KR102144585B1 - System and method for detecting immunodiagnostic biomarker using magnetic particles and electrochemical sensor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 마이크로 튜브; 상기 마이크로 튜브 하단부에 이격되게 설치되고, 상기 자성입자를 상기 마이크로 튜브의 하단에 농축 포집하는 자성입자 포집용 자석; 상기 마이크로 튜브의 미세 구멍을 통하여 상기 마이크로 튜브 내의 용액을 제거하는 흡수지; 및 하부면에 자성입자 부착용 자석이 결합된 작업 전극 기판을 포함하고, 상기 작업 전극 기판의 상부로 이동된 상기 자성입자가 상기 작업 전극 기판의 상부면에 부착된 전기화학센서를 포함한다.
본 발명에 따르면, 면역반응이 자성입자 표면에서만 일어나서 종결되도록 하여 효소반응 결과물을 측정하는 전기화학센서의 작업 전극에 측정의 부정확성을 야기하는 불순물의 흡착을 배제시킴으로써, 작업 전극을 효소반응 산물의 농도를 측정하는 용도로만 활용하여 측정 감도를 향상시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.The present invention relates to an immunodiagnostic biomarker detection system and method using magnetic particles and an electrochemical sensor, and more particularly, to a microtube; A magnet for collecting magnetic particles which is installed to be spaced apart from the lower end of the microtube and collects the magnetic particles at the lower end of the microtube; An absorbent paper for removing the solution in the microtubes through the micropores of the microtubes; And a working electrode substrate to which a magnet for attaching magnetic particles is coupled to a lower surface, and an electrochemical sensor in which the magnetic particles moved to the upper surface of the working electrode substrate are attached to the upper surface of the working electrode substrate.
According to the present invention, by eliminating the adsorption of impurities that cause measurement inaccuracy to the working electrode of the electrochemical sensor that measures the result of the enzyme reaction by allowing the immune reaction to occur only on the surface of the magnetic particle, It has an excellent effect that can improve measurement sensitivity by using it only for measurement purposes.

Description

자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 시스템 및 방법{System and method for detecting immunodiagnostic biomarker using magnetic particles and electrochemical sensor}System and method for detecting immunodiagnostic biomarker using magnetic particles and electrochemical sensor}

본 발명은 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 면역반응이 자성입자 표면에서만 일어나서 종결되도록 하여 효소반응 결과물을 측정하는 전기화학센서의 작업 전극에 측정의 부정확성을 야기하는 불순물의 흡착을 배제시킴으로써 작업 전극을 효소반응 산물의 농도를 측정하는 용도로만 활용하여 측정 감도를 향상시킬 수 있는 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for detecting an immunodiagnostic biomarker using magnetic particles and an electrochemical sensor, and more particularly, to a working electrode of an electrochemical sensor that measures an enzyme reaction result by allowing an immune reaction to occur only on the surface of the magnetic particle and terminate. Immunodiagnostic biomarker detection system using magnetic particles and electrochemical sensors that can improve measurement sensitivity by using working electrodes only for measuring the concentration of enzyme reaction products by eliminating adsorption of impurities that cause measurement inaccuracies. It's about how.

종래 전기화학센서 방식의 면역진단 센서 기술은 작업 전극(Working electode, WE) 표면에 캡처 항체를 고정화하여 타겟 분자(항원)를 특이적으로 인식하도록 하고 전기화학신호를 발생시키는 효소를 라벨링(labeling) 신호발생분자로 활용하여 작업 전극으로 라벨링 효소에 의한 기질 반응 결과물을 측정하여 면역진단하는 방법을 사용하였다(대한민국 등록번호 제10-1258714호 참조). 작업 전극 표면에 타겟분자만의 특이 검출을 위해 면역반응을 유도하는 리셉터 항체나 블록킹(blocking)을 위한 단백질들과 분석시료에 존재하는 여러 부산물이 전극 표면에 노출될 수밖에 없는데 이로 인해 작업 전극 표면에는 단백질 등의 분자들이 흡착되게 되고 이는 효소반응 결과물의 농도를 측정하는데 방해가 되어 센서의 감도를 향상시키기 어렵고, 측정상의 편차를 가중시키는 문제점을 제공한다. Conventional electrochemical sensor-type immunodiagnostic sensor technology immobilizes a capture antibody on the surface of a working electrode (WE) to specifically recognize a target molecule (antigen) and label an enzyme that generates an electrochemical signal. Using as a signal generating molecule, an immunodiagnostic method was used by measuring the result of a substrate reaction by a labeling enzyme with a working electrode (refer to Korean Registration No. 10-1258714). Receptor antibodies that induce an immune response for the specific detection of only the target molecule on the working electrode surface, proteins for blocking, and various by-products present in the analysis sample are bound to be exposed on the electrode surface. Molecules such as proteins are adsorbed, which interferes with the measurement of the concentration of the enzyme reaction product, making it difficult to improve the sensitivity of the sensor and increasing the deviation in measurement.

또한 분석시료는 타겟 분자 뿐만 아니라 다양한 단백질과 혈구 등의 불순물이 고농도로 존재하는데 이러한 단백질은 전극 표면에 비특이 흡착을 일으킬 수 있고, 이로 인해 환자별 혈액 상태가 다를 경우 비특이 흡착되는 정도를 제어하기 어려워 측정 일관성을 확보하기가 매우 어렵다는 단점이 있다. In addition, the analysis sample contains high concentrations of impurities such as various proteins and blood cells as well as target molecules, and these proteins can cause non-specific adsorption on the electrode surface, and this controls the degree of non-specific adsorption when the blood state of each patient is different. It has a disadvantage that it is difficult to ensure measurement consistency because it is difficult to do.

뿐만 아니라 작업 전극 표면에서 비특이 흡착을 제거하기 위해 세척을 강력하게 하게 되면 고정화시킨 리셉터 항체가 떨어져나갈 수 있으며 이는 면역진단 측정 감도를 저해하고 측정결과의 편차를 키우는 원인으로 작용하여 적절한 세척 조건을 확보해야 하는 등의 번거로움이 생기며, 또한 그 조건을 확립하기 매우 어려운 단점이 있었다. In addition, if washing is performed strongly to remove non-specific adsorption from the surface of the working electrode, the immobilized receptor antibody may fall off, which impairs the sensitivity of immunodiagnosis measurement and increases the deviation of the measurement result. There are disadvantages such as having to be secured, and it is very difficult to establish the conditions.

이외에도 리셉터 항체를 전극 표면에 고정화하기 위해 필수적으로 해야 하는 공유결합 등의 전극 표면 개질(surface modification)은 용액과 전극 계면 사이의 인터페이스에 영향을 주어 전기화학신호를 측정하는데 신호를 저하시키는 원인으로 작용한다. In addition, surface modification of the electrode, such as covalent bonds, which is essential to immobilize the receptor antibody on the electrode surface, affects the interface between the solution and the electrode interface and acts as a cause of degrading the signal in measuring the electrochemical signal. do.

대한민국 등록번호 제10-1258714호 (2013. 04. 22)Korea Registration No. 10-1258714 (2013. 04. 22)

따라서 본 발명의 목적은 효소반응 결과물을 측정하는 전기화학센서의 작업 전극에 측정의 부정확성을 야기하는 불순물의 흡착을 배제시킴으로써 측정 감도를 향상시킬 수 있는 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is an immunodiagnostic biomarker using magnetic particles and electrochemical sensors that can improve measurement sensitivity by excluding adsorption of impurities that cause measurement inaccuracy to the working electrode of an electrochemical sensor that measures the result of an enzyme reaction. It is to provide a detection system and method.

본 발명의 다른 목적은 작업 전극 표면에 자성입자를 자기력으로 용이하게 포집함으로써 측정 감도를 향상시킬 수 있는 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a system and method for detecting an immunodiagnostic biomarker using magnetic particles and an electrochemical sensor that can improve measurement sensitivity by easily collecting magnetic particles on the surface of a working electrode.

본 발명의 또 다른 목적은 자성입자와 자기력을 활용하므로 타겟분자의 농축이 가능하고 반응시간을 단축시킬 수 있으며 세척이 용이한 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 시스템 및 방법을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a system and method for detecting an immunodiagnostic biomarker using magnetic particles and an electrochemical sensor that can be concentrated, shorten the reaction time, and are easy to clean since magnetic particles and magnetic force are utilized. There is.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 시스템은, 액체 시료 용액을 수용하는 공간, 및 하부면에 형성된 미세 구멍을 포함하고, 상기 액체 시료 용액 및 자성 입자를 포함하는 반응 용액이 주입되어 상기 자성 입자의 표면에 면역 반응이 형성되는 마이크로 튜브; 상기 마이크로 튜브 하단부에 이격되게 설치되고, 상기 자성입자를 상기 마이크로 튜브의 하단에 농축 포집하는 자성입자 포집용 자석; 상기 마이크로 튜브의 미세 구멍을 통하여 상기 마이크로 튜브 내의 용액을 제거하는 흡수지; 및 하부면에 자성입자 부착용 자석이 결합된 작업 전극 기판을 포함하고, 상기 작업 전극 기판의 상부로 이동된 상기 자성입자가 상기 작업 전극 기판의 상부면에 부착된 전기화학센서를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, the immunodiagnostic biomarker detection system using magnetic particles and an electrochemical sensor of the present invention includes a space for accommodating a liquid sample solution, and micropores formed on a lower surface thereof, and the liquid sample solution And a microtube in which an immune reaction is formed on the surface of the magnetic particles by injecting a reaction solution containing magnetic particles. A magnet for collecting magnetic particles which is installed to be spaced apart from the lower end of the microtube and collects the magnetic particles at the lower end of the microtube; An absorbent paper for removing the solution in the microtubes through the micropores of the microtubes; And a working electrode substrate to which a magnet for attaching magnetic particles is coupled to a lower surface, and an electrochemical sensor in which the magnetic particles moved to the upper surface of the working electrode substrate are attached to the upper surface of the working electrode substrate.

상기 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 시스템에 있어서, 상기 전기화학센서는 작업전극이 형성된 기판에 기준 전극 및 카운터 전극을 더 포함하고, 상기 센서 기판 상부에 기질 용액을 투입하여 신호를 측정하는 것을 특징으로 한다.In the immunodiagnostic biomarker detection system using the magnetic particles and the electrochemical sensor, the electrochemical sensor further comprises a reference electrode and a counter electrode on a substrate on which a working electrode is formed, and a substrate solution is added to the upper of the sensor substrate to signal It characterized in that it measures.

상기 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 시스템에 있어서, 상기 자성입자는 타겟분자와 특이적으로 반응하는 리셉터가 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.In the immunodiagnostic biomarker detection system using the magnetic particles and the electrochemical sensor, the magnetic particles are characterized in that a receptor that specifically reacts with a target molecule is fixed.

상기 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 시스템에 있어서, 상기 리셉터는 효소기질, 리간드, 항체, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산, 지질 및 탄수화물 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the immunodiagnostic biomarker detection system using the magnetic particle and the electrochemical sensor, the receptor is one or more selected from the group consisting of enzyme substrates, ligands, antibodies, amino acids, peptides, proteins, nucleic acids, lipids, and carbohydrates. It characterized in that it is made.

상기 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 시스템에 있어서, 상기 마이크로 튜브 내의 자성 입자를 상기 작업 전극 기판의 상부면으로 이동시키는 피펫; 또는 상기 마이크로 튜브의 상부에서 양압을 가하여 상기 마이크로 튜브 내의 자성 입자를 상기 마이크로 튜브의 미세 유체 구멍을 통하여 상기 작업 전극 기판의 상부면으로 이동시키는 가압 수단을 더 포함할 수 있다.An immunodiagnostic biomarker detection system using the magnetic particles and an electrochemical sensor, comprising: a pipette for moving magnetic particles in the microtube to an upper surface of the working electrode substrate; Alternatively, it may further include a pressing means for applying a positive pressure at the top of the microtube to move the magnetic particles in the microtube to the upper surface of the working electrode substrate through the microfluidic hole of the microtube.

상기 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 시스템에 있어서, 상기 작업 전극은 ITO 전극인 것을 특징으로 한다.In the immunodiagnostic biomarker detection system using the magnetic particles and the electrochemical sensor, the working electrode is an ITO electrode.

본 발명의 일 실시예에 따른 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 시스템은, 액체 시료 용액을 수용하는 공간을 포함하고, 상기 액체 시료 용액 및 자성 입자를 포함하는 반응 용액이 주입되어 상기 자성 입자의 표면에 면역 반응이 형성되는 마이크로 튜브; 상기 마이크로 튜브 하단부에 이격되게 설치되고, 상기 자성입자를 상기 마이크로 튜브의 하단에 농축 포집하는 자성입자 포집용 자석; 및 하부면에 자성입자 부착용 자석이 결합된 작업 전극 기판을 포함하고, 상기 작업 전극 기판의 상부로 이동된 상기 자성입자가 상기 작업 전극 기판의 상부면에 부착된 전기화학센서를 포함할 수 있다.An immunodiagnostic biomarker detection system using magnetic particles and an electrochemical sensor according to an embodiment of the present invention includes a space accommodating a liquid sample solution, and a reaction solution including the liquid sample solution and magnetic particles is injected. Microtubes in which an immune response is formed on the surface of the magnetic particles; A magnet for collecting magnetic particles which is installed to be spaced apart from the lower end of the microtube and collects the magnetic particles at the lower end of the microtube; And a working electrode substrate to which a magnet for attaching magnetic particles is coupled to a lower surface, and an electrochemical sensor in which the magnetic particles moved to the upper surface of the working electrode substrate are attached to the upper surface of the working electrode substrate.

본 발명의 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 방법은, 액체 시료 용액을 수용하는 공간, 및 하부면에 형성된 미세 구멍을 포함하는마이크로 튜브를 준비하는 단계; 상기 마이크로 튜브 내에 액체 시료 용액 및 자성 입자를 포함하는 반응 용액을 주입한 후 혼합하여 상기 자성 입자의 표면에 면역 반응을 형성하는 단계; 상기 마이크로 튜브의 하단부에 이격되게 설치된 자성입자 포집용 자석으로 상기 자성 입자를 상기 마이크로 튜브의 하부에 포집시키고, 상기 마이크로 튜브의 미세 구멍을 통하여 상기 마이크로 튜브 내부를 세척하거나 반응 후 용액을 제거하는 단계; 및 상기 마이크로 튜브 내의 자성 입자가 포함된 용액을 전기화학센서의 작업 전극(WE) 기판 상부로 이동시켜 상기 자성 입자를 상기 작업 전극 기판의 상부면에 부착시키는 단계를 포함할 수 있다.The method for detecting an immunodiagnostic biomarker using magnetic particles and an electrochemical sensor of the present invention comprises: preparing a microtube including a space for accommodating a liquid sample solution and a micro hole formed on a lower surface; Injecting a liquid sample solution and a reaction solution including magnetic particles into the microtube and mixing them to form an immune response on the surface of the magnetic particles; Collecting the magnetic particles in the lower portion of the micro-tube with a magnetic particle collecting magnet installed at the lower end of the micro-tube, and washing the inside of the micro-tube through the micro-holes or removing the solution after reaction ; And attaching the magnetic particles to the upper surface of the working electrode substrate by moving the solution containing the magnetic particles in the microtube onto the working electrode (WE) substrate of the electrochemical sensor.

상기 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 방법에 있어서, 상기 마이크로 튜브 내의 용액을 제거하는 단계는, 상기 마이크로 튜브의 미세 구멍에 흡수지를 접촉시켜 상기 마이크로 튜브 내의 용액을 제거하는 것을 특징으로 한다. 다시 말하면, 상기 흡수지 접촉을 통한 용액 제거시 상기 미세 구멍으로 용액이 흡수지로 빠지게 하는 것은 마이크로 튜브 내 양압에 의해 배출 동작 시작이 유발되는(triggering) 것을 특징으로 한다.In the method for detecting an immunodiagnostic biomarker using the magnetic particles and an electrochemical sensor, the step of removing the solution in the microtube comprises contacting the absorbent paper with the micropores of the microtube to remove the solution in the microtube. To do. In other words, when the solution is removed through contact with the absorbent paper, causing the solution to fall into the absorbent paper through the fine pores is characterized by triggering the discharge operation by positive pressure in the microtube.

상기 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 방법에 있어서, 상기 마이크로 튜브 내의 자성 입자를 전기화학센서의 작업 전극(WE) 기판 상부로 이동시켜 상기 자성 입자를 상기 작업 전극 기판의 상부면에 부착시키는 단계는, 상기 튜브 외벽에 이격되어 배치된 자석을 제거하여 마이크로튜브 내에 자성입자가 용액내 잘 혼합되도록 한 후 상기 마이크로 튜브 내의 자성 입자를 피펫을 이용하여 전기화학센서의 작업 전극 기판의 상부로 이동시키는 단계; 또는 상기 마이크로 튜브의 상부에서 양압을 가하여 미세구멍으로 배출동작이 유발되도록 함으로써(ignition) 상기 마이크로 튜브 내의 자성 입자를 상기 마이크로 튜브의 미세 유체 구멍을 통하여 상기 작업 전극 기판의 상부면으로 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.In the method for detecting an immunodiagnostic biomarker using the magnetic particles and an electrochemical sensor, the magnetic particles in the microtube are moved to an upper surface of a working electrode (WE) substrate of an electrochemical sensor to move the magnetic particles to the upper surface of the working electrode substrate. In the step of attaching to, the magnets spaced apart from the outer wall of the tube are removed so that the magnetic particles in the microtube are well mixed in the solution, and then the magnetic particles in the microtube are transferred to the working electrode substrate of the electrochemical sensor using a pipette. Moving upward; Alternatively, the step of moving the magnetic particles in the microtubes to the upper surface of the working electrode substrate through the microfluidic holes of the microtubes by applying positive pressure at the top of the microtubes to cause a discharge operation to the micropores (ignition). It may contain more.

상기 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 방법에 있어서, 상기 전기화학센서의 작업 전극 기판의 하부면에 자성입자 부착용 자석이 결합되어 상기 자성입자가 상기 작업 전극 기판의 상부면에 부착되어 있는 것을 특징으로 한다.In the immunodiagnostic biomarker detection method using the magnetic particles and the electrochemical sensor, a magnet for attaching magnetic particles is coupled to a lower surface of a working electrode substrate of the electrochemical sensor, so that the magnetic particles are attached to the upper surface of the working electrode substrate. It is characterized by being.

상기 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 방법에 있어서, 상기 전기화학센서는 작업전극이 형성된 기판에 기준 전극 및 카운터 전극을 더 포함하고, 상기 센서 기판 상부에 기질 용액을 투입하여 신호를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the method for detecting an immunodiagnostic biomarker using the magnetic particles and an electrochemical sensor, the electrochemical sensor further includes a reference electrode and a counter electrode on a substrate on which a working electrode is formed, and a substrate solution is added to the upper portion of the sensor substrate to signal It may further include the step of measuring.

상기 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 방법에 있어서, 상기 자성입자는 타겟분자와 특이적으로 반응하는 리셉터가 고정되어 있고, 상기 리셉터는 효소기질, 리간드, 항체, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산, 지질 및 탄수화물 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the immunodiagnostic biomarker detection method using the magnetic particle and the electrochemical sensor, the magnetic particle has a receptor that specifically reacts with a target molecule, and the receptor includes an enzyme substrate, a ligand, an antibody, an amino acid, a peptide, It is characterized by consisting of at least one selected from the group consisting of proteins, nucleic acids, lipids, and carbohydrates.

본 발명에 따른 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 시스템 및 방법에 따르면, 면역반응이 자성입자 표면에서만 일어나서 종결되도록 하여 효소반응 결과물을 측정하는 전기화학센서의 작업 전극에 측정의 부정확성을 야기하는 불순물의 흡착을 배제시킴으로써, 작업 전극을 효소반응 산물의 농도를 측정하는 용도로만 활용하여 측정 감도를 향상시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.According to the immunodiagnostic biomarker detection system and method using magnetic particles and electrochemical sensors according to the present invention, the inaccuracy of measurement on the working electrode of the electrochemical sensor measuring the result of the enzyme reaction by allowing the immune reaction to occur only on the surface of the magnetic particle and terminate. By eliminating the adsorption of impurities that cause the reaction, there is an excellent effect of improving the measurement sensitivity by using the working electrode only for measuring the concentration of the enzyme reaction product.

또한, 작업 전극 표면에 자성입자를 자기력으로 용이하게 포집할 수 있으므로 측정 감도를 향상시킬 수 있다.In addition, since magnetic particles can be easily collected on the surface of the working electrode by magnetic force, measurement sensitivity can be improved.

또한, 작업 전극 표면에 면역반응이 완결된 자성입자가 포집되어 있으므로 효소반응이 측정 전극에 근접하여 일어나게 됨으로써 측정감도를 향상시킬 수 있다. In addition, since the magnetic particles whose immune reaction has been completed are collected on the surface of the working electrode, the enzyme reaction occurs close to the measuring electrode, thereby improving the measurement sensitivity.

또한, 자성입자와 자기력을 활용하므로 타겟분자의 농축이 가능하고 반응시간을 단축시킬 수 있으며 세척이 용이하다.In addition, since magnetic particles and magnetic force are used, the target molecule can be concentrated, the reaction time can be shortened, and cleaning is easy.

도 1은 작업 전극 표면에 면역반응을 유도하는 종래의 전기화학식 면역진단 센서 방식을 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자성입자 표면을 이용한 면역반응을 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기화학 측정셀(WE, CE, RE)의 구조, 및 작업 전극으로 자성입자를 포집한 후 기질 용액이 담긴 측정셀에 담가 측정하는 실시예를 나타내는 모식도이다.
도 4는 종래의 마이크로 튜브 내에서 자성입자와 자석을 이용한 면역반응 및 세척시 방법을 나타내는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로튜브, 자성입자, 자석 및 피펫을 이용한 면역반응 과정을 나타내는 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로튜브, 자성입자 및 자석을 이용한 면역반응 과정을 나타내는 모식도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 분자의 농도에 따른 작업 전극으로 측정한 CV 특성을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자성입자(MB) 사용에 의해 획기적으로 향상된 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 MMP-9 생체분자의 면역진단 에세이(assay)를 적용하여 측정한 저농도 구간의 정량 검출 특성을 나타내는 그래프이다.1 is a schematic diagram showing a conventional electrochemical immunodiagnostic sensor method for inducing an immune response on the surface of a working electrode.
2 is a schematic diagram showing an immune response using a magnetic particle surface according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram showing a structure of an electrochemical measurement cell (WE, CE, RE) according to an embodiment of the present invention, and an embodiment in which magnetic particles are collected by a working electrode and then immersed in a measurement cell containing a substrate solution to be measured. to be.
4 is a schematic diagram showing an immune reaction and washing method using magnetic particles and magnets in a conventional microtube.
5 is a schematic diagram showing an immune response process using microtubes, magnetic particles, magnets, and pipettes according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic diagram showing an immune response process using microtubes, magnetic particles, and magnets according to an embodiment of the present invention.
7 is a graph showing CV characteristics measured by a working electrode according to the concentration of a target molecule according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph showing a remarkably improved measurement result by the use of magnetic particles (MB) according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph showing the quantitative detection characteristics of a low-concentration section measured by applying an immunodiagnostic assay for MMP-9 biomolecules according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, exemplary embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but identical or similar elements are denoted by the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. The suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are given or used interchangeably in consideration of only the ease of preparation of the specification, and do not have meanings or roles that are distinguished from each other by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the subject matter of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed in the present specification is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention It should be understood to include equivalents or substitutes.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers, such as first and second, may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it is directly connected to or may be connected to the other component, but other components may exist in the middle. Should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It is obvious to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the present invention.

도 1은 작업 전극 표면에 면역반응을 유도하는 종래의 전기화학식 면역진단 센서 방식을 나타내는 모식도이다.1 is a schematic diagram showing a conventional electrochemical immunodiagnostic sensor method for inducing an immune response on the surface of a working electrode.

기존 전기화학식 센서는 작업 전극 표면에 캡처 항체를 고정하여 면역반응으로 타겟의 농도에 비례해 라벨링 효소의 양이 좌우되고 이를 효소에 의한 기질반응 산물, 예컨대 아스코르브산(Ascorbic Acid, AA)의 농도를 작업 전극으로 측정하여 타겟분자를 정량분석하는 방법을 사용하였다. 이 경우 전기화학신호를 측정해야 하는 작업 전극 표면에 항체나 면역반응에 필수적인 블록킹(blocking) 단백질 등이 흡착되어 있고, 표면개질로 인해 화학기능기가 공유결합되어 처리되게 되고, 타겟 분자를 검출하기 위해 실제 시료(혈액, 소변, 땀 등의 바이오센서 분석 시료 등)에 반드시 노출되어야 하므로 여타의 불순물에 노출되어 비특이흡착 상황을 피할 수 없다. Existing electrochemical sensors fix the capture antibody on the surface of the working electrode, and the amount of labeling enzyme is influenced in proportion to the concentration of the target through an immune reaction, and the concentration of the substrate reaction product, such as ascorbic acid (AA), is determined by the enzyme. A method of quantitatively analyzing the target molecule by measuring with a working electrode was used. In this case, antibodies or blocking proteins essential for immune response are adsorbed on the surface of the working electrode where the electrochemical signal is to be measured, and chemical functional groups are covalently bonded to be processed due to surface modification, and to detect target molecules. Since it must be exposed to actual samples (biosensor analysis samples such as blood, urine, sweat, etc.), exposure to other impurities cannot avoid a non-specific adsorption situation.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자성입자 표면을 이용한 면역반응을 나타내는 모식도이다. 도 2를 참조하면, 샌드위치 분석을 보여주며 ALP(Alkaline phosphatase)를 라벨링 효소로 사용하여 반응 생성물인 아스코르브산(Ascorbic Acid, AA)의 농도를 측정하여 타겟 항원 분자를 정량 분석한다. 2 is a schematic diagram showing an immune response using a magnetic particle surface according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, a sandwich analysis is shown, and a target antigen molecule is quantitatively analyzed by measuring the concentration of ascorbic acid (AA) as a reaction product using Alkaline phosphatase (ALP) as a labeling enzyme.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기화학 측정셀(WE, CE, RE)의 구조, 및 작업 전극으로 자성입자를 포집한 후 기질 용액이 담긴 측정셀에 담가 측정하는 실시예를 나타내는 모식도이고, 도 4는 종래의 마이크로 튜브 내에서 자성입자와 자석을 이용한 면역반응 및 세척시 방법을 나타내는 모식도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로튜브, 자성입자, 자석 및 피펫을 이용한 면역반응 과정을 나타내는 모식도이다.3 is a schematic diagram showing a structure of an electrochemical measurement cell (WE, CE, RE) according to an embodiment of the present invention, and an embodiment in which magnetic particles are collected by a working electrode and then immersed in a measurement cell containing a substrate solution to be measured. 4 is a schematic diagram showing an immune reaction and washing method using magnetic particles and magnets in a conventional microtube, and FIG. 5 is a microtube, magnetic particle, magnet, and pipette according to an embodiment of the present invention. It is a schematic diagram showing the immune response process.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 시스템은 마이크로 튜브, 자석, 흡수지, 피펫 및 전기화학센서를 포함할 수 있다.3 to 5, an immunodiagnostic biomarker detection system using magnetic particles and an electrochemical sensor according to an embodiment of the present invention may include a micro tube, a magnet, an absorbent paper, a pipette, and an electrochemical sensor.

마이크로 튜브는 액체 시료 용액을 수용하는 공간, 및 하부면에 형성된 미세 구멍을 포함하고, 상기 액체 시료 용액 및 자성 입자를 포함하는 반응 용액이 주입되어 상기 자성 입자의 표면에 면역 반응이 형성된다.The microtube includes a space for accommodating a liquid sample solution and micropores formed on a lower surface thereof, and a reaction solution including the liquid sample solution and magnetic particles is injected to form an immune reaction on the surface of the magnetic particles.

여기서, 상기 자성입자는 타겟분자와 특이적으로 반응하는 리셉터가 고정된다. 상기 리셉터는 효소기질, 리간드, 항체, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산, 지질 및 탄수화물 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Here, in the magnetic particles, a receptor that specifically reacts with the target molecule is fixed. The receptor is characterized in that it consists of at least one selected from the group consisting of enzyme substrates, ligands, antibodies, amino acids, peptides, proteins, nucleic acids, lipids and carbohydrates.

자석은 상기 마이크로 튜브 하단부에 이격되게 설치되고, 상기 자성입자를 상기 마이크로 튜브의 하단에 농축 포집한다.A magnet is installed to be spaced apart from the lower end of the microtube, and the magnetic particles are concentrated and collected at the lower end of the microtube.

흡수지는 상기 마이크로 튜브의 미세 구멍을 통하여 상기 마이크로 튜브 내의 용액을 제거한다. 이때, 상기 흡수지를 상기 마이크로 튜브의 미세 구멍에 접촉하고, 상기 마이크로 튜브에 가압을 하여 상기 마이크로 튜브 내의 용액 제거가 시작되도록 하는 것이 바람직하다.The absorbent paper removes the solution in the micro tube through the micro holes of the micro tube. At this time, it is preferable that the absorbent paper comes into contact with the micro-holes of the micro-tubes and pressurizes the micro-tubes to start removing the solution in the micro-tubes.

전기화학센서는 하부면에 자석이 결합된 작업 전극 기판을 포함하고, 상기 작업 전극 기판의 상부로 이동된 상기 자성입자가 상기 작업 전극 기판의 상부면에 부착된다. 여기서, 상기 작업 전극은 ITO 전극인 것이 바람직하다.The electrochemical sensor includes a working electrode substrate to which a magnet is coupled to a lower surface, and the magnetic particles moved to the upper surface of the working electrode substrate are attached to the upper surface of the working electrode substrate. Here, the working electrode is preferably an ITO electrode.

상기 전기화학센서는 기준 전극 및 카운터 전극을 더 포함하고, 기질 용액이 담긴 측정셀에 상기 자성입자가 부착된 작업 전극 기판을 포함하는 상기 전기화학센서를 투입하여 신호를 측정할 수 있다. The electrochemical sensor may further include a reference electrode and a counter electrode, and may measure a signal by inserting the electrochemical sensor including a working electrode substrate to which the magnetic particles are attached to a measurement cell containing a substrate solution.

상기 마이크로 튜브 내의 자성 입자를 상기 작업 전극 기판의 상부면으로 이동시키기 위하여, 피펫으로 상기 마이크로 튜브 내의 자성 입자 용액을 상기 작업 전극 기판의 상부면으로 이동시킬 수도 있고, 바람직하게는 상기 마이크로 튜브의 상부에 가압 수단을 통하여 양압을 가하여 상기 마이크로 튜브 내의 자성 입자를 상기 마이크로 튜브의 미세 유체 구멍을 통하여 상기 작업 전극 기판의 상부면으로 이동시킬 수도 있다.In order to move the magnetic particles in the microtube to the upper surface of the working electrode substrate, the magnetic particle solution in the microtube may be moved to the upper surface of the working electrode substrate with a pipette, preferably, the upper surface of the microtube The magnetic particles in the microtube may be moved to the upper surface of the working electrode substrate through the microfluidic hole of the microtube by applying positive pressure through a pressing means.

상기 작업 전극 기판의 상부면에 자성입자 부착용 자석에 의하여 상기 자성입자가 작업전극 상부면에 부착되고, 자성입자를 머금고 있던 용액은 상기 센서 기판에 일정 부피로 존재할 수 있는 체임버 공간이 형성될 수 있도록 상기 작업 전극 기판의 상부면에 마이크로웰 구조를 위한 댐 구조물이 형성될 수 있다. 상기 작업전극 기판에는 작업전극 이외에 마이크로웰 구조 안에 카운터 전극, 기준전극을 더 포함하는 전기화학센서 전극이 기판에 일체형으로 포함될 수 있다. The magnetic particles are attached to the upper surface of the working electrode by a magnet for attaching magnetic particles to the upper surface of the working electrode substrate, and a chamber space in which a solution containing the magnetic particles can exist in a predetermined volume on the sensor substrate can be formed. Thus, a dam structure for a microwell structure may be formed on the upper surface of the working electrode substrate. In addition to the working electrode, the working electrode substrate may include an electrochemical sensor electrode further including a counter electrode and a reference electrode in a microwell structure integrally with the substrate.

본 발명에 따르면, 작업 전극은 효소 기질 반응 신호만을 측정하는 용도로 사용하여 전기화학반응 측정 감도를 획기적으로 향상시킬 수 있다. 모든 면역반응은 마이크로 튜브 내에서 일어나도록 하고 최종 면역반응 최종 결과물만을 작업 전극에 자기력으로 포집하여 라벨링에 의한 반응 생성물을 작업 전극으로 측정한다. 작업 전극은 여타의 불순물에 노출될 기회가 없기 때문에 양질의 표면 상태로 효소 반응 생성물의 신호만을 전기화학적으로 측정하기 용이하다. According to the present invention, the working electrode is used for measuring only an enzyme substrate reaction signal, and thus the sensitivity of measuring an electrochemical reaction can be dramatically improved. All immune reactions take place in a microtube, and only the final result of the final immune reaction is collected by magnetic force on the working electrode, and the reaction product by labeling is measured with the working electrode. Since the working electrode has no opportunity to be exposed to other impurities, it is easy to electrochemically measure only the signal of the enzyme reaction product with a good surface state.

기존에 96 웰 플레이트(well plate) 표면에서 면역반응을 진행시키고 효소 반응 결과물은 웰에 전기화학센서를 담가서 전기화학신호를 측정하는 방식이 있으나 효소반응이 일어나는 웰 플레이트 표면에서 웰 내 담긴 전체 기질용액의 생성물 농도변화를 가져와야 작업 전극이 신호를 감지할 수 있어 오히려 측정 성능이 저하되는 문제가 있었다. Conventionally, there is a method of measuring the electrochemical signal by immersing an electrochemical sensor in the well and measuring the electrochemical signal for the result of the enzyme reaction, but the whole substrate solution contained in the well on the surface of the well plate where the enzyme reaction occurs. There was a problem in that the measurement performance was rather degraded because the working electrode could detect the signal only when the product concentration change of was brought.

면역반응을 유도하기 위한 표면으로 자성입자 표면을 활용한다. 자성입자는 자석의 자기력을 이용하여 조작 및 매니퓰레이션(manipulation)을 할 수 있으므로 면역반응이 일어나는 동안 농축 포집 효과를 기대할 수 있고, 항원, 항체와 같이 자유롭게 시료 용액에 분산되어 떠다닐 수 있으므로 반응시간의 단축 및 농축으로 인한 감도 향상을 기대할 수 있다. Magnetic particle surface is used as a surface to induce an immune response. Since magnetic particles can be manipulated and manipulated using the magnetic force of a magnet, concentration and collection effects can be expected during immune reactions, and reactions can be made freely dispersed in sample solutions such as antigens and antibodies. It can be expected to improve sensitivity due to shortening of time and concentration.

분산된 자석입자는 작업 전극으로 가져와야 하는데 이를 위해서 작업 전극 위치의 기판 반대쪽에 자석을 두어 자기력이 작업 전극에 최대로 집중되도록 하여 작업 전극 표면에 포집 흡착시킨다. 그 후 기질 용액의 반응 생성물을 측정하여 그 농도로 타겟 분자를 정량한다. The dispersed magnetic particles must be brought to the working electrode. To this end, a magnet is placed on the opposite side of the substrate at the working electrode position so that the magnetic force is maximally concentrated on the working electrode and collected and adsorbed on the working electrode surface. After that, the reaction product of the substrate solution is measured and the target molecule is quantified by the concentration.

도 4를 참조하면, 종래의 경우 마이크로 튜브 내에서 자성입자와 자석을 이용한 면역반응 및 세척시 자석으로 자성입자를 포집한 후 용액을 새것으로 교체한다. 이 경우 마이크로튜브를 이용하여 자성입자 표면에 면역반응 과정(샌드위치 에세이)을 진행할 때 시료의 부피를 매우 극소량(수 ~ 수백 ul)을 사용하므로 반응이나 세척 과정시 자성입자를 소실하게 되면 측정 결과를 담보하기 어려워질 수 있다. 자석으로 자성입자를 튜브 벽면에 포획한 후 나머지 용액부분만을 피펫으로 제거해야 하는데 그 과정에 실험의 숙련도를 요구하게 되므로 보다 간편한 절차를 제공하는 것이 바람직하다. Referring to FIG. 4, in the conventional case, magnetic particles are collected with a magnet during immunization and washing using magnetic particles and magnets in a micro tube, and then the solution is replaced with a new one. In this case, when performing the immune reaction process (sandwich assay) on the surface of the magnetic particles using a microtube, the volume of the sample is very small (several to hundreds of ul), so if the magnetic particles are lost during the reaction or washing process, the measurement result is It can be difficult to secure. After the magnetic particles are trapped on the tube wall with a magnet, only the remaining part of the solution has to be removed with a pipette, but it is desirable to provide a simpler procedure since the process requires experimentation skill.

도 5 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로튜브, 자성입자, 자석 및 피펫을 이용한 면역반응 과정에 있어서, 마이크로 튜브에 미세 유체 구멍을 형성하여 피펫을 이용한 세척시 자성입자의 소실 우려의 문제를 미세구멍을 통한 일방 흐름 원리 적용하여 해결할 수 있다. 즉, 용액 주입 후 자석으로 자성입자를 튜브의 맨 하단 좁은 곳에 농축 포집한다. 자성입자가 농축된 라인 수위보다 상층부에 형성된 미세 구멍은 하이드로포빅(hydrophobic)한 표면 특성으로 튜브내 용액이 누수되지 않는 역할을 수행하다가 용액 제거시 튜브내 트리거링(triggering)을 위한 약간의 가압(또는 양압)과 흡수지의 도움으로 피펫 사용없이 세척액을 제거할 수 있다. 몇 번의 세척 과정을 진행할 수 있으며 매 시료의 주입은 튜브 주입구로 시료 용액의 제거는 배출용 미세 구멍과 흡수지로 손쉽게 제거한다. 이를 통해 매우 간단하게 면역진단 에세이(assay) 과정을 진행할 수 있다. 면역반응이 완료된 자성입자는 피펫으로 전체량을 떠서 작업 전극면에 옮긴다. 5 to 6, in the immune reaction process using a microtube, a magnetic particle, a magnet, and a pipette according to an embodiment of the present invention, a microfluidic hole is formed in the microtube and the magnetic particles are cleaned using a pipette. It can be solved by applying the principle of one-way flow through micropores. That is, after injecting the solution, magnetic particles are concentrated and collected in a narrow place at the bottom of the tube with a magnet. The fine pores formed in the upper layer of the line where the magnetic particles are concentrated have hydrophobic surface properties and play a role in that the solution in the tube does not leak, but when the solution is removed, a slight pressure for triggering in the tube (or With the help of positive pressure) and absorbent paper, the cleaning solution can be removed without the use of a pipette. Several cleaning processes can be performed, and each sample is injected through the tube inlet, and the sample solution is easily removed with a discharge hole and absorbent paper. This makes it very simple to proceed with the immunodiagnostic assay process. After the immune reaction is completed, the entire amount of magnetic particles is drawn with a pipette and transferred to the working electrode surface.

작업 전극은 자석에 의한 자기력의 영향을 받고 있어서 자성입자는 표면에 몰려있게 되며, 반응물의 측정을 위해 기질용액과 3전극 구조를 갖춘 전기화학측정 셀(cell)에서 반응물의 농도를 CV, CA 또는 CC 방법등의 전기화학 측정 기법으로 측정할 수 있다. Since the working electrode is affected by the magnetic force by the magnet, the magnetic particles are concentrated on the surface. For the measurement of the reactant, the concentration of the reactant in the electrochemical measuring cell equipped with a substrate solution and a three-electrode structure is CV, CA, or It can be measured by electrochemical measurement techniques such as the CC method.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로튜브, 자성입자 및 자석을 이용한 면역반응 과정을 나타내는 모식도이다.6 is a schematic diagram showing an immune response process using microtubes, magnetic particles, and magnets according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로튜브, 자성입자 및 자석을 이용한 면역반응 과정에 있어서, 마이크로 튜브의 미세 유체 구멍을 통하여 흡수지로 세척액을 제거하기 용이하게 하여 면역반응 단계를 완료할 수 있다. 최종 세척 단계 완료 후, 자성입자를 포함한 버퍼 용액은 마이크로 튜브 근접의 자석을 제거하여 마이크로 튜브 하단에 모이게 할 수 있고, 이 용액은 피펫을 사용하지 않고 마이크로 튜브 상부에서 양압을 가하여 마이크로 튜브의 미세 유체 구멍을 통하여 최종 면역반응산물인 자성입자가 포함된 용액을 작업 전극의 상부면으로 이동시킬 수 있다.6, in the immune reaction process using microtubes, magnetic particles, and magnets according to an embodiment of the present invention, the immune reaction step is performed by facilitating the removal of the washing liquid with the absorbent paper through the microfluidic hole of the microtube. Can be completed. After the final washing step is completed, the buffer solution containing magnetic particles can be collected at the bottom of the microtube by removing the magnet in the vicinity of the microtube, and this solution is applied to the microtube by applying positive pressure from the top of the microtube without using a pipette. The solution containing magnetic particles, which is the final immune reaction product, can be moved to the upper surface of the working electrode through the hole.

도 6의 1) 단계에서 마이크로 튜브의 하이드로포빅한 미세 유체 구멍이 있는 마이크로 튜브에서 면역반응이 진행된다. 이후 2) 단계 및 3) 단계에서 흡수지가 상기 미세 유체 구멍에 컨택되고 마이크로 튜브 상부에서 양압을 가하여 세척액을 제거한다. 그리고, 4) 단계에서 세척액 제거 후 마이크로 튜브와 흡수지를 분리한다. 상기 1) 내지 4) 단계의 면역반응 및 세척 과정은 필요한 횟수 만큼 반복할 수 있다. 이후 5) 단계에서 마이크로 튜브에 적절한 부피의 버퍼 용액을 투입하고 벽에 부착되어 있는 자석을 분리시켜, 마이크로튜브 내벽에 포획된 자성입자를 용액 내로 모아 마이크로튜브 하단부에 위치시킨다. 마이크로 튜브 상부에서 양압을 가하여 마이크로 튜브의 미세 유체 구멍을 통해 최종 반응산물인 자성입자액을 작업 전극의 상부면으로 이동시킬 수 있다. 작업 전극의 상부면으로 이동된 자성입자는 기판 하부에 부착된 자석의 자기력에 의하여 작업 전극에 포획된다.In step 1) of FIG. 6, an immune reaction proceeds in a microtube having a hydrophobic microfluidic hole in the microtube. Thereafter, in steps 2) and 3), the absorbent paper is brought into contact with the microfluidic hole, and a positive pressure is applied at the top of the microtube to remove the washing liquid. And, after removing the washing solution in step 4), the microtube and the absorbent paper are separated. The immune reaction and washing process of steps 1) to 4) may be repeated as many times as necessary. In step 5), a buffer solution of an appropriate volume is added to the microtube and the magnet attached to the wall is separated, and the magnetic particles trapped on the inner wall of the microtube are collected into the solution and placed at the bottom of the microtube. By applying positive pressure at the top of the microtube, the final reaction product, the magnetic particle solution, can be moved to the upper surface of the working electrode through the microfluidic hole of the microtube. The magnetic particles moved to the upper surface of the working electrode are trapped by the working electrode by the magnetic force of the magnet attached to the lower part of the substrate.

본 발명의 일 실시예에 따른 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 시스템은, 액체 시료 용액을 수용하는 공간을 포함하고, 상기 액체 시료 용액 및 자성 입자를 포함하는 반응 용액이 주입되어 상기 자성 입자의 표면에 면역 반응이 형성되는 마이크로 튜브; 상기 마이크로 튜브 하단부에 이격되게 설치되고, 상기 자성입자를 상기 마이크로 튜브의 하단에 농축 포집하는 자성입자 포집용 자석; 및 하부면에 자성입자 부착용 자석이 결합된 작업 전극 기판을 포함하고, 상기 작업 전극 기판의 상부로 이동된 상기 자성입자가 상기 작업 전극 기판의 상부면에 부착된 전기화학센서를 포함할 수 있다.An immunodiagnostic biomarker detection system using magnetic particles and an electrochemical sensor according to an embodiment of the present invention includes a space accommodating a liquid sample solution, and a reaction solution including the liquid sample solution and magnetic particles is injected. Microtubes in which an immune response is formed on the surface of the magnetic particles; A magnet for collecting magnetic particles which is installed to be spaced apart from the lower end of the microtube and collects the magnetic particles at the lower end of the microtube; And a working electrode substrate to which a magnet for attaching magnetic particles is coupled to a lower surface, and an electrochemical sensor in which the magnetic particles moved to the upper surface of the working electrode substrate are attached to the upper surface of the working electrode substrate.

상기 실시예는 마이크로 튜브의 하부에 미세 구멍이 없는 경우이다. 이 경우에는 상기 튜브 하단에 피펫을 넣어 피펫으로 세척을 수행하게 된다. 이때, 튜브의 바닥에는 용액만 존재하고 자성입자는 그 위쪽 벽에 고정되어 포획된 형태이다. 본 발명에 따른 실시예를 통해 면역진단 바이오마커 검출을 위한 실험 과정의 편의성을 크게 향상시킬 수 있다.In the above embodiment, there are no micropores in the lower part of the microtube. In this case, a pipette is put at the bottom of the tube to perform washing with a pipette. At this time, only the solution is present at the bottom of the tube, and the magnetic particles are fixed and captured on the upper wall. Through the embodiment according to the present invention, it is possible to greatly improve the convenience of an experimental process for detecting an immunodiagnostic biomarker.

본 발명의 실시예에 따른 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 방법은, 액체 시료 용액을 수용하는 공간, 및 하부면에 형성된 미세 구멍을 포함하는마이크로 튜브를 준비하는 단계(S10); 상기 마이크로 튜브 내에 액체 시료 용액 및 자성 입자를 포함하는 반응 용액을 주입한 후 혼합하여 상기 자성 입자의 표면에 면역 반응을 형성하는 단계(S20); 상기 마이크로 튜브의 하단부에 이격되게 설치된 자성입자 포집용 자석으로 상기 자성 입자를 상기 마이크로 튜브의 하부에 포집시키고, 상기 마이크로 튜브의 미세 구멍을 통하여 상기 마이크로 튜브 내부를 세척하거나 반응 후 용액을 제거하는 단계(S30); 및 상기 마이크로 튜브 내의 자성 입자가 포함된 용액을 전기화학센서의 작업 전극(WE) 기판 상부로 이동시켜 상기 자성 입자를 상기 작업 전극 기판의 상부면에 부착시키는 단계(S40)를 포함하는 것을 특징으로 한다.An immunodiagnostic biomarker detection method using magnetic particles and an electrochemical sensor according to an embodiment of the present invention includes preparing a microtube including a space for accommodating a liquid sample solution and micropores formed on a lower surface (S10) ; Injecting a liquid sample solution and a reaction solution including magnetic particles into the microtube and mixing them to form an immune response on the surface of the magnetic particles (S20); Collecting the magnetic particles in the lower portion of the micro-tube with a magnetic particle collecting magnet installed at the lower end of the micro-tube, and washing the inside of the micro-tube through the micro-holes or removing the solution after reaction (S30); And attaching the magnetic particles to the upper surface of the working electrode substrate by moving the solution containing the magnetic particles in the microtube onto the working electrode (WE) substrate of the electrochemical sensor (S40). do.

S20 단계에 있어서, 상기 자성입자는 타겟분자와 특이적으로 반응하는 리셉터가 고정되어 있고, 상기 리셉터는 효소기질, 리간드, 항체, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산, 지질 및 탄수화물 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In step S20, the magnetic particle has a receptor that specifically reacts with the target molecule, and the receptor is selected from the group consisting of enzyme substrates, ligands, antibodies, amino acids, peptides, proteins, nucleic acids, lipids and carbohydrates. It characterized in that it consists of any one or more.

상기 마이크로 튜브 내의 용액을 제거하는 단계(S30)는 상기 마이크로 튜브의 미세 구멍에 흡수지를 접촉시켜 상기 마이크로 튜브 내의 용액을 제거한다.In the step of removing the solution in the microtube (S30), the solution in the microtube is removed by contacting the absorbent paper with the micropores of the microtube.

상기 마이크로 튜브 내의 자성 입자를 전기화학센서의 작업 전극(WE) 기판 상부로 이동시켜 상기 자성 입자를 상기 작업 전극 기판의 상부면에 부착시키는 단계(S40)는 상기 튜브 외벽에 이격되어 배치된 자석을 제거하여 마이크로튜브 내에 자성입자가 용액내 잘 혼합되도록 한 후 상기 마이크로 튜브 내의 자성 입자를 피펫을 이용하여 전기화학센서의 작업 전극 기판의 상부로 이동시키는 단계; 또는 상기 마이크로 튜브의 상부에서 양압을 가하여 미세구멍으로 배출동작이 유발되도록 함으로써(ignition) 상기 마이크로 튜브 내의 자성 입자를 상기 마이크로 튜브의 미세 유체 구멍을 통하여 상기 작업 전극 기판의 상부면으로 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The step (S40) of attaching the magnetic particles to the upper surface of the working electrode substrate by moving the magnetic particles in the microtube to the upper portion of the working electrode (WE) substrate of the electrochemical sensor (S40) comprises: a magnet spaced apart from the outer wall of the tube. Removing the magnetic particles in the microtubes so that they are well mixed in the solution, and then moving the magnetic particles in the microtubes to the top of the working electrode substrate of the electrochemical sensor using a pipette; Alternatively, the step of moving the magnetic particles in the microtubes to the upper surface of the working electrode substrate through the microfluidic holes of the microtubes by applying positive pressure at the top of the microtubes to cause a discharge operation to the micropores (ignition). It may contain more.

피펫을 이용할 경우에는 세척과정도 피펫이며 최종 반응 완료후 자성입자 용액의 이동도 피펫으로 하게 되는데, 이 때 마이크로 튜브 벽의 자석 배치는 도 6과 같이 되는 것이 바람직하고, 피펫의 끝을 마이크로 튜브의 바닥에 위치시켜 세척액을 빨아들여 제거하도록 함으로써 자성입자의 소실없이 간단하게 세척액을 피펫으로 제거하는 것이 바람직하다. 흡수지의 사용을 위해서는 마이크로 튜브내 미세 구멍이 요구되며, 마이크로 튜브 내부로의 세척액 주입은 피펫으로 튜브 상부에서 주입하며, 세척액 제거는 마이크로 튜브 하부의 미세 구멍을 통해 흡수지로 용액의 일방흐름 원리를 이용하여 피펫 작업없이 세척액 제거가 가능하다.In the case of using a pipette, the cleaning process is also a pipette, and the movement of the magnetic particle solution is performed by a pipette after the final reaction is completed. In this case, the magnet arrangement of the microtube wall is preferably as shown in FIG. 6, and the end of the pipette is It is preferable to remove the washing solution by pipette simply without loss of magnetic particles by placing it on the floor to suck and remove the washing solution. To use the absorbent paper, a fine hole in the microtube is required.Injection of the washing liquid into the microtube is injected from the top of the tube with a pipette, and the removal of the washing liquid uses the principle of one-way flow of the solution into the absorbent paper through the fine hole in the bottom of the microtube Therefore, it is possible to remove the washing solution without pipetting.

상기 전기화학센서의 작업 전극 기판의 하부면에는 자석이 결합되어 상기 자성입자가 상기 작업 전극 기판의 상부면에 용이하게 부착될 수 있다.A magnet is coupled to the lower surface of the working electrode substrate of the electrochemical sensor so that the magnetic particles can be easily attached to the upper surface of the working electrode substrate.

본 발명의 일 실시예에 따른 방법에 있어서, 상기 전기화학센서는 작업전극이 형성된 기판에 기준 전극 및 카운터 전극을 더 포함하고, 상기 센서 기판 상부에 기질 용액을 투입하여 신호를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the method according to an embodiment of the present invention, the electrochemical sensor further comprises a reference electrode and a counter electrode on a substrate on which a working electrode is formed, and further comprising the step of measuring a signal by injecting a substrate solution on the sensor substrate. Can include.

상기 센서 기판에 자성입자를 머금고 있던 용액이 일정 부피로 존재할 수 있는 체임버 공간이 형성될 수 있도록 상기 작업 전극 기판의 상부면에 마이크로웰 구조를 위한 댐 구조물이 형성될 수 있다. A dam structure for a microwell structure may be formed on the upper surface of the working electrode substrate so that a chamber space in which a solution containing magnetic particles may exist in a predetermined volume in the sensor substrate may be formed.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 분자의 농도에 따른 작업 전극으로 측정한 CV 특성을 나타내는 그래프이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자성입자(MB) 사용에 의해 획기적으로 향상된 측정 결과를 나타내는 그래프이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 MMP-9 생체분자의 면역진단 에세이(assay)를 적용하여 측정한 저농도 구간의 정량 검출 특성을 나타내는 그래프이다.7 is a graph showing CV characteristics measured with a working electrode according to the concentration of a target molecule according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a graph showing the use of magnetic particles (MB) according to an embodiment of the present invention. This is a graph showing the improved measurement results. 9 is a graph showing the quantitative detection characteristics of a low-concentration section measured by applying an immunodiagnostic assay for MMP-9 biomolecules according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 시스템 및 방법에 따르면, 면역반응이 자성입자 표면에서만 일어나서 종결되도록 하여 효소반응 결과물을 측정하는 전기화학센서의 작업 전극에는 기질용액 이외의 여타 불순물이 노출되는 기회 자체를 제거할 수 있다. According to the immunodiagnostic biomarker detection system and method using magnetic particles and electrochemical sensor according to the present invention, the working electrode of the electrochemical sensor measuring the result of the enzyme reaction by allowing the immune reaction to occur only on the surface of the magnetic particle to be terminated, except for a substrate solution. The opportunity for exposure to other impurities in can be eliminated.

또한, 작업 전극에 면역반응이 완결된 자성입자를 포집 유도하기 위해 측정 작업 전극 기판 뒷면에 자석을 두어 자기력을 활용하는데, 효소반응이 측정 전극에 근접하여 일어나므로 측정감도를 향상시킬 수 있다. In addition, in order to collect and induce magnetic particles whose immune reactions have been completed to the working electrode, a magnet is placed on the back side of the measuring electrode substrate to utilize magnetic force, and since the enzyme reaction occurs close to the measuring electrode, measurement sensitivity can be improved.

또한, 라벨링으로 사용한 효소에 의한 기질용액의 반응 결과물의 양을 작업 전극으로 측정하여 타겟 분자의 농도를 정량분석 할 수 있다. 시료의 주입과 처리를 간소화할 수 있고, 모든 반응 프로토콜은 마이크로튜브를 활용하여 면역반응 과정을 간편하게 할 수 있고 기계장치를 이용하여 자동화하기 용이하다. In addition, it is possible to quantitatively analyze the concentration of the target molecule by measuring the amount of the reaction result of the substrate solution by the enzyme used for labeling with a working electrode. Sample injection and processing can be simplified, and all reaction protocols can simplify the immune reaction process using microtubes, and are easy to automate using mechanical devices.

자성입자와 자기력을 활용하므로 타겟분자의 농축이 가능하고 반응시간을 단축시킬 수 있으며 세척이 용이하다. 측정 센서 전극 표면으로 자성입자를 모으기가 용이하고 작업 전극 표면은 세척된 깨끗한 상태를 그대로 유지한 채로 효소반응 부산물을 측정하게 되므로 측정 감도를 극대화할 수 있고, 측정 전극의 재사용으로 CV(편차)를 향상시킬 수 있다.Since the magnetic particles and magnetic force are used, the target molecule can be concentrated, the reaction time can be shortened, and cleaning is easy. It is easy to collect magnetic particles on the electrode surface of the measurement sensor, and the enzyme reaction by-products are measured while maintaining the cleaned and clean surface of the working electrode, thus maximizing the measurement sensitivity and reusing the measurement electrode to reduce CV (deviation). Can be improved.

또한, 면역반응의 표면은 자성입자를 활용하므로 비특이 결합에 의한 영향을 최소화할 수 있고, 항원-항체 반응의 확률을 개선할 수 있어서 기존의 방법에 비해 측정시간을 단축시키고 측정 감도를 향상시킬 수 있다.In addition, since the surface of the immune response utilizes magnetic particles, the effect of non-specific binding can be minimized, and the probability of an antigen-antibody reaction can be improved, thus shortening the measurement time and improving the measurement sensitivity compared to conventional methods. I can.

한편, 이상의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.Meanwhile, the above detailed description should not be construed as limiting in all respects and should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

Claims (12)

액체 시료 용액을 수용하는 공간, 및 하부면에 형성된 미세 구멍을 포함하고, 상기 액체 시료 용액 및 자성 입자를 포함하는 반응 용액이 주입되어 상기 자성 입자의 표면에 면역 반응이 형성되는 마이크로 튜브;
상기 마이크로 튜브 하단부에 이격되게 설치되고, 상기 자성입자를 상기 마이크로 튜브의 하단에 농축 포집하는 자성입자 포집용 자석;
상기 마이크로 튜브의 미세 구멍을 통하여 상기 마이크로 튜브 내의 용액을 제거하는 흡수지;
하부면에 자성입자 부착용 자석이 결합된 작업 전극 기판을 포함하고, 상기 작업 전극 기판의 상부로 이동된 상기 자성입자가 상기 작업 전극 기판의 상부면에 부착된 전기화학센서; 및
상기 마이크로 튜브 내의 자성 입자를 상기 작업 전극 기판의 상부면으로 이동시키는 피펫;을 포함하고,
상기 마이크로 튜브의 표면은 하이드로포빅(hydrophobic)한 표면 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 시스템.
A microtube including a space for accommodating a liquid sample solution and micropores formed on a lower surface thereof, and in which an immune reaction is formed on the surface of the magnetic particles by injecting a reaction solution including the liquid sample solution and magnetic particles;
A magnet for collecting magnetic particles which is installed to be spaced apart from the lower end of the microtube and collects the magnetic particles at the lower end of the microtube;
An absorbent paper for removing the solution in the microtubes through the micropores of the microtubes;
An electrochemical sensor comprising a working electrode substrate to which a magnet for attaching magnetic particles is coupled to a lower surface, and the magnetic particles moved to the upper surface of the working electrode substrate are attached to the upper surface of the working electrode substrate; And
Including; a pipette for moving the magnetic particles in the microtube to the upper surface of the working electrode substrate,
An immunodiagnostic biomarker detection system using magnetic particles and an electrochemical sensor, wherein the surface of the microtube has hydrophobic surface characteristics.
제1항에 있어서,
상기 전기화학센서는 작업전극이 형성된 기판에 기준 전극 및 카운터 전극을 더 포함하고, 상기 센서 기판 상부에 기질 용액을 투입하여 신호를 측정하는 것을 특징으로 하는 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 시스템.
The method of claim 1,
The electrochemical sensor further includes a reference electrode and a counter electrode on a substrate on which a working electrode is formed, and an immunodiagnostic bio using magnetic particles and an electrochemical sensor, characterized in that the signal is measured by injecting a substrate solution onto the sensor substrate. Marker detection system.
제1항에 있어서,
상기 자성입자는 타겟분자와 특이적으로 반응하는 리셉터가 고정되어 있고, 상기 리셉터는 효소기질, 리간드, 항체, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산, 지질 및 탄수화물 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 시스템.
The method of claim 1,
The magnetic particle has a receptor that specifically reacts with the target molecule, and the receptor is one or more selected from the group consisting of enzyme substrates, ligands, antibodies, amino acids, peptides, proteins, nucleic acids, lipids, and carbohydrates. Immunodiagnostic biomarker detection system using magnetic particles and an electrochemical sensor, characterized in that made.
제1항에 있어서,
상기 마이크로 튜브의 상부에서 양압을 가하여 상기 마이크로 튜브 내의 자성 입자를 상기 마이크로 튜브의 미세 유체 구멍을 통하여 상기 작업 전극 기판의 상부면으로 이동시키는 가압 수단;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 시스템.
The method of claim 1,
A pressurizing means for applying a positive pressure from an upper portion of the microtube to move the magnetic particles in the microtube to the upper surface of the working electrode substrate through the microfluidic hole of the microtube;
Immunodiagnostic biomarker detection system using magnetic particles and an electrochemical sensor, characterized in that it further comprises.
제1항에 있어서,
상기 작업 전극은 ITO 전극인 것을 특징으로 하는 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 시스템.
The method of claim 1,
The working electrode is an immunodiagnostic biomarker detection system using magnetic particles and an electrochemical sensor, characterized in that the ITO electrode.
삭제delete 액체 시료 용액을 수용하는 공간, 및 하부면에 형성된 미세 구멍을 포함하는마이크로 튜브를 준비하는 단계;
상기 마이크로 튜브 내에 액체 시료 용액 및 자성 입자를 포함하는 반응 용액을 주입한 후 혼합하여 상기 자성 입자의 표면에 면역 반응을 형성하는 단계;
상기 마이크로 튜브의 하단부에 이격되게 설치된 자성입자 포집용 자석으로 상기 자성 입자를 상기 마이크로 튜브의 하부에 포집시키고, 상기 마이크로 튜브의 미세 구멍을 통하여 상기 마이크로 튜브 내부를 세척하거나 반응 후 용액을 제거하는 단계; 및
상기 마이크로 튜브 내의 자성 입자가 포함된 용액을 전기화학센서의 작업 전극(WE) 기판 상부로 이동시켜 상기 자성 입자를 상기 작업 전극 기판의 상부면에 부착시키는 단계;를 포함하고,
상기 마이크로 튜브의 표면은 하이드로포빅(hydrophobic)한 표면 특성을 가지고,
상기 마이크로 튜브 내의 용액을 제거하는 단계는, 상기 마이크로 튜브의 미세 구멍에 흡수지를 접촉시켜 상기 마이크로 튜브 내의 용액을 제거하는 단계를 포함하고,
상기 마이크로 튜브 내의 자성 입자를 전기화학센서의 작업 전극(WE) 기판 상부로 이동시켜 상기 자성 입자를 상기 작업 전극 기판의 상부면에 부착시키는 단계는, 상기 마이크로 튜브에 이격되어 배치된 자석을 제거하여 마이크로튜브 내에 자성입자가 용액내 잘 혼합되도록 한 후 상기 마이크로 튜브 내의 자성 입자를 피펫을 이용하여 전기화학센서의 작업 전극 기판의 상부로 이동시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 방법.
Preparing a microtube including a space for accommodating a liquid sample solution and micropores formed on a lower surface thereof;
Injecting a liquid sample solution and a reaction solution including magnetic particles into the microtube and mixing them to form an immune response on the surface of the magnetic particles;
Collecting the magnetic particles in the lower portion of the micro-tube with a magnetic particle collecting magnet installed at the lower end of the micro-tube, and washing the inside of the micro-tube through the micro-holes or removing the solution after reaction ; And
Including; a step of attaching the magnetic particles to the upper surface of the working electrode substrate by moving the solution containing the magnetic particles in the microtube to the upper surface of the working electrode (WE) substrate of the electrochemical sensor, and
The surface of the microtube has hydrophobic surface properties,
The step of removing the solution in the microtubes includes removing the solution in the microtubes by contacting the absorbent paper with the micropores of the microtubes,
The step of attaching the magnetic particles to the upper surface of the working electrode substrate by moving the magnetic particles in the microtube to the upper part of the working electrode (WE) substrate of the electrochemical sensor may include removing a magnet spaced apart from the microtubes After allowing the magnetic particles in the microtubes to be well mixed in the solution, moving the magnetic particles in the microtubes to the top of the working electrode substrate of the electrochemical sensor using a pipette; magnetic particles and electricity, characterized in that it further comprises Immunodiagnostic biomarker detection method using a chemical sensor.
삭제delete 삭제delete 제7항에 있어서,
상기 전기화학센서의 작업 전극 기판의 하부면에 자성입자 부착용 자석이 결합되어 상기 자성입자가 상기 작업 전극 기판의 상부면에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 방법.
The method of claim 7,
Immunodiagnostic biomarker using magnetic particles and an electrochemical sensor, characterized in that a magnet for attaching magnetic particles is coupled to the lower surface of the working electrode substrate of the electrochemical sensor so that the magnetic particles are attached to the upper surface of the working electrode substrate Detection method.
제7항에 있어서,
상기 전기화학센서는 작업전극이 형성된 기판에 기준 전극 및 카운터 전극을 더 포함하고, 상기 센서 기판 상부에 기질 용액을 투입하여 신호를 측정하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 방법.
The method of claim 7,
The electrochemical sensor further includes a reference electrode and a counter electrode on a substrate on which a working electrode is formed, and measuring a signal by injecting a substrate solution onto the sensor substrate;
Immunodiagnostic biomarker detection method using magnetic particles and an electrochemical sensor, characterized in that it further comprises.
제7항에 있어서,
상기 자성입자는 타겟분자와 특이적으로 반응하는 리셉터가 고정되어 있고,
상기 리셉터는 효소기질, 리간드, 항체, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산, 지질 및 탄수화물 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자성입자와 전기화학센서를 이용한 면역진단 바이오마커 검출 방법.
The method of claim 7,
The magnetic particles have a fixed receptor that reacts specifically with the target molecule,
The receptor is an immunodiagnostic biomarker detection using magnetic particles and an electrochemical sensor, characterized in that it consists of at least one selected from the group consisting of enzyme substrates, ligands, antibodies, amino acids, peptides, proteins, nucleic acids, lipids and carbohydrates. Way.
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