KR102342302B1 - Protein chips for quantitative analysis - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 기판을 포함하는, 단백질 칩으로서, 기판이 표적 단백질을 검출하도록 구성된 복수개의 서브 검출부를 포함하고, 복수개의 서브 검출부 각각은 금속 스팟 (spot) 으로 이루어진 복수개의 정량 분석 유닛 (unit) 을 포함하고, 단백질 칩은 광학적 분석을 수행함으로써 상기 복수개의 정량 분석 유닛에 검출된 표적 단백질의 정략적 분석이 가능하도록 구성된, 단백질 칩 및 이를 이용한 표적 단백질의 정량 분석 방법을 제공한다.The present invention provides a protein chip comprising a substrate, the substrate comprising a plurality of sub-detectors configured to detect a target protein, each of the plurality of sub-detectors comprising a plurality of quantitative analysis units comprising metal spots It provides a protein chip and a method for quantitative analysis of a target protein using the protein chip, comprising: a protein chip configured to enable quantitative analysis of a target protein detected by the plurality of quantitative analysis units by performing optical analysis.

Description

정량 분석용 단백질 칩Protein chips for quantitative analysis

본 발명은 단백질 칩에 관한 것으로, 보다 구체적으로 표적 단백질에 대한 정밀도 높은 정량 분석을 수행할 수 있도록 기능적으로 구성된 복수의 검출부를 포함하는 단백질 칩 및 이를 이용한 표적 단백질의 정량 분석 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a protein chip, and more particularly, to a protein chip including a plurality of detection units functionally configured to perform high-precision quantitative analysis on a target protein, and a method for quantitative analysis of a target protein using the same.

단백질을 정량적으로 분석하기 위한 많은 방법이 개발되고 있고, 환자로부터 혈액 시료 (혈청, 혈장) 와 같은 복합 유체에서 단백질의 분석은 진단에서 본질적으로 중요하다.Many methods have been developed to quantitatively analyze proteins, and the analysis of proteins in complex fluids such as blood samples (serum, plasma) from patients is of intrinsic importance in diagnosis.

표적 단백질의 정량 분석 방법으로는 효소면역분석법 (Enzyme Immunoassay, EI), 효소결합 면역분석법 (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay, ELISA), 방사능 면역분석법 (Radioimmunoassay, RIA), 형광 면역분석법 (Fluorescence Immunoassay, FIA), RNA 풍도 (RNA abundance) 분석법과 같은 바이오어세이 등이 잘 알려져 있다. 단백질 정량 분석의 결과는, 피검물 연구 검출, 인간을 대상으로 하거나 수의학 분야의 진단 분야, 법의학적 진단, 환경 분석, 식품 분석 및 대기 또는 수중의 위험 물질의 바이오디펜스 스크리닝 등의 분야에서 중요한 역할을 할 수 있다.Quantitative methods for target protein analysis include enzyme immunoassay (EI), enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), radioimmunoassay (RIA), and fluorescence immunoassay (FIA). , and bioassays such as RNA abundance assays are well known. The results of protein quantitative analysis play an important role in the fields of test detection, human or veterinary diagnostics, forensic diagnosis, environmental analysis, food analysis, and biodefense screening of hazardous substances in the air or water. can do.

그러나, 전술한 방법에 기초한 표적 단백질의 정량 분석 방법은, 대부분 샌드위치 분석 방식을 택함에 따라 높은 민감도 (sensitivity) 를 가지나, 여러 개의 샘플과 샘플마다 많은 양의 시료를 모아야 실험의 수행이 가능하며, 시간이 오래 걸리고 여러 단계의 지루한 과정을 거쳐야 한다는 단점이 있다.However, the quantitative analysis method of the target protein based on the above method has high sensitivity as most of the sandwich analysis method is adopted. The disadvantage is that it takes a long time and has to go through several tedious steps.

보다 구체적으로, 상기 방법들 중, 가장 민감도 (sensitivity) 가 높은 방사능 면역 분석법의 경우, 방사능 물질에 의한 위험이 문제가 될 수도 있다. 나아가, 기존의 ELISA 방식을 이용한 분석 방법에 기초한 단백질의 정량 분석 방법은, 한 번에 한 개의 단백질에 대한 분석값만 얻을 수 있기 때문에 여러 개의 단백질을 분석하려면 시료, 시간, 노동력, 소모품의 소비가 많이 필요할 뿐만 아니라, 한 개의 시료에서 각각을 분석하는 것이 아니기 때문에 결과값을 절대적으로 신뢰하기 어렵다는 문제가 있다.More specifically, among the above methods, in the case of radioimmunoassay, which has the highest sensitivity, the risk of radioactive substances may be a problem. Furthermore, since the quantitative analysis method of protein based on the analysis method using the conventional ELISA method can only obtain analysis values for one protein at a time, the consumption of samples, time, labor, and consumables is required to analyze multiple proteins. Not only is it necessary a lot, but there is a problem in that it is difficult to absolutely trust the results because each sample is not analyzed.

한편, 여러 질환에 대한 분자 병태생리학적 이해가 증진되면서 질환의 진단 및 치료에 그 질환에 특이적인 바이오 마커나 타겟들이 점차 이용되기 시작하였다. 따라서 침습적 방법을 통해 얻어지는 세포나 조직 또는 비침습적 방법을 통해 얻어지는 여러 체액 등에 미량으로 존재하는 질환 바이오 마커 또는 타겟 단백질을 좀 더 빠른 시간 내에, 보다 쉽고 표준화된 방법으로 정량분석 할 수 있는 방법의 개발이 요구되고 있는 실정이다. 특히, 한 개의 시료에서 한 개의 단백질만 분석할 수 있는 single-plex 방식이 아니라 한 개의 시료에서 여러 개의 단백질을 동시에 분석할 수 있는 multi-plex 방식의 분석 방법의 개발이 의료 편의성, 시료 채취 시 환자의 수고 경감 등의 이유로 지속적으로 요구되고 있는 실정이다.Meanwhile, as the molecular pathophysiological understanding of various diseases is improved, biomarkers or targets specific to the diseases have gradually started to be used in the diagnosis and treatment of diseases. Therefore, development of a method that can quantitatively analyze disease biomarkers or target proteins present in trace amounts in cells or tissues obtained through invasive methods or various body fluids obtained through non-invasive methods in a shorter time, easier and standardized method This is being requested. In particular, rather than the single-plex method that can analyze only one protein from one sample, the development of a multi-plex method that can analyze multiple proteins from one sample at the same time is important for medical convenience and patients when collecting samples. It is a situation that is continuously demanded for reasons such as reducing the burden of labor.

발명의 배경이 되는 기술은 본 발명에 대한 이해를 보다 용이하게 하기 위해 작성되었다. 발명의 배경이 되는 기술에 기재된 사항들이 선행기술로 존재한다고 인정하는 것으로 이해되어서는 안 된다.The description underlying the invention has been prepared to facilitate understanding of the invention. It should not be construed as an admission that the matters described in the background technology of the invention exist as prior art.

한편, 표적 단백질의 정량 분석을 위한 새로운 방법으로, 단백질 칩 (protein chip) 이 등장하였다. 보다 구체적으로 단백질 칩은, 표적 단백질과 결합하는 수십에서 수백 종류 이상의 서로 다른 단백질, 리간드 및 항체와 같은 바이오 리셉터 (bio-receptor) 등을 고체 기판 상에 고정하고, 이들과 특이적으로 반응하는 표적 단백질의 존재를 형광 신호 측정기 등의 분석 방법을 이용하여 분석하도록 구성된 칩일 수 있다.Meanwhile, as a new method for quantitative analysis of a target protein, a protein chip has emerged. More specifically, the protein chip immobilizes tens to hundreds of different proteins, ligands, and bio-receptors such as antibodies that bind to a target protein, on a solid substrate, and a target that specifically reacts with them. It may be a chip configured to analyze the presence of a protein using an analysis method such as a fluorescence signal meter.

이러한 단백질 칩에 기초한 표적 단백질의 정량 분석 방법은, 칩 상에 배치된 바이오 리셉터와 표적 단백질의 상호 작용을 분석함으로써 수행될 수 있다.The quantitative analysis method of the target protein based on the protein chip may be performed by analyzing the interaction between the bioreceptor disposed on the chip and the target protein.

한편, 세포 내 주요 단백질은 단일 분자 수준으로 존재할 수 있다. 정량 분석을 위해 종래의 단백질 칩을 이용하여, 단일 분자로 존재하는 단백질을 검출할 경우, 검출 효율이 낮을 수 있다. 특히, 환자의 조직, 혈액, 타액 또는, 기타 생물학적 시료 내에 존재하는 표적 단백질의 절대량을 증폭시키기는 것이 불가능함에 따라, 극소량으로 존재하는 표적 단백질을 검출하고 이들을 정량하기 위해서는 새로운 차원의 단백질 칩의 개발이 필요하다.On the other hand, major proteins in cells may exist at the level of a single molecule. When a protein present as a single molecule is detected using a conventional protein chip for quantitative analysis, detection efficiency may be low. In particular, as it is impossible to amplify the absolute amount of a target protein present in a patient's tissue, blood, saliva, or other biological sample, a new level of protein chip is developed to detect and quantify the target protein present in a very small amount. I need this.

이를 해결하기 위해, 단백질 칩 상에서 표적 단백질과 반응하는 수용체의 밀도를 증가시키는 방법이 제안되었으나, 이와 같은 방법은 단백질 칩의 3 차원적 구조로 인한 공간적 장애, 교차 오염의 문제를 야기할 수 있다. To solve this problem, a method of increasing the density of receptors reacting with a target protein on a protein chip has been proposed, but such a method may cause problems of spatial obstruction and cross-contamination due to the three-dimensional structure of the protein chip.

나아가, 종래의 단백질 칩에 기초한 단백질의 정량 분석 방법은, 표적으로 하는 단백질의 바이오 리셉터가 부착된 단백질 칩을 구매함으로써 수행될 수 있음에 따라, 표적 단백질의 종류가 많아질 경우, 고가의 단백질 칩으로 인해 분석 비용도 함께 증가한다는 문제점이 있다. Furthermore, as the conventional method for quantitative analysis of proteins based on protein chips can be performed by purchasing a protein chip to which a bioreceptor of a target protein is attached, when the number of types of target proteins increases, expensive protein chips As a result, there is a problem in that the analysis cost also increases.

본 발명의 발명자들은 이와 같은 종래의 단백질 칩이 갖는 한계점을 극복하기 위해, 단백질 칩에서 실질적으로 표적 단백질을 검출하는 기능의 검출 영역에 대하여 예의 주시하였다. 그 결과, 본 발명의 발명자들은, 단백질 칩 상에 금속을 증착시킨 새로운 단백질 칩을 개발할 수 있었다.In order to overcome the limitations of the conventional protein chip, the inventors of the present invention paid close attention to the detection region that actually detects the target protein in the protein chip. As a result, the inventors of the present invention were able to develop a new protein chip in which a metal was deposited on the protein chip.

보다 구체적으로, 본 발명의 발명자들은, 금속 스팟이 형성된 검출부가 표적 단백질을 높은 민감도 및 정밀도로 검출할 수 있음을 확인할 수 있었다. 나아가, 본 발명의 발명자들은, 검출부에서, 금속 스팟 각각에 대하여 최종 사용자가 정량 분석 하고자 하는 표적 단백질에 대한 바이오 리셉터가 결합할 수 있도록 구성하였다.More specifically, the inventors of the present invention were able to confirm that the detection unit with the metal spot formed could detect the target protein with high sensitivity and precision. Furthermore, the inventors of the present invention have configured such that, in the detection unit, the bioreceptor for the target protein that the end user wants to quantitatively analyze can be bound to each metal spot.

본 발명의 발명자들은, 동일한 영역에서 금속 스팟이 차지하는 면적이 동일한 조건, 즉 금속 스팟이 차지하는 면적율이 동일하다면, 금속 스팟의 크기가 작을수록 금속 스팟에 결합된 형광표지된 항체에 의해 검출되는 형광 신호가 증가되는 것을 확인할 수 있었다. The inventors of the present invention have found that, under the same conditions in which the area occupied by the metal spot in the same region, that is, the area ratio occupied by the metal spot is the same, the smaller the size of the metal spot, the fluorescence signal detected by the fluorescently-labeled antibody bound to the metal spot was found to increase.

특히, 본 발명의 발명자들은, 단백질 정량 분석 칩 상의 검출부 내에, 금속 스팟의 밀도가 점진적으로 증가하도록 구성된 복수개의 서브 검출부를 배치함으로써, 바이오 리셉터의 서브 검출부 내에서의 고정화 밀도를 정밀하게 조절할 수 있어서 종래의 단백질 칩보다 표적 단백질의 정량 분석의 민감도 및 정밀도가 향상되는 것을 확인할 수 있었다. In particular, the inventors of the present invention can precisely control the immobilization density in the sub-detection unit of the bioreceptor by disposing a plurality of sub-detectors configured to gradually increase the density of metal spots in the detection unit on the protein quantitative analysis chip. It was confirmed that the sensitivity and precision of quantitative analysis of the target protein were improved compared to the conventional protein chip.

나아가, 본 발명의 발명자들은, 단백질 칩의 기판 위에 자가 조립 단층 (self-assembly monolayer, SAM) 막을 코팅하는 형식으로 금속 스팟 상에 표적 단백질에 대한 바이오 리셉터를 부착할 경우, 바이오 리셉터의 배향성이 증가되는 것을 인지할 수 있었다. 나아가, 본 발명의 발명자들은 금속 스팟의 크기가 작을 수록 표적 단백질과 바이오 리셉터의 결합에 따라 발생하는 신호가 균일해지고, 크게 증폭한다는 것을 확인할 수 있었다. Furthermore, the inventors of the present invention have found that when a bioreceptor for a target protein is attached to a metal spot in the form of coating a self-assembly monolayer (SAM) film on a substrate of a protein chip, the orientation of the bioreceptor is increased. could be recognised. Furthermore, the inventors of the present invention were able to confirm that the smaller the size of the metal spot, the more uniform and greatly amplified the signal generated according to the binding of the target protein and the bioreceptor.

또한, 본 발명의 발명자들은, 단백질 칩 상에 특정한 표적 단백질에 대한 바이오 리셉터를 단위 면적 당 서로 다른 개수, 즉 밀도를 달리하여 고정시킬 경우, 상이한 해리 인자 (Dissociation factor) 를 갖는 바이오 리셉터의 성질을 갖으며, 이는 표적 단백질 및 항체의 면역 반응에 따라 발생하는 신호의 다이나믹 레인지 (dynamic range) 를 확대할 수 있음을 인지할 수 있었다. In addition, the inventors of the present invention have found that when different numbers of bioreceptors for a specific target protein per unit area, that is, different densities are fixed on a protein chip, the properties of bioreceptors having different dissociation factors It was recognized that the dynamic range of the signal generated according to the immune response of the target protein and antibody could be expanded.

나아가 본 발명의 발명자들은, 동일한 농도의 표적 단백질이 바이오 리셉터의 밀도에 따라 각각 고유의 결합량을 가질 수 있으며, 이것의 상관 관계를 그래프로 나타내면 회귀 직선을 구할 수 있음을 인지할 수 있었다. 그 결과, 본 발명의 발명자들은 표적 단백질의 농도에 따라 고유의 기울기 값을 갖는 회귀 직선을 확인할 수 있었다.Furthermore, the inventors of the present invention were able to recognize that the target protein of the same concentration may have a unique binding amount depending on the density of the bioreceptor, and a regression line can be obtained by graphing the correlation thereof. As a result, the inventors of the present invention were able to confirm a regression line having an intrinsic slope value according to the concentration of the target protein.

결과적으로, 본 발명의 발명자들은, 항체의 밀도 대비 항원 (표적 단백질) 의 반응 신호를 기초로한 회귀 직선의 기울기 값으로 표적 단백질의 농도를 추적할 수 있는 표적 항원의 정량 분석 방법을 개발할 수 있었다. 이에, 본 발명의 발명자들은, 이와 같은 표적 항원의 정량 분석 방법을 제공함으로써, 종래의 단백질 칩을 이용한 단백질 정량 분석 방법에서 표준 단백질 신호값이 수반되는 번거로움을 해결하고 노이즈 신호에 의한 실제값의 왜곡을 줄일 수 있음을 확인할 수 있었다. As a result, the inventors of the present invention were able to develop a quantitative analysis method for a target antigen capable of tracking the concentration of a target protein with the slope value of a regression line based on the response signal of the antigen (target protein) versus the density of the antibody. . Accordingly, the inventors of the present invention provide such a method for quantitative analysis of a target antigen, thereby solving the inconvenience of standard protein signal values in the conventional protein quantitative analysis method using a protein chip, and reducing the actual value due to noise signals. It was confirmed that distortion can be reduced.

이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 표적 단백질을 검출하도록 구성된, 금속 스팟으로 이루어진 복수개의 정량 분석 유닛을 포함하는 복수개의 서브 검출부를 포함하고, 광학적 분석을 수행함으로써 복수개의 정량 분석 유닛에 검출된 표적 단백질의 정량 분석이 가능한 단백질 칩을 제공하는 것이다. Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to include a plurality of sub-detectors including a plurality of quantitative analysis units made of metal spots, configured to detect a target protein, and to perform optical analysis to detect in the plurality of quantitative analysis units To provide a protein chip capable of quantitative analysis of a target protein.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 단백질 칩의 금속 스팟에, 표적 단백질에 특이적으로 결합하는 바이오 리셉터를 고정하고, 표적 단백질을 포함하는 시료를 단백질 정량 분성용 칩 상에 처리하고, 복수개의 정량 분석 유닛 내에 검출된 표적 단백질의 정량 분석을 수행하는 단계를 포함하는, 표적 단백질의 정량 분석 방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to fix a bioreceptor that specifically binds to a target protein to a metal spot of a protein chip, process a sample containing the target protein on a chip for quantitative protein analysis, and To provide a method for quantitative analysis of a target protein, comprising the step of performing quantitative analysis of a target protein detected in a quantitative analysis unit.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 단백질 칩 및 표적 단백질에 특이적으로 결합하는 바이오 리셉터를 포함하는, 표적 단백질 정량분석용 키트를 제공하는 것이다.Another object to be solved by the present invention is to provide a kit for quantitative analysis of a target protein, which includes a protein chip and a bioreceptor that specifically binds to a target protein.

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

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판을 포함하는 단백질 칩이 제공된다. 이때, 기판은, 표적 단백질을 검출하도록 구성된 복수개의 서브 검출부를 포함하고, 복수개의 서브 검출부 각각은 금속 스팟 (spot) 으로 이루어진 복수개의 정량 분석 유닛 (unit) 을 포함한다. 이러한 구성의 단백질 칩은, 광학적 분석을 수행함으로써 복수개의 정량 분석 유닛에 검출된 표적 단백질의 정량적 분석이 가능하도록 구성된다. In order to solve the problems as described above, there is provided a protein chip including a substrate according to an embodiment of the present invention. In this case, the substrate includes a plurality of sub detection units configured to detect a target protein, and each of the plurality of sub detection units includes a plurality of quantitative analysis units formed of metal spots. The protein chip having such a configuration is configured to enable quantitative analysis of target proteins detected by a plurality of quantitative analysis units by performing optical analysis.

본 발명의 특징에 따르면, 복수개의 정량 분석 유닛 각각은, 금속 스팟 및 표적 단백질과 특이적으로 결합하는 바이오 리셉터를 포함하고, 이들 각각은 서로 상이한 금속 스팟의 밀도를 가질 수 있다. 나아가, 바이오 리셉터는 금속 스팟 상에 부착될 수 있다.According to a feature of the present invention, each of the plurality of quantitative analysis units includes a metal spot and a bioreceptor that specifically binds to a target protein, and each of them may have a different density of metal spots. Furthermore, bioreceptors can be attached on metal spots.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수개의 정량 분석 유닛은 하나의 서브 검출부 내에서 일련으로 배치되고, 일련으로 배치된 복수개의 정량 분석 유닛은 금속 스팟의 밀도가 점진적으로 증가하도록 구성될 수 있다.According to another feature of the present invention, the plurality of quantitative analysis units may be arranged in series in one sub-detector, and the plurality of quantitative analysis units arranged in series may be configured to gradually increase the density of metal spots.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수개의 정량 분석 유닛 각각은, 서로 상이한 밀도를 갖도록, 일정한 크기의 도트 (dot) 형태를 갖고 복수개의 분석 유닛 각각에 대하여 상이한 개수로 배치된 금속 스팟을 포함할 수 있다. 또한, 복수개의 정량 분석 유닛 각각은 서로 상이한 밀도를 갖도록, 다각형 형태를 갖고 복수개의 분석 유닛 각각에 대하여 상이한 크기로 배치된 금속 스팟을 포함할 수 있다. According to another feature of the present invention, each of the plurality of quantitative analysis units has a dot shape of a certain size so as to have different densities from each other and includes metal spots arranged in different numbers for each of the plurality of analysis units. can In addition, each of the plurality of quantitative analysis units may include a metal spot having a polygonal shape and arranged in different sizes for each of the plurality of analysis units to have different densities from each other.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수개의 정량 분석 유닛은, 금속 스팟 상에 부착되도록 구성된 링커 (linker) 를 더 포함하고, 바이오 리셉터는, 링커에 의해 금속 스팟 상에 부착될 수 있다. 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 단백질 칩은, 기판 위에 금속 스팟을 커버 (cover) 하고, 금속 스팟 상에 링커를 부착시키기도록 구성된 자가 조립 단분자층 (self-assembled monolayer) 을 더 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the plurality of quantitative analysis units may further include a linker configured to be attached to the metal spot, and the bioreceptor may be attached to the metal spot by the linker. According to another feature of the present invention, the protein chip may further include a self-assembled monolayer configured to cover the metal spot on the substrate and attach a linker to the metal spot.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 표적 단백질 또는 바이오 리셉터 또는, 형광 표지된 (fluorescence-labeled) 것일 수 있다.According to another feature of the present invention, it may be a target protein or bioreceptor, or a fluorescence-labeled one.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 금속 스팟은 기판 상에 일정한 간격으로 배치되어 패턴을 형성할 수 있다. 이때, 패턴의 선폭은 7 ㎛ 내지 12 ㎛일 수 있다.According to another feature of the present invention, the metal spots may be arranged at regular intervals on the substrate to form a pattern. In this case, the line width of the pattern may be 7 μm to 12 μm.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 금속 스팟은, 직경이 500 nm 내지 10 ㎛인 도트 형태를 갖고, 패턴은 도트 형태의 금속 스팟에 의해 형성될 수 있다. According to another feature of the present invention, the metal spot has a dot shape having a diameter of 500 nm to 10 μm, and the pattern may be formed by the dot-shaped metal spot.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 금속 스팟은, Au, Ni, Cu, Zn, Fe, Al, Ti, Pt, Hg, Ag, Pb 및 이들의 합금으로 구성된 그룹 중 적어도 하나의 금속으로 이루어질 수 있다.According to another feature of the present invention, the metal spot may be made of at least one metal selected from the group consisting of Au, Ni, Cu, Zn, Fe, Al, Ti, Pt, Hg, Ag, Pb, and alloys thereof. .

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수개의 서브 검출부는 복수개의 검출 부 중 하나의 검출부를 구성하고, 복수개의 검출부 각각은, 서로 상이한 표적 단백질을 검출하도록 구성될 수 있다.According to another feature of the present invention, the plurality of sub detection units may constitute one detection unit among the plurality of detection units, and each of the plurality of detection units may be configured to detect different target proteins.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수개의 서브 검출부는 하나의 검출부 내에서 0.3 mm 내지 0.9 mm의 간격으로 배치될 수 있다. 전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 칩을 이용한 표적 단백질의 정량 분석 방법이 제공된다. 이때, 정량 분석 방법은, 본 발명의 단백질 칩의 복수개의 정량 분석 유닛에 배치된 금속 스팟에, 표적 단백질에 특이적으로 결합하는 바이오 리셉터를 고정하는 단계, 표적 단백질 및 바이오 리셉터가 반응하도록, 표적 단백질을 포함하는 시료를 단백질 정량 분성용 칩 상에 처리하는 단계, 및 복수개의 정량 분석 유닛 내에 검출된 표적 단백질의 정량 분석을 수행하는 단계를 포함한다.According to another feature of the present invention, the plurality of sub-detectors may be arranged at intervals of 0.3 mm to 0.9 mm within one detection unit. In order to solve the above problems, a method for quantitative analysis of a target protein using a protein chip according to an embodiment of the present invention is provided. In this case, the quantitative analysis method includes fixing a bioreceptor that specifically binds to a target protein to a metal spot disposed on a plurality of quantitative analysis units of the protein chip of the present invention, such that the target protein and the bioreceptor react, It includes processing a sample including a protein on a chip for quantitative analysis of proteins, and performing quantitative analysis of a target protein detected in a plurality of quantitative analysis units.

본 발명의 특징에 따르면, 표적 단백질 또는, 바이오 리셉터는 형광 표지된 것이고, 정량 분석을 수행하는 단계는, 복수개의 정량 분석 유닛으로 구성된 서브 유닛에 대하여 형광의 세기를 측정함으로써, 표적 단백질의 정량 분석을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.According to a feature of the present invention, the target protein or the bioreceptor is fluorescence-labeled, and performing quantitative analysis includes measuring the intensity of fluorescence with respect to subunits composed of a plurality of quantitative analysis units, thereby quantitatively analyzing the target protein. It may include the step of performing

본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수개의 정량 분석 유닛 각각이 서로 상이한 금속 스팟의 밀도를 갖고, 바이오 리셉터를 고정하는 단계는 복수개의 정량 분석 유닛이 서로 상이한 바이오 리셉터의 밀도를 갖도록, 복수개의 정량 분석 유닛의 금속 스팟 상에 바이오 리셉터를 고정하는 단계를 포함할 수 있다. 나아가, 정량 분석을 수행하는 단계는, 복수개의 정량 분석 유닛에 대하여, 바이오 리셉터의 밀도에 따른 표적 단백질과의 결합량을 측정함으로써, 표적 단백질의 정량 분석을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 정량 분석을 수행하는 단계는, 서로 상이한 밀도를 갖는 바이오 리셉터에 결합하는 표적 단백질의 결합량을 측정하여 이것의 상관관계를 그래프로 나타내고 회귀 직선을 구하여 그 기울기 값으로 표적 단백질의 정량 분석을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. According to another feature of the present invention, each of the plurality of quantitative analysis units has different densities of metal spots, and the fixing of the bioreceptor includes a plurality of quantitative analysis units such that the plurality of quantitative analysis units have different densities of the bioreceptors. fixing the bioreceptor on the metal spot of the unit. Furthermore, performing the quantitative analysis may include performing quantitative analysis of the target protein by measuring the amount of binding to the target protein according to the density of the bioreceptor with respect to the plurality of quantitative analysis units. According to another feature of the present invention, in the performing quantitative analysis, the amount of binding of a target protein binding to bioreceptors having different densities is measured, the correlation thereof is graphed, and a regression line is obtained and the slope value thereof is measured. and performing quantitative analysis of the target protein.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 정량 분석을 수행하는 단계는, SPR 이미징 (imaging) 분석, SELDI (surface-enhanced laser desorption-ionization) 질량 분석, AFM (Atomic Force Microscope) 분석 및 MALDI-TOF (Matrixassistedlaser desorption/ionization time-of-flight) 질량 분석으로 이루어진 그룹 중 선택된 적어도 하나의 방법을 이용하여 표적 단백질의 정량 분석을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the performing quantitative analysis includes SPR imaging analysis, SELDI (surface-enhanced laser desorption-ionization) mass spectrometry, AFM (Atomic Force Microscope) analysis, and MALDI-TOF (Matrixassistedlaser) analysis. and performing quantitative analysis of the target protein using at least one method selected from the group consisting of desorption/ionization time-of-flight) mass spectrometry.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 표적 단백질의 정량 분석 방법은, 바이오 리셉터를 고정하는 단계 이전에 수행되는, 바이오 리셉터와 금속 스팟을 간접적으로 연결해주는 링커를 스팟 상에 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다. 나아가, 바이오 리셉터를 고정하는 단계는 링커를 통해 바이오 리셉터를 복수개의 정량 분석 유닛에 배치된 금속 스팟 상에 고정하는 단계를 포함할 수 있다. According to another feature of the present invention, the method for quantitative analysis of a target protein may further include disposing on the spot a linker that indirectly connects the bioreceptor and the metal spot, which is performed before the step of fixing the bioreceptor. can Furthermore, the step of fixing the bioreceptor may include fixing the bioreceptor on a metal spot disposed in a plurality of quantitative analysis units through a linker.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 링커를 금속 스팟 상에 배치하는 단계는, 단백질 칩의 기판 위에 금속 스팟을 커버하고, 금속 스팟 상에 링커를 부착시키기도록, 링커 및 자가 조립가능한 분자를 포함하는 코팅 용액을 이용하여 단백질 칩의 복수개의 정량 분석 유닛 상에 코팅하는 단계를 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the step of disposing the linker on the metal spot comprises a linker and a self-assembling molecule so as to cover the metal spot on the substrate of the protein chip and attach the linker on the metal spot. It may include the step of coating on a plurality of quantitative analysis units of the protein chip using a coating solution.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 칩을 포함하는, 표적 단백질의 정량 분석용 키트가 제공된다. 이때, 키트는 본 발명의 단백질 칩, 및 표적 단백질에 특이적으로 결합하는 바이오 리셉터를 포함하한다.In order to solve the problems described above, a kit for quantitative analysis of a target protein is provided, including a protein chip according to an embodiment of the present invention. In this case, the kit includes the protein chip of the present invention and a bioreceptor that specifically binds to a target protein.

본 발명의 특징에 따르면, 단백질 정량 분석용 키트는, 완충 용액을 더 포함할 수 있다.According to a feature of the present invention, the kit for quantitative protein analysis may further include a buffer solution.

본 발명은, 금속 스팟에 의해 형성된 정량 분석 유닛을 포함하는 서브 검출부가 구비된 단백질 칩을 제공함으로써, 적은 양의 시료로부터 극미량의 표적 단백질을 민감도 높게 검출할 수 있는 효과가 있다. The present invention has the effect of highly sensitively detecting a trace amount of a target protein from a small amount of sample by providing a protein chip equipped with a sub detection unit including a quantitative analysis unit formed by a metal spot.

본 발명은, 동일한 영역에서 금속 스팟이 차지하는 면적이 동일한 조건, 즉 금속 스팟이 자치하는 면적율이 동일하다면, 금속 스팟의 크기가 작을수록 금속 스팟에 결합된 형광표지된 항체에 의해 검출되는 형광 신호가 증가되는 현상을 이용하여, 검출시 복제가 가능하여 신호 증폭의 효과를 얻는 DNA 가닥과는 다르게 복제가 가능하지 않은 단백질을 검출함에 있어 신호 증폭의 효과가 있다.According to the present invention, if the area occupied by the metal spot in the same region is the same, that is, if the area ratio of the autonomous metal spot is the same, the smaller the size of the metal spot, the more the fluorescence signal detected by the fluorescently-labeled antibody bound to the metal spot. Using the increasing phenomenon, there is an effect of signal amplification in detecting a protein that is not capable of replication, unlike a DNA strand that is capable of replication upon detection and obtains the effect of signal amplification.

특히, 본 발명은, 단백질 정량 분석 칩 상의 검출부 내에, 금속 스팟의 밀도가 점진적으로 증가하도록 구성된 복수개의 정량 분석 유닛을 포함하는 서브 검출부를 배치함으로써, 바이오 리셉터의 서브 검출부 내에서의 고정화 밀도를 정밀하게 조절할 수 있다. 이에, 본 발명은 종래의 단백질 칩보다 민감도 및 정밀도가 향상된 정량 분석 결과를 제공할 수 있는 효과가 있다. In particular, in the present invention, by disposing a sub-detection unit including a plurality of quantitative analysis units configured to gradually increase the density of metal spots in the detection unit on a protein quantitative analysis chip, the immobilization density in the sub-detection unit of the bioreceptor is precisely determined. can be adjusted to Accordingly, the present invention is effective in providing quantitative analysis results with improved sensitivity and precision compared to conventional protein chips.

또한, 본 발명은, 특정한 단백질을 검출하기 위한 바이오 리셉터가 고정된, 종래의 단백질 칩이 갖는 한계점을 극복할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of overcoming the limitations of the conventional protein chip, in which a bioreceptor for detecting a specific protein is fixed.

보다 구체적으로, 본 발명은, 검출부에 존재하는 금속 스팟 각각에 대하여 최종 사용자가 정량 분석 하고자 하는 표적 단백질에 대한 바이오 리셉터가 결합할 수 있도록 구성함에 따라, 분석 비용을 절감할 수 있는 효과를 제공할 수 있다. 나아가, 본 발명은, 1 회의 분석을 통해, 복수의 표적 단백질에 대한 정량 분석을 제공할 수 있는 효과가 있다. More specifically, the present invention provides an effect of reducing analysis costs by configuring a bioreceptor for a target protein to be quantitatively analyzed by an end user for each metal spot present in the detection unit. can Furthermore, the present invention has the effect of providing quantitative analysis for a plurality of target proteins through one analysis.

나아가, 본 발명은, 특정한 표적 단백질에 대한 바이오 리셉터를 단위 면적 당 서로 다른 개수, 즉 밀도를 달리하여 고정시켜 상이한 해리 인자 (Dissociation factor) 를 가질 수 있음에 따라, 표적 단백질 및 항체의 면역 반응에 따라 발생하는 신호의 다이나믹 레인지 (dynamic range) 를 확대할 수 있다. Furthermore, according to the present invention, different numbers of bioreceptors for a specific target protein per unit area, that is, different densities are immobilized to have different dissociation factors, so that the target protein and antibody can have different immune responses. It is possible to expand the dynamic range of the signal generated accordingly.

본 발명은, 항체의 밀도 대비 항원 (표적 단백질) 의 반응 신호를 기초로한 회귀 직선의 기울기 값으로 표적 단백질의 농도를 추적할 수 있는 표적 항원의 정량 분석 방법을 제공할 수 있다. The present invention can provide a method for quantitative analysis of a target antigen capable of tracking the concentration of a target protein with the slope value of a regression line based on the response signal of the antigen (target protein) versus the density of the antibody.

따라서, 본 발명은, 종래의 단백질 칩을 이용한 단백질 정량 분석 방법에서 표준 단백질 신호값이 수반되는 번거로움을 해결하고, 노이즈 신호에 의한 실제값의 왜곡을 줄일 수 있음에 따라, 종래의 방법보다 용이하고 정확도 높은 정량 분석을 수행할 수 있는 효과가 있다. Therefore, the present invention is easier than the conventional method as it is possible to solve the cumbersome standard protein signal value accompanying the conventional protein quantitative analysis method using a protein chip and reduce the distortion of the actual value due to the noise signal. And it has the effect of performing quantitative analysis with high accuracy.

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

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 칩의 개략적인 평면도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 칩의 검출부, 서브 검출부 및 정량 분석 유닛을 예시적으로 도시한 것이다.
도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 칩의 서브 검출부 내에서 금속 스팟의 밀도에 따라 점진적으로 배치되는 정량 분석 유닛을 예시적으로 도시한 것이다.
도 1d는 기판 상에 배치된 금속 스팟의 밀도에 따라 측정된 형광 세기의 분석 결과를 도시한 것이다.
도 1e 내지 1g는 본 발명의 다양한에 따른 단백질 칩의 서브 검출부 내에서 금속 스팟의 밀도에 따라 점진적으로 배치되는 정량 분석 유닛을 예시적으로 도시한 것이다.
도 1h 내지 1j는 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 칩의 정량 분석 유닛에 바이오 리셉터가 고정된 것을 예시적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단백질 칩의 검출부, 서브 검출부 및 정량 분석 유닛을 예시적으로 도시한 것이다.
도 3a 및 3b은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 단백질 칩에 이용되는 영역 분리 막을 예시적으로 도시한 것이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 칩을 이용한, 표적 단백질의 정량 분석의 절차를 도시한 것이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 칩에 대한, 하나의 금속 스팟 표면에 따른 신호의 강도의 분석 결과를 도시한 것이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 칩에 대한, 금속스팟 크기에 따른 신호 증폭 효과와 항체의 밀도에 따른 신호의 강도의 분석 결과를 도시한 것이다.
도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 칩에 대한, 항원의 농도에 따른 회귀 직선의 기울기 값의 분석 결과를 도시한 것이다.1A is a schematic plan view of a protein chip according to an embodiment of the present invention.
1B exemplarily shows a detection unit, a sub detection unit, and a quantitative analysis unit of a protein chip according to an embodiment of the present invention.
1C exemplarily illustrates a quantitative analysis unit that is gradually disposed according to the density of metal spots in the sub-detection unit of the protein chip according to an embodiment of the present invention.
1D shows the analysis result of the fluorescence intensity measured according to the density of metal spots disposed on the substrate.
1E to 1G exemplarily show quantitative analysis units that are gradually arranged according to the density of metal spots in the sub-detection unit of the protein chip according to various embodiments of the present invention.
1H to 1J exemplarily show that the bioreceptor is fixed to the quantitative analysis unit of the protein chip according to an embodiment of the present invention.
2 exemplarily shows a detection unit, a sub detection unit, and a quantitative analysis unit of a protein chip according to another embodiment of the present invention.
3A and 3B exemplarily show a region separation membrane used in a protein chip according to various embodiments of the present invention.
4 illustrates a procedure for quantitative analysis of a target protein using a protein chip according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5A shows the analysis result of the signal intensity along the surface of one metal spot for the protein chip according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5B shows the results of analysis of signal amplification effects according to metal spot size and signal strength according to antibody density for the protein chip according to an embodiment of the present invention.
Figure 5c shows the analysis result of the slope value of the regression line according to the antigen concentration for the protein chip according to an embodiment of the present invention.

발명의 이점, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages of the invention, and methods of achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우, '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.The shapes, sizes, proportions, angles, numbers, etc. disclosed in the drawings for explaining the embodiments of the present invention are illustrative and the present invention is not limited to the illustrated matters. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. When 'including', 'having', 'consisting', etc. mentioned in this specification are used, other parts may be added unless 'only' is used. When a component is expressed in the singular, cases including the plural are included unless otherwise explicitly stated.

구성요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In interpreting the components, it is interpreted as including an error range even if there is no separate explicit description.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.Each feature of the various embodiments of the present invention may be partially or wholly combined or combined with each other, and as those skilled in the art will fully understand, technically various interlocking and driving are possible, and each embodiment may be implemented independently of each other, It may be possible to implement together in a related relationship.

본 명세서의 해석의 명확함을 위해, 이하에서는 본 명세서에서 사용되는 용어들을 정의하기로 한다.For clarity of interpretation of the present specification, terms used herein will be defined below.

본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 칩은, 광학적 분석을 수행함으로써 복수개의 정량 분석 유닛에 검출된 표적 단백질의 정량적 분석이 가능하도록 구성된다.The protein chip according to an embodiment of the present invention is configured to enable quantitative analysis of a target protein detected by a plurality of quantitative analysis units by performing optical analysis.

이때, 단백질 칩의 기판은 표적 단백질을 검출하도록 구성된 복수개의 서브 검출부를 포함하고, 복수개의 서브 검출부 각각은, 금속 스팟 (spot) 으로 이루어진 복수개의 정량 분석 유닛 (unit) 을 포함한다. In this case, the substrate of the protein chip includes a plurality of sub detection units configured to detect a target protein, and each of the plurality of sub detection units includes a plurality of quantitative analysis units formed of metal spots.

본 명세서에서 사용되는 용어, "단백질 칩"은, 표적 단백질을 분리, 검출 및 정량 분석하도록 구성된 단일 칩을 의미할 수 있다. 이러한 단백질 칩은, 표면 개질된 유리, 실리콘, 실리콘, 폴리프로필렌 등의 고분자로 이루어진 기판 상에 표적 단백질과 반응할 수 있도록 구성된 바이오 리셉터가 고정되어 있을 수 있다. As used herein, the term “protein chip” may refer to a single chip configured to isolate, detect, and quantitatively analyze a target protein. In such a protein chip, a bioreceptor configured to react with a target protein may be fixed on a substrate made of a polymer such as surface-modified glass, silicon, silicon, or polypropylene.

본 명세서에서 개시된 단백질 칩은, 정량 분석용 단백질 칩, 단백질 어레이용 슬라이드, 단백질 정량 칩과 동일하게 해석될 수도 있다.The protein chip disclosed herein may be interpreted in the same way as a protein chip for quantitative analysis, a slide for a protein array, and a protein quantitative chip.

한편, 본원 명세서 내에서 단백질 칩은, 바이오 리셉터가 고정되지 않은 상태의 칩, 또는 특정한 단백질에 대한 바이오 리셉터가 고정되어 있는 칩 모두를 아우를 수 있다. Meanwhile, in the present specification, a protein chip may include a chip in which a bioreceptor is not immobilized or a chip in which a bioreceptor for a specific protein is immobilized.

이때, 단백질 칩의 기판은 유리, 실리콘, 폴리프로필렌, 나일론, 플라스틱 및 금속으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 소재로 구성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In this case, the substrate of the protein chip may be made of a material selected from the group consisting of glass, silicon, polypropylene, nylon, plastic, and metal, but is not limited thereto.

본 명세서에서 사용되는 용어, "표적 단백질"은, 단백질 칩을 사용하여 시료 내에 존재 여부 및 정량 분석을 하고자 하는 단백질을 의미할 수 있다. 예를 들어, 표적 단백질은 항체, 항원, 효소, 펩타이드 단위의 바이오 마커일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. As used herein, the term "target protein" may refer to a protein to be analyzed and whether it is present in a sample using a protein chip. For example, the target protein may be a biomarker of an antibody, antigen, enzyme, or peptide unit, but is not limited thereto.

본 명세서에서 사용되는 용어, "바이오 리셉터"는 표적 단백질과 상호 작용하는 모든 물질을 의미할 수 있다. 예를 들어, 바이오 리셉터는 표적 단백질과 상호 작용하는 단백질, 리간드, 핵산, 탄수화물 및 항체 중 적어도 하나일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 표적 단백질의 성질에 따라 다양하게 설정될 수 있다. As used herein, the term “bioreceptor” may refer to any substance that interacts with a target protein. For example, the bioreceptor may be at least one of a protein, a ligand, a nucleic acid, a carbohydrate, and an antibody that interacts with the target protein, but is not limited thereto and may be set in various ways according to the properties of the target protein.

바람직하게, 바이오 리셉터는 항체 일 수 있다. 이때, 본 발명의 특징에 따르면, 바이오 리셉터는, 하나의 표적 단백질을 타겟으로 하고, 상이한 해리 인자를 갖는 항체일 수 있다. 이러한, 해리 인자가 다양화된 항체를 바이오 리셉터로 이용함에 따라, 본 발명의 단백질 칩은 하나의 표적 단백질에 대하여 보다 넓은 농도 영역에 대한 정량 분석이 가능할 수 있다. Preferably, the bioreceptor may be an antibody. In this case, according to a feature of the present invention, the bioreceptor may be an antibody that targets one target protein and has different dissociation factors. As the antibody with diversified dissociation factors is used as a bioreceptor, the protein chip of the present invention may enable quantitative analysis of a single target protein over a wider concentration range.

본 발명의 특징에 따르면, 표적 단백질 또는 바이오 리셉터는 형광 표지된 (fluorescence-labeled) 리셉터일 수 있다. 보다 구체적으로 형광 표지된 표적 단백질은, 본 발명의 단백질 칩에 처리하기 이전에 광 자극에 의한 형광을 발생하는 색소 (fluorochrome) 가 결합된 단백질일 수 있다. 나아가, 형광 표지된 바이오 리셉터는 형광을 발생하는 색소가 결합된 리셉터일 수 있다. 이때, 형광색소는 통상 형광색 소이소티오시아네이트 (FITC), 적등색 형광을 발광하는 로다민이소티오시아네이트 (RITC), 피코에리트린 (phycoerythrin) 의 색소 단백질일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. According to a feature of the present invention, the target protein or bioreceptor may be a fluorescence-labeled receptor. More specifically, the fluorescently-labeled target protein may be a protein to which a fluorochrome that generates fluorescence by light stimulation is bound before treatment with the protein chip of the present invention. Furthermore, the fluorescently labeled bioreceptor may be a receptor to which a dye generating fluorescence is bound. In this case, the fluorescent dye may be a dye protein of usually fluorescent isothiocyanate (FITC), rhodamine isothiocyanate (RITC) emitting red-orange fluorescence, or phycoerythrin, but is not limited thereto. .

따라서, 사용자는 형광항체법, 유동세포계수법 (flow cytometry), 면역형광측정법등의 분석 방법을 이용하여, 단백질 칩 내 바이오 리셉터와 표적 단백질의 상호 작용에 따른 신호를 검출함으로써, 표적 단백질에 대한 정량 분석을 수행할 수 있다. Therefore, the user can quantify the target protein by detecting a signal according to the interaction between the bioreceptor and the target protein in the protein chip using analysis methods such as fluorescent antibody, flow cytometry, and immunofluorescence. analysis can be performed.

한편, 본원 명세서 내에서 표적 단백질의 질량 분석을 위해 이용되는 바이오 리셉터는 형광 표지된 리셉터에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 형광 색소가 표지되지 않은 바이오 리셉터를 이용하는 경우, SPR 이미징 (imaging) 분석, SELDI (surface-enhanced laser desorption-ionization) 질량 분석, AFM (Atomic Force Microscope) 분석 및 MALDI-TOF (Matrixassisted laser desorption/ionization time-of-flight) 질량 분석을 통해, 바이오 리셉터에 결합된 표적 단백질의 정량 분석이 가능할 수 있다. 나아가, 정량 분석 이전에 표적 단백질에 대하여 형광 표지를 수행한 경우, 형광 표지된 바오 리셉터의 이용 없이도 표적 단백질의 정량 분석이 가능할 수 있다. Meanwhile, the bioreceptor used for mass spectrometry of the target protein in the present specification is not limited to the fluorescently labeled receptor. For example, when using a bioreceptor that is not labeled with a fluorochrome, SPR imaging analysis, SELDI (surface-enhanced laser desorption-ionization) mass spectrometry, AFM (Atomic Force Microscope) analysis, and MALDI-TOF (Matrixassisted laser) analysis Through mass spectrometry (desorption/ionization time-of-flight), it may be possible to quantitatively analyze the target protein bound to the bioreceptor. Furthermore, when fluorescent labeling is performed on the target protein prior to quantitative analysis, quantitative analysis of the target protein may be possible without using a fluorescently labeled Bao receptor.

본 명세서에서 사용되는 용어, "서브 검출부"는 단백질 칩 상에서 표적 단백질을 검출하도록 구성된 영역을 의미할 수 있다. 이때, 서브 검출부는, 단백질 칩의 기판 상에 금속이 증착됨으로써 형성된 복수의 금속 스팟 (spot) 을 포함하는 복수개의 정량 분석 유닛 (unit) 으로 구성될 수 있다.As used herein, the term “sub detection unit” may refer to a region configured to detect a target protein on a protein chip. In this case, the sub-detector may be composed of a plurality of quantitative analysis units including a plurality of metal spots formed by depositing a metal on the substrate of the protein chip.

이에, 본원 명세서에서 서브 검출부는, 단백질 칩 내에서 금속 스팟이 존재하는 모든 영역을 의미할 수 도 있다. Accordingly, in the present specification, the sub-detector may refer to any region in the protein chip in which the metal spot is present.

한편, 이러한 서브 검출부는 복수개로 존재할 경우, 하나의 검출부를 형성할 수 있다.Meanwhile, when there are a plurality of such sub detection units, one detection unit may be formed.

본 발명의 특징에 따르면, 본 발명의 단백질 칩은, 독립적인 복수개의 검출부들을 포함할 수 있다. 이에, 한번의 분석을 통해 복수 시료의 표적 단백질에 대한 정량 분석이 이루어질 수 있다. According to a feature of the present invention, the protein chip of the present invention may include a plurality of independent detection units. Accordingly, quantitative analysis of the target protein of a plurality of samples may be performed through a single analysis.

본 명세서에서 사용되는 용어, "정량 분석 유닛"은 서브 검출부 내에서 실질적으로 표적 단백질의 검출 및 정량 분석이 수행되는 유닛을 의미할 수 있다. 이때, 정량 분석 유닛 내에는 전술한 금속 스팟들이 배치될 수 있다. As used herein, the term “quantitative analysis unit” may refer to a unit in which detection and quantitative analysis of a target protein are substantially performed in the sub-detection unit. In this case, the above-described metal spots may be disposed in the quantitative analysis unit.

본 명세서에서 사용되는 용어, "금속 스팟"은 전술한 바와 같이 단백질 칩의 기판 상에 금속이 증착되어 형성된 반점들을 의미할 수 있다. 이때, 금속 스팟 상에는 표적 단백질에 따른 바이오 리셉터가 부착될 수 있다. As used herein, the term “metal spot” may refer to spots formed by depositing a metal on a substrate of a protein chip as described above. In this case, a bioreceptor according to a target protein may be attached to the metal spot.

본 발명의 특징에 따르면, 금속 스팟 상에는 링커가 부착되어 있을 수 있고, 바이오 리셉터는 상기 링커를 통해 금속 스팟에 고정될 수 있다. 이때, 링커는 단백질 A/G, 덱스트란 (dextran) 또는 PEG (polyethylene glycol) 가 바람직할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. According to a feature of the present invention, a linker may be attached to the metal spot, and the bioreceptor may be fixed to the metal spot through the linker. In this case, the linker may be protein A/G, dextran, or polyethylene glycol (PEG), but is not limited thereto.

한편, 링커는, 링커 및 자가 조립가능한 분자를 포함하는 코팅 용액이 단백질 칩의 정량 분석 유닛 상에 단일 층으로 코팅됨으로써, 금속 스팟 표면에 부착될 수 있다. On the other hand, the linker may be attached to the surface of the metal spot by coating a coating solution containing the linker and a self-assembling molecule as a single layer on the quantitative analysis unit of the protein chip.

이러한 코팅에 의해, 자가 조립 단분자층 (self-assembled monolayer, SAM) 이 단백질 칩의 기판 상에 형성될 수 있다. By this coating, a self-assembled monolayer (SAM) can be formed on the substrate of the protein chip.

본 발명의 특징에 따르면, 복수개의 정량 분석 유닛 각각은, 서로 상이한 밀도를 갖도록, 일정한 크기의 도트 (dot) 형태를 갖고 복수개의 분석 유닛 각각에 대하여 상이한 개수로 배치된 금속 스팟을 포함할 수 있다. 또는, 복수개의 정량 분석 유닛 각각은 서로 상이한 밀도를 갖도록, 다각형 형태를 갖고 복수개의 분석 유닛 각각에 대하여 상이한 크기로 배치된 금속 스팟을 포함할 수 있다.According to a feature of the present invention, each of the plurality of quantitative analysis units has a dot shape of a certain size so as to have different densities from each other and may include metal spots arranged in different numbers for each of the plurality of analysis units. . Alternatively, each of the plurality of quantitative analysis units may include a metal spot having a polygonal shape and arranged in different sizes for each of the plurality of analysis units to have different densities.

바람직하게, 금속 스팟은 500 ㎚부터 10 ㎛ 단위를 갖는 도트 형태일 수 있으나, 단백질 칩의 기판 상에 일정한 면적을 갖도록 금속이 증착되는 한 다양한 형태를 가질 수 있다. Preferably, the metal spot may be in the form of a dot having a unit of 500 nm to 10 μm, but may have various shapes as long as the metal is deposited to have a predetermined area on the substrate of the protein chip.

본 발명의 특징에 따르면, 금속 스팟이 도트 형태로 일정한 간격으로 정량 분석 유닛에 배치될 경우, 패턴을 형성할 수 있다. 이때, 도트 형태의 금속 스팟의 직경은 500 nm 내지 10 ㎛일 수도 있다. 한편, 금속 스팟 크기가 작을수록 신호 증폭 효과가 있을 수 있음에 따라, 금속 스팟의 직경은 500 nm 내지 1 ㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 나아가, 형성된 패턴의 선폭은 7 ㎛ 내지 12 ㎛일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. According to a feature of the present invention, when the metal spots are disposed in the quantitative analysis unit at regular intervals in the form of dots, a pattern may be formed. In this case, the dot-shaped metal spot may have a diameter of 500 nm to 10 μm. Meanwhile, as the size of the metal spot decreases, a signal amplification effect may occur, and thus the diameter of the metal spot may be 500 nm to 1 μm, but is not limited thereto. Furthermore, the line width of the formed pattern may be 7 μm to 12 μm, but is not limited thereto.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 금속 스팟은 Au, Ni, Cu, Zn, Fe, Al, Ti, Pt, Hg, Ag, Pb 및 이들의 합금으로 구성된 그룹 중 적어도 하나일 수 있다. 바람직하게, 본원 명세서 내에 개시된 금속 스팟은 금일 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 표적 단백질의 종류, 바이오 리셉터의 종류에 따라 다양하게 설정될 수 있다. According to another feature of the present invention, the metal spot may be at least one selected from the group consisting of Au, Ni, Cu, Zn, Fe, Al, Ti, Pt, Hg, Ag, Pb, and alloys thereof. Preferably, the metal spot disclosed in the present specification may be gold, but is not limited thereto, and may be variously set according to the type of the target protein and the type of the bioreceptor.

한편, 검출부는, 표적하는 단백질에 따른 바이오 리셉터의 부착이 가능한 금속 스팟이 배치된 복수의 서브 검출부를 포함할 수 있다.Meanwhile, the detection unit may include a plurality of sub detection units in which metal spots capable of attaching a bioreceptor according to a target protein are disposed.

본 명세서에서 사용되는 용어, "서브 검출부"는 검출부의 서브유닛 (subunit) 을 의미할 수 있다. As used herein, the term “sub-detection unit” may refer to a subunit of the detection unit.

본 발명의 특징에 따르면, 서브 검출부는 하나의 검출부 내에서 0.3 mm 내지 0.9 mm의 간격으로 배치될 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니다. According to a feature of the present invention, the sub-detection units may be arranged at intervals of 0.3 mm to 0.9 mm within one detection unit. However, the present invention is not limited thereto.

본 발명의 특징에 따르면, 복수개의 정량 분석 유닛은 하나의 서브 검출부 내에서, 일련으로 배치될 수 있고 일련으로 배치된 복수개의 정량 분석 유닛은 금속 스팟의 밀도가 점진적으로 증가하거나 감소하도록 구성될 수 있다.According to a feature of the present invention, the plurality of quantitative analysis units may be arranged in series in one sub-detection unit, and the plurality of quantitative analysis units arranged in series may be configured to gradually increase or decrease the density of metal spots. have.

즉, 본 발명의 단백질 칩의 검출부는, 금속 스팟의 밀도가 점진적으로 변화하도록 구성된 정량 분석 유닛을 포함하는 서브 검출부들로 구성될 수 있다. 이때, 바이오 리셉터는 금속 스팟에 배치될 수 있음에 따라, 금속 스팟의 밀도의 변화는 바이오 리셉터의 밀도 변화를 의미할 수 있다. That is, the detection unit of the protein chip of the present invention may be composed of sub detection units including a quantitative analysis unit configured to gradually change the density of metal spots. In this case, as the bioreceptor may be disposed on the metal spot, a change in the density of the metal spot may mean a change in the density of the bioreceptor.

이러한 구성에 따라, 금속 스팟의 밀도 또는 금속 스팟의 면적에 대한 표적 단백질 및 바이오 리셉터의 상호 작용에 따른 신호를 분석함으로써, 표적 단백질에 대한 정밀도 및 민감도 높은 정량 분석이 가능할 수 있다. According to this configuration, by analyzing the signal according to the interaction of the target protein and the bioreceptor with respect to the density of the metal spot or the area of the metal spot, a quantitative analysis with high precision and sensitivity for the target protein may be possible.

보다 구체적으로, 바이오 리셉터의 농도의 점진적 증가에 따라, 바이오 리셉터와 표적 단백질의 반응에 따른 신호는 정비례로 증가할 수 있다. 즉, 표적 단백질은 그 종류에 따라, 바이오 리셉터의 농도에 따른 각각 고유의 결합량 (고유의 기울기 값) 을 가질 수 있다. 따라서, 사용자는 이러한 표적 단백질의 기울기 값을 역으로 이용하여 표적 단백질의 농도를 추정할 수 있음에 따라, 표적 단백질에 대한 정량 분석이 가능할 수 있다. More specifically, as the concentration of the bioreceptor is gradually increased, the signal according to the reaction between the bioreceptor and the target protein may increase in direct proportion. That is, each target protein may have a unique binding amount (inherent slope value) according to the bioreceptor concentration according to the type thereof. Accordingly, as the user can estimate the concentration of the target protein by inversely using the slope value of the target protein, quantitative analysis of the target protein may be possible.

이러한, 고유한 기울기 값을 이용한 정량 분석 방법은, 장비 또는 기타 환경적 요인에 의한 신호의 강화 혹은 감소에 따른 분석의 오차를 줄일 수 있다.Such a quantitative analysis method using a unique slope value may reduce an analysis error due to enhancement or reduction of a signal due to equipment or other environmental factors.

이에, 사용자는, 복수의 검출부 중 하나의 검출부의 이용 및 1 회의 단일 분석만으로도 표적 단백질에 대한 정밀도 및 민감도가 향상된 정량 분석을 수행할 수 있다. Accordingly, the user may perform quantitative analysis with improved precision and sensitivity for the target protein only by using one detection unit among the plurality of detection units and performing a single analysis once.

이와 대조적으로, 단백질 칩 내에 표적 단백질을 검출하도록 구성된 검출부가 일정한 밀도를 갖는 금속 스팟으로 구성된 서브 유닛들로 이루어질 경우, 표적 단백질에 대한 정밀도 및 민감도 높은 정량 분석을 위해서 복수회의 반복 실험이 요구될 수 있다. 즉, 일정한 밀도를 갖는 바이오 리셉터가 고정된 종래의 단백질 칩을 이용할 경우, 표적 단백질에 대한 정밀도 및 민감도 높은 정량 분석이 어려울 수 있다. 나아가, 이와 같은 종래의 단백질 칩은, 정량 분석을 위해 표준 단백질의 기준 신호값이 요구될 수도 있다. In contrast, when the detection unit configured to detect the target protein in the protein chip consists of sub-units composed of metal spots having a constant density, multiple repeated experiments may be required for precise and sensitive quantitative analysis of the target protein. have. That is, when using a conventional protein chip to which a bioreceptor having a constant density is fixed, it may be difficult to perform quantitative analysis with high precision and sensitivity for a target protein. Furthermore, in such a conventional protein chip, a reference signal value of a standard protein may be required for quantitative analysis.

본 발명의 특징에 따르면, 단백질 칩은 검출부 상에 배치되는 자가 조립 단분자층을 더 포함할 수 있다. According to a feature of the present invention, the protein chip may further include a self-assembled monolayer disposed on the detection unit.

*이에, 사용자는, 단일의 단백질 칩을 이용하여, 상이한 복수개의 표적 단백질을 독립적인 검출 영역 내에서 확인하고, 각각의 표적 단백질에 대한 정량 분석을 수행할 수 있다. *Therefore, a user can use a single protein chip to identify a plurality of different target proteins within an independent detection area and perform quantitative analysis on each target protein.

본 명세서에서 사용되는 용어, "시료"는 표적 단백질을 포함하는 시료를 의미할 수 있다. 바람직하게, 분석 시료는 유체 시료일 수 있다. 예를 들어, 세포 용해물, 전혈, 혈장, 혈청, 침, 안구액, 뇌척수액, 땀, 뇨, 젖, 복수액, 활액 및 복막액일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어 시료는, 본 발명의 단백질 칩의 이용 목적에 따라 사용자에 의해 용이하게 선택될 수 있다. As used herein, the term “sample” may refer to a sample including a target protein. Preferably, the assay sample may be a fluid sample. For example, it may be a cell lysate, whole blood, plasma, serum, saliva, ocular fluid, cerebrospinal fluid, sweat, urine, milk, ascites fluid, synovial fluid, and peritoneal fluid, but is not limited thereto. For example, the sample may be easily selected by a user according to the purpose of using the protein chip of the present invention.

선택적으로, 시료는, 그 종류에 따라 본 발명의 단백질 칩에 처리되기 전에 용해 (lysis) 될 수도 있다. Optionally, the sample may be lysed before being processed into the protein chip of the present invention, depending on the type.

이하에서는, 도 1a 내지 1i를 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 단백질 칩에 대하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a protein chip according to various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1A to 1I .

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 칩의 개략적인 평면도이다. 1A is a schematic plan view of a protein chip according to an embodiment of the present invention.

도 1a를 참조하면, 단백질 칩 (100) 은 복수개의 검출부 (110), 및 바코드부 (120) 로 구성될 수 있다. 이때, 검출부 (110) 는 복수의 서브 검출부 (112) 를 포함할 수 있다. 나아가, 서브 검출부 (112) 는 복수의 정량 분석 유닛 (112) 를 포함할 수 있다. 한편, 단백질 칩 (100) 은, 복수로 존재하는 검출부 (110) 각각에 대하여 상이한 표적 단백질을 검출하도록 구성할 수 있어, 사용자는 하나의 단백질 칩 (100) 을 이용하여 복수의 표적 단백질의 검출 및 정량 분석을 수행할 수 있다. 한편, 사용자는 바코드부 (120) 를 통해 각각의 단백질 칩 (100) 에 대한 정보를 확인할 수 있다. 예를 들어, 분석하고자 하는 시료의 종류가 많을 경우, 사용자는 바코드부 (120) 를 통해 단백질 칩 (100) 의 종류를 분류할 수 있다. Referring to FIG. 1A , the protein chip 100 may include a plurality of detection units 110 and a barcode unit 120 . In this case, the detection unit 110 may include a plurality of sub detection units 112 . Furthermore, the sub detection unit 112 may include a plurality of quantitative analysis units 112 . On the other hand, the protein chip 100 can be configured to detect different target proteins for each of the plurality of detection units 110 , so that a user can detect and detect a plurality of target proteins using one protein chip 100 . Quantitative analysis can be performed. Meanwhile, the user can check information about each protein chip 100 through the barcode unit 120 . For example, when there are many types of samples to be analyzed, the user can classify the types of the protein chip 100 through the barcode unit 120 .

도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 칩의 검출부, 서브 검출부 및 정량 분석 유닛을 예시적으로 도시한 것이다.1B exemplarily shows a detection unit, a sub detection unit, and a quantitative analysis unit of a protein chip according to an embodiment of the present invention.

도 1b를 참조하면, 전술한 바와 같이 하나의 검출부 (110) 는 복수의 서브 검출부 (112) 를 포함할 수 있다. 이때, 서브 검출부 (112) 는, 단백질 칩 (100) 을 이루는 기판에 금속이 증착됨으로써 형성된, 금속 스팟의 밀도가 각각 상이한 복수의 정량 분석 유닛 (112 (a), 112 (b), 112 (c), 112 (d), 112 (e), 112 (f), 112 (g) 및 112 (h)) 로 구성될 수 있다. Referring to FIG. 1B , as described above, one detection unit 110 may include a plurality of sub detection units 112 . At this time, the sub detection unit 112 includes a plurality of quantitative analysis units 112 (a), 112 (b), 112 (c) having different densities of metal spots formed by depositing metal on a substrate constituting the protein chip 100 , respectively. ), 112 (d), 112 (e), 112 (f), 112 (g) and 112 (h)).

이때, 복수개의 정량 분석 유닛 (112 (a), 112 (b), 112 (c), 112 (d), 112 (e), 112 (f), 112 (g) 및 112 (h)) 은 하나의 서브 검출부 (112) 내에서, 일련으로 배치될 수 있고 (예를 들어, 112 (a), 112 (b), 112 (c) 및 112 (d), 또는 112 (e), 112 (f), 112 (g) 및 112 (h) 의 순서로 배치), 일련으로 배치된 복수개의 정량 분석 유닛 (예를 들어, 112 (a), 112 (b), 112 (c) 및 112 (d), 또는 112 (e), 112 (f), 112 (g) 및 112 (h)) 은 금속 스팟의 밀도가 점진적으로 증가할 수 있다.At this time, the plurality of quantitative analysis units 112 (a), 112 (b), 112 (c), 112 (d), 112 (e), 112 (f), 112 (g) and 112 (h)) is one may be arranged in series within the sub-detection unit 112 of , arranged in the order of 112 (g) and 112 (h)), a plurality of quantitative analysis units arranged in series (eg, 112 (a), 112 (b), 112 (c) and 112 (d), Alternatively, 112 (e), 112 (f), 112 (g), and 112 (h)) may have a gradual increase in the density of metal spots.

이때, 금속 스팟 상에는 표적 단백질에 따른 바이오 리셉터가 부착될 수 있다. 즉, 금속 스팟의 밀도가 점진적으로 증가함에 따라, 복수의 정량 분석 유닛 (112 (a), 112 (b), 112 (c), 112 (d), 112 (e), 112 (f), 112 (g) 및 112 (h)) 은, 바이오 리셉터의 농도 또한 점진적으로 증가할 수 있다. 이에, 복수의 정량 분석 유닛 (112 (a), 112 (b), 112 (c), 112 (d), 112 (e), 112 (f), 112 (g) 및 112 (h)) 에서 바이오 리셉터와 표적 단백질의 반응에 따른 신호를 측정함으로써, 표적 단백질에 대한 정량 분석이 이루어질 수 있다. In this case, a bioreceptor according to a target protein may be attached to the metal spot. That is, as the density of the metal spots gradually increases, the plurality of quantitative analysis units 112 (a), 112 (b), 112 (c), 112 (d), 112 (e), 112 (f), 112 (g) and 112 (h)), the concentration of the bioreceptor may also increase gradually. Accordingly, in the plurality of quantitative analysis units 112 (a), 112 (b), 112 (c), 112 (d), 112 (e), 112 (f), 112 (g) and 112 (h)) By measuring a signal according to the reaction between the receptor and the target protein, quantitative analysis of the target protein can be performed.

보다 구체적으로, 바이오 리셉터의 농도의 점진적 증가에 따라, 바이오 리셉터와 표적 단백질의 반응에 따른 신호는 정비례로 증가할 수 있다. 즉, 표적 단백질은 그 종류에 따라, 바이오 리셉터의 농도에 따른 각각 고유의 결합량 (고유의 기울기 값) 을 가질 수 있다. 따라서, 사용자는 이러한 표적 단백질의 기울기 값을 역으로 이용하여 표적 단백질의 농도를 추정할 수 있음에 따라, 표적 단백질에 대한 정량 분석이 가능할 수 있다. More specifically, as the concentration of the bioreceptor is gradually increased, the signal according to the reaction between the bioreceptor and the target protein may increase in direct proportion. That is, each target protein may have a unique binding amount (inherent slope value) according to the bioreceptor concentration according to the type thereof. Accordingly, as the user can estimate the concentration of the target protein by inversely using the slope value of the target protein, quantitative analysis of the target protein may be possible.

이러한, 고유한 기울기 값을 이용한 정량 분석 방법은, 장비 또는 기타 환경적 요인에 의한 신호의 강화 혹은 감소에 따른 분석의 오차를 줄일 수 있다.Such a quantitative analysis method using a unique slope value may reduce an analysis error due to enhancement or reduction of a signal due to equipment or other environmental factors.

도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 칩의 서브 검출부 내에서 금속 스팟의 밀도에 따라 점진적으로 배치되는 정량 분석 유닛을 예시적으로 도시한 것이다.1C exemplarily illustrates a quantitative analysis unit that is gradually disposed according to the density of metal spots in the sub-detection unit of the protein chip according to an embodiment of the present invention.

도 1c의 (a), (b) 및 (c)를 참조하면, 금속 스팟 (114 (a)) 의 밀도가 20 %인 정량 분석 유닛 (112 (a)), 금속 스팟 (114 (b)) 의 밀도가 50 %인 정량 분석 유닛 (112 (d)) 및 금속 스팟 (114 (c)) 의 밀도가 90 %인 정량 분석 유닛 (112 (h)) 이 도시된다. Referring to (a), (b) and (c) of FIG. 1C , the quantitative analysis unit 112 (a)) in which the density of the metal spot 114 (a) is 20%, the metal spot 114 (b)) A quantitative analysis unit 112 (d) having a density of 50% and a quantitative analysis unit 112 (h) having a density of 90% of metal spots 114 (c) are shown.

보다 구체적으로, 정량 분석 유닛들 (112 (a), 112 (d) 및 112 (h)) 은, 동일한 면적에 대하여 금속 스팟 (114 (a), 114 (b) 및 114 (c)) 이 상이한 개수로 배치될 수 있다. 이에, 정량 분석 유닛들 (112 (a), 112 (d) 및 112 (h)) 은 금속 스팟 (114 (a), 114 (b) 및 114 (c)) 의 밀도가 점진적으로 증가되도록 서브 검출부 (112) 내에서 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1d를 함께 참조하면, 기판 상에 금속 스팟의 밀도를 상이하게 배치한 후 측정된 형광 세기의 분석 결과가 나타난다. 보다 구체적으로, 금속 스팟의 밀도에 따른 표적 단백질과의 반응에 따라 형광의 세기가 점진적으로 증가하거나 감소하는 것으로 나타난다. More specifically, the quantitative analysis units 112 (a), 112 (d) and 112 (h) have different metal spots 114 (a), 114 (b) and 114 (c) for the same area. It can be arranged in number. Accordingly, the quantitative analysis units 112 (a), 112 (d) and 112 (h) are sub-detecting units such that the density of the metal spots 114 (a), 114 (b) and 114 (c) is gradually increased. (112) can be configured within. For example, referring also to FIG. 1D , analysis results of fluorescence intensity measured after different densities of metal spots are disposed on a substrate are shown. More specifically, it appears that the intensity of fluorescence gradually increases or decreases according to the reaction with the target protein according to the density of the metal spot.

결과적으로, 정량 분석 유닛들 (112 (a), 112 (d) 및 112 (h)) 각각은, 동일한 면적에 대하여 전체 금속 스팟들 (114 (a), 114 (b) 및 114 (c)) 이 차지하는 면적이 상이할 수 있다. As a result, each of the quantitative analysis units 112 (a), 112 (d) and 112 (h) has the total metal spots 114 (a), 114 (b) and 114 (c)) with respect to the same area. The area occupied by this may be different.

이때, 금속 스팟들 (114 (a), 114 (b) 및 114 (c)) 에는 표적 단백질과 반응하는 바이오 리셉터가 부착되어 있음에 따라, 정량 분석 유닛들 (112 (a), 112 (d) 및 112 (h)) 의 금속 스팟들 (114 (a), 114 (b) 및 114 (c)) 각각의 밀도는, 바이오 리셉터의 밀도 (또는, 농도) 와 대응할 수 있다. At this time, as a bioreceptor reacting with a target protein is attached to the metal spots 114 (a), 114 (b) and 114 (c), quantitative analysis units 112 (a), 112 (d) and 112 (h)) of metal spots 114 (a), 114 (b), and 114 (c), respectively, may have a density (or concentration) of the bioreceptor.

이러한 구성에 따라, 바이오 리셉터의 밀도 (금속 스팟의 밀도 또는 금속 스팟의 면적) 에 대한 표적 단백질 및 바이오 리셉터의 상호 작용에 따른 신호를 분석함으로써, 표적 단백질에 대한 정밀도 및 민감도 높은 정량 분석이 가능할 수 있다. 이에, 사용자는, 복수의 검출부 (110) 중 하나의 검출부 (110) 의 이용 및 1 회의 단일 분석만으로도 표적 단백질에 대한 정량 분석을 수행할 수 있다. According to this configuration, by analyzing the signal according to the interaction of the target protein and the bioreceptor with respect to the density of the bioreceptor (density of the metal spot or the area of the metal spot), it is possible to perform quantitative analysis with high precision and sensitivity for the target protein. have. Accordingly, the user can perform quantitative analysis on the target protein only by using one detection unit 110 among the plurality of detection units 110 and performing a single analysis once.

한편, 금속 스팟들 (114 (a), 114 (b) 및 114 (c)) 은, 도트 형태로, 정량 분석 유닛 (112 (a), 112 (d) 및 112 (h) 내에서 일정한 간격으로 배치됨에 따라 특정한 패턴 (pattern) 을 형성할 수 있다. 이때, 형성된 금 패턴의 선폭은 10 ㎛일 수도 있다. 그러나, 정량 분석 유닛 내에서 배치되는 금속 스팟의 형태, 및 각 정량 분석 유닛 면적에 따른 금속 스팟의 밀도 설정 방법은 전술한 것에 제한되는 것은 아니다. On the other hand, the metal spots 114 (a), 114 (b) and 114 (c) are, in the form of dots, at regular intervals within the quantitative analysis units 112 (a), 112 (d) and 112 (h). According to the arrangement, a specific pattern can be formed.At this time, the line width of the formed gold pattern may be 10 μm. However, depending on the shape of the metal spot arranged in the quantitative analysis unit and the area of each quantitative analysis unit The method of setting the density of the metal spot is not limited to the above.

도 1e 내지 1g는 본 발명의 다양한에 따른 단백질 칩의 서브 검출부 내에서 금속 스팟의 밀도에 따라 점진적으로 배치되는 정량 분석 유닛을 예시적으로 도시한 것이다.1E to 1G exemplarily show quantitative analysis units that are gradually arranged according to the density of metal spots in the sub-detection unit of the protein chip according to various embodiments of the present invention.

도 1e의 (a), (b) 및 (c)를 참조하면, 금속 스팟 (114' (a)) 의 밀도가 20 %인 정량 분석 유닛 (112 (a)), 금속 스팟 (114' (b)) 의 밀도가 50 %인 정량 분석 유닛 (112 (d)) 및 금속 스팟 (114' (c)) 의 밀도가 90 %인 정량 분석 유닛 (112 (h)) 이 도시된다. Referring to (a), (b) and (c) of FIG. 1E , the quantitative analysis unit 112 (a)) in which the density of the metal spot 114' (a)) is 20%, the metal spot 114' (b) )), a quantitative analysis unit 112 (d) having a density of 50%, and a quantitative analysis unit 112 (h) having a density of 90% of metal spots 114' (c)) are shown.

이때, 직사각형의 막대 형태의 금속 스팟 (114' (a), 114' (b) 및 114' (c)) 은 정량 분석 유닛들 (112 (a), 112 (d) 및 112 (h)) 에 따라 상이한 개수로 배치될 수 있다. 이에, 정량 분석 유닛들 (112 (a), 112 (d) 및 112 (h)) 각각은, 동일한 면적에 대하여 전체 금속 스팟들 (114' (a), 114' (b) 및 114' (c)) 이 차지하는 면적이 상이함에 따라, 각각 상이한 밀도를 가질 수 있다. At this time, the rectangular bar-shaped metal spots 114' (a), 114' (b) and 114' (c)) are connected to the quantitative analysis units 112 (a), 112 (d) and 112 (h)). Depending on the number, different numbers may be arranged. Accordingly, the quantitative analysis units 112 (a), 112 (d) and 112 (h), respectively, are the total metal spots 114' (a), 114' (b) and 114' (c) for the same area. )), respectively, may have different densities as the areas occupied by them are different.

도 1f의 (a), (b) 및 (c)를 참조하면, 금속 스팟 (114'' (a)) 의 밀도가 20 %인 정량 분석 유닛 (112 (a)), 금속 스팟 (114'' (b)) 의 밀도가 50 %인 정량 분석 유닛 (112 (d)) 및 금속 스팟 (114'' (c) 의 밀도가 90 %인 정량 분석 유닛 (112 (h)) 이 도시된다. Referring to (a), (b) and (c) of FIG. 1F , the quantitative analysis unit 112 (a)) in which the density of the metal spot 114'' (a)) is 20%, the metal spot 114'' The quantitative analysis unit 112 (d) in which the density of (b)) is 50% and the quantitative analysis unit 112 (h) in which the density of the metal spots 114'' (c) is 90% are shown.

이때, 정사각형 형태의 금속 스팟들 (114'' (a), 114'' (b) 및 114'' (c)) 은 정량 분석 유닛들 (112 (a), 112 (d) 및 112 (h)) 에 따라 상이한 면적을 갖도록 배치될 수 있다. 이에, 정량 분석 유닛들 (112 (a), 112 (d) 및 112 (h)) 각각은, 동일한 면적에 대하여 전체 금속 스팟들 (114'' (a), 114'' (b) 및 114'' (c)) 이 차지하는 면적이 상이함에 따라, 각각 상이한 밀도를 가질 수 있다. At this time, the square-shaped metal spots 114'' (a), 114'' (b) and 114'' (c)) are the quantitative analysis units 112 (a), 112 (d) and 112 (h) ) can be arranged to have different areas depending on the Accordingly, the quantitative analysis units 112 (a), 112 (d) and 112 (h), respectively, have the total metal spots 114'' (a), 114'' (b) and 114' for the same area. ' As the area occupied by (c)) is different, each may have a different density.

도 1g의 (a), (b) 및 (c)를 참조하면, 금속 스팟 (114''' (a)) 의 밀도가 20 %인 정량 분석 유닛 (112 (a)), 금속 스팟 (114''' (b)) 의 밀도가 50 %인 정량 분석 유닛 (112 (d)) 및 금속 스팟 (114''' (c)) 의 밀도가 90 %인 정량 분석 유닛 (112 (h)) 이 도시된다. Referring to (a), (b) and (c) of FIG. 1G , the quantitative analysis unit 112 (a)) in which the density of the metal spot 114''' (a)) is 20%, the metal spot 114' A quantitative analysis unit 112 (d) having a density of '' (b)) of 50% and a quantitative analysis unit 112 (h) having a density of 90% of metal spots 114''' (c)) are shown do.

이때, 금속 스팟들 (114''' (a), 114''' (b) 및 114''' (c)) 은 하나의 정량 분석 유닛 (112 (a), 112 (d), 또는 112 (h)) 내에서 복수의 형태를 가질 수 있다. 나아가, 금속 스팟 (114''' (a), 114''' (b) 및 114''' (c)) 은 정량 분석 유닛들 (112 (a), 112 (d) 및 112 (h)) 에 따라 상이한 면적을 갖도록 배치될 수 있다. 이에, 정량 분석 유닛들 (112 (a), 112 (d) 및 112 (h)) 각각은, 동일한 면적에 대하여 전체 금속 스팟들 (114''' (a), 114''' (b) 및 114''' (c)) 이 차지하는 면적이 상이함에 따라, 각각 상이한 밀도를 가질 수 있다. At this time, the metal spots 114''' (a), 114''' (b) and 114''' (c)) are one quantitative analysis unit 112 (a), 112 (d), or 112 ( It may have a plurality of forms in h)). Further, the metal spot 114''' (a), 114''' (b) and 114''' (c)) is formed by the quantitative analysis units 112 (a), 112 (d) and 112 (h)) may be arranged to have different areas depending on the Accordingly, each of the quantitative analysis units 112 (a), 112 (d) and 112 (h) has the total metal spots 114''' (a), 114''' (b) and As the areas occupied by 114''' (c)) are different, they may each have different densities.

도 1h 내지 1j는 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 칩의 정량 분석 유닛에 바이오 리셉터가 고정된 것을 예시적으로 도시한 것이다.1H to 1J exemplarily show that the bioreceptor is fixed to the quantitative analysis unit of the protein chip according to an embodiment of the present invention.

도 1h의 (a), (b) 및 (c)를 참조하면, 항체와 같은 바이오 리셉터 (118) 는 링커 분자 (116) 를 통해 금속 스팟 (114) 상에 부착될 수 있다. 이때, 링커 분자 (116) 는, 링커 분자 (116) 및 자가 조립 가능한 분자를 포함하는 코팅 용액이 단백질 칩의 정량 분석 유닛 (112 (a), 112 (d) 및 112 (h)) 상에 단일 층으로 코팅됨으로써, 금속 스팟 (114) 표면에 부착될 수 있다. Referring to (a), (b) and (c) of FIG. 1H , a bioreceptor 118 such as an antibody may be attached to the metal spot 114 through a linker molecule 116 . In this case, the linker molecule 116 is a single coating solution containing the linker molecule 116 and a molecule capable of self-assembly on the quantitative analysis units 112 (a), 112 (d) and 112 (h) of the protein chip. By being coated with a layer, it can adhere to the surface of the metal spot 114 .

이러한 단일 분자층 (119) 의 코팅에 의해 바이오 리셉터 (118) 는 바이오칩 상에서 안정적으로 고정될 수 있고, 배향성을 가질 수 있다. By coating the single molecular layer 119, the bioreceptor 118 can be stably immobilized on the biochip and can have orientation.

보다 구체적으로, 금속 스팟 (114) 이 형성된 단백질 칩 (100) 을 0.1mM HS-PEG-COOH 및 0.9mM HS-PEG-OH이 혼합된 분자 용액과 반응시킬 경우, 단백질 칩 (100) 의 기판은 단일의 분자층 (119) 으로 커버될 수 있고, 금속 스팟 (114) 에는 링커 (116) 가 부착될 수 있다. 이후 추가적인 반응을 통해 표적 단백질에 따른 바이오 리셉터 (118) 가 결합될 수 있다. More specifically, when the protein chip 100 on which the metal spot 114 is formed is reacted with a molecular solution in which 0.1 mM HS-PEG-COOH and 0.9 mM HS-PEG-OH are mixed, the substrate of the protein chip 100 is It may be covered with a single molecular layer 119 , and a linker 116 may be attached to the metal spot 114 . Thereafter, the bioreceptor 118 according to the target protein may be bound through an additional reaction.

한편, 본원 명세서에 개시된 단백질 칩은 전술한 형태에 제한되는 것이 아니다.On the other hand, the protein chip disclosed herein is not limited to the above-described form.

예를 들어, 도 1i의 (a), (b) 및 (c)를 참조하면, 항체와 같은 바이오 리셉터 (118) 는 금속 스팟 (114) 상에 직접적으로 부착될 수 있다. 이때, 바이오 리셉터 (118) 는 자가 조립 가능한 분자를 포함하는 코팅 용액이 단백질 칩의 정량 분석 유닛 (112 (a), 112 (d) 및 112 (h)) 상에 단일 층으로 코팅됨으로써, 금속 스팟 (114) 표면에 부착될 수도 있다. 이러한 단일 분자층 (119) 의 코팅에 의해 바이오 리셉터 (118) 는 바이오칩 상에서 안정적으로 고정될 수 있고, 배향성을 가질 수 있다. 나아가, 도 1j의 (a), (b) 및 (c)를 참조하면, 바이오 리셉터 (118) 는 금속 스팟 (114) 상에 단일 분자층의 코팅 없이 직접적으로 부착될 수도 있다. For example, referring to (a), (b) and (c) of FIG. 1I , a bioreceptor 118 such as an antibody may be directly attached to the metal spot 114 . At this time, the bioreceptor 118 is coated as a single layer on the quantitative analysis units 112 (a), 112 (d) and 112 (h) of the protein chip, whereby the coating solution containing the molecule capable of self-assembly is coated with a metal spot. (114) It may be attached to the surface. By coating the single molecular layer 119, the bioreceptor 118 can be stably immobilized on the biochip and can have orientation. Furthermore, referring to (a), (b) and (c) of FIG. 1J , the bioreceptor 118 may be directly attached to the metal spot 114 without a single molecular layer coating.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단백질 칩의 검출부, 서브 검출부 및 정량 분석 유닛을 예시적으로 도시한 것이다.2 exemplarily shows a detection unit, a sub detection unit, and a quantitative analysis unit of a protein chip according to another embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 단백질 칩 (200) 은, 복수개의 검출부 (210), 검출부 (210) 를 이루는 복수개의 서브 검출부 (212) 및, 서브 검출부 (210) 를 이루는 복수개의 정량 분석 유닛 (212 (a), 212 (b), 212 (c), 212 (d) 및 212 (e)) 를 포함한다.Referring to FIG. 2 , a protein chip 200 according to another embodiment of the present invention includes a plurality of detection units 210 , a plurality of sub detection units 212 constituting the detection unit 210 , and a sub detection unit 210 . and a plurality of quantitative analysis units 212 (a), 212 (b), 212 (c), 212 (d) and 212 (e).

보다 구체적으로, 검출부 (210) 내에, 금속 스팟의 밀도, 즉 바이오 리셉터의 밀도가 점진적으로 변화하도록 구성된 복수개의 정량 분석 유닛 (212 (a), 212 (b), 212 (c), 212 (d) 및 212 (e)) 이 '┏' 또는 '┛'의 모양으로 배치되어 있다.More specifically, in the detection unit 210, a plurality of quantitative analysis units 212 (a), 212 (b), 212 (c), 212 (d) configured to gradually change the density of the metal spot, that is, the density of the bioreceptor. ) and 212 (e)) are arranged in the shape of '┏' or '┛'.

이상에 구조에 따라, 바이오 리셉터의 밀도 (또는 농도) 에 따른 신호를 분석함으로써, 표적 단백질의 정량 분석이 수행될 수 있다. 또한, 각각의 검출부 (210) 에서는 서로 상이한 표적 단백질에 대한 독립적인 정량 분석이 수행될 수도 있다. Quantitative analysis of the target protein can be performed by analyzing a signal according to the density (or concentration) of the bioreceptor according to the structure described above. In addition, each detection unit 210 may perform independent quantitative analysis on different target proteins.

한편, 단백질 칩에 형성된 검출부의 형태는 이에 제한되는 것이 아니다. Meanwhile, the shape of the detection unit formed on the protein chip is not limited thereto.

*예를 들어, 도 3a 및 3b을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 단백질 칩 (300) 은 기판에 형성된 하나의 검출부 (310) 를 포함할 수도 있다. 이때, 단백질 칩 (300) 상에 독립적인 검출 영역을 제공하는, 영역 분리 막 (320', 320'') 이 배치됨으로써 복수개의 검출부 (310) 가 형성될 수도 있다. 한편, 영역 분리 막 (320', 320'') 은 단백질 칩 (300) 의 검출부 (310) 상에 탈부착 가능한 형태일 수 있다. * For example, referring to FIGS. 3A and 3B , the protein chip 300 according to another embodiment of the present invention may include one detection unit 310 formed on a substrate. In this case, the plurality of detection units 310 may be formed by disposing the region separation membranes 320 ′ and 320 ″ that provide independent detection regions on the protein chip 300 . Meanwhile, the region separation membranes 320 ′ and 320 ″ may be detachable on the detection unit 310 of the protein chip 300 .

이하에서는, 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표적 단백질의 정량 분석 방법의 절차를 구체적으로 설명한다. Hereinafter, with reference to FIG. 4 , a procedure of a method for quantitative analysis of a target protein according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 칩을 이용한, 표적 단백질의 정량 분석의 절차를 도시한 것이다.4 illustrates a procedure for quantitative analysis of a target protein using a protein chip according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 표적 단백질의 정량 분석 방법은, 먼저, 본 발명의 단백질 칩의 검출부 상에 표적 단백질에 특이적으로 결합하는 바이오 리셉터를 고정하고 (S410), 표적 단백질을 포함하는 시료를 단백질 칩 상에 처리하고 (S420), 검출된 표적 단백질의 정량 분석을 수행하도록 (S430) 구성된다.Referring to FIG. 4 , in the method for quantitative analysis of a target protein, first, a bioreceptor that specifically binds to a target protein is immobilized on a detection unit of a protein chip of the present invention (S410), and a sample containing the target protein is treated with the protein. It is configured to process on the chip (S420) and perform quantitative analysis of the detected target protein (S430).

보다 구체적으로, 본 발명의 특징에 따르면, 바이오 리셉터를 고정하는 단계 (S410) 에서, 복수개의 정량 분석 유닛이 서로 상이한 바이오 리셉터의 밀도를 갖도록, 복수개의 정량 분석 유닛의 금속 스팟 상에 바이오 리셉터가 고정될 수 있다.More specifically, according to a feature of the present invention, in the step of fixing the bioreceptor ( S410 ), the bioreceptor is installed on the metal spot of the plurality of quantitative analysis units so that the plurality of quantitative analysis units have different bioreceptor densities. can be fixed.

한편, 본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수개의 정량 분석 유닛 각각이 서로 상이한 금속 스팟의 밀도를 갖가질 수 있다. 이에, 상기 바이오 리셉터를 고정하는 단계 (S410) 에서는, 복수개의 정량 분석 유닛이 서로 상이한 바이오 리셉터의 밀도를 갖도록, 복수개의 정량 분석 유닛의 금속 스팟 상에 바이오 리셉터가 고정될 수 있다. Meanwhile, according to another feature of the present invention, each of the plurality of quantitative analysis units may have different densities of metal spots. Accordingly, in the fixing of the bioreceptors ( S410 ), the bioreceptors may be fixed on metal spots of the plurality of quantitative analysis units so that the plurality of quantitative analysis units have different bioreceptor densities.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명의 표적 단백질의 정량 분석 방법에서는, 바이오 리셉터를 고정하는 단계 (S410) 이전에 수행되는, 바이오 리셉터와 금속 스팟을 간접적으로 연결해주는 링커를 금속 스팟 상에 배치하는 단계가 더 수행될 수 있다.According to another feature of the present invention, in the method for quantitative analysis of a target protein of the present invention, a linker that indirectly connects the bioreceptor and the metal spot, which is performed before the step of fixing the bioreceptor (S410), is placed on the metal spot. The disposing step may be further performed.

이에, 바이오 리셉터를 고정하는 단계 (S410) 에서, 링커를 통해 복수개의 정량 분석 유닛에 배치된 금속 스팟 상에 바이오 리셉터가 부착될 수 있다. Accordingly, in the step of fixing the bioreceptor ( S410 ), the bioreceptor may be attached to the metal spot disposed in the plurality of quantitative analysis units through a linker.

한편, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 링커는, 단백질 칩의 기판 위에 금속 스팟을 커버하고, 금속 스팟 상에 링커를 부착시키기도록, 구성된 코팅 용액이 코팅됨으로써, 단백질 칩의 복수개의 정량 분석 유닛 상에 부착될 수 있다.Meanwhile, according to another feature of the present invention, the linker is coated with a coating solution configured to cover the metal spot on the substrate of the protein chip and attach the linker to the metal spot, whereby a plurality of quantitative analysis units of the protein chip can be attached to the

이때, 바이오 리셉터를 고정하는 단계 (S410) 에서 이용되는 바이오 리셉터는 형광 표지된 리셉터일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. In this case, the bioreceptor used in the fixing of the bioreceptor ( S410 ) may be a fluorescently labeled receptor, but is not limited thereto.

다음으로, 표적 단백질을 포함하는 시료를 단백질 정량 분석용 칩 상에 처리하는 단계 (S420) 에서는, 표적 단백질과 금속 스팟 상에 부착된 바이오 리셉터의 상호 작용이 일어날 수 있다.Next, in the step of processing the sample including the target protein on the chip for quantitative protein analysis ( S420 ), interaction between the target protein and the bioreceptor attached to the metal spot may occur.

예를 들어, 표적 단백질을 포함하는 시료를 단백질 정량 분석용 칩 상에 처리하는 단계 (S420) 에서는 형광 표지된 바이오 리셉터 및 표적 단백질의 면역 반응이 일어나고, 이러한 면역 반응에 의해 형광 신호가 발생할 수 있다. 또는, 표적 단백질을 포함하는 시료를 단백질 정량 분석용 칩 상에 처리하는 단계 (S420) 에서는 바이오 리셉터 및 미리 형광 표지된 표적 단백질의 면역 반응이 일어남에 따라 형광 신호가 발생할 수 있다.For example, in the step (S420) of processing a sample containing a target protein on a chip for quantitative protein analysis, an immune reaction of the fluorescently labeled bioreceptor and the target protein occurs, and a fluorescent signal may be generated by this immune reaction. . Alternatively, in the step of processing the sample containing the target protein on the chip for quantitative protein analysis ( S420 ), a fluorescence signal may be generated as an immune reaction occurs between the bioreceptor and the pre-fluorescence-labeled target protein.

따라서, 표적 단백질의 정량 분석을 수행하는 단계 (S430) 에서는, 복수개의 정량 분석 유닛으로 구성된 서브 유닛에 대하여 형광의 세기를 측정함으로써, 표적 단백질의 정량 분석이 수행될 수 있다.Therefore, in the performing quantitative analysis of the target protein ( S430 ), quantitative analysis of the target protein may be performed by measuring the intensity of fluorescence with respect to the subunits composed of a plurality of quantitative analysis units.

본 발명의 특징에 따르면, 표적 단백질의 정량 분석을 수행하는 단계 (S430) 에서는, 복수개의 정량 분석 유닛에 대하여, 바이오 리셉터의 밀도에 따른 표적 단백질과의 결합량을 측정함으로써, 표적 단백질의 정량 분석이 수행될 수 있다.According to a feature of the present invention, in the step (S430) of performing the quantitative analysis of the target protein, the quantitative analysis of the target protein is measured by measuring the amount of binding to the target protein according to the density of the bioreceptor with respect to the plurality of quantitative analysis units. This can be done.

보다 구체적으로, 바이오 리셉터의 농도의 점진적 증가에 따라, 바이오 리셉터와 표적 단백질의 반응에 따른 신호는 정비례로 증가할 수 있다. 즉, 표적 단백질은 그 종류에 따라, 바이오 리셉터의 농도에 따른 각각 고유의 결합량 (고유의 기울기 값) 을 가질 수 있다. 따라서, 사용자는 이러한 표적 단백질의 기울기 값을 역으로 이용하여 표적 단백질의 농도를 추정할 수 있음에 따라, 표적 단백질에 대한 정량 분석이 가능할 수 있다. More specifically, as the concentration of the bioreceptor is gradually increased, the signal according to the reaction between the bioreceptor and the target protein may increase in direct proportion. That is, each target protein may have a unique binding amount (inherent slope value) according to the bioreceptor concentration according to the type thereof. Accordingly, as the user can estimate the concentration of the target protein by inversely using the slope value of the target protein, quantitative analysis of the target protein may be possible.

이러한, 고유한 기울기 값을 이용한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 표적 단백질의 정량 분석 방법은, 장비 또는 기타 환경적 요인에 의한 신호의 강화 혹은 감소에 따른 분석의 오차를 줄일 수 있다.The quantitative analysis method of a target protein according to various embodiments of the present invention using such a unique slope value can reduce an analysis error due to enhancement or reduction of a signal due to equipment or other environmental factors.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 표적 단백질의 정량 분석을 수행하는 단계 (S430) 에서는, SPR 이미징 (imaging) 분석, SELDI (surface-enhanced laser desorption-ionization) 질량 분석, AFM (Atomic Force Microscope) 분석 및 MALDI-TOF (Matrixassistedlaser desorption/ionization time-of-flight) 질량 분석으로 이루어진 그룹 중 선택된 적어도 하나의 방법을 이용하여 표적 단백질의 정량 분석이 수행될 수 있다.According to another feature of the present invention, in the step of performing the quantitative analysis of the target protein (S430), SPR imaging (imaging) analysis, SELDI (surface-enhanced laser desorption-ionization) mass spectrometry, AFM (Atomic Force Microscope) analysis and Quantitative analysis of the target protein may be performed using at least one method selected from the group consisting of Matrixassistedlaser desorption/ionization time-of-flight (MALDI-TOF) mass spectrometry.

이하에서는, 5a 내지 5c를 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에서 이용되는 단백질 칩에 대한 평가 결과를 설명한다.Hereinafter, evaluation results of the protein chip used in various embodiments of the present invention will be described with reference to 5a to 5c.

도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 칩에 대한, 하나의 금속 스팟 표면에 따른 신호의 강도의 분석 결과를 도시한 것이다. FIG. 5A shows the analysis result of the signal intensity according to the surface of one metal spot for the protein chip according to an embodiment of the present invention.

보다 구체적으로, 본 실험에서는 금속 스팟의 증착에 의해 금속 패턴이 형성된 단백질 칩상에 SAM 코팅함으로써 링커를 부착하고, 이후 표적 단백질에 대한 형광 표지된 항체를 고정한다. 그 다음, 스캐너를 이용하여 선폭의 크기에 따른 형광 신호를 측정한다.More specifically, in this experiment, a linker is attached by SAM coating on a protein chip on which a metal pattern is formed by deposition of metal spots, and then a fluorescently-labeled antibody to the target protein is immobilized. Then, the fluorescence signal according to the size of the line width is measured using a scanner.

도 5a의 (a) 및 (b)를 참조하면, 단백질 칩 내의 금속 스팟들 사이의 간격, 즉 바이오 리셉터의 고정 간격이 10 ㎛ 이하로 설정될 경우, 측정된 형광 신호가 균일하게 나타난다. 이는, 항체를 촘촘하게 고정화할 때 단백질 칩 내부 표면의 신호가 균일하게 나타나는 것을 의미할 수 있다.Referring to FIGS. 5A and 5B , when the interval between metal spots in the protein chip, that is, the fixed interval of the bioreceptor is set to 10 μm or less, the measured fluorescence signal appears uniformly. This may mean that the signal on the inner surface of the protein chip appears uniformly when the antibody is tightly immobilized.

이와 대조적으로, 항체간 배치 간격이 넓을 수록 단백질 칩 내부 표면의 신호가 균일하지 않고 낮으며 주변 경계면의 신호가 높게 나타난다. In contrast, as the spacing between antibodies increases, the signal on the inner surface of the protein chip is not uniform and low, and the signal on the peripheral interface is high.

이러한 결과에 따라, 본 발명의 단백질 칩에 형성된 금 패턴의 선폭, 즉 금속 스팟 간 간격 (바이오 리셉터간 간격) 은 7 내지 12 ㎛로 설정될 수 있다. 이에, 본 발명의 단백질 칩 내의 금속 스팟들 사이의 신호의 표준편차가 2 % 이하이고, 단백질 칩 사이의 신포의 표준 편차는 5 % 이하일 수 있음에 따라, 바이오 리셉터인 항체가 안정적이고 균일하게 고정되어, 단백질 칩 내 고정화 효율이 증가될 수 있다. According to these results, the line width of the gold pattern formed on the protein chip of the present invention, that is, the distance between metal spots (interval between bioreceptors) can be set to 7 to 12 μm. Accordingly, as the standard deviation of the signal between the metal spots in the protein chip of the present invention may be 2% or less and the standard deviation of the signal between the protein chips may be 5% or less, the bioreceptor antibody is stably and uniformly fixed Thus, the immobilization efficiency in the protein chip can be increased.

도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 칩에 대한, 금속스팟 크기에 따른 신호 증폭 효과와 항체의 밀도에 따른 신호의 강도의 분석 결과를 도시한 것이다. FIG. 5B shows the analysis results of the signal amplification effect according to the size of the metal spot and the signal strength according to the density of the antibody for the protein chip according to an embodiment of the present invention.

도 5b의 (a) 및 (b)를 참조하면, 동일한 영역에서 금속 스팟이 차지하는 면적이 동일한 조건, 즉 금속 스팟이 자치하는 면적율이 동일하다면, 금속 스팟의 크기가 작을수록 금속 스팟에 결합된 형광표지된 항체에 의해 검출되는 형광 신호가 증가되는 것과 금속 스팟이 차지하는 면적률, 즉 금속 스팟 상에 고정된 바이오 리셉터의 밀도 (농도) 가 증가함에 따라, 표적 단백질과의 반응에 따른 형광 신호의 강도가 정비례하게 증가하는 것으로 나타난다.Referring to (a) and (b) of FIG. 5B, if the area occupied by the metal spot in the same region is the same, that is, if the area ratio of the autonomous metal spot is the same, the smaller the size of the metal spot, the smaller the fluorescence bound to the metal spot. As the fluorescence signal detected by the labeled antibody increases and the area ratio occupied by the metal spot, that is, the density (concentration) of the bioreceptor immobilized on the metal spot increases, the intensity of the fluorescence signal according to the reaction with the target protein appears to increase in direct proportion.

이러한 결과는, 표적 단백질이 그 종류에 따라, 바이오 리셉터의 농도에 따른 각각 고유의 결합량 (고유의 기울기 값) 을 가질 수 있음을 의미할 수 있다. 따라서, 사용자는 이러한 표적 단백질의 기울기 값을 역으로 이용하여 표적 단백질의 농도를 추정할 수 있음에 따라, 표적 단백질에 대한 정량 분석이 가능할 수 있다. These results may mean that the target protein may have its own binding amount (inherent slope value) depending on the type of the target protein and the concentration of the bioreceptor. Accordingly, as the user can estimate the concentration of the target protein by inversely using the slope value of the target protein, quantitative analysis of the target protein may be possible.

이러한, 고유한 기울기 값을 이용한 정량 분석 방법은, 장비 또는 기타 환경적 요인에 의한 신호의 강화 혹은 감소에 따른 분석의 오차를 줄일 수 있다.Such a quantitative analysis method using a unique slope value may reduce an analysis error due to enhancement or reduction of a signal due to equipment or other environmental factors.

도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 칩에 대한, 항원의 농도에 따른 회귀 직선의 기울기 값의 분석 결과를 도시한 것이다.Figure 5c shows the analysis result of the slope value of the regression line according to the antigen concentration for the protein chip according to an embodiment of the present invention.

도 5c의 (a) 및 (b)를 참조하면, 동일한 영역에서 금속 스팟이 차지하는 면적이 동일한 조건, 즉 금속 스팟이 자치하는 면적율이 동일하다면, 금속 스팟의 크기가 작을수록 금속 스팟에 결합된 형광표지된 항체에 의해 검출되는 형광 신호가 증가되는 것과 금속 스팟이 차지하는 면적, 즉 금속 스팟 상에 고정된 바이오 리셉터의 밀도 (농도) 가 증가함에 따라, 표적 단백질과의 반응에 따른 형광 신호의 강도가 정비례하게 증가하는 것으로 나타난다.Referring to (a) and (b) of FIG. 5C, if the area occupied by the metal spot in the same region is the same, that is, if the area ratio of the autonomous metal spot is the same, the smaller the size of the metal spot, the smaller the fluorescence bound to the metal spot. As the fluorescence signal detected by the labeled antibody increases and the area occupied by the metal spot, that is, the density (concentration) of the bioreceptor immobilized on the metal spot, increases, the intensity of the fluorescence signal according to the reaction with the target protein increases. appears to increase in direct proportion.

보다 구체적으로, 1 μM의 DNA-Cy5는, 바이오 리셉터의 밀도의 증가에 따라 측정된 형광 신호에 의해 형성된 기울기 값이 약 179.3으로 나타난다. 나아가, 10 nM의 DNA-Cy5는, 바이오 리셉터의 밀도의 증가에 따라 측정된 형광 신호에 의해 형성된 기울기 값이 약 31.603으로 나타난다.More specifically, for 1 μM of DNA-Cy5, the slope value formed by the fluorescence signal measured with the increase in the density of the bioreceptor appears to be about 179.3. Furthermore, in the case of 10 nM DNA-Cy5, the slope value formed by the fluorescence signal measured according to the increase in the density of the bioreceptor is about 31.603.

즉, 표적 단백질은, 이들의 농도 및 이들의 종류에 따라 고유한 기울기 값을 갖는 것으로 나타난다. That is, the target protein appears to have a unique slope value according to their concentration and their type.

따라서, 사용자는 이러한 표적 단백질의 기울기 값 (예를 들어, 179.3 또는, 31.603) 을 역으로 이용하여 표적 단백질의 농도를 추정할 수 있음에 따라, 표적 단백질에 대한 정량 분석이 가능할 수 있다. Accordingly, as the user can estimate the concentration of the target protein by inversely using the slope value (eg, 179.3 or 31.603) of the target protein, quantitative analysis of the target protein may be possible.

이상의 결과로, 본 발명의 다양한 실시예에서 이용되는 단백질 칩은 적은 양의 시료로부터 극미량의 표적 단백질을 민감도 높게 검출하고, 이들 표적 단백질에 대한 민감도 및 정밀도 높은 정량 분석을 수행할 수 있다. 특히, 본 발명은 단백질 칩 및 바이오 리셉터를 포함하는 키트를 제공함으로써, 사용자는 보다 다양한 단백질에 대한 효율적인 정량 분석을 수행할 수 있다. As a result of the above results, the protein chip used in various embodiments of the present invention can detect a trace amount of a target protein with high sensitivity from a small amount of sample, and perform quantitative analysis with high sensitivity and precision on these target proteins. In particular, the present invention provides a kit including a protein chip and a bioreceptor, so that a user can efficiently perform quantitative analysis on a variety of proteins.

특히, 본 발명은, 단백질 정량 분석 칩 상의 검출부 내에, 금속 스팟의 밀도가 점진적으로 증가하도록 구성된 복수개의 서브 검출부를 배치함으로써, 종래의 단백질 칩보다 민감도 및 정밀도가 향상된 정량 분석 결과를 제공할 수 있는 효과가 있다. In particular, the present invention provides quantitative analysis results with improved sensitivity and precision compared to conventional protein chips by disposing a plurality of sub-detectors configured to gradually increase the density of metal spots in the detection unit on the protein quantitative analysis chip. It works.

또한, 본 발명은, 특정한 단백질을 검출하기 위한 바이오 리셉터가 고정된, 종래의 단백질 칩이 갖는 한계점을 극복할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of overcoming the limitations of the conventional protein chip, in which a bioreceptor for detecting a specific protein is fixed.

나아가, 본 발명은, 특정한 표적 단백질에 대한 바이오 리셉터를 고정시킬 경우, 상이한 해리 인자를 갖는 바이오 리셉터, 예를 들어 항체를 고정함에 따라, 표적 단백질 및 항체의 면역 반응에 따라 발생하는 신호의 다이나믹 레인지 (dynamic range) 를 확대할 수 있다. 이에, 본 발명은, 생물학적 실험에서 요구되는 반복 실험의 횟수를 줄일 수 있고, 항체의 밀도 대비 항원 (표적 단백질) 의 반응 신호를 기초로 표적 단백질의 농도를 추적할 수 있는 효과가 있다.Furthermore, in the present invention, when a bioreceptor for a specific target protein is immobilized, a bioreceptor having a different dissociation factor, for example, an antibody is immobilized, and the dynamic range of a signal generated according to the immune response of the target protein and the antibody (dynamic range) can be expanded. Accordingly, the present invention has the effect of reducing the number of repeated experiments required in biological experiments, and tracking the concentration of the target protein based on the response signal of the antigen (target protein) versus the density of the antibody.

따라서, 본 발명은, 종래의 단백질 칩을 이용한 단백질 정량 분석 방법에서 표준 단백질 신호값이 수반되는 번거로움을 해결하고, 종래의 방법보다 용이하게 정량 분석을 수행할 수 있는 효과가 있다.Therefore, the present invention has the effect of solving the inconvenience of accompanying standard protein signal values in the conventional protein quantitative analysis method using a protein chip, and can perform quantitative analysis more easily than the conventional method.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시 예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in more detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and various modifications may be made within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

100, 200, 300: 단백질 칩
110, 210, 310: 검출부
112, 212, 312: 서브 검출부
112 (a), 112 (b), 112 (c), 112 (d), 112 (e), 112 (f), 112 (g), 112 (h), 112 (a), 212 (a), 212 (b), 212 (c), 212 (d) 및 212 (e): 정량 분석 유닛
120: 바코드부
114, 114 (a), 114 (b), 114 (c), 114' (a), 114' (b), 114' (c), 114'' (a), 114'' (b), 114'' (c), 114''' (a), 114''' (b) 및 114''' (c): 금속 스팟
116: 링커 분자
118: 바이오 리셉터
119: 분자층
320: 영역 분리막
[과제정보]
과제 고유번호: S2230578
부처명: 중소벤처기업부
연구관리 전문기관: 중소기업기술정보진흥원
연구사업명: 글로벌시장형 창업 R&D 사업
연구과제명: 압타머 바인딩 및 용량소자센서 기반 심근경색 조기 진단기기
주관기관: 주식회사 스몰머신즈
연구기간: 2014.07.01~ 2016.06.30
과제 고유번호: 2018-0-01046
부처명: 과학기술정보통신부
연구관리 전문기관: 정보통신기술진흥센터
연구사업명: ICT유망기술개발지원사업
연구과제명: 디지털 줄기세포 이미지 분석시스템 개발
주관기관: 주식회사 스몰머신즈
연구기간: 2018.07.01~2019.12.31100, 200, 300: protein chip
110, 210, 310: detection unit
112, 212, 312: sub detection unit
112 (a), 112 (b), 112 (c), 112 (d), 112 (e), 112 (f), 112 (g), 112 (h), 112 (a), 212 (a), 212 (b), 212 (c), 212 (d) and 212 (e): quantitative analysis unit
120: barcode unit
114, 114 (a), 114 (b), 114 (c), 114' (a), 114' (b), 114' (c), 114'' (a), 114'' (b), 114 '' (c), 114''' (a), 114''' (b) and 114''' (c): metal spot
116: linker molecule
118: bioreceptor
119: molecular layer
320: area separator
[task information]
Assignment identification number: S2230578
Department name: Ministry of SMEs and Startups
Research management institution: Small and Medium Business Technology Information Promotion Agency
Research project name: Global market-type startup R&D project
Research project name: Early diagnosis of myocardial infarction based on aptamer binding and capacitive sensor
Organized by: Small Machines Co., Ltd.
Research period: 2014.07.01~ 2016.06.30
Assignment identification number: 2018-0-01046
Department Name: Ministry of Science and Technology Information and Communication
Research and management specialized institution: Information and Communication Technology Promotion Center
Research project name: ICT promising technology development support project
Research project name: Development of digital stem cell image analysis system
Organized by: Small Machines Co., Ltd.
Research period: 2018.07.01~2019.12.31

Claims (21)

기판을 포함하는, 단백질 칩으로서,
상기 기판은,
표적 단백질을 검출하도록 구성된 복수개의 서브 검출부를 포함하고,
상기 복수개의 서브 검출부 각각은,
금속 스팟 (spot) 으로 이루어진 복수개의 정량 분석 유닛 (unit) 을 포함하고,
상기 단백질 칩은,
광학적 분석을 수행함으로써 상기 복수개의 정량 분석 유닛에 검출된 상기 표적 단백질의 정략적 분석이 가능하도록 구성되며,
상기 복수개의 정량 분석 유닛 각각은,
상기 금속 스팟 및 상기 표적 단백질과 특이적으로 결합하는 바이오 리셉터 (receptor) 를 포함하고,
서로 상이한 금속 스팟의 밀도를 갖고,
상기 바이오 리셉터는 상기 금속 스팟 상에 부착되는, 단백질 칩.A protein chip comprising a substrate, comprising:
The substrate is
A plurality of sub-detectors configured to detect a target protein,
Each of the plurality of sub detection units,
A plurality of quantitative analysis units comprising a metal spot,
The protein chip,
It is configured to enable quantitative analysis of the target protein detected by the plurality of quantitative analysis units by performing optical analysis,
Each of the plurality of quantitative analysis units,
and a bioreceptor that specifically binds to the metal spot and the target protein,
have different densities of metal spots,
wherein the bioreceptor is attached to the metal spot. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 복수개의 정량 분석 유닛은,
하나의 서브 검출부 내에서 일련으로 배치되고,
일련으로 배치된 상기 복수개의 정량 분석 유닛은,
상기 금속 스팟의 밀도가 점진적으로 증가하도록 구성된, 단백질 칩. According to claim 1,
The plurality of quantitative analysis units,
arranged in series within one sub-detection unit,
The plurality of quantitative analysis units arranged in series,
A protein chip, configured to gradually increase the density of the metal spots. 제1항에 있어서,
복수개의 정량 분석 유닛 각각은,
서로 상이한 밀도를 갖도록, 일정한 크기의 도트 (dot) 형태를 갖고 상기 복수개의 분석 유닛 각각에 대하여 상이한 개수로 배치된 금속 스팟을 포함하거나, 또는
서로 상이한 밀도를 갖도록, 다각형 형태를 갖고 상기 복수개의 분석 유닛 각각에 대하여 상이한 크기로 배치된 금속 스팟을 포함하는, 단백질 칩.According to claim 1,
Each of the plurality of quantitative analysis units,
To have different densities, have a dot shape of a certain size and include metal spots arranged in different numbers for each of the plurality of analysis units, or
A protein chip comprising metal spots having a polygonal shape and arranged in different sizes for each of the plurality of analysis units so as to have different densities from each other. 제1항에 있어서,
상기 복수개의 정량 분석 유닛은,
상기 금속 스팟 상에 부착되도록 구성된 링커 (linker) 를 더 포함하고,
상기 바이오 리셉터는,
상기 링커에 의해 상기 금속 스팟 상에 부착되는, 단백질 칩. According to claim 1,
The plurality of quantitative analysis units,
a linker configured to be attached on the metal spot;
The bioreceptor is
A protein chip attached to the metal spot by the linker. 제5항에 있어서,
상기 단백질 칩은,
상기 기판 위에 상기 금속 스팟을 커버 (cover) 하고, 상기 금속 스팟 상에 상기 링커를 부착시키기도록 구성된 자가 조립 단분자층 (self-assembled monolayer) 을 더 포함하는, 단백질 칩. 6. The method of claim 5,
The protein chip,
and a self-assembled monolayer configured to cover the metal spot on the substrate and attach the linker to the metal spot. 제1항에 있어서,
상기 바이오 리셉터 또는, 상기 표적 단백질은,
형광 표지된 (fluorescence-labeled), 단백질 칩. According to claim 1,
The bioreceptor or the target protein,
Fluorescence-labeled, protein chip. 제1항에 있어서,
상기 금속 스팟은,
상기 기판 상에 일정한 간격으로 배치되어 패턴을 형성하고,
상기 패턴의 선폭은 7 ㎛ 내지 12 ㎛인, 단백질 칩.According to claim 1,
The metal spot is
are arranged at regular intervals on the substrate to form a pattern,
The line width of the pattern is 7 μm to 12 μm, a protein chip. 제8항에 있어서,
상기 금속 스팟은,
직경이 500 nm 내지 10 ㎛인 도트 형태를 갖고,
상기 패턴은 상기 도트 형태의 금속 스팟에 의해 형성된, 단백질 칩. 9. The method of claim 8,
The metal spot is
It has a dot shape with a diameter of 500 nm to 10 μm,
The pattern is formed by the dot-shaped metal spots, protein chip. 제1항에 있어서,
상기 금속 스팟은 Au, Ni, Cu, Zn, Fe, Al, Ti, Pt, Hg, Ag, Pb 및 이들의 합금으로 구성된 그룹 중 적어도 하나의 금속으로 이루어진, 단백질 칩.According to claim 1,
The metal spot is made of at least one metal from the group consisting of Au, Ni, Cu, Zn, Fe, Al, Ti, Pt, Hg, Ag, Pb, and alloys thereof, protein chip. 제1항에 있어서,
상기 복수개의 서브 검출부는,
복수개의 검출 부 중 하나의 검출부를 구성하고,
상기 복수개의 검출부 각각은, 서로 상이한 표적 단백질을 검출하도록 구성된, 단백질 칩.According to claim 1,
The plurality of sub detection units,
constituting one detection unit among the plurality of detection units,
Each of the plurality of detection units is configured to detect different target proteins from each other, a protein chip. 제11항에 있어서,
상기 복수개의 서브 검출부는,
상기 하나의 검출부 내에서 0.3 mm 내지 0.9 mm의 간격으로 배치되는, 단백질 칩.12. The method of claim 11,
The plurality of sub detection units,
A protein chip, which is disposed at intervals of 0.3 mm to 0.9 mm within the single detection unit. 제1 항, 제 8 항 내지 12 항 중 어느 한 항에 기재된 단백질 칩의 복수개의 정량 분석 유닛에 배치된 금속 스팟에, 표적 단백질에 특이적으로 결합하는 바이오 리셉터를 고정하는 단계;
상기 표적 단백질 및 상기 바이오 리셉터가 반응하도록, 상기 표적 단백질을 포함하는 시료를 상기 단백질 정량 분성용 칩 상에 처리하는 단계;
상기 복수개의 정량 분석 유닛 내에 검출된 상기 표적 단백질의 정략 분석을 수행하는 단계를 포함하는, 표적 단백질의 정량 분석 방법.13. A method comprising: fixing a bioreceptor that specifically binds to a target protein to a metal spot disposed in a plurality of quantitative analysis units of the protein chip according to any one of claims 1 to 12;
processing a sample containing the target protein on the chip for quantitative analysis of the protein so that the target protein and the bioreceptor react;
A quantitative analysis method of a target protein comprising the step of performing a quantitative analysis of the target protein detected in the plurality of quantitative analysis units. 제13항에 있어서,
상기 표적 단백질 또는, 바이오 리셉터는,
형광 표지된 것이고,
상기 정량 분석을 수행하는 단계는,
상기 복수개의 정량 분석 유닛으로 구성된 서브 유닛에 대하여 상기 형광의 세기를 측정함으로써, 상기 표적 단백질의 정량 분석을 수행하는 단계를 포함하는, 표적 단백질의 정량 분석 방법.14. The method of claim 13,
The target protein or bioreceptor,
fluorescently labeled,
The step of performing the quantitative analysis is,
and performing quantitative analysis of the target protein by measuring the intensity of the fluorescence with respect to the subunits composed of the plurality of quantitative analysis units. 제13항에 있어서,
상기 복수개의 정량 분석 유닛 각각이 서로 상이한 금속 스팟의 밀도를 갖고,
상기 바이오 리셉터를 고정하는 단계는,
상기 복수개의 정량 분석 유닛이 서로 상이한 상기 바이오 리셉터의 밀도를 갖도록, 상기 복수개의 정량 분석 유닛의 금속 스팟 상에 상기 바이오 리셉터를 고정하는 단계를 포함하고,
상기 정량 분석을 수행하는 단계는,
상기 복수개의 정량 분석 유닛에 대하여, 상기 바이오 리셉터의 밀도에 따른 상기 표적 단백질과의 결합량을 측정함으로써, 상기 표적 단백질의 정량 분석을 수행하는 단계를 포함하는, 표적 단백질의 정량 분석 방법.14. The method of claim 13,
Each of the plurality of quantitative analysis units has a different density of metal spots,
The step of fixing the bioreceptor,
fixing the bioreceptors on metal spots of the plurality of quantitative analysis units so that the plurality of quantitative analysis units have different densities of the bioreceptors,
The step of performing the quantitative analysis is,
and performing quantitative analysis of the target protein by measuring the amount of binding to the target protein according to the density of the bioreceptor with respect to the plurality of quantitative analysis units. 제15항에 있어서,
상기 정량 분석을 수행하는 단계는,
상기 복수개의 정량 분석 유닛에 대하여, 서로 상이한 밀도를 갖는 상기 바이오 리셉터에 결합하는 상기 표적 단백질의 결합량을 측정하는 단계;
상기 결합량을 기초로 상기 표적 단백질 및 상기 바이오 리셉터의 회귀 직선을 형성하는 단계;
상기 회귀 직선에 대한 기울기 값을 산출하는 단계, 및
상기 기울기 값을 기초로 표적 단백질의 정량 분석을 수행하는 단계를 더 포함하는, 표적 단백질의 정량 분석 방법. 16. The method of claim 15,
The step of performing the quantitative analysis is,
measuring a binding amount of the target protein binding to the bioreceptor having different densities with respect to the plurality of quantitative analysis units;
forming a regression line between the target protein and the bioreceptor based on the binding amount;
calculating a slope value for the regression line, and
The quantitative analysis method of the target protein, further comprising the step of performing quantitative analysis of the target protein based on the slope value. 제13항에 있어서,
상기 정량 분석을 수행하는 단계는,
SPR 이미징 (imaging) 분석, SELDI (surface-enhanced laser desorption-ionization) 질량 분석, AFM (Atomic Force Microscope) 분석 및 MALDI-TOF (Matrixassisted laser desorption/ionization time-of-flight) 질량 분석으로 이루어진 그룹 중 선택된 적어도 하나의 방법을 이용하여 상기 표적 단백질의 정량 분석을 수행하는 단계를 포함하는, 표적 단백질의 정량 분석 방법.14. The method of claim 13,
The step of performing the quantitative analysis is,
selected from the group consisting of SPR imaging analysis, surface-enhanced laser desorption-ionization (SELDI) mass spectrometry, Atomic Force Microscope (AFM) analysis, and Matrixassisted laser desorption/ionization time-of-flight (MALDI-TOF) mass spectrometry. A quantitative analysis method of a target protein, comprising the step of performing quantitative analysis of the target protein using at least one method. 제13항에 있어서,
상기 표적 단백질의 정량 분석 방법은,
상기 바이오 리셉터를 고정하는 단계 이전에 수행되는,
상기 바이오 리셉터와 상기 금속 스팟을 간접적으로 연결해주는 링커를 상기 금속 스팟 상에 배치하는 단계를 더 포함하고,
상기 바이오 리셉터를 고정하는 단계는,
상기 링커를 통해 상기 바이오 리셉터를 상기 복수개의 정량 분석 유닛에 배치된 상기 금속 스팟 상에 고정하는 단계를 포함하는, 표적 단백질의 정량 분석 방법.14. The method of claim 13,
The quantitative analysis method of the target protein,
performed before the step of fixing the bioreceptor,
Further comprising the step of disposing a linker that indirectly connects the bioreceptor and the metal spot on the metal spot,
The step of fixing the bioreceptor,
and fixing the bioreceptor on the metal spot disposed in the plurality of quantitative analysis units through the linker. 제 18항에 있어서,
상기 링커를 상기 금속 스팟 상에 배치하는 단계는,
상기 단백질 칩의 기판 위에 상기 금속 스팟을 커버하고, 상기 금속 스팟 상에 상기 링커를 부착시키기도록, 상기 링커 및 자가 조립가능한 분자를 포함하는 코팅 용액을 이용하여 상기 단백질 칩의 복수개의 정량 분석 유닛 상에 코팅하는 단계를 포함하는, 표적 단백질의 정량 분석 방법.19. The method of claim 18,
Placing the linker on the metal spot comprises:
To cover the metal spot on the substrate of the protein chip and attach the linker to the metal spot, on the plurality of quantitative analysis units of the protein chip using a coating solution containing the linker and self-assembling molecules A quantitative analysis method of the target protein, comprising the step of coating on. 제1 항, 제3항 내지 12항 중 어느 한항에 기재된 단백질 칩, 및
표적 단백질에 특이적으로 결합하는 바이오 리셉터를 포함하는, 표적 단백질 정량 분석용 키트.The protein chip according to any one of claims 1 to 12, and
A kit for quantitative analysis of a target protein, comprising a bioreceptor that specifically binds to a target protein. 제20항에 있어서,
상기 단백질 정량 분석용 키트는,
완충 용액을 더 포함하는, 단백질 정량 분석용 키트.21. The method of claim 20,
The kit for quantitative analysis of the protein,
A kit for quantitative analysis of proteins, further comprising a buffer solution.
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