KR102185866B1 - Kit for simultaneously detecting multiple biomarkers and detection method using the same - Google Patents

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KR102185866B1 KR1020190111210A KR20190111210A KR102185866B1 KR 102185866 B1 KR102185866 B1 KR 102185866B1 KR 1020190111210 A KR1020190111210 A KR 1020190111210A KR 20190111210 A KR20190111210 A KR 20190111210A KR 102185866 B1 KR102185866 B1 KR 102185866B1
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Abstract

기판, 형광분자가 표지된 2종 이상의 검출항체태그 및 상기 검출항체태그가 결합된 2종 이상의 검출항체를 포함하고, 상기 형광분자에 의한 FRET효율을 이용하여 2종 이상의 바이오마커 종류를 동시에 판별할 수 있는 다중 바이오마커 동시 검출용 키트 및 이를 이용한 검출 방법을 제공한다.It includes a substrate, two or more detection antibody tags labeled with a fluorescent molecule, and two or more detection antibodies combined with the detection antibody tag, and simultaneously discriminates two or more types of biomarkers using FRET efficiency by the fluorescent molecule. It provides a kit for simultaneous detection of multiple biomarkers and a detection method using the same.

Description

다중 바이오마커 동시 검출용 키트 및 이를 이용한 검출 방법 {Kit for simultaneously detecting multiple biomarkers and detection method using the same}Kit for simultaneously detecting multiple biomarkers and detection method using the same}

기판, 형광분자가 표지된 2종 이상의 검출항체태그 및 상기 검출항체태그가 결합된 2종 이상의 검출항체를 포함하고, 상기 형광분자에 의한 FRET효율을 이용하여 2종 이상의 바이오마커 종류를 동시에 판별하는, 다중 바이오마커 동시 검출용 키트 및 이를 이용한 검출 방법이 개시된다.It includes a substrate, two or more detection antibody tags labeled with a fluorescent molecule, and two or more detection antibodies combined with the detection antibody tag, and simultaneously discriminates two or more types of biomarkers using the FRET efficiency by the fluorescent molecule. , A kit for simultaneous detection of multiple biomarkers and a detection method using the same are disclosed.

바이오마커는 단백질이나 DNA, RNA, 대사물질 등을 이용하여 몸 속의 변화를 알아낼 수 있는 생물학적인 지표를 말한다. 생명체로부터 유래된 특정 시료에 포함되어 있는 바이오마커를 검출하는 방법으로, 생명체의 정상 또는 병리적인 상태를 확인 할 수 있고, 약물에 대한 반응 정도 등을 객관적으로 측정 가능하다. 최근에는 암을 비롯해 심장질환, 뇌졸중, 치매 등 각종 난치병을 진단하기 위한 효과적인 방법이라는 점에서 의료계의 각광을 받고 있다.Biomarkers are biological indicators that can detect changes in the body using proteins, DNA, RNA, and metabolites. As a method of detecting a biomarker included in a specific sample derived from a living organism, it is possible to check the normal or pathological state of the living organism and objectively measure the degree of reaction to a drug. Recently, it has been in the spotlight of the medical community because it is an effective method for diagnosing various incurable diseases such as cancer, heart disease, stroke, and dementia.

통상적으로 사용되는 바이오마커 검출 기술은 주로 ELISA 기반의 기술로서, 최대 수-수십pg/ml 수준의 민감도를 가지는 것으로 알려져 있다. 따라서, 바이오마커를 검출하기 위해서는 민감도에 비례하는 일정량 이상의 생체시료를 필요로 한다.A commonly used biomarker detection technique is mainly an ELISA-based technique, and is known to have a sensitivity of up to several tens of pg/ml. Therefore, in order to detect a biomarker, a biological sample of a certain amount or more in proportion to the sensitivity is required.

바이오마커를 이용하여 종양의 발생 유무를 판별하는 경우, 한 번의 검사에서 한 가지의 바이오마커를 판별하여 여러 번 검사를 반복하는 경우가 대부분이다. 그러나, 종양이 발생하게 되면, 하나의 바이오마커의 수치만 변하는 것이 아니라 2 이상의 바이오마커의 수치가 변하게 된다. 따라서, 종양의 발생 여부를 확인하기 위해서는 여러 종의 바이오마커를 동시에 검출하는 것이 발병 여부 판별의 정확도를 높일 수 있다.When using a biomarker to determine the presence or absence of a tumor, in most cases, one biomarker is identified in one test and the test is repeated several times. However, when a tumor occurs, not only one biomarker changes, but two or more biomarkers change. Therefore, in order to determine whether a tumor has occurred, detecting multiple biomarkers at the same time can increase the accuracy of determining whether a tumor has occurred.

현재의 기술로 다수의 바이오마커를 검출하기 위해서는, 검출하고자 하는 바이오마커의 수에 비례하는 혈액의 양과 키트가 요구된다. 이는 다량의 채혈에 따른 피검자의 심리적, 신체적 부담 및 다수의 검출용 키트 사용에 따른 경제적 부담을 유발할 뿐만 아니라, 질병의 조기 진단에도 어려움을 가져올 수 있어 2종 이상의 바이오마커를 동시에 진단할 필요가 있다.In order to detect multiple biomarkers with the current technology, a kit and an amount of blood proportional to the number of biomarkers to be detected are required. This not only causes the psychological and physical burden of the subject due to a large amount of blood collection, and economic burden due to the use of multiple detection kits, but may also lead to difficulties in early diagnosis of the disease, so it is necessary to simultaneously diagnose two or more biomarkers. .

미량의 생체 시료를 이용하여 2종 이상의 바이오마커를 동시에 검출할 수 있도록, 높은 민감도와 다중 진단이 가능한 기술이 요구되는 실정이다.In order to simultaneously detect two or more biomarkers using a small amount of biological samples, there is a need for a technology capable of high sensitivity and multiple diagnosis.

한국등록특허 제1431062호, “유방암 진단용 다중 바이오마커 세트, 이의 검출 방법 및 이에 대한 항체를 포함하는 유방암 진단키트” (공개일: 2013.09.23)Korean Patent Registration No. 1431062, "A multi-biomarker set for breast cancer diagnosis, a detection method thereof, and a breast cancer diagnostic kit including antibodies thereto" (Published: 2013.09.23) 한국공개특허 제20170096619호,“3차원 단백질 나노입자 프로브 기반 복수 질환의 동시검출 방법 및 키트” (공개일: 2017.08.24)Korean Patent Application Publication No. 20170096619, “Method and Kit for Simultaneous Detection of Multiple Diseases Based on 3D Protein Nanoparticle Probe” (Published: 2017.08.24)

본 발명의 목적은 기판, 형광분자가 표지된 2종 이상의 검출항체태그 및 상기 검출항체태그가 결합된 2종 이상의 검출항체를 포함하고, 상기 형광분자에 의한 FRET효율을 이용하여 2종 이상의 바이오마커 종류를 동시에 판별하는, 다중 바이오마커 동시 검출용 키트를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to include a substrate, two or more kinds of detection antibody tags labeled with a fluorescent molecule, and two or more kinds of detection antibodies to which the detection antibody tags are bound, and use two or more kinds of biomarkers by using the FRET efficiency of the fluorescent molecule. It is to provide a kit for simultaneous detection of multiple biomarkers that simultaneously discriminates the type.

본 발명의 다른 목적은 다중 바이오마커를 동시에 검출하는 방법에 관한 것으로, 기판에 2종 이상의 바이오마커가 부착되는 단계, 형광 표지된 검출항체태그가 부착된 2종 이상의 검출항체가 상기 2종 이상의 바이오마커와 각각 결합하는 단계 및 상기 결합에 의해 생성되는 형광신호로부터 FRET효율을 측정하는 단계를 포함하고, 상기 형광분자에 의한 FRET효율을 이용하여 상기 바이오마커의 종류를 동시에 판별한 후 단위 면적 당 바이오마커 개수로부터 바이오마커 농도를 측정하는 다중 바이오마커 동시 검출 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention relates to a method for simultaneously detecting multiple biomarkers, the step of attaching two or more biomarkers to a substrate, and two or more detection antibodies with a fluorescently labeled detection antibody tag attached to the two or more biomarkers. And measuring the FRET efficiency from the fluorescent signal generated by the binding, respectively, and after simultaneously determining the type of the biomarker by using the FRET efficiency by the fluorescent molecule, the biomarker per unit area To provide a method for simultaneous detection of multiple biomarkers for measuring biomarker concentration from the number of markers.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판; 형광분자가 표지된 2종 이상의 검출항체태그; 및 상기 검출항체태그가 결합된 2종 이상의 검출항체를 포함하고, 상기 형광분자에 의한 FRET효율을 이용하여 2종 이상의 바이오마커 종류를 동시에 판별하는, 다중 바이오마커 동시 검출용 키트가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a substrate; Two or more detection antibody tags labeled with fluorescent molecules; And two or more detection antibodies to which the detection antibody tag is bound, and simultaneously discriminating two or more types of biomarkers using FRET efficiency by the fluorescent molecule. A kit for simultaneous detection of multiple biomarkers is provided.

일 측에 따르면, 상기 형광분자는, 상기 검출항체태그의 특정 염기(base), 3'- 또는 5'-말단(end), 또는 기본골격(backbone)상에서 도너(donor) 또는 억셉터(acceptor)로 작용하는 것일 수 있다.According to one side, the fluorescent molecule is a donor or acceptor on a specific base, 3'- or 5'-end, or a backbone of the detection antibody tag. It may be to act as.

일 측에 따르면, 상기 검출항체태그는, 2 이상의 서로 상이한 형광분자가 표지된 것일 수 있다.According to one side, the detection antibody tag may be labeled with two or more different fluorescent molecules.

일 측에 따르면, 상기 키트는, 포획항체를 더 포함하는 것일 수 있다.According to one side, the kit may further include a capture antibody.

일 측에 따르면, 상기 포획항체는, 포획항체태그가 결합된 것일 수 있다.According to one side, the capture antibody may be a combination of the capture antibody tag.

일 측에 따르면, 상기 다중 바이오마커 동시 검출용 키트는, 검출프로브를 더 포함하는 것일 수 있다.According to one side, the kit for simultaneous detection of multiple biomarkers may further include a detection probe.

일 측에 따르면, 상기 검출프로브는, 검출항체태그 및 포획항체태그와 상보적으로 결합하는 것일 수 있다.According to one side, the detection probe may be complementarily combined with a detection antibody tag and a capture antibody tag.

일 측에 따르면, 상기 검출프로브는, 특정 염기(base), 3'- 또는 5'-말단(end), 또는 기본골격(backbone) 상에 도너 또는 억셉터가 표지되는 것일 수 있다.According to one side, the detection probe may be a donor or acceptor labeled on a specific base, 3'- or 5'-end, or a backbone.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 다중 바이오마커를 동시에 검출하는 방법에 관한 것으로, 기판에 2종 이상의 바이오마커가 부착되는 단계; 형광 표지된 검출항체태그가 부착된 2종 이상의 검출항체가 상기 2종 이상의 바이오마커와 각각 결합하는 단계; 및 상기 결합에 의해 생성되는 형광신호로부터 FRET효율을 측정하는 단계; 를 포함하고, 상기 형광분자에 의한 FRET효율을 이용하여 상기 바이오마커의 종류를 동시에 판별한 후 단위 면적 당 바이오마커 개수로부터 바이오마커 농도를 측정하는 다중 바이오마커 동시 검출 방법이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method for simultaneously detecting multiple biomarkers, comprising: attaching two or more biomarkers to a substrate; Binding two or more kinds of detection antibodies to which a fluorescently labeled detection antibody tag is attached to each of the two or more biomarkers; And measuring FRET efficiency from the fluorescent signal generated by the coupling. Including, and after simultaneously determining the type of the biomarker using the FRET efficiency of the fluorescent molecule, there is provided a method for simultaneously detecting multiple biomarkers to measure the biomarker concentration from the number of biomarkers per unit area.

일 측에 따르면, 상기 형광분자는, 상기 검출항체태그의 특정 염기(base), 3'- 또는 5'-말단(end), 또는 기본골격(backbone) 상에서 도너 또는 억셉터로 작용하는 것일 수 있다. According to one side, the fluorescent molecule may act as a donor or acceptor on a specific base, 3'- or 5'-end, or a backbone of the detection antibody tag. .

일 측에 따르면, 상기 검출방법은, 상기 기판에 포획항체를 부착하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.According to one side, the detection method may further include attaching a capture antibody to the substrate.

일 측에 따르면, 상기 포획항체는, 포획항체태그가 결합된 것일 수 있다. According to one side, the capture antibody may be a combination of the capture antibody tag.

일 측에 따르면, 상기 검출 방법은, 상기 포획항체태그와 검출프로브가 결합하는 단계; 및 검출항체태그와 상기 검출프로브가 결합하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.According to one side, the detection method comprises the steps of combining the capture antibody tag and a detection probe; And combining the detection antibody tag with the detection probe.

본 발명은 FRET효율을 이용하여 2 종 이상의 바이오마커를 동시에 검출할 수 있고, 적은 양의 시료에 포함된 낮은 농도의 바이오마커 종류를 구별할 수 있다.The present invention can simultaneously detect two or more types of biomarkers using FRET efficiency, and can distinguish types of biomarkers with low concentration contained in a small amount of a sample.

구체적으로, 본 발명은 1fg/ml수준의 극히 미량 존재하는 바이오마커를 포함하여 최대 1000여 개의 바이오마커를 동시에 검출하는 효과가 있으며, 검출 및 분석에 소요되는 시간이 매우 짧다는 장점이 있다. Specifically, the present invention has an effect of simultaneously detecting up to 1000 biomarkers, including biomarkers present in an extremely small amount of 1fg/ml, and has the advantage that the time required for detection and analysis is very short.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 바이오마커 동시 검출용 키트를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 검출항체태그에 표지된 도너 및 억셉터를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일분자 현미경을 이용하여 이미징하는 과정을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도너 및 억셉터의 FRET효율 측정을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 2 이상의 도너-억셉터 FRET쌍이 표지된 검출항체태그를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 2 이상의 도너-억셉터 FRET쌍의 도너 및 억셉터의 조합의 경우를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오마커의 종류 검출을 개략적으로 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 다중 바이오마커 동시 검출용 키트를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 다중 바이오마커 동시 검출용 키트를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 다중 바이오마커 동시 검출용 키트를 개략적으로 나타낸 것이다.
1 schematically shows a kit for simultaneous detection of multiple biomarkers according to an embodiment of the present invention.
2 schematically shows a donor and an acceptor labeled on a detection antibody tag according to an embodiment of the present invention.
3 shows a process of imaging using a single molecule microscope according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows the measurement of the FRET efficiency of the donor and acceptor according to an embodiment of the present invention.
5 shows a detection antibody tag labeled with two or more donor-acceptor FRET pairs according to an embodiment of the present invention.
6 shows a case of a combination of a donor and an acceptor of two or more donor-acceptor FRET pairs according to an embodiment of the present invention.
7 schematically shows the detection of the type of biomarker according to an embodiment of the present invention.
8 schematically shows a kit for simultaneous detection of multiple biomarkers according to another embodiment of the present invention.
9 schematically shows a kit for simultaneous detection of multiple biomarkers according to another embodiment of the present invention.
10 schematically shows a kit for simultaneous detection of multiple biomarkers according to another embodiment of the present invention.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes may be made to the embodiments, the scope of the rights of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all changes, equivalents, or substitutes to the embodiments are included in the scope of the rights.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.The terms used in the examples are used for illustrative purposes only and should not be interpreted as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" 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.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are assigned to the same components regardless of the reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiments, when it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the embodiments, the detailed description thereof will be omitted.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대하여 간단히 설명한다.The terms used in this specification will be briefly described.

본 명세서에서 “바이오마커”는 생명체의 정상 또는 병리적인 상태를 확인 할 수 있는 생체물질을 모두 포함한다.In the present specification, “biomarker” includes all biomaterials capable of confirming the normal or pathological state of an organism.

본 명세서에서 “항체”는 “검출항체”를 포함하는 광의의 의미로 사용되며, 구체적으로는 단일클론 항체(모노클로날 항체, 완전 길이 단일클론항체 포함), 다클론 항체(폴리클로날 항체), 다중특이 항체(예를 들어 이중특이 항체), 및 항체 단편(예를 들어, 가변 영역 및 목적하는 생물 활성을 나타내는 항체의 다른 부분)을 포함한다. 또한, 본 발명의 항체는 모노클로날 항체 및 폴리클로날 항체를 모두 포함하고, 키메라 항체, 인간화된 항체, 인간항체를 모두 포함한다. 바람직하게는 Fab, F(ab)2, Fab', F(ab')2, Fv, 디아바디(diabody), 나노바디(nanobody) 또는 scFv를 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 scFv, Fab, 나노바디 및 면역글로불린 분자일 수 있다.In the present specification, “antibody” is used in a broad sense including “detection antibody”, specifically, monoclonal antibodies (including monoclonal antibodies and full-length monoclonal antibodies), polyclonal antibodies (polyclonal antibodies) , Multispecific antibodies (e.g., bispecific antibodies), and antibody fragments (e.g., variable regions and other portions of antibodies that exhibit a desired biological activity). In addition, the antibody of the present invention includes both monoclonal antibodies and polyclonal antibodies, and includes all chimeric antibodies, humanized antibodies, and human antibodies. Preferably, it may include Fab, F(ab)2, Fab', F(ab')2, Fv, diabody, nanobody, or scFv, more preferably scFv, Fab, It may be a nanobody and an immunoglobulin molecule.

본 명세서에서 “검출항체태그”는 특정 염기의 상에 형광분자를 부착할 수 있는 상태의 핵산 또는 이미 형광분자가 부착된 상태의 단일가닥 또는 이중가닥 핵산을 의미한다.In the present specification, the "detection antibody tag" refers to a nucleic acid in a state capable of attaching a fluorescent molecule onto a specific base or a single-stranded or double-stranded nucleic acid in which a fluorescent molecule is already attached.

본 명세서에서 “형광분자”는 상기 검출항체태그에 결합되어 있는 검출가능한 형광 색소 화합물을 의미한다.In the present specification, “fluorescent molecule” refers to a detectable fluorescent dye compound bound to the detection antibody tag.

본 명세서에서 “FRET효율”은 빛에 의해 여기(excited)된 형광분자의 에너지가 인접한 다른 형광분자에 전달되는 현상을 이용하여, 형광분자 사이의 거리에 따라 상이한 에너지 전달 효율을 값으로 나타낸 것을 의미하고, 당업자가 인식하는 통상적인 FRET효율의 의미를 모두 포함하는 것일 수 있다. In the present specification, “FRET efficiency” refers to a phenomenon in which the energy of a fluorescent molecule excited by light is transferred to another adjacent fluorescent molecule, and indicates different energy transfer efficiencies according to the distance between the fluorescent molecules. And, it may include all the meanings of typical FRET efficiency recognized by those skilled in the art.

본 명세서에서 “도너”는 빛을 받아 여기되면 에너지를 전달하는 형광분자를 의미하고, 2 이상의 형광분자가 인접하는 경우, 상대적으로 짧은 파장의 빛을 흡수 또는 방출하는 형광분자를 의미한다.In the present specification, “donor” refers to a fluorescent molecule that transmits energy when excited by receiving light, and refers to a fluorescent molecule that absorbs or emits light of a relatively short wavelength when two or more fluorescent molecules are adjacent.

본 명세서에서 “억셉터”는 여기상태의 도너로부터 에너지를 전달받는 형광분자를 의미하고, 2 이상의 형광분자가 인접하는 경우, 상대적으로 긴 파장의 빛을 흡수 또는 방출하는 형광분자를 의미한다.In the present specification, “acceptor” refers to a fluorescent molecule that receives energy from a donor in an excited state, and when two or more fluorescent molecules are adjacent, it refers to a fluorescent molecule that absorbs or emits light of a relatively long wavelength.

본 명세서에서 “포획항체”는 전술한 용어 “항체”에 포함되는 어느 하나일 수 있으며, 구체적으로는 바이오마커를 기판에 고정시키는 역할을 수행하는 항체를 의미한다. In the present specification, “capturing antibody” may be any one included in the above-described term “antibody”, and specifically refers to an antibody that performs a role of immobilizing a biomarker on a substrate.

본 명세서에서 “포획항체태그”는 본 발명의 일실시예에 따른 포획항체에 결합한 핵산 가닥을 의미하며, 전술한 “검출항체태그”와 동일 또는 유사한 구성일 수 있다.In the present specification, "capturing antibody tag" refers to a nucleic acid strand bound to a capture antibody according to an embodiment of the present invention, and may have the same or similar configuration as the aforementioned "detection antibody tag".

본 명세서에서 “검출프로브”는 전술한 “검출항체태그”와 동일 또는 유사한 구성일 수 있다. 구체적으로는, 포획항체태그 및 검출항체태그와 결합하는 단일가닥 핵산을 의미한다. In the present specification, the “detection probe” may have the same or similar configuration as the “detection antibody tag” described above. Specifically, it refers to a single-stranded nucleic acid that binds to a capture antibody tag and a detection antibody tag.

본 발명은 기판; 형광분자가 표지된 2종 이상의 검출항체태그; 및 상기 검출항체태그가 결합된 2종 이상의 검출항체를 포함하고, 상기 형광분자에 의한 FRET효율을 이용하여 2종 이상의 바이오마커 종류를 동시에 판별하는, 다중 바이오마커 동시 검출용 키트에 관한 것이다.The present invention is a substrate; Two or more detection antibody tags labeled with fluorescent molecules; And it relates to a kit for simultaneous detection of multiple biomarkers comprising two or more detection antibodies to which the detection antibody tag is bound, and for simultaneously discriminating two or more types of biomarkers using FRET efficiency by the fluorescent molecule.

일 측에 따르면, 상기 형광분자는, 상기 검출항체태그의 특정 염기(base), 3'- 또는 5'-말단(end), 또는 기본골격(backbone) 상에서 도너 또는 억셉터로 작용하는 것일 수 있다.According to one side, the fluorescent molecule may act as a donor or acceptor on a specific base, 3'- or 5'-end, or a backbone of the detection antibody tag. .

본 발명의 바이오마커는 혈액, 타액, 소변 등의 생체액에서 검출할 수 있는 폴리펩티드, 펩티드, 핵산, 단백질 또는 대사물질일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니나, AFP(alpha fetoprotein), CA15-3, CA27-29, CA19-9, CA-125, 칼시토닌(calcitonin), 칼레티닌(calretinin), CEA(carcinoembryonic antigen), CD34, CD99, MIC-2, CD117, 크라모그라닌(chromogranin), 사이토케라틴(cytokeratin, various types: TPA, TPS, Cyfra21-1), 데스민(desmin), EMA(epithelial membrane antigen), Factor VIII, CD31, FL1, GFAP(glial fibrillary acidic protein), GCDFP-15(gross cystic disease fluid protein), HMB-45, hCG(human chorionic gonadotropin), 면역글로불린(immunoglobulin), 인히빈(inhibin), 케라틴(keratin, various types of keratin), 백혈구 마커(lymphocyte marker), MART-1(Melan-A), Myo D1, MSA (muscle-specific actin), 뉴로필라멘트(neurofilament), NSE(neuron-specific enolase), PLAP(placental alkaline phosphatase), PSA(prostate-specific antigen), PTPRC(CD45), S100 protein, SMA(smooth muscle actin), 시냅토파이신(synaptophysin), TK(thymidine kinase), Tg(thyroglobulin), TTF-1(thyroid transcription factor-1), M2-PK, 바이멘틴(vimentin), 인터루킨(interleukin), CD24, CD40, 인테그린(integrin), 시스타틴(cystatin), 인터페론(interferon), TNF(tumor necrosis factor), MCP, VEGF, GLP, ICA, HLA-DR, ICAM, EGFR, FGF, BRAF, GFEB, FRS, LZTS, CCN, 뮤신(mucine), 렉틴(lectin), 아포리포단백질, 티로신, 신경세포 접착분자 유사 단백질, 파이브로넥틴, 포도당, 요산, 탄산탈수효소 또는 콜레스테롤 등일 수 있다. The biomarker of the present invention may be a polypeptide, peptide, nucleic acid, protein, or metabolite detectable in biological fluids such as blood, saliva, urine, etc., but is not limited thereto, but is not limited to AFP (alpha fetoprotein), CA15-3, CA27-29, CA19-9, CA-125, calcitonin, calretinin, carcinoembryonic antigen (CEA), CD34, CD99, MIC-2, CD117, chromogranin, cytokeratin ( cytokeratin, various types: TPA, TPS, Cyfra21-1), desmin, EMA (epithelial membrane antigen), Factor VIII,  CD31,  FL1, GFAP (glial fibrillary acidic protein), GCDFP-15 (gross cystic disease fluid protein), HMB-45, hCG (human chorionic gonadotropin), immunoglobulin, inhibin, keratin, various types of keratin, leukocyte marker, MART-1 (Melan-A) ), Myo D1, MSA (muscle-specific actin), neurofilament (neurofilament), NSE (neuron-specific enolase), PLAP (placental alkaline phosphatase), PSA (prostate-specific antigen), PTPRC (CD45), S100 protein, SMA (smooth muscle actin), synaptophysin, TK (thymidine kinase), Tg (thyroglobulin), TTF-1 (thyroid transcription factor-1), M2-PK, vimentin, interleukin , CD24, CD40, integrin, cystatin, interferon, TNF (tumor necrosis factor), MCP, VEGF, GLP, ICA, HLA-DR, ICAM, EGFR, FGF, BRAF, GFEB, FRS, LZTS, CCN, mucine, lectin, apolipoprotein, tyrosine, nerve cell adhesion molecule-like protein, fibronectin, glucose, uric acid, carbonic anhydrase, or cholesterol.

본 발명에서 검출하고자 하는 바이오마커는, 생물처리과정, 병원성을 일으키는 과정, 치료를 위한 약리학적 과정의 측정 또는 평가 등의 통상적인 과학 또는 의료분야에서 사용되는 것이면 제한 없이 이용가능하고, 특별히 제한되는 것은 아니다. 구체적으로, 본 발명은, 검출항체태그에 표지된 도너와 억셉터 간의 거리에 따라 상이하게 측정되는 FRET효율의 측정값을 이용함으로써 2종 이상의 바이오마커를 동시에 검출하는 것이다.The biomarker to be detected in the present invention can be used without limitation, as long as it is used in conventional science or medical fields such as biological treatment, pathogenic processes, and measurement or evaluation of pharmacological processes for treatment. It is not. Specifically, the present invention is to simultaneously detect two or more biomarkers by using a measurement value of FRET efficiency that is measured differently depending on the distance between a donor and an acceptor labeled on a detection antibody tag.

상기 검출항체는 바이오마커를 항원-항체반응을 이용하여 검출하기 위한 것으로서, 검출하고자 하는 바이오마커의 종류만큼 이종의 것을 사용함이 바람직하다. 또, 검출시 FRET효율을 측정하기 위해서는 각각의 검출항체는 형광분자가 표지된 검출항체태그가 결합된 것을 사용함이 바람직하다. 본 발명의 실시예에서는 검출항체태그로 DNA를 사용하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 바람직하게는, DNA, RNA, PNA, LNA, MNA, GNA, TNA와 같은 핵산 또는 이의 유사체를 이용할 수 있으며, 폴리펩타이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 이용할 수 있다.The detection antibody is for detecting a biomarker using an antigen-antibody reaction, and it is preferable to use as many different kinds of biomarkers as the type of biomarker to be detected. In addition, in order to measure the FRET efficiency during detection, it is preferable to use a detection antibody tag bound with a fluorescent molecule for each detection antibody. In the embodiments of the present invention, DNA was used as the detection antibody tag, but it is not necessarily limited thereto, and preferably, nucleic acids such as DNA, RNA, PNA, LNA, MNA, GNA, TNA, or analogs thereof may be used, Any one selected from the group consisting of polypeptides may be used.

상기 “FRET효율”은 빛에 의해 여기된 형광분자의 에너지가 인접한 다른 형광분자에 전달되는 현상에서, 형광분자 사이의 거리에 따라 상이한 에너지 전달 효율을 값으로 나타낸 것으로, 구체적으로는 아래와 같이 계산되는 값을 의미한다.The “FRET efficiency” is a phenomenon in which the energy of a fluorescent molecule excited by light is transferred to another adjacent fluorescent molecule, and represents the energy transfer efficiency different according to the distance between the fluorescent molecules. Specifically, it is calculated as follows. Means value.

FRET 효율 = (억셉터가 내는 빛의 세기)/(도너와 억셉터가 내는 빛의 세기 합)FRET efficiency = (the intensity of light emitted by the acceptor)/(sum of the intensity of light emitted by the donor and acceptor)

이 때, 도너 또는 억셉터의 빛의 세기는 도너와 억셉터 간의 거리에 따라 영향을 받을 수 있으나, 도너와 억셉터를 원하는 특정 염기, 3'- 또는 5'-말단, 또는 기본골격 상에 표지하여 도너와 억셉터 사이의 거리를 조절함므로써, FRET효율을 제어할 수 있다.In this case, the light intensity of the donor or acceptor may be affected by the distance between the donor and the acceptor, but the donor and acceptor are marked on the desired specific base, 3'- or 5'-end, or the basic skeleton. Thus, by controlling the distance between the donor and the acceptor, the FRET efficiency can be controlled.

이 때, FRET 효율은 도너를 여기하기 위한 빛에 의해 억셉터가 여기되며 내는 빛, 도너와 억셉터가 내는 빛을 분리하기 위해 사용하는 광학부품(dichroic mirror)에 의해 완벽하게 분리되지 않은 도너와 억셉터가 내는 빛의 일부, 또는 도너와 억셉터가 내는 빛의 파장 차이에 따른 이미지 센서의 검출 효율 차를 보정한 값일 수 있다.At this time, the FRET efficiency is that the acceptor is excited by the light to excite the donor and the light emitted by the donor and the donor that is not completely separated by the dichroic mirror used to separate the light from the donor and the acceptor. It may be a value obtained by correcting a difference in detection efficiency of the image sensor according to a part of light emitted by the acceptor or a difference in wavelength of light emitted by the donor and the acceptor.

예를 들어, 도너와 억셉터 사이에 존재하는 염기의 수가 1개라고 할 때 간격을 1이라고 한다면, 도너와 억셉터 사이 간격을 1, 2, 3, … n으로 하는 2종 이상의 검출항체태그를 제작한다. 각각의 간격에 대한 FRET효율을 측정하여 간격에 대한 FRET효율을 데이터 베이스화 한다. 같은 종류의 검출항체에는 같은 종류의 검출항체태그를 부착하고, 다른 종류의 검출항체에는 다른 종류의 검출항체태그를 부착한다. 이후, 바이오마커가 포함된 시료와 반응을 진행하면, 특정 바이오마커는 특정 검출항체와 결합하게 되는데, 이 때, 각 분자의 도너와 억셉터가 내는 빛의 세기를 측정하여 FRET 효율을 계산한다. 데이터 베이스화 된 값과 계산한 값을 비교하여, 검출에 사용된 검출항체의 종류를 확인할 수 있으므로, 최종적으로 바이오마커의 종류를 확인할 수 있다.For example, if the number of bases present between the donor and the acceptor is 1, and the gap is 1, the gap between the donor and acceptor is 1, 2, 3,… Produce two or more detection antibody tags of n. The FRET efficiency for each interval is measured and the FRET efficiency for the interval is databased. The same type of detection antibody tag is attached to the same type of detection antibody, and a different type of detection antibody tag is attached to different types of detection antibody. Thereafter, when the reaction with the sample containing the biomarker proceeds, the specific biomarker binds to the specific detection antibody. At this time, the FRET efficiency is calculated by measuring the intensity of light emitted by the donor and acceptor of each molecule. The type of detection antibody used for detection can be confirmed by comparing the calculated value with the database value, so the type of biomarker can be finally confirmed.

일 실시예로, 전술한 내용으로 FRET효율을 구분할 수 있는 간격을 4 이상 20 이하의 정수라고 가정한다면, 1종의 도너와 1종의 억셉터로 제작할 수 있는 검출항체태그는 17가지가 된다. 만일, 동일한 조건으로 도너와 억셉터가 2쌍 존재한다면, 289가지가 되고, 3쌍이 존재하면 4,913가지가 되므로, 최소한의 형광분자 종류를 이용하여 다종의 바이오마커를 검출할 수 있다.As an embodiment, assuming that the interval at which the FRET efficiency can be classified as described above is an integer of 4 or more and 20 or less, there are 17 detection antibody tags that can be produced with one donor and one acceptor. If there are 2 pairs of donors and acceptors under the same conditions, there are 289 types, and when 3 pairs are present, there are 4,913 types. Therefore, various types of biomarkers can be detected using a minimum number of types of fluorescent molecules.

일 측에 따르면, 상기 검출항체태그는, 2 이상의 서로 상이한 형광분자가 표지된 것일 수 있다.According to one side, the detection antibody tag may be labeled with two or more different fluorescent molecules.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 바이오마커 동시 검출용 키트를 개략적으로 도시한 것이다. 1 schematically shows a kit for simultaneous detection of multiple biomarkers according to an embodiment of the present invention.

도 1을 보면, 기판에는 바이오마커가 고정되어 있고, 바이오마커는 검출항체태그가 부착된 검출항체가 결합되어 있다. 도 1에는 N종의 바이오마커에 특이적으로 결합하는 N종의 검출항체와 이에 부착된 N종의 검출항체태그를 포함하는 키트의 구성이 도시되어 있다. Referring to FIG. 1, a biomarker is fixed to a substrate, and a detection antibody with a detection antibody tag is bound to the biomarker. FIG. 1 shows the configuration of a kit including N types of detection antibodies that specifically bind to N types of biomarkers and N types of detection antibody tags attached thereto.

본 발명의 키트가 이와 같이 구성되는 이유는, 각각의 바이오마커와 결합한 검출항체의 검출항체태그로부터 동일한 FRET효율이 측정된다면, 검출된 바이오마커의 종류를 특정할 수 없기 때문이다. 따라서, 구분이 가능할 정도의 FRET효율의 측정값을 획득하기 위해서는, 검출하고자 하는 바이오마커의 수만큼 상이한 검출항체태그를 이용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 2종 이상의 검출항체태그는, 표지된 도너와 억셉터 사이에 존재하는 염기의 수가 상이한 것일 수 있다. 보다 구체적으로는, 검출항체태그는, 도너 및 억셉터 각각이 표지된 위치에 따라 모두 상이한 FRET효율을 가지는 것일 수 있다. 이 때, 상기 검출항체태그는, 복수의 도너 또는 억셉터가 표지되는 것일 수 있다. 이 경우, 2 이상의 도너는, 억셉터와 상이한 종류의 형광분자이고, 2 이상의 도너는, 서로 다른 종류의 형광분자일 수 있다. 또 다른 경우, 2 이상의 억셉터는, 도너와는 상이한 종류의 형광분자이고, 2 이상의 억셉터는, 서로 다른 종류의 형광분자일 수 있다. 일례로, 본 발명의 검출항체태그는 도 2에 도시된 바와 같이, 검출항체태그에 1개의 억셉터와 복수의 도너가 표지된 것일 수 있다. 이 때, 도너와 억셉터는 서로 이종의 형광분자고, 복수 개의 도너는 모두 상이한 종류의 형광분자임이 바람직하다. 가령, 전술한 내용으로 FRET효율을 구분할 수 있는 간격을 4 이상 20 이하의 정수라고 가정한다면, 이론적으로는, 하나의 FRET 효율로 제작할 수 있는 검출항체태그는 17가지가 된다. 즉, 4개의 도너와 1개의 억셉터로 구성된 검출항체태그를 제작하는 경우라면, 도너1-도너2, 도너2-도너3, 도너3-도너4, 도너4-억셉터 사이의 총 4개의 FRET 효율로 제작할 수 있는 검출항체태그의 종류는 이론상 17x17x17x17=83,521 가지가 된다.The reason why the kit of the present invention is constructed in this way is that if the same FRET efficiency is measured from the detection antibody tag of the detection antibody combined with each biomarker, the type of the detected biomarker cannot be specified. Therefore, in order to obtain a measured value of FRET efficiency that can be distinguished, it is preferable to use different detection antibody tags as many as the number of biomarkers to be detected. Specifically, two or more types of detection antibody tags may have different numbers of bases present between the labeled donor and acceptor. More specifically, the detection antibody tag may have different FRET efficiencies depending on the labeled positions of the donor and the acceptor. In this case, the detection antibody tag may be labeled with a plurality of donors or acceptors. In this case, the two or more donors may be different types of fluorescent molecules from the acceptor, and the two or more donors may be different types of fluorescent molecules. In another case, the two or more acceptors may be different types of fluorescent molecules from the donor, and the two or more acceptors may be different types of fluorescent molecules. As an example, as shown in FIG. 2, the detection antibody tag of the present invention may have one acceptor and a plurality of donors labeled on the detection antibody tag. In this case, it is preferable that the donor and the acceptor are different types of fluorescent molecules, and the plurality of donors are all different types of fluorescent molecules. For example, assuming that the interval at which the FRET efficiency can be classified as described above is an integer of 4 or more and 20 or less, theoretically, there are 17 detection antibody tags that can be produced with one FRET efficiency. In other words, in the case of manufacturing a detection antibody tag consisting of 4 donors and 1 acceptor, a total of 4 FRETs between donor 1-donor 2, donor 2-donor 3, donor 3-donor 4, donor 4-acceptor In theory, there are 17x17x17x17=83,521 types of detection antibody tags that can be produced efficiently.

도 3은 도 2와 같이 구성된 검출항체태그에 표지되는 형광분자로부터 FRET효율을 측정하는 과정을 나타낸 것으로, 단일분자 현미경을 이용하여 형광분자를 이미징하는 원리를 개략적으로 나타낸 것이다.FIG. 3 shows a process of measuring the FRET efficiency from fluorescent molecules labeled on the detection antibody tag constructed as shown in FIG. 2, and schematically shows the principle of imaging fluorescent molecules using a single molecule microscope.

먼저, 기판에 형광분자가 표지된 검출항체태그를 고정한 뒤, 도 3과 같은 단일분자 형광현미경을 이용하여 빛의 밝기를 관찰한다. 이 때, 빛의 회절현상(diffraction)에 의해 약 300nm 이내에 위치한 분자들은 서로 구분되지 않고 하나의 점으로 관찰될 수 있다. 따라서, 한 검출항체태그에 여러 형광분자가 표지되어 있어도, 전체 거리가 300nm 이하가 되도록 배치된 형광분자는 하나의 점으로 보이게 된다. 반면에, 서로 다른 형광분자는 서로 다른 파장의 빛을 발산하므로, 특정 파장대의 빛만 반사 또는 통과시키는 광학부품(dichroic mirror)을 이용해 방출되는 빛을 파장에 따라 분리하면 특정 형광분자의 밝기를 측정할 수 있다.First, after fixing a detection antibody tag labeled with a fluorescent molecule on a substrate, the brightness of light is observed using a single molecule fluorescence microscope as shown in FIG. 3. In this case, molecules located within about 300 nm due to light diffraction are not distinguished from each other and can be observed as a single point. Therefore, even if several fluorescent molecules are labeled on one detection antibody tag, fluorescent molecules arranged so that the total distance is less than 300 nm are seen as one dot. On the other hand, since different fluorescent molecules emit light of different wavelengths, the brightness of specific fluorescent molecules can be measured by separating the emitted light according to wavelength using an optical component (dichroic mirror) that reflects or passes only light in a specific wavelength range. I can.

도 3의 왼쪽 이미지는, 하나의 카메라에 4종의 형광분자(Cy2, Cy3, Cy5, Cy7)를 한 화면으로 출력하여 확인하는 방법을 개략적으로 나타낸 것이고, 도 3의 오른쪽 이미지는, 형광분자의 종류에 따라 각기 다른 카메라를 통해 이미징 하는 방법을 개략적으로 나타낸 것이다. 본 발명은, 도너와 억셉터에 의해 생성된 FRET효율을 이미징하는 방법으로 전술한 내용을 이용할 수 있고, 특별히 제한을 두지는 않으나, 구체적으로는, 도너카메라와 억셉터카메라 각각을 통해 도너와 억셉터의 빛의 세기를 이미징함이 분석시간 측면에서 바람직하다.The left image of FIG. 3 schematically shows a method of outputting and confirming four types of fluorescent molecules (Cy2, Cy3, Cy5, Cy7) on one camera, and the image on the right of FIG. 3 is a It schematically shows how to image through different cameras depending on the type. In the present invention, as a method of imaging the FRET efficiency generated by the donor and the acceptor, the above-described contents may be used, and there is no particular limitation, but specifically, the donor and the acceptor through the donor camera and the acceptor camera It is preferable in terms of analysis time to image the intensity of light of the septer.

도4는 Cy3, Cy5의 도너 및 Cy7의 억셉터가 표지된 검출항체태그를 이용하여 전술한 방법으로 이미징한 결과를 함께 나타낸 것이다. 도 4를 보면, 도 3 의 왼쪽 이미지와 같은 방법으로 밝기를 측정한 결과, 가장 왼쪽부터 Cy3, Cy5, Cy7 순으로 이미징 된 결과가 하나의 모니터를 통해 확인되었다. 도 4와 같이 제작된 검출항체태그에 빨간색의 레이저를 조사하는 경우, 먼저 Cy5가 여기되고, FRET에 의해 Cy7으로 에너지가 전달되어 Cy7도 빛을 낼 수 있게 되므로, Cy3의 영역에서는 아무것도 나타나지 않고, Cy5 및 Cy7의 영역에서만 밝은 점이 관찰된다. 이 때, 각 점의 밝기 비율로부터 Cy5와 Cy7 사이의 FRET효율을 측정하여 거리를 확인할 수 있다. 추가적으로, 녹색의 레이저를 조사하는 경우, Cy3가 여기되고, FRET에 의해 Cy5 및 Cy7으로 에너지가 전달되어 모두 빛을 내게 된다. 이 경우, 앞선 경우를 통해 확인된 Cy5 와 Cy7 사이의 FRET효율을 이용하여 Cy3와 Cy5 사이의 거리를 확인 할 수 있다. Figure 4 shows the results of imaging by the above-described method using a detection antibody tag labeled with a donor of Cy3 and Cy5 and an acceptor of Cy7. Referring to FIG. 4, as a result of measuring brightness in the same manner as in the image on the left of FIG. 3, the results of imaging in order from the leftmost to Cy3, Cy5, and Cy7 were confirmed through one monitor. When irradiating a red laser on the detection antibody tag produced as shown in FIG. 4, Cy5 is first excited, and energy is transferred to Cy7 by FRET so that Cy7 can also emit light, so nothing appears in the Cy3 area, Bright spots are observed only in the areas of Cy5 and Cy7. At this time, the distance can be checked by measuring the FRET efficiency between Cy5 and Cy7 from the brightness ratio of each point. Additionally, when irradiating a green laser, Cy3 is excited, and energy is transferred to Cy5 and Cy7 by FRET, so that both light is emitted. In this case, the distance between Cy3 and Cy5 can be confirmed by using the FRET efficiency between Cy5 and Cy7, which was confirmed through the previous case.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 본 발명의 다중 바이오마커 동시 검출용 키트는 도 5 및 도 6과 같이 도너-억셉터로 구성되는 FRET쌍이 2쌍 이상 표지되는 구성일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the kit for simultaneous detection of multiple biomarkers of the present invention may have a configuration in which two or more FRET pairs composed of donor-acceptors are labeled as shown in FIGS. 5 and 6.

1개의 검출항체태그에 도너 및 억셉터로 구성되는 FRET쌍이 2 이상 표지되는 경우에는, 각각의 FRET쌍이 서로의 FRET효율에 미치는 영향을 최소화 하기 위해, 일정 거리 이격하여 표지함이 바람직하다. 구체적으로는, 각 FRET쌍은 5nm 이상 이격하여 표지됨이 더욱 바람직하다.When two or more FRET pairs consisting of a donor and an acceptor are labeled on one detection antibody tag, it is preferable to label each FRET pair at a certain distance in order to minimize the effect on each other's FRET efficiency. Specifically, it is more preferable that each FRET pair is labeled with a distance of 5 nm or more.

상기 검출항체태그는, 도너 및 억셉터로 구성되는 2 이상의 FRET쌍을 포함하는 것일 수 있다.The detection antibody tag may include two or more FRET pairs consisting of a donor and an acceptor.

이 경우, 상기 2 이상의 FRET쌍은, 도너 및 억셉터 사이의 간격이 상이한 것일 수 있으며, 바람직하게는, 측정시 발생할 수 있는 오차범위와 노이즈를 감안하여, 충분히 구별이 가능한 FRET효율이 측정될 정도로 간격이 상이한 것일 수 있다. In this case, the two or more FRET pairs may have different intervals between the donor and the acceptor, and preferably, in consideration of the error range and noise that may occur during measurement, a sufficiently distinguishable FRET efficiency is measured. The spacing may be different.

다른 일례로, 상기 2 이상의 FRET쌍에 동일종의 도너를 이용하는 경우, 표지되는 억셉터 각각은 서로 동일 또는 상이한 종류를 사용할 수 있으나, 상기 도너와는 상이한 종류임이 바람직하다.As another example, in the case of using the same kind of donor for the two or more FRET pairs, each of the labeled acceptors may use the same or different types, but it is preferable that they are different types from the donors.

또 다른 일례로, 상기 2 이상의 FRET 쌍에 동일종의 억셉터를 이용하는 경우, 표지되는 도너 각각은 서로 동일 또는 상이한 종류를 사용할 수 있으나, 상기 억셉터와는 상이한 종류임이 바람직하다. As another example, in the case of using the same type of acceptor for the two or more FRET pairs, each of the labeled donors may be of the same or different types, but it is preferable that they are of different types from the acceptors.

구체적으로, 1개의 검출항체태그에 2쌍의 FRET쌍이 표지되는 경우, 상기 FRET쌍의 도너 및 억셉터는 아래의 4가지 경우로 조합되는 것일 수 있다. Specifically, when two pairs of FRET pairs are labeled on one detection antibody tag, the donors and acceptors of the FRET pair may be combined in the following four cases.

i) 상기 FRET쌍의 도너는 서로 동일한 형광분자이고, 억셉터도 서로 동일한 형광분자일 수 있다 i) The donors of the FRET pair may be the same fluorescent molecules, and the acceptors may be the same fluorescent molecules.

ii) 상기 FRET쌍의 도너는 서로 상이한 형광분자이고, 억셉터는 서로 동일한 형광분자일 수 있다. ii) The donors of the FRET pair may be different fluorescent molecules, and the acceptors may be the same fluorescent molecules.

iii) 상기 FRET 쌍의 도너는 서로 동일한 형광분자이고, 억셉터는 서로 상이한 형광분자일 수 있다. iii) The donors of the FRET pair may be the same fluorescent molecules, and the acceptors may be different fluorescent molecules.

iv) 상기 FRET 쌍의 도너는 서로 상이한 형광분자이고, 억셉터도 서로 상이한 형광분자일 수 있다. iv) The donors of the FRET pair may be different fluorescent molecules, and the acceptors may be different fluorescent molecules.

도 5는 상기 i)의 경우를 일례로 나타낸 것이다. 도5를 보면, 도너1 및 도너2가 A라는 형광분자로 표지되어 있고, 억셉터1 및 억셉터2가 B라는 형광분자로 표지되어 있다. 각각의 도너와 억셉터가 동일한 형광분자로 표지되기 때문에, 이 경우, 4개의 도너 및 억셉터가 모두 인접해 있으면 각각의 도너-억셉터로 구성되는 FRET쌍의 FRET효율에 영향을 미치게 된다. 따라서, 도 5와 같이, 하나의 검출항체태그에 동일한 도너 및 억셉터를 2 이상 표지하는 경우에는, 각각의 FRET쌍은 최소 5nm 이상 이격하여 표지하는 것이 바람직하다.5 shows the case of i) as an example. 5, donors 1 and 2 are labeled with a fluorescent molecule A, and acceptors 1 and 2 are labeled with a fluorescent molecule B. Since each donor and acceptor are labeled with the same fluorescent molecule, in this case, if all four donors and acceptors are adjacent to each other, the FRET efficiency of the FRET pair composed of each donor-acceptor is affected. Therefore, as shown in FIG. 5, when two or more of the same donors and acceptors are labeled on one detection antibody tag, it is preferable to label each FRET pair at least 5 nm apart.

도 6a 내지 도 6c는 전술한 ii) 내지 iv)의 FRET쌍 조합을 예시적으로 나타낸 것이다. 6A to 6C exemplarily show combinations of FRET pairs of ii) to iv) described above.

도 6a는 상기 ii)의 경우를 나타낸 것으로, 도 6a의 도너 1은 A라는 형광분자로, 도너2는 B라는 형광분자로 표지된 것이다. 이 때, 억셉터 1 및 억셉터2는 모두 C라는 동일한 형광분자로 표지된 것으로, 1개의 검출항체태그에 표지된 2쌍의 FRET 쌍에 동일종의 억셉터가 표지된 경우를 설명하는 그림이다. 6A shows the case of ii). In FIG. 6A, donor 1 is labeled with a fluorescent molecule A and donor 2 is labeled with a fluorescent molecule B. At this time, both the acceptor 1 and the acceptor 2 are labeled with the same fluorescent molecule C, and this is a diagram explaining a case where the same type of acceptor is labeled on two pairs of FRETs labeled with one detection antibody tag.

또, 도 6b는 상기 iii)의 경우를 나타낸 것으로, 도 6b의 도너 1 및 도너2는 모두 A라는 동일한 형광분자로 표지되고, 억셉터 1 은 형광분자 B로, 억셉터2는 형광분자 C로 표지된 것이다. 또한, 도 6c는 상기 iv)의 경우를 나타낸 것으로, 도너 1은 형광분자 A, 도너 2는 형광분자B, 억셉터 1은 형광분자 C, 억셉터2는 형광분자 D로 표지되어, 모두 다른 종류의 형광분자로 표지된 검출항체태그의 경우를 설명하고 있다. In addition, FIG. 6B shows the case of iii) above, where both donors 1 and 2 in FIG. 6B are labeled with the same fluorescent molecule A, acceptor 1 is fluorescent molecule B, and acceptor 2 is fluorescent molecule C. It is labeled. In addition, FIG. 6C shows the case of iv), in which donor 1 is labeled with a fluorescent molecule A, donor 2 is a fluorescent molecule B, acceptor 1 is a fluorescent molecule C, and acceptor 2 is labeled with a fluorescent molecule D. The case of a detection antibody tag labeled with a fluorescent molecule of is described.

도 6a 내지 6c에 나타낸 그림을 보면, 모두 도너1-억셉터1의 제1FRET쌍과 도너2-억셉터2의 제2FRET쌍은 소정거리 이격된 상태로 표지된 것을 확인할 수 있다. 이는, 앞서 도 5에서 설명한 바와 같이, 인접한 FRET 쌍이 주는 영향을 최소화 하기 위한 것이다. 또, 제1FRET쌍과 제2FRET쌍의 도너 및 억셉터 간의 간격은 동일 또는 상이할 수 있다. 다만, 제1FRET 쌍과 제2FRET쌍에 사용되는 도너 및 억셉터의 종류가 서로 동일한 경우 제 1FRET쌍과 제 2FRET쌍의 FRET효율이 각각 i) a, b 인 검출항체태그와 ii) b, a 인 검출항체태그가 존재한다면, 상기 i) 및 ii) 의 검출항체태그를 서로 구분할 수 없으므로, 상기 i) 또는 ii) 중 어느 하나의 검출항체태그만 이용할 수 있다.6A to 6C, it can be seen that both the 1st FRET pair of the donor 1-acceptor 1 and the 2nd FRET pair of the donor 2-acceptor 2 are labeled with a predetermined distance apart. This is to minimize the influence of adjacent FRET pairs, as described above with reference to FIG. 5. In addition, the spacing between the donors and acceptors of the first FRET pair and the second FRET pair may be the same or different. However, if the types of donors and acceptors used in the 1st and 2nd FRET pairs are the same, the FRET efficiency of the 1st and 2nd FRET pairs is i) a, b, respectively, and ii) b, a. If there is a detection antibody tag, since the detection antibody tags of i) and ii) cannot be distinguished from each other, only one of the detection antibody tags i) or ii) can be used.

본 발명의 일 실시예에 따른 검출항체태그는, 2이상의 FRET쌍을 포함할 수 있으며, 그 구성은 전술한 내용과 같을 수도 있다. 즉, 검출항체태그는, 도 5에 도시한 것과 유사하게 구현될 수 있고, 도 6a, 도6b 또는 도 6c의 구성과 같을 수도 있다. 그러나, 도면은 본 발명의 일 실시예를 이해시키기 위한 목적으로 개략적으로 나타낸 것에 불과하므로, 구현시에는 본 발명의 명세서에 기재된 내용을 종합적으로 판단함이 바람직하다.The detection antibody tag according to an embodiment of the present invention may include two or more FRET pairs, and the configuration may be the same as described above. That is, the detection antibody tag may be implemented similarly to that shown in FIG. 5, and may have the same configuration as that of FIGS. 6A, 6B, or 6C. However, since the drawings are merely schematic representations for the purpose of understanding one embodiment of the present invention, it is preferable to comprehensively judge the contents described in the specification of the present invention upon implementation.

전술한 바와 같은 구성의 키트를 이용하여 FRET효율을 측정함에 있어, 도너를 여기 시킨 뒤, 일정 시간이 지나면, 형광분자가 더 이상 빛을 방출하지 못하는 광표백(photobleached)상태가 된다. 일단 광표백이 되면 빛의 세기가 변하게 된다. 이 경우에도, 광표백 전과 후의 빛의 밝기를 측정하여 비교함으로써 각 도너-억셉터 상의 FRET효율을 측정할 수 있다.In measuring the FRET efficiency using the kit configured as described above, after a certain time elapses after the donor is excited, the fluorescent molecule becomes a photobleached state in which no more light is emitted. Once photobleached, the intensity of light changes. Even in this case, the FRET efficiency on each donor-acceptor can be measured by measuring and comparing the brightness of light before and after photobleaching.

광표백 전후의 밝기를 비교하여 FRET효율을 측정하는 기본적인 원리는 다음과 같다.The basic principle of measuring FRET efficiency by comparing the brightness before and after photobleaching is as follows.

도너가 광표백이 될 경우, 도너는 광표백에 의해 더 이상 빛을 방출하거나 억셉터에 에너지를 전달하지 못하게 되고, 억셉터는 도너로부터 에너지를 받을 수 없게 되므로, 도너와 억셉터 모두의 빛의 세기가 감소하게 된다. 반면, 억셉터가 광표백될 경우, 도너는 억셉터로 에너지를 전달하지 못하므로 모든 에너지를 빛을 방출하는 데 사용하므로 도너의 밝기는 더 증가하고, 억셉터의 밝기는 감소하게 된다. 보다 구체적인 원리는 실시예 3을 통해 설명하도록 한다.When the donor is photobleached, the donor no longer emits light or transfers energy to the acceptor due to photobleaching, and the acceptor cannot receive energy from the donor. Therefore, the light intensity of both the donor and the acceptor is reduced. Decrease. On the other hand, when the acceptor is photobleached, the donor cannot transmit energy to the acceptor, so all the energy is used to emit light, so the brightness of the donor is further increased, and the brightness of the acceptor is decreased. A more specific principle will be described through Example 3.

일 측에 따르면, 상기 다중 바이오마커 동시 검출용 키트는, 포획항체를 더 포함하는 것일 수 있다.According to one side, the kit for simultaneous detection of multiple biomarkers may further include a capture antibody.

도 8은 포획항체를 포함하는 본 발명의 키트를 개략적으로 나타낸 것으로, 이 경우, 포획항체는 기판에 미리 부착된 상태일 수 있고, 혹은 검출과정에 부착되는 것일 수 있다. 8 schematically shows a kit of the present invention including a capture antibody. In this case, the capture antibody may be attached to a substrate in advance, or may be attached to a detection process.

일 측에 따르면, 상기 포획항체는, 포획항체태그가 결합된 것일 수 있다. According to one side, the capture antibody may be a combination of the capture antibody tag.

이 때, 포획항체태그는 전술한 검출항체태그와 동일 또는 유사한 기본골격으로 이루어진 것일 수 있으며, 구체적으로는 상기 포획항체태그는 바람직하게는, DNA, RNA, PNA, LNA, MNA, GNA, TNA와 같은 핵산 또는 이의 유사체를 이용할 수 있으며, 폴리펩타이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것일 수 있다. 가령, 도 9에 도시한 바와 같이 구성되는 것일 수 있으나, 특별히 한정되는 것은 아니다. At this time, the capture antibody tag may be made of the same or similar basic skeleton as the above-described detection antibody tag, and specifically, the capture antibody tag is preferably DNA, RNA, PNA, LNA, MNA, GNA, TNA and The same nucleic acid or an analog thereof may be used, and may be any one selected from the group consisting of polypeptides. For example, it may be configured as shown in FIG. 9, but is not particularly limited.

그러나, 이는 본 발명의 일 실시예에 따른 것으로, 상황에 따라서 바이오마커는 기판에 직접 부착될 수도 있다. 이는 측정 과정의 속도, 경제성 및 편의성을 위한 것이며, 필요에 따라, 측정 결과의 정확성을 높이기 위해 기판에 부착된 포획항체와의 항원-항체 반응을 통해 바이오마커를 검출할 수도 있다. However, this is according to an embodiment of the present invention, and the biomarker may be directly attached to the substrate depending on the situation. This is for the speed, economy, and convenience of the measurement process, and if necessary, biomarkers may be detected through antigen-antibody reaction with the capture antibody attached to the substrate in order to increase the accuracy of the measurement result.

따라서, 본 발명의 키트에 포함된 기판은, 바이오마커 검출시에, 바이오마커가 직접 기판의 표면에 부착되거나 바이오마커를 포획할 수 있는 포획항체를 부착할 수 있도록 표면이 처리가 된 것일 수 있다. 또는, 기판의 표면에 포획항체가 미리 부착되어 있는 것일 수 있다. 이 때, 기판은 슬라이드 글라스, 커버슬립, 석영, 플라스틱 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Accordingly, the substrate included in the kit of the present invention may have a surface treated so that the biomarker can be directly attached to the surface of the substrate or a capture antibody capable of capturing the biomarker can be attached when detecting the biomarker. . Alternatively, the capture antibody may be previously attached to the surface of the substrate. In this case, the substrate may be any one selected from the group consisting of slide glass, coverslip, quartz, plastic, and the like, but is not limited thereto.

일 측에 따르면, 상기 다중 바이오마커 동시 검출용 키트는, 검출프로브를 더 포함하는 것일 수 있다.According to one side, the kit for simultaneous detection of multiple biomarkers may further include a detection probe.

본 발명의 검출 프로브는 전술한 검출항체태그 및 포획항체태그와 동일 또는 유사한 기본골격을 사용함이 바람직하며, 구체적으로는 염기서열이 존재하는 단일가닥의 핵산을 이용함이 더욱 바람직하다. The detection probe of the present invention preferably uses the same or similar basic skeleton as the above-described detection antibody tag and capture antibody tag, and more preferably, a single-stranded nucleic acid having a base sequence is used.

일 측에 따르면, 상기 검출프로브는, 검출항체태그 및 포획항체태그와 상보적으로 결합하는 것일 수 있다.According to one side, the detection probe may be complementarily combined with a detection antibody tag and a capture antibody tag.

상기 검출프로브로 단일가닥의 핵산을 이용하는 경우, 검출프로브의 일부 염기서열은 포획항체태그의 일부 염기서열과 상보적으로 구성되고, 다른 일부는 검출항체태그의 일부 염기서열과 상보적으로 구성됨으로써, 검출프로브의 일부가 검출항체태그 및 포획항체태그와 각각 상보적으로 결합하여 서로 다른 두 개의 이중가닥 핵산을 형성하게 된다. 이러한 구조는 도 10과 같이 나타낼 수 있다. When a single-stranded nucleic acid is used as the detection probe, some nucleotide sequences of the detection probe are complementary to some nucleotide sequences of the capture antibody tag, and other parts are complementary to some nucleotide sequences of the detection antibody tag, Part of the detection probe is complementarily combined with the detection antibody tag and the capture antibody tag, respectively, to form two different double-stranded nucleic acids. This structure can be represented as shown in FIG. 10.

바람직한 일 실시예에 따르면, 바이오마커를 구분하는 데 필요한 전체 FRET 쌍 중 일부는 검출항체태그와 검출프로브가 상보적으로 결합해야 형성되며, 나머지FRET 쌍은 포획항체태그와 검출프로브가 상보적으로 결합해야 형성된다. 따라서 바이오마커 검출 과정에서 전체 FRET 쌍이 관측되었다는 것은 검출프로브가 검출항체태그 및 포획항체태그 모두와 상보적 결합을 하고 있음을 의미하고, 이는 바이오마커가 포획항체 및 검출항체와 결합하고 있음을 의미한다. 반면, 복수의 FRET 쌍 중 어느 일부만 관측되는 경우, 검출항체가 바이오마커가 아닌 기판 등에 비특이적(non-specific)으로 결합하고 있음을 의미하고, 이는 위양성(false positive) 신호이며 측정 오차임을 확인할 수 있다. 즉, 검출항체태그 및 포획항체태그와 상보적으로 결합하는 검출프로브를 사용함으로써 위양성 신호를 제거하여 분석 결과의 정확도를 향상시킬 수 있다.According to a preferred embodiment, some of the total FRET pairs required to distinguish biomarkers are formed only when the detection antibody tag and the detection probe are complementarily combined, and the remaining FRET pairs are complementarily combined with the capture antibody tag and detection probe. It must be formed. Therefore, the fact that the entire FRET pair was observed in the biomarker detection process means that the detection probe is complementary to both the detection antibody tag and the capture antibody tag, which means that the biomarker is binding to the capture antibody and the detection antibody. . On the other hand, when only some of the plurality of FRET pairs are observed, it means that the detection antibody is non-specifically bound to a substrate other than a biomarker, which is a false positive signal and is a measurement error. . That is, by using a detection probe that complementarily binds the detection antibody tag and the capture antibody tag, the false positive signal can be removed, thereby improving the accuracy of the analysis result.

일 측에 따르면, 상기 검출프로브는, 특정 염기(base), 3'- 또는 5'-말단(end), 또는 기본골격(backbone) 상에 도너 또는 억셉터가 표지되는 것일 수 있다. 바람직하게는, 도너 또는 억셉터로 작용하는 형광분자를 검출프로브의 특정 염기 상에 표지하여 FRET효율을 측정하는 것일 수 있다. According to one side, the detection probe may be a donor or acceptor labeled on a specific base, 3'- or 5'-end, or a backbone. Preferably, it may be to measure the FRET efficiency by labeling a fluorescent molecule acting as a donor or an acceptor on a specific base of a detection probe.

포획항체태그, 검출항체태그 및 검출프로브가 결합하여 FRET효율을 측정하기 위해 도너 또는 억셉터는 아래의 경우와 같이 표지될 수 있다. In order to measure FRET efficiency by combining the capture antibody tag, detection antibody tag, and detection probe, a donor or acceptor may be labeled as follows.

1) 검출항체태그와 검출프로브가 상보적으로 결합하여 하나 이상의 FRET 쌍을 형성하도록 제작되는 경우1) When the detection antibody tag and the detection probe are complementarily combined to form one or more FRET pairs

1-1) 검출항체태그에 도너만 표지되고, 검출프로브에 억셉터가 표지되는 경우1-1) When only the donor is labeled on the detection antibody tag and the acceptor is labeled on the detection probe

1-2) 검출항체태그에 억셉터만 표지되고, 검출프로브에 도너가 표지되는 경우1-2) When only the acceptor is labeled on the detection antibody tag and the donor is labeled on the detection probe

1-3) 검출항체태그에 도너 및 억셉터 중 하나 이상 표지되고, 검출프로브에 도너 및 억셉터 중 하나 이상 표지되는 경우1-3) When at least one of the donor and acceptor is labeled on the detection antibody tag, and at least one of the donor and acceptor is labeled on the detection probe

2) 포획항체태그와 검출프로브가 상보적으로 결합하여 하나 이상의 FRET 쌍을 형성하도록 제작되는 경우2) When the capture antibody tag and the detection probe are complementarily combined to form one or more FRET pairs

2-1) 포획항체태그에 도너만 표지되고, 검출프로브에 억셉터가 표지되는 경우2-1) When only the donor is labeled on the capture antibody tag and the acceptor is labeled on the detection probe

2-2) 포획항체태그에 억셉터만 표지되고, 검출프로브에 도너가 표지되는 경우2-2) When only the acceptor is labeled on the capture antibody tag and the donor is labeled on the detection probe

2-3) 포획항체태그에 도너 및 억셉터 중 하나 이상 표지되고, 검출프로브에 도너 및 억셉터 중 하나 이상 표지되는 경우2-3) When at least one of the donor and acceptor is labeled on the capture antibody tag and at least one of the donor and acceptor is labeled on the detection probe

상기 1) 및 2)의 경우에도, 전술한 원리가 적용될 수 있다. 이 때, 동일 종으로 표지되는 FRET쌍의 경우에는, 제 1FRET쌍과 제 2FRET쌍의 FRET효율이 각각 i) a, b 인 경우와 ii) b, a 인 경우(a, b는 각각 FRET효율을 의미함)를 서로 구분할 수 없으므로, 상기 i) 또는 ii) 중 어느 하나만 사용할 수 있도록 포획항체태그, 검출항체태그, 검출프로브를 제작함이 바람직하고, 구체적으로는 FRET효율의 측정값이 구분 가능한 정도의 간격으로 각각의 포획항체태그, 검출항체태그 및 검출프로브에 표지함이 바람직하다. Also in the cases 1) and 2) above, the above-described principle may be applied. In this case, in the case of the FRET pair labeled with the same species, the FRET efficiencies of the 1st FRET pair and the 2nd FRET pair are i) a, b, and ii) b, a (a, b are respectively the FRET efficiency. Meaning) cannot be distinguished from each other, so it is preferable to manufacture a capture antibody tag, a detection antibody tag, and a detection probe so that only one of i) or ii) above can be used, and specifically, the degree to which the measured value of FRET efficiency can be distinguished. It is preferable to label each capture antibody tag, detection antibody tag, and detection probe at intervals of.

또, 상기 1) 및 2)의 경우, 도너와 억셉터는 서로 상이한 형광분자로 표지됨이 바람직하다. 이 때, 복수의 도너 또는 억셉터가 표지되는 경우, 포획항체태그, 검출항체태그 또는 검출프로브에 표지되는 도너의 종류는 서로 같거나 다를 수 있고, 포획항체태그, 검출항체태그 또는 검출프로브에 표지되는 억셉터의 종류 역시 서로 같거나 다를 수 있다. In addition, in the case of 1) and 2), it is preferable that the donor and the acceptor are labeled with different fluorescent molecules. In this case, when a plurality of donors or acceptors are labeled, the types of donors labeled on the capture antibody tag, detection antibody tag, or detection probe may be the same or different, and label on the capture antibody tag, detection antibody tag, or detection probe. The types of acceptors used may also be the same or different.

예를 들어, 바이오마커1을 검출하기 위한 키트인 경우, 바이오마커1을 검출하기 위해 포획항체1, 검출항체1및 검출프로브 1을 사용하고, 검출프로브1과 결합하는 태그는 포획항체태그1 및 검출항체태그1이라고 가정한다. 이 경우, 포획항체태그1의 어느 하나의 염기에 도너1이 표지가 되면, 원하는 FRET 효율이 되도록 검출프로브1의 포획항체태그 1과 결합하는 부위 중 어느 하나의 염기에는 억셉터1이 표지가 된다. 동시에, 검출항체태그1 및 검출프로브1의 검출항체태그 1과 결합하는 부위도 동일한 방식으로 원하는 FRET 효율이 되도록 도너1 및 억셉터1이 표지가 되거나, 전혀 다른 형광물질인 도너2 및 억셉터2가 표지가 될 수도 있다. 또는, 도너1 및 억셉터2가 표지되거나, 도너2 및 억셉터1이 표지가 될 수도 있으나, 도너1 및 억셉터1은 서로 다른 형광분자이며, 도너2 및 억셉터2 역시 서로 다른 형광분자여야 한다.For example, in the case of a kit for detecting biomarker 1, capture antibody 1, detection antibody 1, and detection probe 1 are used to detect biomarker 1, and tags that bind to detection probe 1 are capture antibody tag 1 and Assume that it is the detection antibody tag 1. In this case, when the donor 1 is labeled on any one base of the capture antibody tag 1, acceptor 1 is labeled on any one of the sites that bind to the capture antibody tag 1 of detection probe 1 to achieve the desired FRET efficiency. . At the same time, donor 1 and acceptor 1 are labeled or completely different fluorescent materials, donor 2 and acceptor 2, so that the binding site of detection antibody tag 1 and detection probe 1 with detection antibody tag 1 can achieve the desired FRET efficiency in the same manner. May be a sign. Alternatively, donor 1 and acceptor 2 may be labeled, or donor 2 and acceptor 1 may be labeled, but donor 1 and acceptor 1 are different fluorescent molecules, and donor 2 and acceptor 2 must also be different fluorescent molecules. do.

상기 형광분자는, 로다민(rhodamine), 알렉사(Alexa), 플루오레세인(fluorescein), FITC(fluorescein isothiocyanate), FAM(5-carboxy fluorescein), Atto, BODIPY, CF, CY, DyLight Fluor 및 텍사스 레드(Texas Red) 로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The fluorescent molecules are rhodamine, Alexa, fluorescein, FITC (fluorescein isothiocyanate), FAM (5-carboxy fluorescein), Atto, BODIPY, CF, CY, DyLight Fluor, and Texas Red. (Texas Red) is preferably selected from the group consisting of, but is not necessarily limited thereto.

아울러, 본 발명의 키트는, RUO(research use only), IUO(investigational use only)키트 또는 IVD(in vitro diagnostic)일 수도 있다.In addition, the kit of the present invention may be a RUO (research use only), an IUO (investigational use only) kit, or an IVD (in vitro diagnostic).

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 다중 바이오마커를 동시에 검출하는 방법에 관한 것으로, 기판에 2종 이상의 바이오마커가 부착되는 단계; 형광분자가 표지된 검출항체태그가 결합된 2종 이상의 검출항체가 상기 2종 이상의 바이오마커에 각각 결합하는 단계; 및 상기 결합에 의해 생성되는 형광신호로부터 FRET효율을 측정하는 단계; 를 포함하고, 상기 형광분자에 의한 FRET효율을 이용하여 상기 바이오마커의 종류를 동시에 판별한 후 단위 면적 당 바이오마커 개수로부터 바이오마커 농도를 측정하는, 다중 바이오마커 동시 검출 방법이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method for simultaneously detecting multiple biomarkers, comprising: attaching two or more biomarkers to a substrate; Binding two or more types of detection antibodies to which a fluorescent molecule-labeled detection antibody tag is bound to the two or more biomarkers, respectively; And measuring FRET efficiency from the fluorescent signal generated by the coupling. Including, and measuring the biomarker concentration from the number of biomarkers per unit area after simultaneously determining the type of the biomarker using the FRET efficiency by the fluorescent molecule, a method for simultaneously detecting multiple biomarkers is provided.

일 측에 따르면, 상기 형광분자는, 상기 검출항체태그의 특정 염기(base), 3'- 또는 5'-말단(end), 또는 기본골격(backbone) 상에서 도너 또는 억셉터로 작용하는 것일 수 있다. 바람직하게는, 도너 또는 억셉터로 작용하는 형광분자를 검출항체태그의 특정 염기상에 표지하여 FRET효율을 측정하는 것일 수 있다. According to one side, the fluorescent molecule may act as a donor or acceptor on a specific base, 3'- or 5'-end, or a backbone of the detection antibody tag. . Preferably, it may be to measure the FRET efficiency by labeling a fluorescent molecule acting as a donor or an acceptor on a specific base of a detection antibody tag.

본 발명의 다중 바이오마커 동시 검출 방법은 전술한 다중 바이오마커 동시 검출용 키트를 이용하는 검출 방법일 수 있으며, 후술하는 내용을 포함하는 방법일 수 있다. The simultaneous detection method of multiple biomarkers of the present invention may be a detection method using the aforementioned kit for simultaneous detection of multiple biomarkers, and may include a method described below.

본 발명의 방법을 이용함에 있어서, 후술하는 FRET효율 데이터베이스를 제작하는 단계가 선행된다. 구별 가능한 FRET효율 기준값을 미리 측정하여 데이터베이스화 하고, 이를 기준으로 반응 후 측정되는 FRET효율 측정값을 비교함으로써 바이오마커의 종류를 확인할 수 있다.In using the method of the present invention, the step of creating a FRET efficiency database to be described later is preceded. By measuring the distinguishable FRET efficiency reference value in advance and making a database, and comparing the FRET efficiency measurement value measured after the reaction based on this reference, the type of biomarker can be identified.

FRET효율 데이터베이스는 다음과 같은 과정을 통해 제작된다.The FRET efficiency database is produced through the following process.

각기 다른 형광분자 A, B를 각각 도너, 억셉터로 이용하여, DNA 기본골격에 A와 B를 특정 염기상에 표지하고, 필요한 종류만큼 이종의 DNA를 제작한다. Using different fluorescent molecules A and B as donors and acceptors, respectively, A and B are labeled on a specific base on the DNA skeleton, and heterogeneous DNA is produced as many as necessary.

가령, 데이터베이스 상에 필요한 종류가 50종이면, 표지된 A, B 사이의 거리가 모두 상이하게 표지된 50 종의 DNA를 준비한다. 이 때, 각각의 DNA 한 쪽 끝에는, 기판에 도포된 물질과 결합친화적인 물질을 부착함으로써, 기판에 고정할 수 있도록 한다. 필요에 따라서, 사용하는 도너 및 억셉터가 시판되는 형광분자물질인 경우, 이러한 제작과정을 생략하고 도너 및 억셉터가 부착된 상태로 시판되는 DNA를 사용할 수도 있다. For example, if the required type on the database is 50 types, 50 types of DNA labeled with different distances between labeled A and B are prepared. At this time, at one end of each DNA, a material applied to the substrate and a binding-friendly material are attached to the end of each DNA so that it can be fixed to the substrate. If necessary, when the donor and acceptor to be used are commercially available fluorescent molecular materials, such a manufacturing process may be omitted and commercially available DNA with the donor and acceptor attached may be used.

다만, 도너 및 억셉터로 사용되는 형광분자를 결정함에 있어서, 도너로 사용하는 형광분자의 발광스펙트럼의 최대값의 파장이 억셉터로 사용되는 형광분자의 흡광스펙트럼의 최대값의 파장보다 짧은 것이 바람직하다. However, in determining the fluorescent molecule used as a donor and an acceptor, it is preferable that the wavelength of the maximum value of the emission spectrum of the fluorescent molecule used as the donor is shorter than the wavelength of the maximum value of the absorption spectrum of the fluorescent molecule used as the acceptor. Do.

2 종 이상의 DNA가 준비되면, 거리가 1인 DNA를 기판에 고정하고 해당 거리의 FRET효율을 측정한다. 이후, 거리가 2인 DNA부터 차례로 전술한 내용과 동일한 과정을 반복하여 FRET효율 기준값을 획득하고, 이를 거리별로 데이터베이스화 한다. When two or more types of DNA are prepared, DNA with a distance of 1 is fixed to the substrate and the FRET efficiency of the distance is measured. Thereafter, starting from the DNA having a distance of 2, the same process as described above is sequentially repeated to obtain a reference value of FRET efficiency, and this is converted into a database for each distance.

이후, 바이오마커 검출과정에서 측정되는 FRET효율 측정값과 상기 FRET효율 기준값을 비교하면, 검출에 사용된 검출항체태그의 도너와 억셉터 사이의 거리를 알 수 있으며, 이는 곧 검출한 바이오마커의 종류를 알 수 있다.Thereafter, by comparing the FRET efficiency measurement value measured in the biomarker detection process with the FRET efficiency reference value, the distance between the donor and the acceptor of the detection antibody tag used for detection can be known, which is the type of the detected biomarker. Can be seen.

그러나, FRET효율 측정에는 노이즈에 의한 오차가 있을 수 있어, 모든 거리의 FRET효율이 구분가능한 것이 아닐 수 있다. 예를 들면, 거리가 1일 때의 FRET효율이 0.95(평균) ± 0.05(오차)이고, 거리가 2일 때의 FRET효율이 0.94 ± 0.05이라면, FRET효율로는 거리 1과 2를 구분할 수 없다. 따라서, 실제 바이오마커를 검출시에는 데이터베이스의 값 중 FRET효율이 명확히 구분되는 거리만 이용함이 바람직하다.However, since there may be an error due to noise in the measurement of FRET efficiency, the FRET efficiency of all distances may not be distinguishable. For example, if the FRET efficiency when the distance is 1 is 0.95 (average) ± 0.05 (error) and the FRET efficiency when the distance is 2 is 0.94 ± 0.05, the FRET efficiency cannot distinguish between distances 1 and 2. . Therefore, when detecting an actual biomarker, it is preferable to use only the distance from which the FRET efficiency is clearly distinguished among the values of the database.

FRET효율 기준값이 확보되면 바이오마커를 검출하기 위해 바이오마커가 포함된 시료를 주입하고, 바이오마커를 기판에 부착하는 단계가 수행된다.When the FRET efficiency reference value is secured, in order to detect the biomarker, a sample containing a biomarker is injected and a step of attaching the biomarker to the substrate is performed.

일 측에 따르면, 상기 다중 바이오마커 동시 검출방법은, 기판에 포획항체를 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to one side, the simultaneous detection method of multiple biomarkers may further include attaching a capture antibody to a substrate.

일 측에 따르면, 상기 포획항체는, 포획항체태그가 결합된 것일 수 있다. According to one side, the capture antibody may be a combination of the capture antibody tag.

포획항체를 기판에 흡착시키는 방법은, 예를 들면, pH 9.5인 0.06M의 탄산염 완충용액 또는 중탄산염 완충용액으로 상기 포획항체를 희석시키고, 그 희석액을 일정 온도에서 기판에 소정의 시간동안 접촉시킴으로써 흡착시키는 것일 수 있다. 또는 기판 표면을 바이오틴(biotin)이 결합된 PEG(polyethylene glycol) 또는 BSA(bovine serum albumin)로 코팅하고, 스트렙타비딘(streptavidin)을 결합시킨 후 여기에 바이오틴이 결합된 포획항체를 결합시킴으로써 흡착시키는 것일 수 있다. 이후, 기판에 흡착된 포획항체는 기판에 시료 또는 가공된 시료를 처리하게 되면, 시료에 포함된 바이오마커와 결합체를 형성하게 된다. 추가적으로, 결합체의 형성 이후에는, 비특이적으로 결합된 항체를 제거하거나 오염물질 등을 제거하기 위한 목적으로 TWEEN 20, Triton X-100 등이 포함된 세척 완충액으로 세척함이 바람직할 수 있다.The method of adsorbing the capture antibody to the substrate is, for example, by diluting the capture antibody with a 0.06M carbonate buffer solution or bicarbonate buffer solution with a pH of 9.5, and contacting the diluted solution to the substrate for a predetermined period of time. It may be to let you do. Alternatively, the surface of the substrate is coated with biotin-conjugated PEG (polyethylene glycol) or BSA (bovine serum albumin), and streptavidin is bonded thereto. Can be. Thereafter, the capture antibody adsorbed on the substrate forms a biomarker and a conjugate contained in the sample when the sample or the processed sample is processed on the substrate. Additionally, after the formation of the conjugate, it may be desirable to wash with a washing buffer containing TWEEN 20, Triton X-100, etc. for the purpose of removing non-specifically bound antibodies or removing contaminants.

일 측에 따르면, 상기 검출 방법은, 상기 포획항체태그와 검출프로브가 결합하는 단계; 및 검출항체태그와 상기 검출프로브가 결합하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.According to one side, the detection method comprises the steps of combining the capture antibody tag and a detection probe; And combining the detection antibody tag with the detection probe.

이 때, 검출프로브는 검출항체태그 및 포획항체태그의 염기서열과 상보적인 염기서열을 포함하는 것일 수 있다. 상기 검출프로브가 단일가닥 핵산인 경우, 일부 염기서열은 검출항체태그의 염기서열과 상보적인 염기서열을 포함하고, 다른 일부는 포획항체태그와 상보적인 염기서열을 포함하는 것일 수 있으나, 이 때, 상보적 결합의 범위가 특별히 한정되는 것은 아니다.In this case, the detection probe may include a base sequence complementary to the base sequence of the detection antibody tag and the capture antibody tag. When the detection probe is a single-stranded nucleic acid, some nucleotide sequences may include a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of the detection antibody tag, and other parts may include a nucleotide sequence complementary to the capture antibody tag. The scope of the complementary bond is not particularly limited.

본 발명에서 이용하는 상기 포획항체태그 및 상기 검출항체태그는 각각 DNA, RNA, PNA, LNA, MNA, GNA, TNA와 같은 핵산 또는 이의 유사체를 이용할 수 있으며, 폴리펩타이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 또, 본 발명에서 이용하는 상기 형광분자는, 로다민(rhodamine), 알렉사(Alexa), 플루오레세인(fluorescein), FITC(fluorescein isothiocyanate), FAM(5-carboxy fluorescein), Atto, BODIPY, CF, CY, DyLight Fluor 및 텍사스 레드(Texas Red)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. The capture antibody tag and the detection antibody tag used in the present invention can use nucleic acids such as DNA, RNA, PNA, LNA, MNA, GNA, TNA, or analogs thereof, respectively, and any one selected from the group consisting of polypeptides It may be included. In addition, the fluorescent molecules used in the present invention are rhodamine, Alexa, fluorescein, FITC (fluorescein isothiocyanate), FAM (5-carboxy fluorescein), Atto, BODIPY, CF, CY , DyLight Fluor and Texas Red (Texas Red) is preferably selected from the group consisting of, but is not limited thereto.

또, 본 발명에서 이용되는 시료는 혈액, 혈장, 혈청, 침, 조직액 및 소변으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나, 진단의 종류 또는 특성에 따라서 검출이 필요한 바이오마커가 포함되는 것이면 될 뿐, 특별히 한정되는 것은 아니다. In addition, the sample used in the present invention may be selected from the group consisting of blood, plasma, serum, saliva, tissue fluid, and urine, but only those containing biomarkers that need to be detected according to the type or characteristic of diagnosis. It is not limited.

이 후, 본 발명의 검출 방법을 이용한 2 종 이상의 바이오마커의 검출은 실시예를 통해 과정을 보다 구체적으로 후술하도록 한다. Thereafter, the detection of two or more types of biomarkers using the detection method of the present invention will be described later in more detail through examples.

아울러, 전술한 검출항체태그와 관련한 모든 설명은 포획항체태그에도 동일하게 적용될 수 있는 것이며, 포획항체를 포함하는 키트 및 검출 방법에도 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다. In addition, all descriptions related to the above-described detection antibody tag can be applied equally to the capture antibody tag, and the same or similarly can be applied to kits and detection methods including the capture antibody.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples.

실시예 1. FRET효율 데이터베이스 제작Example 1. FRET efficiency database production

앞서, 설명한 방법으로 FRET효율 데이터베이스를 구축하기 위해, 도너로는 Cy3를, 억셉터로는 Cy5 를 DNA가닥에 표지하여 검출항체태그를 제작하였다. 상기 DNA의 한쪽 끝에는 바이오틴이 부착되어 있고, 특정 염기 상에는 도너 및 억셉터가 부착되어 있으며, 도너와 억셉터 사이의 거리가 1 내지 50이 되도록 표지하여, 총 50종의 검출항체태그를 준비하였다. In order to construct the FRET efficiency database by the method described above, Cy3 as a donor and Cy5 as an acceptor were labeled on the DNA strand to produce a detection antibody tag. Biotin was attached to one end of the DNA, a donor and an acceptor were attached to a specific base, and a total of 50 detection antibody tags were prepared by labeling so that the distance between the donor and the acceptor was 1 to 50.

이 때, 바이오틴을 부착하는 이유는 스트렙타비딘과 바이오틴 사이의 항원-항체결합을 이용하여 기판에 DNA를 고정하기 위함이며, 유사한 역할을 수행하기 위해, 디곡시게닌(digoxigenin) 및 이의 항체 또는 SNAP-tag, CLIP-tag, FLAG-tag, His-tag 등의 태그와 각각의 리간드(ligand) 사이의 결합을 이용하여 기판에 고정하는 방법을 이용할 수도 있다. At this time, the reason for attaching biotin is to immobilize DNA on the substrate using antigen-antibody binding between streptavidin and biotin, and to perform a similar role, digoxigenin and its antibody or SNAP It is also possible to use a method of fixing to the substrate by using a bond between a tag such as -tag, CLIP-tag, FLAG-tag, His-tag, and each ligand.

기판을 스트렙타비딘으로 코팅한 후, 도너와 억셉터 사이의 거리가 1인 DNA를 고정하고, 거리가 1일 때의 FRET효율을 측정하여 기준값을 확보하였다. 이 때, FRET 효율은 1) 도너를 여기하기 위한 빛에 의해 억셉터가 여기되며 내는 빛, 2) 도너와 억셉터가 내는 빛을 분리하기 위해 사용하는 광학부품(dichroic mirror)에 의해 완벽하게 분리되지 않은 도너와 억셉터가 내는 빛의 일부 및 3) 도너와 억셉터가 내는 빛의 파장 차이에 따른 이미지 센서의 검출 효율 차를 보정한 값일 수 있다.After the substrate was coated with streptavidin, DNA having a distance of 1 between the donor and the acceptor was fixed, and the FRET efficiency when the distance was 1 was measured to obtain a reference value. In this case, the FRET efficiency is completely separated by 1) the light that the acceptor is excited and emitted by the light to excite the donor, and 2) the dichroic mirror used to separate the light from the donor and the acceptor. It may be a value obtained by correcting a difference in detection efficiency of an image sensor according to a difference in wavelength of light emitted by a non-donor and an acceptor and 3) a wavelength difference between the donor and the acceptor.

나머지 거리 2 내지 50의 경우도, 동일한 방법으로 측정하여 각각의 기준값을 확보하였으며, 측정시 발생하는 노이즈에 의한 오차를 계산하여 실제 명확히 구분이 되는 FRET효율의 거리만을 이용하기로 하였다. 이후, 후술하는 실시예에서는 거리 1 내지 50의 FRET효율 기준값 중 명확히 구분이 가능한 값은 10개라고 가정하고, 검출예를 설명하도록 한다. In the case of the remaining distances 2 to 50, each reference value was secured by measuring by the same method, and by calculating an error due to noise generated during measurement, only the distance of the FRET efficiency that is actually clearly distinguished was used. Hereinafter, in an embodiment to be described later, it is assumed that 10 clearly distinguishable values among the FRET efficiency reference values of distances 1 to 50 are described, and a detection example will be described.

실시예 2. 검출항체태그 제작Example 2. Preparation of detection antibody tag

검출항체태그는 실제 검출하고자 하는 바이오마커 종류의 수만큼 제작하도록 한다. 실시예1에서 사용되는 DNA와 동일한 것을 이용할 수 있으나, 실시예1에서 사용된 DNA의 한쪽 끝에 부착되었던 바이오틴 대신 검출항체에 붙일 수 있는 작용기를 부착한 것을 사용한다. 이 때, 부착하는 방법은 DNA에 형광분자를 부착하는 것과 동일한 방법을 사용할 수 있다.The detection antibody tag should be produced as many as the number of biomarkers to be detected. The same DNA used in Example 1 can be used, but instead of biotin attached to one end of the DNA used in Example 1, a functional group attached to the detection antibody was used. In this case, the method of attaching may be the same as attaching a fluorescent molecule to DNA.

실시예1을 통해 도너-억셉터 1쌍으로 명확히 구분 가능한 FRET효율은 10개라고 가정한 바 있으므로, 만일 검출하고자 하는 바이오마커의 종류가 10개라면 도너-억셉터 1쌍만으로도 충분히 검출이 가능한 것이다. In Example 1, it has been assumed that 10 FRET efficiencies that can be clearly distinguished by one donor-acceptor pair are assumed, so if there are 10 types of biomarkers to be detected, only one donor-acceptor pair can be sufficiently detected. .

만일, 검출하고자 하는 바이오마커의 종류가 10개를 초과한다면, 도너-억셉터 2쌍 이상이 사용될 수 있다. 만일, 도너-억셉터 2쌍을 이용한다면, 명확하게 구분이 가능한 FRET효율은 최대 55개가 될 것이고, 3 쌍을 이용한다면, 최대 205개가 될 것이다. 이론적으로 계산한다면, 도너-억셉터 1쌍으로 구분이 가능한 FRET효율이 최대 10개라면, 2쌍으로 구분이 가능한 FRET효율은 100개일 것으로 계산될 수 있다. 그러나, FRET쌍 1과 FRET쌍 2의 FRET효율이 각각 i) a, b 인 경우와 ii) b, a 인 경우가 존재한다면, 상기 i) 및 ii) 의 경우를 서로 구분할 수 없으므로, 상기 i) 또는 ii) 중 어느 하나만 검출항체태그로 사용한다면 실질적으로는 FRET효율을 구분할 수 있는 경우는 총 55가지 존재할 수 있다. FRET쌍 1과 FRET 쌍 2의 도너 또는 억셉터 또는 모두의 형광분자의 종류가 다르다면 두 쌍으로 구분 가능한 FRET 효율은 100가지, 세 쌍은 1000가지가 된다.If the number of biomarkers to be detected exceeds 10, two or more pairs of donor-acceptors may be used. If two pairs of donor-acceptors are used, the maximum FRET efficiency that can be clearly distinguished will be 55, and if three pairs are used, the maximum will be 205. If calculated theoretically, if the maximum number of FRET efficiencies that can be divided into one pair of donor-acceptors is 10, it can be calculated that the number of FRET efficiencies that can be divided into two pairs is 100. However, if the FRET efficiency of FRET pair 1 and FRET pair 2 is i) a, b and ii) b and a, respectively, the cases of i) and ii) cannot be distinguished from each other, so i) Alternatively, if only one of ii) is used as a detection antibody tag, there may be a total of 55 cases in which the FRET efficiency can be substantially distinguished. If the types of the donors or acceptors of FRET pair 1 and FRET pair 2, or both of the fluorescent molecules are different, there are 100 FRET efficiencies that can be classified into two pairs, and 1,000 types of three pairs.

실시예 3. 광표백 전후 FRET효율 변화Example 3. Changes in FRET efficiency before and after photobleaching

도너1-억셉터1 및 도너2-억셉터2를 일정거리 이격하여 표지한 DNA를 이용하여 광표백 전의 도너 및 억셉터 각각의 밝기와 도너-억셉터 쌍의 FRET효율을 측정하였다(표 1). 이 때, FRET 효율은 1) 도너를 여기하기 위한 빛에 의해 억셉터가 여기되며 내는 빛, 2) 도너와 억셉터가 내는 빛을 분리하기 위해 사용하는 광학부품(dichroic mirror)에 의해 완벽하게 분리되지 않은 도너와 억셉터가 내는 빛의 일부 및 3) 도너와 억셉터가 내는 빛의 파장 차이에 따른 이미지 센서의 검출 효율 차를 보정한 값일 수 있다.Using the DNA labeled with the donor 1-acceptor 1 and donor 2-acceptor 2 separated by a certain distance, the brightness of each of the donors and acceptors before photobleaching and the FRET efficiency of the donor-acceptor pair were measured (Table 1). In this case, the FRET efficiency is completely separated by 1) the light that the acceptor is excited and emitted by the light to excite the donor, and 2) the dichroic mirror used to separate the light from the donor and the acceptor. It may be a value obtained by correcting a difference in detection efficiency of an image sensor according to a difference in wavelength of light emitted by a non-donor and an acceptor and 3) a wavelength difference between the donor and the acceptor.

가령, FRET쌍 1의 FRET 효율은 0.5이고 FRET쌍 2의 FRET 효율은 0.7이지만, 이 상태에서 관측되는 FRET 효율은 두 FRET쌍의 평균인 0.6이며 이러한 상태에서의 관측 결과로는 두 FRET쌍 각각의 FRET 효율은 알 수 없다. For example, the FRET efficiency of FRET pair 1 is 0.5 and the FRET efficiency of FRET pair 2 is 0.7, but the observed FRET efficiency in this state is 0.6, which is the average of the two FRET pairs. FRET efficiency is unknown.

도너1-억셉터1Donor 1-Acceptor 1 도너2-억셉터2Donor 2-Acceptor 2 도너1Doner 1 억셉터1Acceptor 1 도너2Doner 2 억셉터2Acceptor 2 5050 5050 3030 7070 FRET효율 0.5FRET efficiency 0.5 FRET효율 0.7FRET efficiency 0.7

표 1과 같은 구성으로부터 4가지의 광표백 경우가 발생할 수 있으며, 상기와 같이 보정한 FRET 효율의 경우 광표백 전과 후 FRET 쌍을 이루는 도너와 억셉터 밝기의 합은 일정하며, 본 실시예의 경우 합은 100이다. 각각의 경우의 FRET효율은 다음과 같이 측정될 수 있다.From the configuration shown in Table 1, four cases of photobleaching can occur, and in the case of the corrected FRET efficiency, the sum of the brightness of the donor and acceptor forming the FRET pair before and after photobleaching is constant, and in this embodiment, the sum is 100 to be. The FRET efficiency in each case can be measured as follows.

1) 도너1이 광표백 되는 경우1) When donor 1 is photobleached

도너1과 억셉터1이 모두 빛을 방출하지 않으므로, 도너의 밝기 합이 80에서 30이 되고, 억셉터의 밝기 합이 120에서 70이되므로, 광표백 전후의 밝기의 변화량은 도너가 50, 억셉터가 50이 된다. 즉, 광표백 전후의 밝기 차이로부터 측정되는 FRET효율은 0.5이고, 광표백 이후 관측되는 밝기로부터 측정되는 FRET효율은 0.7임을 확인할 수 있다. 따라서 해당 검출항체태그의 FRET 효율이 0.5와 0.7로 구성됨을 알 수 있다.Since both donor 1 and acceptor 1 do not emit light, the sum of the brightness of the donor is 80 to 30, and the sum of the brightness of the acceptor is 120 to 70, so the amount of change in brightness before and after photobleaching is 50 for the donor and for the acceptor. Becomes 50. That is, it can be seen that the FRET efficiency measured from the difference in brightness before and after photobleaching is 0.5, and the FRET efficiency measured from the brightness observed after photobleaching is 0.7. Therefore, it can be seen that the FRET efficiency of the detection antibody tag is composed of 0.5 and 0.7.

2) 도너2가 광표백 되는 경우2) When donor 2 is photobleached

도너2와 억셉터2가 모두 빛을 방출하지 않으므로, 도너의 밝기 합이 80에서 50이 되고, 억셉터의 밝기 합이 120에서 50이되므로, 광표백 전후의 밝기의 변화량은 도너가 30, 억셉터가 70이 된다. 즉, 광표백 전후의 밝기 차이로부터 측정되는 FRET효율은 0.7이고, 광표백 이후 관측되는 밝기로부터 측정되는 FRET효율은 0.5임을 확인할 수 있다. 따라서 해당 검출항체태그의 FRET 효율이 0.5와 0.7로 구성됨을 알 수 있다. Since both donor 2 and acceptor 2 do not emit light, the sum of the brightness of the donor is 80 to 50, and the sum of the brightness of the acceptor is 120 to 50, so the amount of change in brightness before and after photobleaching is 30 for the donor, and for the acceptor. Becomes 70. That is, it can be seen that the FRET efficiency measured from the difference in brightness before and after photobleaching is 0.7, and the FRET efficiency measured from the brightness observed after photobleaching is 0.5. Therefore, it can be seen that the FRET efficiency of the detection antibody tag is composed of 0.5 and 0.7.

3) 억셉터1이 광표백 되는 경우3) When acceptor 1 is photobleached

억셉터1이 내던 빛을 도너1이 방출하게 되므로, 도너의 밝기 합이 80에서 130이 되고, 억셉터의 밝기 합이 120에서 70이되므로, 광표백 전후의 밝기의 변화량은 도너가 50, 억셉터가 50이 된다. 광표백 전과 후 FRET 쌍을 이루는 도너와 억셉터 밝기의 합은 100으로 일정하므로 억셉터의 변화량 50으로부터 FRET 효율은 0.5임을 알 수 있다. 광표백 후 도너의 밝기 합 130 중 도너1이 방출하는 100을 제외한 밝기로부터 측정되는 FRET효율은 0.7임을 확인할 수 있다. 따라서 해당 검출항체태그의 FRET 효율이 0.5와 0.7로 구성됨을 알 수 있다.Since donor 1 emits the light emitted by acceptor 1, the sum of the brightness of the donor is 80 to 130, and the sum of the brightness of the acceptor is 120 to 70, so the amount of change in brightness before and after photobleaching is 50 for the donor, and for the acceptor. Becomes 50. Since the sum of the brightness of the donor and acceptor forming the FRET pair before and after photobleaching is constant at 100, it can be seen that the FRET efficiency is 0.5 from the change amount of the acceptor 50. After photobleaching, it can be seen that the FRET efficiency measured from the brightness excluding 100 emitted by the donor 1 out of the sum 130 of the brightness of the donor is 0.7. Therefore, it can be seen that the FRET efficiency of the detection antibody tag is composed of 0.5 and 0.7.

4) 억셉터2가 광표백 되는 경우4) When acceptor 2 is photobleached

억셉터2가 내던 빛을 도너2가 방출하게 되므로, 도너의 밝기 합이 80에서 150이 되고, 억셉터의 밝기 합이 120에서 50이되므로, 광표백 전후의 밝기의 변화량은 도너가 70, 억셉터가 70이 된다. 광표백 전과 후 FRET 쌍을 이루는 도너와 억셉터 밝기의 합은 100으로 일정하므로 억셉터의 변화량 70으로부터 FRET 효율은 0.7임을 알 수 있다. 광표백 후 도너의 밝기 합 150 중 도너2가 방출하는 100을 제외한 밝기로부터 측정되는 FRET효율은 0.5임을 확인할 수 있다. 따라서 해당 검출항체태그의 FRET 효율이 0.5와 0.7로 구성됨을 알 수 있다.Since donor 2 emits the light emitted by acceptor 2, the sum of the brightness of the donor becomes 80 to 150, and the sum of the brightness of the acceptor becomes 120 to 50, so the amount of change in brightness before and after photobleaching is 70 for the donor, and for the acceptor. Becomes 70. Since the sum of the brightness of the donor and acceptor forming the FRET pair before and after photobleaching is constant at 100, it can be seen that the FRET efficiency is 0.7 from the change amount of the acceptor 70. It can be seen that the FRET efficiency measured from the brightness excluding 100 emitted by the donor 2 out of the sum 150 of the brightness of the donor after photobleaching is 0.5. Therefore, it can be seen that the FRET efficiency of the detection antibody tag is composed of 0.5 and 0.7.

위와 같이, 하나의 형광분자가 광표백되기까지 밝기를 측정하고, 각 형광분자 별로 동일한 방법으로 반복하여 측정함으로써, 해당 검출항체태그의 FRET효율이 0.5와 0.7로 구성됨을 확인할 수 있다. As above, by measuring the brightness until one fluorescent molecule is photobleached, and repeatedly measuring each fluorescent molecule by the same method, it can be confirmed that the FRET efficiency of the detection antibody tag is composed of 0.5 and 0.7.

실시예 4. FRET효율의 측정 및 바이오마커 종류 판별Example 4. Measurement of FRET efficiency and identification of biomarker types

바이오마커 1 또는 2를 검출하기 위해 다음과 같이 키트를 제작하였다. In order to detect biomarkers 1 or 2, a kit was prepared as follows.

바이오마커1에 결합하는 검출항체1에는 검출항체태그1을 부착하고, 바이오마커 2에 결합하는 검출항체 2에는 검출항체태그2를 부착하였다. 상기 검출항체태그1 및 2는 도너-억셉터 FRET쌍이 각각 2쌍이 표지되었다. 검출항체 1 의 FRET효율 기준값은 FRET쌍1= 0.1, FRET쌍2= 0.5였고, 검출항체 2 의 FRET효율 기준값은 FRET쌍1= 0.2, FRET쌍2= 0.4였다. Detection antibody tag 1 was attached to detection antibody 1 that binds to biomarker 1, and detection antibody tag 2 was attached to detection antibody 2 that binds to biomarker 2. The detection antibody tags 1 and 2 were labeled with 2 pairs of donor-acceptor FRET pairs, respectively. The reference values of FRET efficiency of detection antibody 1 were FRET pair 1 = 0.1, FRET pair 2 = 0.5, and FRET efficiency reference values of detection antibody 2 were FRET pair 1 = 0.2 and FRET pair 2 = 0.4.

이후, 실시예 3과 같이 광표백 전후의 밝기 차이를 측정함으로써 FRET효율을 분석하였다. 밝기를 관찰하는 이미징 카메라에 분자1 및 2가 나타나고, 분자 A의 FRET효율이 0.1, 0.5로 측정되어, 분자 A는 바이오마커 1임을 알 수 있었다. 동일한 원리로, 분자 B의 FRET효율이 0.2, 0.4로 측정되어, 분자 B는 바이오마커 2임을 알 수 있었다(도 7).Thereafter, as in Example 3, the FRET efficiency was analyzed by measuring the difference in brightness before and after photobleaching. Molecules 1 and 2 appear on the imaging camera observing the brightness, and the FRET efficiency of Molecule A was measured as 0.1 and 0.5, indicating that Molecule A is a biomarker 1. According to the same principle, the FRET efficiency of molecule B was measured as 0.2 and 0.4, and it was found that molecule B was a biomarker 2 (FIG. 7).

시료에 포함된 바이오마커들은 그 종류에 따라 fg/ml부터 mg/ml까지 매우 넓은 농도 범위를 갖는다. 지나치게 높은 농도의 바이오마커를 기판에 고정할 경우 한 화면에 나타나는 점의 수가 너무 많아 점들 사이에 겹침이 발생하고 이로 인해 개별 분자의 FRET 효율을 측정할 수 없게 되므로, 한 화면에 적당한 수의 바이오마커 분자가 검출되도록 다양한 비율로 시료를 희석할 수 있다. The biomarkers included in the sample have a very wide concentration range from fg/ml to mg/ml, depending on their type. If an excessively high concentration of biomarkers is fixed on the substrate, there are too many dots appearing on one screen, overlapping occurs between the dots, which makes it impossible to measure the FRET efficiency of individual molecules, so an appropriate number of biomarkers on one screen. Samples can be diluted in various ratios so that molecules are detected.

만일, 비슷한 농도 범위를 갖는 바이오마커들을 검출하는 경우라면, 바이오마커들을 동일한 비율로 희석한 후 상기 분석을 수행할 수 있다. 예를 들어, 통상 1ng/ml 정도의 농도를 갖는 바이오마커들을 1:100으로 희석할 경우 한 화면에 적당한 수의 바이오마커 분자가 검출된다면, 통상 100ng/ml 정도의 농도를 갖는 바이오마커들은 1:10000으로 희석한 후 분석을 수행할 수 있다. If biomarkers having a similar concentration range are detected, the analysis can be performed after diluting the biomarkers in the same ratio. For example, if biomarkers having a concentration of about 1 ng/ml are usually diluted 1:100, if an appropriate number of biomarker molecules are detected on one screen, biomarkers having a concentration of about 100 ng/ml are 1: After dilution to 10000, the analysis can be performed.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by the limited drawings, a person of ordinary skill in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, even if the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or the described components are combined or combined in a form different from the described method, or are replaced or substituted by other components or equivalents. Appropriate results can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments and claims and equivalents fall within the scope of the following claims.

Claims (14)

기판;
형광분자가 표지된 2종 이상의 검출항체태그; 및
상기 검출항체태그가 결합된 2종 이상의 검출항체를 포함하고,
상기 형광분자에 의한 FRET효율을 이용하여 2종 이상의 바이오마커 종류를 동시에 판별하며,
상기 형광분자는 상기 검출항체태그의 특정 염기(base), 3'- 또는 5'-말단(end), 또는 기본골격(backbone) 상에서 도너(donor) 또는 억셉터(acceptor)로 작용하며,
상기 검출항체태그는 2 이상의 서로 상이한 형광분자가 표지된 것인 다중 바이오마커 동시 검출용 키트.
Board;
Two or more detection antibody tags labeled with fluorescent molecules; And
It includes two or more detection antibodies to which the detection antibody tag is bound,
Using the FRET efficiency by the fluorescent molecule, two or more types of biomarkers are simultaneously identified,
The fluorescent molecule acts as a donor or acceptor on a specific base, 3'- or 5'-end, or backbone of the detection antibody tag,
The detection antibody tag is a kit for simultaneous detection of multiple biomarkers in which two or more different fluorescent molecules are labeled.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 키트는 포획항체를 더 포함하는 것인 다중 바이오마커 동시 검출용 키트.
The method of claim 1,
The kit is a kit for simultaneous detection of multiple biomarkers further comprising a capture antibody.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 시료 중의 다중 바이오마커를 동시에 검출하는 방법에 관한 것으로,
기판에 2종 이상의 바이오마커가 부착되는 단계;
형광분자가 표지된 검출항체태그가 부착된 2종 이상의 검출항체가 상기 2종 이상의 바이오마커와 각각 결합하는 단계; 및
상기 결합에 의해 생성되는 형광신호로부터 FRET효율을 측정하는 단계;
를 포함하고,
상기 형광분자에 의한 FRET효율을 이용하여 상기 바이오마커의 종류를 동시에 판별하며,
상기 형광분자는 상기 검출항체태그의 특정 염기(base), 3'- 또는 5'-말단(end), 또는 기본골격(backbone) 상에서 도너(donor) 또는 억셉터(acceptor)로 작용하며,
상기 검출항체태그는 2 이상의 서로 상이한 형광분자가 표지된 것인 다중 바이오마커 동시 검출 방법.
It relates to a method of simultaneously detecting multiple biomarkers in a sample,
Attaching two or more kinds of biomarkers to the substrate;
Binding two or more kinds of detection antibodies to which a detection antibody tag labeled with a fluorescent molecule is attached, respectively, with the two or more biomarkers; And
Measuring FRET efficiency from the fluorescence signal generated by the coupling;
Including,
Simultaneously discriminating the type of the biomarker using the FRET efficiency by the fluorescent molecule,
The fluorescent molecule acts as a donor or acceptor on a specific base, 3'- or 5'-end, or backbone of the detection antibody tag,
The detection antibody tag is a method of simultaneously detecting multiple biomarkers in which two or more different fluorescent molecules are labeled.
삭제delete 제9항에 있어서,
상기 검출방법은 상기 기판에 포획항체를 부착하는 단계를 더 포함하는 것인 다중 바이오마커 동시 검출 방법.
The method of claim 9,
The detection method further comprises attaching a capture antibody to the substrate.
삭제delete 삭제delete 제9항에 있어서,
단위 면적 당 상기 바이오마커 개수로부터 상기 시료 중의 상기 바이오마커 농도를 측정하는 단계를 더 포함하는 다중 바이오마커 동시 검출 방법.
The method of claim 9,
Simultaneous multiple biomarker detection method further comprising the step of measuring the concentration of the biomarker in the sample from the number of biomarkers per unit area.
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