KR101948873B1 - Paper-based colorimtric sensor for high efficient, rapid and visual detection of bacterial pathogen and high efficient, rapid and visual detection of bacterial pathogen - Google Patents

Paper-based colorimtric sensor for high efficient, rapid and visual detection of bacterial pathogen and high efficient, rapid and visual detection of bacterial pathogen Download PDF

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KR101948873B1
KR101948873B1 KR1020170102430A KR20170102430A KR101948873B1 KR 101948873 B1 KR101948873 B1 KR 101948873B1 KR 1020170102430 A KR1020170102430 A KR 1020170102430A KR 20170102430 A KR20170102430 A KR 20170102430A KR 101948873 B1 KR101948873 B1 KR 101948873B1
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최성욱
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Abstract

Provided is a paper-based colorimetric sensor kit for a rapid and simple naked eye diagnosis of pathogenic bacteria. The paper-based colorimetric sensor kit comprises: a complex conjugate solution where aptamers, capable of selectively binding to target bacteria and DNAzyme, are bound to a magnetic nanoparticle having enzyme-like action; a substrate causing a colorimetric reaction by the magnetic nanoparticle having the enzyme-like action and enzymatic action of the DNAzyme; and radial paper chromatography on which the complex conjugate and the substrate reacted with a test sample are provided on a surface and a colorimetric ring is formed when the target bacteria are in the test sample.

Description

병원성 박테리아의 신속 간편 육안 진단을 위한 페이퍼 기반 비색 센서 키트 및 이를 이용한 병원성 박테리아의 신속 간편 육안 검출방법{PAPER-BASED COLORIMTRIC SENSOR FOR HIGH EFFICIENT, RAPID AND VISUAL DETECTION OF BACTERIAL PATHOGEN AND HIGH EFFICIENT, RAPID AND VISUAL DETECTION OF BACTERIAL PATHOGEN}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a paper-based colorimetric sensor kit for rapid visual inspection of pathogenic bacteria, and a quick and simple visual detection method of pathogenic bacteria using the same. BACKGROUND ART < RTI ID = 0.0 > PAPER-BASED COLORIMTRIC SENSOR FOR HIGH EFFICIENT, RAPID AND VISUAL DETECTION OF BACTERIAL PATHOGEN AND HIGH EFFICIENT, RAPID AND VISUAL DETECTION OF BACTERIAL PATHOGEN}

본 개시는 병원성 미생물의 진단을 위한 센서 및 이를 이용한 검출 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 병원성 박테리아의 신속 간편 진단을 위한 페이퍼 기반 비색 센서 키트 및 이를 이용한 병원성 박테리아의 신속 간편 검출방법에 관한 것이다. The present invention relates to a sensor for diagnosing pathogenic microorganisms and a detection method using the same, and more particularly, to a paper-based colorimetric sensor kit for rapid and rapid diagnosis of pathogenic bacteria and a method for rapid detection of pathogenic bacteria using the same.

미생물 특히 병원성 박테리아는 공중 위생과 밀접한 관련을 가지고 있으며, 다양한 질병과 식중독 사고의 요인이 되고 있다. 특히 농식품의 식중독 사고는 최근 10 여년간 세계적으로 증가하고 있는 추세이다. 이에 따라 식중독균 오염을 조기에 신속하게 진단하여 식중독의 발생을 방지하고 식중독 발생에 따른 사회적 비용을 감소시킬 수 있는 진단 방법 및 센서에 대한 요구가 늘어나고 있다. Microorganisms, especially pathogenic bacteria, are closely related to public health and are becoming a cause of various diseases and food poisoning accidents. In particular, food poisoning accidents of agricultural products have been increasing worldwide over the last 10 years. Accordingly, there is an increasing demand for diagnostic methods and sensors that can rapidly diagnose food poisoning bacteria contamination early, prevent the occurrence of food poisoning, and reduce the social cost of food poisoning.

종래의 배양 및 생화학적 검사를 통한 진단 방법의 경우에는 3~5일 정도의 시간이 소용되는 방식으로서 농식품의 섭취 전 사전 측정 및 진단을 통한 식중독 사고를 방지하기에는 적합하지 않다. In the case of the diagnostic method using conventional culture and biochemical tests, it is not suitable to prevent food poisoning accidents by pre-measurement and diagnosis before consumption of agriculture products, which is a time consuming method of about 3 to 5 days.

또한, 종래의 센서는 방사선 동위 원소나 형광체를 표지로 이용하는 항원항체를 이용한 면역검사, 비표지식 바이오센서로 표면 플라스몬 공진 바이오센서, 전반사 일립소미트리 바이오센서, 광 도파로 바이오센서 등의 광학 바이오 센서들이 주목 받고 있다. 그러나 이와 같은 바이오 센서는 고가의 광학 측정 장비가 필요하다는 단점이 있어서, 보다 경제적인 방식으로 병원성 박테리아를 측정할 수 있는 방법에 대한 요구가 계속되고 있다. Conventional sensors include immunoassays using an antigen antibody using a radioisotope or a fluorescent substance as a label, a nonplanar biosensor, an optical biosensor such as a surface plasmon resonance biosensor, a total internal reflection microbiological sensor, an optical waveguide biosensor Are attracting attention. However, such a biosensor has a disadvantage in that expensive optical measuring equipment is required, and a demand for a method for measuring pathogenic bacteria in a more economical manner continues.

병원성 박테리아를 신속하면서도 간단하게 실시간으로 현장에서 육안으로 센싱할 수 있으며 복잡한 고가의 광학 측정 장비를 필요로 하지 않는 병원성 박테리아의 진단을 위한 페이퍼 기반 비색 센서 키트 및 이를 이용한 병원성 박테리아의 신속 간편 검출방법을 제공하고자 한다. A paper-based colorimetric sensor kit for the diagnosis of pathogenic bacteria which can detect the pathogenic bacteria quickly and simply in real time in the field from the naked eye and does not require complicated and expensive optical measuring equipment, and a method for rapid detection of pathogenic bacteria using the kit .

상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.Embodiments according to the present invention can be used to accomplish other tasks not specifically mentioned other than the above-described tasks.

실시예들에 따른 병원성 박테리아의 신속 간편 육안 진단을 위한 페이퍼 기반 비색 센서 키트는 효소 유사 작용을 구비하는 자성 나노입자에 DNA 기반 효소(DNAzyme) 및 표적 박테리아에 선택적으로 결합가능한 앱타머가 결합한 복합 컨쥬게이트 용액, 상기 효소 유사 작용을 구비하는 자성나노입자와 상기 DNA 기반 효소(DNAzyme)의 효소 작용에 의해 비색화 반응을 일으키는 기질, 및 The paper-based colorimetric sensor kit for rapid, visual visualization of pathogenic bacteria according to embodiments comprises a complex conjugate comprising a DNA-based enzyme (DNAzyme) and an aptamer capable of selectively binding to a target bacterium to a magnetic nanoparticle having an enzyme- A solution, a magnetic nanoparticle having the enzyme-like action and a substrate causing a colorimetric reaction by enzymatic action of the DNA-based enzyme (DNAzyme)

테스트 샘플과 반응한 상기 복합 컨쥬게이트 용액 및 상기 기질이 표면에 제공되며, 상기 테스트 샘플에 표적 박테리아가 존재할 경우 비색 링이 형성되는 방사형 페이퍼 크로마토그래피를 포함한다. The conjugated conjugate solution reacted with the test sample and radial paper chromatography wherein the substrate is provided on a surface and a colorimetric ring is formed when the target sample is present in the test sample.

실시예들에 따른 병원성 박테리아의 신속 간편 검출방법은 효소 유사 작용을 구비하는 자성 나노입자에 DNA 기반 효소(DNAzyme) 및 표적 박테리아에 선택적으로 결합가능한 앱타머가 결합한 복합 컨쥬게이트 용액과 테스트 샘플을 반응시키고, 상기 테스트 샘플과 반응한 상기 복합 컨쥬게이트 용액을 페이퍼 크로마토그래피에 제공하고, 상기 복합 컨쥬게이트의 상기 자성나노입자와 DNA 기반 효소의 효소 유사 작용에 의해 비색화 반응을 일으키는 기질을 제공하고, 상기 방사형 페이퍼 크로마토그래피에 비색 링이 형성되는지는 관찰하여 상기 표적 박테리아의 유무를 검출하는 것을 포함한다. The rapid method of detecting pathogenic bacteria according to embodiments comprises reacting a test sample with a complex conjugate solution in which a magnetic nanoparticle having enzyme-like action is combined with a DNA-based enzyme (DNAzyme) and an aptamer capable of selectively binding to the target bacteria Providing the complex conjugate solution reacted with the test sample to paper chromatography, and providing a substrate for causing a colorimetric reaction by enzyme-like action of the magnetic nanoparticle of the complex conjugate and a DNA-based enzyme, And the presence or absence of the target bacteria is observed by observing whether a colorless ring is formed in the radial paper chromatography.

본 개시에 따른 페이퍼 기반 비색 센서 키트는 병원성 박테리아의 배양(incubation 또는 culturing) 없이 또는 1시간 이내의 짧은 배양만을 진행한 후 신속한 검출이 가능하다. The paper-based colorimetric sensor kit according to the present disclosure enables rapid detection without incubation or culturing of pathogenic bacteria or only short incubation within 1 hour.

본 개시에 따른 페이퍼 기반 비색 센서 키트는 고가의 광학 측정 장비 없이도 육안으로 병원성 박테리아의 존재를 검출할 수 있다. The paper-based colorimetric sensor kit according to the present disclosure can detect the presence of pathogenic bacteria visually without expensive optical measurement equipment.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 페이퍼 기반 비색 센서 키트를 이용한 병원성 박테리아의 검출 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 검출 효율을 증가시키기 위한 분리 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 분리 과정을 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 분리 과정을 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 페이퍼 기반 비색 센싱 시린지를 이용한 병원성 박테리아의 검출 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 합성된 자성나노입자의 TEM 이미지와 합성된 입자들의 직경을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7은 합성된 입자들의 SYBR 그린 Ⅱ 염색 테스트 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은 합성된 입자들의 효소 활성을 측정한 흡광도 그래프이다.
도 9는 비색 반응 결과를 나타내는 이미지이다.
1 is a conceptual diagram illustrating a method for detecting pathogenic bacteria using a paper-based colorimetric sensor kit according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram illustrating a separation process for increasing detection efficiency according to another embodiment of the present invention.
3 is a schematic view showing a separation process according to another embodiment of the present invention.
4 is a schematic view showing a separation process according to another embodiment of the present invention.
5 is a conceptual diagram illustrating a method for detecting pathogenic bacteria using a paper-based colorimetric sensing syringe according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing TEM images of synthesized magnetic nanoparticles and results of measurement of diameters of synthesized particles. FIG.
Figure 7 is a graph showing the results of SYBR Green < RTI ID = 0.0 > Ⅱ < / RTI > staining of synthesized particles.
FIG. 8 is a graph of absorbance of the synthesized particles measured for enzyme activity.
9 is an image showing the result of the colorimetric reaction.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 도면에 나타난 각 구성의 크기 및 두께 등은 설명의 편의를 위해 임의로 나타낸 것이므로, 본 발명은 도시한 바로 한정되지 않는다.When an element is referred to as "including" an element throughout the specification, it means that the element may further include other elements unless specifically stated otherwise. The sizes and thicknesses of the respective components shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, and the present invention is not limited to the illustrated ones.

도 1은 일 실시예에 따른 페이퍼 기반 비색 센서 키트를 이용한 병원성 박테리아의 검출 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 1 is a conceptual diagram for explaining a method for detecting pathogenic bacteria using a paper-based colorimetric sensor kit according to an embodiment.

먼저 타겟 박테리아가 존재하는지를 테스트 하기 위한 테스트 대상물을 샘플링한다(도 1의 (a)). 샘플링은 다양한 방식으로 진행할 수 있으나 스왑용 막대(12)와 막대(12)의 한쪽 말단의 스왑(swab)(14) 다른쪽 말단의 뚜껑(16)으로 이루어진 스왑부(10)를 이용하여 테스트 대상물(1)의 표면을 스왑하여 검출 대상을 샘플링할 수 있다. First, a test object for testing whether a target bacteria exists is sampled (Fig. 1 (a)). Sampling can be done in a variety of ways, but using a swap portion 10 comprising a swab rod 12 and a swab 14 at one end of the rod 12 and a lid 16 at the other end, The surface of the object 1 can be swapped to sample the object to be detected.

스왑부(10)를 사용하여 검출 대상을 샘플링할 경우 매우 손쉽게 검출 대상의 표면의 전 영역에 걸쳐 샘플링을 할 수 있다. 그러나, 샘플링이 반드시 스왑에 한정되는 것은 아니며 스탬핑 등 다양한 다른 방식의 샘플링이 가능할 수 있다. When sampling the detection target using the swap unit 10, sampling can be performed over the entire area of the surface of the detection target very easily. However, the sampling is not necessarily limited to swap, and various other sampling methods such as stamping may be possible.

이어서, 효소 유사 작용을 구비하는 자성나노입자(22)에 DNA 기반 효소(23)와 표적 박테리아(26)에 선택적으로 결합가능한 앱타머(24)가 결합한 복합 컨쥬게이트(20, 이하 MNP-Apt/Dz)를 포함하는 용액이 담긴 반응기(30)에 스왑부(10)에 의해 샘플링된 스왑 테스트 샘플을 혼합하여 반응시킨다. Subsequently, a complex conjugate 20 (hereinafter referred to as MNP-Apt / Apt) in which the magnetic nanoparticle 22 having enzyme-like action is bound with a DNA-based enzyme 23 and an aptamer 24 capable of selectively binding to the target bacteria 26, Dz) is mixed with the swap test sample sampled by the swap section 10 and reacted.

반응은 상온에서 1시간 이내, 바람직하기로는 30분 이내로 진행할 수 있으며, 경우에 따라서는 반응시간을 더 단축시킬 수도 있다. The reaction can be carried out at room temperature within 1 hour, preferably within 30 minutes, and in some cases, the reaction time may be further shortened.

효소 유사 작용을 구비하는 자성나노입자(22)는 과산화효소(Peroxidase) 유사작용을 나타내는 자성나노입자일 수 있다. 과산화효소 유사작용을 나타내는 자성나노입자는 Fe3O4일 수 있다. The magnetic nanoparticles 22 with enzyme-like action may be magnetic nanoparticles exhibiting Peroxidase-like action. The magnetic nanoparticles exhibiting peroxidase-like action may be Fe 3 O 4 .

DNA 기반 효소(23)로는 5′-GGGTTGGGCGGGATGGGTTT-3’ (Biosensors and Bioelectronics 78 (2016) 236-243), 5′-GGGTTAGGGTTAGGGTTAGGG-3’ (Biosensors and Bioelectronics 77 (2016) 879-885), 5′-GGGTTGGGCGGGATGGGCC-3’ (Biosensors and Bioelectronics 74 (2015) 98-103), 5′-TTTGGGTAGGGCGGGTTGGG-3’ (Biosensors and Bioelectronics 73 (2015) 41-46) 등이 사용될 수 있다.5'-GGGTTGGGCGGGATGGGTTT-3 '(Biosensors and Bioelectronics 78 (2016) 236-243), 5'-GGGTTAGGGTTAGGGTTAGGG-3' (Biosensors and Bioelectronics 77 (2016) 879-885), 5'- (Biosensors and Bioelectronics 73 (2015) 98-103), 5'-TTTGGGTAGGGCGGGTTGGG-3 '(Biosensors and Bioelectronics 73 (2015) 41-46), etc. may be used.

효소 유사 작용을 구비하는 자성나노입자(22)를 스트렙트아비딘으로 고정화(immobilization)시킨 후 비오틴이 컨쥬게이트된 앱타머를 반응시켜 표적 박테리아에 결합 가능한 MNP-Apt/Dz(20)를 형성할 수 있다. A magnetic nanoparticle 22 with enzyme-like action may be immobilized with streptavidin followed by reacting the biotin-conjugated aptamer to form MNP-Apt / Dz (20) capable of binding to the target bacteria have.

예를 들면, 표적 박테리아가 E. coli O157:H7 인 경우에는 5′-CCGGACGCTTATGCCTTGCCATCTACAGAGCAGGTGTGACGG-3′ (Talanta 147 (2016) 177-183, Analytica Chimica Acta 861 (2015) 62-68, Nanoscale Research Letters 7 (2012) 658, etc.)를 앱타머로, 표적 박테리아가 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)인 경우에는 5’-GCAATGGTACGGTACTTCCTCGGCACGTTCTCAGTAGCGCTCGCTGGTCATCCCACAGCTACGTCAAFor example, when the target bacteria is E. coli O157: H7, 5'-CCGGACGCTTATGCCTTGCCATCTACAGAGCAGGTGTGACGG-3 '(Talanta 147 (2016) 177-183, Analytica Chimica Acta 861 (2015) 62-68, Nanoscale Research Letters 7 ) 658, etc.) is referred to as aptamer, and when the target bacteria is Staphylococcus aureus, 5'-GCAATGGTACGGTACTTCCTCGGCACGTTCTCAGTAGCGCTCGCTGGTCATCCCACAGCTACGTCAA

TACGTCAAAAGTGCACGCTCTTTGCTAA-3’(ACS Appl. Mater. Interfaces 7 (2015) 2091920929, Nucleic Acids Res. 37 (2009) 4621-4628, etc.)를 앱타머로 사용할 수 있다. TACGTCAAAAGTGCACGCTCTTTGCTAA-3 '(ACS Appl. Mater. Interfaces 7 (2015) 2091920929, Nucleic Acids Res 37 (2009) 4621-4628, etc.) can be used as the aptamer.

그러나 위의 표적 박테리아와 앱타머는 예시적인 것이며, 거의 대부분의 식중독균에 대해서는 이미 개발된 앱타머를 그대로 적용할 수 있다. 예를 들면, 다양한 논문(예., Soledad et al., Isolation of an Aptamer that binds specifically to E.coli, Plos one, (2016))에서 균주별로 앱타머를 선별하는 방법이 개시되어 있으므로 이들에 근거하여 표적 박테리아와 이에 대응하는 앱타머를 선별할 수 있다. However, the above target bacteria and aptamers are exemplary, and for most food poisoning bacteria, the already developed aptamer can be applied as it is. For example, a method for screening aptamers for each strain in various papers (eg, Soledad et al., Isolation of an Aptamer that binds specifically to E. coli, Plos one, (2016) To select the target bacteria and the corresponding aptamer.

앱타머는 표적 세포 타겟팅에 필요한 정도로 포함하면 충분하고, DNAzyme 은 많으면 많을수록 효소활성이 더 높아져 검출 민감도가 상승할 수 있다. 따라서, 자성나노입자(22)에 결합하는 DNA 기반 효소(23)와 표적 박테리아(26)에 선택적으로 결합가능한 앱타머(24)의 비율은 20:1 내지 30:1인 것이 바람직할 수 있다. 자성나노입자(22)와 DNA 기반 효소(23)의 효소 유사 작용의 상승 작용 효과(synergistic effect)를 최대화하면서 표적 박테리아(26)의 결합도 그대로 유지할 수 있도록 할 수 있다. 반응기(30)는 일 말단에는 상기 스왑부(10)가 삽입되어 밀봉되고, 타 말단은 뚜껑(32)이 제공되는 스포이트 형태로 형성되어 이후 반응이 완료된 반응 용액을 외부로 토출할 수 있도록 구조화되어 사용의 편의성을 향상시킬 수 있다. It is enough to contain the aptamer as much as necessary for target cell targeting, and the more the DNAzyme is, the higher the enzyme activity becomes, and the detection sensitivity can be increased. Accordingly, the ratio of the DNA-based enzyme 23 binding to the magnetic nanoparticles 22 and the aptamer 24 selectively bindable to the target bacteria 26 may be preferably 20: 1 to 30: 1. It is possible to maintain the binding of the target bacteria 26 while maximizing the synergistic effect of the enzymatic affinities of the magnetic nanoparticles 22 and the DNA-based enzyme 23. The sweeper 10 is sealed at one end of the reactor 30 and the other end is formed in the shape of a drop provided with a lid 32 so that the reacted solution can be discharged to the outside The convenience of use can be improved.

이어서, 도 1의 (c)를 참고하면, 반응기(30) 말단의 뚜껑(32)을 열고 반응기(30) 내에서 테스트 샘플과 반응한 MNP-Apt/Dz 용액을 방사형 페이퍼 크로마토그래피(40) 상에 제공한다. 1 (c), the MNP-Apt / Dz solution reacted with the test sample in the reactor 30 by opening the lid 32 at the end of the reactor 30 was subjected to a radial paper chromatography (40) phase .

반응기(30)는 반응기(30)의 표면에 일정 압력을 가할 경우 정량의 테스트 샘플과 반응한 MNP-Apt/Dz 용액(36)이 방사형 페이퍼 크로마토그래피(40) 상에 제공된다. The reactor 30 is provided on the radial paper chromatography 40 with the MNP-Apt / Dz solution 36 reacted with a certain amount of the test sample when a certain pressure is applied to the surface of the reactor 30.

도 1의 (c)에는 반응기(30)가 반응 용액을 외부로 토출할 수 있는 뚜껑(32) 구조와 일정 압력의 제공에 의해 정량의 용액(36)을 제공할 수 있는 재질로 된 경우를 예시하고 있으나 반응기(30)와 별도의 스포이트 또는 피펫을 이용하여 반응 용액을 외부로 제공할 수도 있다. 1C shows an example in which the reactor 30 is made of a material capable of providing a predetermined amount of the solution 36 by providing a constant pressure to the structure of the lid 32 capable of discharging the reaction solution to the outside, But the reaction solution may be supplied to the outside by using a separate dropper or pipette from the reactor 30.

도 1의 (d)를 참고하면, 자성나노입자(MNP)와 DNA 기반 효소(DNAzyme)의 효소 유사 작용에 의해 비색화 반응을 일으키는 기질(50)을 방사형 페이퍼 크로마토그래피(40) 상에 추가로 제공한 후 상온에서 일정시간 반응을 진행한다. 1 (d), a substrate 50 causing a colorimetric reaction by the enzyme-like action of the magnetic nanoparticles (MNP) and the DNA-based enzyme (DNAzyme) is further added on the radial paper chromatography 40 And the reaction proceeds at room temperature for a certain period of time.

방사형 페이퍼 크로마토그래피(40)는 측방형이 아닌 방사형으로 측정하고자 하는 샘플 용액을 중앙에 떨어뜨리고 분자 크기와 무게에 따라 유동성이 다른 원리를 이용하여 MNP-Apts 와 타겟 분자(병원성 박테리아) 간의 크기 및 무게 차이에 따른 퍼짐 정도의 차이로 타겟 분자의 유무 및 정도를 용이하게 확인할 수 있다. The radial paper chromatography (40) drops the sample solution to be measured in the radial form rather than the lateral type, and the size and weight of the MNP-Apts and the target molecules (pathogenic bacteria) The presence or absence and the degree of the target molecule can be easily confirmed by the difference in degree of spread according to the weight difference.

따라서 페이퍼 표면에 항체와 같은 수용체를 고정화할 필요 없어 비용 절감 및 저장성 향상 측면에 장점이 있고, 항체 대신 앱타머를 사용했기 때문에 온도 변화와 같은 주변 환경 변화에 덜 민감하여 저장성 측면에서 더욱 장점이 된다.Therefore, there is no need to immobilize a receptor such as an antibody on the surface of a paper, and it is advantageous in terms of cost reduction and storage stability. Further, since the aptamer is used instead of an antibody, sensitivity to environmental changes such as temperature change is more advantageous in terms of storage stability .

방사형 페이퍼 크로마토그래피(40)의 소재, 구멍 크기, 친수성 또는 소수성 특징 등에 따라 분해능이 달라질 수 있다. The resolution may vary depending on the material, pore size, hydrophilic or hydrophobic character of the radial paper chromatography 40, and the like.

방사형 페이퍼 크로마토그래피(40)는 PVDF(폴리비닐리덴 플루오라이드) NC(니트로셀루로오스) 등으로 이루어진 페이퍼 크로마토그래피일 수 있다. The radial paper chromatography 40 may be paper chromatography comprising PVDF (polyvinylidene fluoride) NC (nitrocellulose) or the like.

자성나노입자(22)와 DNA 기반 효소(23)의 효소 유사 작용에 의해 비색화 반응을 일으키는 기질(50)을 방사형 페이퍼 크로마토그래피(40) 상에 추가로 제공한 후 상온에서 일정시간 반응을 진행한다. A substrate 50 causing a colorimetric reaction by enzymatic similar action of the magnetic nanoparticles 22 and the DNA-based enzyme 23 is additionally provided on the radial paper chromatography 40, do.

자성나노입자(22)의 DNA 기반 효소(23)의 효소 유사 작용을 이용하여 비색 반응을 유도 함으로서 페이퍼 상에서 비색 센싱을 할 수가 있다. By using the enzyme-like action of the DNA-based enzyme 23 of the magnetic nanoparticles 22 to induce a colorimetric reaction, it is possible to perform colorimetric sensing on a paper.

자성나노입자(22)와 DNA 기반 효소(23)의 효소 유사 작용이 과산화효소(Peroxidase) 유사작용인 경우 기질은 과산화수소와 과산화수소의 환원에 필요한 수소 도너를 제공하면서 변색되는 물질을 포함할 수 있다. If the enzymatic affinities of the magnetic nanoparticles 22 and the DNA-based enzyme 23 are peroxidase-like, the substrate may contain substances that discolor while providing the hydrogen donor necessary for the reduction of hydrogen peroxide and hydrogen peroxide.

수소 도너를 제공하면서 변색되는 물질의 예로는 3,3',5,5'- 테트라메틸벤지딘(tetramethylbenzidine, TMB), 3-아미노프탈산 하이드라지드(3-aminophthalic acid hydrazide, 루미놀), 2,2'-아지노_비스(3-에틸벤조티아졸린-6-술폰산)디암모늄염(2,2'azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt), 3,3'-다이아미노벤지딘(3,3'-Diaminobenzidine, DAB), o-페닐렌디아민 디하이드로클로라이드(o-Phenylenediamine dihydrochloride, OPD) 를 예로 들 수 있다. Examples of materials that discolor while providing a hydrogen donor include 3,3 ', 5,5'-tetramethylbenzidine (TMB), 3-aminophthalic acid hydrazide, 2,2 -Azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt, 2,2'azino-bis (3-ethylbenzothiazoline- 3,3'-Diaminobenzidine (DAB), and o-phenylenediamine dihydrochloride (OPD).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

H2O2 + TMB → 2H2O + oxidized TMB (청록색)H 2 O 2 + TMB → 2H 2 O + oxidized TMB (cyan)

H2O2 + 루미놀 → 2H2O + oxidized 루미놀 (자청색)H 2 O 2 + luminol → 2H 2 O + oxidized luminol (green blue)

H2O2 + ABTS → 2H2O + oxidized ABTS (초록색)H 2 O 2 + ABTS → 2H 2 O + oxidized ABTS (green)

H2O2 + DAB → 2H2O + oxidized DAB (갈색)H 2 O 2 + DAB → 2H 2 O + oxidized DAB (brown)

H2O2 + OPD → 2H2O + oxidized OPD (노란색)H 2 O 2 + OPD → 2H 2 O + oxidized OPD (yellow)

비색화 반응이 충분히 일어날 수 있도록 상온에서 약 20분 가량 반응을 진행할 수 있다. The reaction can proceed at room temperature for about 20 minutes so that the colorimetric reaction can take place sufficiently.

도 1의 (e)를 참조하면, 간단한 휴대형 비색계(portable colorimeter)(60)를 사용하여 비색의 정도를 측정한다. 정량적인 분석이 필요할 경우에는 비색계를 사용하지만 병원성 박테리아의 존재 여부만 확인하고자 하는 경우에는 비색계(60)의 사용은 생략할 수도 있다. 또한 보다 더 정확한 정량적인 분석이 필요할 경우에는 휴대형 비색계(60) 보다는 보다 더 정교한 비색계 또는 정밀 광학 측정 장비를 사용할 수 있음은 물론이다. Referring to FIG. 1 (e), the degree of colorimetry is measured using a simple portable colorimeter 60. When a quantitative analysis is required, a colorimetric system is used, but the use of the colorimetric system 60 may be omitted when only the presence of pathogenic bacteria is to be confirmed. Of course, more precise colorimetric or precision optical measuring instruments than the portable colorimeter 60 can be used when more accurate quantitative analysis is required.

다른 실시예에 따르면, 스왑 테스트 샘플을 MNP-Apt/Dz (20)와 반응시키기 전에 스왑 테스트 샘플에 존재하는 병원성 박테리아의 세포 분쇄(cell lysis)를 추가로 진행할 수 있다. 세포 분쇄(cell lysis)는 물리적인 방법과 비물리적인 방법 모두 적용 가능하다. 물리적인 방법으로는 교반(agitation), 음파처리(sonication) 등이 사용될 수 있다. 비물리적인 방법으로는 동결 웅해(freezing thawing), 삼투압 충격(osmotic shock), 효소 처리(enzyme treatment), 계면활성제(detergent) 처리 등이 사용될 수 있다. According to another embodiment, the cell lysis of the pathogenic bacteria present in the swap test sample can be further proceeded prior to reacting the swap test sample with MNP-Apt / Dz (20). Cell lysis can be applied to both physical and non-physical methods. Physical methods include agitation, sonication, and the like. As a nonphysical method, freezing thawing, osmotic shock, enzyme treatment, detergent treatment and the like can be used.

세포 분쇄는 도 1에 도시되어 있는 반응기(30)를 사용하여 진행할 수도 있고 별도의 반응기에서 진행할 수도 있다. 이와 같이 세포 분쇄를 진행한 후 효소 유사 MNP-Apt/Dz(20)와 반응시킬 경우 결합 효율(binding efficiency)이 증가할 수 있다.The cell crushing may be carried out using the reactor 30 shown in FIG. 1 or may be carried out in a separate reactor. The binding efficiency may be increased when the enzyme is treated with the enzyme-like MNP-Apt / Dz (20) after cell crushing.

한편, 검출 효율을 증가시키기 위한 분리 과정을 추가로 실시할 수 있다. 이하에서는 다양한 분리 과정의 실시예들을 설명한다. Meanwhile, a separation process for increasing the detection efficiency can be additionally performed. Embodiments of various separation processes are described below.

도 2을 참고하면, 스왑 테스트 샘플과 효소 유사 MNP-Apt/Dz (20)를 포함하는 용액을 반응시킨 후(도 1의 (b) 참조) 반응 용액을 방사형 페이퍼 크로마토그래피(40)상에 제공(도 1의 (c) 참조)하기 전에 자석(70)을 이용하여 표적 박테리아에 결합한 효소 유사 MNP-Apt/Dz와 불순물(예., 비표적 박테리아, 단백질 등)을 분리한다. Referring to FIG. 2, a reaction solution is reacted with a solution containing an enzyme-like MNP-Apt / Dz (20) (see FIG. 1 (b)) and provided on a radial paper chromatography 40 Apt / Dz and impurities (eg, non-target bacteria, proteins, etc.) bound to the target bacteria are separated using a magnet 70 prior to centrifugation (see Figure 1 (c)).

표적 박테리아에는 다수의 효소 유사 MNP-Apt/Dz가 결합될 수 있다. 따라서 표적 박테리아-효소 유사 MNP-Apt/Dz 결합체는 불순물(예., 비표적 박테리아, 단백질 등) 에 비해 상대적으로 크기가 큰 하나의 입자와 같은 움직임을 보이게 된다. 따라서 표적 박테리아-효소 유사 MNP-Apt/Dz 결합체는 외부의 자석(70)에 의해 가해지는 자기장에 의해 더 큰 자기력을 가지게 된다. 따라서, 자석이 배치된 반응기(30)의 하부에 표적 박테리아-효소 유사 MNP-Apt/Dz 결합체가 모일 수 있게 된다. 이후 단계는 도 1을 참조하여 설명한 바와 동일하게 진행한다.A number of enzyme-like MNP-Apt / Dz can be bound to the target bacteria. Thus, the target bacterial-enzyme-like MNP-Apt / Dz conjugate behaves like a particle of relatively large size relative to impurities (eg, non-target bacteria, proteins, etc.). Thus, the target bacterial-enzyme-like MNP-Apt / Dz complex has a larger magnetic force due to the magnetic field applied by the external magnet 70. Thus, the target bacteria-enzyme-like MNP-Apt / Dz conjugate can be collected at the bottom of the reactor 30 in which the magnets are arranged. The subsequent steps are the same as those described with reference to Fig.

도 3 은 또 다른 실시예에 따른 분리과정을 나타내는 개략도이다. 3 is a schematic diagram illustrating a separation process according to another embodiment.

도 3을 참조하면 MNP-Apt/Dz(20)가 담겨 있어서 혼합 반응이 일어나도록 하는 제1 반응기(32)에 스왑부(10)를 삽입하여 테스트 샘플을 혼합하여 반응시킨 후, 고점성 용액(38)이 담긴 자성 분리 반응기인 제2 반응기(34)의 상부(36)에 반응 용액을 위치시킨다. 제2 반응기(34)는 하단부에 자석(70)이 제공되며, 바람직하기로는 자석(70)의 하단부 말단에 뚜껑형태로 제공될 수 있다. Referring to FIG. 3, a swap unit 10 is inserted into a first reactor 32 containing a MNP-Apt / Dz 20 so that a mixing reaction occurs. Test samples are mixed and reacted, The reaction solution is placed in the upper portion 36 of the second reactor 34, which is a magnetic separation reactor containing the magnetic particles 38. The second reactor 34 is provided with a magnet 70 at its lower end, and may preferably be provided as a lid at the lower end of the magnet 70.

고점성 용액(38)은 물보다 높은 점도를 가지는 액체일 수 있으며, 점도는 표적 박테리아-효소 유사 MNP-Apt/Dz 결합체가 이동해야 하는 거리 및 하부의 자석(70)이 가지는 자력에 의해서 결정될 수 있다. 바람직하기로는 고점성 용액(38)은 물보다 높은 점도를 가지는 액체일 수 있으며, 분리가 보다 효율적으로 일어날 수 있도록 물의 20~200 배 정도의 점도를 가질 수 있다. The high viscosity solution 38 may be a liquid having a higher viscosity than water and the viscosity may be determined by the distance the target bacterial-enzyme-like MNP-Apt / Dz conjugate must travel and the magnetic force of the lower magnet 70 have. Preferably, the high viscosity solution 38 may be a liquid having a viscosity higher than that of water, and may have a viscosity of about 20 to 200 times that of water so that separation can take place more efficiently.

고점성 용액(38)으로는 예를 들면 폴리비닐피롤리돈 수용액을 사용할 수 있다. 폴리비닐피롤리돈의 분자량은 5,000~30,000, 바람직하게는 6,000~20,000일 수 있다. 일예로 분자량 10,000 정도의 폴리비닐피롤리돈을 10~60 중량%의 농도로 사용할 수 있다. As the high-viscosity solution 38, for example, an aqueous solution of polyvinylpyrrolidone can be used. The molecular weight of polyvinylpyrrolidone may be from 5,000 to 30,000, preferably from 6,000 to 20,000. For example, polyvinylpyrrolidone having a molecular weight of about 10,000 may be used in a concentration of 10 to 60% by weight.

고점성 용액(38)을 사용할 경우 표적 박테리아-효소 유사 MNP-Apts 결합체는무게와 자력에 의해 고점성 용액(38)을 따라 바닥으로 용이하게 이동하는 반면 불순물(예., 비표적 박테리아, 단백질 등) 은 중간에서 멈추면서 서로 분리되게 된다. When the high viscosity solution 38 is used, the target bacterial-enzyme-like MNP-Apts complex easily migrates to the bottom along the viscous solution 38 due to its weight and magnetism, while the impurity (e.g., non-target bacteria, ) Are separated from each other by stopping in the middle.

도 4는 또 다른 실시예에 따른 분리과정을 나타내는 개략도이다. 4 is a schematic view showing a separation process according to another embodiment.

도 4의 (a)를 참조하면, 스왑 테스트 샘플과 효소 유사 MNP-Apt/Dz(20)를 포함하는 용액을 반응시킨 후(도 1의 (b) 참조) 필터(80)를 이용한 필터링을 더 수행한다. 이 때 사용하는 반응 용기는 시린지 형태의 용기(33)와 용기(33) 말단에 체결되어 필터(80)가 삽입되는 카트리지(39)로 구성될 수 있다. 시린지 형태의 용기(33)에 반응액을 넣은 후 카트리지(39)에 삽입된 필터(80)에 반응액을 공급하여 필터링을 진행할 수 있다. 필터(80)는 불순물, 예를 들면 비표적 박테리아, 단백질, 표적 박테리와 결합하지 않은 효소 유사 MNP-Apt/Dz(20)는 걸러내고 표적 박테리아-효소 유사 MNP-Apt/Dz 결합체(100)는 필터(80)에 잔류하게 된다,. 따라서 필터(80)의 포어 사이즈는 MNP-Apt/Dz(20)의 크기보다는 크고 박테리아의 크기 보다는 작아야 한다. MNP-Apt/Dz(20)의 직경이 85nm 정도이고, 박테리아의 평균 사이즈는 1~3um 이므로 필터(80)의 포어 사이즈는 450~500 nm 이하가 되도록 할 수 있다. 그 결과 표적 박테리와 결합하지 않은 효소 유사 MNP-Apt/Dz(20)는 충분히 빠져나갈 수 있고 표적 박테리아-효소 유사 MNP-Apt/Dz 결합체(100)는 필터(80)에 잔류하게 된다. MNP-Apt/Dz(20)의 크기가 작은 경우에는 필터의 포어 사이즈는 더 작은 것을 사용할 수 있다. 이 경우에도 MNP-Apt/Dz(20)는 필터에 남지 않는 것이 보다 정확한 결과를 얻을 수 있기 때문에 박테리아를 필터링할 수 있는 범위내라면 포어 사이즈는 가능한 큰 것이 바람직할 수 있다. 4 (a), the swap test sample is reacted with a solution containing the enzyme-like MNP-Apt / Dz (20) (see FIG. 1 (b) . The reaction vessel used in this case may consist of a syringe-like container 33 and a cartridge 39 which is fastened to the end of the container 33 and into which the filter 80 is inserted. The reaction solution may be fed into the syringe-type container 33, and then the reaction solution may be supplied to the filter 80 inserted in the cartridge 39 to perform filtering. The filter 80 filters the enzyme-like MNP-Apt / Dz (20), which is not associated with impurities such as non-target bacteria, proteins, target bacteria, and binds to the target bacterial-enzyme-like MNP-Apt / Remains in the filter (80). Therefore, the pore size of the filter 80 should be greater than the size of the MNP-Apt / Dz (20) and smaller than the size of the bacteria. Since the diameter of the MNP-Apt / Dz 20 is about 85 nm and the average size of the bacteria is 1 to 3 um, the pore size of the filter 80 can be made 450 to 500 nm or less. As a result, the enzyme-like MNP-Apt / Dz (20) that is not associated with the target bacterial can be sufficiently removed and the target bacterial-enzyme-like MNP-Apt / Dz conjugate 100 remains in the filter 80. When the size of the MNP-Apt / Dz 20 is small, a smaller pore size of the filter can be used. In this case, since the MNP-Apt / Dz (20) does not remain in the filter, it is possible to obtain a more accurate result. Therefore, it is desirable that the pore size is as large as possible within the range in which the bacteria can be filtered.

이어서, 도 4의 (b)와 같이, 용기(33)에 자성나노입자(MNP)와 DNA 기반 효소(DNAzyme)의 효소 유사 작용에 의해 비색화 반응을 일으키는 기질(50)을 주입하여 카트리지(39)에 삽입되어 있는 필터(80)에 기질(50)을 공급하여 비색반응을 유도한다. Subsequently, as shown in FIG. 4 (b), a substrate 50 causing a colorimetric reaction is injected into the container 33 by enzyme-like action of magnetic nanoparticles (MNP) and DNA-based enzyme (DNAzyme) The substrate 50 is supplied to the filter 80 inserted in the filter 80 to induce a colorimetric reaction.

도 4에서는 카트리지(39)에 필터(80)를 삽입한 상태로 비색화 반응을 진행하였으나, 필요에 따라서는 필터(80)를 분리하고 후속의 비색화 반응을 진행할 수도 있다. 즉, 표적 박테리아-효소 유사 MNP-Apt/Dz 결합체(100)가 잔류하는 필터(80)를 카트리지(39)로부터 분리하여 평면 용기에 놓고 기질(50)을 떨어뜨려 비색반응을 유도한 후 색차계로 측정할 수도 있다. In FIG. 4, the colorimetric reaction proceeds in a state where the filter 80 is inserted into the cartridge 39. However, if necessary, the filter 80 may be separated and a subsequent colorimetric reaction may be performed. That is, the filter 80 in which the target bacterial-enzyme-like MNP-Apt / Dz conjugate 100 remains is separated from the cartridge 39, placed on a flat container, and the substrate 50 is dropped to induce a colorimetric reaction. It can also be measured.

도 5는 다른 실시예에 따른 페이퍼 기반 비색 센싱 시린지를 이용한 병원성 박테리아의 검출 방법을 설명하기 위한 개념도이다. FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining a method for detecting pathogenic bacteria using a paper-based colorimetric sensing syringe according to another embodiment.

페이퍼 기반 비색 센싱 시린지(500)는 타겟 박테리아(26)가 샘플링 패드(2)가 삽입되는 결합체 형성부(510), 검출 패드(40)가 삽입되는 센싱부(520) 및 펌핑부(530)을 포함한다. 결합체 형성부(510), 센싱부(520) 및 펌핑부(530)는 서로 쉽게 분리될 수 있는 구조로 형성된다. 측정하고자 하는 샘플 용액이 담긴 용기(540)로부터 샘플 용액을 펌핑부(530)를 이용하여 흡입하면 타겟 박테리아(26)가 샘플링 패드(2)의 아랫부분에 걸려 흡착된다. 샘플링 패드(2)의 포어 사이즈는 타겟 박테리아(26)보다 작기 때문에 포어 사이즈보다 작은 매트릭스 및 액체는 위로 통과되어 결합체 형성부(510)와 센싱부(520)에 위치하게 된다. 이어서 결합체 형성부(510)를 분리하여 내부에 잔류하는 용액을 버린 후 결합체 형성부(510)를 뒤집어서 센싱부(520)와 다시 체결한다. 따라서 결합체 형성부(510)의 상, 하 단부는 모두 센싱부(520)와 결합이 가능한 형태로 형성된다. The paper-based colorimetric sensing syringe 500 has a structure in which the target bacteria 26 is formed by a combination forming portion 510 into which the sampling pad 2 is inserted, a sensing portion 520 into which the detection pad 40 is inserted and a pumping portion 530 . The coupling forming portion 510, the sensing portion 520, and the pumping portion 530 are formed in a structure that can be easily separated from each other. When the sample solution is sucked from the container 540 containing the sample solution to be measured using the pumping unit 530, the target bacteria 26 is caught by the lower part of the sampling pad 2 and adsorbed. Since the pore size of the sampling pad 2 is smaller than that of the target bacteria 26, the matrix and the liquid smaller than the pore size are passed upward to be positioned in the coupling part forming part 510 and the sensing part 520. Subsequently, the bonding material forming part 510 is separated, the solution remaining in the bonding material forming part 510 is discarded, and the bonding material forming part 510 is turned upside down, and then the bonding part 510 is tightened again with the sensing part 520. Therefore, both the upper and lower ends of the coupling forming portion 510 are formed in a shape that can be coupled with the sensing portion 520.

이렇게 표적 박테리아(26)가 흡착된 샘플링 패드(2)를 뒤집어서 체결한 후, 용기(540)에 효소 유사 MNP-Apt/Dz(20) 용액을 공급한 후, 펌핑부(530)의 펌핑 동작에 의해 이를 흡입한다. 흡입된 효소 유사 MNP-Apt/Dz(20) 용액의 이동/움직임에 의해 샘플링 패드(2)에 결합되어 있는 타겟 박테리아(26)가 액체 속으로 용해되고, 타겟 박테리아(26)와 효소 유사 MNP-Apt/Dz(20)가 결합하여 결합체(100)를 형성한다. 결합체 형성부(510)와 센싱부((520) 사이에서 결합이 충분히 일어나도록 하기 위해서 결합 반응은 전체적으로 20 내지 30분간 진행되도록 한다. After the sample pad 2 is inverted and the target bacteria 26 is adsorbed on the sample pad 2, the enzyme-like MNP-Apt / Dz (20) solution is supplied to the vessel 540 and then the pumping operation of the pumping part 530 Inhale it. The target bacteria 26 bound to the sampling pad 2 by the movement of the inhaled enzyme-like MNP-Apt / Dz (20) solution dissolves into the liquid and the target bacteria 26 and the enzyme-like MNP- Apt / Dz (20) are combined to form a combined body (100). The binding reaction is allowed to proceed for 20 to 30 minutes as a whole in order to ensure sufficient binding between the binding unit forming unit 510 and the sensing unit 520.

이어서 펌핑부(530)의 펌핑 동작에 의해 용액을 펌핑하면 센싱부(520)의 검출 패드(40)의 포어 사이즈보다 큰 결합체(100)만이 걸려서 남고 비결합된 효소 유사 MNP-Apt/Dz(20)는 검출 패드(40)를 통과하여 액체와 함께 외부로 배출되게 된다. 검출 패드(40)는 앞에서 설명한 방사형 페이퍼 크로마토그래피일 수 있다. Subsequently, when the solution is pumped by the pumping operation of the pumping unit 530, only the binding unit 100 larger than the pore size of the detection pad 40 of the sensing unit 520 is caught, and the unconjugated enzyme-like MNP-Apt / Dz Passes through the detection pad 40 and is discharged to the outside together with the liquid. The detection pad 40 may be the above-described radial paper chromatography.

이어서 용기(530)에 다시 기질(도 1의 50 참고)을 넣고 이를 펌핑부(530)를 통해 기질을 흡입하면 센싱부(520)에 필터링되어 잔류하는 표적 박테리아-효소 유사 MNP-Apt/Dz 결합체(100)와 기질이 반응하게 되어 센싱부(520)의 방사형 페이퍼 크로마토그래피(40)에 비색 반응이 나타내게 된다. Subsequently, the substrate (see reference numeral 50 in FIG. 1) is again placed in the container 530 and the substrate is sucked through the pumping unit 530 to filter the residual bacterial-enzyme-like MNP-Apt / Dz complex The substrate 100 reacts with the substrate and a colorimetric reaction occurs in the radial paper chromatography 40 of the sensing unit 520.

경우에 따라서는 검출 패드(40)를 분리하여 기질에 담그거나 검출 패드(40)에 기질을 떨어뜨려서 비색 반응을 진행할 수도 있다. In some cases, the detection pad 40 may be detached and immersed in the substrate, or the substrate may be dropped on the detection pad 40 to perform the color reaction.

도 5와 같은 페이퍼 기반 비색 센싱 시린지를 사용하면 결합체 형성 및 비색 반응이 일체로 하나의 시린지에서 진행되어 센싱이 보다 간편하게 이루어질 수 있다. If the paper-based colorimetric sensing syringe as shown in FIG. 5 is used, the formation of the complex and the colorimetric reaction can be performed in a single syringe as one body, and the sensing can be performed more easily.

이상의 실시예들에서 하나의 표적 박테리아에 하나의 MNP-Apt/Dz를 대상으로 하여 설명하였으나, 서로 다른 표적 박테리아별로 특이성을 가지는 앱타머를 적용함으로써 다중 타겟 동시 검출용 키트가 가능함은 물론이다. Although one MNP-Apt / Dz has been described as one target bacterium in the above embodiments, it is needless to say that a kit for simultaneous detection of multiple targets can be provided by applying an aptamer having specificity for different target bacteria.

이하의 실험예들과 도면들은 본 발명의 실시예들의 개념적인 측면과 방법들을 보다 더 잘 이해하고 작용 및 효과를 상술하기 위해서 제공된다. 다만, 이러한 실험예들은 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다. The following examples and figures are provided to better understand the conceptual aspects and methods of embodiments of the present invention and to elucidate the operation and effects thereof. However, these experimental examples are merely given as examples of the invention, and the scope of the invention is not limited thereby.

실험예Experimental Example

합성예Synthetic example 1:  One: FeFe 33 OO 44 자성 나노입자( Magnetic nanoparticles ( MNPMNP )-Apt/) -Apt / DzDz 의 합성 Synthesis of

공동 침전(co-precipitation) 방법을 사용하여 Fe3O4 자성 나노입자를 제조하였다. 구체적으로, 1 M 수산화 나트륨 용액을 80 에서 40 분 동안 교반하면서 물 중의 0.25 M FeCl2 및 FeCl3 (Fe3 + / Fe2 + = 2)의 혼합물에 급속하게 첨가 하였다 (pH 10). 실온으로 냉각시킨 후, 침전물을 수거하고, 물로 수회 세척하고, 이어서 70 % 에탄올로 세척하고, 진공하에서 70 에서 건조시켰다.Fe3O4 magnetic nanoparticles were prepared using a co-precipitation method. Specifically, 1 M at 80 with stirring for 40 minutes aqueous sodium hydroxide solution was rapidly added to a mixture of 0.25 M FeCl2 and FeCl3 (Fe + 3 / Fe + 2 = 2) in water (pH 10). After cooling to room temperature, the precipitate was collected, washed several times with water, then with 70% ethanol and dried at 70 under vacuum.

이어서 아민 변형된(Amine-modified) MNPs를 제조하였다. 구체적으로 5g의 MNPs를 10 mL의 메탄올에 현탁시키고 3 mM 3-(아미노프로필)트리에톡시 실란(APTES) 10μL를 함유하는 톨루엔 용액(부피비 1:1)을 첨가한 후, N2 대기 하 80 에서 20 시간 동안 격렬하게 교반하였다. 침전물을 수집하고 자기 분리(magnetic separation)를 사용하여 메탄올로 여러 번 세척하고 진공하 50 에서 건조시켰다.Amine-modified MNPs were then prepared. Specifically, 5 g of MNPs were suspended in 10 mL of methanol and a toluene solution (volume ratio 1: 1) containing 10 μL of 3 mM 3- (aminopropyl) triethoxysilane (APTES) was added. Stirred vigorously for 20 hours. The precipitate was collected, washed several times with methanol using magnetic separation, and dried under vacuum at 50. [

아민 변형된 MNP 10 mg을 5 mL의 PBS 용액으로 수회 세척하였다. 그 다음 입자 펠릿을 10 % 글루타르알데하이드 용액에 재현탁하고 실온에서 2 시간 동안 흔들어 주면서 배양했다. 글루타르알데하이드로 기능화된 입자를 수집하고, PBS 용액으로 세척하여 미반응 글루타르알데하이드를 완전히 제거하고, 사용시까지 4 에서 보관하였다.10 mg of amine-modified MNP was washed several times with 5 mL of PBS solution. The particle pellets were then resuspended in 10% glutaraldehyde solution and incubated for 2 hours at room temperature with shaking. The glutaraldehyde functionalized particles were collected and washed with PBS solution to remove unreacted glutaraldehyde completely and stored at 4 until use.

기능화된 MNP에 스트렙트아비딘(streptavidin)을 컨쥬게이션하기 위해 900 μL의 PBS 용액과 100μL의 스트렙트아비딘 용액(500μg/mL)에 글루타르 알데하이드로 기능화된 입자 1mg을 함유한 두 개의 분리된 반응 용액을 제조했다. 2 개의 용액을 혼합하고 생성된 혼합물을 4에서 밤새 배양하였다. 스트렙트아비딘이 접합된 MNPs를 1 시간 동안 1% BSA 를 포함하는 PBS 솔루션으로 여러 번 세척하였다. In order to conjugate streptavidin to the functionalized MNP, two separate reaction solutions containing 1 mg of glutaraldehyde-functionalized particles in 900 μl of PBS solution and 100 μl of streptavidin solution (500 μg / ml) . The two solutions were mixed and the resulting mixture was incubated at 4 overnight. Streptavidin-conjugated MNPs were washed several times with PBS solution containing 1% BSA for 1 hour.

이 후, 5' 끝에 비오틴(biotin)이 달린 앱타머와 DNAzyme을 각각 2uM, 40uM (농도비 1:20)로 준비하여 1 mg/mL 스트렙트아비딘 결합-MNP 용액과 혼합하였다. 그리고 상온 1시간 정도 반응시켜서 바이오틴과 스트렙트아비딘의 강한 결합으로 인해 앱타머와 DNAzyme이 결합된 Fe3O4 자성 나노입자(MNP)-Apt/Dz를 합성하였다. After that, aptamer and DNAzyme with biotin at the 5 'end were prepared at 2 uM and 40 uM (concentration ratio 1:20), respectively, and mixed with 1 mg / mL streptavidin binding-MNP solution. And reacted at room temperature for about 1 hour to synthesize Fe 3 O 4 magnetic nanoparticle (MNP) -Apt / Dz, which is a combination of aptamer and DNAzyme due to strong binding between biotin and streptavidin.

도 6a는 합성된 Fe3O4 MNP의 TEM 이미지를 나타낸다. 생성된 Fe3O4 MNP의 평균 직경이 약 10nm 이하임을 확인할 수 있다. 스트렙트아비딘이 결합한 후의 평균 직경을 측정한 결과, 도 6b에 예시되어 있는 바와 같이, 평균 직경이 약 60nm 이하임을 확인할 수 있다. 마지막으로 앱타머와 DNA 기반 효소(DNAzyme)가 결합한 자성나노입자(MNP-Apt/Dz)의 경우 평균 직경이 약 85nm인 것을 확인할 수 있다. 6A shows a TEM image of synthesized Fe 3 O 4 MNP. It can be confirmed that the average diameter of the produced Fe 3 O 4 MNP is about 10 nm or less. As a result of measuring the average diameter after binding of streptavidin, it can be confirmed that the average diameter is about 60 nm or less as illustrated in FIG. 6B. Finally, it can be seen that the average diameter of the magnetic nanoparticles (MNP-Apt / Dz) in which the aptamer and the DNA-based enzyme are combined is about 85 nm.

비교예 1: MNP-Apt의 제조Comparative Example 1: Preparation of MNP-Apt

Fe3O4 MNP 를 APTES(3-(아미노프로필)트리에톡시실란)와 글루타르알데하이드와 각각 반응시킴으로써 표면에 아민기를 활성화한 후 스트렙타아비딘으로 고정화하고, 바이오틴 컨쥬게이트된 앱타머(5'-비오틴-CCG GAC GCT TAT GCC TTG CCA TCT ACA GAG CAG GTG TGA CGG-3') 50uM와 스트렙타아비딘 컨쥬게이트된 Fe3O4 MNP 1 mg/mL를 반응시켜 Fe3O4 MNP-APts를 합성하였다.Fe 3 O 4 MNP was reacted with APTES (3- (aminopropyl) triethoxysilane) and glutaraldehyde to activate amine groups on the surface, followed by immobilization with streptavidin, and biotin conjugated aptamer 5 ' - Biotin-CCG GAC GCT TAT GCC TTG CCA TCT ACA GAG CAG GTG TGA CGG-3 ') and streptavidin-conjugated Fe 3 O 4 MNP 1 mg / mL to synthesize Fe 3 O 4 MNP-APts Respectively.

비교예 2: MNP-Dz의 제조Comparative Example 2: Preparation of MNP-Dz

한편, MNP-Dz는 스트렙트아비딘 컨쥬게이트된 Fe3O4 MNP 1 mg/mL와 DNAzyme 50uM을 섞어 결합시켜 형성하였다. MNP-Dz was formed by combining streptavidin-conjugated Fe 3 O 4 MNP 1 mg / mL with DNAzyme 50 μM.

실험예 1Experimental Example 1

합성예 1 및 비교예 1 및 2에서 합성된 입자들에 대해 SYBR 그린(green) Ⅱ 염색 테스트를 실시하였다. 그 결과가 도 7에 도시되어 있다. SYBR 그린 Ⅱ 염료는 앱타머와 가장 잘 결합하는 경향을 나타내었으며, 앱타머와 DNA 기반 효소(DNAzyme) 모두 Fe3O4 MNP에 잘 결합하였음을 확인할 수 있다. The particles synthesized in Synthesis Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were subjected to SYBR green Ⅱ staining test. The result is shown in Fig. SYBR Green II dye tends to bind best with aptamer, and both aptamers and DNA-based enzymes (DNAzymes) are well bound to Fe 3 O 4 MNP.

실험예 2Experimental Example 2

TMB와 과산화수소를 기질로 제공하여 합성예 1 및 비교예 1 및 2에서 합성된 입자들의 효소 활성을 측정하였다. Enzyme activity of the particles synthesized in Synthesis Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 was measured by providing TMB and hydrogen peroxide as substrates.

도 8에 도시되어 있는 흡광도 측정 그래프에 예시되어 있는 바와 같이, 둘다 효소 기능을 가지는 MNP-Dz의 경우 650nm의 피크가 가장 크게 나타났으며, MNP-Apt의 경우 650nm의 피크가 MNP 단독으로 존재하는 경우보다도 피크가 작게 나타났다. 이는 MNP 표면을 둘러싸는 Apt로 인해 효소 활성이 감소하기 때문인 것으로 해석된다. 반면, MNP-Apt/Dz의 경우에는 MNP 단독일 경우보다도 피크가 증가한 것을 나타내었는데 이는 MNP와 DNAzyme의 효소 활성의 상승적 효과 때문인 것으로 해석된다. 따라서, DNAzyme과 Apt의 비율을 적절히 조율함으로써 효소 활성의 상승적 효과를 얻음과 동시에 표적 박테리와의 결합력도 최적화할 수 있음을 알 수 있다.As shown in the absorbance measurement graph shown in FIG. 8, the peak of 650 nm was the largest in MNP-Dz having enzyme function, and the peak of 650 nm was present in MNP alone in MNP-Apt The peak was smaller than the case. This is interpreted as a decrease in enzyme activity due to the Apt surrounding the MNP surface. On the other hand, in the case of MNP-Apt / Dz, the peak was higher than that of MNP alone, which is interpreted as a synergistic effect of MNP and DNAzyme enzymatic activity. Therefore, it can be seen that the synergistic effect of enzyme activity can be obtained by appropriately adjusting the ratio of DNAzyme and Apt, and at the same time, the binding force with the target bacteria can be optimized.

실험예 3Experimental Example 3

(a) E.coli O157:H7 2X108 셀을 포함하는 샘플 1000μL, (b) 표적 셀이 없고 MNP-Apt/Dz 500 μg/mL만 포함하는 블랭크 샘플 1000μL, (c) 2X108 cell 을 포함하는 비 타겟 샘플 1000μL에 MNP-Apt/Dz 500μg/mL를 포함하는 콘트롤 샘플 1000μL, (d) 타겟 E.coli O157:H7 2X108 셀 1000μL에 MNP-Apt/Dz 500μg/mL 를 포함하는 테스트 샘플 1000μL를 각각 30분간 반응시킨 후 각각의 샘플을 해당하는 각각 방사형 페이퍼에 주사기를 이용하여 필터링하였다. 방사형 페이퍼는 직경이 13mm이고 0.45μm의 크기를 가지는 PVDF 멤브레인을 사용하였다. 이어서 100mM TMB 100μL와 3M H2O2 50μL의 혼합 용액을 PVDF 멤브레인에 주입한 후 20분 후에 비색 반응을 관찰하였다. (a) E.coli O157: H7 sample containing 2X10 8 cells 1000μL, (b) target cells not containing the MNP-Apt / Dz 500 μg / mL blank containing only sample 1000μL, (c) 2X10 8 cell 1000 μL of a control sample containing 500 μg / mL of MNP-Apt / Dz in 1000 μL of non-target sample, (d) 1000 μL of a test sample containing 500 μg / mL of MNP-Apt / Dz in 1000 μL of target E. coli O157: H7 2 × 10 8 cells After reacting for 30 minutes each, each sample was filtered using a syringe on each of the corresponding radial papers. The radial paper was a PVDF membrane having a diameter of 13 mm and a size of 0.45 μm. Then 100μL 100mM TMB and 3M H 2 O 2 50 μL of the mixed solution was injected into the PVDF membrane, and 20 minutes later, the color reaction was observed.

그 결과가 도 9에 예시되어 있다. (a), (b), (c) 대비 (d)테스트 샘플의 경우에만 비색 링이 선명하게 나타나는 것을 알 수 있다. 이로써 타겟 샘플을 매우 쉽고 간단하게 육안으로 센싱할 수 있음을 알 수 있다. The results are illustrated in FIG. (a), (b) and (c) contrast (d) It can be seen that the colorimetric ring appears clearly only in the case of the test sample. Thus, it can be seen that the target sample can be very easily and simply visually sensed.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Of course.

10: 스왑부 20: MNP-Apt/Dz
30: 반응기 40: 방사형 페이퍼 크로마토그래피
10: Swap part 20: MNP-Apt / Dz
30: Reactor 40: Radial paper chromatography

Claims (20)

효소 유사 작용을 구비하는 자성 나노입자에 DNA 기반 효소(DNAzyme) 및 표적 박테리아에 선택적으로 결합가능한 앱타머가 결합한 복합 컨쥬게이트 용액;
상기 효소 유사 작용을 구비하는 자성나노입자와 상기 DNA 기반 효소(DNAzyme)의 효소 작용에 의해 비색화 반응을 일으키는 기질;
테스트 샘플과 반응한 상기 복합 컨쥬게이트 용액 및 상기 기질이 표면에 제공되며, 상기 테스트 샘플에 표적 박테리아가 존재할 경우 비색 링이 형성되는 방사형 페이퍼 크로마토그래피;및
상기 표적 박테리아가 흡착되는 샘플링 패드가 삽입되는 결합체 형성부, 상기 결합체 형성부 상의 상기 방사형 페이퍼 크로마토그래피가 삽입되는 센싱부, 및 상기 복합 컨쥬게이트 용액을 흡입하여 상기 샘플링 패드에 흡착된 상기 표적 박테리아와 상기 복합 컨쥬게이트가 결합하도록 한 후, 상기 센싱부에 상기 표적 박테리아-효소 유사 작용을 구비하는 자성 나노입자-앱타머/DNA 기반 효소 결합체가 필터링되도록 하고, 상기 기질을 흡입하여 상기 센싱부에 필터링되어 잔류하는 상기 결합체와 기질이 반응하여 비색 반응을 일으키도록 하는 펌핑부를 포함하는 페이퍼 기반 비색 센싱 시린지를 포함하는 병원성 박테리아의 신속 간편 육안 진단을 위한 페이퍼 기반 비색 센서 키트.
A complex conjugate solution combining a DNA-based enzyme and an aptamer capable of selectively binding to a target bacterium to magnetic nanoparticles having an enzyme-like action;
A substrate causing the colorimetric reaction by the enzymatic action of the DNA-based enzyme and the magnetic nanoparticle having the enzyme-like action;
A radial paper chromatography in which the complex conjugate solution and the substrate reacted with the test sample are provided on a surface and a colorimetric ring is formed when the test sample is present in the test sample;
A sensing part for inserting the radial paper chromatography on the coupling part forming part, and a sensing part for sucking the complex conjugate solution to absorb the target bacteria adsorbed on the sampling pad, After the complex conjugate is allowed to bind, the magnetic nanoparticle-aptamer / DNA-based enzyme conjugate having the target bacterial-enzyme-like action is filtered to the sensing unit, and the substrate is filtered to filter the sensing unit And a paper-based colorimetric sensing syringe including a pumping unit for causing the substrate to react with the remaining binding substance to cause a colorimetric reaction. A paper-based colorimetric sensor kit for quick visual inspection of pathogenic bacteria.
제1 항에 있어서,
상기 DNA 기반 효소: 앱타머의 비율은 20:1 내지 30:1 인 페이퍼 기반 비색 센서 키트.
The method according to claim 1,
Based colorimetric sensor kit wherein the ratio of the DNA-based enzyme: aptamer is 20: 1 to 30: 1.
제1 항에 있어서, 상기 자성나노입자는 과산화효소 유사작용을 나타내는 자성나노입자이고,
상기 기질은 과산화수소 또는 유기 과산화물과 상기 과산화수소 또는 유기 과산화물의 환원에 필요한 수소 도너를 제공하면서 변색되는 물질을 포함하는 페이퍼 기반 비색 센서 키트.
The method of claim 1, wherein the magnetic nanoparticles are magnetic nanoparticles exhibiting peroxidase-
Wherein the substrate comprises a substance that is discolored while providing a hydrogen donor that is necessary for the reduction of hydrogen peroxide or organic peroxide and the hydrogen peroxide or organic peroxide.
제3 항에 있어서,
상기 과산화효소 유사작용을 나타내는 자성나노입자는 Fe3O4 이고,
상기 수소 도너를 제공하면서 변색되는 물질은 3,3',5,5'- 테트라메틸벤지딘(tetramethylbenzidine), 루미놀, 2,2'-아지노_비스(3-에틸벤조티아졸린-6-술폰산)디암모늄염, 3,3'-다이아미노벤지딘 또는 o-페닐렌디아민 디하이드로클로라이드인 페이퍼 기반 비색 센서 키트.
The method of claim 3,
The magnetic nanoparticles exhibiting the peroxidase-like action are Fe 3 O 4 ego,
The material which is discolored while providing the hydrogen donor is 3,3 ', 5,5'-tetramethylbenzidine, luminol, 2,2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline- Ammonium chloride, ammonium salt, 3,3'-diaminobenzidine or o-phenylenediamine dihydrochloride.
제1 항에 있어서,
상기 앱타머는 5'-비오틴-CCG GAC GCT TAT GCC TTG CCA TCT ACA GAG CAG GTG TGA CGG-3'이고, 상기 표적 박테리아는 E.coli O157:H7 이거나,
상기 앱타머는 5’-GCAATGGTACGGTACTTCCTCGGCACGTTCTCAGTAGCGCTCGCTGGTCATC CCACAGCTACGTCAATACGTCAAAAGTGCACGCTCTTTGCTAA-3’이고, 상기 표적 박테리아는 황색포도상구균인 페이퍼 기반 비색 센서 키트.
The method according to claim 1,
The aptamer is 5'-biotin-CCG GAC GCT TAT GCC TTG CCA TCT ACA GAG CAG GTG TGA CGG-3 ', the target bacteria is E. coli O157: H7,
Wherein the aptamer is 5'-GCAATGGTACGGTACTTCCTCGGCACGTTCTCAGTAGCGCTCGCTGGTCATC CCACAGCTACGTCAATACGTCAAAAGTGCACGCTCTTTGCTAA-3 ', wherein the target bacteria is Staphylococcus aureus.
제1 항에 있어서,
상기 DNA 기반 효소는 5′-GGGTTGGGCGGGATGGGTTT-3’, 5′-GGGTTAGGGTTAGGGTTAGGG-3’, 5′-GGGTTGGGCGGGATGGGCC-3’또는 5′-TTTGGGTAGGGCGGGTTGGG-3’인 페이퍼 기반 비색 센서 키트.
The method according to claim 1,
Based colorimetric sensor kit wherein the DNA-based enzyme is 5'-GGGTTGGGCGGGATGGGTTT-3 ', 5'-GGGTTAGGGTTAGGGTTAGGG-3', 5'-GGGTTGGGCGGGATGGGCC-3 'or 5'-TTTGGGTAGGGCGGGTTGGG-3'.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 효소 유사 작용을 구비하는 자성 나노입자에 DNA 기반 효소(DNAzyme) 및 표적 박테리아에 선택적으로 결합가능한 앱타머가 결합한 복합 컨쥬게이트 용액;
상기 효소 유사 작용을 구비하는 자성나노입자와 상기 DNA 기반 효소(DNAzyme)의 효소 작용에 의해 비색화 반응을 일으키는 기질;
테스트 샘플과 반응한 상기 복합 컨쥬게이트 용액 및 상기 기질이 표면에 제공되며, 상기 테스트 샘플에 표적 박테리아가 존재할 경우 비색 링이 형성되는 방사형 페이퍼 크로마토그래피를 포함하고,
상기 컨쥬게이트 용액은 상기 테스트 샘플의 표면을 스왑하여 샘플링하는 스왑부, 상기 컨쥬게이트 용액이 담기고 상기 스왑부가 삽입될 수 있어서, 상기 스왑부에 의해 샘플링된 테스트 샘플이 상기 컨쥬게이트 용액과 반응할 수 있도록 하는 반응기에 담겨 제공되고,
상기 반응기의 일 말단은 상기 스왑부가 삽입되어 밀봉되고
타 말단은 뚜껑이 제공되는 스포이트 형태이고,
상기 뚜껑을 열어서 상기 반응기 내에서 반응한 용액을 상기 방사형 페이퍼 크로마토그래피에 제공할 수 있도록 구조화된 병원성 박테리아의 신속 간편 육안 진단을 위한 페이퍼 기반 비색 센서 키트.
A complex conjugate solution combining a DNA-based enzyme and an aptamer capable of selectively binding to a target bacterium to magnetic nanoparticles having an enzyme-like action;
A substrate causing the colorimetric reaction by the enzymatic action of the DNA-based enzyme and the magnetic nanoparticle having the enzyme-like action;
Wherein the composite conjugate solution reacted with the test sample and the substrate are provided on a surface and a colorimetric ring is formed when the target sample is present in the test sample,
Wherein the conjugate solution comprises a swap section for swapping and sampling the surface of the test sample, the conjugate solution is contained and the swap section can be inserted so that the test sample sampled by the swap section reacts with the conjugate solution In the reactor,
One end of the reactor is sealed with the swap portion inserted
The tip is in the form of a dropper provided with a lid,
Based colorimetric sensor kit for rapid visual visualization of structured pathogenic bacteria so that the lid is opened to provide the reacted solution in the reactor to the radial paper chromatography.
제15 항에 있어서,
상기 DNA 기반 효소: 앱타머의 비율은 20:1 내지 30:1 인 페이퍼 기반 비색 센서 키트.
16. The method of claim 15,
Based colorimetric sensor kit wherein the ratio of the DNA-based enzyme: aptamer is 20: 1 to 30: 1.
제15 항에 있어서,
상기 자성나노입자는 과산화효소 유사작용을 나타내는 자성나노입자이고,
상기 기질은 과산화수소 또는 유기 과산화물과 상기 과산화수소 또는 유기 과산화물의 환원에 필요한 수소 도너를 제공하면서 변색되는 물질을 포함하는 페이퍼 기반 비색 센서 키트.
16. The method of claim 15,
The magnetic nanoparticles are magnetic nanoparticles exhibiting peroxidase-like action,
Wherein the substrate comprises a substance that is discolored while providing a hydrogen donor that is necessary for the reduction of hydrogen peroxide or organic peroxide and the hydrogen peroxide or organic peroxide.
제17 항에 있어서,
상기 과산화효소 유사작용을 나타내는 자성나노입자는 Fe3O4 이고,
상기 수소 도너를 제공하면서 변색되는 물질은 3,3',5,5'- 테트라메틸벤지딘(tetramethylbenzidine), 루미놀, 2,2'-아지노_비스(3-에틸벤조티아졸린-6-술폰산)디암모늄염, 3,3'-다이아미노벤지딘 또는 o-페닐렌디아민 디하이드로클로라이드인 페이퍼 기반 비색 센서 키트.
18. The method of claim 17,
The magnetic nanoparticles exhibiting the peroxidase-like action are Fe 3 O 4 ,
The material which is discolored while providing the hydrogen donor is 3,3 ', 5,5'-tetramethylbenzidine, luminol, 2,2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline- Ammonium chloride, ammonium salt, 3,3'-diaminobenzidine or o-phenylenediamine dihydrochloride.
제15 항에 있어서,
상기 앱타머는 5'-비오틴-CCG GAC GCT TAT GCC TTG CCA TCT ACA GAG CAG GTG TGA CGG-3'이고, 상기 표적 박테리아는 E.coli O157:H7 이거나,
상기 앱타머는 5’-GCAATGGTACGGTACTTCCTCGGCACGTTCTCAGTAGCGCTCGCTGGTCATC CCACAGCTACGTCAATACGTCAAAAGTGCACGCTCTTTGCTAA-3’이고, 상기 표적 박테리아는 황색포도상구균인 페이퍼 기반 비색 센서 키트.
16. The method of claim 15,
The aptamer is 5'-biotin-CCG GAC GCT TAT GCC TTG CCA TCT ACA GAG CAG GTG TGA CGG-3 ', the target bacteria is E. coli O157: H7,
Wherein the aptamer is 5'-GCAATGGTACGGTACTTCCTCGGCACGTTCTCAGTAGCGCTCGCTGGTCATC CCACAGCTACGTCAATACGTCAAAAGTGCACGCTCTTTGCTAA-3 ', wherein the target bacteria is Staphylococcus aureus.
제15 항에 있어서,
상기 DNA 기반 효소는 5′-GGGTTGGGCGGGATGGGTTT-3’, 5′-GGGTTAGGGTTAGGGTTAGGG-3’, 5′-GGGTTGGGCGGGATGGGCC-3’또는 5′-TTTGGGTAGGGCGGGTTGGG-3’인 페이퍼 기반 비색 센서 키트.
16. The method of claim 15,
Based colorimetric sensor kit wherein the DNA-based enzyme is 5'-GGGTTGGGCGGGATGGGTTT-3 ', 5'-GGGTTAGGGTTAGGGTTAGGG-3', 5'-GGGTTGGGCGGGATGGGCC-3 'or 5'-TTTGGGTAGGGCGGGTTGGG-3'.
KR1020170102430A 2017-08-11 2017-08-11 Paper-based colorimtric sensor for high efficient, rapid and visual detection of bacterial pathogen and high efficient, rapid and visual detection of bacterial pathogen KR101948873B1 (en)

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KR20220103851A (en) * 2021-01-15 2022-07-25 강원대학교산학협력단 A composition for colorimetric detection of pathogenic DNA comprising CNCs-capped gold nanoparticles and a method thereof
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