KR101911859B1 - Signal Probe Using Double-stranded Nucleic Acid and a Method for Detecting a Target Molecule Using the Same - Google Patents

Signal Probe Using Double-stranded Nucleic Acid and a Method for Detecting a Target Molecule Using the Same Download PDF

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    • C12Q2563/107Nucleic acid detection characterized by the use of physical, structural and functional properties fluorescence

Abstract

The present invention discloses stable double-stranded nucleic acid signal probes which are unaffected by temperature, pH, slat, ionic strength, and the like since single-stranded nucleic acids constituting double-stranded nucleic acids are complementarily crosslinked (or covalently bonded) to each other. In addition, the present invention discloses a method for detecting a target molecule in which a stable nucleic acid signal probe in the detection of the target molecule is used to form a complex with the target molecule, and only the signal probe is separated from the complex by heating and the like and the signal probe is detected.

Description

이중가닥 핵산 신호 프로브 및 이를 이용한 표적분자의 검출방법{Signal Probe Using Double-stranded Nucleic Acid and a Method for Detecting a Target Molecule Using the Same} TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a double-stranded nucleic acid signal probe, and a method for detecting a target molecule using the double-stranded nucleic acid signal probe.

본 발명은 이중가닥 핵산 신호 프로브 및 이를 이용한 표적분자의 검출방법에 관한 것이다.The present invention relates to a double-stranded nucleic acid signal probe and a method for detecting a target molecule using the same.

세포의 DNA에 암호화되어 있는 유전정보는 DNA 복제를 통하여 자손에게 전달된다. 또한 유전정보는 DNA에서 RNA, 그리고 RNA에서 단백질의 경로를 통하여 발현된다. 모든 세포는 유전정보의 전달 또는 발현과 관련된 생체분자들로 이루어져 있으며 이들의 존재양상은 생물체의 기능에 중요한 영향을 준다. Genetic information encoded in the DNA of a cell is transmitted to the offspring through DNA replication. Genetic information is also expressed through DNA, RNA, and protein pathways in RNA. All cells are made up of biomolecules that are involved in the transmission or expression of genetic information, and their presence plays an important role in the function of the organism.

표적분자(또는 바이오마커)는 임상적으로 검출가능하며 특정 용도를 위하여 선택된 생체분자이다. 생체분자는 질병의 발생 또는 진행에 따라 세포내에서 증감을 나타내거나 분비될 수 있으며 특정 조직에서 말단 조직까지 혈류를 통하여 쉽게 퍼질 수 있다. 또한 세포가 파괴될 경우에도 생체분자들의 변화가 나타난다. The target molecule (or biomarker) is a biomolecule that is clinically detectable and selected for specific applications. Biomolecules can be expressed or secreted in cells as disease progresses or progresses and can easily spread through blood flow from specific tissues to terminal tissues. In addition, even when cells are destroyed, biomolecule changes occur.

대표적인 생체분자로는 핵산과 아미노산이 있다. 핵산은 유전정보를 지니는 DNA와 정보의 중개자 역할을 하는 RNA를 구성하며, 염색체 이상, DNA 메틸화 및 유전자 변이(Gene Variation) 등은 유전정보의 발현과정에 영향을 준다. 이중 유전자 변이의 종류로는 단일염기다형성(Single Nucleotide Polymorphism, SNP)와 구조변이(StructuralVariation) 등이 있다. SNP은 DNA 염기서열에서 하나의 염기서열 (A, T, G, C)의 차이를 보이는 유전적 변화 또는 변이를 의미한다. 구조변이는 결실, 역위, 첨가, 복제 등과 같은 DNA 구조변이를 의미한다. 유전자 변이는 표현형(phenotype)의 변화, 질병에 대한 민감성, 그리고 치료 약제에 대한 반응의 차이 등 개체 간의 차이를 결정짓는다고 알려졌으며, 특히 질환 발생과 진행과정에 관여하는 변이들을 질환연관 유전적 변이(Disease-associated Genetic Variants)라고 칭한다.Representative biomolecules include nucleic acids and amino acids. Nucleic acid constitutes DNA that carries genetic information and RNA that acts as an intermediary for information. Chromosomal aberrations, DNA methylation, and gene variation influence the expression of genetic information. There are two types of gene mutations: Single Nucleotide Polymorphism (SNP) and Structural Variation. SNP means a genetic change or mutation that shows the difference of one base sequence (A, T, G, C) in DNA base sequence. Structural mutations refer to DNA structural variations such as deletions, inversions, additions, and replication. Genetic mutations are known to determine individual differences, such as phenotype changes, susceptibility to disease, and response to therapeutic agents. In particular, mutations involved in disease development and progression are known as disease-associated genetic mutations (Disease-associated Genetic Variants).

유전자란 형질을 만들어 내는 인자로서 유전정보의 단위이다. 각각의 세포에는 5만 내지 10만 개 정도의 유전자가 있지만, 세포는 선택적으로 유전자를 사용한다. 그 중 상당수는 세포 자신의 생명유지활동이나 일상적인 활동을 위하여 사용되는 유전자이다. 내인성 표준 발현 유전자는 특정 유전자나 다수의 유전자 발현량의 비교를 위해 사용되는 유전자이며 전령 RNA(messenger RNA; 이하 mRNA)의 형태를 기반으로 한다. 생체 내 시료의 정량분석은 특정 유전자의 기능 탐색, 특정 기능을 나타내는 유전자 탐색, 특정 조건에서 유전자 발현 양상 확인 및 그 외의 여러 분자생물학적 목적에서 중요하며, 내인성 표준 발현 유전자를 활용한 다양한 유전자발현 측정법이 개발되고 있다.A gene is a unit of genetic information that is a trait-generating factor. Each cell has about 50,000 to 100,000 genes, but cells selectively use genes. Many of them are genes that are used for life-sustaining activities or daily activities of the cell itself. An endogenous standard expression gene is a gene used for comparison of a specific gene or a plurality of gene expression amounts, and is based on the form of messenger RNA (mRNA). Quantitative analysis of in vivo samples is important for the search for the function of a specific gene, the search for a gene that exhibits a specific function, the confirmation of gene expression patterns under specific conditions, and various other molecular biological purposes. Various gene expression measurement methods using an endogenous standard expression gene Is being developed.

대표적인 유전자발현 측정법으로 고속병렬분석 기술인 DNA 마이크로어레이 방법이 있다. DNA 마이크로어레이는 단지 혼성화 방식에 의해서 표적 서열을 검출하기 때문에 교차반응에 의한 진양성 문제가 발생되어, 혼성화 시그널의 신뢰도를 개선하여야 하는 문제점이 있다. 또한, 종래의 마이크로어레이의 경우 혼성화 방식에 의해서 시료 내 핵산을 검출하기 때문에 혼성화 후 까다로운 세척 과정이 요구되는 문제점이 있으며, 혼성화 전에 표적서열을 단일가닥으로 만드는 과정이 필수적으로 요구된다. 한편, 최근에 발표된 on-chip PCR은 혼성화 또는 probe extension방식에 의해 검출하기 때문에, 기존 마이크로 어레이와 같이 heterogenous assay system이며, 실시간 검출이 불가능 하고 정확한 정량이 어렵다는 문제점이 있다.There is a DNA microarray method which is a high-speed parallel analysis technique by a typical gene expression measurement method. Since DNA microarrays detect target sequences only by hybridization method, there arises a problem of genuine positivity due to crossing reaction, and there is a problem that reliability of hybridization signal must be improved. Also, in the case of a conventional microarray, since a nucleic acid in a sample is detected by a hybridization method, there is a problem that a complicated washing process is required after hybridization, and a process of making a target sequence into a single strand before hybridization is indispensably required. On the other hand, since the recently announced on-chip PCR is detected by hybridization or probe extension method, it is a heterogenous assay system like existing microarrays, and real-time detection is impossible and accurate quantification is difficult.

생체분자는 핵산이외에도 아미노산, 펩티드, 단백질, 탄수화물, 지질(lipid), 다당류, 당단백질, 호르몬, 수용체, 항원, 항체, 바이러스, 병원균, 독성 물질, 기질, 대사산물, 전이 상태 유사체(transition state analog), 보조 인자(cofactor), 저해제, 약, 염료, 영양분, 성장 인자, 세포, 조직 등을 포함하며, 이론적으로는 그 범위는 제한이 없다. 거의 모든 화학적 또는 생물학적 작동체(effector)가 해당되며 다양한 크기의 분자들로 구성되어 있다. 이러한 생체분자에 대한 효율적인 실시간 검출 및 정확한 정량에 대한 개발이 요망되고 있다. The biomolecule can be, in addition to nucleic acid, an amino acid, a peptide, a protein, a carbohydrate, a lipid, a polysaccharide, a glycoprotein, a hormone, a receptor, an antigen, an antibody, a virus, a pathogen, a toxic substance, a substrate, a metabolite, Cofactors, inhibitors, drugs, dyes, nutrients, growth factors, cells, tissues, etc. Theoretically, the scope is not limited. Almost all chemical or biological effectors are involved and are composed of molecules of various sizes. It is desired to develop such an efficient real-time detection and accurate quantification of such biomolecules.

다양한 생체분자 분석법은 검출 감도의 향상 및 다중 분석능의 향상 측면에서 발전을 거듭했지만, 여전히 분석 비용 절감, 분석 시간의 단축, 민감도 향상 및 재현성 증대라는 기술적 과제에 직면해 있다.Although various biomolecular analytical methods have been developed in terms of improvement of detection sensitivity and improvement of multi-analyzing ability, they still face the technical problem of reducing analysis cost, shortening analysis time, improving sensitivity and increasing reproducibility.

한편 미국 등록특허 제8,519,115호(관련 논문은 Nat Biotechnol. 2008, 26:317-325임)에서는 표적 생체분자를 분자 계수할 수 있는 형광 바코드 프로브를 이용하였는데, 이 형광 바코드 프로브는 단위체인 RNA 절편 7개가 이에 상보적인 DNA 백본에 상보적이며 연속적으로 연결됨으로써 이루어진 신호발생영역과 표적핵산과 특이적으로 결합하는 상보적인 단일가닥 핵산인 표적분자 결합영역으로 이루어져 있다. 이 형광 바코드 프로브는 표적 핵산과 결합하여 복합체를 형성하고 표적분자에 특이적인 검출 신호를 발생시키며 그 복합체(즉 표적분자)의 분자계수를 가능하게 한다. 상기 형광 바코드 프로브는 DNA-RNA 이중가닥 핵산으로 단일가닥 핵산이 염기쌍 간 수소결합으로 이루어져 그 안정성이 온도, pH, 염, 이온 강도(ionic strength) 등의 영향을 받는다. 즉 온도 등에 의하여 형광 바코드 프로브의 이중가닥 핵산이 분리될 경우 표적분자에 대한 정확한 정보를 제공할 수 없다. 그러므로 상기 미국 등록특허 제8,519,115호가 개시하는 표적분자의 분석 방법은 온도, pH, 염, 이온 강도(ionic strength) 등을 고려해야 하는 내재적인 한계를 갖는다. On the other hand, US Patent No. 8,519,115 (Nat Biotechnol. 2008, 26: 317-325) discloses a fluorescent barcode probe capable of molecular counting of a target biomolecule. And a target molecule binding region, which is a complementary single-stranded nucleic acid that specifically binds to the target nucleic acid, and a signal generating region formed by complementary and continuous connection of the dog to the complementary DNA backbone. This fluorescent barcode probe combines with the target nucleic acid to form a complex, generates a detection signal specific to the target molecule, and enables the molecular count of the complex (i.e., target molecule). The fluorescent barcode probe is a DNA-RNA double-stranded nucleic acid. The single-stranded nucleic acid is composed of base-pair hydrogen bonds and its stability is influenced by temperature, pH, salt, ionic strength and the like. That is, when the double stranded nucleic acid of the fluorescent barcode probe is separated by temperature or the like, accurate information on the target molecule can not be provided. Therefore, the method of analyzing a target molecule disclosed in the above-mentioned U.S. Patent No. 8,519,115 has inherent limitations in consideration of temperature, pH, salt, ionic strength and the like.

본 발명은 이러한 한계점을 극복하기 위하여 제안되는 것이다. 단일가닥 핵산이 서로 간에 상보적으로 이중가닥 핵산을 형성하되 상보적 공유결합을 형성하여 온도, pH, 염, 이온 강도(ionic strength) 등의 영향을 받지 않은 이중가닥 핵산 프로브를 개시한다. The present invention has been proposed in order to overcome these limitations. A double-stranded nucleic acid probe is disclosed in which a single-stranded nucleic acid forms a double-stranded nucleic acid complementarily to each other but forms a complementary covalent bond and is not affected by temperature, pH, salt, ionic strength or the like.

본 발명의 목적은 단일가닥 핵산이 서로 간에 상보적으로 이중가닥 핵산을 형성하되 가교결합(또는 공유결합)을 형성하여 온도, pH, 염, 이온 강도(ionic strength) 등에 영향을 받지 않고 안정한 이중가닥 핵산 신호 프로브를 개시한다.It is an object of the present invention to provide a method for producing a double-stranded nucleic acid, wherein the single-stranded nucleic acid forms a double-stranded nucleic acid complementary to each other but forms a crosslinked (or covalent bond) Discloses a nucleic acid signal probe.

본 발명의 다른 목적은 상기 이중가닥 핵산 신호 프로브를 이용한 표적분자의 검출방법을 개시한다.Another object of the present invention is to provide a method for detecting a target molecule using the double-stranded nucleic acid signal probe.

본 발명의 다른 목적이나 구체적인 목적은 이하에서 제시된다. Other objects and specific objects of the present invention are set forth below.

일 측면에 있어서 본 발명은 이중가닥 핵산 신호 프로브를 제공한다.In one aspect, the invention provides a double-stranded nucleic acid signal probe.

본 발명의 이중가닥 핵산 신호 프로브는 전술한 바와 같이 그 이중가닥 핵산을 구성하는 단일가닥 핵산이 서로 상보적으로 가교결합(또는 공유결합)하고 있는 특징을 갖는다. As described above, the double-stranded nucleic acid signal probe of the present invention is characterized in that the single-stranded nucleic acids constituting the double-stranded nucleic acid are complementarily crosslinked (or covalently bonded) to each other.

구체적으로 본 발명의 이중가닥 핵산 신호 프로브는 (i) 표적분자에 특이적으로 결합하는 영역(여기서 "영역"은 경우에 따라서는 다른 부분의 같거나 비슷한 용어와의 명확한 구분을 위해서 "모이어티(moiety)로 표시될 수도 있다)과 (ii) 그 표적분자와의 특이적 결합영역에 결합되고 그 신호 프로브에 고유한(또는 특이적인) 신호를 발생시키는 신호발생영역을 포함하되, 그 신호발생영역은 서로 상보적으로 가교결합(즉 공유결합)된 이중가닥 핵산으로 그 이중가닥 핵산에는 동일한 신호발생물질로 표지되거나 서로 다른 신호발생물질로 표지된 2개 이상의 영역(여기서 "영역"은 경우에 따라서는 다른 부분의 같거나 비슷한 용어와의 명확한 구분을 위해서 "세그먼트(segment)로 표시될 수도 있다)이 존재하는 것을 특징으로 한다. Specifically, the double-stranded nucleic acid signal probe of the present invention comprises (i) a region specifically binding to a target molecule, wherein the " region " moiety) and (ii) a signal generating region which is bound to a specific binding region with the target molecule and generates a signal unique (or specific) to the signal probe, Double-stranded nucleic acids that are complementarily crosslinked (i.e., covalently linked) to each other, wherein the double-stranded nucleic acid has two or more regions labeled with the same signal generating material or labeled with different signal generating materials Quot; may be represented by a " segment " for a clear distinction between the same or similar terms in other parts).

본 발명의 신호 프로브에서, 상기 표적분자와 특이적으로 결합하는 영역은 대표적으로 단일가닥 핵산, 항체, 또는 압타머일 수 있다. 상기 특이적 결합영역이 단일가닥 핵산으로 구성될 경우 그 표적분자는 mRNA 등의 핵산이고, 항체로 구성될 경우 그 표적분자는 그 항체가 특이적으로 인식하는 에피토프를 가진 항원이며, 압타머일 경우 그 압타머가 특이적으로 인식하여 결합하는 항원 등의 단백질일 수 있다.In the signal probe of the present invention, the region specifically binding with the target molecule may be typically a single-stranded nucleic acid, an antibody, or an aptamer. When the specific binding region is composed of a single-stranded nucleic acid, the target molecule is a nucleic acid such as mRNA. When the specific binding region is composed of an antibody, the target molecule is an antigen having an epitope specifically recognized by the antibody. And a protein such as an antigen that aptamer specifically recognizes and binds.

표적분자와의 특이적 결합영역으로서의 단일가닥 핵산은 단일가닥 DNA 또는 단일가닥 RNA 뿐만 아니라, 그 표적분자인 mRNA 등의 핵산과 특이적인 결합 능력을 가지는 한 뉴클레아제나 열에 안정한 PNA(Peptide Nucleic Acid), LNA(Locked Nucleic Acid), HNA(Hexitol Nucleic Acids), ANA(Altritol Nucleic Acids), MNA(Mannitol Nucleic Acids) 등 핵산 유사체이어도 무방하다. 또 마찬가지로 그 표적분자인 mRNA 등의 핵산과 특이적인 결합 능력을 가지는 한 자연적 뉴클레오티드(natural nucleotide) 뿐만 아니라 변형된 뉴클레오티드(modified nucleotide)를 포함할 수 있다. 이러한 변형된 뉴클레오티드는 그 당, 그 포스페이트 및/또는 그 염기에서 변형된 것일 수 있다. 이러한 당, 포스페이트 및/또는 염기에서 변형된 뉴클레오티드는 당업계에 그 제조방법을 포함하여 구체적으로 공지되어 있다. 예컨대 당에서 변형된 뉴클레오티드는, 그 당의 하이드록실 기(OH group)가 할로겐 기, 지방족 기, 에테르 기, 아민 기 등으로 수식된 것, 당인 리보스 또는 디옥시 리보오스 자체가 이를 대신할 수 있는 당 유사체 α-아노머 당(α-anomeric sugars), 아라비노스(arabinose), 자일로스(xyloses) 또는 릭소오스(lyxoses)와 같은 에피머 당(epimeric sugars), 피라노오스 당(pyranose sugars), 퓨라노오스 당(furanose sugars) 등으로 치환된 것을 들수 있다. 또한 예컨대 포스페이트에서의 변형은 포스페이트가 P(O)S(thioate), P(S)S(dithioate), P(O)NR2(amidate), P(O)R, P(O)OR', CO 또는 CH2(formacetal)로의 변형된 것 등을 들수 있다. 여기서 상기 R 또는 R'는 H 또는 치환되거나 치환되지 않은 알킬 등이며, 포스페이트에서 변형될 경우 그 연결기는 -O-, -N-, -S- 또는 -C-가 되어, 이러한 연결기를 통해 인접 뉴클레오티드가 서로 결합하게 된다.A single-stranded nucleic acid as a specific binding region with a target molecule may be a single-stranded DNA or a single-stranded RNA as well as a nuclease or heat-stable PNA (Peptide Nucleic Acid) as long as it has a specific binding ability to a nucleic acid such as mRNA, , LNA (Locked Nucleic Acid), HNA (Hexitol Nucleic Acids), ANA (Altritol Nucleic Acids), and MNA (Mannitol Nucleic Acids). In addition, it may include a modified nucleotide as well as a natural nucleotide having a specific binding ability to a nucleic acid such as mRNA as the target molecule. Such modified nucleotides may be modified in their sugars, their phosphates and / or their bases. Modified nucleotides in such sugars, phosphates and / or bases are specifically known in the art, including their preparation methods. For example, nucleotides modified in sugars include those in which the hydroxyl group (OH group) of the sugar is modified with a halogen group, an aliphatic group, an ether group, an amine group or the like, a sugar analogue in which ribose or dioxyribose itself can be substituted but are not limited to, epimeric sugars such as alpha-anomeric sugars, arabinose, xyloses or lyxoses, pyranose sugars, Furanose sugars, and the like. In addition, for example, modifications in the phosphate may be accomplished by the reaction of the phosphate with a phosphate such as thioate, P (O) S (dithioate), P (O) NR2 (amidate), P Or CH2 (formacetal). Wherein R or R 'is H or substituted or unsubstituted alkyl, etc., and when the phosphate is modified, its linking group becomes -O-, -N-, -S- or -C-, and through this linkage the adjacent nucleotides Respectively.

핵산 유사체나 변형된 뉴클레오티드, 그러한 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 단일가닥 핵산 등과 관련해서는 문헌[Sproat, et al, Nucl. Acid Res. 19:733-738(1991)], 문헌[Cotten, et al, Nucl. Acid Res. 19:2629-2635(1991)], 문헌[Hobbs, et al, Biochemistry 12:5138-5145(1973)] 등 당업계에 상당한 문헌이 공지되어 있으며, 보다 구체적인 것은 이들 문헌들을 참조할 수 있다. 이들 문헌을 포함하여 본 명세서에서 인용되는 문헌은 모두 본 명세서의 일부로서 간주된다. Nucleic acid analogs or modified nucleotides, single-stranded nucleic acids containing such modified nucleotides, etc. are described in Sproat, et al, Nucl. Acid Res. 19: 733-738 (1991)], Cotten, et al, Nucl. Acid Res. 19: 2629-2635 (1991)], Hobbs, et al, Biochemistry 12: 5138-5145 (1973), and more specifically, these documents can be referred to. All of the documents cited herein, including these documents, are considered part of this specification.

표적분자와의 특이적 결합영역으로서의 단일가닥 핵산의 길이는 그 단일가닥 핵산이 표적분자와 특이적 결합을 유지할 수 있다면 특별한 제한이 없다. 통상 5 내지 70개의 뉴클레오티드들로 구성되지만, 프로브의 길이가 너무 길거나 짧을 경우 비특이적 결합이 일어날 수 있으므로 바람직하게는 15 내지 50개의 염기들로 구성될 것이다.The length of a single-stranded nucleic acid as a specific binding region with a target molecule is not particularly limited provided that the single-stranded nucleic acid can maintain a specific binding with the target molecule. Usually, it is composed of 5 to 70 nucleotides. However, when the length of the probe is too long or too short, nonspecific binding may occur, so that it will be composed of preferably 15 to 50 bases.

표적분자와 특이적 결합영역으로서의 항체는 모노클로날 항체, 폴리클로날 항체뿐만 아니라 다중특이적 항체(즉 두 개 이상의 항원 또는 두 개 이상의 에피토프를 인식하는 항체로서 이특이적 항체 등을 말함)이거나, 표적분자와 특이적으로 결합할 수 있는 능력을 보유하는 한, 항체의 단편, 화학적으로 수식된 항체, 인간화 항체, 재조합 항체 등일 수도 있다. 항체 단편, 화학적 수식된 항체의 다양한 형태들이 당업계에 공지되어 있으며, 예컨대 Fab, F(ab')2, scFv(중쇄나 경쇄의 Fv를 적당한 링커로 연결시킨 항체), Fv, Fab/c(1개의 Fab와 완전한 Fc를 가지는 항체) 등이나 항체를 단백질 절단 효소 예컨대, 파파인, 펩신으로 처리하여 얻어진 항체 단편 등을 들수 있다.The antibody as the specific binding region with the target molecule may be a monoclonal antibody, a polyclonal antibody as well as a multispecific antibody (that is, an antibody recognizing two or more epitopes or two or more epitopes, such as a bispecific antibody) A fragment of an antibody, a chemically modified antibody, a humanized antibody, a recombinant antibody, or the like, so long as it has the ability to specifically bind to a target molecule. Various fragments of antibody fragments, chemically modified antibodies are known in the art and include, for example, Fab, F (ab ') 2, scFv (antibodies in which the Fv of the heavy or light chain is linked by a suitable linker), Fv, Fab / An antibody having one Fab and complete Fc), and antibody fragments obtained by treating the antibody with a protein-cleaving enzyme such as papain or pepsin.

표적분자와 특이적 결합영역으로서의 압타머는 단일가닥 DNA 압타머 또는 단일가닥 RNA 압타머일 수 있다. 압타머는 항체와 마찬가지로 표적 단백질 등의 표적분자에 특이적으로 결합할 수 있는 핵산 리간드를 의미하는데, 표적분자와 특이적으로 결합할 수 있다면, 압타머는 이중가닥 DNA 또는 RNA 압타머일 수도 있다. 이러한 표적분자와의 특이적 결합할 수 있는 압타머의 제조, 선별 방법 등은 모두 당업계에 공지되어 있으며, 특히 SELEX 기술을 이용할 수 있다. 이 SELEX 기술은 "Systematic Evolution of Ligands by EXponential enrichment"의 준말로 이름 붙여진 기술로 해당 기술에 대해서는 문헌[Science 249 (4968):505-510, 1990], 미국 등록특허 제5,475,096, 미국 특허등록 제5,270,163호, 국제특허공개 WO 91/19813 등을 참조할 수 있으며, 압타머의 선별을 위한 구체적인 방법이나 적절한 시약, 재료 등의 사용에 대해서는 문헌[Methods Enzymol 267:275-301, 1996], 문헌[Methods Enzymol 318:193-214, 2000] 등을 참조할 수 있다. 압타머도 그 당, 그 포스페이트 및/또는 그 염기에서 변형된 것일 수 있다.An aptamer as a specific binding region with a target molecule may be a single-stranded DNA compactor or a single-stranded RNA absorber. The aptamer means a nucleic acid ligand capable of specifically binding to a target molecule such as a target protein as in the case of an antibody. The aptamer may be a double-stranded DNA or an RNA abundant if it can specifically bind to a target molecule. The production of aptamer capable of specifically binding to such a target molecule, the selection method and the like are all known in the art, and in particular, SELEX technology can be used. This SELEX technology is a technology termed as the abbreviation of " Systematic Evolution of Ligands by EXponential Enrichment ", which technique is described in Science 249 (4968): 505-510, 1990, US Patent No. 5,475,096, US Patent No. 5,270,163 WO 91/19813 and the like, and specific methods for selecting platemers and the use of suitable reagents, materials, etc. can be found in Methods Enzymol 267: 275-301, 1996, Enzymol 318: 193-214, 2000). Aptamer may also be modified in its sugar, its phosphate and / or its base.

표적분자와 특이적 결합영역은 대표적으로 단일가닥 핵산, 항체, 압타머이지만, 생체시료 중의 침입 항원에 대한 항체를 표적분자로 하여 이를 검출하기 위한 경우에는 항원일 수도 있다. 여기서 침입 항원은 인체 등에 침입한 세균, 바이러스 등으로부터 유래한 것이며, 그러한 침입 항원에 대한 항체의 검출은 이들 세균, 바이러스의 감염 여부를 판정하는데 유용할 수 있다.The target molecule and the specific binding region are typically a single-stranded nucleic acid, an antibody, or an extramammer. However, an antibody against an intrinsic antigen in a biological sample may be used as a target molecule and may be an antigen in order to detect the target molecule. Herein, the invading antigen is derived from a bacterium, a virus, or the like which has entered the human body, and the detection of an antibody against such an invading antigen may be useful for judging whether or not these bacteria and viruses are infected.

이외에도 표적분자에 특이적으로 결합할 수 있는 능력을 갖는 한, 항체의 Fc 조각, 펩티드, 펩티도미네틱(peptidomimetic), 게프머(gapmer) 등이 또한 특별한 제한없이 표적분자의 특이적 결합영역으로 사용될 수 있다.In addition, Fc fragment, peptide, peptidomimetic, gapmer or the like of the antibody may be used as a specific binding region of the target molecule without any particular limitation, as long as the antibody has an ability to specifically bind to the target molecule. Can be used.

본 발명의 신호 프로브가 검출할 수 있는 표적분자는 이 표적분자에 특이적으로 결합할 수 있는 전술한 바의 단일가닥 핵산, 항체, 압타머, 항원 등, 그 신호 프로브의 표적분자와의 특이적 결합영역이 특이적으로 인식, 결합할 수 있는 임의의 분자이다. 그 분자는 바람직하게는 사람 또는 동물 등의 생체분자, 더 바람직하게는 생체분자 중 인체분자이다. 더욱 바람직하게는 질병 진단에 유용한 바이오마커일 수 있다. 대표적으로는 mRNA 등의 핵산, 세균, 바이러스 등으로부터 유래한 항원이나 또는 그 항원에 대한 항체 등이다. 나아가 표적분자는 본 발명의 신호 프로브의 표적분자와의 특이적 결합영역이 특이적으로 결합할 수 있는 세균, 바이러스의 표면상의 단백질일 수 있으며, 이 경우 세균이나 바이러스의 검출이 가능할 수 있다.The target molecule that can be detected by the signal probe of the present invention includes a single-stranded nucleic acid, an antibody, an extramammer, an antigen, and the like, which are capable of specifically binding to the target molecule, Binding region is any molecule capable of specifically recognizing and binding. The molecule is preferably a biomolecule such as a human or an animal, more preferably a human molecule in a biomolecule. More preferably, it may be a biomarker useful for diagnosis of disease. Typically, it is an antigen derived from a nucleic acid such as mRNA, a bacterium, a virus or the like, or an antibody against the antigen. Furthermore, the target molecule may be a protein on the surface of a bacterium or a virus capable of specifically binding a specific binding region with a target molecule of the signal probe of the present invention, and in this case, detection of a bacterium or a virus may be possible.

본 발명의 신호 프로브에서, 신호발생영역은 이중가닥 핵산으로, 그 가닥 간에서 서로 가교결합되어 있어 고온 상태에도 안정한 이중결합을 유지하며, pH, 염, 이온 강도(ionic strength) 등의 영향을 받지 않는다. 이는 표적분자의 검출 과정에서 온도 등의 변화에 의하여 이중가닥이 풀려 검출 신호를 발생시키는 단일가닥 핵산의 소실됨에 의해 표적분자의 검출 정확성이 떨어지는 단점을 극복할 수 있게 하며, 후술하는 바와 같이 본 발명의 신호 프로브를 이용하여 표적분자를 검출할 때 본 발명의 신호 프로브가 표적분자와 복합체를 형성시키고 분리한 후에 그 복합체를 가열하여 그 복합체로부터 분리된 신호 프로브만을 검출함으로써 표적분자를 검출하는 것을 가능하게 한다.In the signal probe of the present invention, the signal generating region is a double-stranded nucleic acid, which is cross-linked between the strands to maintain a stable double bond even at a high temperature and is not affected by pH, salt, ionic strength, Do not. This makes it possible to overcome the disadvantage that the detection accuracy of the target molecule is deteriorated due to the disappearance of the single-stranded nucleic acid generating the detection signal by releasing the double strand due to the change of the temperature etc. during the detection of the target molecule, It is possible to detect the target molecule by detecting the signal probe separated from the complex by heating the complex after the signal probe of the present invention forms and separates the target molecule when the target probe is used to detect the target molecule .

본 발명에서, 신호발생영역의 두 가닥 사이의 가교결합은 당업계에 공지된 방법을 이용하여 유도될 수 있다. 구체적으로 핵산 이중가닥 간 가교제(intercalator)로 알려진 소랄렌(psoralen), 8-메톡시소랄렌(8-methoxypsoralen) 등의 소라렌 유도체, 미토마이신-C(mitomycin C), 피롤로벤조디아제핀(pyrrolobenzodiazepine), 멜팔란(melphalan), 시클로포스파마이드 (cyclophosphamide), 에티디움 브로마이드(ethidium bromide), 프로플라빈(proflavine), 다우노마이신(daunomycin), 독소루비신(doxorubicin), 탈리도미드(thalidomide) 등을 혼성화환 이중가닥에 처리하고 적정 파장의 UV를 조사하여 이루어질 수 있다. 아래의 본 발명의 실시예에서는 8-메톡시소랄렌을 가교제로 사용하여 365nm 파장의 UV를 조사하여 이중가닥 간 가교결합을 유도한 경우 95℃의 온도에서도 안정적으로 이중가닥을 유지하고 있음을 확인하였다.In the present invention, cross-linking between two strands of the signal generating region can be induced using methods known in the art. Specifically, a psoralen derivative such as psoralen, 8-methoxypsoralen and the like known as a nucleic acid double-strand intercalator, mitomycin C, pyrrolobenzodiazepine, A hybrid incarnation, such as melphalan, cyclophosphamide, ethidium bromide, proflavine, daunomycin, doxorubicin, thalidomide, Treated with a double strand and irradiated with UV of an appropriate wavelength. In the following examples of the present invention, when double-stranded cross-linking was induced by irradiating UV at a wavelength of 365 nm using 8-methoxysoralen as a crosslinking agent, it was confirmed that double strands were stably held at a temperature of 95 ° C .

본 발명에서 신호발생영역의 신호발생물질(detectable label)은 검출 가능한 신호를 발생시키는 당업계에 공지된 임의의 물질로, 이러한 물질은 신호발생영역을 구성하는 핵산 단편의 단일가닥 또는 이중가닥(또는 그 핵산 단편의 구성단위인 뉴클레오티드)에 공유적 또는 비공유적으로 결합한다.In the present invention, a detectable label of a signal generating region is any substance known in the art that generates a detectable signal. Such a substance may be a single strand or a double strand (or alternatively, A nucleotide which is a constituent unit of the nucleic acid fragment).

이러한 신호발생물질은 형광물질, 화학 발광물질, 방사성 동위원소 등 공지된 다양한 물질이 사용될 수 있으며, 형광물질로서는 시아닌 형광물질(Cy2, Cy3, Cy5), 알렉사 플루오르 형광물질 시리즈(Alexa Fluor 350, 405, 430, 488, 514, 594, 610, 647 등; ThermoFisher SCIENTIFIC 사, 미국), 플루오레세인이소티오시아네이트, 테트라메틸로다민이소티오시아네이트, 치환 로다민이소티오시아네이트, 디클로로트리아진이소티오시아네이트 등을 사용할 수 있고, 화학 발광물질로서는 루미놀(luminol), 이소루미놀(isoluminol), 루시퍼린(luciferin), 루시게닌(lucigenin), CSPD(3-(2'-Spiroadamantane)-4-methoxy-4-(3''-phosphoryloxy)phenyl-1,2-dioxetane (AMPPD), Disodium 3-(4-methoxyspiro {1,2-dioxetane-3,2'-(5'-chloro)tricyclo[3.3.1.13,7]decan}-4-yl) phenyl phosphate) 등을 사용할 수 있으며, 방사성 동위원소로서는 트리티움, 요오드(131I, 125I, 123I, 121I), 인(32P), 황(35S), 금속류(예를 들면, 68Ga, 67Ga, 68Ge, 54Mn, 99Mo, 99Tc, 133Xe 등) 등을 사용할 수 있다. 형광물질을 비롯한 신호발생물질의 다른 예들은 예컨대 국제 공개특허 WO 92/15673, 국제 공개특허 WO 95/07463, 국제 공개특허 WO 98/14605, 국제 공개특허 WO 98/26277, 국제 공개특허 WO 99/49019 등을 비롯하여 미국 특허 제5,292,658호, 미국 특허 제5,418,155호, 미국 특허 제5,683,888호, 미국 특허 제5,741,668호, 미국 특허 제5,777,079호, 미국 특허 제5,876,995호 등을 참조할 수 있다.(Cy2, Cy3, Cy5), Alexa Fluor Fluorescence Series (Alexa Fluor 350, 405 (a), and the like) as a fluorescent substance, and a fluorescent substance such as a fluorescent substance, a chemiluminescent substance and a radioactive isotope. , 430, 488, 514, 594, 610, 647, etc., ThermoFisher SCIENTIFIC, USA), fluorescein isothiocyanate, tetramethylrhodamine isothiocyanate, substituted rhodamine isothiocyanate, dichlorotriazine Lucigenin, lucigenin, CSPD (3- (2 ' -spiroadamantane) -4-methoxy < / RTI > Phenyl-1,2-dioxetane (AMPPD), Disodium 3- (4-methoxyspiro {1,2-dioxetane-3,2 '- (5'-chloro) tricyclo [3.3. 1.13,7] decan} -4-yl) phenyl phosphate), and radioactive isotopes such as tritium, iodine ( 131 I, 12 5 I, 123 I, 121 I ), phosphorus (32 P), sulfur (35 S), metals (e.g., 68 Ga, 67 Ga, 68 Ge, 54 Mn, 99 Mo, 99 Tc, 133 Xe , etc.) Etc. may be used. Other examples of signal generating materials, including fluorescent materials, are described, for example, in WO 92/15673, WO 95/07463, WO 98/14605, WO 98/26277, 49019, and the like, as well as U.S. Patent Nos. 5,292,658, 5,418,155, 5,683,888, 5,741,668, 5,777,079, 5,876,995, and the like.

바람직하게는 서로 다른 색상을 가진 시아닌 형광물질이나 알렉사플루오르 형광물질을 사용하는 경우이다. 일반적으로 시아닌 형광물질이나 알렉사플루오르 형광물질을 핵산에 표지시킬 때, 핵산 증폭 제조시 4개의 아미노아릴 뉴클레오티드(aminoallyl nucleotide, 염기에 아릴아민을 포함하는 뉴클레오티드) 중 특정 하나(4개 뉴클레오티드 중 하나, 예컨대 아미노아릴-dCTP 또는 아미노아릴-UTP) 또는 그 이상의 아미노아릴 뉴클레오티드를 사용하여 핵산을 증폭 제조함으로써 그러한 하나 이상의 아미노아릴 뉴클레오티드가 핵산 가닥에 일정 간격으로(예컨대 아미노아릴-dCTP를 사용할 경우 dCTP 위치에) 통합되도록 한 후, 그 특정 하나 이상의 아미노아릴 클레오티드의 아민기를 형광물질과 결합(공유결합)시켜 표지화시키는 것이 당업계에 공지되어 있다. 본 발명의 아래의 실시예에서도 아미노아릴-dCTP를 사용하여 핵산을 증폭 제조하고 아미노아릴-dCTP에 Alexa Fluor 488(blule), Cy3(green) 등 4종류의 형광물질을 결합, 표시화시켰다. Preferably, cyanine fluorescent material or alexafluoro fluorescent material having different colors is used. Generally, when a cyanine fluorescent substance or an Alexafluorophosphate is labeled on a nucleic acid, a specific one of four aminoaryl nucleotides (nucleotides containing an arylamine in the base) (one of four nucleotides, for example, Aminoaryl-dCTP or aminoaryl-UTP) or more aminoaryl nucleotides are used to amplify the nucleic acid so that the one or more aminoaryl nucleotides are added to the nucleic acid strand at regular intervals (e.g., in the dCTP position when aminoaryl-dCTP is used) It is known in the art to bind (covalently bond) an amine group of the specific one or more aminoarylchloides to a fluorescent substance. In the following examples of the present invention, nucleic acids were amplified and synthesized using aminoaryl-dCTP, and four kinds of fluorescent materials such as Alexa Fluor 488 (blule) and Cy3 (green) were bound to aminoaryl-dCTP.

본 발명에서, 신호발생영역은 그 신호발생영역을 포함하는 신호 프로브에 고유한 신호를 발생시킨다. 신호 프로브는 그 표적분자와의 특이적 결합영역을 가지므로 신호발생영역이 발생시키는 이러한 고유 신호는 그 표적분자에 고유한 신호가 된다. 따라서 신호발생영역이 하나의 핵산 단편에 의한 하나의 영역으로만 구성되어 하나의 신호발생물질로만 표지될 경우 그것이 발생시키는 고유신호는 사용 가능한 신호발생물질 종류의 갯수에 따라 극히 제한될 수밖에 없으며, 결과적으로 검출·식별할 수 있는 표적분자 종류의 갯수도 극히 제한을 받게 된다. 따라서 신호발생영역이 적어도 2개 이상의 영역으로 구성되는 것이 바람직하다. 신호발생영역이 2개 영역으로 구성될 경우 3종류의 서로 다른 신호를 발생킬 수 있는 형광물질(예컨대 Alexa Fluor 488(blule), Cy3(green) 및 Cy5(red))을 사용하여 표지시키면 각 영역이 발생시키는 신호의 선상 순서(linear order)에 따라 9(=32)가지 고유신호를 발생시킬 수 있으며, 따라서 그것이 검출·식별할 수 있는 표적분자 종류의 갯수도 9가지로 늘어난다. 본 발명의 아래의 실시예에서는 신호발생영역을 6개 영역으로 구성하고 4종류의 서로 다른 형광물질로 표지시켰으며, 이렇게 총 4,096(=46)가지의 서로 다른 신호를 발생시키는 신호발생영역(즉 그 각 신호발생영역을 포함하는 4,096가지의 신호프로브)을 제조하여 사용하였다. 참고로 미국 등록특허 제8,519,115호(관련 논문은 Nat Biotechnol. 2008, 26:317-325임)의 실시예에서는 신호발생영역을 총 7개의 영역으로 구성하고 4종류의 서로 다른 형광물질로 표지시켜 16,384(=46)가지의 신호 프로브를 사용하는 것이 가능한 경우를 개시하고 있다. 신호발생영역의 각 영역이 발생시키는 신호의 선상 순서(linear order)는 본 발명의 아래 실시예에서 사용한 nCounter 디지탈 분석기(nCounter digital analyzer, Nanostring technology 사, 미국)나 미국 등록특허 제8,519,115호의 실시예 또는 그 관련 논문인 문헌(Nat Biotechnol. 2008, 26:317-325)에서 사용한 니콘 이클립스 TE2000E(Nicon Eclipse TE2000E)(Perfect Focus, 1.4 NA Plan Apo VC 60X oil-immersion lens(Nikontk 사, 일본), anX-cite 120 metal halide light source(Exfo 사, 미국), automated H117 stage(Prior Scientific 사, 영국) 및 Smart Shutter(Sutter Instrument 사, USA)이 구비된 장치임)를 이용하여 각 신호에 따른 이미지를 획득하고 그 각 이미지를 통합하여 선상으로 신호를 정렬, 검출함으로써 정량화하는 것이 가능하다. 상기 미국 등록특허 제8,519,115호 또는 그 관련 논문인 문헌(Nat Biotechnol. 2008, 26:317-325) 역시 본 명세서의 일부로서 간주된다.In the present invention, the signal generating region generates a signal unique to the signal probe including the signal generating region. Since the signal probe has a specific binding region with its target molecule, this unique signal generated by the signal generating region becomes a signal unique to the target molecule. Thus, if the signal-generating region consists of only one region of a single nucleic acid fragment and is labeled with only one signal-generating material, the unique signal generated by the signal-generating region is extremely limited by the number of types of signal- The number of target molecule species that can be detected and identified is also extremely limited. Therefore, it is preferable that the signal generation region comprises at least two regions. When the signal generation region is composed of two regions, when the fluorescent material (for example, Alexa Fluor 488 (blule), Cy3 (green) and Cy5 (red)) capable of generating three different signals is used, 9 (= 32 ) unique signals can be generated according to the linear order of the generated signals, and thus the number of target molecule types that can be detected and identified is also increased to nine. In the following embodiments of the present invention, the signal generating region is constituted by six regions and labeled with four different fluorescent materials, and a signal generating region for generating a total of 4,096 (= 4 6 ) different signals 4,096 signal probes including the respective signal generating regions) were manufactured and used. For reference, in the embodiment of U.S. Patent No. 8,519,115 (Nat Biotechnol., 2008, 26: 317-325), a signal generating region is constituted by seven regions and labeled with four different fluorescent materials to form 16,384 (= 4 6 ) kinds of signal probes can be used. The linear order of the signals generated by the respective regions of the signal generation region can be determined using the nCounter digital analyzer (Nanostring technology Inc., USA) or the U.S. Patent No. 8,519,115 (Nicon Eclipse TE2000E) (Perfect Focus, 1.4 NA Plan Apo VC 60X oil-immersion lens (Nikontk, Japan), anX- cite 120 metal halide light source (Exfo, USA), automated H117 stage (Prior Scientific, UK), and Smart Shutter (Sutter Instrument, USA) It is possible to quantify the signals by aligning and detecting the signals on a line by integrating the respective images. U.S. Patent No. 8,519,115 or related paper (Nat Biotechnol. 2008, 26: 317-325) is also considered to be part of this specification.

상기 신호발생영역이 2개 영역으로 구성하고 3종류의 서로 다른 신호를 발생킬 수 있는 형광물질(예컨대 Alexa Fluor 488(blule), Cy3(green) 및 Cy5(red))을 사용하여 표지시키면 신호의 선상 순서(linear order)에 따라 9(=32)가지 고유신호를 발생시킬 수 있는 총 9가지의 신호발생영역(또는 각 신호발생영역을 포함하는 9가지의 신호 프로브)이 얻어지는데, 이중 3가지의 신호발생영역은 동일한 신호발생물질로 표지되게 되고, 나머지 6가지는 서로 다른 신호발생물질이 서로 다른 순서로 표지된다. 마찬가지로 본 발명의 아래 실시예에처럼 신호발생영역이 6개 영역으로 구성하고 4종류의 서로 다른 신호를 발생킬 수 있는 형광물질을 사용하여 표지시키면 신호의 선상 순서(linear order)에 따라 16,384(=46)가지 고유신호를 발생시킬 수 있는 총 16,384가지의 신호발생영역(또는 각 신호발생영역을 포함하는 16,384가지의 신호 프로브)이 얻어지는데, 이중 4가지는 6개 영역 모두 동일한 신호발생물질로 표지된 것이 얻어지게 된다. When the signal generating region is labeled with a fluorescent material (for example, Alexa Fluor 488 (blule), Cy3 (green) and Cy5 (red)) composed of two regions and capable of generating three different signals, A total of 9 signal generating regions (or 9 signal probes including each signal generating region) are generated which can generate 9 (= 32 ) unique signals according to a linear order, The signal generating regions of the branches are labeled with the same signal generating material, and the remaining six signal generating materials are labeled in different orders. Likewise, when the signal generating region is composed of six regions and labeled with a fluorescent material capable of generating four different signals, as in the following embodiment of the present invention, 16,384 (= 46) of a total of 16,384 which can generate the specific signal of the signal generating region (or is obtained is 16,384 of signal probes), including the respective signal-generating region, labeled with four of six areas all have the same signal-generating material having Is obtained.

그러므로 본 발명에서, 신호발생영역이 2개 이상의 영역을 포함하여 구성될 경우 그 2개 이상의 영역은 모두 동일한 신호발생물질로 표지되거나 그 하나 이상의 영역은 나머지 영역과는 다른 신호를 발생시키는 신호발생물질로 표지화되는 것으로 이해될 수 있다.Therefore, in the present invention, when the signal generating region includes two or more regions, the two or more regions are all marked with the same signal generating material, or one or more of the regions is a signal generating material ≪ / RTI >

신호발생영역에서 이를 구성하는 각 영역의 길이(서로 연결된 뉴클레오티드의 숫자)는 신호발생물질이 표지화되어 있는 정도(즉 발생신호의 강도)를 고려하여 결정될 수 있다. 그러한 영역의 길이는 통상 0.1 kb(kilo base) 내지 1.5 kb 범위일 수 있다. 본 발명의 아래의 실시예에서는 자연적 뉴클레오티드(즉 dATP, dTTP 및 dGTP) 3종류와 아미노아릴-dCTP 100%(dCTP 대신 모두 아미노아릴-dCTP를 사용함)를 사용하여 핵산 증폭 제조하여 1/4의 뉴클레오티드가 아미노아릴-dCTP로 통합된 903bp 길이의 핵산 단편을 얻고 이를 신호발생물질로 표지화시켰다. 만일 2종류의 아미노아릴-NTP를 사용하여 핵산을 증폭 제조하여 표지화시킬 경우 그 영역의 길이는 0.2 kb 내지 0.5 kb 범위이어도 무방할 것이다. 또한 본 발명의 실시예에서 아미노아릴-dCTP 100%를 사용하였지만 30% 내지 70%의 아미노아릴-dCTP를 사용하더라도 약 0.9bp의 길이라면 충분한 신호를 발생시킬 수 정도로 표지화될 수 있다.The length of each region constituting the signal generation region (the number of nucleotides connected to each other) can be determined in consideration of the extent to which the signal generating material is labeled (i.e., the intensity of the generated signal). The length of such a region may typically range from 0.1 kb (kilo base) to 1.5 kb. In the following examples of the present invention, nucleic acid amplification was performed using three kinds of natural nucleotides (i.e. dATP, dTTP and dGTP) and 100% aminoaryl-dCTP (using aminoaryl-dCTP instead of dCTP) Was obtained as a 903 bp-long nucleic acid fragment integrated with aminoaryl-dCTP and labeled with a signal generating substance. If two types of aminoaryl-NTP are used to amplify and label the nucleic acid, the length of the region may be in the range of 0.2 kb to 0.5 kb. In the example of the present invention, 100% of aminoaryl-dCTP was used, but even if using 30 to 70% of aminoaryl-dCTP, the length of about 0.9 bp would be sufficient to generate enough signal.

신호발생영역은 이중가닥 핵산으로 완전한 이중가닥 핵산일 수 있고 또는 부분적 이중가닥 핵산일 수 있다. 본 발명의 아래의 실시예에서와 같이, 신호발생영역을 구성할 이중가닥 핵산 단편들을 제조하고 이들 각각을 표지화시킨 후에 그 표지화된 이중가닥 핵산 단편들을 T4 라이게이즈(ligase) 등의 연결효소로 연결시켜 제조할 경우, 그 이중가닥 핵산을 이루는 2개의 단일가닥 핵산은 길이 서로 같은 완전한 이중가닥 핵산을 형성하게 된다. 반면 미국 등록특허 제8,519,115호(관련 논문은 Nat Biotechnol. 2008, 26:317-325임)의 실시예에서처럼 PCR로 증폭 후 분리하여 단일가닥 핵산을 제조하고 그 단일가닥 핵산을 주형으로 T7 RNA 폴리머라제, T3 폴리머라제 또는 SP6 폴리머라제 등으로 상기 주형보다 길이가 작은 RNA 전사물 단편을 제조하고 그 RNA 전사물을 표지화시킨 후에 이를 상기 주형에 상보적으로 혼성화시켜 신호발생영역을 구성할 경우 부분적 이중가닥 핵산을 형성시킬 수도 있다. The signal generating region may be a double-stranded nucleic acid, a complete double-stranded nucleic acid, or a partial double-stranded nucleic acid. As in the following example of the present invention, double-stranded nucleic acid fragments constituting the signal-generating region were prepared and labeled, and the labeled double-stranded nucleic acid fragments were ligated with a linking enzyme such as T4 ligase When linked, the two single-stranded nucleic acids that make up the double-stranded nucleic acid form a complete double-stranded nucleic acid of the same length. On the other hand, single-stranded nucleic acids were prepared by amplifying and separating by PCR as in the US Patent No. 8,519,115 (related paper is Nat Biotechnol. 2008, 26: 317-325), and the single-stranded nucleic acid was used as a template as a T7 RNA polymerase , T3 polymerase, SP6 polymerase, etc., and the signal transduction region is constituted by complementarily hybridizing the RNA transcript with the template after the RNA transcript is labeled, the partial double strand Nucleic acid may be formed.

본 발명의 신호발생영역은 이중가닥 핵산으로, 앞서 표적분자와의 특이적인 결합영역과 관련하여 설명한 바와 같이 그 이중가닥을 구성하는 핵산은 PNA 등 핵산 유사체일 수 있으며 변형된 뉴클레오티드를 포함하여 이루어질 수도 있다.The signal-generating region of the present invention is a double-stranded nucleic acid. As described above in connection with a specific binding region with a target molecule, the nucleic acid constituting the double-stranded nucleic acid may be a nucleic acid analogue such as PNA and may include a modified nucleotide have.

본 발명의 신호 프로브에서 표적분자와의 특이적 결합영역과 신호발생영역의 결합은 그 둘 모두가 핵산일 경우(즉 표적분자와의 특이적 결합영역이 표적핵산을 검출하기 위한 단일가닥 핵산인 경우) T4 리가제 등 당업계에 공지된 리가제를 사용하여 연결시킬 수 있으며, 표적분자와의 특이적 결합영역이 항체나 압타머인 경우 아미노기, 히드록시기, 카르복실기, 카르보닐기, 티올기 등 적정 기능기(functional group, 반응성 그룹)을 도입하고 아미드결합, 에스테르결합, 황화에스테르결합, 에테르결합 등을 유도하여 공유적으로 신호발생영역과 연결시킬 수 있다.In the signal probe of the present invention, the binding between the specific binding region with the target molecule and the signal generating region is such that when both of them are nucleic acids (that is, when the specific binding region with the target molecule is a single- ) T4 ligase, etc., and when the specific binding region with the target molecule is an antibody or an umbilifer, it is possible to use an appropriate functional group such as an amino group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a carbonyl group or a thiol group a functional group, and a reactive group) can be introduced and linked to the signal generating region in a covalent manner by inducing an amide bond, an ester bond, a sulfide ester bond, an ether bond, or the like.

본 발명의 신호 프로브에서 표적분자와의 특이적 결합영역과 신호발생영역 사이에는 도 1에서 보여지는 바와 같이, 스페이서(spacer) 및/또는 고정영역이 존재할 수 있다. 도 1에는 본 발명의 신호 프로브와 이 신호 프로브를 이용한 본 발명의 표적분자의 검출방법에 사용되는 주요 구성인자들이 도시되어 있다.Between the specific binding region with the target molecule and the signal generating region in the signal probe of the present invention, there may be a spacer and / or a fixed region as shown in FIG. Figure 1 shows the signal probe of the present invention and the major constituents used in the method of detecting a target molecule of the present invention using the signal probe.

스페이서는 표적분자와의 특이적 결합영역과 신호발생영역을 이격(離隔)시키기 위한 것으로, 표적분자와의 특이적 결합영역이 표적분자에 결합하였을 때 그 결합체가 신호발생부의 신호 검출에 장애로 작용하는 것을 방지하여 신호발생부의 신호 검출을 용이하게 하기 위한 것이다. 스페이서는 단일가닥 핵산, 이중가닥 핵산, RNA, DAN 등일 수 있으며, PNA 등 핵산 유사체이거나 변형된 뉴클레오티드를 포함하여 이루어질 수 있다. 그 길이는 신호발생부의 신호 검출을 용이하게 할 수 있는 한 특별한 제한이 없다. 통상은 20~50bp의 길이로 이루어질 것이다.The spacer is for separating the specific binding region with the target molecule from the signal generating region. When the specific binding region with the target molecule binds to the target molecule, the binding molecule interferes with signal detection of the signal generating portion This makes it easy to detect the signal of the signal generating unit. The spacer may be a single-stranded nucleic acid, a double-stranded nucleic acid, an RNA, a DAN, or the like, and may comprise a nucleotide analog such as PNA or a modified nucleotide. The length is not particularly limited as long as it can facilitate signal detection of the signal generating section. Usually, the length will be 20 to 50 bp.

고정영역은 후술하는 바의 1개 이상의 고정핵산분자(또는 고정분자)가 상보적으로 결합하여 본 발명의 신호 프로브를 후술하는 바의 분석용 지지체에 추가적으로 고정시켜 펴주기(streaching) 위하여 존재하는 영역으로 기지(旣知)의 서열로 이루어진다. 따라서 고정영역은 고정핵산분자에 상보적인 서열의 단일가닥 핵산으로 구성되며, 2개 이상의 고정핵산분자가 결합할수 있도록 동일한 기질의 서열이 2회 이상 반복하여 이루어질 수 있다. 고정영역은 그것이 고정핵산분자와 상보적으로 결합할 수 있는 한 RNA, DNA 등일 수 있고, PNA 등 핵산 유사체이거나 변형된 뉴클레오티드를 포함하여 이루어질 수 있으며, 그 길이는 고정핵산분자와의 충분한 결합력을 발휘할 수 있는 한 임의의 길이일 수 있다. 일반적으로는 20~50bp 길이의 동일한 기질의 서열이 2~20회 반복하여 구성될 것이다.The immobilized region is complementarily bound to one or more immobilized nucleic acid molecules (or immobilized molecules) as described below to further immobilize the signal probe of the present invention to the analytical support as described later, It consists of a sequence of 旣 知. Thus, the immobilization region is composed of a single-stranded nucleic acid having a sequence complementary to the nucleic acid molecule, and the same substrate sequence may be repeated two or more times so that two or more immobilized nucleic acid molecules can be bound. The immobilization region may be an RNA, DNA, or the like as long as it can complementarily bind to the nucleic acid molecule that is fixed, and may include a nucleotide analogue such as PNA or a modified nucleotide, and the length thereof may exhibit sufficient binding strength with the nucleic acid molecule It can be any length as long as it can. Generally, the sequence of the same substrate of 20 to 50 bp in length will be repeated 2 to 20 times.

상기 스페이서나 고정영역이 모두 본 발명의 신호 프로브에 존재할 경우 이들은 그 인접영역과는 공유결합으로 연결되며, 그 순서는 임의의 순서일 수 있으나 고정영역이 신호발생영역에 인접하여 즉 신호발생영역의 5'쪽이나 3'쪽에 존재하는 것이 바람직하다. 그것은 고정영역이 본 발명의 신호 프로브를 분석용 지지체에 추가적으로 고정시킬 때 고정영역이 신호발생영역과 인접하여 존재하여야 신호발생영역을 선상의 형태(linear form 또는 streached form)로 분석용 지지체에 고정시켜 신호발생영역의 신호 검출을 용이하게 하기 때문이다.When both the spacer and the fixed region exist in the signal probe of the present invention, they are connected to the adjacent region in a covalent bond, and the order may be any order, but the fixed region may be adjacent to the signal generation region, 5 ' or 3 ' side. That is, when the fixed region further fixes the signal probe of the present invention to the analytical support, the fixed region must be adjacent to the signal generating region to fix the signal generating region to the analytical support in a linear form or a streched form This is because it facilitates signal detection in the signal generation region.

본 발명의 신호 프로브는 그 표적분자와의 특이적인 결합영역의 반대쪽에(반대쪽은 예컨대 표적분자와의 특이적 결합영역이 5'쪽에 존재할 경우 3'쪽을 의미한다) 결합태그가 결합할 수 있다.The signal probe of the present invention can bind to a binding tag on the opposite side of the specific binding region with the target molecule (the opposite side, for example, when the specific binding region with the target molecule is on the 5 'side, means 3' side) .

결합태그는 이와 결합할 수 있는 결합 파트너가 코팅된 분석용 지지체에 그 결합 파트너와의 특이적 결합을 통하여 본 발명의 신호 프로브를 고정시키는 작용을 한다. 사용될 수 있는 결합태그의 대표적인 물질은 비오틴(biotin)이며, 이에 대한 대표적인 결합 파트너는 스트렙타비딘(straptavidin)이다. 스트렙타비딘은 스트렙토마이세스 아비디니(Streptomyces avidinii)로부터 분리된 아비딘 계열의 항생물질의 단백질로 4량체 구조이며 최대 4개의 바이오틴 분자와 결합할 수 있다. 결합태그는 비오틴뿐만 아니라 데스티오비오틴(desthiobiotin), 이미노비오틴(iminobiotin) 등 비오틴 유사체를 사용하여도 무방하며, 분석용 지지체에 코팅되는 결합 파트너도 스트렙타비딘 이외에도 비오틴 등과 특이적으로 결합할 수 있는 스트렙타비딘 유사체인 아비딘, 트랩타비딘(Traptavidin), 뉴트라비딘(NeutrAvidin, Thermofisher SCIENTIFIC 사, 미국) 등을 사용하여도 무방하다. The binding tag serves to immobilize the signal probe of the present invention through a specific binding with its binding partner to an analytical support coated with a binding partner capable of binding thereto. A representative material of the binding tag that can be used is biotin, and a typical binding partner for this is straptavidin. Streptavidin is a protein of the avidin family of antibiotics isolated from Streptomyces avidinii and has a tetrameric structure and can bind up to four biotin molecules. The binding tag may be a biotin analog such as desthiobiotin or iminobiotin as well as biotin. The binding partner coated on the supporter for analysis may be specifically bound to biotin or the like in addition to streptavidin Such as Avidin, Traptavidin, NeutrAvidin (Thermofisher SCIENTIFIC, USA), which are streptavidin analogues, may be used.

결합태그를 본 발명의 신호 프로브에 결합시키는 방법과 관련해서는 당업계에 다양한 방법이 공지되어 있고, 상당한 문헌(문헌[Nucleic Acids Res. 1987 Jun 11; 15(11): 4513-4534], 문헌[RNA. 2014 Mar; 20(3): 421-427], 문헌[Methods Mol Biol. 2009; 498:185-196] 등)이 축적되어 있으며, 다양한 키트(Thermofisher SCIENTIFIC 사, APEXBIO 사) 등이 시판되고 있다. A variety of methods are known in the art for coupling a binding tag to a signal probe of the present invention and are described in a substantial literature (Nucleic Acids Res. 1987 Jun 11; 15 (11): 4513-4534) (Thermofisher SCIENTIFIC, APEXBIO), etc., are commercially available, and various kits (Thermofisher SCIENTIFIC Co., APEXBIO Co., Ltd.) are commercially available have.

다른 측면에 있어서, 본 발명은 전술한 바의 신호 프로브를 이용한 시료 중의 표적분자를 검출하는 방법에 관한 것이다.In another aspect, the present invention relates to a method for detecting a target molecule in a sample using the above-described signal probe.

구체적으로 본 발명의 검출방법은 (a) 분석 대상 시료에 상기 신호 프로브를 처리하여 시료 중의 표적분자와 신호 프로브의 복합체를 형성시키는 단계, 및 (b) 그 복합체의 신호 프로브를 검출하는 단계를 포함하여 구성된다. Specifically, the detection method of the present invention includes the steps of (a) treating the signal probe with a sample to be analyzed to form a complex of a target molecule and a signal probe in the sample, and (b) detecting a signal probe of the complex .

본 발명의 방법에서, 분석 대상 시료는 검출하고자 하는 표적분자를 포함하거나 포함하고 있을 것으로 의심되어 검출의 필요성을 가지는 임의의 혼합물 또는 용액일 수 있다. 시료는 인체 또는 동물로부터 얻어진 생체시료뿐만 아니라 그러한 생체시료를 가공하여 표적분자의 농도를 높인 가공시료일 수 있고, 나아가 표적분가 포함되어 있거나 있을 것으로 여겨지는 물, 식품, 산업폐수 등, 환경오염인자, 독성인자 등의 검사가 필요한 시료일 수도 있다. 이러한 시료는 적정 희석제, 완충용액을 포함할 수 있으며, 세균이나 바이러스 존재 여부를 검출하고자 할 때에는 배지나 배지 성분이 포함되어 있는 세균 배양물, 바이러스 배양물일 수도 있다.In the method of the present invention, the sample to be analyzed may be any mixture or solution having a need for detection, which is suspected of containing or containing the target molecule to be detected. The sample can be a biological sample obtained from a human body or an animal, as well as a processed sample having a higher concentration of target molecules by processing such a biological sample. Further, the sample can be a processed sample containing water, food, industrial wastewater, , Toxic factors, and the like. Such samples may include appropriate diluents and buffer solutions. When detecting the presence of bacteria or viruses, they may be bacterial cultures or virus cultures containing a culture medium or a medium.

또 본 발명의 방법에서, 분석 대상 시료는 바람직하게는 인체 또는 동물로부터 얻어진 생체시료 또는 그 가공시료일 수 있다. 생체시료는 혈액, 소변, 침, 정액, 양수, 림프액, 객담, 조직 등 검출하고자 하는 표적분자를 포함하거나 포함하고 있을 것으로 의심되어 검출의 필요성을 가지는 인체 또는 동물로부터 얻어진 것일 수 있다. 가공시료는 예컨대 혈장, 혈청, 생체시료를 단백질 추출 키트를 이용하여 단백질 농도를 높인 시료, 마찬가지로 핵산(DNA or RNA) 농도를 높인 시료, 조직 추출물, 조직에서 얻어진 세포, 세포 용해물, 세포 배양물 등일 수 있다.In the method of the present invention, the sample to be analyzed may preferably be a biological sample obtained from a human body or an animal or a processed sample thereof. The biological sample may be obtained from a human or animal having a need for detection and suspected of containing or containing target molecules to be detected, such as blood, urine, saliva, semen, amniotic fluid, lymph fluid, sputum, Examples of the processed sample include plasma, serum, and a biological sample, a sample having an increased protein concentration using a protein extraction kit, a sample having an increased nucleic acid (DNA or RNA) concentration, a tissue extract, a cell obtained from the tissue, And so on.

또 본 발명의 방법에서, 상기 시료 중의 표적분자와 신호 프로브 복합체를 형성시키는 단계는 시료 중에 다양한 표적분자가 포함되어 있을 경우 그 표적분자에 각 특이적인 다양한 신호 프로브를 사용하여, 다중적으로 복합체를 형성시키고 이를 검출하는 것이 가능하다. 앞서 설명한 바와 같이, 신호 프로브의 신호발생영역을 구성하는 영역이 본 발명의 아래의 실시예에서와 같이 6개이고 4종류의 서로 다른 신호발생물질을 사용하여 표지화시킬 경우 16,384(=46) 종의 서로 다른 표적분자를 검출할 가능성을 가진다.Further, in the method of the present invention, the step of forming the signal probe complex with the target molecule in the sample may be performed by using various specific signal probes for the target molecule when the sample contains various target molecules, And it is possible to detect it. As described above, when the area constituting the signal generation region of the signal probe is six as in the following embodiment of the present invention and four different signal generating materials are used for labeling, 16,384 (= 4 6 ) kinds of It is possible to detect different target molecules.

본 명세서에서, "검출"은 표적분자의 존재 유무에 대한 정성적 분석을 의미하거나 나아가 표적분자의 존재 양, 농도에 대한 정량적 분석까지 포함하는 의미로서 이해된다. As used herein, the term " detection " means a qualitative analysis of the presence or absence of a target molecule, or even a quantitative analysis of the amount and concentration of a target molecule.

본 발명의 방법에서, 검출하고자 하는 표적분자가 단백질일 경우, 상기 (a) 단계 전에, 시료를 단백질에 대한 높은 결합 친화성을 가지는 니트로셀룰로오스 막(nitrocellulose membrane)에 처리하여 표적분자를 포함한 시료 중의 단백질들을 니트로셀룰로오스 막에 흡착시키는 단계와, 다음 단계로 적정 세척용액을 사용하여 니트로셀룰로오스 막에 흡착된 단백질 이외의 지질, 핵산, 대사산물 등의 다른 분자들을 제거하는 단계가 포함될 수 있다. 세척용액은 당업계에 널리 이용되는 것을 구입하여 이용하거나 적절히 조제하여 사용할 수 있는데, 세척용액에는 계면활성제와 염이 포함된다. 계면활성제로서는 SDS, Tween 20, Tween 40, Tween 60, Tween 80, Triton X-405, Triton X-100, Tetronic 908, Cholesterol PEG 900, Polyoxyethylene Ether W-1, Span 20, Span 40, Span 85, 이들의 혼합물이 사용될 수 있으며, 염은 리튬, 나트륨, 칼륨 및 암모늄의 아세트산염, 젖산염, 구연산염, 인산염, 질산염, 황산염, 염화물염, 이의 혼합물(특히 SSC, SSPE 등)이 사용될 수 있다.특히 세척용액은 TBST 용액(10 mM Tris-Cl, pH 8.0, 150 mM NaCl, 0.05% Tween 20), PBST 용액(PBS, pH 7.0, 0.05% Tween 20), Tween 20 등이 포함된 SSPE 용액(0.2M phosphate buffer, 2.98M NaCl, 20mM EDTA, pH7.4) 등을 사용할 수 있다.In the method of the present invention, when the target molecule to be detected is a protein, before the step (a), the sample is treated with a nitrocellulose membrane having a high binding affinity for the protein, A step of adsorbing proteins to the nitrocellulose membrane, and a step of removing other molecules such as lipids, nucleic acids, metabolites, and the like other than proteins adsorbed on the nitrocellulose membrane by using an appropriate washing solution as a next step. The cleaning solution may be used by purchasing or using a solution which is widely used in the art, and the cleaning solution includes a surfactant and a salt. Examples of the surfactant include SDS, Tween 20, Tween 40, Tween 60, Tween 80, Triton X-405, Triton X-100, Tetronic 908, Cholesterol PEG 900, Polyoxyethylene Ether W-1, Span 20, Span 40, Span 85 A salt, a salt thereof, a mixture thereof (particularly SSC, SSPE, etc.) may be used as the salt, and the salt may be an acetate, a lactate, a citrate, a phosphate, a nitrate, a sulfate or a chloride salt of lithium, sodium, potassium and ammonium. Was diluted with SSPE solution (0.2M phosphate buffer, pH 7.0, 0.05% Tween 20) containing TBST solution (10 mM Tris-Cl, pH 8.0, 150 mM NaCl, 0.05% Tween 20) , 2.98M NaCl, 20mM EDTA, pH 7.4).

세척 단계 후에는 소혈청알부민 등 적절한 차단제(blocking agent)를 포함하는 차단용액을 처리하여 니트로셀룰로오스 막의 단백질 비흡착 표면을 차단시키는 단계가 포함될 수 있다. 이러한 차단 단계는 그 다음 단계인 표적분자와 신호 프로브의 복합체의 형성을 위하여 표적분자와의 특이적 결합영역이 항체인 신호 프로브로 사용할 경우 신호 프로브의 항체가 흡착하여 검출의 정확성을 떨어뜨리는 것을 방지하기 위한 것이다. 차단 단계 후에는 신호 프로브를 처리하여 상기 (a) 단계의 신호 프로브와 표적분자의 복합체를 형성시키는 단계를 수행한다. 여기서 표적분자와의 특이적 결합영역이 항체가 아닌 압타머 등인 신호 프로브로 사용할 경우는 상기 차단 단계가 반드시 요구되는 것은 아니다.After the washing step, a blocking solution containing an appropriate blocking agent such as bovine serum albumin may be treated to block the protein nonadhesive surface of the nitrocellulose membrane. This blocking step prevents the antibody of the signal probe from adsorbing and degrading the accuracy of detection when the specific binding region with the target molecule is used as a signal probe in order to form a complex of the target molecule and the signal probe, . After the blocking step, the signal probe is processed to form a complex of the signal probe of step (a) and the target molecule. In this case, when the specific binding region with the target molecule is used as a signal probe such as an umbrella which is not an antibody, the blocking step is not necessarily required.

신호 프로브 처리 후에는 비특이적으로 결합한 신호 프로브를 제거하기 위해서 전술한 바의 세척 용액 등을 사용하여 세척 단계가 수행될 수 있다. After the signal probe processing, the cleaning step may be performed using the above-described cleaning solution or the like in order to remove the non-specifically coupled signal probe.

니트로셀룰로오스 막을 사용하여 표적분자인 단백질을 검출할 경우, 니트로셀룰로오스 막에서 상기 복합체를 형성시킨 후에는, 상기 (b) 단계의 신호 프로브 검출 단계가, (b-1) 니트로셀룰로오스 막에 결합되어 있는 복합체로부터 신호 프로브를 분리시키는 단계, 및 (b-1) 그 분리된 신호 프로브를 검출하는 단계를 포함하여 수행될 수 있다. 복합체로부터 신호 프로브를 분리하는 단계는 복합체가 결합되어 있는 니트로셀룰로오스 막을 가열하거나(적정 버퍼나 반응용액을 매개로 가열하거나) 가열과 함께 계면활성제 처리함으로써 가능하다. (B-1) the nitrocellulose membrane is used to detect a protein as a target molecule, after the complex is formed in the nitrocellulose membrane, the signal probe detection step of the step (b) Separating the signal probe from the complex, and (b-1) detecting the separated signal probe. The step of separating the signal probe from the complex can be accomplished by heating the nitrocellulose membrane to which the complex is bound (heating through a suitable buffer or reaction solution) or by treating the surfactant with heating.

본 발명의 신호 프로브는 전술한 바와 같이 이를 구성하는 이중가닥 핵산이 서로 가교결합되어 있어 가열하더라도 신호발생영역이 소실되지 않고 안정한 상태를 유지하여 표적분자 검출의 정확성에 영향을 미치지 않는다. As described above, the signal probe of the present invention has cross-linked double-stranded nucleic acids constituting the signal probe, so that the signal generating region is not lost even when heated, and the signal probe remains stable and does not affect the accuracy of target molecule detection.

상기 (b-1) 분리된 신호 프로브를 검출하는 단계는 (b-1-i) 그 분리된 신호 프로브를, 그 신호 프로브의 결합 태그를 통해 그 결합 태그에 대한 결합 파트너가 코팅되어 있는 분석용 지지체에 처리하여 결합 태그와 결합 파트너의 특이적 결합을 통해 분석용 지지체에 고정시키는 단계와, (b-1-ii) 그 지지체에 고정된 신호 프로브의 신호를 검출하는 단계를 수행함으로써 이루어질 수 있다. Wherein the step (b-1) of detecting the separated signal probe comprises the steps of: (b-1-i) inserting the separated signal probe through a binding tag of the signal probe for analysis in which the binding partner for the binding tag is coated (B-1-ii) detecting a signal of a signal probe immobilized on the support by immobilizing the support on the support by immobilizing the support on the analytical support through specific binding of the binding tag and the binding partner .

여기서 신호 프로브의 신호는 신호 프로브에 표지된 신호발생물질이 발생시키는 신호로, 상기 신호 프로브의 신호 검출 단계는 사용된 신호발생물질에 따라 그 신호를 검출할 수 있는 적정 장치를 이용하여 이루어질 수 있다. 그러한 장치는 신호의 특성에 따라 분광광도계(spectrophotometer), 형광계(fluorometer), 흡광 광도계(absorption spectrometer), 발광분석계(luminometer), 화학발광분석계(chemiluminometer), 광량계(actinometer) 등일 수 있으며, 신호발생물질로 알렉사 플루오르 형광물질 시리즈나 시아닌 형광물질을 사용하여 그 신호를 검출할 경우는 본 발명의 아래 실시예에서 사용한 nCounter 디지탈 분석기(nCounter digital analyzer, Nanostring technology 사, 미국)나 미국 등록특허 제8,519,115호의 실시예 또는 그 관련 논문인 문헌(Nat Biotechnol. 2008, 26:317-325)에서 사용한 니콘 이클립스 TE2000E(Nicon Eclipse TE2000E)(Perfect Focus, 1.4 NA Plan Apo VC 60X oil-immersion lens(Nikontk 사, 일본), anX-cite 120 metal halide light source(Exfo 사, 미국), automated H117 stage(Prior Scientific 사, 영국) 및 Smart Shutter(Sutter Instrument 사, USA)이 구비된 장치임)를 이용하는 바람직하다. nCounter 디지탈 분석기 등은 각 신호발생영역의 특이적인 신호를 선상 순서(linear order of signal)를 감지하고 그 감지된 신호로부터 표적분자를 계수하고 정량화하는 것을 가능하게 한다.Here, the signal of the signal probe may be a signal generated by the signal generating material labeled on the signal probe, and the signal detecting step of the signal probe may be performed using an appropriate device capable of detecting the signal according to the used signal generating material . Such an apparatus may be a spectrophotometer, a fluorometer, an absorption spectrometer, a luminometer, a chemiluminometer, an actinometer, or the like depending on the characteristics of a signal, When a signal is detected using an Alexa Fluorophore fluorescent substance series or a cyanine fluorescent substance as a generating material, the nCounter digital analyzer (Nanostring technology Inc., USA) used in the following embodiments of the present invention or US Patent No. 8,519,115 (Nicon Eclipse TE2000E) (Perfect Focus, 1.4 NA Plan Apo VC 60X oil-immersion lens (Nikontk, Japan) used in the Examples of the present invention or related articles (Nat Biotechnol. 2008, 26: 317-325) ), anX-cite 120 metal halide light source (Exfo, USA), automated H117 stage (Prior Scientific, UK) and Smart Shutter (Sutter Instrument, USA) . The nCounter digital analyzer and the like enable the detection of a linear order of signal of a specific signal of each signal generation region and the counting and quantification of the target molecule from the sensed signal.

nCounter 디지탈 분석기 등을 이용하여 신호를 선상의 순서를 검출할 경우, 그러한 신호 검출을 용이하게 하기 위해서 신호 프로브의 신호발생영역을 선상의 형태(linear form 또는 streached form)로 분석용 지지체에 고정시키는 것이 바람직한데, 이는 신호 프로브의 고정영역에 상보적인 단일가닥 핵산 서열을 가지고, 그 상보적인 단일가닥 핵산 서열에 연결되어 상기 분석용 지지체에 코팅된 결합 파트너에 결합할 수 있는 결합 태그를 가진 고정분자(또는 고정핵산분자)를, 신호 프로브를 고정시킨 분석용 지지체에 처리하여 이루어질 수 있다. 고정분자의 결합 태그도 앞서 신호 프로브와 관련하여 설명한 바와 같이 비오틴이나 비오틴 유사체가 사용될 수 있다.In order to facilitate the detection of such a signal when the order of lines is detected using a nCounter digital analyzer or the like, it is desirable to fix the signal generating region of the signal probe to the analytical support in a linear form or a streched form , Which is a fixed molecule having a single-stranded nucleic acid sequence complementary to the immobilized region of the signal probe and having a binding tag linked to the complementary single-stranded nucleic acid sequence and capable of binding to a binding partner coated on the analytical support Or a fixed nucleic acid molecule) to an analytical support to which a signal probe is immobilized. The binding tag of the fixed molecule may also be biotin or a biotin analogue as described above in connection with the signal probe.

한편 본 발명의 방법에 사용될 수 있는 분석용 지지체는 신호 프로브의 결합 태그에 대한 결합 파트너(예컨대 스트렙타비딘 등)가 공유결합 또는 비공유결합을 통하여 그 표면 상에 코팅될 수 있다면 그 형태이나 형상 그 재료에 있어 특별한 제한이 없다. Meanwhile, the analytical support that can be used in the method of the present invention can be used as a binding partner of a signal probe (for example, streptavidin, etc.) for a binding tag can be coated on its surface through covalent bond or noncovalent bond. There are no particular restrictions on materials.

예컨대 막 형태, 비드 형태, 미립자 형태, 기판 형태(유리 슬라이드 등), 칼럼 형태, 웰 형태, 웰 플레이트 형태 등일 수 있으며, 그 재료는 플라스틱, 레진, 다당류, 실리카, 관능기 부착 유리(functionalized glass), 개질된 실리콘(modified silicon), 탄소, 금속, 무기 유리(inorganic glasses), 막, 나일론, 천연수지 등일 수 있다. 고분자성 지지체의 재료는 폴리스티렌(polystyrene), 폴리에틸렌 글리콜 테트라프탈레이트(polyethylene glycol tetraphthalate), 폴리비닐 아세테이트(polyvinyl acetate), 폴리비닐 클로라이드(polyvinyl chloride), 폴리비닐 피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 부틸 고무(butyl rubber), 스티렌부타디엔 고무(styrenebutadiene rubber), 천연고무, 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), (폴리)테트라플루오로에틸렌((poly)tetrafluoroethylene), (폴리)비닐리덴플루오라이드((poly)vinylidenefluoride), 폴리카보네이트(polycarbonate) 및 폴리메틸펜텐(polymethylpentene) 등일 수 있다. The material may be a plastic, a resin, a polysaccharide, a silica, a functionalized glass, a glass, a glass, a glass, a glass, Modified silicon, carbon, metal, inorganic glasses, membranes, nylons, natural resins, and the like. The material of the polymeric support is selected from the group consisting of polystyrene, polyethylene glycol tetraphthalate, polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, polyvinyl pyrrolidone, But are not limited to, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, polytetrafluoroethylene, butyl rubber, styrenebutadiene rubber, natural rubber, polyethylene, polypropylene polypropylene, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polycarbonate, and polymethylpentene. The term " polyvinylidene fluoride "

도 1에는 본 발명의 방법에 사용되는, 신호 프로브, 고정분자를 포함한 주요 구성인자들이 도시되어 있으며, 전술한 바의 니트로셀룰로오스 막을 이용하여 표적분자인 단백질을 검출하는 전체적인 프로세스가 도 2 및 도 3에, 각각 신호 프로브의 표적분자와의 특이적 결합영역이 항체인 경우와 압타머인 경우로 나뉘어 제시되어 있다. Figure 1 shows the major constituents, including signal probes, immobilized molecules, used in the method of the present invention, and the overall process of detecting proteins as target molecules using the nitrocellulose membrane as described above is shown in Figures 2 and 3 In which the specific binding region of the signal probe with the target molecule is an antibody and the case where the antibody is a platemer, respectively.

한편 도 4 및 도 5에 제시된 바와 같이, 본 발명의 표적분자의 검출방법은 전술한 바의 신호 프로브 이외에 포획 프로브를 추가적으로 사용하여 이루어질 수도 있다.On the other hand, as shown in FIG. 4 and FIG. 5, the detection method of the target molecule of the present invention may be performed by additionally using a capture probe in addition to the above-described signal probe.

이러한 본 발명의 포획 프로브를 이용한 방법(이하 편의상 "본 발명의 포획 검출방법"이라 함)은 (a) 분석대상 시료에 그 표적분자에 특이적으로 결합하는 신호 프로브와 포획 프로브를 처리하여 상기 표적분자와 상기 신호 프로브 그리고 상기 포획 프로브의 복합체를 형성시킴과 함께, 그 복합체를 포함하고 복합체를 형성하지 않은 신호 프로브와 포획 프로브 등을 포함하는 혼합물을 얻는 단계, 및 (b) 그 혼합물 중의 복합체의 신호 프로브를 검출하는 단계를 포함하여 구성된다.Such a method using the capture probe of the present invention (hereinafter referred to as " capture detection method of the present invention " for convenience) comprises the steps of (a) treating a sample to be analyzed with a signal probe and a capture probe specifically binding to the target molecule, To form a complex of the signal probe and the capture probe together with the molecule and a signal probe containing the complex and not forming a complex with the capture probe, and (b) And detecting the signal probe.

본 발명의 포획 검출방법에서, 상기 포획 프로브는 그 신호 프로브가 특이적으로 결합하는 표적분자의 부위(즉 에피토프)와 다른 부위에 특이적으로 결합하는 영역과 그 영역에 자성입자(또는 자성비드)가 연결된 구성을 가지며, 도 1에 그 모식도가 도시되어 있다. In the capture detection method of the present invention, the capture probe has a region in which the signal probe specifically binds to a site other than the site (i.e. epitope) of the target molecule to which the signal probe specifically binds, and a magnetic particle (or magnetic bead) And a schematic diagram thereof is shown in Fig.

자성입자는 미국 특허 제5,665,554호, 미국 특허 제6,0279.45호, 미국 특허 제7,078,224호, 한국공개특허 제2006-0061494호, 한국등록특허 제0541282호 등에 개시된 바와 같이 당업계에서 단백질, 핵산, 세포, 세균 등의 분리에 널리 이용해 왔던 소재로, 미크론 또는 나노 단위의 크기(수 미크론의 크기, 수십 내지 수백 나노 크기)를 가진다. 바이오 물질의 분리에 대표적으로 사용되어 왔던 자성입자는 산화철 자성입자이며, 그러한 산화철 자성입자로서 마그네타이트(magnetite; Fe3O4), 마그헤마이트(maghemite; Fe2O3), 헤마타이트(mematite; Fe2O3) 등이 사용되어 왔다. 자성입자는 단백질, 핵산 등 생체분자의 분리에 사용되기 위해서는 자성입자 간 상호작용과 응집을 방지할 수 있도록 실리카, 고분자, 금, 은 비자성 물질로 개질되고 생체분자인 단백질, 핵산 등과 결합이 가능하도록 카르복시기, 에폭시기, 토실기, 아미노기, 실록산기 등 기능기나 비오틴, 스트렙타비딘 결합물질이 도입되어 있을 필요가 있다. 그러한 특성을 갖는 자성입자들이나 그 제조방법들은 당업계에 잘 공지되어 있고, 미국 특허 제6,027,945호, 미국 특허 제6,673,631호, 미국 특허 제7,183,002호, 일본 특허 제3,253,638호, 일본 공개특허 제2001-136970호, 한국 공개특허 제2009-0088299호 등 많은 문헌이 축적되어 있으며, 또한 스트렙타비딘이 코팅된 Dynabeads 자성비드(Thermo Fisher Scientific 사, 미국), 토실기가 도입된 DYNAL M-270, DYNAL M-280(Dynal Biotech ASA 사, Norway) 등이 시판되고 있다.The magnetic particles may be proteins, nucleic acids, cells, or the like in the art as disclosed in U.S. Patent No. 5,665,554, U.S. Patent No. 6,027,945, U.S. Patent No. 7,078,224, Korean Patent Publication No. 2006-0061494, , Bacteria, and the like, and has a size of micron or nano unit (several microns in size, several tens to several hundreds of nanometers in size). The magnetic particles, which have been typically used for separation of biomaterials, are iron oxide magnetic particles, and as such iron oxide magnetic particles, magnetite (Fe 3 O 4 ), maghemite (Fe 2 O 3 ), and hematite Fe 2 O 3 ) have been used. Magnetic particles can be modified with silica, polymer, gold, silver non-magnetic material and can be combined with biomolecule proteins, nucleic acids, etc. to prevent magnetic particle interactions and aggregation in order to be used for separation of biomolecules such as proteins and nucleic acids. Functional groups such as a carboxyl group, an epoxy group, a tosyl group, an amino group, and a siloxane group, or a biotin or a streptavidin-binding substance must be introduced. Magnetic particles having such properties and methods of making them are well known in the art and are described in U.S. Patent Nos. 6,027,945, 6,673,631, 7,183,002, 3,253,638, and 2001-136970 Dynabeads magnetic beads coated with streptavidin (Thermo Fisher Scientific, USA), DYNAL M-270 with a tosyl group introduced therein, DYNAL M-280 (Dynal Biotech ASA, Norway) are commercially available.

본 발명에서, 포획 프로브는 그 표적분자와의 특이적 결합영역이 이러한 자성입자와, 기능기를 통해 공유결합되거나 비오틴과 스트렙타비딘 사이의 비공유결합을 통해 연결될 수 있다. 포획 프로브의 표적분자와의 특이적 결합영역은 신호 프로브의 표적분자와의 특이적 결합영역과 표적분자에 대해 경쟁적 결합을 방지하기 위하여, 신호 프로브의 표적분자와의 특이적 결합영역이 인식하여 결합하는 부위와는 다른 부위를 인식하여 결합하도록 설계된다.In the present invention, the capture probe can be linked to such a magnetic particle by a specific binding region with its target molecule through a covalent bond through a functional group or a noncovalent bond between biotin and streptavidin. The specific binding region of the capture probe with the target molecule is a specific binding region of the signal probe with the target molecule and a specific binding region with the target molecule of the signal probe are recognized And recognizes and binds to a region different from the region where the region is made.

포획 프로브의 표적분자와의 특이적 결합영역은 상기 신호 프로브의 특이적 결합영역과 마찬가지로 항체, 압타머, 단일가닥 핵산, 표적분자가 항체인 경우 항원 등일 수 있으며, 단일가닥 핵산인 경우 PNA 등 핵산 유사체이거나 변형된 뉴클레오티드를 포함하여 이루어질 수 있다.The specific binding region of the capture probe with the target molecule may be an antibody, an excreta, a single-strand nucleic acid as well as a specific binding region of the signal probe, an antigen when the target molecule is an antibody, etc. In the case of a single- Lt; RTI ID = 0.0 > nucleotides. ≪ / RTI >

본 발명의 포획 검출방법에 있어서, 상기 (a) 단계는 분석 대상 시료에 신호 프로브와 포획 프로브를 처리하여 수행되는데, 그럴 경우 표적분자와 신호 프로브 그리고 포획 프로브 사이의 복합체가 형성되고, 이와 함께 그 복합체, 복합체를 형성하지 않은 신호 프로브, 복합체를 형성하지 않은 포획 프로브, 비표적 분자 등을 포함하는 혼합물을 얻어진다. In the capture detection method of the present invention, the step (a) is performed by processing a signal probe and a capture probe on a sample to be analyzed. In this case, a complex between the target molecule and the signal probe and the capture probe is formed, Complexes, signal probes that do not form complexes, capture probes that do not form complexes, non-target molecules, and the like.

표적분자의 검출을 위해서는 그 다음 단계로 상기 (b) 단계인 그 혼합물 중의 복합체의 신호 프로브를 검출하여야 한다. 이러한 신호 프로브의 검출은 포획 프로브가 자성입자를 포함하고 있으므로 상기 혼합물을 자석에 적용하면 포획 프로브를 포함하는 복합체와 복합체를 형성하지 않는 포획 프로브만이 자석에 결합하게 된다. 이 과정에서 복합체를 형성하지 않은 신호 프로브나 비표적분자 등은 제거된다. 이 과정에서 복합체를 형성하지 않은 신호 프로브나 비표적분자 등의 효과적인 제거를 위하여 앞서 예시한 바의 적정 세척용액을 이용하여 세척하는 단계가 바람직할 수 있다.For the detection of the target molecule, the signal probe of the complex in the mixture, which is step (b), should be detected in the next step. The detection of such a signal probe is such that when the mixture is applied to a magnet, the capture probe contains magnetic particles, only a capture probe that does not form a complex with the complex comprising the capture probe is bonded to the magnet. In this process, signal probes or non-target molecules that do not form a complex are removed. In order to effectively remove the signal probe or the non-target molecule that does not form a complex in this process, a step of washing using the appropriate washing solution as described above may be preferable.

자석에 복합체 등을 결합시킨 후에는 그 복합체로부터 신호 프로브만을 분리하게 되는데, 이는 전술한 바와 같이 가열하거나 가열과 함께 계면활성제 처리 등에 의하여 가능하다. 신호 프로브는 전술한 바와 같이 이를 구성하는 이중가닥 핵산이 서로 가교결합되어 있어 가열 등에도 안정한 상태를 유지한다.  After binding a complex or the like to the magnet, only the signal probe is separated from the complex, which can be done by heating or heating as described above, or by treatment with a surfactant. As described above, since the double-stranded nucleic acids constituting the signal probe are cross-linked to each other, the signal probe maintains a stable state even with heating.

전술한 바를 고려할 때, 본 발명의 포획 검출방법에서, 상기 (b) 단계의 신호 프로브의 검출 단계는 (b-1) 상기 혼합물에 자석을 적용하여 상기 복합체와 복합체를 형성하지 않은 포획 프로브만을 자석에 결합시켜 혼합물의 나머지 성분을 제거하는 단계, (b-2) 자석에 결합되어 있는 복합체로부터 신호 프로브를 분리시키는 단계, 및 (b-3) 그 분리된 신호 프로브를 검출하는 단계를 포함하여 수행될 수 있다. In the capture detection method of the present invention, the detecting of the signal probe in the step (b) includes the steps of: (b-1) applying a magnet to the mixture so that only the capture probe, which is not complexed with the complex, (B-2) separating the signal probe from the complex bound to the magnet, and (b-3) detecting the separated signal probe. .

상기 (b-3) 단계의 분리된 신호 프로브만을 검출하는 단계는, 전술한 바의 니트로셀룰로오스 막을 이용한 단백질 검출방법과 마찬가지로, (b-3-i) 그 분리된 신호 프로브를, 그 신호 프로브의 결합 태그를 통해 그 결합 태그에 대한 결합 파트너가 코팅되어 있는 분석용 지지체에 처리하여 결합 태그와 결합 파트너의 특이적 결합을 통해 분석용 지지체에 고정시키는 단계와, (b-3-ii) 그 지지체에 고정된 신호 프로브의 신호를 검출하는 단계를 수행함으로써 이루어질 수 있다. 이러한 (b-3-i) 분석용 지지체에의 신호 프로브의 고정 단계와 (b-3-ii) 검출 단계의 구체적 내용은 니트로셀룰로오스 막을 이용한 단백질 검출방법과 관련한 설명한 바를 그대로 참조할 수 있다.The step of detecting only the separated signal probe of the step (b-3) may be the same as the method of detecting the protein using the nitrocellulose membrane as described above, wherein the separated signal probe is (b-3-i) (B-3-ii) attaching the binding partner to the analytical support coated with the binding partner for the binding tag through the binding tag, and fixing the binding tag to the analytical support through specific binding of the binding tag and the binding partner; And detecting the signal of the signal probe fixed to the signal probe. The details of the step of fixing the signal probe to the (b-3-i) support for analysis and the step (b-3-ii) of the detection step can be referred to as described in connection with the protein detection method using the nitrocellulose membrane.

다른 측면에 있어서, 본 발명은 표적분자의 검출방법은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 신호 프로브 이외에 포획 경쟁분자를 추가적으로 이용하여 이루어질 수 있다.In another aspect, the method of detecting a target molecule of the present invention may be performed by additionally using a capture competition molecule in addition to the signal probe, as shown in FIGS. 6 and 7.

본 발명의 포획 경쟁분자를 이용한 방법(이하 편의상 "본 발명의 경쟁 검출방법"이라 함)은 (a) 분석 대상 시료에 그 표적분자에 특이적으로 결합하는 신호 프로브와 포획 경쟁분자를 처리하여 상기 포획 경쟁분자와 상기 신호 프로브의 복합체를 형성시킴과 함께, 그 복합체를 포함하는 혼합물을 얻는 단계, 및 (b) 그 혼합물 중의 복합체의 신호 프로브를 검출하는 단계를 포함하여 구성된다.(Hereinafter referred to as " competition detection method of the present invention " for the sake of convenience) comprises the steps of (a) treating a sample to be analyzed with a signal probe specifically binding to the target molecule, And (b) detecting a signal probe of the complex in the mixture. The method of claim 1, wherein the signal probe is a complex of a capture competitor molecule and a signal probe.

상기 혼합물은 포획 경쟁분자와 신호 프로브의 복합체 이외에, 표적분자와 신호 프로브의 복합체, 복합체를 형성하지 않는 신호 프로브, 복합체를 형성하지 않은 경쟁분자, 복합체를 형성하지 않은 표적분자, 비표적분자 등을 포함한다.The mixture may contain, in addition to the complex of the trapping competition molecule and the signal probe, a complex of a target molecule and a signal probe, a signal probe not forming a complex, a competitive molecule not forming a complex, a target molecule not forming a complex, .

본 발명의 경쟁 검출방법에서, 상기 포획 경쟁분자는 신호 프로브가 특이적으로 결합하는 표적분자의 부위(즉 에피토프)와 동일한 부위에 특이적으로 결합하는 영역과 그 영역에 자성입자가 연결된 구성을 가진다. 상기 포획 경쟁분자는 일반적으로 표적분자와 동일 분자일 것이진만 신호 프로브가 특이적으로 결합하는 표적분자의 부위(즉 에피토프)와 동일한 부위를 가져 신호 프로브와의 결합에 있어 경쟁할 수 있는 한 유사 분자이어도 무방하다. 그런한 유사 분자로서는 표적단백질이 다른 단백질(항체의 Fc)과의 융합된 단백질 등을 들 수 있다. In the competition detection method of the present invention, the capture competition molecule has a region in which the signal probe specifically binds to the same site as the site (i.e. epitope) of the target molecule to which the signal probe specifically binds and a structure in which magnetic particles are connected to the region . The capture competitor molecule will generally be the same molecule as the target molecule. The capture competitor molecule will have the same site as the site (i.e., epitope) of the target molecule to which the signal probe specifically binds, so long as it can compete for binding with the signal probe However, Examples of such a similar molecule include a fusion protein of a target protein with another protein (Fc of an antibody).

포획 경쟁분자는 표적분자와 동일한 신호 프로브의 결합 부위를 가지므로 신호 프로브와의 결합에 있어 표적분자와 경쟁하며, 신호 프로브가 한계량으로 시료에 처리되고 포획 경쟁분자를 정량하여 처리할 경우, 포획 경쟁분자의 검출 결과는 분석 대상 시료 중의 표적분자에 대한 정보(즉 표적분자의 존재 여부, 농도 등)를 제공할 수 있다. Capture competitors compete with target molecules for binding to signal probes because they have the same signal probe binding sites as the target molecule, and when the signal probe is processed in the sample at the limit and the capture competitor molecules are quantified and processed, The result of the detection of the molecule can provide information about the target molecule in the sample to be analyzed (i.e., the presence or concentration of the target molecule).

상기에서 "신호 프로브가 한계량으로 시료에 처리된다"는 것은, 포획 경쟁분자와 표적분자 모두를 검출할 수 있는 양 이하로 처리된다는 것으로, 이론적으로는 정량한 포획 경쟁분자의 농도(정량 값)와 분석 대상 시료에 존재하는 표적분자의 추정된 농도(정량 값)를 합산한 값 미만을 검출할 수 있는 농도로 처리되는 것을 의미하지만, 실제 처리된 신호 프로브가 모두 포획 경쟁분자나 표적분자에 결합하는 것은 아니므로 상기 합산 값 이상으로 처리될 수도 있다. 그러나 일반적으로는 시료 중의 표적분자의 농도 추정이 어려우므로 상기 신호 프로브의 한계량은 정량한 포획 경쟁분자의 농도 이하를 검출할 수 있는 농도가 될 것이다.In the above, "the signal probe is processed in the sample at the limit amount" means that the sample is processed to a quantity that can detect both the capture competition molecule and the target molecule, and theoretically, the concentration (quantitative value) Means that the concentration is such that the concentration of the target molecule present in the sample to be analyzed is less than the sum of the estimated concentrations (quantitative values) of the target molecules present in the sample to be analyzed, but the actually processed signal probe is bound to the capture competitor molecule or the target molecule And may be processed above the sum value. However, since it is generally difficult to estimate the concentration of the target molecule in the sample, the limit value of the signal probe will be a concentration that can detect the concentration of the trapping competing molecule below the quantification level.

분석대상 시료 중의 표적분자의 검출, 정량은, 동일한 반응용액 등을 사용한 동일한 검출 조건에서 신호 프로브의 처리 농도와 포획 경쟁분자의 처리 농도를 달리한 수회 반복실험을 통해, 신호 프로브와 처리 농도와 포획 경쟁분자의 처리 농도 사이의 상관 관계를 보여주는 표준곡선을 작성하여 얻어질 수 있다. 일반적으로 포획 경쟁분자의 검출·정량 값은 시료 중에 표적분자의 농도에 반비례하게 된다. The detection and quantification of the target molecule in the sample to be analyzed can be carried out by repeating several experiments with different concentrations of the signal probe and the capture competitive molecule under the same detection conditions using the same reaction solution and the like, Can be obtained by creating a standard curve showing the correlation between the concentration of the competing molecule and the treatment concentration. In general, the detection / quantification value of the capture competitor molecule is inversely proportional to the concentration of the target molecule in the sample.

본 발명의 경쟁 검출방법에서, 상기 (b) 단계의 그 혼합물 중의 복합체의 신호 프로브를 검출하는 단계는 상기 본 발명의 포획 검출방법에서와 같이 수행될 수 있다.In the competition detection method of the present invention, the step of detecting the signal probe of the complex in the mixture of step (b) may be performed as in the capture detection method of the present invention.

구체적으로 (b-1) 상기 혼합물에 자석을 적용하여 포획 경쟁분자와 신호 프로브의 복합체를 자석에 결합시키는 단계, (b-2) 자석에 결합되어 있는 복합체로부터 신호 프로브만을 분리시키는 단계, 및 (b-3) 그 분리된 신호 프로브를 검출하는 단계를 포함하여 수행될 수 있다. 상기 (b-1) 단계에서 혼합물에 자석을 적용하면 복합체를 형성하지 않은 포획 경쟁분자도 자석에 결합하게 되지만 이를 가열할 경우 신호 프로브만을 분리시키는 것이 가능하다.Specifically, (b-1) applying a magnet to the mixture to bind a complex of the capture competent molecule and the signal probe to the magnet, (b-2) separating only the signal probe from the complex bound to the magnet, and b-3) detecting the separated signal probe. If the magnet is applied to the mixture in the step (b-1), the trapping competition molecule that does not form a complex is also bound to the magnet, but it is possible to separate only the signal probe when heating it.

상기 (b-3) 단계의 분리된 신호 프로브만을 검출하는 단계는, 전술한 바의 니트로셀룰로오스 막을 이용한 단백질 검출방법, 포획 검출방법과 마찬가지로, (b-3-i) 그 분리된 신호 프로브를, 그 신호 프로브의 결합 태그를 통해 그 결합 태그에 대한 결합 파트너가 코팅되어 있는 분석용 지지체에 처리하여 결합 태그와 결합 파트너의 특이적 결합을 통해 분석용 지지체에 고정시키는 단계와, (b-3-ii) 그 지지체에 고정된 신호 프로브의 신호를 검출하는 단계를 수행함으로써 이루어질 수 있다. 이러한 (b-3-i) 분석용 지지체에의 신호 프로브의 고정 단계와 (b-3-ii) 검출 단계의 구체적 내용은 니트로셀룰로오스 막을 이용한 단백질 검출방법과 관련한 설명한 바를 그대로 참조할 수 있다.The step of detecting only the separated signal probe in the step (b-3) may include the steps of: (b-3-i) separating the separated signal probe in the same manner as the protein detection method and the capture detection method using the nitrocellulose membrane, (B-3-b) to the analytical support through specific binding of the binding tag and the binding partner by treating the analytical support coated with the binding partner for the binding tag through the binding tag of the signal probe; ii) detecting a signal of the signal probe fixed to the support. The details of the step of fixing the signal probe to the (b-3-i) support for analysis and the step (b-3-ii) of the detection step can be referred to as described in connection with the protein detection method using the nitrocellulose membrane.

전술한 바와 같이, 본 발명은 이중가닥 핵산을 구성하는 단일가닥 핵산이 서로 상보적으로 가교결합(또는 공유결합)하고 있어 온도, pH, 염, 이온 강도(ionic strength) 등의 영향을 받지 않은 안정한 이중가닥 핵산 신호 프로브를 제공할 수 있다.As described above, the present invention is based on the finding that a single-stranded nucleic acid constituting a double-stranded nucleic acid is complementarily cross-linked (or covalently bonded) to each other and is stable (unrelated to temperature, pH, salt, ionic strength, A double-stranded nucleic acid signal probe can be provided.

또한 본 발명은 여 표적분자의 검출에 있어서 상기 안정한 이중가닥 핵산 신호 프로브를 이용하여 그 신호 프로브를 표적분자와 복합체를 형성시킨 후에 가열 등에 의해 그 복합체로부터 그 신호 프로브만을 분리하고 신호 프로브를 검출함으로써 표적분자를 검출할 수 있는 방법을 제공할 수 있다.In addition, the present invention relates to a method for detecting a target molecule by using the stable double-stranded nucleic acid signal probe to form a complex with the target molecule, followed by separation of the signal probe from the complex by heating or the like, A method capable of detecting a target molecule can be provided.

도 1은 본 발명의 신호 프로브와 이 신호 프로브를 이용한 본 발명의 표적분자의 검출방법에 사용되는 주요 구성인자들을 도시한 것이다.
도 2 및 도 3은 니트로셀룰로오스 막을 이용한 본 발명의 단백질의 검출방법을 단계적으로 도시한 것이다.
도 4 및 도 5는 포획 프로브를 이용한 표적분자의 검출방법을 단계적으로 도시한 것이다.
도 6 및 도 7은 포획 경쟁분자를 이용한 표적분자의 검출방법을 단계적으로 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 신호 프로브가 고온에서도 이중가닥 핵산을 유지함을 보여주는 실험 결과이다.
도 9는 본 발명의 신호 프로브의 신호발생영역을 구성하는 이중가닥 핵산 단편 또는 그 연결체를 전기영동한 결과이다.
도 10은 본 발명의 신호 프로브를 이용하여 세균을 검출하고 그 결과를 nCounter 디지탈 분석기(nCounter digital analyzer, Nanostring technology 사, 미국)를 이용하여 얻은 이미지이다.
도 11은 본 발명의 신호 프로브가 nCounter 디지탈 분석기(nCounter digital analyzer, Nanostring technology 사, 미국)에서 이미지화된 것을 보여주는 모식도이다.
도 12는 본 발명의 신호 프로브를 사용하여 2 종류의 표준 표적분자들을 분석하고 그 결과를 표적분자 양과 신호 값을 로그대 로그 스케일로 표시한 그래프이다.
도 13은 본 발명의 신호 프로브를 사용하여 13종류의 표적분자들을 2회 분석하고 그 결과를 표적분자의 양과 신호 값을 로그대 로그 스케일로 표시한 그래프이다.
Fig. 1 shows the signal probe of the present invention and the main constituents used in the method for detecting a target molecule of the present invention using the signal probe.
FIGS. 2 and 3 are step-by-step illustrations of a method for detecting a protein of the present invention using a nitrocellulose membrane.
FIGS. 4 and 5 are step-by-step illustrations of a method for detecting a target molecule using a capture probe.
FIGS. 6 and 7 are step-by-step illustrations of a method for detecting a target molecule using a capture competition molecule.
8 shows experimental results showing that the signal probe of the present invention retains double-stranded nucleic acid even at a high temperature.
Fig. 9 is a result of electrophoresis of a double-stranded nucleic acid fragment constituting a signal generation region of the signal probe of the present invention or a ligated body thereof.
FIG. 10 is an image obtained by detecting the bacteria using the signal probe of the present invention and measuring the result using a nCounter digital analyzer (Nanostring technology, USA).
11 is a schematic diagram showing that the signal probe of the present invention is imaged in a nCounter digital analyzer (Nanostring technology, USA).
FIG. 12 is a graph showing the results of analyzing two kinds of standard target molecules using the signal probe of the present invention and showing the target molecule amount and the signal value in a logarithmic scale.
FIG. 13 is a graph showing the quantities of target molecules and the signal values as a logarithmic scale on the result of analyzing thirteen kinds of target molecules twice using the signal probe of the present invention.

이하 본 발명을 실시예를 참조하여 설명한다. 그러나 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples. However, the scope of the present invention is not limited to these embodiments.

실시예의 용어Example term

아래 실시예에서 사용된 용어는 청구범위를 포함한 본 명세서의 다른 부분에서 사용된 용어와 서로 아래와 같은 의미상 관계를 갖는다.The terms used in the following examples have the following semantic relations with the terms used in other parts of this specification including claims.

먼저 "신호 프로브"는 아래 실시예에서 "제1 탐침"으로 기재되었거나 이와 혼용되어 기재되었고, "신호발생영역"은 "색상지시바코드"로 기재되었거나 이와 혼용되어 기재되었으며, "신호 프로브"의 "표적분자와의 특이적 결합영역"은 "제1 프로브" 또는 "제1 리간드"로 기재되었거나 이들과 혼용되어 기재되었다. The "signal probe" is described or mixed with the "first probe" in the embodiments below, the "signal generating area" is described as a "color indicating barcode" or mixed therewith, and the "signal probe" A specific binding region with a target molecule " is described as a " first probe " or " first ligand "

또 "포획 프로브"는 아래 실시예에서 "제2 탐침" 또는 "포획 프로브"로 기재되었거나 이들과 혼용되어 기재되었고, "포획 프로브"의 "표적분자와의 특이적인 결합영역"은 "제2 프로브" 또는 "제2 리간드"로 기재되었거나 이들과 혼용되어 기재되었다. The "capture probe" is described in the examples below as "second probe" or "capture probe" or mixed therewith, and the "specific binding region with the target molecule" of the "capture probe" Quot; or " second ligand ", or a combination thereof.

신호 프로브의 신호발생영역을 구성하는, 신호발생물질로 표지된 각 영역은 "신호태그"로 기재되었다.Each area labeled with the signal generating material, which constitutes the signal generating region of the signal probe, is described as a " signal tag ".

또 "고정핵산분자"는 아래 실시예에서 "고정분자"로 기재되었거나 이와 혼용되어 기재되었다.In addition, " fixed nucleic acid molecule " is described as " fixed molecule " in the examples below or mixed therewith.

<실시예 1> 시약의제조&Lt; Example 1 > Preparation of reagent

1-1. 제1 탐침(신호 프로브) 제조1-1. Manufacture of first probe (signal probe)

제1 탐침은 표적분자와 결합하여 그 표적분자 고유의 신호를 발생시키는 기능을 한다. 그 구성은 표적분자 고유의 신호를 발생시키는 신호발생영역과 표적분자와의 특이적 결합영역인 제1 프로브를 결합된 구조가 기본적 구성이며, 이에 추가적으로 고정영역과 결합태그가 추가된 구성일 수 있다. The first probe combines with the target molecule and functions to generate a signal specific to the target molecule. The structure is a structure in which a signal generating region generating a signal specific to a target molecule is combined with a first probe which is a specific binding region between the target molecule and a structure in which a binding region and a binding tag are additionally added .

1) 신호태그의 제조1) Manufacture of signal tag

신호태그는 신호발생영역을 구성하는 기본 구성 단위를 지칭하며, 이중가닥의 핵산 절편에 신호발생물질이 표지되어 있는 구성이다. A signal tag refers to a basic constituent unit constituting a signal generation region, and a structure in which a signal generating substance is labeled on a double stranded nucleic acid fragment.

본 실험에서는 M13 DNA를 주형으로 PCR(Polymerase Chain Reaction) 방법으로 합성한 크기가 약 900bp PCR 산물에 신호발생물질이 표지된 이중가닥 핵산을 제조하여 사용하였다. In this experiment, a double-stranded nucleic acid with a signal-generating substance labeled with M13 DNA as a template was synthesized by PCR (Polymerase Chain Reaction) method.

신호태그의 골격이 되는 M13 DNA의 염기서열 정보는 진뱅크(GenBank) 데이터 시스템 (http:// www.ncbi.nlm.nih.gov)에서 확보하였다(Accession number NC_003287). The nucleotide sequence information of M13 DNA, which is the skeleton of the signal tag, was obtained from the GenBank Data System (http: // www.ncbi.nlm.nih.gov) (Accession number NC_003287).

100 ng의 M13 DNA(미국, NEB 사)를 주형으로 각각 0.1 uM의 아래 PCR 프라이머 쌍(한국, 바이오니아)으로 1.25 units의 Taq Polymerase(미국, Promega 사)를 사용하여 표준 PCR 방법으로 DNA 절편(903 bp)을 제조하였다The DNA fragment (903) was amplified by standard PCR using 1.25 units of Taq Polymerase (Promega, USA) with 0.1 nM of the PCR primer pair (Bioneer, Korea) under the conditions of 100 ng of M13 DNA bp) was prepared

정방향 프라이머(서열번호 1): atcaggcgaatccgttattgForward primer (SEQ ID NO: 1): atcaggcgaatccgttattg

역방향 프라이머(서열번호 2): tcggccttgctggtaatatcReverse primer (SEQ ID NO: 2): tcggccttgctggtaatatc

제조사에서 제공한 표준방법에 따라, 상기 생산된 PCR 산물인 DNA절편을 주형으로 상기 제조된 프라이머 쌍과 3 종류의 dNTP와 aminoallyl-dCTP(미국, TriLink 사)를 사용하여 다시 표준 PCR 방법으로 aminoallyl-dCTP 통합된 DNA 절편을 제조하였다.According to the standard method provided by the manufacturer, the DNA fragment, which is the PCR product, was amplified by standard PCR using the primer pairs prepared above, three kinds of dNTPs and aminoallyl-dCTP (TriLink, USA) dCTP integrated DNA fragment was prepared.

제한효소 아탭터 염기서열 Restriction enzyme titer sequence 아댑터의 종류Type of adapter 염기서열Base sequence 일렬번호Serial number Eco RI/Sma I AdaptorEco RI / Sma I Adapter 5'-AATTCCCCGGG--3'
3-GGGGCCCp-5'
5'-AATTCCCCGGG-3 '
3-GGGGCCCp-5 '
서열번호 3
서열번호 4
SEQ ID NO: 3
SEQ ID NO: 4
Hind III/Not I Adaptor Hind III / Not I Adapter 5'-AGCTTGCGGCCGC--3'
3-ACGCCGGCGp-5'
5'-AGCTTGCGGCCGC-3 '
3-ACGCCGGCGp-5 '
서열번호 5
서열번호 6
SEQ ID NO: 5
SEQ ID NO: 6
Xho I/Pst I AdaptorXho I / Pst I Adapter 5'-TCGAGCTGCAGG--3'
3-CGACGTCCp-5'
5'-TCGAGCTGCAGG-3 '
3-CGACGTCCp-5 '
서열번호 7
서열번호 8
SEQ ID NO: 7
SEQ ID NO: 8
Sal I/Bam HI Adaptor Sal I / Bam HI Adapter 5'-TCGACGGATCC--3'
3-GCCTAGGp-5'
5'-TCGACGGATCC-3 '
3-GCCTAGGp-5 '
서열번호 9
서열번호 10
SEQ ID NO: 9
SEQ ID NO: 10

상기 PCR 산물의 제한효소 지도를 작성하여 상기 PCR 산물을 절단할 수 없는제한효소(Restriction enzyme)를 선정하였으며 이들의 인식부위로 이루어진 상기 <표 1>의 아댑터들을 구입하였다(Gene Link 사, 미국).Restriction enzymes which can not cleave the PCR products were selected by preparing restriction enzyme maps of the PCR products, and the adapters of the above Table 1 were purchased (Gene Link, USA) .

상기 아댑터를 상기 aminoallyl-dCTP가 통합된 PCR 산물에 아래와 같은 구성이 되도록 제조사의 표준방법에 따라 연결하였다. The adapter was ligated to the PCR product incorporating the aminoallyl-dCTP according to the manufacturer's standard method to have the following structure.

제1도메인: 5'-Blunt end-DNA 절편-Eco R1/Sma I adaptor-3'First domain: 5'-Blunt end-DNA fragment-Eco R1 / Sma I adapter-3 '

제2도메인: 5'-Eco RI/Sma I adaptor-DNA 절편-Sal I/Bam HIadaptor-3'Second domain: 5'-Eco RI / Sma I adapter-DNA fragment-Sal I / Bam HIadaptor-3 '

제3도메인: 5'-Sal I/Bam HI adaptor-DNA 절편-Hind III/Not Iadaptor-3'Third domain: 5'-Sal I / Bam HI adapter-DNA fragment-Hind III / Not Iadaptor-3 '

제4도메인: 5'-Hind III/Not Iadaptor-DNA 절편-Xho I/Pst1adaptor-3'Fourth domain: 5'-HindIII / Not Iadaptor-DNA fragment-XhoI / Pst1adaptor-3 '

제5도메인: 5'-Xho I/Pst1adaptor-DNA 절편-Sal I/Bam HIadaptor-3'Fifth domain: 5'-Xho I / Pst1adaptor-DNA fragment-Sal I / Bam HIadaptor-3 '

제6도메인: 5'-Sal I/Bam HIadaptor-DNA 절편-3'6th domain: 5'-Sal I / Bam HIadaptor-DNA fragment-3 '

구체적으로, 상기 3 nmol 아댑터와 0.3 nmol PCR 산물인 DNA 절편으로 이루어진 19 uL의 혼합용액에 1 uL의 5 unit/uL T4 ligase(미국, NEB 사)을 첨가하여 연결반응을 수행한 후, 얻은 반응산물을 DNA & RNA Precipitation Solutions Pack(Gene Link 사, 미국)으로 정제하여 상기 아댑터가 부착되고 aminoallyl-dCTP가 통합된 DNA 절편을 획득하여 상기 제한효소를 처리한 후 다시 정제하고 수확하였다. Specifically, 1 uL of 5 unit / uL T4 ligase (NEB, USA) was added to a mixed solution of 19 uL consisting of the 3 nmol adapter and 0.3 nmol PCR product, and the resulting reaction The product was purified with DNA & Precipitation Solutions Pack (Gene Link, USA), and the adapter was attached and the aminoallyl-dCTP The integrated DNA fragment was obtained, treated with the restriction enzyme, purified again and harvested.

N-hydroxysuccinimide(NHS)-ester(에스테르) 형광물질인 Alexa 488,Alexa 594,Alexa 647(미국, Invitrogen 사) 및 Cy3(미국, GE Healthcare 사) 4종류의 신호발생물질 세트를 준비하였다. Alexa 488, Alexa 594, Alexa 647 (Invitrogen, USA) and Cy3 (GE Healthcare, USA) were prepared as the N-hydroxysuccinimide (NHS) -ester (ester)

제조사가 제공한 표준방법에 따라, 먼저 상기 아댑터가 부착되고 amino-allyl dCTP가 통합된 16 ~ 20 ug의 DNA 절편을 각 도메인별로 20 uL의 멸균 증류수에 녹인 후, 12 uL의 표지 용액(25 mg의 NaHCO3을 1 mL의 멸균 증류수에 녹인 용액)을 첨가하여 반응용액을 제조하였다. 다음 상기 신호발생물질을 DMSO에 최종농도 30 ug/L로 녹여 신호발생물질 용액을 제조하였다. 그 다음 상기 반응용액을 4개의 튜브에 5 uL씩 나누어 넣고 각각에 한 종류의 상기 2 uL의 신호발생물질 용액을 넣어 암 상태, 실온에서 1시간 동안 반응시켰다.According to the standard method provided by the manufacturer, 16-20 .mu.g of DNA fragments to which the adapter was attached and amino-allyl dCTP incorporated were dissolved in 20 .mu.l of sterilized distilled water for each domain, and then 12 .mu.L of label solution (25 mg Of NaHCO 3 dissolved in 1 mL of sterilized distilled water) was added to prepare a reaction solution. Next, the signal generating material was dissolved in DMSO to a final concentration of 30 ug / L to prepare a signal generating material solution. Subsequently, the reaction solution was divided into 4 tubes in an amount of 5 uL, and one kind of the above-mentioned 2 uL of the signal generating material solution was added thereto, followed by reaction at room temperature for 1 hour.

이와 같은 반응으로 DNA 절편에 신호발생물질을 표지한 후, QIAquick PCR Purification Kit (미국, QIAGEN 사)으로 정제하여 상기 아댑터가 부착되고 신호발생물질이 표지된 DNA 절편을 획득하였다. The DNA fragment was labeled with a signal generating substance and purified with a QIAquick PCR Purification Kit (QIAGEN, USA) to obtain a DNA fragment to which the adapter was attached and a signal generating substance was labeled.

이렇게 하여, 각 도메인별로 상기 4 종류의 신호발생물질이 각각 표지된 이중가닥 DNA 절편 4 종류의 신호태그들을 제조하였으며, 이들을 편의상 "H 신호태그"로 지칭하였다. Thus, four kinds of signal tags of double-stranded DNA fragment in which each of the four types of signal generating materials were labeled for each domain were produced and referred to as " H signal tag " for convenience.

2) 공유결합 유도 및 검증 2) Covalent bond induction and validation

상기 제조된 1 mg의 H 신호태그를 1 mL의 반응버퍼(10 mM Tris (pH 7.0), 200 mM NaCl)에 녹였다. 상기 용액을 동일 부피의 95% 에탄올에 녹인 0.3 umol 8-methoxypsoralen(8-MOP; 미국, Sigma 사)에 첨가하여 암 상태에서 1시간 반응시켰다. 이 반응물에 자외선 365 nm 파장 (4 W)을 3시간 동안 주사하여 상기 H 신호태그 사슬의 염기쌍 간의 공유결합을 유도하였다(A. Arabzadeh et al., International Journal of Pharmaceutics 237 (2002) 47~55).The prepared 1 mg of H signal tag was dissolved in 1 mL of reaction buffer (10 mM Tris (pH 7.0), 200 mM NaCl). The solution was added to 0.3 umol 8-methoxypsoralen (8-MOP; Sigma, USA) dissolved in the same volume of 95% ethanol and reacted for 1 hour in the dark state. Was injected for 3 hours with UV light 365 nm wavelength (4 W) in the reaction led to the covalent bond between the base pairs of the H signal tag chain (A. Arabzadeh et al., International Journal of Pharmaceutics 237 (2002) 47 ~ 55) .

상기 반응용액에 4배 부피의 chloroform을 부과하여 추출공정으로 미반응 psoralen이 제거된 상층액을 수확하였다. 상기 수확물에 5M NaCl을 최종농도 0.2M가 되도록 첨가한 후, 3배 부피의 에탄올을 첨가하여 상기 공유결합이 유도된 H 신호태그를 수확하였다. 이렇게 얻어진 공유결합이 유도된 H 신호태그를 편의상 "C 신호태크"로 지칭하였다. A chloroform of 4 times volume was added to the reaction solution, and the supernatant from which unreacted psoralen was removed by the extraction process was harvested. 5 M NaCl was added to the harvest to a final concentration of 0.2 M, and 3-fold volume of ethanol was added to harvest the c-tagged H signal tag. The covalent bond-derived H signal tag thus obtained was referred to as " C signal tag " for convenience.

H 신호태그와 이에 상응하는 C 신호태그를 0.5℃씩 온도를 95℃까지 상승시키면서 UV-1800(Shimadzu 사, 일본)으로 260 nm에서 흡광도를 측정한 결과, 도 8과 같이 나타났다. H signal tag and the corresponding C signal tag were measured at 260 nm with UV-1800 (Shimadzu Corp., Japan) while raising the temperature to 0.5 ° C to 95 ° C as shown in FIG.

H 신호태그는 온도가 증가하면서 이중가닥 핵산이 해리가되어 단일가닥 핵산으로 전환되고 Tm이 약 85℃이고 95℃에서 단일가닥 핵산으로 존재하였다. 반면 C 신호태그는 95℃에서도 이중가닥 핵산을 유지하고 있음을 알수 있었다.The H signal tag was converted to single stranded nucleic acid by dissociation of the double stranded nucleic acid with increasing temperature and was present as a single stranded nucleic acid at 95 ° C with a Tm of about 85 ° C. On the other hand, the C signal tag retains the double stranded nucleic acid even at 95 ° C.

3) 신호발생영역인 색상지시바코드의제조3) Manufacture of color indicating barcode which is a signal generating area

상기 제조된 C 신호태그를 사용하여 신호발생영역인 색상지시바코드(Color-coded barcode)를 아래와 같이 제조하였다. A color-coded barcode, which is a signal generation region, was manufactured using the C signal tag manufactured as follows.

먼저 4종류의 제1 도메인 신호태그에서 선택되어진 한 종류를 4개의 튜브에 나누어 각각 최종농도 10 ug/mL씩 넣고 각 튜브에 제2 도메인 신호태그의 4종류를 한 종류씩 최종농도 10 ug/mL씩 넣어 최종부피 100L의 T4 ligase의 반응용액(50 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl2, 1 mM ATP, 10 mM DTT, pH 7.5)에서 혼합시켰다. 상기 제1 도메인 신호태그의 나머지 3종류도 상기와 같은 방법으로 처리하여 제1 도메인 신호태그의 4종류와 제2 도메인 신호태그의 4종류를 모두 각각 혼합시켰으며, 상기 16개의 반응 결과물을 제1,2 도메인 혼합용액이라고 명명하였다.First, one kind selected from the four types of first domain signal tags was divided into four tubes, and the final concentrations of 10 ug / mL were added to each tube. Four kinds of second domain signal tags were added to each tube in a final concentration of 10 ug / mL (50 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl 2, 1 mM ATP, 10 mM DTT, pH 7.5) in a final volume of 100 L of T4 ligase. The remaining three types of the first domain signal tag are also processed in the same manner as described above to mix the four types of the first domain signal tag and the second domain signal tag, , 2-domain mixed solution.

마찬가지로 4종류의 제3 도메인 신호태그에서 선택되어진 한 종류를 4개의 튜브에 나누어 각각 최종농도 10 ug/mL씩 넣고, 각 튜브에 제4 도메인 신호태그의 4종류를 한 종류씩 최종농도 10 ug/mL씩 넣어 최종부피 100L의 T4 ligase의 반응용액(50 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl2, 1 mM ATP, 10 mM DTT, pH 7.5)에서 혼합시켰다. 상기 제3 도메인 신호태그의 나머지 3종류도 상기와 같은 방법으로 처리하여 제3 도메인 신호태그의 4종류와 제4 도메인 신호태그의 4종류 모두를 각각 혼합시켰으며,상기 16개의 반응 결과물을 제3,4 도메인 혼합용액이라고 명명하였다.Similarly, one kind selected from the four kinds of third domain signal tags was divided into four tubes, and the final concentration of 10 ug / mL was added to each tube. Four kinds of fourth domain signal tags were added to each tube in a final concentration of 10 ug / (50 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl 2, 1 mM ATP, 10 mM DTT, pH 7.5) in a final volume of 100 L of T4 ligase. The remaining three types of the third domain signal tag are also processed in the same manner as described above to mix the four types of the third domain signal tag and the fourth domain signal tag, , 4-domain mixed solution.

또 마찬가지로 4종류의 제5 도메인 신호태그에서 선택되어진 한 종류를 4개의 튜브에 나누어 각각 최종농도 10 ug/mL씩 넣고 각 튜브에 제6 도메인 신호태그의 4종류를 한 종류씩 최종농도 10 ug/mL씩 넣어 최종부피 100L의 T4 ligase의 반응용액(50 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl2, 1 mM ATP, 10 mM DTT, pH 7.5)에서 혼합시켰다. 상기 제5도메인 신호태그의 나머지 3종류도 상기와 같은 방법으로 처리하여 제5 도메인 신호태그의 4종류와 제6 도메인 신호태그의 4종류를 모두 각각 혼합시켰으며,상기 16개의 반응 결과물을 제5,6 도메인 혼합용액이라고 명명하였다.Likewise, one kind selected from four kinds of fifth domain signal tags was divided into four tubes, and the final concentration of 10 ug / mL was added to each tube. Four kinds of sixth domain signal tags were added to each tube in a final concentration of 10 ug / (50 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl 2, 1 mM ATP, 10 mM DTT, pH 7.5) in a final volume of 100 L of T4 ligase. The remaining three types of the fifth domain signal tag were also processed in the same manner as described above to mix the four kinds of the fifth domain signal tag and the fourth domain signal tag, , 6-domain mixed solution.

상기와 같은 방법으로 제1,2 도메인 혼합용액의 16개 튜브, 제3,4 도메인 혼합용액의 16개의 튜브 그리고 제5,6 도메인 혼합용액의 16개의 튜브를 완성하였다. Sixteen tubes of the first and second domain mixed solution, 16 tubes of the mixed solution of the third and fourth domain, and 16 tubes of the mixed solution of the fifth and sixth domains were completed in the same manner as described above.

제1,2 도메인 혼합용액의 16개 튜브에서 선택된 튜브, 제3,4 도메인 혼합용액의 16개의 튜브에서 선택된 튜브 그리고 제5,6 도메인 혼합용액의 16개의 튜브에서 선택된 튜브를 각각 같은 농도로 혼합하여 얻은 95 uL의 반응용액에 5 uL의 5 unit/uL T4 ligase(미국, NEB 사)를 처리하여 12시간 연결반응을 하여 6개의 도메인 신호태그가 일렬로 연속적 배열을 한 최종구조체인 총 4,096개(16×16×16=46)의 신호발생영역을 제조하였으며, 이를 편의상 "색상지시바코드"라 지칭하였다. The tubes selected from the 16 tubes of the first and second domain mixed solutions, the tubes selected from the 16 tubes of the third and fourth domain mixed solution, and the tubes selected from the 16 tubes of the fifth and sixth domain mixed solution were mixed at the same concentration, The reaction mixture was treated with 5 uL of 5 unit / uL T4 ligase (NEB Co., USA) for 12 hours, and 4,096 final structures, in which six domain signal tags were continuously arranged in a row, (16 x 16 x 16 = 4 6 ) signal generation regions were produced, which were referred to as " color indication barcodes " for convenience.

상기 각 반응 단계별 반응산물을 전기영동한 결과의 이미지를 도 9에 나타내었다. An image obtained by electrophoresis of the reaction product of each reaction step is shown in FIG.

이렇게 얻어진 색상지시바코드는 그 구성인자인 신호태그(신호발생물질이 표지된 이중가닥의 핵산 절편) 6개가 일렬로 배열된 구성이고 각 신호태그는 4 종류의 형광물질(Alexa dye 3종류 및 Cy3) 중 어느 하나로 표지되어 있어 각 신호의 선상 조합 순서(linear order)에 의해 고유의 검출 신호를 발생시키며, 아래에서 설명하는 바와 같이 제1 프로브인 표적분자와의 특이적 결합영역에 연결될 경우 총 4,096개(16×16×16=46)의 표적분자를 구분할 수 있게 된다. 이들 색상지시바코드는 300nm 크기의 스폿을 형성하며, 에피-형광현미경(epi-fluorescent microscope, US 8,519,115 B2; NatBiotechnol. 2008 Mar;26(3):293-4)에 의해 이미지화된다.The color-indicating barcode thus obtained is composed of six signal tags (double-stranded nucleic acid fragments labeled with a signal generating substance) arranged in a line, each signal tag has four types of fluorescent substances (Alexa dye 3 and Cy3) And generates a unique detection signal according to a linear order of each signal. When the probe is connected to a specific binding region with a target molecule as a first probe as described below, a total of 4,096 (16 x 16 x 16 = 4 6 ) target molecules can be distinguished. These color indicating bar codes form spots of 300 nm in size and are imaged by an epi-fluorescent microscope (US 8,519,115 B2; Nat Biotechnol. 2008 Mar; 26 (3): 293-4).

4) 탐침의 제조4) Manufacture of probe

제1 탐침은 표적분자를 인지하여 결합하고 고유의 신호를 발생시켜 표적분자를 검출하고 하기 위한 구조체(construct)로, 표적분자와의 특이적 결합영역인 제1 프로브가 상기 신호발생영역과 결합한 구조이다. A first probe is a construct for recognizing and binding a target molecule and detecting a target molecule by generating a unique signal. The first probe is a structure in which a first probe, which is a specific binding region with a target molecule, to be.

이러한 제1 탐침은 지지체와의 결합물질(바이오틴 등) 유무에 따라 비고정형과 고정형으로 나누어 제조하였으며, 제1 프로브로서는 핵산 검출을 위한 단일가닥 핵산, 및 단백질 등의 검출을 위한 항체와 압타머를 사용하였다. The first probe was prepared by dividing into a non-fixed type and a fixed type according to the presence or absence of a binding substance (biotin or the like) with a support. As the first probe, a single strand nucleic acid for detecting nucleic acid, an antibody for detecting protein, Respectively.

(1) 비고정 제1 탐침(1) Non-fixed first probe

비고정 제1 탐침은 5'-색상지시바코드-스페이서-제1 프로브-3'의 구조로 제조하였다. 여기서 그리고 이하에서 5'과 3'은 색상지시바코드, 스페이서 등 핵산이 탐침의 구성요소로 사용된 경우 그러한 핵산의 배열의 방향 또는 순서를 의미하기 위해 사용하였다.The unfixed first probe was prepared with the structure of 5'-hue bar code-spacer-first probe-3 '. Herein and in the following, 5 'and 3' are used to denote the direction or order of the arrangement of such nucleic acids when a nucleic acid such as a color indicating barcode, a spacer, etc., is used as a component of the probe.

스페이서로서는 아래의 서열의 단일가닥 핵산을 주문 제조하여 사용하였다.As the spacer, a single stranded nucleic acid of the following sequence was custom-made and used.

스페이서 서열: 5'-AGAAGCGCAGAGCTTGGGCGCAGAACAC-3'Spacer sequence: 5'-AGAAGCGCAGAGCTTGGGCGCAGAACAC-3 '

① 제1 프로브가 단일가닥 핵산인 비고정 제1 탐침 제조(1) the first probe is a single-stranded nucleic acid,

제1 프로브로 단일가닥 핵산을 이용한 비고정 제1 탐침을 다음과 같이 제조하였다. 먼저 단일가닥 핵산인 5'-스페이서-제1 프로브-3' 구조체를 주문하여 제조하였다(Integrated DNA Technologies 사, 미국). 다음 1 mg/ml 농도의 5'-스페이서-제1 프로브-3' 구조체 10 ul와 1 mg/ml 농도의 색상지시바코드 10 ul가 있는 48uL의 반응용액(50 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl2, 1 mM ATP, 10 mM DTT, pH 7.5)에 2 uL의 5 unit/uL T4 ligase(미국, NEB 사)을 첨가하여 연결반응을 수행하여 핵산 검출을 위한 비고정 제1 탐침을 제조하였다. An unfixed first probe using single stranded nucleic acid as the first probe was prepared as follows. First, a single-stranded nucleic acid, a 5'-spacer-first probe-3'structure was prepared (Integrated DNA Technologies, USA). Next, 48 μL of a reaction solution (50 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl 2, 10 mM MgCl 2, and 10 mM MgCl 2) containing 10 μl of the 5'-spacer-first probe- 1 mM ATP, 10 mM DTT, pH 7.5) was added with 2 uL of 5 unit / uL T4 ligase (NEB, USA) to prepare a non-immobilized first probe for nucleic acid detection.

② 제1 프로브가 항체인 비고정 제1 탐침 제조(2) Manufacture of non-immobilized first probe in which the first probe is an antibody

제1 프로브로 항체를 이용한 비고정 제1 탐침을 다음과 같이 제조하였다. 먼저 항체에 반응성 그룹(DTT를 사용하여 항체의 disulfide bond를 환원시켜 얻어진 -SH 기) 부가 반응을 Thunder-Link oligo conjugation system(Innova Biosciences 사, 영국)의 프로토콜에 따라 실시하고, 반응성 그룹이 부가된 항체를 제조하였다. 구체적으로 제조사에서 제공하는 표준방법에 따라, 1 mg/ml 농도의 항체 100 ul를 제조사에서 제공하는 Antibody Activation Reagent 튜브에 첨가하여 실온에서 1시간 반응시켜 반응성 그룹이 부가된 활성화된 항체를 제조하였다. 다음 반응성 그룹(NH2)이 있는 단일가닥 핵산의 스페이서인 5'-스페이서-NH2를 주문 제조하였다(Integrated DNA Technologies 사, 미국). 다음 상기 활성화된 항체와 상기 반응성 그룹이 있는 스페이서를 N- succinimidyl-S-acetyl-thioacetate 용액에서 반응시켜 5'-스페이서-항체-3' 구조체를 제조하였다. 마지막으로 1 mg/ml 농도의 5'-스페이서-항체-3' 구조체 10 ul와 1 mg/ml 농도의 색상지시바코드 10 ul가 있는 48uL의 반응용액(50 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl2, 1 mM ATP, 10 mM DTT, pH 7.5)에 2 uL의 5 unit/uL T4 ligase(미국, NEB 사)을 첨가하여 연결반응을 수행하여 단백질 등의 검출을 위한 비고정 제1 탐침을 제조하였다. An unfixed first probe using an antibody with the first probe was prepared as follows. First, the addition reaction to the antibody (-SH group obtained by reducing the disulfide bond of the antibody using DTT) was performed according to the protocol of the Thunder-Link oligo conjugation system (Innova Biosciences, UK) Antibody. Specifically, 100 μl of the antibody at a concentration of 1 mg / ml was added to an Antibody Activation Reagent tube provided by the manufacturer, and reacted at room temperature for 1 hour to prepare an activated antibody to which a reactive group was added. A spacer of the single-stranded nucleic acid with the following reactive group (NH 2 ), 5'-spacer -NH 2 was custom made (Integrated DNA Technologies, USA). Then, the above-mentioned activated antibody and the spacer having the reactive group were reacted in N-succinimidyl-S-acetyl-thioacetate solution to prepare a 5'-spacer-antibody-3 'structure. Finally, 48 μL of a reaction solution (50 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl 2, 1 μL) containing 10 μL of 5'-spacer-antibody-3'structures at a concentration of 1 mg / mM ATP, 10 mM DTT, pH 7.5) was added with 2 uL of 5 unit / uL T4 ligase (NEB, USA) to prepare a non-immobilized first probe for detection of proteins and the like.

③ 제1 프로브가 압타머인 비고정 제1 탐침의 제조③ Manufacture of non-fixed first probe with first probe as platamer

제1 프로브로 압타머를 이용한 비고정 제1 탐침을 다음과 같이 제조하였다. 먼저 5'-스페이서-압타머-3' 구조체를 이를 주문하여 제조하였다(Integrated DNA Technologies사, 미국). 다음 1 mg/ml 농도의 5'-스페이서-압타머-3' 구조체 10 ul와 1 mg/ml 농도의 색상지시바코드 10 ul가 있는 48uL의 반응용액(50 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl2, 1 mM ATP, 10 mM DTT, pH 7.5)에 2 uL의 5 unit/uL T4 ligase(미국, NEB 사)을 첨가하여 연결반응을 수행하여 핵산 검출을 위한 비고정 제1 탐침을 제조하였다. An unfixed first probe using an abutmenter as a first probe was prepared as follows. First, a 5'-spacer-abtamer-3 'structure was prepared by ordering it (Integrated DNA Technologies, USA). 10 ul of the 5'-spacer-abramarater-3 'construct at a concentration of 1 mg / ml and 48 uL of a reaction solution (50 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl2, 1 mM ATP, 10 mM DTT, pH 7.5) was added with 2 uL of 5 unit / uL T4 ligase (NEB, USA) to prepare a non-immobilized first probe for nucleic acid detection.

(2) 고정 제1 탐침(2) Fixed first probe

고정 제1 탐침은 5'-제1 프로브-스페이서-고정영역-색상지시바코드-바이오틴-3' 구조로 제조하였다. 여기서 고정영역은 기지의 서열로 반복서열로 구성되는데, 상기 고정영역에 상보적인 서열을 포함하는 고정분자(즉 고정핵산분자)가 상보적으로 결합하여 지지체에 제1 탐침을 고정하기 위하여 사용된다.The immobilized first probe was prepared with a 5'-first probe-spacer-immobilized region-color indicating barcode-biotin-3 'structure. Here, the immobilization region is composed of a repetition sequence of a known sequence, and a fixed molecule (that is, a fixed nucleic acid molecule) including a complementary sequence to the immobilization region is complementarily combined and used to fix the first probe to the support.

고정영역은 아래 서열의 단일가닥 핵산을 사용하였다. The single-stranded nucleic acid of the following sequence was used as the immobilization region.

고정영역: 5'-(GCCACAGCACCTTGGTGCGTAGGATCTG)10-3'Fixed region: 5 '- (GCCACAGCACCTTGGTGCGTAGGATCTG) 10 -3'

여기서 10은 정수로 위 서열의 반복수를 의미한다.Here, 10 means an integer number of repeats of the above sequence.

① 제1 프로브가 단일가닥 핵산인 고정 제1 탐침 제조The first probe is a single stranded nucleic acid,

제1 프로브로 단일가닥 핵산을 이용한 고정 제1 탐침을 다음과 같이 제조하였다. 먼저 단일가닥 핵산의 5'-스페이서-고정영역-3' 구조체를 주문 제조하여 준비하였다(Integrated DNA Technologies 사, 미국). 다음 색상지시바코드에 바이오틴을 부가하는 반응을 Thermo Scientific Biotin 3 End DNA Labeling Kit(미국, Thermo Scientific 사)를 사용하여 5'-색상지시바코드-바이오틴-3' 구조체를 제조하였다. 구체적으로 제조사가 제공한 표준방법에 따라 1 mg/ml 농도의 색상지시바코드 100 ul와 5 uM 농도의 Biotin-11-UTP((Biotin-11-Uridine-5'-triphosphate) 5 uL가 혼합된 45 uL의 반응용액에(50 mM Potassium Acetate, 20 mM Tris-acetate, 10 mM Magnesium Acetate,pH 7.9)에 5 uL의 1.5 U/uL terminal deoxynucleotidyl transferase (TdT)을 첨가하여 37℃에 1시간 반응시켜 제조하였다. 그 다음 1 mg/ml 농도의 5'-스페이서-고정역역-3' 구조체 10 ul와 1 mg/ml 농도의 5'-색상지시바코드-바이오틴-3' 구조체 10 ul가 혼합된 45 uL의 반응용액에(50 mM Potassium Acetate, 20 mM Tris-acetate, 10 mM Magnesium Acetate,pH 7.9)에 2 uL의 5unit/uL T4 ligase(미국, NEB 사)를 첨가하여 연결반응을 수행하여 5'-스페이서-고정영역-색상지시바코드-바이오틴-3' 구조체를 제조하고 정제하였다. 마지막으로 1 mg/ml 농도의 상기 제조 정제된 구조체 상기 10 ul와 1 mg/ml 농도의 제1 프로브 10 ul가 혼합된 45 uL의 반응용액에(50 mM Potassium Acetate, 20 mM Tris-acetate, 10 mM Magnesium Acetate,pH 7.9)에 2 uL의 5unit/uL T4 ligase(미국, NEB 사)을 첨가하여 연결반응을 수행하여, 5'-제1 프로브-스페이서-고정영역-색상지시바코드-바이오틴-3'인 제1 프로브가 단일가닥 핵산인 고정 제1 탐침 제조하였다.A fixed first probe using a single-stranded nucleic acid as the first probe was prepared as follows. First, a 5'-spacer-fixed region-3 'structure of single stranded nucleic acid was prepared by custom manufacturing (Integrated DNA Technologies, USA). The 5'-hue indicator-biotin-3 'structure was prepared using the Thermo Scientific Biotin 3 End DNA Labeling Kit (Thermo Scientific, USA) for the addition of biotin to the next hue bar code. Specifically, 100 μl of a color-indicating barcode at a concentration of 1 mg / ml and 45 μl of 5 uL of Biotin-11-UTP (Biotin-11-Uridine-5'-triphosphate) uL terminal deoxynucleotidyl transferase (TdT) was added to the reaction solution (50 mM Potassium Acetate, 20 mM Tris-acetate, 10 mM Magnesium Acetate, pH 7.9) 45 uL of a mixture of 10 ul of 5'-spacer-fixed-region -3'structures at a concentration of 1 mg / ml and 10 ul of 5'-hue indicator-biotin-3'structures at a concentration of 1 mg / ml 2 uL of 5 unit / uL T4 ligase (NEB, USA) was added to the reaction solution (50 mM Potassium Acetate, 20 mM Tris-acetate, 10 mM Magnesium Acetate, pH 7.9) - Fixed area - Color indication barcode - Biotin-3 'structure was prepared and purified. Finally, the above prepared purified construct at a concentration of 1 mg / ml was incubated with 10 ul and 1 mg / ml 2 uL of 5 units / uL T4 ligase (NEB, USA) was added to 45 uL of the reaction solution (50 mM Potassium Acetate, 20 mM Tris-acetate, 10 mM Magnesium Acetate, pH 7.9) Linking reaction was carried out to prepare a fixed first probe in which the first probe as the 5'-first probe-spacer-fixing region-hue indicator-biotin-3 'was a single-stranded nucleic acid.

② 제1 프로브가 항체인 고정 제1 탐침 제조(2) Production of fixed first probe, in which the first probe is an antibody

제1 프로브로 항체를 이용한 고정 제1 탐침을 다음과 같이 제조하였다. 먼저, 5'-색상지시바코드-바이오틴-3' 구조체와 반응성 그룹(SH 기)이 부가된 항체는 상기와 동일한 방법으로 준비하였고, 반응성 그룹(NH2)이 있는 단일가닥 핵산인 5'-NH2-스페이서-고정영역-3' 구조체는 주문 제조하여 준비하였다(Integrated DNA Technologies 사, 미국). 다음 1 mg/ml 농도의 NH2-스페이서-고정영역 구조체 100 ul와 1 mg/ml 농도의 5'-색상지시바코드-바이오틴-3' 구조체 100 ul가 혼합된 45 uL의 반응용액에(50 mM Potassium Acetate, 20 mM Tris-acetate, 10 mM Magnesium Acetate,pH 7.9)에 2uL의 5unit/uL T4 ligase(미국, NEB 사)을 첨가하여 연결반응을 수행함으로써, NH2-스페이서-고정영역-색상지시바코드-바이오틴-3' 구조체를 제조하였다. 그 다음 반응성 그룹이 부가된 상기 항체와 상기 구조체를 실온에서 12 ~ 24 시간 반응시키고 Conjugate Clean Up Reagent(Innova Biosciences 사, 영국)을 상기 반응 혼합용액에 첨가하여 10분간 반응시킨 다음 15,000g에서 5분간 원심분리를 수행하였다. 이러한 Conjugate Clean Up Reagent 첨가 반응과 원심분리를 2회 수행하여, 정제된 상태의 5'-제1 프로브-스페이서-고정영역-색상지시바코드-바이오틴-3'인 제1 프로브가 항체인 고정 제1 탐침 제조하였다.A fixed first probe using an antibody with a first probe was prepared as follows. First, 5'-color indication bar code-biotin-3 'structure and the reactive group (SH group) is the added antibody was prepared in the same manner as described above, the single-stranded nucleic acid with a reactive group (NH 2) 5'-NH The 2 -spacer-immobilized region-3 'construct was custom designed (Integrated DNA Technologies, USA). Then, 45 μL of a reaction solution (50 mM (50 mM)) was added to 100 μl of the NH 2 -spacer-fixed region construct at a concentration of 1 mg / ml and 100 μl of the 5'-hue indicator-biotin- Potassium Acetate, 20 mM Tris-acetate , 10 mM Magnesium Acetate, pH 7.9) to was added to 5unit / uL T4 ligase (US, NEB Co.) 2uL by performing a ligation reaction, NH 2 - spacer-fixed area-color indication A barcode-biotin-3 ' structure was prepared. Then, the above-described antibody and the construct were reacted at room temperature for 12 to 24 hours. Conjugate Clean Up Reagent (Innova Biosciences, UK) was added to the reaction mixture for 10 minutes, Centrifugation was carried out. This Conjugate Clean Up Reagent addition reaction and centrifugation were carried out twice to obtain a purified first 5'-first probe-spacer-fixed region-hue indicator-biotin-3 ' Probe.

③ 제1 프로브가 압타머인 고정 제1 탐침의 제조③ Manufacture of fixed first probe with first probe as platamer

제1 프로브로 압타머를 이용한 비고정 제1 탐침을 다음과 같이 제조하였다. 먼저 5'-색상지시바코드-바이오틴-3' 구조체는 상기와 동일한 방법으로 준비하였고, 5'-압타머-스페이서-고정영역-3'의 단일가닥 핵산은 주문 제조하여 준비하였다(Integrated DNA Technologies 사, 미국). 다음 1 mg/ml 농도의 5'-색상지시바코드-바이오틴-3' 구조체 100 ul와 1 mg/ml 농도의 5'-압타머-스페이서-고정영역-3' 구조체 100 ul가 혼합된 45 uL의 반응용액에(50 mM Potassium Acetate, 20 mM Tris-acetate, 10 mM Magnesium Acetate,pH 7.9) 2 uL의 5unit/uL T4 ligase(미국, NEB 사)을 첨가하여 연결반응을 수행함으로써 5'-제1 프로브-스페이서-고정영역-색상지시바코드-바이오틴-3'인 제1 프로브가 압타머인 고정 제1 탐침 제조하였다.An unfixed first probe using an abutmenter as a first probe was prepared as follows. First, the 5'-hue indicator-barbit-biotin-3 'structure was prepared in the same manner as above, and single stranded nucleic acid of 5'-Aptamer-spacer-fixed region-3' , United States of America). 45 uL of a mixture of 100 uL of the 5'-hue indicator-biotin-3 'construct at a concentration of 1 mg / ml and 100 uL of the 5'-Aptamer-spacer- To the reaction solution, 5 μl / uL T4 ligase (50 mM Potassium Acetate, 20 mM Tris-acetate, 10 mM Magnesium Acetate, pH 7.9) (2 uL) Probe-spacer-fixed region-color indicating barcode-biotin-3 'was a platamer.

1-2. 제2 탐침과 포획 경쟁분자의 제조1-2. Manufacture of second probe and capture competition molecule

제2 탐침은 포획 프로브 또는 포획 프로브로 표적분자와의 특이적인 결합영역인 제2 프로브와 수확을 위한 물질(수확물질)로 자성비드를 결합시켜 제조하였고, 경쟁분자는 표적분자(또는 표적분자와 경쟁할 수 있는 표적분자 유사체)와 수확물질로 자성비드를 결합시켜 제조하였다. The second probe is prepared by binding a magnetic bead with a second probe, which is a specific binding region with a target molecule and a substance for harvest (harvesting material), with a capture probe or a capture probe, and the competitive molecule is a target molecule Competitive target molecule analogs) and magnetic beads as harvest materials.

1) 제2 프로브가 단일가닥 핵산 또는 압타머인 제2 탐침의 제조1) Preparation of a second probe, wherein the second probe is a single-stranded nucleic acid or an ellipsoid

제2 프로브인 단일가닥 핵산 또는 압타머인 제2 탐침은 제2 프로브에 바이오틴과 스트렙타아비딘을 매개 물질로 하여 제조하였다. 먼저 미리 준비한 단일핵산 또는 압타머에 상기와 동일한 방법으로 바이오틴을 부가하는 반응을 Thermo Scientific Biotin 3 End DNA Labeling Kit(미국, Thermo Scientific 사)를 사용하여 5'-제2 프로브-바이오틴-3'를 제조하였다. 구체적으로 제조사가 제공한 표준방법에 따라 1 mg/ml 농도의 상기 구조체 100 ul와 5 uM 농도의 Biotin-11-UTP 5 uL가 혼합된 45 uL의 반응용액에(50 mM Potassium Acetate, 20 mM Tris-acetate, 10 mM Magnesium Acetate,pH 7.9) 5 uL의 1.5 U/uL terminal deoxynucleotidyl transferase (TdT)을 첨가하여 37℃에 1시간 반응시켜 제조하였다. 다음 상기 제조한 5'-제2 프로브-바이오틴-3' 50 ng/L를 5 ug/L의 스트렙타비딘이 코팅된 자성비드(Streptavidin-coupled Dynabeads, Dynal Biotech ASA, Norway)에 동일 부피로 첨가하여 제조사의 프로토콜에 따라 연속 회전하면서 반응시켜 자성비드에 제2 프로브로 단일가닥 핵산이 연결된 제2 탐침을 제조하였다.The second probe, a single-stranded nucleic acid or a second probe, which is an extramammary, was prepared by using biotin and streptavidin as intermediates in a second probe. Second, the reaction of adding biotin to a single nucleic acid or aptamer prepared in advance in the same manner as above was carried out using a Thermo Scientific Biotin 3 End DNA Labeling Kit (Thermo Scientific, USA) . Specifically, 45 μL of a reaction solution (50 mM Potassium Acetate, 20 mM Tris (1 mM)) was added to 100 μl of the construct at a concentration of 1 mg / ml and 5 μL of Biotin-11- -acetate, 10 mM Magnesium Acetate, pH 7.9), and reacted at 37 ° C for 1 hour with addition of 5 uL of 1.5 U / uL terminal deoxynucleotidyl transferase (TdT). Next, 50 ng / L of the 5'-second probe-biotin-3 'prepared above was added to 5 μg / L streptavidin coated magnetic beads (Streptavidin-coupled Dynabeads, Dynal Biotech ASA, Norway) And reacted with a continuous rotation according to the manufacturer's protocol to prepare a second probe having a single-stranded nucleic acid linked to the magnetic bead as a second probe.

2) 제2 프로브가 항체인 제2 탐침의 제조2) Preparation of a second probe whose second probe is an antibody

제2 프로브가 항체인 제2 탐침은 항체에 직접 수확물질로 자성비드를 결합시켜 제조하였다. 먼저 100 ug의 항체와 5 mg의 토실기(Tosyl group)를 갖고 있는 활성화(Tosylactivated) 자성비드(M-280 Tosylactivated magnetic beads, Dynal Biotech ASA, Norway)를 버퍼용액(0.1 M borate buffer, pH 9.5)에 넣고 상온에서 48시간 반응시켰다. 토실기를 통해 항체가 결합된 자성비드를 자석을 이용해서 분리하였으며, 동일한 버퍼용액으로 비드를 세척하여 결합하지 않은 항체를 제거하였다. 분자가 결합된 자성비드(이하 포획 프로브)는 세척 후 0.1 %의 BSA(Bovine Serum Albumin, Sigma 사, 미국) 용액으로 37℃에서 4시간 반응시켜 분자와 결합하지 않은 토실(tosyl)기를 불활성화시켰다. 이어 수차례 세척 후 버퍼용액(0.1 M PBS, pH 7.4)에 자성비드를 혼합하여 4℃에서 보관하였다.The second probe, in which the second probe is an antibody, is prepared by binding magnetic beads directly to the antibody as a harvest material. First, Tosylactivated magnetic beads (M-280 Tosylactivated magnetic beads, Dynal Biotech ASA, Norway) with 100 μg of antibody and 5 mg of Tosyl group were dissolved in buffer solution (0.1 M borate buffer, pH 9.5) And reacted at room temperature for 48 hours. Antibody-bound magnetic beads were separated using a magnet through a tosyl group, and unbound antibody was removed by washing the beads with the same buffer solution. The magnetic beads (hereinafter referred to as capture probes) to which the molecules were bound were reacted at 37 ° C for 4 hours with 0.1% BSA (Bovine Serum Albumin, Sigma, USA) solution to inactivate tosyl groups not bound to molecules . After several washes, magnetic beads were mixed with buffer solution (0.1 M PBS, pH 7.4) and stored at 4 ° C.

3) 경쟁분자가 단일가닥 핵산인 포획 경쟁분자의 제조3) Production of capture competitor molecules in which the competing molecule is a single-stranded nucleic acid

경쟁분자가 단일가닥 핵산인 포획 경쟁분자는 표적분자인 핵산 검출을 위해 사용되는데, 이는 상기 제2 프로브가 단일가닥 핵산 또는 압타머인 제2 탐침의 제조와 동일한 동일한 방법으로 제조하였다.The capture competitor molecule, in which the competing molecule is a single-stranded nucleic acid, is used for nucleic acid detection as a target molecule, which is prepared in the same manner as the preparation of the second probe, wherein the second probe is a single-stranded nucleic acid or an extramammary.

4) 경쟁분자가 단백질인 포획 경쟁분자의 제조 4) Production of capture competitor molecules in which the competing molecule is a protein

경쟁분자가 단백질인 포획 경쟁분자는 표적분자인 단백질 검출을 위해 사용되는데, 이는 상기 제2 프로브가 단일가닥 핵산 또는 압타머인 제2 탐침의 제조와 동일한 동일한 방법으로 제조하였다. 여기서 경쟁분자은 표적 단백질과 동일한 단백질을 사용하였다. The capture competition molecule, in which the competing molecule is a protein, is used for protein detection as a target molecule, which is prepared in the same manner as the preparation of the second probe, wherein the second probe is a single-stranded nucleic acid or an extramammary. Here, the competitive molecule used the same protein as the target protein.

1-3. 고정분자의 제조1-3. Production of fixed molecules

고정분자는 제1 탐침의 고정영역을 구성하는 반복서열에 상보적인 염기서열이며 5' 끝에 바이오틴이 표지된 단일가닥 핵산을 주문 제조하여 준비하였다(Integrated DNA Technologies사, USA).The immobilized molecule was prepared by preparing a single-stranded nucleic acid having a base sequence complementary to the repeating sequence constituting the immobilization region of the first probe and biotin-labeled at the 5 'end (Integrated DNA Technologies, USA).

<실시예 2> 세균 검출Example 2 Detection of Bacteria

대표적인 식중독균인 대장균, 살모넬라균, 리스테리아 및 포도상구균을 <표2>의 항체 및 <표 3>의 압타머가 제1 프로브(리간드)로 사용되어 제조된 고정 제1 탐침을 사용하여 검출하였다. Escherichia coli, Salmonella, Listeria and Staphylococcus, representative food poisoning bacteria, were detected using the antibody of Table 2 and the fixed first probe prepared by using aptamer of Table 3 as the first probe (ligand).

식중독균 표면 분자에 결합하는 항체An antibody that binds to the surface molecule of food poisoning bacteria 항체 종류Antibody type 카탈로그번호Catalog number 공급회사Supply company E. coli / Anti-E. coli antibody E. coli / Anti-E. 꼬 antibody ab25823ab25823 Abcam 사Abcam Company Listeria / Anti-Listeria AntibodyListeria / Anti-Listeria Antibody 01-90-9501-90-95 KPL 사KPL Company Salmonella CSA-1 / Anti-Salmonella CSA-1 AntibodySalmonella CSA-1 / Anti-Salmonella CSA-1 Antibody 01-91-9901-91-99 KPL 사KPL Company

식중독균 표면 분자에 결합하는 압타머의 염기서열The nucleotide sequence of the tympanic membrane binding to the surface molecule of food poisoning bacteria 식중독균Food poisoning bacteria 염기서열(5'→3')The base sequence (5 '- &gt; 3') 일련번호Serial Number 비고Remarks 대장균
(e.coli)
E. coli
(E.Coli)
CGCAGUUUGC GCGCGUUCCA AGUUCUCUCA UCACGGAAUACGCAGUUUGC GCGCGUUCCA AGUUCUCUCA UCACGGAAUA 서열번호 13SEQ ID NO: 13 대한민국등록특허 10-0730359Korean Patent No. 10-0730359
ACACUGCGUG CUUACGACUU CUGGUCCCAU CAUUCGGCUAACACUGCGUG CUUACGACUU CUGGUCCCAU CAUUCGGCUA 서열번호 14SEQ ID NO: 14 AGUUCGAUGA GGGUGACACC GCCAGGAGUG UUUGCUAGACAGUUCGAUGA GGGUGACACC GCCAGGAGUG UUUGCUAGAC 서열번호 15SEQ ID NO: 15 Salmonella typhimuriumSalmonella typhimurium AGGTCTGTAGGTCTGCGGGGCGTGGAGGTCTGTAGGTCTGCGGGGCGTGG 서열번호 16SEQ ID NO: 16 대한민국등록특허 10-1459547Korean Patent No. 10-1459547 CAGCCAGGATGGGAGGTCTGTAGGTCTGCGGGGCGTGGCAGCCAGGATGGGAGGTCTGTAGGTCTGCGGGGCGTGG 서열번호 17SEQ ID NO: 17 Staphylococcus aureusStaphylococcus aureus GCAATGGTACGGTACTTCCGGGCTGGCCAGATCAGACCCCGGATGATCATCCTTGTGAGAACCACAAAAGTGCACGCTACTTTGCTAAGCAATGGTACGGTACTTCCGGGCTGGCCAGATCAGACCCCGGATGATCATCCTTGTGAGAACCACAAAAGTGCACGCTACTTTGCTAA 서열번호 18SEQ ID NO: 18 Aptagen사Aptagen

반응용액은 항체 리간드의 경우는 10mM PBS 버퍼(137 mM NaCl, 10 mM Phosphate, 2.7 mM KCl pH 7.4)이며 압타머 리간드의 경우는 셀렉스 버퍼(20 mM Tris-Cl buffer, pH 7.6 contained 100 mM NaCl, 2 mM MgCl2, 5 mM KCl, 1 mM CaCl2 and 0.02% Tween)를사용하였다. 반응용액에 세균 번식 저해를 위한 소듐아지드 0.05 내지 0.2%(w/v), 비특이적 결합 저해를 위한 우혈청알부민 0.1 내지 0.3%(w/v)을 포함시켰다. 반응은 20 내지 30℃의 온도에서 수행하였다.The reaction solution contained 10 mM PBS buffer (137 mM NaCl, 10 mM Phosphate, 2.7 mM KCl pH 7.4) in the case of the antibody ligand, and a celex buffer (20 mM Tris-Cl buffer, pH 7.6 contained 100 mM NaCl, 2 mM MgCl 2, was used as a 5 mM KCl, 1 mM CaCl 2 and 0.02% Tween). The reaction solution contained 0.05 to 0.2% (w / v) of sodium azide for inhibiting bacterial growth, and 0.1 to 0.3% (w / v) of bovine serum albumin for inhibiting nonspecific binding. The reaction was carried out at a temperature of 20 to 30 占 폚.

세균이 포함된 시료 70 ul에 바이오틴이 결합된 제1 탐침 15 ul를 혼합하여 30분간 흔들어 주면서 반응시켰다. 상기 반응용액 20 ul을 스트렙타아비딘이 코팅된 유리슬라이드(Nanocs 사, 미국)에 처리하고, 그 유리슬라이드를 0.1X SSPE와 0.1 % tween-20를 포함하는 세척용액으로 3회 세첵하여 세균과 결합하지 않거나 비특이적 결합을 하고 있는 제1 탐침을 제거하였다. 커버 슬립을 덮고 제1 탐침이 세균과 결합하여 형성된 복합체에 있는 세균의 존재 신호가 발생하는 스폿들(spots)을, nCounter 디지탈 분석기(nCounter digital analyzer, Nanostring technology 사, 미국)를 이용하여 제조사의 프로토콜에 따라 이미지화시켜 도 9에 나타내었다.Bacterial-containing samples (70 μl) were mixed with 15 μl of biotin-conjugated first probe and reacted for 30 minutes with shaking. 20 μl of the reaction solution was treated on streptavidin-coated glass slides (Nanocs, USA), and the glass slides were washed three times with a washing solution containing 0.1 × SSPE and 0.1% tween-20 to bind with bacteria The first probe which was not or did not specifically bind was removed. The spots in which the presence signal of the bacteria present in the complex formed by covering the cover slip and the first probe in association with the bacteria were detected using a nCounter digital analyzer (Nanostring technology, USA) And is shown in Fig.

<실시예 3> 핵산 및 단백질 검출Example 3: Nucleic acid and protein detection

3-1. 핵산 검출 반응3-1. Nucleic acid detection reaction

핵산 검출을 위해, 아래 <표 4>의 단일가닥 핵산의 제1 프로브를 포함하는 고정 제1 탐침과 또 아래 <표 4>의 단일가닥 핵산의 제2 프로브를 포함하는 제2 탐침을 사용하였고, β-actin, IL17 및 IL17R mRNA를 표적분자로 하였다. 아래 <표 4>의 β-actin, IL17 및 IL17R mRNA의 단일가닥 핵산들은 주문 제조하여 제1 탐침과 제2 탐침의 제조에 사용하였다(바이오니아. 한국). 표적분자인 β-actin, IL17 및 IL17R mRNA의 염기서열 정보는 진뱅크(GenBank) 데이터 시스템(http:// www.ncbi.nlm.nih.gov)에서 얻을 수 있다(IL17의 Accession number는NM_002190, 및 IL17RA의 Accession number: NM_014339). For the nucleic acid detection, a fixed first probe including a first probe of the single-strand nucleic acid of Table 4 below and a second probe including a second probe of the single-stranded nucleic acid of Table 4 below were used, β-actin, IL17 and IL17R mRNA as target molecules. Single-stranded nucleic acids of β-actin, IL17 and IL17R mRNA of Table 4 below were custom-made and used for the preparation of the first probe and the second probe (Bioneer, Korea). The nucleotide sequence information of the target molecules β-actin, IL17 and IL17R mRNA can be obtained from the GenBank data system (http: // www.ncbi.nlm.nih.gov) (the accession number of IL17 is NM_002190, And Accession number of IL17RA: NM_014339).

표적 mRNA에 대한 프로브 서열 The probe sequence for the target mRNA 종 류Kinds 제1 프로브 (5'-3')The first probe 5'-3 ' 제2 프로브 (5'-3')The second probe 5'-3 ' β-actin mRNAβ-actin mRNA gggcgacgaggcccagagcaagaga
(서열번호 19)
gggcgacgaggcccagagcaagaga
(SEQ ID NO: 19)
ggcatcctcaccctgaagtacccca
(서열번호 20)
ggcatcctcaccctgaagtacccca
(SEQ ID NO: 20)
IL17 mRNAIL17 mRNA ccctcaggaaccctcatccttcaaa
(서열번호 21)
ccctcaggaaccctcatccttcaaa
(SEQ ID NO: 21)
gacagcctcatttcggactaaactc
(서열번호 22)
gacagcctcatttcggactaaactc
(SEQ ID NO: 22)
IL17RA mRNAIL17RA mRNA ggagcagaagcctcccagccactag
(서열번호 23)
ggagcagaagcctcccagccactag
(SEQ ID NO: 23)
ccttttgggctcagtctctccaata
(서열번호 24)
ccttttgggctcagtctctccaata
(SEQ ID NO: 24)

시료는 사람의 연골조직(Promocell 사, 독일)을 사용하였다. 먼저 시료에서 표적분자인 mRNA는 AllPrep DNA/RNA/Protein Mini kit (Qiagen사. 미국)를 이용하여 분리하였다. 구체적으로 제조사의 프로토콜에 따라 연골조직을 제조사에 제공된 버퍼로 용해시킨 후 용해된 시료를 컬럼에 처리하고 원심분리하여 RNA를 컬럼막에 결합시켰다. 컬럼막에 있는 RNA 분리는 RNA가 있는 컬럼을 세척하고 막에서 RNA를 추출한 후, 원심분리하여 RNA를 수확하였다. A sample of human cartilage tissue (Promocell, Germany) was used. First, the target molecule mRNA was isolated from the sample using AllPrep DNA / RNA / Protein Mini kit (Qiagen, USA). Specifically, the cartilage tissue was dissolved in the buffer provided in the manufacturer according to the manufacturer's protocol, and the dissolved sample was treated on the column and centrifuged to bind the RNA to the column membrane. RNA isolation in the column membrane was performed by washing the column with the RNA, extracting the RNA from the membrane, and harvesting the RNA by centrifugation.

총 RNA 100 ng/uL에 제1 탐침 200 ng/uL과 제2 탐침 200 ng/uL을 혼합하여 흔들어 주면서 혼합하여 혼성화 반응을 통해 제1 탐침-표적 mRNA-제2 탐침 복합체를 유도하였다. 혼성화 반응은 0.5 M NaHPO4, 7% SDS(sodium dodecyl sulfate) 및 1 mM EDTA를 포함하는 반응용액에서 65℃ 조건에서 수행하였다. 다음 반응용액을 자석에 처리하여 제2 탐침의 자성비드에 의한 상기 복합체의 자석에의 고정을 유도한 후 이를 세척용액으로 세척하여 비결합 제1 탐침, 비표적 RNA를 제거하였다. 상기 세척은 6X SSC(standard saline citrate)/0.1% SDS를 이용 48℃에서 1회, 0.1X SSC/0.1% SDS를 이용 68℃ 1회, 0.2X SSC/0.1% SDS를 이용 42℃ 1회 총 3회 수행하였다. The first probe-target mRNA-second probe complex was induced by mixing 200 ng / uL of the first probe and 200 ng / uL of the second probe with 100 ng / uL of total RNA and mixing by shaking. The hybridization reaction was carried out at 65 ° C in a reaction solution containing 0.5 M NaHPO 4 , 7% SDS (sodium dodecyl sulfate) and 1 mM EDTA. The following reaction solution was applied to the magnet to induce immobilization of the complex on the magnet by the magnetic beads of the second probe, and then washed with the washing solution to remove the unbound first probe and non-target RNA. The washing was performed once at 68 ° C using 0.1X SSC / 0.1% SDS, once at 42 ° C using 0.2X SSC / 0.1% SDS at 48 ° C using standard saline citrate / Three times.

제1 탐침-표적 mRNA-제2 탐침 복합체가 결합된 자석에 0.1X SSPE 및 0.1% tween-20를 포함하는 용액을 처리하고 95℃에서 5분간 가열하여, 상기 복합체에서제1 탐침의 분리를 유도한 후, 제1 탐침이 포함된 상층액을 수확하였다. A solution containing 0.1X SSPE and 0.1% tween-20 was applied to the magnet to which the first probe-target mRNA-second probe complex was bound and heated at 95 ° C for 5 minutes to induce separation of the first probe in the complex After that, the supernatant containing the first probe was harvested.

상층액을 수확한 후에는 분자 계수 분석기인 nCounter 디지탈 분석기(nCounter digital analyzer, Nanostring technology 사, 미국)를 이용하여 제조사의 프로토콜에 따라, 제1 탐침을 스트렙타비딘이 코팅된 커버 슬립에 고정시키고 고정된 스폿을 이미지화시켜 검출하고 정량화하였다.After the supernatant was harvested, the first probe was immobilized on a cover slip coated with streptavidin according to the manufacturer's protocol using a nCounter digital analyzer (Nanostring technology, USA) using a nCounter digital analyzer The detected spots were imaged and detected and quantified.

구체적으로 상기 수확한 상층액 3 uL에, 0.1% Tetraspeck 형광 마이크로 스피어 용액(Invitrogen 사, USA)을 1:5,000로 희석한 시약 1uL을 첨가하여 혼합하여 분석시료를 준비하고 그 분석시료를 스트렙타비딘이 코팅된 커버 슬립(Optichem, Accelr8 Technology Corporation)이 구비된 상기 분석기의 유체장치에 로딩하여 제1 탐침의 바이오틴과 커버 슬립의 스트렙타비딘의 사이의 결합을 통해 지지체인 커버 슬립에 제1 탐침의 결합을 유도하였다. 이렇게 결합을 유도한 후, 표면을 90 uL의 1X TAE 용액으로 1회 세척하여, 1X TAE 용액 40 uL을 추가적으로 처리하여 제1 탐침이 펴지도록(streching 되도록) 한 후 1분 동안 160 V/cm을 적용하였다. 펴진 제1 탐침에 60 uL의 500 nM 고정분자를 첨가하여 제1 탐침의 반복서열을 포함하는 고정영역에 상보적 결합을 유도함으로써 제1 탐침을 표면에 추가적으로 고정화시켰다. 이러한 고정화 과정 동안에 전류를 5분 동안 유지시켰다. 고정화 후 TAE 용액을 제거하고, 다음 촬영용 안티 광표백제(antiphotobleaching reagent)인 SlowFade 시약 (Invitrogen 사)를 첨가하여 이미지화를 준비하였다. 이렇게 이미지화를 준비한 후에는 상기 분석기의 촬영기를 통해 네 개의 형광물질에 대응하는 네 개의 다른 여기 파장(480, 545, 580, 622)에서 네 개의 이미지를 획득하였다. 획득된 네개의 이미지를 통합하여(spatial clustering) 도 11의 모식도에서 보여지는 바와 같은 제1 탐침에 대한 이미지를 얻었다. 이미지화 과정세서 상기 분석기의 해상도는 600 FOV(field of view)로 설정하였다. 상기 분석기에서 데이터를 다운로딩하고 제조사가 제공하는 분석 지침에 따라 엑셀 상에서 분석하였다. 데이터는 처음에 제공된 양성 검정 대조군 표준곡선을 사용하여 시료 내의 기준물질 및 표적분자를 정상화하였다. 정상화된 값은 시료에 포함된 기준물질들의 값을 사용하여 표적분자 값을 전반적으로 평균 정상화를 수행하였다. 표적분자의 정량값은 3회 반복 수행 분석 결과를 평균하여 계산하였다.Specifically, 1 uL of a 1: 5,000 dilution of 0.1% Tetraspeck fluorescence microsphere solution (Invitrogen, USA) was added to 3 uL of the harvested supernatant to prepare an assay sample, and the assay sample was treated with streptavidin Was loaded into the fluid device of the analyzer equipped with the coated cover slip (Optichem, Accelr8 Technology Corporation), so that the biotin of the first probe and the streptavidin of the cover slip were coupled to the cover slip of the first probe Binding. After induction of this binding, the surface was washed once with 90 μL of 1 × TAE solution, and 40 μL of 1 × TAE solution was further treated to allow the first probe to be stretched, followed by 160 V / cm for 1 minute Respectively. The first probe was further immobilized on the surface by introducing 60 nL of 500 nM fixed molecule into the expanded first probe to induce complementary binding to the immobilization region containing the repetitive sequence of the first probe. During this immobilization process, the current was maintained for 5 minutes. After the immobilization, the TAE solution was removed, and the image was prepared by adding SlowFade reagent (Invitrogen), which is an antiphotobleaching reagent for photographing. After preparing for imaging, four images were obtained at four different excitation wavelengths (480, 545, 580, 622) corresponding to the four fluorescent materials through the camera of the analyzer. The obtained four images were combined (spatial clustering) to obtain an image of the first probe as shown in the schematic diagram of FIG. Imaging procedure The resolution of the analyzer was set to 600 FOV (field of view). Data was downloaded from the analyzer and analyzed on Excel in accordance with the analytical instructions provided by the manufacturer. The data normalized the reference material and the target molecule in the sample using the positive control control standard curve initially provided. The normalized values were obtained by performing averaging over the whole of the target molecule values using the values of the reference materials contained in the sample. Quantitative values of the target molecules were calculated by averaging the results of three repeated analysis.

이렇게 상기 분석기를 이용, 표적분자인 mRNA에 대해 분자 계수 분석방법으로 정량적 결과를 얻었다. 이렇게 얻어진 결과는 표적 mRNA에 대한 RT-PCR 결과와 유사하였다. Using the above analyzer, quantitative results were obtained for the target molecule, mRNA, by molecular count analysis. The results obtained were similar to RT-PCR results for the target mRNA.

3-2. 단백질 검출 반응3-2. Protein detection reaction

3-2-1. 제1 탐침만을 이용한 단백질 검출 반응3-2-1. Protein detection reaction using only the first probe

아래 <표 5>의 폴리클로날 항체를 표적분자에 대한 제1 프로브로 포함하는 고정 제1 탐침만을 이용하여 아래 <표 5>의 표적분자에 대한 검출 반응을 수행하였다. 이 단백질 검출 반응의 전체적인 프로세스는 도 2 및 3에서 확인할 수 있다.The detection reaction was performed on the target molecules shown in Table 5 below using only the immobilized first probe containing the polyclonal antibody of Table 5 as the first probe for the target molecule. The overall process of this protein detection reaction can be seen in Figures 2 and 3.

표적분자와 그에 대한 항체Target molecule and its antibody 표적분자/항체Target molecule / antibody 카탈로그번호Catalog number 제조사manufacturer NGF/NGF Anti-NGF/NGFβ antibodyNGF / NGF Anti-NGF / NGFβ antibody OKBB00229OKBB00229 Aviva Systems BiologyAviva Systems Biology Amyloid beta (A4) Precursor Protein (APP) Anti-Amyloid beta (A4) Precursor Protein (APP) antibodyAmyloid beta (A4) Precursor Protein (APP) Anti-Amyloid beta (A4) Precursor Protein (APP) antibody ab12266ab12266 AbcamAbcam (Tau) / Anti- (Tau) antibody (Tau) / Anti- (Tau) antibody T6402 T6402 SIGMASIGMA phospho-Tau (pSer400) / Anti-phospho-Tau (pSer400) antibody phospho-Tau (pSer400) / Anti-phospho-Tau (pSer400) antibody T1700 T1700 SIGMASIGMA C Reactive Protein (CRP)/ Anti-C Reactive Protein (CRP)antibodyC Reactive Protein (CRP) / Anti-C Reactive Protein (CRP) antibody ab99995ab99995 abcamabcam TGF alpha / Anti-TGF alpha antibodyTGF alpha / Anti-TGF alpha antibody ab9585ab9585 abcamabcam IL1 beta / Anti-IL1 beta antibodyIL1 beta / Anti-IL1 beta antibody ab2105ab2105 abcamabcam Serum Amyloid A / Anti-Serum Amyloid A antibodySerum Amyloid A / Anti-Serum Amyloid A antibody ab200584ab200584 abcamabcam p53 / p53 Antibody (DO-7)p53 / p53 Antibody (DO-7) MA5-12557MA5-12557 abcamabcam CEACAM5 / CEACAM5 Polyclonal AntibodyCEACAM5 / CEACAM5 Polyclonal Antibody MBS170144 MBS170144 BioSourceBioSource alpha Fetoprotein / alpha Fetoprotein antibody (alpha-Fetoprotein) (N-Term)Alpha Fetoprotein (Alpha-Fetoprotein) (N-Term) ABIN356914ABIN356914 BiocompareBiocompare E. coli Enoyl-ACP Reductase/ Anti-E. coli Enoyl-ACP Reductase antibody E. coli Enoyl-ACP Reductase / Anti-E. coli Enoyl-ACP Reductase antibody Sino Biological Inc. 중국Sino Biological Inc. China Phototropin 1 / Anti-Phototropin 1 antibodyPhototropin 1 / Anti-Phototropin 1 antibody Cosmo Bio Co. Ltd. 일본Cosmo Bio Co. Ltd. Japan

먼저 10mM PBS 버퍼(137 mM NaCl, 10 mM Phosphate, 2.7 mM KCl pH 7.4)를 이용하여 상기 [표 5]의 표적분자가 100 ug/ml로 포함된 용액을 각각 제조하고, 이 용액을 단계적으로 희석하여 최종 생체분자의 농도를 1,000 pg/mL, 100 pg/mL, 10 pg/mL, 0.1 pg/mL 및 0 pg/mL이 되도록하였다. 분석 혼합시료는 13종류의 생체분자에 대한 상기 희석 용액을 다양한 농도로 혼합하여 준비하였다. First, a solution containing 100 μg / ml of the target molecule of Table 5 was prepared using 10 mM PBS buffer (137 mM NaCl, 10 mM Phosphate, 2.7 mM KCl pH 7.4), and the solution was diluted stepwise The final concentration of biomolecules was 1,000 pg / mL, 100 pg / mL, 10 pg / mL, 0.1 pg / mL, and 0 pg / mL. Analytical Mixed Samples were prepared by mixing the diluted solutions of 13 different biomolecules at various concentrations.

또한 고정 제1 탐침 용액은 10mM PBS 버퍼(137 mM NaCl, 10 mM Phosphate, 2.7 mM KCl pH 7.4)를 이용하여 제1 탐침을 200 ng/ul의 농도로 포함하도록 제조하였다. The immobilized first probe solution was prepared so as to contain the first probe at a concentration of 200 ng / ul using 10 mM PBS buffer (137 mM NaCl, 10 mM Phosphate, 2.7 mM KCl pH 7.4).

상기 분석시료가 포함된 반응용액에 나이트로셀룰로오스 막(Nitrocellulose membrane) disc를 넣어 30분간 흔들어 주면서 반응시켜 시료 중의 단백질이 막에 흡착되도록 하였다. 상기 디스크를 150 uL의 0.1X SSPE/0.1% tween-20 용액으로 세척하고 Blocking solution[2% (w/v) Bovine Serum Albumin (BSA)이 있는 세척용액]에 넣어 반응을 시켰다. 각 표적분자에 대한 고정 제1 탐침 용액 70 ul을 첨가하여 흔들어 주면서 1시간 반응시켜 표적분자-제1 탐침 사이의 복합체 형성을 유도하였다. 다음 복합체를 형성하지 않는 과다 제1 탐침과 비특이적 복합체를 형성한 제1 탐침을 제거하기 위해서 상기 디스크에 150 uL의 0.1X SSPE/0.1% tween-20 용액을 첨가하여 3회 세척하였다.Nitrocellulose membrane discs were placed in the reaction solution containing the above analytical sample and allowed to react for 30 minutes with shaking to allow the proteins in the sample to be adsorbed on the membrane. The disk was washed with 150 uL of 0.1X SSPE / 0.1% Tween-20 solution and incubated in blocking solution [washing solution with 2% (w / v) Bovine Serum Albumin (BSA)]. 70 μl of immobilized first probe solution for each target molecule was added and reacted with shaking for 1 hour to induce complex formation between the target molecule and the first probe. The disc was washed three times with the addition of 150 uL of 0.1X SSPE / 0.1% Tween-20 solution to the disc to remove the excess probe that did not form the next complex and the first probe that formed the nonspecific complex.

세척된 디스크에서 제1 탐침을 분리시켜 수확하기 위하여, 상기 세척된 디스크에 0.1X SSPE/0.1% tween-20 용액을 첨가하고 95℃에서 5분간 가열하여 상기 복합체에서 제1 탐침의 분리를 유도한 후, 제1 탐침이 포함된 상층액을 수확하였다. To separate and harvest the first probe from the washed disc, 0.1X SSPE / 0.1% tween-20 solution was added to the washed disc and heated at 95 ° C for 5 minutes to induce separation of the first probe from the complex , The supernatant containing the first probe was harvested.

상층액을 수확한 후에는 상기 실시예 3-1에서와 동일한 방법으로 분자 계수 분석기인 nCounter 디지탈 분석기(nCounter digital analyzer, Nanostring technology 사, 미국)를 이용하여 제조사의 프로토콜에 따라, 제1 탐침을 스트렙타비딘이 코팅된 커버 슬립에 고정시키고 고정된 스폿을 이미지화시켜 검출하고 정량화하였다.After the supernatant was harvested, the nCounter digital analyzer (Nanostring technology, USA) was used as a molecular coagulation analyzer in the same manner as in Example 3-1, Tabivine was fixed on a coated cover slip and the fixed spot was imaged and detected and quantified.

3-2-2. 제1 탐침과 제2 탐침을 이용한 단백질 검출 반응(포획 검출 반응)3-2-2. Protein detection reaction using the first probe and the second probe (capture detection reaction)

상기 <표 5>의 폴리클로날 항체를 표적분자에 대한 제1 프로브로 포함하는 고정 제1 탐침과 마찬가지로 상기 <표 5>의 폴리클로날 항체를 각 표적분자에 대해 제2 프로브로 포함하는 제2 탐침을 이용하여 상기 <표 5>의 표적분자에 대한 검출 반응을 수행하였다. 이 단백질 검출 반응의 전체적인 프로세스는 도 4 및 5에서 확인할 수 있다.As in the case of the fixed first probe comprising the polyclonal antibody of Table 5 as the first probe for the target molecule, the polyclonal antibody of Table 5 was used as the second probe for each target molecule 2 probe was used to perform the detection reaction on the target molecule of Table 5. [ The overall process of this protein detection reaction can be seen in Figures 4 and 5.

분석시료는 상기 실시예 4-1과 동일한 방법으로 준비하였다. 분석시료 25 ul에, 각 표적분자에 대한 고정 제1 탐침 용액 70 ul과 제2 탐침 용액 70 uL를 혼합하여 흔들어 주면서 1시간 반응시켜 제1 탐침-표적분자-제2 탐침 사이의 복합체 형성을 유도하였다. 다음 반응용액을 자석에 처리하여 제2 탐침의 자성비드에 의한 상기 복합체의 자석에의 고정을 유도한 후 이를 세척용액으로 세척하여 비결합 제1 탐침, 비표적 분자들을 제거하였다. 이때 세척은 150 uL의 0.1X SSPE/0.1% tween-20 용액을 이용하여 3회 수행하였다.The analytical sample was prepared in the same manner as in Example 4-1. To 25 μl of the assay sample, 70 μl of the fixed first probe solution and 70 μl of the second probe solution for each target molecule were mixed and reacted for 1 hour while shaking to induce complex formation between the first probe-target molecule-second probe Respectively. The next reaction solution was treated with a magnet to induce immobilization of the complex on the magnet by magnetic beads of the second probe, and then washed with a washing solution to remove unbound first probe and non-target molecules. The washing was carried out three times using 150 uL of 0.1X SSPE / 0.1% tween-20 solution.

다음 상기 복합체가 결합된 자석에 0.1X SSPE/0.1% tween-20 용액을 처리하고 95℃에서 5분간 가열하여, 상기 복합체에서제1 탐침의 분리를 유도한 후, 제1 탐침이 포함된 상층액을 수확하였다. Next, the magnet with the complex bonded thereto was treated with a solution of 0.1X SSPE / 0.1% tween-20 and heated at 95 ° C for 5 minutes to induce the separation of the first probe from the complex, and then the supernatant containing the first probe Were harvested.

상층액을 수확한 후에는 상기 실시예 3-1에서와 동일한 방법으로 분자 계수 분석기인 nCounter 디지탈 분석기(nCounter digital analyzer, Nanostring technology 사, 미국)를 이용하여 제조사의 프로토콜에 따라, 제1 탐침을 스트렙타비딘이 코팅된 커버 슬립에 고정시키고 고정된 스폿을 이미지화시켜 검출하고 정량화하였다.After the supernatant was harvested, the nCounter digital analyzer (Nanostring technology, USA) was used as a molecular coagulation analyzer in the same manner as in Example 3-1, Tabivine was fixed on a coated cover slip and the fixed spot was imaged and detected and quantified.

이렇게 정량화한 결과를 아래 <표 6>에 나타내었다.Table 6 shows the results of the quantification.

준비된 혼합시료에 있는 표적분자의 실제 및 분석농도The actual and analytical concentration of the target molecule in the prepared mixed sample 표적분자Target molecule 일렬번호Serial number 실제양(pg/mL)Actual Amount (pg / mL) 측정양(pg/mL)Amount of measurement (pg / mL) NGF/NGFNGF / NGF 1One 12.012.0 12.5 12.5 Amyloid beta (A4) Precursor Protein (APP) Amyloid beta (A4) Precursor Protein (APP) 22 1.01.0 0.8 0.8 TauTau 33 1.01.0 0.8 0.8 phospho-Tau (pSer400) phospho-Tau (pSer400) 44 0.20.2 0.2 0.2 C Reactive Protein (CRP)C Reactive Protein (CRP) 55 130130 125.5 125.5 TGF alphaTGF alpha 66 6.06.0 6.2 6.2 IL1 beta / Anti-IL1 beta antibodyIL1 beta / Anti-IL1 beta antibody 77 40.040.0 38.1 38.1 Serum Amyloid ASerum Amyloid A 88 5.05.0 5.0 5.0 p53 p53 99 2.52.5 2.5 2.5 CEACAM5CEACAM5 1010 2.02.0 1.9 1.9 alpha Fetoproteinalpha Fetoprotein 1111 0.50.5 0.6 0.6 E. coli Enoyl-ACP ReductaseE. coli Enoyl-ACP Reductase 1212 80.080.0 81.9 81.9 Phototropin 1Phototropin 1 1313 10.010.0 9.5 9.5

2 종류의 표준물질(E. coli Enoyl-ACP Reductase, Phototropin 1)로 구성된 모의(mock) 비교구와 표준물질을 포함하고 다른 표적분자들을 포함하는 대조구에 대해 3회 분석하였다. 표준물질로 이루어진 모의 비교구를 표준농도곡선 작성과 반응, 정제 및 포집 효율에서 차이가 있는 데이터를 정규화하기 위해 사용하였다. 표준물질의 선형성, 동적 범위(dynamic range) 및 재현성을 조사하여 도 12에 나타내었다. 도 12는 모의 비교구의 표준물질에 대해 측정한 결과이며(N = 6), 로그-로그 플롯상의 점을 중첩하여 나타낸 바와 같이, 각 분석에 대한 제어 신호의 값(카운트) 0.1 pg/mL과 100 pg/mL 사이에서 재현성이 매우 높은 결과를 보였다. 또한 분석 결과는 농도 대 카운트의 선형 회귀 상관 계수는 농도의 0.1 이상 로그에서 ≥0.989 로고로 선형성이 있었다. Mock comparisons consisting of two kinds of reference materials (E. coli Enoyl-ACP Reductase, Phototropin 1) and three controls containing the reference material and containing other target molecules were analyzed. Mock comparisons made of standard materials were used to normalize the data with differences in standard concentration curve creation and reaction, purification and collection efficiencies. The linearity, dynamic range and reproducibility of the standard material are examined and shown in FIG. FIG. 12 shows the result of measurement (reference value) of the control signal (count) 0.1 pg / mL for each analysis and 100 pg / mL. The analysis also showed that the linear regression coefficient of concentration versus count was linear with ≥0.989 logos in log of 0.1 or more of concentration.

또 상기 <표 6>의 13종류의 생체분자를 2회 독립적인 반응으로 검출하고 정규화한 결과를 도 13에 로그-로그 스케일로 나타내었으며 각각 신호의 편차가 0.7 ~ 35.4이였다.The results of the normalization of 13 biomolecules of Table 6 are shown in logarithmic scale in FIG. 13, and the deviation of the signals is 0.7 to 35.4.

3-2-3. 제1 탐침과 포획 경쟁분자를 이용한 단백질 검출 반응(경쟁 검출 반응)3-2-3. Protein detection reaction using first probe and capture competitor molecule (competition detection reaction)

상기 <표 6>의 항체를 제1 프로브로 한 제1 탐침과 상기 <표 5>의 각 단백질을 경쟁분자로 사용한 포획 경쟁분자를 이용하여 상기 <표 5>의 표적분자에 대한 검출 반응을 수행하였다. 이 단백질 검출 반응의 전체적인 프로세스는 도 6 및 7에서 확인할 수 있다.The detection reaction of the target molecule of Table 5 was performed using the first probe having the antibody of Table 6 as the first probe and the capture competition molecule using the proteins of Table 5 as competitive molecules Respectively. The overall process of this protein detection reaction can be seen in Figures 6 and 7.

분석시료는 상기 실시예 4-1과 동일한 방법으로 준비하였다. 분석시료 25 ul에, 각 표적분자에 대한 고정 제1 탐침 용액 70 ul과 미리 농도(30 ug/ul)를 정량한 포획 경쟁분자 70 uL를 혼합하여 흔들어 주면서 1시간 반응시켜 제1 탐침-표적분자와 제1 탐침-포획 경쟁분자 사이의 복합체 형성을 유도하였다. 다음 반응용액을 자석에 처리하여 포획 경쟁분자의 자성비드에 의한 상기 복합체의 자석에의 고정을 유도한 후 이를 세척용액으로 세척하여 비결합 제1 탐침, 표적분자 이외의 다른 표적분자, 제1 탐침-표적분자를 제거하고 제1 탐침-포획 경쟁분자 사이의 복합체만을 수확하였다. 이때 세척은 150 uL의 0.1X SSPE/0.1% tween-20 용액을 이용하여 3회 수행하였다.The analytical sample was prepared in the same manner as in Example 4-1. To 25 μl of the analytical sample, 70 μl of the immobilized first probe solution for each target molecule and 70 μl of the capture competent molecule (30 μg / μl), which had been previously quantified, were mixed and reacted for 1 hour with shaking to obtain the first probe- And the first probe-capture competition molecule. Next, the reaction solution is treated with a magnet to induce immobilization of the complex on the magnet by the magnetic beads of the trapping competitive molecule, and then washed with the washing solution to remove unbound first probe, other target molecules other than the target molecule, - The target molecule was removed and only the complex between the first probe-capture competition molecule was harvested. The washing was carried out three times using 150 uL of 0.1X SSPE / 0.1% tween-20 solution.

다음 상기 제1 탐침-포획 경쟁분자 결합된 자석에 0.1X SSPE/0.1% tween-20 용액을 처리하고 95℃에서 5분간 가열하여, 상기 복합체에서제1 탐침의 분리를 유도한 후, 제1 탐침이 포함된 상층액을 수확하였다. Next, the first probe-trap competitive molecule-coupled magnet was treated with 0.1X SSPE / 0.1% tween-20 solution and heated at 95 ° C for 5 minutes to induce separation of the first probe from the complex, Were harvested.

상층액을 수확한 후에는 상기 실시예 3-1에서와 동일한 방법으로 분자 계수 분석기인 nCounter 디지탈 분석기(nCounter digital analyzer, Nanostring technology 사, 미국)를 이용하여 제조사의 프로토콜에 따라, 제1 탐침을 스트렙타비딘이 코팅된 커버 슬립에 고정시키고 고정된 스폿을 이미지화시켜 검출하고 정량화하였다. 이렇게 얻어진 포획 경쟁분자의 정량 결과로부터 표준곡선을 이용하여 표적분자의 정량 결과를 얻었다. After the supernatant was harvested, the nCounter digital analyzer (Nanostring technology, USA) was used as a molecular coagulation analyzer in the same manner as in Example 3-1, Tabivine was fixed on a coated cover slip and the fixed spot was imaged and detected and quantified. From the quantification results of the capture competitor molecules thus obtained, quantitative results of the target molecules were obtained using a standard curve.

Claims (10)

(i) 표적분자에 특이적으로 결합하는 영역과
(ii) 그 표적분자와의 특이적 결합영역에 결합된 신호발생영역을 포함하되,
그 신호발생영역은 서로 상보적으로 가교결합된 이중가닥 핵산으로 그 이중가닥 핵산에는 동일한 신호발생물질로 표지되거나 서로 다른 신호발생물질로 표지된 2개 이상의 영역이 존재하는, 표적분자에 고유한 신호를 발생시킬 수 있는 이중가닥 핵산 신호 프로브로서,
표적분자의 검출을 위하여 표적분자와의 복합체 형성 후, 가열에 의하여 그 복합체로부터 분리됨으로서 그 분리된 신호 프로브만을 검출함에 의해 표적분자의 검출을 가능하게 하는 신호 프로브.
(i) a region specifically binding to the target molecule and
(ii) a signal generating region bound to a specific binding region with the target molecule,
The signal generating region is a double-stranded nucleic acid that is complementarily crosslinked to each other, and the double-stranded nucleic acid is labeled with the same signal-generating substance or a signal unique to the target molecule in which two or more regions labeled with different signal- A double-stranded nucleic acid signal probe,
Wherein the target molecule can be detected by detecting only the separated signal probe by separating from the complex by heating after formation of a complex with the target molecule for detection of the target molecule.
제1항에 있어서,
상기 2개 이상의 영역은 그 하나 이상의 영역이 나머지 영역과는 다른 신호를 발생시키는 신호발생물질로 표지된 것을 특징으로 하는
신호 프로브.
The method according to claim 1,
Characterized in that said at least two regions are labeled with a signal generating material whose one or more regions generate a different signal than the remaining region
Signal probe.
제1항에 있어서,
상기 신호발생영역인 이중가닥 핵산은 완전한 이중가닥 핵산 또는 부분적 이중가닥 핵산인 것을 특징으로 하는
신호 프로브.
The method according to claim 1,
Wherein the double-stranded nucleic acid as the signal-generating region is a complete double-stranded nucleic acid or a partial double-stranded nucleic acid
Signal probe.
제1항에 있어서,
상기 표적분자와의 특이적 결합영역은 단일가닥 핵산, 항체, 항원 또는 압타머인 것을 특징으로 하는
신호 프로브.
The method according to claim 1,
Wherein the specific binding region with the target molecule is a single-stranded nucleic acid, an antibody, an antigen, or an umbrella
Signal probe.
제1항에 있어서,
상기 신호발생물질은 서로 다른 색상을 가진 2종류 이상의 형광물질인 것을 특징으로 하는
신호 프로브.
The method according to claim 1,
Wherein the signal generating material is at least two kinds of fluorescent materials having different colors
Signal probe.
제1항에 있어서,
고정영역이 기지의 서열로 신호발생영역에 인접하여 연결된 것을 특징으로 하는
신호 프로브.
The method according to claim 1,
Characterized in that the immobilization region is connected adjacent to the signal generation region in known sequence
Signal probe.
제1항에 있어서,
고정영역이 기지의 서열로 상기 신호발생영역에 인접하여 추가로 연결되고,
기지의 서열이 2회 반복하여 이루어진 것을 특징으로 하는
신호 프로브.
The method according to claim 1,
Wherein the fixed region is further connected adjacent to the signal generation region with a known sequence,
Characterized in that the known sequence is repeated twice
Signal probe.
제1항에 있어서,
상기 표적분자와의 특이적 결합영역과 상기 신호발생영역 사이에 스페이서가 포함되어 연결된 것을 특징으로 하는
신호 프로브.
The method according to claim 1,
And a spacer is included between the signal-generating region and the specific binding region with the target molecule.
Signal probe.
제1항에 있어서,
상기 표적분자와의 특이적 결합영역 반대쪽에 결합 태그가 연결된 것을 특징으로 하는
신호 프로브.
The method according to claim 1,
And a binding tag is connected to the specific binding site opposite to the target molecule.
Signal probe.
제1항에 있어서,
상기 표적분자와의 특이적 결합영역 반대쪽에 결합 태그가 연결되고,
그 결합 태그는 비오틴 또는 비오틴 유사체인 것을 특징으로 하는
신호 프로브.

The method according to claim 1,
A binding tag is connected to the opposite side of the specific binding region with the target molecule,
Wherein the binding tag is a biotin or a biotin analogue
Signal probe.

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220049422A (en) * 2020-10-14 2022-04-21 (주)에스비바이오사이언스 Biosensor comprising a protein that binds to double-stranded DNA non-specifically with a nucleic acid sequence, or fusion protein comprising the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100112710A1 (en) 2007-04-10 2010-05-06 Nanostring Technologies, Inc. Methods and computer systems for identifying target-specific sequences for use in nanoreporters
US20120022244A1 (en) 2010-07-20 2012-01-26 Peng Yin Self-assembled polynucleotide structure
WO2012058638A2 (en) 2010-10-29 2012-05-03 President And Fellows Of Harvard College Nucleic acid nanostructure barcode probes
WO2014200767A1 (en) * 2013-06-12 2014-12-18 The General Hospital Corporation Methods, kits, and systems for multiplexed detection of target molecules and uses thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100112710A1 (en) 2007-04-10 2010-05-06 Nanostring Technologies, Inc. Methods and computer systems for identifying target-specific sequences for use in nanoreporters
US20120022244A1 (en) 2010-07-20 2012-01-26 Peng Yin Self-assembled polynucleotide structure
WO2012058638A2 (en) 2010-10-29 2012-05-03 President And Fellows Of Harvard College Nucleic acid nanostructure barcode probes
WO2012058638A9 (en) 2010-10-29 2012-08-09 President And Fellows Of Harvard College Nucleic acid nanostructure barcode probes
WO2014200767A1 (en) * 2013-06-12 2014-12-18 The General Hospital Corporation Methods, kits, and systems for multiplexed detection of target molecules and uses thereof

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Genome Medicine (2013) 5:50
Genome Research (2004) 14:2478-2485
International Journal of Pharmaceutics (2002) 237(1-2):47-55
International Journal of Pharmaceutics (2002) 237:47-55
JACS (2011) 133:14488-14491
Micron (2011) 42:207-227
Nature Biotechnology (2008) 26(3):317-325

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220049422A (en) * 2020-10-14 2022-04-21 (주)에스비바이오사이언스 Biosensor comprising a protein that binds to double-stranded DNA non-specifically with a nucleic acid sequence, or fusion protein comprising the same
KR102575754B1 (en) 2020-10-14 2023-09-07 (주)에스비바이오사이언스 Biosensor comprising a protein that binds to double-stranded DNA non-specifically with a nucleic acid sequence, or fusion protein comprising the same

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