KR102375074B1 - 단백질 분해효소 검출입자를 포함한 검출액 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

단백질 분해효소 검출입자를 포함한 검출액 및 이를 제조하는 방법 Download PDF

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    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited

Abstract

단백질 분해효소 검출입자를 포함한 검출액 및 이를 제조하는 방법을 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 단백질 분해효소 검출을 위한 검출액 제조방법에 있어서, 제1 가시광 파장대역의 광을 입사받아 제2 가시광 파장대역의 광을 발광하는 제1 화합물, 상기 제2 가시광 파장대역의 광을 입사받아 근적외선 파장대역의 광을 발광하는 제2 화합물 및 단백질 분해효소에 의해 분해되는 제3 화합물을 기 설정된 비율로 기 설정된 유기 용매에 용해하는 용해과정과 상기 용해과정을 거친 용액을 증류수에 기 설정된 비율로 주입하는 주입과정 및 상기 주입과정에서 용액이 주입된 증류수 내 상기 유기 용매를 제거하는 제거과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 단백질 분해효소 검출액 제조방법을 제공한다.

Description

단백질 분해효소 검출입자를 포함한 검출액 및 이를 제조하는 방법{Detection Solution Containing Protease Detection Particles and Method for Preparing Same}
본 발명은 단백질 분해효소를 검출할 수 있는 입자를 포함한 검출액 및 그를 제조하는 방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
단백질 분해효소는 가수분해를 이용해 단백질의 특정 서열을 선택적으로 절단시키는 효소이다. 단백질 분해효소의 대표적인 예로 트립신이 있다. 단백질 분해효소는 인체 내에서 대사작용에 관여하기 때문에, 단백질 분해효소를 분비하는 기관의 건강상태에 따라 그 농도가 달라진다. 또한, 독을 가지는 미생물 및 동물에서는 생물의 단백질 조직을 파괴하기 위한 수단으로 단백질 분해효소가 이용된다. 따라서, 단백질 분해효소의 농도 측정은 질병의 조기 진단이나 독성 인자의 검출 등 다양한 분야에서 매우 중요하게 이용된다.
단백질 분해효소의 검출 방법으로는 전기화학적 검출 방법과 형광적 검출방법이 있다.
전기·화학적 검출방법은 측정기기를 이용하여 시료 내 단백질 분해효소가 존재하는지를 검출하는 방법이다. 전기·화학적 검출방법으로는 측정기기 내 전극 표면에 단백질분해효소가 특이적으로 결합할 때 생기는 전기·화학적 신호의 변화를 분석하는 방법 또는 단백질 분해효소가 펩타이드를 절단하며 생성되는 특정한 전기·화학적 신호의 변화를 분석하는 방법 등이 존재한다. 이러한 방법은 측정의 정밀도는 높지만, 반드시 미세한 전기·화학적 신호를 세밀하게 검출할 수 있는 측정기기가 반드시 필요하기에 접근성이 떨어지고 과도한 비용이 요구되는 문제가 존재한다.
이에 등장한 것이 형광적 검출방법이다. 이러한 방식은 단백질 분해효소와 반응하는 센서나 입자를 이용하는 방식으로서, 해당 센서나 입자가 단백질 분해효소의 존부에 따라 가시광 파장대역의 광을 출력하는지 또는 발하던 가시광 파장대역의 광이 감소하는지 여부로 단백질 분해효소를 검출한다. 이 방식은 센서나 입자가 포함된 검출액 정도만 필요하면 되기에, 고비용의 측정기기 등을 구비할 필요가 없는 장점이 있다. 다만, 검출 결과로서 발생하는 광이 가시광 파장대역인 점에서 결과의 신뢰도가 낮은 문제가 있다. 단백질 분해효소를 포함하는 시료가 생물체로부터 채취된 것이라면, 생물체 내에 단백질 분해효소 외에도 외부로부터 에너지를 받아 자연적으로 발광하는 성분(혈액 내 특정 성분들이나 단백질 등)들이 존재한다. 이들 역시, 가시광 파장대역의 광을 발산하기 때문에, 종래의 형광적 검출방법은 검출된 광이 센서나 입자가 단백질 분해효소와 반응하여 발한 것인지 또는 시료 내 다른 성분에 의해 자연적으로 발산된 것인지 확인할 수 없었다. 이에 종래의 형광적 검출방법은 낮은 검출 결과를 제공하는 불편이 있었다.
본 발명의 일 실시예는, 간편하면서도 상대적으로 정확한 결과를 제공할 수 있는 단백질 분해효소 검출입자, 그를 포함한 검출액 및 검출액을 제조하는 방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 단백질 분해효소 검출을 위한 검출액 제조방법에 있어서, 제1 가시광 파장대역의 광을 입사받아 제2 가시광 파장대역의 광을 발광하는 제1 화합물, 상기 제2 가시광 파장대역의 광을 입사받아 근적외선 파장대역의 광을 발광하는 제2 화합물 및 단백질 분해효소에 의해 분해되는 제3 화합물을 기 설정된 비율로 기 설정된 유기 용매에 용해하는 용해과정과 상기 용해과정을 거친 용액을 증류수에 기 설정된 비율로 주입하는 주입과정 및 상기 주입과정에서 용액이 주입된 증류수 내 상기 유기 용매를 제거하는 제거과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 단백질 분해효소 검출액 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제1 가시광 파장대역의 광은 400 내지 550nm의 파장대역을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제2 가시광 파장대역의 광은 550 내지 650nm의 파장대역을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 기 설정된 유기 용매는 THF(Tetrahydrofuran) 또는 DMF(Dimethylformamide)인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 증류수는 상기 용해과정을 거친 용액이 주입되기 전에 외부로부터 에너지를 받아 진동하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 단백질 분해효소 검출액 제조방법은 상기 제거과정을 거친 단백질 분해효소 검출액 내 기 설정된 크기 이상의 검출입자를 필터링하는 필터링과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 방법으로 제조된 단백질 분해효소 검출액을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 단백질 분해효소 검출을 위한 검출입자에 있어서, 제1 가시광 파장대역의 광을 입사받아 제2 가시광 파장대역의 광을 발광하는 제1 화합물 및 상기 제2 가시광 파장대역의 광을 입사받아 근적외선 파장대역의 광을 발광하는 제2 화합물이 단백질 분해효소에 의해 분해되는 제3 화합물에 결합되어 형성된 것을 특징으로 하는 단백질 분해효소 검출입자를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제1 가시광 파장대역의 광은 400 내지 550nm의 파장대역을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제2 가시광 파장대역의 광은 550 내지 650nm의 파장대역을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제2 화합물은 기 설정된 거리 내에 위치한 상기 제1 화합물이 발광하는 제2 가시광 파장대역의 광을 입사받아 근적외선 파장대역의 광을 발광하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제1 화합물 및 상기 제2 화합물은 상기 제3 화합물에 결합되며 기 설정된 거리 내에 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제1 화합물 및 상기 제2 화합물은 상기 제3 화합물이 단백질 분해효소에 의해 분해되면, 기 설정된 거리 이상 멀어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 제1 가시광 파장대역의 광을 조사하는 광원과 전술한 단백질 분해효소 검출액을 포함한 시료과 상기 시료로부터 방출되는 근적외선 파장대역의 광을 센싱하는 센싱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단백질 분해효소 검출장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 트립신 등의 단백질 분해효소를 검출함에 있어 간편하면서도 상대적으로 정확한 결과를 제공할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 분해효소 검출액을 제조하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 분해효소 검출액으로 광이 조사되었을 때, 단백질 분해효소 검출액에서 발산되는 광의 각 파장 대역별 세기를 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 분해효소 검출액으로 단백질 분해효소를 포함한 시료가 투입되었을 때, 단백질 분해효소 검출액에서 발산되는 광의 각 파장 대역별 세기를 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 분해효소 검출장치의 구성을 도시한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 분해효소 검출액을 제조하는 방법을 도시한 순서도이다.
제1 화합물, 제2 화합물 및 제3 화합물을 기 설정된 비율로 기 설정된 유기 용매에 용해시킨다(S110).
제1 화합물은 유기용매에 용해될 수 있으며 외부로부터 제1 가시광 파장대역의 광을 입사받아 제2 가시광 파장대역의 광을 발광하는 화합물로서, 대표적인 예로 루브렌(Rubrene)이 있다. 여기서, 제1 가시광 파장대역의 광은 제2 가시광 파장대역보다 상대적으로 파장이 짧은 대역으로서, 예를 들어, 400 내지 550nm 대역일 수 있다. 제1 화합물은 상대적으로 짧은 파장대역의 광인 제1 가시광 파장대역의 광을 입사받아 여기되고, 상대적으로 긴 파장대역의 광인 제2 가시광 파장대역의 광을 발광한다. 여기서, 제2 가시광 파장대역의 광은 550 내지 650nm 대역일 수 있다.
제2 화합물은 유기용매에 용해될 수 있으며 제2 가시광 파장대역의 광을 입사받아 근적외선 파장대역의 광을 발광하는 화합물로서, 대표적인 예로 ErQ3가 있다. 제2 화합물은 제2 가시광 파장대역의 광을 입사받아 여기되기 때문에, 제1 화합물로부터 에너지를 전달받는 형태로 동작할 수 있다. 즉, 제1 화합물이 에너지 전달물질(Energy Doner)로 동작하며, 제2 화합물이 에너지 수신물질(Energy Acceptor)로 동작한다. 즉, 제2 화합물은 제1 화합물로부터 발광되는 제2 가시광 파장대역의 광을 입사받아야 비로소 근적외선 파장대역의 광을 발광할 수 있다. 이에, 제2 화합물이 여기될 수 있을 정도로 충분한 제2 가시광 파장대역의 광이 입사되어야, 제2 화합물로부터 근적외선 파장대역의 광이 발광된다. 제2 화합물은 최종적으로 근적외선 파장대역의 광을 발광하기에, 단백질 분해효소가 포함된 시료 내 가시광을 자연적으로 발광하는 성분이 포함되어 있다 하더라도 제2 화합물이 발광하는 광과 이들이 발하는 광은 구분될 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 분해효소 검출액은 종래의 형광 검출방법에 비해 상대적으로 현저히 높은 검출률을 확보할 수 있다.
제3 화합물은 유기용매에 용해될 수 있으며 단백질 분해효소에 의해 분해되는 화합물로서, 제1 화합물 및 제2 화합물 모두와 결합할 수 있는 화합물이다. 제3 화합물은 검출하고자 하는 단백질 분해효소에 의해 분해되는 아미노산을 포함하고 있어, 단백질 분해효소에 의해 분해된다. 대표적인 예로, 단백질 분해효소가 트립신일 경우, 제3 화합물은 트립신에 의해 분해되는 Poly-L-lysine일 수 있으며, 단백질 분해효소의 종류가 변경될 경우 제3 화합물은 해당 분해효소에 분해되는 아미노산을 포함하여 해당 분해효소에 의해 분해된다. 제3 화합물은 S110의 용해과정과 아래에 기술할 과정을 거쳐 제1 화합물 및 제2 화합물 모두와 결합된다. 제1 화합물 및 제2 화합물은 제3 화합물과 각각 결합하며 기 설정된 거리 내에 위치하게 된다. 여기서, 기 설정된 거리는 제1 화합물이 발광하는 제2 가시광 파장대역의 광이 에너지 전달되어 제2 화합물을 여기시키기에 충분한 거리에 해당한다. 즉, 제1 화합물과 제2 화합물은 떨어져 위치하더라도 적어도 기 설정된 거리 내에는 위치하여야, 제2 화합물이 최종적으로 근적외선 파장대역의 광을 발광할 수 있다.
이와 같은, 제1 화합물, 제2 화합물 및 제3 화합물은 기 설정된 비율로 기 설정된 유기 용매에 용해된다. 제1 화합물 및 제2 화합물이 제3 화합물에 모두 결합되어 기 설정된 거리 내에 위치할 수 있도록, 제1 화합물, 제2 화합물 및 제3 화합물은 기 설정된 비율로 유기 용매에 투입된다. 여기서, 기 설정된 비율은 제1 화합물, 제2 화합물 및 제3 화합물 순으로 1 : 1 : 5로 설정될 수 있다. 제1 화합물, 제2 화합물 및 제3 화합물은 기 설정된 비율로 기 설정된 유기 용매에 용해된다. 기 설정된 유기 용매는 제1 화합물, 제2 화합물 및 제3 화합물 모두를 용해시킬 수 있는 동시에, 다양한 성분과 용해된 후 용액 상태에서도 용이하게 제거할 수 있는 성분이다. 유기용매는 제1 화합물과 제2 화합물을 제3 화합물에 결합시키기 위한 요소일 뿐이며, 최종적으로 제조되는 단백질 분해효소 검출액의 구성성분에는 해당하지 않는다. 따라서, 유기 용매는 각 화합물을 모두 용해시키면서도, 다른 성분들과 함께 용해되어 용액 상태를 이루는 상황에서도 손쉽게 제거될 수 있는 특성을 갖는다. 예를 들어, 유기용매는 THF(Tetrahydrofuran) 또는 DMF(Dimethylformamide)일 수 있다. 제1 내지 제3 화합물은 유기 용매에 용해되며 결합이 이루어진다.
초음파 분위기 하의 증류수로 기 설정된 양의 용액을 주입한다(S120). 전술한 과정을 거쳐 형성된 용액은 초음파 분위기 하에 있는 증류수로 주입된다. 여기서, 증류수는 용액이 주입되기 이전부터 초음파 분위기 하에서 물 분자들이 흔들리고 있는 상태를 갖는다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 증류수는 외부로부터 초음파를 포함한 다양한 에너지를 받아 진동하고 있는 상태를 가져도 무방하다. 이러한 상태의 증류수로 기 설정된 양의 용액이 일시에 주입된다. 증류수로 주입될 용액은 유기용매가 포함되어 있기에 소수성 성질을 갖는다. 이러한 용액이 증류수와 일반적으로 혼합되게 되면, 증류수와 용액은 서로 층상을 이루어 혼합된다. 용액이 층상을 이루어 혼합될 경우, 제1 내지 제3 화합물은 상당한 크기를 가지며 결합되는데, 큰 크기를 갖는 단백질 분해효소 검출입자는 검출결과의 정확도를 상당히 낮춘다.
이러한 문제를 해소하고자, 용액의 주입 이전에 증류수는 에너지를 받아 진동하는 상태를 가지며, 용액은 빠른 속도로 일시에 주입된다. 이러한 상태의 증류수에 용액이 빠르게 주입될 경우, 제1 내지 3 화합물이 용해된 용액은 층상을 이루는 것이 아니라 보다 작은 크기로 분산된다. 용액은 소수성을 갖기에 증류수에 온전히 혼합되는 것이 아니라, 증류수 내 작은 크기들로 뭉쳐 분산되는 형태로 존재하게 된다. 이처럼 용액이 작은 크기들로 분산될 경우, 용액 내 포함된 제1 내지 3 화합물들은 분산된 정도의 크기를 가지며 결합된다. 이에 따라, 최종적으로 제조될 단백질 분해효소 검출입자의 크기는 작아질 수 있다. 단백질 분해효소 검출입자의 크기가 작아져야 제3 화합물이 단백질 분해효소에 의해 분해되며, 제1 화합물과 제2 화합물이 기 설정된 거리 이상으로 떨어질 수 있다. 이를 위해, 증류수는 에너지를 받아 진동하는 상태를 가지며, 이러한 증류수로 용액이 빠른 속도로 일시에 주입된다.
용액은 증류수 내에 기 설정된 양만큼 주입된다. 예를 들어, 용액은 증류수와 1 : 10의 비율만큼 주입될 수 있다.
또한, 용액의 주입 후, 경우에 따라 증류수를 추가적으로 더 초음파 분위가 하(에너지를 주입하는 상태)에 배치할 수 있다. 이처럼 초음파 분위기 하에 증류수를 더 배치할 경우, 보다 용액과 증류수의 혼합이 원활해질 수 있고, 증류수 내에서 분산되는 용액의 크기가 보다 작아질 수 있다.
용액이 주입된 증류수 내 유기 용매를 제거한다(S130). 전술한 대로, 유기 용매는 다른 성분과 혼합이 이루어진 상태라도 용이하게 제거할 수 있는 성분에 해당한다. 예를 들어, 유기 용매가 THM로 구현된 경우, 용액이 주입된 증류수로 튜브를 이용해 질소(N2) 가스를 주입함으로써 손쉽게 유기 용매만을 제거할 수 있다. 유기 용매의 종류에 따라 다양한 방법으로 융액이 주입된 증류수 내에서 유기 용매만을 제거한다.
유기 용매가 제거됨으로써, 제1 내지 제3 화합물이 결합된 단백질 분해효소 검출입자가 제조되며, 해당 입자가 증류수에 분산된 단백질 분해효소 검출액이 제조된다.
유기 용매가 제거된 검출액 내에서 기 설정된 크기 이상의 검출입자를 필터링한다(S140). 전술한 대로, 단백질 분해효소 검출입자는 크기가 작아져야 제3 화합물이 단백질 분해효소에 의해 분해되며, 제1 화합물과 제2 화합물이 기 설정된 거리 이상으로 떨어질 수 있다. 그렇지 않으면, 단백질 분해효소 검출입자 내 제3 화합물이 단백질 분해효소에 의해 분해되더라도 기 설정된 거리 내를 유지하는 제1 화합물과 제2 화합물이 존재할 확률이 존재하게 된다. 이러한 확률은 검출입자의 크기가 커지면 커질수록 향상되기 때문에, 유기 용매가 제거된 검출액 내에서 기 설정된 크기 이상의 검출입자를 필터링한다. 필터링은 멤브레인이나 시린지 필터 등 다양한 필터에 의해 수행될 수 있다. 필터링 과정을 거치며, 기 설정된 크기 이내의 검출입자만을 포함한 단백질 분해효소 검출액이 제조된다.
이처럼 제조된 단백질 분해효소 검출액 내 단백질 분해효소 검출입자는 제1 가시광 파장대역의 광을 입사받으면, 근적외선 파장대역의 광을 발광한다. 단백질 분해효소 검출액이 단백질 분해효소를 포함한 시료와 결합하지 않은 상태에서는, 모든 단백질 분해효소 검출입자 내 제1 화합물과 제2 화합물은 제3 화합물에 결합되어 기 설정된 거리 내에 위치하게 된다. 이러한 상태에서 제1 가시광 파장대역의 광이 단백질 분해효소 검출액으로 조사되면, 제1 화합물이 제2 가시광 파장대역의 광을 발광하며 기 설정된 거리 내에 위치한 제2 화합물로 에너지를 전달하게 되고, 제2 화합물이 근적외선 파장대역의 광을 방출하는 현상이 대부분의 단백질 분해효소 검출 입자에서 일어난다. 제조된 단백질 분해효소 검출액에서 방출되는 광의 특성은 도 2에 도시되어 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 분해효소 검출액으로 광이 조사되었을 때, 단백질 분해효소 검출액에서 발산되는 광의 각 파장 대역별 세기를 도시한 그래프이다.
도 2에 도시된 그래프에서 확인할 수 있듯이, 근적외선 파장대역인 1400nm 후반대역에서부터 1600nm 초반대역까지 상당한 양의 강도로 광이 조사되고 있는 것을 확인할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 시료 내에 단백질 분해효소가 포함되었는지를 판단하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 분해효소 검출액과 시료가 결합되는 경우, 다음과 같은 현상이 발생하게 된다. 시료 내에 단백질 분해효소가 포함되어 있을 경우, 단백질 분해효소는 단백질 분해효소 검출액 내 각 단백질 분해효소 검출입자의 제3 화합물을 분해하기 시작한다. 제3 화합물이 단백질 분해효소에 의해 제3 화합물이 각 단위 구성요소별로 분해되면서, 제3 화합물에 결합되어 있던 제1 화합물과 제2 화합물은 기 설정된 거리를 유지하지 못하고 멀어지게 된다. 이에 따라, 제2 화합물은 제1 화합물로부터 에너지 전달을 온전히 받지 못하게 되며, 제2 화합물은 근적외선 파장대역의 광을 방출하지 못하게 된다. 즉, 시료와 검출액이 결합된 후 제1 파장대역의 광을 검출액으로 조사하였을 때, 시료 내에 단백질 분해효소가 포함되지 않았다면, 검출액에서는 충분한 양(도 2에서와 같이)의 근적외선 파장대역의 광이 조사된다. 반면, 시료 내에 단백질 분해효소가 포함되었다면, 검출액에서 방출되는 근적외선 파장대역의 광량은 감소하게 된다. 이는 도 3에 도시되어 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 분해효소 검출액으로 단백질 분해효소를 포함한 시료가 투입되었을 때, 단백질 분해효소 검출액에서 발산되는 광의 각 파장 대역별 세기를 도시한 그래프이다.
시료가 혼합되지 않았을 경우나, 시료 내에 단백질 분해효소가 포함되지 않았을 경우에 단백질 분해효소 검출액으로부터 방출되는 근적외선 파장대역의 광량은 그래프 내 310과 같이 형성된다. 반면, 시료 내에 단백질 분해효소가 포함되었을 경우, 단백질 분해효소에 의해 제3 화합물이 분해되며 제1 화합물과 제2 화합물은 기 설정된 거리 이상 멀어지게 되어, 제2 화합물이 방출하는 근적외선 파장대역의 광량은 감소하게 된다. 따라서, 단백질 분해효소가 시료 내에 포함되었을 경우, 단백질 분해효소 검출액으로부터 방출되는 근적외선 파장대역의 광량은 그래프 내 320과 같이 형성된다. 검출액으로부터 방출되는 광량의 감소 폭을 기준으로 시료 내에 단백질 분해효소가 포함되었는지 여부 뿐만 아니라, 포함된 정도까지 모두 파악할 수 있다.
더구나, 단백질 분해효소 검출액은 제조 과정에서 결과에 영향을 미칠 수 있는 기 설정된 크기 이상의 단백질 분해효소 검출입자는 모두 필터링한 상태이므로 더욱 정확한 결과를 얻을 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 분해효소 검출장치의 구성을 도시한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 분해효소 검출장치(400)는 광원(410) 및 센싱부(430)를 포함한다.
광원(410)은 시료(420)로 제1 가시광 파장대역의 광을 조사한다. 시료(420)에는 검출하고자 하는 단백질 분해효소와 함께 단백질 분해효소 검출액이 포함되어 있다. 광원(410)은 시료(420) 내 단백질 분해효소 검출입자가 단백질 분해효소에 의해 분해되지 않았을 경우 근적외선 파장대역의 광을 조사할 수 있도록, 시료(420)로 제1 가시광 파장대역의 광을 조사한다.
센싱부(430)는 시료(420)로부터 방출되는 근적외선 파장대역의 광을 센싱한다. 시료 내에 단백질 분해효소가 포함되어 있지 않을 경우, 충분한 양의 근적외선 파장대역의 광이 조사된다. 반면, 시료 내에 단백질 분해효소가 포함되어 있을 경우, 단백질 분해효소에 의해 단백질 분해효소 검출입자 내 제3 화합물이 분해되며 방출되는 근적외선 파장대역의 광량이 감소한다. 센싱부(430)는 방출되는 근적외선 파장대역의 광량을 센싱함으로써, 시료 내에 단백질 분해효소가 포함되었는지 여부를 판단한다.
도 1에서는 각 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 각 도면에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 1은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 1에 도시된 과정들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
400: 단백질 분해효소 검출장치
410: 광원
420: 시료
430: 센싱부

Claims (14)

  1. 단백질 분해효소 검출을 위한 검출액 제조방법에 있어서,
    제1 가시광 파장대역의 광을 입사받아 제2 가시광 파장대역의 광을 발광하는 제1 화합물, 상기 제2 가시광 파장대역의 광을 입사받아 근적외선 파장대역의 광을 발광하는 제2 화합물 및 단백질 분해효소에 의해 분해되는 제3 화합물을 기 설정된 비율로 기 설정된 유기 용매에 용해하는 용해과정;
    상기 용해과정을 거친 용액을 증류수에 기 설정된 비율로 주입하는 주입과정; 및
    상기 주입과정에서 용액이 주입된 증류수 내 상기 유기 용매를 제거하는 제거과정을 포함하며,
    상기 제1 화합물 및 상기 제2 화합물은 상기 제3 화합물에 결합되어 기 설정된 거리 내에 위치하고, 상기 제3 화합물이 단백질 분해효소에 의해 분해되면 기 설정된 거리 이상 멀어지는 것을 특징으로 하는 단백질 분해효소 검출액 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가시광 파장대역의 광은,
    400 내지 550nm의 파장대역을 갖는 것을 특징으로 하는 단백질 분해효소 검출액 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 가시광 파장대역의 광은,
    550 내지 650nm의 파장대역을 갖는 것을 특징으로 하는 단백질 분해효소 검출액 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기 설정된 유기 용매는,
    THF(Tetrahydrofuran) 또는 DMF(Dimethylformamide)인 것을 특징으로 하는 단백질 분해효소 검출액 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 증류수는,
    상기 용해과정을 거친 용액이 주입되기 전에 외부로부터 에너지를 받아 진동하고 있는 것을 특징으로 하는 단백질 분해효소 검출액 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제거과정을 거친 단백질 분해효소 검출액 내 기 설정된 크기 이상의 검출입자를 필터링하는 필터링과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단백질 분해효소 검출액 제조방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 단백질 분해효소 검출액.
  8. 단백질 분해효소 검출을 위한 검출입자에 있어서,
    제1 가시광 파장대역의 광을 입사받아 제2 가시광 파장대역의 광을 발광하는 제1 화합물 및 상기 제2 가시광 파장대역의 광을 입사받아 근적외선 파장대역의 광을 발광하는 제2 화합물이 단백질 분해효소에 의해 분해되는 제3 화합물에 결합되어 형성되며,
    상기 제1 화합물 및 상기 제2 화합물은 상기 제3 화합물에 결합되어 기 설정된 거리 내에 위치하고, 상기 제3 화합물이 단백질 분해효소에 의해 분해되면 기 설정된 거리 이상 멀어지는 것을 특징으로 하는 단백질 분해효소 검출입자.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 가시광 파장대역의 광은,
    400 내지 550nm의 파장대역을 갖는 것을 특징으로 하는 단백질 분해효소 검출입자.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제2 가시광 파장대역의 광은,
    550 내지 650nm의 파장대역을 갖는 것을 특징으로 하는 단백질 분해효소 검출입자.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제2 화합물은,
    기 설정된 거리 내에 위치한 상기 제1 화합물이 발광하는 제2 가시광 파장대역의 광을 입사받아 근적외선 파장대역의 광을 발광하는 것을 특징으로 하는 단백질 분해효소 검출입자.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제1 가시광 파장대역의 광을 조사하는 광원;
    제7항의 단백질 분해효소 검출액을 포함한 시료;
    상기 시료로부터 방출되는 근적외선 파장대역의 광을 센싱하는 센싱부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 단백질 분해효소 검출장치.
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