KR102047827B1 - Biochip for amino acid quantitative analysis, kit comprising the biochip for amino acid quantitative analysis, and method of quantitative analysis using the same - Google Patents

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Abstract

Provided are a biochip for amino acid quantitative analysis capable of maintaining activity even after long-term storage for 90 days or more, a kit for amino acid quantitative analysis and a method for amino acid quantitative analysis. The biochip for amino acid quantitative analysis includes auxotrophic microorganisms, trehalose and agarose.

Description

아미노산 정량 분석 바이오칩, 이를 포함하는 아미노산 정량 분석 키트 및 이를 이용한 아미노산 정량 분석 방법{BIOCHIP FOR AMINO ACID QUANTITATIVE ANALYSIS, KIT COMPRISING THE BIOCHIP FOR AMINO ACID QUANTITATIVE ANALYSIS, AND METHOD OF QUANTITATIVE ANALYSIS USING THE SAME}BIOCHIP FOR AMINO ACID QUANTITATIVE ANALYSIS, KIT COMPRISING THE BIOCHIP FOR AMINO ACID QUANTITATIVE ANALYSIS, AND METHOD OF QUANTITATIVE ANALYSIS USING THE SAME

본 발명은 아미노산 정량 분석 바이오칩, 아미노산 정량 분석 키트 및 아미노산 정량 분석 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 트레할로스를 포함하여 상대적으로 높은 온도에서 90일 이상 장기간 보존하더라도 활성을 유지할 수 있는 아미노산 정량 분석 바이오칩, 아미노산 정량 분석 키트 및 아미노산 정량 분석 방법에 관한 것이다.The present invention relates to amino acid quantification biochips, amino acid quantification kits and amino acid quantification methods. More particularly, the present invention relates to an amino acid quantitative biochip, an amino acid quantitative analysis kit, and an amino acid quantitative analysis method including trehalose, which can maintain activity even at a relatively high temperature for longer than 90 days.

아미노산은 단백질을 구성하는 기본 단위의 물질이다. 주요 아미노산의 예로는 글리신(glycine), 알라닌(alanine), 발린(valine), 류신(leucine), 이소류신(isoleucine), 트레오닌(threonine), 세린(serine), 시스테인(cysteine), 메티오닌(methionine), 아스파르트산(aspartic acid), 아스파리긴(asparagine), 글루탐산(glutamate), 티로신(tyrosine), 라이신(lysine), 아르지닌(arginine), 히스티딘(histidine), 페닐알라닌(phenylalanine), 글루타민(glutamine), 트립토판(tryptophan) 및 프롤린(proline)을 들 수 있다.Amino acids are substances of the basic units that make up proteins. Examples of major amino acids are glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, threonine, serine, cysteine, methionine, Aspartic acid, asparagine, glutamate, tyrosine, lysine, arginine, histidine, phenylalanine, glutamine, glutamine, Tryptophan and proline.

이러한 아미노산은 체내에서의 합성 가능 여부에 따라 필수 아미노산과 비필수 아미노산으로 분류될 수 있다. 비필수 아미노산은 체내에서 합성이 가능한 반면, 필수 아미노산은 체내에서 합성이 되지 않기 때문에 음식을 통해서만 섭취가 가능하다. 주요 아미노산 중에서 발린, 류신, 이소류신, 트레오닌, 메티오닌, 라이신, 페닐알라닌 및 트립토판 등이 필수 아미노산에 해당한다.Such amino acids may be classified into essential and non-essential amino acids, depending on whether they can be synthesized in the body. Non-essential amino acids can be synthesized in the body, while essential amino acids are not synthesized in the body and can be consumed only through food. Among the major amino acids, valine, leucine, isoleucine, threonine, methionine, lysine, phenylalanine and tryptophan are examples of essential amino acids.

이러한 아미노산은 인체 대사과정에 중요한 물질로서, 혈액이나 소변에서의 아미노산 농도는 체내의 영양 상태를 반영하므로 이들 체액 내의 아미노산 농도를 감지하는 것은 무척 중요하다. 예를 들어, 아미노산 농도의 모니터링을 통해 식이요법이나 비타민 제재에 의한 치료효과를 검증하거나, 영양 상태 분석, 선천성 대사질환 진단 등을 수행할 수 있다. These amino acids are important for metabolic processes in the human body, and since the concentration of amino acids in the blood or urine reflects the nutritional status of the body, it is very important to detect the amino acid concentrations in these body fluids. For example, by monitoring the concentration of amino acids, it is possible to verify the therapeutic effect of diet or vitamin preparation, nutritional status analysis, diagnosis of congenital metabolic diseases, and the like.

대한민국등록특허 제10-1211095호 (2012.12.11.)Korea Patent Registration No. 10-1211095 (2012.12.11.) 중국공개특허 CN 101688232 A (2010.03.31.)Chinese public patent CN 101688232 A (2010.03.31.) 미국공개특허 US 2007-0031913 A1 (2007.02.08.)US published patent US 2007-0031913 A1 (2007.02.08.) 미국공개특허 US 2010-0017147 A1 (2010.01.21.)US published patent US 2010-0017147 A1 (2010.01.21.) 대한민국등록특허 제10-1541756호 (2015.08.05.)Korea Patent Registration No. 10-1541756 (2015.08.05.)

Analytical Chemistry, 82(10), 4072-4077, 2010 Analytical Chemistry, 82 (10), 4072-4077, 2010 Analytical Chemistry, 73, 5972, 2001 Analytical Chemistry, 73, 5972, 2001 Food Chemistry, 51, 3629, 2003 Food Chemistry, 51, 3629, 2003

아미노산의 농도를 정량화하기 위하여 현재 HPLC(high-performance liquid chromatography), MS(Mass spectrometry) 및 면역분석법과 같은 통상적인 분석 기법이 활용되고 있다. 이와 같은 방법들은 생물학적 유체의 임상적 모니터링을 위해 널리 이용되고 있으나, 표지화의 복잡성 및 비효율성, 낮은 안정성 및 낮은 검출 민감도 등의 단점을 갖는다. 또한 이 방법들을 수행하기 위해서는 고가의 정밀 분석장비 및 숙련된 작업자가 필요하고, 시간 및 비용 등이 많이 소요되는 한계가 있다.Conventional analytical techniques, such as high-performance liquid chromatography (HPLC), mass spectrometry (MS) and immunoassay, are currently used to quantify the concentration of amino acids. Such methods are widely used for the clinical monitoring of biological fluids, but have disadvantages such as complexity and inefficiency of labeling, low stability and low detection sensitivity. In addition, in order to perform these methods requires expensive precision analysis equipment and skilled workers, there is a limit that takes a lot of time and cost.

특허문헌 1(대한민국등록특허 제10-1211095호) 및 비특허문헌 1(Analytical Chemistry, 82(10), 4072-4077, 2010)에는 특정 아미노산 농도에 비례하여 세포 성장이 증가하는, 특정 아미노산에 대한 영양 요구성이 있는 대장균 변이주를 96-well plate 기판에 고정하여, 세포 성장에 따라 발현되는 발광(luminescence) 단백질을 통해 아미노산을 정량 분석하는 미생물 바이오칩이 개시된 바 있다.Patent Literature 1 (Korean Patent No. 10-1211095) and Non-Patent Literature 1 (Analytical Chemistry, 82 (10), 4072-4077, 2010) describe specific amino acids that increase cell growth in proportion to specific amino acid concentrations. Microbial biochips have been disclosed in which nutrient-required E. coli mutant strains are fixed on 96-well plate substrates to quantitatively analyze amino acids through luminescence proteins expressed according to cell growth.

상기 특허문헌 1 및 비특허문헌 1의 개시에 따른 미생물 바이오칩을 사용하면, 여러 종류의 아미노산의 농도를 동시에 정확하고 간편하게 분석할 수 있을 뿐만 아니라, 고가의 분석장비나 시약이 필요하지 않으므로, 아미노산 분석 비용을 크게 낮출 수 있는 경제적인 효과가 있다. By using the microbial biochip according to the disclosure of the patent document 1 and the non-patent document 1, not only can accurately and easily analyze the concentration of various types of amino acids at the same time, but also does not require expensive analysis equipment or reagents, amino acid analysis There is an economic effect that can significantly lower costs.

그러나 실제 진단 현장에서 위 아미노산 분석용 바이오칩을 활용하기 위해서는 개발된 바이오칩의 활성이 장기간 보존되어야 한다. 그러나 특허문헌 1 및 비특허문헌 1의 개시에 따른 바이오칩은 시간 경과에 따라 활성이 급격하게 저하되는 문제가 있다. 이러한 바이오칩의 활성은 센서의 민감도 저하를 유발하기 때문에 실제 진단 현장에 적용하기 위해 매우 중요한 문제이다.However, in order to utilize the biochip for amino acid analysis at the actual diagnosis site, the activity of the developed biochip must be preserved for a long time. However, the biochip according to the disclosure of Patent Literature 1 and Non-Patent Literature 1 has a problem in that activity decreases rapidly over time. The activity of such a biochip is a very important problem for applying to the actual diagnosis site because it causes a decrease in sensitivity of the sensor.

특허문헌 2(CN 101688232 A)는 특허문헌 1과 마찬가지로 아미노산을 정량분석하기 위한 바이오칩을 개시한다. 특허문헌 2는 기판 상에 고정화된 영양요구성 대장균 변이주를 이용한다는 점에서 특허문헌 1과 상당히 유사한 발명을 개시하며, 실제 진단 현장에 활용할 수 없는 한계 또한 특허문헌 1과 마찬가지이다.Patent document 2 (CN 101688232 A) discloses a biochip for quantitative analysis of amino acids similarly to patent document 1. Patent document 2 discloses the invention which is considerably similar to patent document 1 in that it uses the nutrient-conjugated E. coli mutant strain immobilized on the board | substrate, and the limitation which cannot be utilized in a real diagnosis site is also the same as patent document 1.

또, 특허문헌 3(US 2007-0031913 A1)은 특정한 아미노산의 총농도를 측정하기 위해 특정 아미노산에 반응하는 매개자와 효소를 포함하는 전극을 이용하는 발명을 개시한다. 이러한 시도는 특허문헌 4(US 2010-0017147 A1)에도 드러나 있다. 특허문헌 3 및 특허문헌 4 또한 아미노산을 손쉽게 정량 분석하기 위한 시도를 하고 있으나 고가의 정밀 분석장비가 필요한 문제가 있다. In addition, Patent Document 3 (US 2007-0031913 A1) discloses an invention using an electrode containing a medium and an enzyme reacting with a specific amino acid in order to measure the total concentration of the specific amino acid. Such an attempt is also revealed in Patent Document 4 (US 2010-0017147 A1). Patent Literature 3 and Patent Literature 4 also attempt to easily quantitatively analyze amino acids, but there is a problem that requires expensive precise analysis equipment.

특허문헌 5(대한민국등록특허 제10-1541756호), 비특허문헌 2(Analytical Chemistry, 73, 5972, 2001) 및 비특허문헌 3(Food Chemistry, 51, 3629, 2003)에서는 아미노산을 감지하는 센서 물질의 색이나 형광 변화의 민감도를 개선하기 위한 공액화 화합물을 개시하고 있다. 그러나 이들은 바이오 센서로서 활용되기에는 매우 제한적이다.Patent Document 5 (Korean Registered Patent No. 10-1541756), Non-Patent Document 2 (Analytical Chemistry, 73, 5972, 2001) and Non-Patent Document 3 (Food Chemistry, 51, 3629, 2003) detect a amino acid There is disclosed a conjugated compound for improving the sensitivity of the color and the fluorescence change. However, they are very limited to be used as biosensors.

이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 높은 안정성과 검출 민감도를 가지고, 고가의 정밀 분석 장비 및 숙련된 작업자가 아니더라도 손쉽게 아미노산을 정량 분석할 수 있는 바이오칩을 제공하는 것이다. The problem to be solved by the present invention is to provide a biochip that has high stability and detection sensitivity, and can be easily quantitative analysis of amino acids without expensive precision analysis equipment and skilled workers.

나아가, 시간의 경과에도 불구하고 활성을 유지하여 높은 검출 민감도를 가짐으로써 장기간 보관이 가능한 아미노산 정량 분석 바이오칩을 제공하는 것이다. 예를 들어, -20℃ 조건에서 90일 이상 보관되더라도 아미노산 진단의 직선성을 유지하는 아미노산 정량 분석 바이오칩을 제공하는 것이다.Furthermore, the present invention provides an amino acid quantitative biochip capable of long-term storage by maintaining activity despite time and having high detection sensitivity. For example, the present invention provides an amino acid quantitative analysis biochip that maintains linearity of amino acid diagnosis even if stored at -20 ° C for 90 days or more.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 장기간 보관하더라도 활성을 유지하는 아미노산 정량 분석 키트를 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide an amino acid quantitative analysis kit that retains activity even for long-term storage.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 장기간 보관하더라도 활성을 유지하는 아미노산 정량 분석 방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide an amino acid quantitative analysis method that maintains activity even for long-term storage.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned technical problem, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 아미노산 정량 분석 바이오칩은 영양요구성 미생물, 트레할로스 및 아가로스를 포함한다.Amino acid quantitative analysis biochip according to an embodiment of the present invention for solving the above problems includes nutrient-containing microorganisms, trehalose and agarose.

상기 영양요구성 미생물은 아르지닌 요구성 대장균을 포함할 수 있다.The trophic microorganism may include arginine demanding Escherichia coli.

또는, 상기 영양요구성 미생물은 이소류신 요구성 대장균을 포함할 수 있다.Alternatively, the trophic microorganism may include isoleucine-required Escherichia coli.

또는, 상기 영양요구성 미생물은 라이신 요구성 대장균을 포함할 수 있다.Alternatively, the trophic microorganism may include lysine-required E. coli.

또는, 상기 영양요구성 미생물은 류신 요구성 대장균을 포함할 수 있다.Alternatively, the trophic microorganism may include leucine-required E. coli.

또는, 상기 영양요구성 미생물은 메티오닌 요구성 대장균을 포함할 수 있다.Alternatively, the trophic microorganism may include methionine-required Escherichia coli.

여기서, 상기 트레할로스의 양은 4.9% (v/v) 내지 5.1% (v/v)일 수 있다.Here, the amount of trehalose may be 4.9% (v / v) to 5.1% (v / v).

상기 아르지닌 요구성 대장균은, 대장균 ATCC1105 균주에 전이인자를 삽입하여 유발된 아르지닌 요구성 균주를 선별하고, 선별된 상기 균주에 루시퍼라아제 또는 형광 단백질을 발현하는 플라스미드를 삽입하여 제조될 수 있다.The arginine-required Escherichia coli may be prepared by selecting an arginine-required strain induced by inserting a transfer factor into E. coli ATCC1105 strain and inserting a plasmid expressing luciferase or fluorescent protein into the selected strain. .

상기 대장균은 루시퍼라아제 또는 형광 단백질을 발현할 수 있다.The E. coli can express luciferase or fluorescent protein.

상기 전이인자는 KAN-2 전이인자(Tn5)를 포함할 수 있다.The transition factor may include a KAN-2 transition factor (Tn5).

또, 상기 플라스미드는 pTAC-luc을 포함할 수 있다.In addition, the plasmid may comprise pTAC-luc.

또, 상기 정량 분석 바이오칩은 유효 성분으로서, 다이메틸설폭사이드, 글리세롤, 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 및 수크로오스를 불포함할 수 있다.In addition, the quantitative analysis biochip may include dimethyl sulfoxide, glycerol, ethylene glycol, polyethylene glycol and sucrose as active ingredients.

나아가, 상기 아르지닌 요구성 대장균이 아가로스에 고정화된 상기 아미노산 정량 분석 바이오칩은, -20℃에서 90일 이내의 시간 동안 보존되었을 때, 진단 직선성(R2)이 0.980 이상일 수 있다.Further, the amino acid quantitative analysis biochip immobilized with the arginine-required Escherichia coli on agarose may have a diagnostic linearity (R 2 ) of 0.980 or more when stored at −20 ° C. for 90 days or less.

상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 아미노산 정량 분석 키트는 기판; 및 상기 기판 상에 배치된 전술한 아미노산 정량 분석 바이오칩 중 어느 하나를 포함한다.Amino acid quantitative analysis kit according to an embodiment of the present invention for solving the other problem is a substrate; And any of the aforementioned amino acid quantitative analysis biochips disposed on the substrate.

상기 또 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 아미노산의 정량 분석 방법은 영양요구성 미생물, 트레할로스 및 아가로스를 포함하는 아미노산 정량 분석 바이오칩을 준비하는 단계; 상기 아미노산 정량 분석 바이오칩을 시료와 접촉시키는 단계; 및 상기 바이오칩의 발광도를 측정하여 상기 시료 중의 아미노산 함량을 정량화하는 단계를 포함한다.A quantitative analysis method of amino acids according to an embodiment of the present invention for solving the another problem comprises the steps of preparing an amino acid quantitative analysis biochip comprising a nutrient-containing microorganism, trehalose and agarose; Contacting the amino acid quantitative analysis biochip with a sample; And measuring the luminescence of the biochip to quantify the amino acid content in the sample.

이 때 상기 아미노산 정량 분석 바이오칩의 진단 직선성(R2)이 0.980 이상일 수 있다.At this time, the diagnostic linearity (R 2 ) of the amino acid quantitative analysis biochip may be 0.980 or more.

상기 아미노산 정량 분석 바이오칩을 준비하는 단계는, LB 배지에 영양요구성 대장균 및 항생제를 투여하고 배양하는 단계, 배양 후, 원심분리하고, 상층액을 제거한 후 M9 최소 배지를 이용하여 세척하는 단계, 및 세척 후, 아가로스 및 트레할로스와 혼합하여 고형화하는 단계를 포함할 수 있다.Preparing the amino acid quantitative analysis biochip, the step of culturing and cultivating the ureotrophic Escherichia coli and antibiotics in LB medium, after culturing, centrifugation, removing the supernatant and washing with M9 minimal medium, and After washing, it may comprise the step of solidifying by mixing with agarose and trehalose.

또, 상기 아미노산 정량 분석 바이오칩을 준비하는 단계와 상기 바이오칩을 시료와 접촉시키는 단계 사이에, 상기 아미노산 정량 분석 바이오칩을 -20℃에서 보관하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include storing the amino acid quantitative analysis biochip at -20 ° C between preparing the amino acid quantitative analysis biochip and contacting the biochip with a sample.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description.

본 발명자들은 -20℃ 조건에서 90일 이상 아미노산 진단의 직선성 (발광 신호 vs. 아미노산 농도)을 유지하는 (R2≒1) 보존제 성분과 그 사용 조건을 발명하여 아미노산 진단용 바이오칩의 보존성을 현격하게 향상시켰다.The inventors have invented a (R 2 ≒ 1) preservative component that maintains the linearity (luminescence signal vs. amino acid concentration) of amino acid diagnosis for more than 90 days at -20 ° C, and the conditions for its use, thereby remarkably preserving the amino acid diagnostic biochip. Improved.

즉, 본 발명에 따르면 시료 중의 아미노산, 예를 들어 아르지닌, 이소류신, 류신, 라이신, 메티오닌의 양에 비례한 성장 및 이에 따른 발광 내지는 형광을 발현하는 미생물을 통해, 시료 중의 아미노산의 양을 정확하고 신속하게 정량화할 수 있을 뿐 아니라 90일 이상의 장기간 동안 보존하더라도 그 활성을 잃지 않기 때문에 실제 진단 현장에서 유용하게 활용 가능하다.That is, according to the present invention, the amount of amino acid in the sample can be precisely determined through a microorganism expressing the growth in proportion to the amount of amino acids in the sample, for example, arginine, isoleucine, leucine, lysine and methionine, and thus luminescence or fluorescence. Not only can it be quickly quantified but also preserved for longer than 90 days and its activity is not lost, so it can be usefully used at actual diagnosis sites.

본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.Effects according to embodiments of the present invention are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 아미노산 정량 분석용 바이오칩의 제조 방법 및 이를 이용한 아미노산의 정량화 방법을 나타낸 도면이다.
도 2는 고정화 상태에서 수행한 보존제 종류에 따른 16일 간의 진단 직진성 확인 실험(실시예 5-1)의 결과를 나타낸 도면들이다.
도 3은 고정화되지 않은 상태에서 수행한 보존제 종류에 따른 16일 간의 진단 직진성 확인 실험(실시예 5-2)의 결과를 나타낸 도면들이다.
도 4는 1차 스크리닝된 보존제 종류에 따른 90일 간의 진단 직진성 확인 실험(실시예 6)의 결과를 나타낸 도면들이다.
도 5는 1차 스크리닝된 보존제 종류에 따른 90일 간의 아르지닌 진단 생물발광 강도 확인 실험(실시예 7)의 결과를 나타낸 도면들이다.
도 6은 보존 90일차의 바이오칩을 chemi-doc으로 측정한 실제 생물발광 이미지이다.
도 7은 1차 스크리닝된 보존제 종류에 따른 90일 간의 아르지닌 진단 슬로프 확인 실험(실시예 8)의 결과를 나타낸 도면들이다.
도 8은 다른 아미노산들에 대한 진단 평가 확인 실험(실시예 9)의 결과를 나타낸 도면이다.
1 is a view showing a method for producing an amino acid quantitative analysis biochip according to an embodiment of the present invention and a method for quantifying amino acids using the same.
Figure 2 is a view showing the results of the 16 days diagnostic straightness confirmation experiment (Example 5-1) according to the type of preservatives performed in the immobilized state.
Figure 3 is a view showing the results of the 16-day diagnostic straightness confirmation experiment (Example 5-2) according to the kind of preservatives performed in the immobilized state.
4 is a diagram showing the results of a 90-day diagnostic straightness confirmation experiment (Example 6) according to the primary screened preservative type.
FIG. 5 shows the results of a 90-day arginine diagnostic bioluminescence intensity confirmation experiment (Example 7) according to the primary screened preservative type.
FIG. 6 is an actual bioluminescence image of chemi-doc measured on the 90-day biochip.
FIG. 7 shows the results of a 90-day arginine diagnostic slope confirmation experiment (Example 8) according to the primary screened preservative type.
8 shows the results of a diagnostic evaluation confirmation experiment (Example 9) for other amino acids.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only the embodiments are provided to make the disclosure of the present invention complete, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the scope of the invention, and the invention is defined only by the scope of the claims.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, '및/또는'은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. '내지'를 사용하여 나타낸 수치 범위는 그 앞과 뒤에 기재된 값을 각각 하한과 상한으로서 포함하는 수치 범위를 나타낸다. '약' 또는 '대략'은 그 뒤에 기재된 값 또는 수치 범위의 20% 이내의 값 또는 수치 범위를 의미한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In this specification, 'and / or' includes each and all combinations of one or more of the items mentioned. In addition, the singular also includes the plural unless specifically stated in the text. As used herein, 'comprises' and / or 'comprising' does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the mentioned components. Numerical ranges shown using 'to' indicate numerical ranges including the values described before and after the lower limit and the upper limit, respectively. "About" or "approximately" means a value or numerical range within 20% of the value or numerical range described thereafter.

본 명세서에서 사용하는 용어 '벡터'는 숙주 세포에 DNA를 도입하여 목적 유전자의 발현을 효율적으로 유도하기 위한 수단으로서, 특정한 서열이 발현되도록 작동가능하게 연결된 필수적인 조절 요소를 포함하는 유전자 작제물을 의미한다. 또, 본 명세서에서 사용되는 용어 '형질 전환체'는 외래의 유전 물질이 도입되어 유전 형질이 변화한 생물체를 의미한다. 또 본 명세서에서 사용되는 용어 '작동가능하게 연결(operably linked)'은 일반적 기능을 수행하도록 핵산 발현 조절 서열과 목적하는 단백질 등을 코딩하는 핵산 서열이 기능적으로 연결(functional linkage)되어 있는 상태를 의미한다. 예를 들어, 프로모터와 단백질 또는 펩타이드를 코딩하는 핵산 서열이 작동가능하게 연결되어 코딩 서열의 발현에 영향을 미칠 수 있다.As used herein, the term 'vector' is a means for efficiently inducing the expression of a gene of interest by introducing DNA into a host cell, and refers to a gene construct comprising essential regulatory elements operably linked to express a particular sequence. do. In addition, the term "transformer" as used herein refers to an organism in which the genetic trait has changed due to the introduction of foreign genetic material. In addition, the term 'operably linked' as used herein refers to a state in which a nucleic acid expression control sequence and a nucleic acid sequence encoding a protein of interest and the like are functionally linked to perform a general function. do. For example, a promoter and a nucleic acid sequence encoding a protein or peptide can be operably linked to affect expression of the coding sequence.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art. In addition, the terms defined in the commonly used dictionaries are not ideally or excessively interpreted unless they are specifically defined clearly.

이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.

본 발명의 일 실시예는 아미노산 정량 분석용 바이오칩을 제공한다. 본 실시예에 따른 아미노산 정량 분석용 바이오칩은 영양요구성 미생물(auxotroph) 및 트레할로스(trehalose)를 포함하고, 이들을 고정화하기 위한 아가로스를 더 포함할 수 있다.One embodiment of the present invention provides a biochip for quantitative analysis of amino acids. The biochip for quantitative analysis of amino acids according to the present embodiment includes auxotrophs and trehalose, and may further include agarose for immobilizing them.

상기 영양요구성 미생물은 아미노산 요구성 대장균(auxotrophic E. coli)일 수 있다. 예를 들어, 상기 아미노산 요구성 대장균은 최소배지에서 아미노산 중 어느 하나, 또는 하나 이상의 농도에 비례해서 성장할 수 있다. 예를 들어, 상기 아미노산 요구성 대장균은 전이인자(transposon) 돌연변이 유발 방법을 통해 제조될 수 있다. 상기 전이인자는 유전자 내에서 그 위치가 전이되거나 그 서열을 뒤집는 등의 방법으로 돌연변이를 유발할 수 있는 DNA 서열을 의미한다. 아미노산을 합성하는 유전자 내에 상기 전이인자가 삽입되면, 상기 아미노산 합성 유전자의 기능을 불활성화 시킴으로써 해당 아미노산의 영양요구주(auxotroph)가 되도록 유도할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 전이인자는 KAN-2 전이인자(Tn5)일 수 있다. The microtrophic microorganism may be an amino acid-required Escherichia coli (auxotrophic E. coli). For example, the amino acid demanding Escherichia coli may grow in proportion to the concentration of any one, or more than one, of the amino acids in minimal medium. For example, the amino acid requirement Escherichia coli can be prepared through a transposon mutagenesis method. The transfer factor refers to a DNA sequence capable of causing mutation by a method such as transferring its position in a gene or inverting the sequence. When the transfer factor is inserted into the gene for synthesizing the amino acid, it can be induced to become an auxotroph of the amino acid by inactivating the function of the amino acid synthesis gene. For example, the transition factor may be a KAN-2 transition factor (Tn5).

또, 상기 아미노산 요구성 대장균은 루시퍼라아제 또는 형광 단백질을 발현할 수 있다. 즉, 상기 아미노산 요구성 대장균은 루시퍼라아제 또는 형광 단백질을 코딩하는 유전자를 포함하고, 상기 유전자의 발현은 대장균의 성장에 비례할 수 있다. 상기 대장균의 성장에 비례하여 루시퍼라아제를 발현할 수 있다. 예를 들어, 상기 루시퍼라아제 또는 형광 단백질을 발현하는 아미노산 요구성 대장균은 pTAC-luc의 삽입을 통해 제조될 수 있다. 본 실시예에 따른 아미노산 요구성 대장균은 대장균의 성장에 따른 루시퍼라아제에 의한 발광량이 아미노산의 농도에 대해 높은 직진성(linearity) 비례 관계를 가질 수 있다.In addition, the amino acid requirement Escherichia coli can express a luciferase or fluorescent protein. That is, the amino acid-required Escherichia coli may include a gene encoding luciferase or a fluorescent protein, and the expression of the gene may be proportional to the growth of Escherichia coli. Luciferase may be expressed in proportion to the growth of E. coli. For example, amino acid-required E. coli expressing the luciferase or fluorescent protein can be prepared through the insertion of pTAC-luc. In the amino acid requirement Escherichia coli according to the present embodiment, the amount of light emitted by luciferase according to the growth of Escherichia coli may have a high linearity proportionality to the concentration of amino acids.

예시적인 실시예에서, 상기 루시퍼라아제 또는 형광 단백질을 발현할 수 있는 아미노산 요구성 대장균은 (ⅰ)대장균 ATCC1105 균주의 유전자에 전이인자(transposon)를 전기천공법(electroporation)으로 삽입하여 생성된 돌연변이체들로부터 특정한 아미노산에 대해 요구성을 갖는 돌연변이를 선별하는 단계, 및 (ⅱ)선별된 아미노산 요구성 돌연변이 균주에 pTAC-luc을 전기천공법으로 삽입하는 단계를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다. 이에 대해서는 실시예와 함께 구체적으로 후술된다.In an exemplary embodiment, the amino acid requirement Escherichia coli, which can express the luciferase or fluorescent protein, is a mutation produced by inserting a transposon into the gene of the strain E. coli ATCC1105 by electroporation. Screening for mutations having a requirement for a particular amino acid from the sieves, and (ii) inserting pTAC-luc into the selected amino acid demanding mutant strain by electroporation. This will be described later in detail with examples.

또한 상기 대장균은 성장 속도가 빨라서 단시간, 예를 들어 3시간 내지 4시간 배양 후에 정량 분석을 수행할 수 있다. 따라서 루시퍼라아제 또는 형광 단백질을 코딩하는 유전자를 가지고 상기 루시퍼라아제 등에 의한 발광량이 아미노산 농도에 대해 직진성을 갖는 본 실시예에 따른 아미노산 요구성 대장균은 시료 중의 아미노산 농도를 정량화하기 위해 효과적으로 이용될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 상기 아미노산은 아르지닌, 이소류신, 라이신, 류신 및 메티오닌 중 어느 하나일 수 있다.In addition, the E. coli can grow quantitatively after a short time, for example, 3 to 4 hours of incubation because of its rapid growth rate. Therefore, the amino acid-required Escherichia coli according to the present embodiment having a gene encoding luciferase or fluorescent protein and the amount of light emitted by the luciferase or the like is linear with respect to the amino acid concentration can be effectively used to quantify the amino acid concentration in the sample. have. In an exemplary embodiment, the amino acid may be any of arginine, isoleucine, lysine, leucine and methionine.

본 발명은 아미노산 정량 분석 키트를 제공할 수 있다. 상기 아미노산 정량 분석 키트는 기판, 및 상기 기판 상에 배치된 아미노산 정량 분석 바이오칩을 포함할 수 있다. 상기 기판은 글라스, 실리콘, 고분자 수지, 세라믹, 금속 또는 다공체 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The present invention can provide an amino acid quantitative assay kit. The amino acid quantitative analysis kit may include a substrate and an amino acid quantitative biochip disposed on the substrate. The substrate may include one or more of glass, silicon, polymer resin, ceramic, metal, or porous body.

또한 본 발명은 아미노산의 정량 분석 방법을 제공할 수 있다. 아미노산을 정량 분석하는 방법은 (a)상기 아미노산 정량 분석 바이오칩 또는 이를 포함하는 아미노산 정량 분석 키트를 준비하는 단계, (b)아미노산 정량 분석 바이오칩 등을 -20℃에서 보관하는 단계, (c)아미노산 정량 분석 바이오칩을 상온에서 시료와 접촉시키는 단계, 및 (d)상기 바이오칩의 발광도를 측정하여 시료 중의 아미노산 함량을 정량화하는 단계를 포함할 수 있다.The present invention may also provide a method for quantitative analysis of amino acids. Method for quantitative analysis of amino acids (a) preparing the amino acid quantitative analysis biochip or amino acid quantitative analysis kit comprising the same, (b) storing the amino acid quantitative analysis biochip, etc. at -20 ℃, (c) amino acid quantification Contacting the analytical biochip with a sample at room temperature, and (d) measuring the luminescence of the biochip to quantify the amino acid content in the sample.

즉, 특정한 아미노산에 대해 영양요구성을 가지고 루시퍼라아제가 발현되는 유전자를 갖는 아미노산 요구성 대장균이 배양 및 고정화된 바이오칩에 시료를 접촉시키고, 이 때 루시퍼라아제의 발현량을 측정하여 시료 중의 아미노산 함량으로 환산할 수 있다.That is, the amino acid-required Escherichia coli, which has a nutrient composition for a specific amino acid and a gene expressing luciferase, is contacted with the sample to be cultured and immobilized, and the amount of luciferase expression is measured to measure the amino acid in the sample. It can be converted into content.

몇몇 실시예에서, 상기 (a)아미노산 정량 분석 바이오칩을 준비하는 단계는, (a-1)LB 배지에 영양요구성 대장균 및 항생제를 투여하고 배양하는 단계, (a-2)이를 원심분리하고, 상층액을 제거한 후 M9 최소 배지를 이용하여 세척하는 단계, 및 (a-3)잔여물을 아가로스 및 트레할로스와 혼합하여 고형화하는 단계를 포함할 수 있다.In some embodiments, the step of preparing the (a) amino acid quantitative analysis biochip, (a-1) administering and culturing the trophic Escherichia coli and antibiotics in the LB medium, (a-2) centrifugation thereof, Removing the supernatant and washing with M9 minimal medium, and (a-3) solidifying by mixing the residue with agarose and trehalose.

이하, 도면을 더 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

<영양요구성 미생물을 이용한 바이오칩의 제조><Preparation of biochips using nutritional microorganisms>

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 아미노산 정량 분석용 바이오칩의 제조 방법 및 이를 이용한 아미노산의 정량화 방법을 나타낸 도면이다. 1 is a view showing a method for producing an amino acid quantitative analysis biochip according to an embodiment of the present invention and a method for quantifying amino acids using the same.

아미노산 정량 분석용 바이오칩의 제조 과정 및 이를 활용하여 아미노산을 정량화하는 방법에 대해서는 앞서 설명한 바 있으며, 보다 구체적인 설명은 후술할 실시예를 통해 보다 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The manufacturing process of the biochip for quantitative analysis of amino acids and a method of quantifying amino acids using the same have been described above, and a detailed description thereof may be more clearly understood through the following examples.

<실시예 1: 아미노산 영양요구성(amino acid auxotroph) 대장균의 제조>Example 1 Preparation of Amino Acid Auxotroph Escherichia Coli

E. coli W strain (ATCC1105) 균주의 유전자에 전이인자(transposon)를 전기천공법(electroporation)으로 무작위 삽입한 후 LB(Luria-Bertani) 배지 플레이트 및 M9 배지 플레이트에서 아르지닌(Arg), 이소류신(Ile), 라이신(Lys), 류신(Leu) 또는 메티오닌(Met)에 대해 영양요구성(auxotrophic)을 나타내는 균주들을 각각 선별하였다.Random insertion of transposons into the gene of E. coli W strain (ATCC1105) strain by electroporation followed by arginine (Arg) and isoleucine (Lrg) on LB (Luria-Bertani) medium plate and M9 medium plate Ile), lysine (Lys), leucine (Leu) or methionine (Met) strains showing auxotrophic (auxotrophic), respectively.

실시예 1에 대해 더 구체적으로 설명한다.Example 1 is explained in more detail.

우선 E. coli W (수탁번호 ATCC1105)를 준비하였다. 그리고 1㎕의 KAN-2 전이인자(Tn5)를 무작위 삽입하여 생성된 균주들을 카나마이신(kanamycin, Km; 50㎍/ml)을 포함하는 LB 배지 플레이트에서 배양하고, 돌연변이체들을 선별하였다. First, E. coli W (Accession No. ATCC1105) was prepared. Strains generated by randomly inserting 1 μl of KAN-2 transfer factor (Tn5) were cultured in LB medium plates containing kanamycin (kanamycin, Km; 50 μg / ml), and mutants were selected.

그리고 선별된 돌연변이체들을 카나마이신과 각 아미노산(아르지닌, 이소류신, 라이신, 류신 및 메티오닌)을 포함하는 M9 배지 플레이트에서 선별하고, 카나마이신만을 포함하는 M9 배지 플레이트에서 선별하는 레플리카(replica) 배지 플레이트 선별법을 이용한 후, 해당 아미노산을 포함하거나 미포함하는 3ml의 M9 액상 배지 내에서 후보 영양요구 균주(auxotroph)들의 아미노산(즉, 아르지닌, 이소류신, 라이신, 류신 및 메티오닌)에 대한 영양요구 특성을 확인하였다. The selected mutants were selected from a M9 medium plate containing kanamycin and each amino acid (arginine, isoleucine, lysine, leucine and methionine), and a replica medium plate screening method was selected from an M9 medium plate containing kanamycin only. After use, the nutritional requirements for the amino acids of the candidate auxotrophs (ie arginine, isoleucine, lysine, leucine and methionine) in 3 ml of M9 liquid medium with or without the corresponding amino acid were confirmed.

이를 통해 아르지닌 요구성 대장균, 이소류신 요구성 대장균, 라이신 요구성 대장균, 류신 요구성 대장균 및 메티오닌 요구성 대장균을 각각 제조하였다.Through this, arginine-required E. coli, isoleucine-required E. coli, lysine-required E. coli, leucine-required E. coli and methionine-required E. coli were prepared.

<실시예 2: 생체발광(bioluminescent) 대장균의 제조>Example 2 Preparation of Bioluminescent Escherichia Coli

실시예 2-1: pTAC의 제조Example 2-1: Preparation of pTAC

pETDuet-1 벡터(Novagen, San Diego, CA)의 T7lac 프로모터를 tac 프로모터로 치환하여 pTAC을 제조하였다.pTAC was prepared by replacing the T7 lac promoter of the pETDuet-1 vector (Novagen, San Diego, CA) with the tac promoter.

실시예 2-2: pTAC-luc의 제조Example 2-2 Preparation of pTAC-luc

먼저, pGL3-Basic 벡터(Promega, WI)로부터 luc(gene)을 다음의 프라이머 한 쌍을 사용하여 PCR로 증폭하였다. 상기 luc(gene)은 루시퍼라아제를 암호화하는 유전자이다. 루시퍼라아제는 생체발광을 나타내는 효소이기 때문에 luc(gene)이 도입된 균주는 성장에 따라 형광을 나타낼 수 있다.First, luc (gene) from pGL3-Basic vector (Promega, WI) was amplified by PCR using the following pair of primers. The luc (gene) is a gene encoding luciferase. Since luciferase is an enzyme that exhibits bioluminescence, a strain into which luc (gene) is introduced may fluoresce as it grows.

NcoI-luc-F (5′-CATGCCATGGAAGACGCCAAAAACATAAAGAAAGGC-3′) Nco I-luc-F (5′-CATGCCATGGAAGACGCCAAAAACATAAAGAAAGGC-3 ′)

EcoRI-luc-R (5′-CGGAATTCCTAGAATTACACGGC GATCTTTCCGC-3′) Eco RI-luc-R (5′-CGGAATTCCTAGAATTACACGGC GATCTTTCCGC-3 ′)

상기 NcoI-luc-F 및 EcoRI-luc-R는 각각 NcoI과 EcoRI 제한효소를 인식하는 프라이머이다.The Nco I-luc-F and Eco RI-luc-R are primers that recognize Nco I and Eco RI restriction enzymes, respectively.

그리고 증폭된 luc 단편을 NcoI과 EcoRI으로 절단(digestion)하였다. 그리고 실시예 2-1에서 제조된 pTAC을 동일한 효소들(NcoI 및 EcoRI)로 절단하고 여기에 상기 절단된 luc 단편을 도입함으로써 pTAC-luc을 제조하였다. The amplified luc fragment was digested with Nco I and Eco RI. And pTAC-luc was prepared by cleaving pTAC prepared in Example 2-1 with the same enzymes ( Nco I and Eco RI) and introducing the cleaved luc fragment thereto.

상기 프라이머들은 Bioneer(社) (Daejeon, Korea)에서 합성된 것을 사용하였다.The primers used were synthesized in Bioneer (company) (Daejeon, Korea).

실시예 2-3: 생체발광 대장균의 제조Example 2-3 Preparation of Bioluminescent Escherichia Coli

Gene Pulser system (Bio-Rad, CA)을 이용한 전기천공을 통해 상기 실시예 2-2에서 제조된 pTAC-luc을 상기 실시예 1에서 제조된 아르지닌 요구성 대장균, 이소류신 요구성 대장균, 라이신 요구성 대장균, 류신 요구성 대장균 및 메티오닌 요구성 대장균에 각각 도입하였다.PTAC-luc prepared in Example 2-2 by electroporation using a Gene Pulser system (Bio-Rad, CA) to the arginine-required E. coli, isoleucine-required E. coli, lysine requirements prepared in Example 1 E. coli, leucine-required E. coli and methionine-required E. coli were introduced respectively.

상술한 과정을 통해 아르지닌, 이소류신, 라이신, 류신 및 메티오닌 중 어느 하나의 정량 분석을 위해 이용될 수 있는 아미노산 정량 분석용 균주들을 제조하였다.Through the above-described process, amino acid quantitative strains that can be used for quantitative analysis of any of arginine, isoleucine, lysine, leucine and methionine were prepared.

<실시예 3: 미생물 바이오칩의 제조>Example 3: Preparation of Microbial Biochips

상기 실시예 2에서 제조된 pTAC-luc이 삽입된 아르지닌 요구성 대장균, 이소류신 요구성 대장균, 라이신 요구성 대장균, 류신 요구성 대장균 및 메티오닌 요구성 대장균을 이용하여 미생물 바이오칩을 제조하였다.A microbial biochip was prepared using the arginine-required Escherichia coli, the isoleucine-required Escherichia coli, the lysine-required Escherichia coli, the leucine-required Escherichia coli, and the methionine-required Escherichia coli prepared in Example 2 prepared with pTAC-luc.

실시예 3에 대해 더 구체적으로 설명한다.Example 3 is explained in more detail.

실시예 3-1: 아미노산 요구성 대장균의 배양Example 3-1 Culture of Amino Acid Requirement Escherichia Coli

LB 배지에 각 아미노산 요구성 대장균과 50㎍/ml의 항생제(암피실린, 카나마이신)를 투여하여 진탕 배양기에 하루 밤 동안 배양하였다. 배양 후 8000rpm, 4℃ 조건에서 5분간 원심분리를 하였다. 그 다음 상층액을 버리고 배양된 세포를 M9 최소 배지를 이용해 2번 세척하였다. Each amino acid-required Escherichia coli and 50 µg / ml of antibiotics (ampicillin, kanamycin) were administered to the LB medium and cultured overnight in a shaker incubator. After incubation, centrifugation was performed at 8000 rpm and 4 ° C for 5 minutes. The supernatant was then discarded and the cultured cells washed twice with M9 minimal medium.

실시예 3-2: 보존제 첨가 및 고정화Example 3-2 Preservative Addition and Immobilization

실시예 3-1에서 배양된 세포의 2×106의 세포 수와, 3% (low gelling) 아가로스 및 보존제 후보군 중 어느 하나를 혼합하였다. 이 때 아가로스와 배양 세포의 혼합은 1:1의 부피비로 섞어 제조하였다. 그 다음 생물 발광용 96-well 플레이트의 각 well에 100㎕씩 분배하였다. 그 후 아가로스가 굳을 때까지 30분가량 기다렸다. 완전히 아가로스가 굳으면 포장하여 -20℃ 조건 및 -80℃ 조건에서 보관하였다.The cell number of 2 × 10 6 of the cells cultured in Example 3-1 was mixed with any one of 3% (low gelling) agarose and a preservative candidate group. At this time, the mixture of agarose and cultured cells was prepared by mixing at a volume ratio of 1: 1. 100 μl was then distributed to each well of a bioluminescent 96-well plate. Then waited for about 30 minutes until the agarose hardened. When the agarose completely hardened, it was packaged and stored at -20 ° C and -80 ° C.

여기서 보존제의 후보군은 다이메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO), 글리세롤(glycerol), 에틸렌글리콜(ethylene glycol), 폴리에틸렌글리콜(poly(ethylene glycol)), 수크로스(sucrose), 트레할로스(trehalose), 이렇게 6가지를 이용하였다.Candidates for preservatives here are dimethyl sulfoxide (DMSO), glycerol, ethylene glycol, polyethylene glycol, sucrose, trehalose, Six were used.

실시예 3-3: 보존제 첨가 및 비고정화Example 3-3 Preservative Addition and Unfixing

실시예 3-1에서 배양된 세포의 2×106의 세포 수를 보존제 후보군 중 어느 하나와 혼합하였다. 그 다음 생물 발광용 96-well 플레이트의 각 well에 100㎕씩 분배하였다. 그리고 -20℃ 조건 및 -80℃ 조건에서 보관하였다. 즉, 아가로스를 이용하여 고정화하지 않은 것을 제외하고는 실시예 3-2와 동일한 방법으로 보존제를 첨가하여 보관하였다.The cell number of 2 × 10 6 of the cells cultured in Example 3-1 was mixed with any one of the preservative candidate groups. 100 μl was then distributed to each well of a bioluminescent 96-well plate. And it stored at -20 degreeC conditions and -80 degreeC conditions. That is, a preservative was added and stored in the same manner as in Example 3-2, except that the agarose was not immobilized.

<실시예 4: 바이오칩의 보관성 사전 진단 평가>Example 4 Preliminary Diagnostic Evaluation of Storage of Biochips

실시예 3-2에서 준비되어 -20℃ 조건 및 -80℃ 조건에서 90일 동안 보관된 아르지닌 요구성 대장균 바이오칩(DMSO, 글리세롤, 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 수크로스, 또는 트레할로스 포함)을 25℃에서 1시간 정도 해동하였다.Arginine-required E. coli biochips (including DMSO, glycerol, ethylene glycol, polyethylene glycol, sucrose, or trehalose) prepared in Example 3-2 and stored for 90 days at -20 ° C and -80 ° C conditions were subjected to 25 ° C. Thaw for 1 hour at.

그리고 4×M9 배지, 비타민 B12(Vit.B12), IPTG(isopropyl-1-thio-β-D-galactopyranoside), 및 아르지닌으로 이루어진 용액을 준비하였다. 상기 용액은 아르지닌의 농도가 0에서 25μM까지 되도록 농도 구배 별로 제조하여 각 well에 100㎕씩 해동된 바이오칩 위에 분배하였다. And a solution consisting of 4 x M9 medium, vitamin B12 (Vit.B12), IPTG (isopropyl-1-thio-β-D-galactopyranoside), and arginine were prepared. The solution was prepared for each concentration gradient so that the concentration of arginine was from 0 to 25 μM and distributed on 100 μl of the thawed biochip.

그 다음 이 상태에서 37℃ 조건에서 4시간동안 배양하고 chemi-doc, multi microplate reader를 이용하여 진단 평가를 수행한 결과 모두 어느 정도의 발광 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.Then, in this state and incubated for 4 hours at 37 ℃ conditions and the diagnostic evaluation using the chemi-doc, multi microplate reader all confirmed that the luminescent properties to some extent.

<실시예 5: 보존제 종류에 따른 진단 직진성 확인>Example 5 Diagnosis of Diagnostic Straightness According to Preservative Types

실시예 5-1: 고정화된 상태에서 보존제 종류에 따른 진단 직진성 측정Example 5-1: Diagnostic Straightness Measurement According to Preservative Type in Immobilized State

실시예 3-2에서 준비되어 -20℃ 조건 및 -80℃ 조건에서 보관된 아르지닌 요구성 대장균의 보관 기간에 따른 보존성을 확인하였다. 구체적으로, 최대 16일 동안 보존 기간에 따른 바이오칩의 0~25μM 농도의 아르지닌에 대한 진단 직진성(R2 value, 발광 신호 vs. 아미노산 농도)을 측정하여 그 결과를 도 2에 나타내었다.The preservation of Arginine-required Escherichia coli prepared in Example 3-2 and stored at -20 ° C and -80 ° C was confirmed according to the storage period. Specifically, diagnostic straightness (R 2 value, luminescence signal vs. amino acid concentration) for arginine at a concentration of 0 to 25 μM of the biochip according to the retention period for up to 16 days was measured and the results are shown in FIG. 2.

도 2는 16일간 진행한 보존제 후보군 6종에 대한 아가로스 겔 고정 조건에서 0~25μM 농도 범위의 아르지닌 진단 직진성을 평가한 결과들이다.Figure 2 is a result of evaluating the arginine diagnostic straightness of the range of 0 ~ 25μM concentration in agarose gel fixation conditions for six preservative candidate group for 16 days.

구체적으로, 도 2a는 보존제 후보군 6종(DMSO, 글리세롤, 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 수크로스, 또는 트레할로스)을 각각 5% 첨가하고, -20℃에서 보관한 경우의 진단 직진성을 나타낸 결과이다(with agarose gel). 도 2b는 보존제 후보군 6종을 각각 5% 첨가하고, -80℃에서 보관한 경우의 진단 직진성을 나타낸 결과이다(with agarose gel). 도 2c는 보존제 후보군 6종을 각각 10% 첨가하고, -20℃에서 보관한 경우의 진단 직진성을 나타낸 결과이다(with agarose gel). 도 2d는 보존제 후보군 6종을 각각 10% 첨가하고, -80℃에서 보관한 경우의 진단 직진성을 나타낸 결과이다(with agarose gel).Specifically, FIG. 2A is a result showing diagnostic straightness when 5% of six preservative candidate groups (DMSO, glycerol, ethylene glycol, polyethylene glycol, sucrose, or trehalose) were added and stored at −20 ° C. (with agarose gel). Figure 2b is a result showing the diagnostic straightness when 5% of six preservative candidate groups, respectively, and stored at -80 ℃ (with agarose gel). Figure 2c is a result showing the diagnostic straightness when 10% of six preservative candidate groups, respectively, and stored at -20 ℃ (with agarose gel). Figure 2d is a result showing the diagnostic straightness when 10% of six preservative candidate groups, respectively, and stored at -80 ℃ (with agarose gel).

도 2a 내지 도 2d를 참조하면, 보존제를 넣지 않은 아가로스 겔 기반의 키트(대조군)는 -20℃에서 보관시 진단 직진성을 현저하게 잃어버리는 것을 확인할 수 있다. 또, DMSO, 에틸렌글리콜 및 폴리에틸렌글리콜을 이용한 경우 진단 직진성이 다소 불안정한 것을 확인할 수 있었다.Referring to Figures 2a to 2d, it can be seen that the agarose gel-based kit without the preservative (control) significantly loses diagnostic straightness when stored at -20 ℃. In addition, when using DMSO, ethylene glycol and polyethylene glycol it was confirmed that the diagnostic straightness is somewhat unstable.

또한 보존제를 10% (v/v) 첨가한 경우에 비해 5% (v/v) 첨가한 경우 진단 직진성이 현저하게 안정적인 것을 확인할 수 있다. 이를 통해 보존제의 농도는 약 4.9% (v/v) 내지 5.1% (v/v), 또는 약 5.0% (v/v)인 것이 바람직함을 알 수 있다.In addition, when the 5% (v / v) is added compared to the 10% (v / v) preservatives, it can be confirmed that the diagnostic straightness is significantly stable. This suggests that the concentration of the preservative is preferably about 4.9% (v / v) to 5.1% (v / v), or about 5.0% (v / v).

실시예 5-2: 고정화되지 않은 상태에서 보존제 종류에 따른 진단 직진성 측정Example 5-2: Diagnostic Straightness Measurement According to Preservative Type in the Unimmobilized State

실시예 3-3에서 준비되어 -20℃ 조건 및 -80℃ 조건에서 보관된 아르지닌 요구성 대장균의 보관 기간에 따른 보존성을 확인하였다. 구체적으로, 최대 16일 동안 보존 기간에 따른 바이오칩의 0~25μM 농도의 아르지닌에 대한 진단 직진성(R2 value)을 측정하여 그 결과를 도 3에 나타내었다.The preservation of Arginine-required Escherichia coli prepared in Example 3-3 and stored at −20 ° C. and −80 ° C. was confirmed according to the storage period. Specifically, diagnostic straightness (R 2 value) for arginine at a concentration of 0 to 25 μM of the biochip according to the retention period for up to 16 days was measured, and the results are shown in FIG. 3.

도 3은 16일간 진행한 보존제 후보군 6종에 대한 아가로스 겔에 의해 고정되지 않은 조건에서 0~25μM 농도 범위의 아르지닌 진단 직진성을 평가한 결과들이다.Figure 3 is a result of evaluating the arginine diagnostic straightness in the range of 0 ~ 25μM concentration in a condition that is not fixed by agarose gel for six preservative candidate group for 16 days.

구체적으로, 도 3a는 보존제 후보군 6종(DMSO, 글리세롤, 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 수크로스, 또는 트레할로스)을 각각 5% 첨가하고, -20℃에서 보관한 경우의 진단 직진성을 나타낸 결과이다(without agarose gel). 도 3b는 보존제 후보군 6종을 각각 5% 첨가하고, -80℃에서 보관한 경우의 진단 직진성을 나타낸 결과이다(without agarose gel). 도 3c는 보존제 후보군 6종을 각각 10% 첨가하고, -20℃에서 보관한 경우의 진단 직진성을 나타낸 결과이다(without agarose gel). 도 3d는 보존제 후보군 6종을 각각 10% 첨가하고, -80℃에서 보관한 경우의 진단 직진성을 나타낸 결과이다(without agarose gel).Specifically, Figure 3a is a result showing the diagnostic straightness when stored in the storage agent at -20 ℃ 5% each of the six preservative candidate groups (DMSO, glycerol, ethylene glycol, polyethylene glycol, sucrose, or trehalose) 5% agarose gel). Figure 3b is a result showing the diagnostic straightness when 5% of each of the six preservative candidate groups, and stored at -80 ℃ (without agarose gel). Figure 3c is a result showing the diagnostic straight-line when 10% of six preservative candidate groups, respectively, and stored at -20 ℃ (without agarose gel). Figure 3d is a result showing the diagnostic straightness when 10% of six preservative candidate groups, respectively, and stored at -80 ℃ (without agarose gel).

도 3a 내지 도 3d를 참조하면, 아가로스 겔로 고정화하지 않은 조건에서도 실시예 5-1과 마찬가지로, 보존제를 사용하지 않은 대조군, DMSO, 에틸렌글리콜 및 폴리에틸렌글리콜을 이용한 경우에서 불안정한 진단 직진성을 보이는 것을 확인할 수 있었다.3A to 3D, it was confirmed that unstable diagnostic straightness was observed in the case of using the control agent, DMSO, ethylene glycol and polyethylene glycol, without using a preservative, even under conditions without immobilization with an agarose gel. Could.

실시예 5-1 및 실시예 5-2를 통해 보존제 후보군을 1차 스크리닝할 수 있었고, 이하 실시예들에서 글리세롤, 수크로스 및 트레할로스 5% (v/v)를 이용하여 보다 상세한 실험을 진행하였다.Example 5-1 and Example 5-2 allowed the primary screening of preservative candidates, and further experiments were conducted using glycerol, sucrose and trehalose 5% (v / v) in the following examples. .

<실시예 6: 보존제 종류에 따른 진단 직진성 확인 2>Example 6 Diagnosis of Diagnostic Straightness According to Preservative Type 2

실시예 5를 통해 1차 스크리닝된 보존제 후보군 3종(글리세롤, 수크로스, 트레할로스)에 대해 -20℃ 조건 및 -80℃ 조건에서 보관된 아르지닌 요구성 대장균의 보관 기간에 따른 보존성을 확인하였다. 구체적으로, 최대 90일 동안 보존 기간에 따른 바이오칩의 0~25μM 농도의 아르지닌에 대한 진단 직진성(R2 value)을 측정하여 그 결과를 도 4에 나타내었다.Example 5 confirmed the shelf life of the primary screened preservative candidates (glycerol, sucrose, trehalose) according to the storage period of the arginine-required E. coli stored at -20 ℃ and -80 ℃ conditions. Specifically, diagnostic straightness (R 2 value) for arginine at a concentration of 0 to 25 μM of the biochip according to the retention period for up to 90 days was measured and the results are shown in FIG. 4.

도 4는 1차 스크리닝된 보존제 후보군 3종(5% (v/v))에 대한 90일 간의 0~25μM 농도 범위의 아르지닌 진단 직진성을 평가한 결과들이다.FIG. 4 shows the results of evaluating arginine diagnostic straightness in the range of 0-25 μM concentration over 90 days for three primary screened preservative candidate groups (5% (v / v)).

구체적으로, 도 4a는 보존제 후보군 3종(글리세롤, 수크로스, 트레할로스)을 첨가하고, -20℃에서 보관한 경우의 진단 직진성을 나타낸 결과이다(with agarose). 도 4b는 보존제 후보군 3종을 첨가하고, -80℃에서 보관한 경우의 진단 직진성을 나타낸 결과이다(with agarose).Specifically, FIG. 4A is a result showing diagnostic straightness when three preservative candidate groups (glycerol, sucrose, trehalose) were added and stored at -20 ° C (with agarose). 4B is a result showing the diagnostic straightness when three preservative candidate groups were added and stored at -80 ° C (with agarose).

또, 도 4c는 보존제 후보군 3종을 첨가하고, -20℃에서 보관한 경우의 진단 직진성을 나타낸 결과이다(without agarose). 도 4d는 보존제 후보군 3종을 첨가하고, -80℃에서 보관한 경우의 진단 직진성을 나타낸 결과이다(without agarose).4C is a result showing diagnostic straightness when three preservative candidate groups were added and stored at -20 ° C (without agarose). 4D is a result showing diagnostic straightness when three preservative candidate groups were added and stored at −80 ° C. (without agarose).

도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 보존제를 처리하지 않은 대조군의 경우 -20℃ 조건에서 진단 직진성을 완전히 잃어버리는 것을 알 수 있다.4A to 4D, it can be seen that the control straightness without treatment of the preservative completely loses diagnostic straightness at -20 ° C.

또, 보존 90일 후에, 트레할로스를 이용한 경우 현저하게 뛰어난 진단 직진성을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 고정화 조건에서 -20℃에서 보관된 경우, 트레할로스를 첨가한 바이오칩은 약 0.980 이상의 진단 직진성을 갖는 반면, 글리세롤은 약 0.890, 수크로스는 약 0.780의 진단 직진성을 갖는 것을 확인할 수 있다. 다시 말해서 트레할로스를 이용한 경우 글리세롤 및 수크로스를 이용한 경우에 비해 약 10%p 및 20%p 향상된 진단 직진성을 갖는 것을 알 수 있다.Moreover, 90 days after storage, when trehalose was used, it was confirmed that it has remarkably excellent diagnostic straightness. That is, when stored at -20 ° C under immobilized conditions, it can be seen that the biochip added with trehalose has a diagnostic straightness of about 0.980 or more, while glycerol has a diagnostic straightness of about 0.890 and sucrose about 0.780. In other words, it can be seen that the use of trehalose has about 10% p and 20% p improved diagnostic straightness compared to the case of using glycerol and sucrose.

<실시예 7: 보존제 종류에 따른 아르지닌 진단 생물발광 강도 확인>Example 7 Arginine Diagnostic Bioluminescence Intensity Confirmation According to Preservative Type>

실시예 5를 통해 1차 스크리닝된 보존제 후보군 3종(글리세롤, 수크로스, 트레할로스)에 대해 -20℃ 조건 및 -80℃ 조건에서 보관된 아르지닌 요구성 대장균의 진단 생물발광 강도를 평가하고, 이를 도 5에 나타내었다.Example 5 evaluated the diagnostic bioluminescent intensity of arginine-required E. coli stored at −20 ° C. and −80 ° C. conditions for three primary screened preservative candidate groups (glycerol, sucrose, trehalose), and 5 is shown.

도 5는 1차 스크리닝된 보존제 후보군 3종(5% (v/v))에 대한 90일 간의 25μM 농도의 아르지닌 진단 생물발광 강도(luminescence intensity)를 나타낸 도면들이다.FIG. 5 shows the arginine diagnostic bioluminescence intensity at a concentration of 25 μM over 90 days for three primary screened preservative candidates (5% (v / v)).

구체적으로, 도 5a는 보존제 후보군 3종(글리세롤, 수크로스, 트레할로스)을 첨가하고, -20℃에서 보관한 경우의 아르지닌 진단 발광 강도를 나타낸 결과이다(with agarose). 도 5b는 보존제 후보군 3종을 첨가하고, -80℃에서 보관한 경우의 아르지닌 진단 발광 강도 나타낸 결과이다(with agarose).Specifically, FIG. 5A shows the results of arginine diagnostic luminescence intensity when three preservative candidate groups (glycerol, sucrose, trehalose) were added and stored at -20 ° C (with agarose). FIG. 5B shows the results of arginine diagnostic luminescence intensity when three preservative candidate groups were added and stored at −80 ° C. (with agarose). FIG.

또, 도 5c는 보존제 후보군 3종을 첨가하고, -20℃에서 보관한 경우의 아르지닌 진단 발광 강도를 나타낸 결과이다(without agarose). 도 5d는 보존제 후보군 3종을 첨가하고, -80℃에서 보관한 경우의 아르지닌 진단 발광 강도를 나타낸 결과이다(without agarose).5C shows the results of arginine diagnostic luminescence intensity when three preservative candidate groups were added and stored at -20 ° C (without agarose). Fig. 5D shows the results of arginine diagnostic luminescence intensity when three preservative candidate groups were added and stored at -80 ° C (without agarose).

또한, 도 6은 90일 동안 -20℃에서 보관된 바이오칩의 아르지닌 진단 발광을 chemi-doc으로 측정한 이미지이다.6 is an image measured by chemi-doc for arginine diagnostic luminescence of a biochip stored at −20 ° C. for 90 days.

도 5 및 도 6을 참조하면, 대부분의 경우에서 보존제로서 트레할로스를 이용한 경우가 그렇지 않은 경우에 비해 우수한 발광 강도를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.5 and 6, it was confirmed that in most cases, the use of trehalose as a preservative showed superior emission intensity as compared with the other cases.

<실시예 8: 보존제 종류에 따른 아르지닌 진단 슬로프 확인>Example 8 Arginine Diagnostic Slope Confirmation According to Preservative Type

실시예 5를 통해 1차 스크리닝된 보존제 후보군 3종(글리세롤, 수크로스, 트레할로스)에 대해 -20℃ 조건 및 -80℃ 조건에서 보관된 아르지닌 요구성 대장균의 진단 슬로프(slope)를 평가하고 이를 도 7에 나타내었다.Example 5 evaluated the diagnostic slope of arginine-required E. coli stored at −20 ° C. and −80 ° C. conditions for three primary screened preservative candidate groups (glycerol, sucrose, trehalose) 7 is shown.

도 7은 1차 스크리닝된 보존제 후보군 3종(5% (v/v))에 대한 90일 간의 0~25μM 농도범위의 아르지닌 진단 슬로프를 나타낸 도면들이다.FIG. 7 shows arginine diagnostic slopes ranging from 0 to 25 μM concentration range over 90 days for three primary screened preservative candidates (5% (v / v)).

구체적으로, 도 7a는 보존제 후보군 3종(글리세롤, 수크로스, 트레할로스)을 첨가하고, -20℃에서 보관한 경우의 아르지닌 진단 슬로프를 나타낸 결과이다(with agarose). 도 7b는 보존제 후보군 3종을 첨가하고, -80℃에서 보관한 경우의 아르지닌 진단 슬로프를 나타낸 결과이다(with agarose).Specifically, FIG. 7A is a result showing an arginine diagnostic slope when three preservative candidate groups (glycerol, sucrose, trehalose) were added and stored at -20 ° C (with agarose). Fig. 7B shows the results of the arginine diagnostic slope when three preservative candidate groups were added and stored at -80 ° C (with agarose).

또, 도 7c는 보존제 후보군 3종을 첨가하고, -20℃에서 보관한 경우의 아르지닌 진단 슬로프를 나타낸 결과이다(without agarose). 도 7d는 보존제 후보군 3종을 첨가하고, -80℃에서 보관한 경우의 아르지닌 진단 슬로프를 나타낸 결과이다(without agarose).7C is the result which showed the arginine diagnostic slope at the time of adding three preservative candidate groups and storing at -20 degreeC (without agarose). FIG. 7D shows the results of an arginine diagnostic slope when three preservative candidate groups were added and stored at −80 ° C. (without agarose). FIG.

도 7a 내지 도 7d를 참조하면, 대부분의 경우에서 보존제로서 트레할로스를 이용한 경우가 그렇지 않은 경우에 비해 우수한 진단 슬로프를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.7A to 7D, it can be seen that in most cases, the use of trehalose as a preservative shows an excellent diagnostic slope compared to the other cases.

<실시예 9: 다른 아미노산의 진단 평가 확인>Example 9 Confirmation of Diagnostic Evaluation of Other Amino Acids

실시예 3에서 제조된 이소류신 요구성 대장균, 라이신 요구성 대장균, 류신 요구성 대장균 및 메티오닌 요구성 대장균 각각에 대해 실시예 3-2와 동일한 방법으로 아가로스로 고정화하였다. 이 때 보존제는 5% (v/v)의 트레할로스를 사용하였다.The isoleucine-required E. coli, lysine-required E. coli, leucine-required E. coli and methionine-required E. coli prepared in Example 3 were immobilized with agarose in the same manner as in Example 3-2. At this time, 5% (v / v) of trehalose was used as a preservative.

그리고 -20℃ 조건에서 90일 동안 보관된 바이오칩의 생물발광 강도 및 변동 계수(*)를 측정하고 이를 도 8에 나타내었다.And bioluminescence intensity and coefficient of variation (*) of the biochip stored for 90 days at -20 ℃ condition was measured and shown in FIG.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 아미노산 요구성 대장균들은 모두 90일 후에도 우수한 생물발광 강도 및 변동 계수를 갖는 것을 확인할 수 있었다.Referring to FIG. 8, all of the amino acid-required Escherichia coli prepared according to the present invention had excellent bioluminescence intensity and coefficient of variation even after 90 days.

본 발명에 따른 아미노산 정량 분석용 바이오칩은 시료 내 아미노산, 예컨대 아르지닌, 이소류신, 라이신, 류신 및 메티오닌의 농도를 정량화하고, 이를 발광 강도로서 표현할 수 있다.The biochip for quantitative analysis of amino acids according to the present invention can quantify concentrations of amino acids such as arginine, isoleucine, lysine, leucine and methionine in a sample, and express them as luminescence intensity.

이러한 미생물을 이용한 아미노산 정량 분석 바이오칩은 보관에 따른 안정성이 매우 중요한 요소이다. 예를 들어, 보관 기간, 보관 온도 및/또는 보관 환경에 따라 진단 직진성이 저하되는 경우 실제 진단 현장에서는 바이오칩 진단 특성을 신뢰할 수 없고, 결국 사용할 수 없는 결과로 이어지게 된다.Quantitative analysis of amino acids using these microorganisms, stability of storage is a very important factor. For example, degradation of diagnostic straightness, depending on storage period, storage temperature, and / or storage environment, results in unreliable biochip diagnostic properties at the actual diagnostic site and eventually unusable.

특히 실제 진단 현장에서는 바이오칩의 활성 저하를 막을 정도의 초저온(예컨대, -80℃)을 유지할 수 있는 설비를 갖추지 못하고 있는 실정이고, -20℃ 수준의 보존 시설을 갖추고 있을 뿐이다. 또한 그 보존 기간에 있어서도 짧게는 30일에서 길게는 100일에 이르는 기간 동안 보존될 수 있어야 한다.In particular, the actual diagnosis site does not have the facilities to maintain the ultra low temperature (for example, -80 ℃) to prevent the deterioration of the activity of the biochip, and only has a storage facility of -20 ℃ level. In addition, the preservation period should be able to be preserved for as short as 30 days to as long as 100 days.

본 발명자들은 다양한 보존제 후보군들로부터 이들을 다양한 조건에서 바이오칩에 적용하는 연구를 통해 실제 진단 현장에서 사용될 수 있을 정도의 보존 안정성, 즉 -20℃에서 90일 이상 보관되더라도 진단 직진성을 잃지 않고, 우수한 진단 발광 강도와 진단 슬로프를 나타낼 수 있는 바이오칩을 완성하였다.The present inventors have applied them to biochips under various conditions from various preservative candidates, so that they can be used at the actual diagnosis site, that is, even if stored for more than 90 days at -20 ° C, the diagnostic straightness is not lost, and excellent diagnostic emission is achieved. A biochip capable of indicating strength and diagnostic slopes was completed.

이를 통해 대량 생산 가능하면서도 비교적 간단한 방법으로 짧은 시간 내에 시료 내 아미노산을 정량화할 수 있는 바이오칩, 이를 이용한 진단 키트, 센서 디바이스를 제공할 수 있다. 이에 따라 신생아를 비롯한 환자들의 혈액 검사 비용을 절감하할 수 있고, 혈액 내 아미노산, 혈당, 비타민 등의 영양 상태를 빠르고 경제적으로 진단할 수 있어 국민 건강 복지에 기여할 수 있다. 또한 아미노산의 농도는 식품 내 균 및/또는 식품의 부패 정도와 관련이 있다. 따라서 본 발명은 식품의 상태를 검출하기 위한 표지로 이용될 수도 있을 것이다.Through this, it is possible to provide a biochip, a diagnostic kit, and a sensor device using the same, which can be mass-produced and quantify amino acids in a sample in a relatively simple manner. Accordingly, it is possible to reduce the blood test costs of patients including newborns, and to contribute to the health of the public by quickly and economically diagnosing the nutritional status of amino acids, blood sugar, and vitamins in the blood. The concentration of amino acids is also related to the degree of decay of the bacteria and / or food in the food. Therefore, the present invention may be used as a label for detecting the state of food.

이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although described above with reference to the embodiments of the present invention, which is merely an example and not limiting the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the essential characteristics of the embodiments of the present invention. It will be appreciated that various modifications and applications are not possible. For example, each component specifically shown in the embodiment of the present invention may be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.

Claims (11)

-20℃에서 보존되는 경우, -80℃에서 보존되는 경우에 비해 진단 직선성이 저하되는 문제를 해결하기 위한 아미노산 정량 분석 바이오칩으로서,
대장균 ATCC11105 균주에 KAN-2 전이인자(Tn5)를 삽입하여 유발된 아르지닌 요구성 균주를 선별하고, 선별된 상기 균주에 루시퍼라아제 또는 형광 단백질을 발현하는 pTAC-luc 플라스미드를 삽입하여 제조된 아르지닌 요구성 대장균으로서, 루시퍼라아제 또는 형광 단백질을 발현하는 아르지닌 요구성 대장균;
트레할로스 4.9% (v/v) 내지 5.1% (v/v); 및
아가로스를 포함하되,
-20℃에서 90일 이상 보존되었을 때, 진단 직선성(R2)이 0.980 이상인 아미노산 정량 분석 바이오칩.
An amino acid quantitative analysis biochip for solving the problem of lowering diagnostic linearity when stored at -20 ° C, compared to when stored at -80 ° C,
Arginine requirement strains were selected by inserting a KAN-2 transfer factor (Tn5) into E. coli ATCC11105 strains, and pTAC-luc plasmids expressing luciferase or fluorescent protein were inserted into the selected strains. As the required Escherichia coli, Arginine requirement Escherichia coli expressing luciferase or fluorescent protein;
Trehalose 4.9% (v / v) to 5.1% (v / v); And
Including agarose,
Amino acid quantitative biochip with a diagnostic linearity (R 2 ) of at least 0.980 when stored at −20 ° C. for more than 90 days.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 정량 분석 바이오칩은 유효 성분으로서, 다이메틸설폭사이드, 글리세롤, 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 및 수크로오스를 불포함하는, 아미노산 정량 분석 바이오칩.
The method of claim 1,
The quantitative analysis biochip is an amino acid quantitative analysis biochip containing, as an active ingredient, dimethyl sulfoxide, glycerol, ethylene glycol, polyethylene glycol and sucrose.
삭제delete 기판; 및
상기 기판 상에 배치된 상기 제1항에 따른 아미노산 정량 분석 바이오칩을 포함하는 아미노산 정량 분석 키트.
Board; And
Amino acid quantitative analysis kit comprising an amino acid quantitative analysis biochip according to claim 1 disposed on the substrate.
-20℃에서 보존되는 경우, -80℃에서 보존되는 경우에 비해 진단 직선성이 저하되는 문제를 해결하기 위한 아미노산 정량 분석 바이오칩으로서, 대장균 ATCC11105 균주에 KAN-2 전이인자(Tn5)를 삽입하여 유발된 아르지닌 요구성 균주를 선별하고, 선별된 상기 균주에 루시퍼라아제 또는 형광 단백질을 발현하는 pTAC-luc 플라스미드를 삽입하여 제조된 아르지닌 요구성 대장균으로서, 루시퍼라아제 또는 형광 단백질을 발현하는 아르지닌 요구성 대장균; 트레할로스 4.9% (v/v) 내지 5.1% (v/v); 및 아가로스를 포함하는 아미노산 정량 분석 바이오칩을 준비하는 단계;
상기 아미노산 정량 분석 바이오칩을 시료와 접촉시키는 단계; 및
상기 바이오칩의 발광도를 측정하여 상기 시료 중의 아미노산 함량을 정량화하는 단계를 포함하되,
-20℃에서 90일 이상 보존되었을 때, 진단 직선성(R2)이 0.980 이상인 아미노산 정량 분석 방법.
Amino acid quantitative analysis biochip to solve the problem of lowering diagnostic linearity when stored at -20 ° C, compared to when stored at -80 ° C, and induced by inserting KAN-2 transfer factor (Tn5) into E. coli ATCC11105 strain Arginine-required Escherichia coli prepared by screening the purified arginine-required strains and inserting pTAC-luc plasmid expressing luciferase or fluorescent protein into the selected strains, and expressing luciferase or fluorescent protein. E. coli with requirement; Trehalose 4.9% (v / v) to 5.1% (v / v); And preparing an amino acid quantitative analysis biochip comprising agarose;
Contacting the amino acid quantitative analysis biochip with a sample; And
Comprising the step of quantifying the amino acid content of the sample by measuring the luminescence of the biochip,
Amino acid quantitative analysis method having a diagnostic linearity (R 2 ) of 0.980 or more when stored at −20 ° C. for 90 days or more.
제9항에 있어서,
상기 아미노산 정량 분석 바이오칩을 준비하는 단계는,
LB 배지에 영양요구성 대장균 및 항생제를 투여하고 배양하는 단계,
배양 후, 원심분리하고, 상층액을 제거한 후 M9 최소 배지를 이용하여 세척하는 단계, 및
세척 후, 아가로스 및 트레할로스와 혼합하여 고형화하는 단계를 포함하는,
아미노산 정량 분석 방법.
The method of claim 9,
Preparing the amino acid quantitative analysis biochip,
Administering and culturing nutrient-forming Escherichia coli and antibiotics to LB medium,
After incubation, centrifugation, removing the supernatant and washing with M9 minimal medium, and
After washing, mixing with agarose and trehalose to solidify,
Amino acid quantitation method.
제10항에 있어서,
상기 아미노산 정량 분석 바이오칩을 준비하는 단계와 상기 바이오칩을 시료와 접촉시키는 단계 사이에,
상기 아미노산 정량 분석 바이오칩을 -20℃에서 보관하는 단계를 더 포함하는 아미노산 정량 분석 방법.
The method of claim 10,
Between preparing the amino acid quantitative analysis biochip and contacting the biochip with a sample,
Amino acid quantitative analysis method comprising the step of storing the amino acid quantitative analysis biochip at -20 ℃.
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