KR102208218B1 - Magnetic nanobead coated with modified cardiolipin and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드 및 이의 제조 방법을 개시하며, 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드는 변형된 카디오리핀 및 마그네틱 나노비드를 포함하되; 상기 변형된 카디오리핀은 카디오리핀의 소수성 지방산 측쇄에 대한 산화 및 아미노화에 의해 얻어지고, 상기 변형된 카디오리핀은 아미노기를 포함하고, 상기 변형된 카디오리핀은 아미노기를 통해 마그네틱 나노비드에 결합된다.The present invention discloses a magnetic nanobead coated with a modified cardiolipin and a method for producing the same, wherein the magnetic nanobead coated with a modified cardiolipin includes a modified cardiolipin and a magnetic nanobead; The modified cardiolipin is obtained by oxidation and amination of the hydrophobic fatty acid side chain of cardiolipin, the modified cardiolipin contains an amino group, and the modified cardiolipin is bonded to the magnetic nanobead through an amino group.
Description
본 발명은 체외진단 분야에 관한 것으로, 특히 변형된 카디오리핀 코팅된 마그네틱 나노비드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to the field of in vitro diagnostics, and in particular, to a modified cardiolipin coated magnetic nanobead and a method of manufacturing the same.
항 카디오리핀 항체는 다양한 인지질 구조를 포함하는 항원성 물질과 반응할 수 있는 항체로, 항원은 다양한 세포막 구성에 관여하는 음전하를 띤 인지질 성분이다.Anti-cardiolipin antibodies are antibodies capable of reacting with antigenic substances containing various phospholipid structures, and antigens are negatively charged phospholipid components involved in the construction of various cell membranes.
항인지질 항체 증후군(APS)는 다양한 자가면역성 질환을 포함하며, 젊은 사람들에게 더 흔하게 발생하며, 남성과 여성의 발병 비율은 약 2 : 8이다. 환자는 정맥 및 동맥 혈전증, 혈소판 감소증, 습관성 유산, 심근증, 심장병, 뇌 및 신장 경색, 및 폐 고혈압을 비롯하여 여러 시스템 및 기관에 영향을 미칠 수 있는 하나 이상의 증상을 나타낼 수 있다. 악성 APS는 단기간에 진행성이 관범위한 혈전 형성으로 나타날 수 있고, 이로 인해 다발성 장기 부전, 심지어 사망을 야기한다. 전신성 홍반성 루푸스 및 기타 자가면역성 질환에서 속발될 수 있거나, 단독으로 발생할 수도 있다(원발성 항인지질 항체 증후군).Antiphospholipid Antibody Syndrome (APS) includes a variety of autoimmune diseases and is more common in young people, with an incidence rate of about 2:8 in men and women. Patients may exhibit one or more symptoms that can affect several systems and organs, including venous and arterial thrombosis, thrombocytopenia, habitual abortion, cardiomyopathy, heart disease, brain and kidney infarction, and pulmonary hypertension. Malignant APS can manifest as a progressive and extensive thrombus formation in a short period of time, leading to multiple organ failure and even death. Systemic lupus erythematosus and other autoimmune diseases may be secondary or may occur alone (primary antiphospholipid antibody syndrome).
매독 환자의 체내에서도 항인지질 항체를 생길 수 있으며, 매독은 나선형 세균인 트레포네마팔리둠(Treponema pallidum)가 일으키는 성전파성 질환이다. 보도에 따르면, 매년 5백만 명이 넘는 사람들이 매독에 감염되고, 그 중에는 선천성 감염으로 인한 영아 3만명이 포함되어 있다. 매독은 환자의 체내에 수년 동안 잠복하거나 숨길 수 있고, 다양한 임상증상을 일으킬 수 있다. 여기서, 매독의 잠복기에 있는 환자는 임상 증상은 없으며, 다음 단계는 약 3분의 2의 치료받지 않은 환자 중에서 평생 동안 지속된다. 감염자는 잠복기에 전염성은 없지만, 잠복기에 있는 모체가 낳은 신생아는 선천적 매독에 감염될 가능성이 있다.Antiphospholipid antibodies can also be generated in the body of a patient with syphilis, and syphilis is a transgressive disease caused by the spiral bacterium Treponema pallidum. Reportedly, more than 5 million people are infected with syphilis each year, including 30,000 infants from congenital infections. Syphilis can hide or hide in the patient's body for many years, and can cause a variety of clinical symptoms. Here, patients in the incubation phase of syphilis have no clinical symptoms, and the next stage lasts for life among about two-thirds of untreated patients. Although the infected are not contagious during the incubation period, newborns born by the mother in the incubation period are likely to become congenital syphilis.
항인지질 항체 검출은 항인지질 항체 증후군의 진단 및 매독의 트레포네마팔리둠 시험에 널리 사용된다. 이 검출은 저렴하고 신속하며, 복수의 샘플을 편리하게 처리하는 등 장점을 갖는다. 또는, 매독 치료가 성공적 일수록 항인지질 항체의 농도가 점차 감소되지만, 매독에 감염된 특이성 항체인 트레포네마팔리둠 항체의 농도는 수년간 지속될뿐만 아니라, 심지어 편생동안 높을 수 있다. 따라서, 항인지질 항체 검출 시험은 매독 치료를 모니터링 할 수 있는 보다 좋은 선택이라고 본다.Antiphospholipid antibody detection is widely used in the diagnosis of antiphospholipid antibody syndrome and treponemapalidum test of syphilis. This detection has advantages, such as inexpensive, fast, and convenient processing of multiple samples. Alternatively, the more successful the syphilis treatment is, the gradually the concentration of the antiphospholipid antibody decreases, but the concentration of the treponemapalidum antibody, a specific antibody infected with syphilis, not only lasts for many years, but can even be high during transmigration. Therefore, testing for detection of antiphospholipid antibodies is considered a better option to monitor syphilis treatment.
통상적인 항인지질 항체를 검출하는 방법은, 주로 물리적 흡착의 방법에 의해 엘리사 플레이트(ELISA plate)와 같은 특정한 고체 상에 카디오리핀을 도포한 다음, 엘리사 플레이트에 부착된 카디오리핀을 검출해야 할 샘플에서 항인지질 항체와 결합시켜, 샘플에서의 항인지질 항체에 대한 포획을 구현한다. 포획된 항인지질 항체를 발색시킨 후 발광 농도를 검출함으로써, 샘플에서 항인지질 항체의 농도를 간접적으로 읽을 수 있다.A typical method for detecting an antiphospholipid antibody is to apply cardiolipin on a specific solid such as an ELISA plate by physical adsorption, and then in a sample to detect cardiolipin attached to the ELISA plate. Combining with an antiphospholipid antibody results in capture of the antiphospholipid antibody in the sample. By detecting the luminescence concentration after coloring the captured antiphospholipid antibody, the concentration of the antiphospholipid antibody in the sample can be indirectly read.
물리적 흡착 방법에 의해 고정된 카디오리핀은 용매 및 가열 등과 같은 외부 조건의 영향에 의해 고체 플레이트로부터 쉽게 해리되어 분리되기 때문에, 이 방법에 따라 제조된 검출 제품의 안정성이 많이 떨어진다.Since the cardiolipin immobilized by the physical adsorption method is easily dissociated and separated from the solid plate by the influence of external conditions such as solvent and heating, the stability of the detection product manufactured according to this method is greatly reduced.
이에 따라, 항카디리오핀 항체을 검출하기 위한 안정성이 우수한 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드 및 그 제조 방법을 제공할 필요가 있다.Accordingly, there is a need to provide a magnetic nanobead coated with a modified cardiolipin having excellent stability for detecting an anticardiopine antibody, and a method of manufacturing the same.
변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드는, 변형된 카디오리핀 및 마그네틱 나노비드를 포함하되,Magnetic nanobeads coated with modified cardiolipin include modified cardiolipin and magnetic nanobeads,
상기 변형된 카디오리핀은 카디오리핀의 소수성 지방산의 측쇄에 대한 산화 및 아미노화를 통해 획득하고, 상기 변형된 카디오리핀은 아미노기를 포함하며, 상기 변형된 카디오리핀은 아미노기를 통해 마그네틱 나노비드에 결합된다.The modified cardiolipin is obtained through oxidation and amination of the side chain of the hydrophobic fatty acid of the cardiolipin, the modified cardiolipin contains an amino group, and the modified cardiolipin is bonded to the magnetic nanobead through the amino group. .
일 실시예에서, 상기 마그네틱 나노비드의 표면은 카르복실기를 포함하고, 상기 아미노기는 상기 카르복실기와 아미드 에스테르 구조를 형성하여, 상기 카디오리핀를 상기 나노비드에 결합시킨다.In one embodiment, the surface of the magnetic nanobead includes a carboxyl group, and the amino group forms an amide ester structure with the carboxyl group, thereby binding the cardiolipin to the nanobead.
상기 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드의 제조 방법은,The method for producing magnetic nanobeads coated with the modified cardiolipin,
카디오리핀과 과산화물을 제1용매가 존재하는 조건하에서 충분히 반응시켜 중간 산물을 얻는 단계;Obtaining an intermediate product by sufficiently reacting cardiolipin and peroxide under conditions in the presence of a first solvent;
상기 중간산물에 과량의 암모니아 수를 첨가한 후 충분히 반응시켜 변형된 카디오리핀을 얻되, 여기서 상기 변형된 카디오리핀의 소수성 지방산 측쇄는 산화 및 아미노화를 거치며, 상기 변형된 카디오리핀은 아미노기를 포함하는 단계; 및After adding an excess of ammonia water to the intermediate product, it is sufficiently reacted to obtain a modified cardiolipin, wherein the hydrophobic fatty acid side chain of the modified cardiolipin undergoes oxidation and amination, and the modified cardiolipin contains an amino group. step; And
상기 변형된 카디오리핀과 마그네틱 나노비드를 혼합하여 충분히 반응시켜 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드를 얻는 단계를 포함한다.And sufficiently reacting the modified cardiolipin and magnetic nanobeads to obtain a magnetic nanobead coated with the modified cardiolipin.
이러한 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드는 화학 결합을 통해 마그네틱 나노비드와 변형된 카디오리핀을 직접 결합시킴으로써, 안정성이 뛰어나고 연결 량을 조절할 수 있는 특점을 가지고 있다. 이러한 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드는 항인지질 항체의 검출에 직접 사용될 수 있으며, 종래의 물리적 흡착을 통해 카디오리핀을 홉착하는 방법을 통해 제조된 검출 산물과 대비할 시 보다 높은 안정성을 갖는다.The magnetic nanobeads coated with such modified cardiolipin have excellent stability and the ability to control the amount of linkage by directly bonding the magnetic nanobeads and the modified cardiolipin through chemical bonding. Magnetic nanobeads coated with such modified cardiolipin can be used directly for detection of antiphospholipid antibodies, and have higher stability when compared to detection products prepared through conventional physical adsorption method for cardiolipin hops. .
도 1은 일 실시예에 따른 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.1 is a flow chart illustrating a method of manufacturing magnetic nanobeads coated with modified cardiolipin according to an embodiment.
본 발명의 상기 목적, 특성 및 장점들은 첨부된 도면을 참조하여 상세한 설명의 실시예들을 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 본 발명의 완전한 이해를 위해, 많은 특정 세부 사항들을 설명에 기재하였다. 그러나, 본 발명은 본 명세서에 기재된 것 이외의 많은 다른 형태로 구현될 수 있으며, 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않은 전제하에서 유사한 변형할 수 있으며, 따라서 본 발명은 이하에 개시된 구체적인 실시예에 의해 제한되지 않는다.The above objects, characteristics and advantages of the present invention will become more apparent by describing embodiments of the detailed description with reference to the accompanying drawings. For a thorough understanding of the invention, many specific details have been set forth in the description. However, the present invention can be implemented in many other forms other than those described in the present specification, and those skilled in the art can make similar modifications without departing from the scope of the present invention, and accordingly, the present invention is provided by the specific embodiments disclosed below. Not limited.
일 실시예에 따른 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드는: 변형된 카디오리핀 및 마그네틱 나노비드를 포함한다.Magnetic nanobeads coated with modified cardiolipin according to an embodiment include: modified cardiolipin and magnetic nanobeads.
카디오리핀은 3 개의 글리세롤, 2 개의 인산 및 4 개의 장쇄 불포화 알킬기로 구성된 에스테르류 물질이며, 이 구조에는 2 개의 친수성 중심(center) 및 4 개의 소수성 측쇄를 포함된다.Cardiolipin is an ester material composed of 3 glycerol, 2 phosphoric acid and 4 long-chain unsaturated alkyl groups, and its structure includes 2 hydrophilic centers and 4 hydrophobic side chains.
카디오리핀의 구조식은 다음과 같다.The structural formula of cardiolipin is as follows.
변형된 카디오리핀은 카디오리핀의 소수성 지방산 측쇄를 산화 및 아미노화하여 얻고, 변형된 카르디오리핀은 아미노기를 포함하되, 변형된 카디오리핀은 아미노기를 통해 마그네틱 나노비드와 결합된다.The modified cardiolipin is obtained by oxidation and amination of the hydrophobic fatty acid side chain of the cardiolipin, and the modified cardiolipin contains an amino group, and the modified cardiolipin is bonded to the magnetic nanobead through an amino group.
카디오리핀은 4 개의 측쇄를 갖는 이유로, 카디오리핀은 변형 시 4 개의 측쇄가 동시에 산화될 수 있으므로, 변형된 카디오리핀은 복수의 아미노기를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 변형된 카디오리핀은 1~8 개의 아미노기(-NH2)를 포함할 수 있다.Since cardiolipin has four side chains, since cardiolipin can oxidize at the same time four side chains when modified, the modified cardiolipin may contain a plurality of amino groups. Specifically, the modified cardiolipin may include 1 to 8 amino groups (-NH 2 ).
바람직하게는, 변형된 카디오리핀은 하나의 -NH2를 포함한다.Preferably, the modified cardiolipin comprises one -NH 2 .
마그네틱 나노비드의 표면은 카르복실기(-COOH) 및 말단 에폭시기(-CH (O) CH2) 중에서 적어도 하나를 포함 할 수 있다.The surface of the magnetic nanobead may include at least one of a carboxyl group (-COOH) and a terminal epoxy group (-CH (O) CH 2 ).
일 실시예에서, 마그네틱 나노비드의 표면은 카르복실기를 포함하고, 아미노기와 카르복실기는 아미드 에스테르 구조(-CO-NH-)를 형성하여 변형된 카디오리핀과 마그네틱 나노비드를 연결시킨다.In one embodiment, the surface of the magnetic nanobead includes a carboxyl group, and the amino group and carboxyl group form an amide ester structure (-CO-NH-) to connect the modified cardiolipin and the magnetic nanobead.
일 특정 실시예에서, 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드의 구조식은 다음과 같다.In one specific embodiment, the structural formula of the magnetic nanobead coated with modified cardiolipin is as follows.
바람직하게는, 마그네틱 나노비드의 표면은 말단 에폭시기를 포함하고, 아미노기와 말단 에폭시기는 2차 아민 구조(-NH-)를 형성하여 변형된 카디오리핀과 마그네틱 나노비드를 연결시킨다.Preferably, the surface of the magnetic nanobead includes a terminal epoxy group, and the amino group and the terminal epoxy group form a secondary amine structure (-NH-) to connect the modified cardiolipin and the magnetic nanobead.
일 특정 실시예에서, 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드의 구조식은 다음과 같다.In one specific embodiment, the structural formula of the magnetic nanobead coated with modified cardiolipin is as follows.
카디오리핀 분자의 크기가 매우 작은 이유로 변형 가능한 공간이 극히 부족하며, 친수성 인산염 중심에 대한 변형은 카디오리핀과 항인지질 항체의 친화성을 저하시키고, 심지어 항원 활성을 사라지게 한다.Due to the very small size of the cardiolipin molecule, the space for modification is extremely insufficient, and the modification of the hydrophilic phosphate center lowers the affinity of the cardiolipin and antiphospholipid antibody, and even causes the antigenic activity to disappear.
상기의 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드는 카디오리핀의 소수성 측쇄에 대한 변형을 통해, 카디오리핀 친수성 인산염 중심의 카디오리핀에 대한 변형을 유지하면서, 변형된 카디오리핀의 아미노기는 마그네틱 나노비드와 결합함으로써, 변형된 카디오리핀을 마그네틱 나노비드의 표면에 견고하게 연결시킨다. The magnetic nanobead coated with the modified cardiolipin maintains the modification of the cardiolipin hydrophilic phosphate center through the modification of the hydrophobic side chain of the cardiolipin, while the amino group of the modified cardiolipin is the magnetic nanobead and By binding, the modified cardiolipin is firmly connected to the surface of the magnetic nanobead.
상기 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드는 화학 결합을 통해 마그네틱 나노비드에 변형된 카디오리핀을 직접적으로 견고하게 연결시켜, 안정성이 뛰어나고 연결량을 조절 가능한 특점을 가지고 있다. 이러한 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드는 항인지질 항체의 검출에 직접 사용될 수 있으며, 종래의 물리적 흡착을 통해 카디오리핀을 홉착하는 방법에 의해 제조된 검출 산물과 대비할 시 보다 높은 안정성을 갖는다. The magnetic nanobeads coated with the modified cardiolipin have the characteristics of excellent stability and controllable amount of connection by directly and firmly connecting the modified cardiolipin to the magnetic nanobeads through chemical bonding. Magnetic nanobeads coated with such modified cardiolipin can be used directly for detection of antiphospholipid antibodies, and have higher stability when compared to detection products prepared by conventional physical adsorption method of hoping cardiolipin. .
도1에 제시된 바와 같이, 상기 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드의 제조 방법은 하기의 단계를 포함한다.As shown in Figure 1, the method of manufacturing the magnetic nanobead coated with the modified cardiolipin includes the following steps.
S10단계: 카디오리핀과 과산화물을 제1용매가 존재하는 조건하에서 충분히 반응시켜 중간 산물을 얻는다.Step S10: The intermediate product is obtained by sufficiently reacting cardiolipin and peroxide under conditions in the presence of the first solvent.
카디오리핀과 과산화물의 반응에 의해 카디오리핀의 지방산 측쇄를산화시킨다.The fatty acid side chain of cardiolipin is oxidized by the reaction of cardiolipin and peroxide.
과산화물은 과산화 벤조산 (Peroxybenzoic acid), 메타-클로로퍼벤조산(M-Chloroperoxybenzoic acid), 과산화아세트산(peracetic acid), 또는 과산화프로피온산(Peroxypropionic acid)이다.The peroxide is benzoic acid, meta-chloroperbenzoic acid, peracetic acid, or peroxypropionic acid.
카디오리핀과 과산화물의 분자비는 1 : 1 ~ 8이다.The molecular ratio of cardiolipin and peroxide is 1:1 to 8.
제1 용매는 디클로로 메탄(dichloromethane), 트리클로로 메탄(trichloromethane), 클로로포름(chloroform), 벤젠(benzene) 또는 톨루엔(toluene)이다.The first solvent is dichloromethane, trichloromethane, chloroform, benzene, or toluene.
S10단계는 액상 크로마토그래피로 정제를 수행할 수 있는 것인 중간 산물을 정제하는 공정을 더 포함한다. 정제 후, 약 80 %의 순도를 갖는 변형된 카디오리핀을 얻을 수 있다.Step S10 further includes a process of purifying an intermediate product that can be purified by liquid chromatography. After purification, a modified cardiolipin having a purity of about 80% can be obtained.
S10단계에서, 반응 온도는 60 ℃ ~ 100 ℃이다In step S10, the reaction temperature is 60 ℃ ~ 100 ℃
S20단계: S10단계에서 얻은 중간 산물에 과량의 암모니아수를 첨가하여 충분히 반응시켜 변형된 카디오리핀을 얻는다.Step S20: The intermediate product obtained in step S10 is reacted sufficiently by adding an excess of aqueous ammonia to obtain a modified cardiolipin.
카디오리핀의 소수성 지방산 측쇄는 과산화물 및 암모니아수에 의해 산화 및 아미노화되고, 이로써 획득한 변형된 카디오리핀은 아미노기를 포함한다.The hydrophobic fatty acid side chain of cardiolipin is oxidized and aminated by peroxide and aqueous ammonia, and the modified cardiolipin thus obtained contains an amino group.
카디오리핀은 4 개의 측쇄를 갖는 이유로, 카디오리핀은 변형될 때 4 개의 측쇄가 동시에 산화될 수 있으므로, 이렇게 변형된 카디오리핀은 복수의 아미노기를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 변형된 카디오리핀은 1~8개의 아미노기(-NH2)를 포함할 수있다.Since cardiolipin has four side chains, when cardiolipin is modified, four side chains can be oxidized at the same time, so the modified cardiolipin may contain a plurality of amino groups. Specifically, the modified cardiolipin may include 1 to 8 amino groups (-NH 2 ).
바람직하게는, 변형된 카디오리핀은 하나의 -NH2를 포함한다.Preferably, the modified cardiolipin comprises one -NH 2 .
암모니아수의 질량 농도는 10%~30%이다.The mass concentration of aqueous ammonia is 10% to 30%.
S20단계에서, 반응 온도는 60℃~100℃이다.In step S20, the reaction temperature is 60 ℃ ~ 100 ℃.
S30단계: S20단계에서 얻은 변형된 카디오리핀과 마그네틱 나노비드를 혼합 및 충분히 반응시켜 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드를 얻는다.Step S30: The modified cardiolipin and magnetic nanobeads obtained in step S20 are mixed and sufficiently reacted to obtain magnetic nanobeads coated with the modified cardiolipin.
획득한 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드에서, 변형된 카디오리핀은 아미노기를 통해 마그네틱 나노비드에 연결된다.In the obtained modified cardiolipin coated magnetic nanobeads, the modified cardiolipin is linked to the magnetic nanobeads through an amino group.
마그네틱 나노비드의 표면은 카르복실기(-COOH) 및 말단 에폭시기 (-CH (O) CH2) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The surface of the magnetic nanobead may include at least one of a carboxyl group (-COOH) and a terminal epoxy group (-CH (O) CH 2 ).
마그네틱 나노비드는 시중에서 직접 구입 가능하다. 예를 들어, MagnaBind 사의 Cat. No. 21353인 카르복시기 마그네틱 비드 및 MagnaMedics사의 Cat. No. MD01010중에서 하나를 선택하거나, 또는 복수 개를 선택하여 소정의 비율로 혼합할 수 있다.Magnetic nanobeads can be purchased directly from the market. For example, MagnaBind's Cat. No. 21353 carboxyl group magnetic beads and Cat. No. One of MD01010 can be selected, or multiple can be selected and mixed in a predetermined ratio.
마그네틱 나노비드의 표면에 카르복실기를 포함할 경우, S30단계에서, 마그네틱 나노비드, 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드(1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide)(EDCi) 및 3-술포 네이트-N-히드록시 석신이미드(3-sulfonate-N-hydroxysuccinimide)(Sulfo-NHS)를 제2 용매의 존재하에 반응시켜 활성 중간 물질을 생성한 후, 변형된 카디오리핀을 첨가 및 충분히 반응시켜 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드를 얻는다. 여기서, 제2 용매는 DMSO, DMF, 테트라히드로푸란(Tetrahydrofuran) 또는 pH 6.5~8.5인 인산염 완충액이며, 마그네틱 나노비드의 농도는 5mg/mL~10mg/mL이고, 1-에틸-3-(3-디메틸프로필)카르보디이미드의 농도는 0.5mg/mL~1.5mg/mL이며, 3-술폰산-N-엔히드록시숙신이미드의 농도는 0.5mg/mL~1.5mg/mL이다.When the surface of the magnetic nanobead contains a carboxyl group, in step S30, the magnetic nanobead, 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide (1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide) (EDCi) and 3-sulfonate-N-hydroxysuccinimide (Sulfo-NHS) were reacted in the presence of a second solvent to produce an active intermediate, and then modified cardio Lipin is added and reacted sufficiently to obtain magnetic nanobeads coated with modified cardiolipin. Here, the second solvent is DMSO, DMF, tetrahydrofuran, or a phosphate buffer with a pH of 6.5 to 8.5, and the concentration of the magnetic nanobeads is 5 mg/mL to 10 mg/mL, and 1-ethyl-3-(3- The concentration of dimethylpropyl)carbodiimide is 0.5 mg/mL to 1.5 mg/mL, and the concentration of 3-sulfonic acid-N-enehydroxysuccinimide is 0.5 mg/mL to 1.5 mg/mL.
1 개의 아미노기를 포함하는 활성화된 카디오리핀을 예로 들면, 나노 비드의 표면에 카르복실기를 포함하는 경우, 변형된 카디오리핀과 마그네틱 나노비드의 반응에 의해 얻는 변형된 카디오리핀 코팅된 마그네틱 나노비드의 구조식은 하기에서와 같다.For example, when the activated cardiolipin containing one amino group is included on the surface of the nanobead, the structural formula of the modified cardiolipin-coated magnetic nanobead obtained by the reaction of the modified cardiolipin and the magnetic nanobead is As in the following.
마그네틱 나노비드의 표면에 말단 에폭시기를 포함하는 경우, S30단계에서, 마그네틱 나노비드와 변형된 카디오리핀을 pH 6.5~8.5의 인산염 완충액에서 충분히 반응시켜 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드를 얻는다. 여기서, 마그네틱 나노비드의 농도는 5mg/mL~10mg/mL이다.In the case of including a terminal epoxy group on the surface of the magnetic nanobeads, in step S30, the magnetic nanobeads and the modified cardiolipin are sufficiently reacted in a phosphate buffer of pH 6.5 to 8.5 to obtain a magnetic nanobead coated with the modified cardiolipin. Here, the concentration of the magnetic nanobead is 5mg/mL~10mg/mL.
하나의 아미노기를 포함하는 활성 카디오리핀을 예로 들면, 마그네틱 나노비드의 표면에 말단 에폭시기를 포함할 경우, 변형된 카디오리핀과 마그네틱 나노비드의 반응에 의해 얻어진 변형된 카디오리핀으로 코팅된 나노 비드의 구조식은 하기에서와 같다.For example, if an active cardiolipin containing one amino group is included on the surface of a magnetic nanobead, the structural formula of a nanobead coated with a modified cardiolipin obtained by reaction of the modified cardiolipin and magnetic nanobeads Is as in the following.
이러한 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드의 제조 방법은, 카디오리핀의 소수성 측쇄에 대한 변형을 통해, 카디오리핀의 친수성 인산염 중심의 변형된 카디오리핀을 유지시키며, 변형된 카디오리핀의 아미노기는 마그네틱 나노비드와 결합되여, 변형된 카디오리핀을 마그네틱 나노비드의 표면에 단단히 결합시킨다. The method of manufacturing such modified cardiolipin-coated magnetic nanobeads maintains the modified cardiolipin in the center of the hydrophilic phosphate of cardiolipin through modification of the hydrophobic side chain of the cardiolipin, and the amino group of the modified cardiolipin is magnetic. Combined with the nanobeads, the modified cardiolipin is tightly bound to the surface of the magnetic nanobeads.
이러한 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드의 제조 방법은, 화학 결합을 통해 마그네틱 나노비드에 변형된 카디오리핀을 직접적으로 단단히 결합시키며, 안정되고 연결량을 조절할 수 있는 특성을 갖는다. 이러한 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드는 항인지질 항체의 검출에 직접 사용될 수 있으며, 종래의 물리적 흡착을 통해 카디오리핀을 홉착하는 방법에 의해 제조된 검출 산물과 비교할 시 보다 높은 안정성을 갖는다.The method of manufacturing such modified cardiolipin coated magnetic nanobeads directly and tightly binds the modified cardiolipin to the magnetic nanobeads through chemical bonding, and has a property of being stable and capable of controlling the amount of connection. Magnetic nanobeads coated with such modified cardiolipin can be used directly for the detection of antiphospholipid antibodies, and have higher stability compared to detection products prepared by conventional physical adsorption method for cardiolipin hopping. .
구체적인 실시예는 다음과 같다.A specific example is as follows.
실시예 1: 변형된 카디오리핀의 제조Example 1: Preparation of modified cardiolipin
아르곤가스의 보호하에서, 5 mL의 다이클로로메테인(dichloromethane)을 담은 20 mL 유리 플라스크에 1mmol의 카디오리핀을 첨가하고, 실온에서 자력 교반으로 충분히 용해시킨다. 3.5mmol의m-클로로페록시벤조산(M-chloroperoxybenzoic acid)을 첨가하고, 실온에서36 시간 동안 반응시킨다. 반응액을 빙수욕(ice-water bath)에 붓고 석유 에테르(Petroleum ether)를 사용하여 유기 화합물을 추출한다. 석유 에테르에 대해 감압 증발를 수행하여 건조시킨 후, 5mL의 질량 분율이 15%인 암모니아수를 첨가하고, 가열시켜 환류되도록 8 시간 동안 반응시킨다. 냉각 후, 에틸 아세테이트(Ethyl acetate)에 붓고 물로 3 회 세척한다. 건조 후, 무색의 오일 형태의 물질을 얻고, 액체 크로마토 그래피로 분리 및 정제하여 측쇄에 아미노기를 갖는 변형된 카디오리핀을 얻는다. MS(ESI+, m/z): 1481.99142.Under the protection of argon gas, 1 mmol of cardiolipin was added to a 20 mL glass flask containing 5 mL of dichloromethane, and sufficiently dissolved by magnetic stirring at room temperature. 3.5 mmol of m-chloroperoxybenzoic acid was added and reacted at room temperature for 36 hours. The reaction solution was poured into an ice-water bath, and organic compounds were extracted using petroleum ether. After drying by evaporation under reduced pressure on petroleum ether, ammonia water having a mass fraction of 5 mL of 15% was added, followed by heating and reacting for 8 hours to reflux. After cooling, poured into ethyl acetate and washed three times with water. After drying, a colorless oily substance is obtained, separated and purified by liquid chromatography to obtain a modified cardiolipin having an amino group in the side chain. MS (ESI + , m/z): 1481.99142.
실시예 2: 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드의 제조Example 2: Preparation of magnetic nanobeads coated with modified cardiolipin
8mg의 표면에 말단 에폭시기를 갖는 마그네틱 비드를 포함하는 현탁액 50μ를 취한 후, 30mmol/L 의 인산염 완충액 850μ를 첨가하고, 진동하여 혼합하는 과정에서 1mg/mL의 아미노기에 의해 변형된 카디오리핀 100μL를 첨가하여, 37℃에서 4시간 동안 반응시킨다. 미결합된 변형된 카디오리핀을 자기 분리하고, 나머지 마그네틱 비드를 2mL의 50mmol/L Tris 완충액에 분산시킨다.After taking 50 μ of a suspension containing magnetic beads having a terminal epoxy group on the surface of 8 mg, 850 μl of a 30 mmol/L phosphate buffer was added, and 100 μL of cardiolipin modified by an amino group of 1 mg/mL was added during mixing by shaking. Then, it was reacted at 37° C. for 4 hours. The unbound modified cardiolipin is magnetically separated, and the remaining magnetic beads are dispersed in 2 mL of 50 mmol/L Tris buffer.
실시예 3: 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드의 제조Example 3: Preparation of magnetic nanobeads coated with modified cardiolipin
10mg의 표면에 말단 에폭시기를 갖는 마그네틱 비드를 포함하는 현탁액 200μL를 취한 후, 20㎎/mL의 EDCi 인산염 완충액 400μL, 20mg/mL의 NHS 인산염 완충액400μL를 순차적으로 첨가한 후 37 ℃에서 30분간 진탕 반응을 수행한다. 자기 분리 후, 마그네틱 비드를 20mmol/의 인산염 완충액을 사용하여 900uL로 될 때까지 재용해시키며, 흔들어서 균일하게 혼합하는 과정에서, 1mg/mL의 아미노미기에 의해 변형된 카디오리핀 100μL를 첨가하여 37℃에서 2시간 동안 반응시킨다. 미결합된 변형된 카디오리핀을 자기 분리하고, 나머지 마그네틱 비드를 2mL의 50mmol/L Tris 완충액에 분산시킨다.After taking 200 μL of a suspension containing magnetic beads having a terminal epoxy group on the surface of 10 mg, 400 μL of 20 mg/mL EDCi phosphate buffer and 400 μL of 20 mg/mL NHS phosphate buffer were sequentially added, followed by shaking reaction at 37° C. for 30 minutes. Perform. After magnetic separation, the magnetic beads were re-dissolved in 20 mmol/phosphate buffer until 900 uL, and in the process of shaking and uniformly mixing, 100 μL of cardiolipin modified by 1 mg/mL of aminomi group was added to 37°C. Reacted at for 2 hours. The unbound modified cardiolipin is magnetically separated, and the remaining magnetic beads are dispersed in 2 mL of 50 mmol/L Tris buffer.
실시예 4: 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드 및 항인지질 샘플의 반응Example 4: Reaction of magnetic nanobeads coated with modified cardiolipin and antiphospholipid samples
실시예 1~3에서 제조된 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드 용액 200㎕를 각각 취하고, 5㎕의 항인지질 항체 혈청 샘플을 첨가한 후, 37℃에서 30분 동안 배양한다. 자기 분리 후, 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드를 200μL로 될 때까지 재용해시킨 후, 홍당무과산화효소(Horseradish peroxidase)로 표지된 2차 항체를 첨가하여, 37℃에서 30분 동안 배양하고, 순차적으로 세척하여 TMB 기질용액을 첨가하여 10 분간 배양하고, 100㎕의 정지액(stop solution)을 첨가하며, 10분 내에 마이크로플레이트 리더(Microplate reader)에서의 OD값을 통해 샘플의 발광 신호 값을 획득한다. 200 µl of the magnetic nanobead solution coated with the modified cardiolipin prepared in Examples 1 to 3 were each taken, 5 µl of an antiphospholipid antibody serum sample was added, and then incubated at 37°C for 30 minutes. After magnetic separation, the magnetic nanobeads coated with modified cardiolipin were redissolved until 200 μL, and then a secondary antibody labeled with Horseradish peroxidase was added, and incubated at 37°C for 30 minutes. , Wash sequentially, add TMB substrate solution, and incubate for 10 minutes, add 100 µl of stop solution, and the luminescence signal value of the sample through the OD value in a microplate reader within 10 minutes. To obtain.
3 개의 카디오리핀 양성 혈청 샘플 및 3 개의 카디오리핀 음성 혈청 샘플을 각각 취하여, 종래의 물리적 흡착법과 대조하여 검출된 OD 값을 표 1에 나타낸다.Three cardiolipin positive serum samples and three cardiolipin negative serum samples were taken, respectively, and OD values detected as compared with the conventional physical adsorption method are shown in Table 1.
표 1:실시예 1~3 및 대조군(물리적 흡착법)의 상이한 샘플에서 검출된 OD값Table 1: OD values detected in different samples of Examples 1-3 and the control (physical adsorption method)
표 1을 참조하면, 실시예 1~3에서 제조된 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드 및 물리적 흡착 방법에 의해 흡착된 마그네틱 비드(대조군)에서 항인지질 항체 샘플을 검출할 때의 발광신호를 대조할 경우, 실시예1~3에 의해 제조된 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드에 의해 검출된 음성 샘플은 대조군보다 발광신호 값이 현저히 낮으며(4~8배 감소), 검출된 양성 샘플은 대조군보다 발광신호 값이 현저히 향상(4~8배 향상) 된다.Referring to Table 1, the luminescence signal when detecting the antiphospholipid antibody sample from the magnetic nanobeads coated with modified cardiolipin prepared in Examples 1 to 3 and the magnetic beads (control) adsorbed by the physical adsorption method In contrast, the negative samples detected by the magnetic nanobeads coated with modified cardiolipin prepared according to Examples 1 to 3 had a significantly lower luminescence signal value than the control group (reduced 4 to 8 times), and detected positive In the sample, the emission signal value was significantly improved (4 to 8 times higher) than the control.
따라서, 실시예 1~3에서 제조된 변형된 카디오리핀으로 코팅된 나노마그네틱 비드에 의해 검출된 항인지질 샘플은, 종래의 물리적 흡착법에 의해 홉착된 마그네틱 비드 대비 시 검출 감도가 현저히 향상된다.Therefore, the antiphospholipid samples detected by the nanomagnetic beads coated with modified cardiolipin prepared in Examples 1 to 3 have a significantly improved detection sensitivity compared to the magnetic beads hopped by the conventional physical adsorption method.
전술한 실시예는 단지 본 발명의 하나 또는 몇몇 실시예를 나타내며, 그 설명은보다 구체적이고 상세하게 기술되어 있지만, 본 발명의 특허 범위를 제한하는 것으로 이해되어서는 안된다. 당업자라면, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 변형 및 개선이 이루어질 수 있으며, 이들은 모두 본 발명의 보호 범위 내에 속한다는 것을 알아야한다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 따라 달라질 것이다.The above-described embodiments merely represent one or several embodiments of the present invention, and the description thereof is described in more detail and detail, but should not be understood as limiting the scope of the present invention. Those skilled in the art should know that modifications and improvements can be made without departing from the spirit and scope of the present invention, and all of them fall within the protection scope of the present invention. Accordingly, the scope of protection of the present invention will depend on the appended claims.
Claims (10)
상기 변형된 카디오리핀은 카디오리핀의 소수성 지방산 측쇄에 대한 산화 및 아미노화에 의해 얻고, 상기 변형된 카디오리핀은 아미노기를 포함하며, 상기 변형된 카디오리핀은 상기 아미노기를 통해 상기 마그네틱 나노비드에 결합되며;
상기 마그네틱 나노비드의 표면은 말단 에폭시기를 포함하고, 상기 아미노기와 상기 말단 에폭시기는 2차 아민 구조를 형성하여 상기 변형된 카디오리핀과 상기 마그네틱 나노비드를 연결시키고, 상기 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드의 구조식은 하기와 같은 것을 특징으로 하는 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드.
Including modified cardiolipin and magnetic nanobead,
The modified cardiolipin is obtained by oxidation and amination of the hydrophobic fatty acid side chain of cardiolipin, the modified cardiolipin contains an amino group, and the modified cardiolipin is bonded to the magnetic nanobead through the amino group. ;
The surface of the magnetic nanobead includes a terminal epoxy group, and the amino group and the terminal epoxy group form a secondary amine structure to connect the modified cardiolipin and the magnetic nanobead, and a magnetic coated with the modified cardiolipin The structural formula of the nanobead is a magnetic nanobead coated with a modified cardiolipin, characterized in that the following.
카디오리핀과 과산화물은 제1용매가 존재하는 조건에서 충분히 반응시켜 중간 산물을 얻는 단계;
상기 중간 산물에 과량의 암모니아수를 첨가하여 충분히 반응시킨 후 변형된 카디오리핀을 얻되, 여기서 상기 변형된 카디오리핀의 소수성 지방산 측쇄는 산화 및 아미노화를 거치며, 상기 변형된 카디오리핀은 아미노기를 포함하는 단계; 및
상기 변형된 카디오리핀과 마그네틱 나노비드를 혼합 및 충분히 반응시켜 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드를 얻는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드의 제조방법.In the method for producing magnetic nanobeads coated with the modified cardiolipin of claim 1,
Cardiolipin and peroxide are sufficiently reacted in the presence of a first solvent to obtain an intermediate product;
After sufficiently reacting by adding an excess of aqueous ammonia to the intermediate product, a modified cardiolipin is obtained, wherein the hydrophobic fatty acid side chain of the modified cardiolipin undergoes oxidation and amination, and the modified cardiolipin contains an amino group. ; And
Mixing and sufficiently reacting the modified cardiolipin and magnetic nanobeads to obtain a magnetic nanobead coated with the modified cardiolipin
A method of manufacturing magnetic nanobeads coated with modified cardiolipin, characterized in that it comprises a.
상기의 카디오리핀과 과산화물을 제1용매의 존재하에서 충분히 반응시키는 단계에서, 상기 과산화물은 과산화 벤조산, 메타-클로로퍼벤조산, 과산화아세트산 또는 과산화프로피온산이고, 상기 카디오리핀과 상기 과산화물의 분자비는 1 : 1 ~ 8이고, 상기 제1 용매는 디클로로 메탄, 트리클로로 메탄, 클로로포름, 벤젠 또는 톨루엔인 것을 특징으로 하는, 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드의 제조방법.The method of claim 2,
In the step of sufficiently reacting the cardiolipin and peroxide in the presence of a first solvent, the peroxide is benzoic acid peroxide, meta-chloroperbenzoic acid, peracetic acid or propionic peroxide, and the molecular ratio of cardiolipin and the peroxide is 1: 1 to 8, wherein the first solvent is dichloromethane, trichloromethane, chloroform, benzene, or toluene. Method for producing magnetic nanobeads coated with modified cardiolipin.
상기의 중간 산물에 과량의 암모니아수를 첨가하여 충분히 반응시키는 단계에서, 상기 암모니아수의 질량 농도는 10%~30%인 것을 특징으로 하는, 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드의 제조방법.The method of claim 2,
In the step of sufficiently reacting by adding an excess of aqueous ammonia to the intermediate product, the mass concentration of the aqueous ammonia is 10% to 30%, wherein the method of producing magnetic nanobeads coated with modified cardiolipin.
상기 마그네틱 나노비드의 표면은 카르복실기를 포함하며;
상기의 변형된 카디오리핀과 마그네틱 나노비드를 혼합 및 충분히 반응시켜 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드를 얻는 단계는, 상기 마그네틱 나노비드, 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 및 3-술포네이트-N-히드록시 석신이미드를 제2 용매의 존재하에 반응시켜 활성 중간 물질을 생성한 후, 상기 변형된 카디오리핀을 첨가 및 충분히 반응시켜 상기 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드를 얻는 것이며;
여기서, 상기 제2용매는 DMSO, DMF, 테트라히드로푸란 또는 pH 6.5~8.5인 인산염 완충액이며, 상기 마그네틱 나노비드의 농도는 5mg/mL~10mg/mL이고, 상기 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드의 농도는 0.5mg/mL~1.5mg/mL이며, 상기 3-술포네이트-N-히드록시 석신이미드의 농도는 0.5mg/mL~1.5mg/mL인 것을 특징으로 하는, 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드의 제조방법.The method of claim 2,
The surface of the magnetic nanobead contains a carboxyl group;
The step of obtaining a magnetic nanobead coated with the modified cardiolipin by mixing and sufficiently reacting the modified cardiolipin and the magnetic nanobead is, the magnetic nanobead, 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)car After reacting bodyimide and 3-sulfonate-N-hydroxysuccinimide in the presence of a second solvent to produce an active intermediate, the modified cardiolipin is added and reacted sufficiently to coat the modified cardiolipin Obtained magnetic nanobeads;
Here, the second solvent is DMSO, DMF, tetrahydrofuran, or a phosphate buffer having a pH of 6.5 to 8.5, the concentration of the magnetic nanobeads is 5 mg/mL to 10 mg/mL, and the 1-ethyl-3-(3- The concentration of dimethylaminopropyl) carbodiimide is 0.5 mg/mL to 1.5 mg/mL, and the concentration of 3-sulfonate-N-hydroxysuccinimide is 0.5 mg/mL to 1.5 mg/mL. To, a method of manufacturing magnetic nanobeads coated with modified cardiolipin.
상기 마그네틱 나노비드의 표면은 말단 에폭시기를 포함하며;
상기 변형된 카디오리핀과 마그네틱 나노비드를 혼합 및 충분히 반응시켜 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드를 얻는 단계는, 상기 마그네틱 나노비드와 상기 변형된 카디오리핀을 pH 6.5~8.5의 인산염 완충액에서 충분히 반응시켜 상기 변형된 카디오리핀 코팅된 마그네틱 나노비드를 얻는 것이며;
여기서, 상기 마그네틱 나노비드의 농도는 5mg/mL~10mg/mL인 것을 특징으로 하는, 변형된 카디오리핀으로 코팅된 마그네틱 나노비드의 제조방법.The method of claim 2,
The surface of the magnetic nanobead includes a terminal epoxy group;
The step of obtaining a magnetic nanobead coated with the modified cardiolipin by mixing and sufficiently reacting the modified cardiolipin and the magnetic nanobead is, the magnetic nanobead and the modified cardiolipin are sufficiently mixed in a phosphate buffer solution having a pH of 6.5 to 8.5. Reacting to obtain the modified cardiolipin coated magnetic nanobeads;
Here, the concentration of the magnetic nanobeads is 5mg / mL ~ 10mg / mL, characterized in that, the method for producing a magnetic nanobead coated with modified cardiolipin.
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