출공간 및 상기 시료공간, 세척공간 및 검출공간을 연결하는 채널로 이루어지며, 상기 시료공간의 상부에 설치되는 배양 튜브를 결합시키는 연결부; 를 포함하는 정지액체상 랩온어칩을 이용하여,
상기 배양 튜브에 시료를 주입하고 박테리아를 배양하는 단계;
상기 배양 튜브에서 자성입자에 박테리아 항체가 고정되어 있는 포획입자와 자성이 없는 표지입자를 이용하여, 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 형성하는 단계;
상기 배양 튜브를 상기 랩온어칩에 결합시키는 단계;
상기 시료공간 외부에서 자석을 이용하여, 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 상기 시료공간 하부에서 포획하는 단계;
상기 자석을 시료공간 외부에서 검출공간으로 이동시켜, 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 상기 시료공간으로부터 상기 검출공간으로 이동시키는 단계; 및
상기 검출공간에서 상기 표지입자의 신호를 측정하여 상기 박테리아를 검출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정지액체상 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출방법.
A connection part for connecting the culture tube provided on the upper part of the sample space, the connection part comprising a sample space, a cleaning space, a detection space, and a channel connecting the sample space, the cleaning space, and the detection space; On-a-chip &lt; / RTI &gt;
Injecting a sample into the culture tube and culturing the bacteria;
Forming a capture particle-bacteria-bead particle complex using capture particles immobilized with a bacterial antibody on magnetic particles and non-magnetic beacon particles in the culture tube;
Bonding the culture tube to the lab-on-a-chip;
Capturing the captured particle-bacteria-labeled particle complex under the sample space using a magnet outside the sample space;
Moving the magnet from the sample space to the detection space and moving the capture particle-bacteria-bead particle complex from the sample space to the detection space; And
And detecting the bacteria by measuring a signal of the indicator particle in the detection space. &Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 15. &lt; / RTI &gt;
제1항에 있어서,
상기 배양공간 및 세척공간 사이에 밸브를 추가로 설치하는 것을 특징으로 하는 정지액체상 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출방법.
The method according to claim 1,
And a valve is additionally provided between the culture space and the cleaning space.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 채널은
소수성의 액체로 채워지는 것을 특징으로 하는 정지액체상 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
The channel
Characterized in that it is filled with a hydrophobic liquid.
제4항에 있어서,
상기 소수성의 액체는
냉장 조건에서는 고체상태이며, 실온에서는 액체 상태로 존재하는 왁스인 것을 특징으로 하는 정지액체상 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출방법.
5. The method of claim 4,
The hydrophobic liquid
Wherein the wax is in a solid state in a refrigerated condition and is present in a liquid state in a room temperature.
제1항에 있어서,
상기 표지입자는
형광입자에 박테리아 항체가 고정되며,
상기 배양공간, 세척공간, 검출공간 및 채널은 배양액(culture medium)으로 채워지는 것을 특징으로 하는 정지액체상 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출방법.
The method according to claim 1,
The label particles
The bacterial antibody is immobilized on the fluorescent particles,
Wherein the culture space, the washing space, the detection space and the channel are filled with a culture medium.
제1항에 있어서,
상기 박테리아를 배양하는 단계는
상기 검출공간이 상부에 위치하도록 정지액체상 랩온어칩을 수직상태에서 상기 박테리아 배양을 실시하는 것을 특징으로 하는 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출방법.
The method according to claim 1,
The step of culturing the bacteria
On-the-fly chip is subjected to the bacterial culture in a vertical state so that the detection space is located at an upper position.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 시료는
배양액(culture medium)으로 10 내지 500배 희석하는 것을 특징으로 하는 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
The sample
A method for detecting bacteria using a lab-on-a-chip, wherein the bacteria is diluted 10 to 500 times with a culture medium.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 박테리아를 배양하는 단계는
상기 시료에 상기 포획입자 및 표지입자를 주입하여 상기 박테리아를 배양함으로써, 상기 박테리아가 증식함과 동시에 상기 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 형성하는 것을 특징으로 하는 정지액체상 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
The step of culturing the bacteria
Wherein said capture particle and said labeling particle are injected into said sample and said bacteria are cultured to form said capture particle-bacteria-label particle complex while said bacteria are growing. Way.
제1항에 있어서,
상기 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 형성하는 단계는
상기 검출공간이 상기 배양공간보다 높게 위치하도록 상기 정지액체상 랩온어칩을 기울인 상태에서 수행하는 것을 특징으로 하는 정지액체상 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출방법.
The method according to claim 1,
The step of forming the capture particle-bacterial-labeled particle complex
On-the-fly chip is tilted so that the detection space is positioned higher than the incubation space.
제2항에 있어서,
상기 포획입자-박테리아-표지입자 복합체를 형성하는 단계는
상기 검출공간이 상기 시료공간보다 높게 위치하도록 상기 정지액체상 랩온어칩을 기울인 상태에서 수행하는 것을 특징으로 하는 정지액체상 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출방법.
3. The method of claim 2,
The step of forming the capture particle-bacterial-labeled particle complex
On-the-fly chip is tilted so that the detection space is located higher than the sample space.
제2항에 있어서,
상기 시료공간은
상기 포획입자-박테리아-표지입자 복합체만 상기 배양 튜브로부터 상기 시료공간으로 선택적으로 이동되도록 그물망를 추가로 설치하는 것을 특징으로 하는 정지액체상 랩온어칩을 이용한 박테리아 검출방법.
3. The method of claim 2,
The sample space
Characterized in that a mesh is additionally provided so that only the captured particle-bacteria-labeled particle complex is selectively transferred from the culture tube to the sample space.
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