KR20050029620A - Method for detecting endotoxin using lap-on-a-chip - Google Patents

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Abstract

Provided is a method for detecting endotoxin to analyze quantitatively endotoxin precisely in a short time with a small amount of sample by using a lap-on-a-chip. The method comprises the steps of injecting a control standard endotoxin sample containing a known concentration of endotoxin and a reagent for LAL (Limulus Amebocyte Lysate) test through the sample injection hole of a lap-on-a-chip comprising a replica which has a channel where a sample flows formed at the lower part of the replica, a sample injection hole formed at the one side terminal of the channel and a color detection part capable of the color change of sample formed at the other terminal, and a glass substrate which is combined with the lower part of the replica to form a channel and covers the channel; measuring the time which the absorbance of the sample of the color detection part reaches a certain value to obtain a standard curve showing the relationship between the concentration of endotoxin and the time reaching a certain absorbance value; injecting the sample whose endotoxin content is to be measured and the reagent for LAL test through the sample injection hole; and measuring the time which the absorbance of the sample of the color detection part reaches a certain absorbance value and putting the measured time value in the standard curve to obtain the content of endotoxin in the sample.

Description

랩온어칩을 이용한 엔도톡신의 검출 방법 {Method for detecting endotoxin using lap-on-a-chip}Method for detecting endotoxin using lap-on-a-chip}

본 발명은 랩온어칩(lap-on-a-chip)을 이용한 엔도톡신(endotoxin)의 검출 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 적은 양의 시료를 이용하여, 짧은 시간에 정확하게 엔도톡신을 정량 분석할 수 있는 랩온어칩을 이용한 엔도톡신의 검출 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for detecting endotoxin using a lap-on-a-chip, and more particularly, to quantitatively analyze endotoxin in a short time by using a small amount of samples. The present invention relates to a method for detecting endotoxin using a lab-on-a-chip.

최근 생명공학 분야에서 미세유체 소자(microfluidics chip)를 이용한 분석 기술에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 이와 같은 미세유체 소자를 이용한 분석 방법은 적은 양의 시료 만으로 빠른 시간에 여러 가지 진단과 검사를 간편하게 수행할 수 있다는 장점이 있어, 차세대 분석 시스템으로 각광 받고 있다. 미세유체 소자는 주로 반도체 제작 공정을 응용하여 제작되는데, 이러한 공정의 대표적인 예로는 표면 미세가공기술(surface micromachining)과 벌크 미세가공기술(bulk micromachining)이 있으며, 이와 같은 방법은 미세유체 소자의 일괄 처리와 대량 생산이 가능하다는 점에서 유용하다. 초기에는 반도체 제조 공정에서 일반적으로 쓰이는 실리콘 기판을 사용하여 미세유체 소자를 제조하였으나, 실리콘 기판은 불투명하고 생화학 시료에 적합하지 않으므로, 현재는 유리 또는 폴리머 소재를 사용하여 미세유체 소자를 제조하는 방법이 제안되고 있다. 유리는 생화학 시료와 반응성이 적고 투명하며 실리콘과 유사한 물성을 가지는 장점이 있으나, 가공이 어렵고 재료의 가격과 가공비용이 고가인 단점이 있으므로, REM(replica molding), μTM(micro transfer molding), MIMIC(micro molding in capliaries), 고온 엠보싱(hot embossing) 등의 방법으로 대량 생산이 가능한 폴리머 소재를 이용하여 미세유체 소자를 제조하는 방법에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이와 같은 미세유체 소자를 이용하여 제조한 랩온어칩(lab-on-a-chip: LOC)은 시료의 전처리, 반응, 검출, 분석 등을 칩상에서 연속적으로 수행할 수 있는 장치로서, LOC를 사용하는 경우, 분석 시간이 수분 또는 수초로 단축되고, 사용되는 시료의 양도 ㎕ 이하로 줄일 수 있으며 다수의 시료에 대한 동시 분석이 가능한 장점이 있다.Recently, research on analytical technologies using microfluidics chips has been actively conducted in the field of biotechnology, and the analytical methods using such microfluidic devices allow various diagnostics and tests to be quickly performed with only a small amount of sample. It has the advantage of being able to perform, making it a popular next generation analysis system. Microfluidic devices are mainly manufactured by applying a semiconductor fabrication process. Representative examples of such processes include surface micromachining and bulk micromachining, and such a method includes batch processing of microfluidic devices. It is useful in that mass production is possible. Initially, microfluidic devices were manufactured using silicon substrates commonly used in semiconductor manufacturing processes, but since silicon substrates are opaque and not suitable for biochemical samples, a method of manufacturing microfluidic devices using glass or polymer materials is currently available. It is proposed. Glass has the advantages of being less reactive and transparent with biochemical samples and having properties similar to those of silicon. However, glass has the disadvantages of being difficult to process and expensive materials and processing costs, such as REM (replica molding), μTM (micro transfer molding) and MIMIC. Research into a method for manufacturing a microfluidic device using a polymer material that can be mass-produced by micro molding in capliaries and hot embossing has been actively conducted. A lab-on-a-chip (LOC) manufactured using such a microfluidic device is a device that can continuously perform sample pretreatment, reaction, detection, and analysis on a chip. In this case, the analysis time is shortened to a few minutes or a few seconds, the amount of the sample used can be reduced to less than or less and there is an advantage that can be simultaneously analyzed for multiple samples.

한편, 엔도톡신(Endotoxin)은 일반적으로 그람 음성 박테리아의 세포외벽에 존재하는 물질로서, 박테리아가 살아있는 동안에는 발현되지 않지만 박테리아가 증식하거나 사멸할 때 세포벽이 깨지면서 외부로 방출되는 물질이다. 이와 같은 엔도톡신은 아메리카 대륙의 대서양 연안에 분포하는 투구게(Limulus polyphemus)의 순환혈액세포 추출물인 LAL(Limulus Amebocyte Lysate)과 결합하여 겔을 형성한다. 이와 같이 엔도톡신이 LAL을 활성화시켜 겔화를 일으키는 반응에 기초해 엔도톡신을 검출 또는 정량하는 방법을 LAL 시험법이라 하며, 의약품 생산에 사용되는 물, 주사용수, 원료 의약품, 의료용구 등에 함유된 엔도톡신을 검출하기 위하여 주로 사용된다. 겔 형성을 지표화하여 엔도톡신을 검출 또는 정량하는 LAL 시험법으로는 겔화법(gel clot), 비탁법(kinetic turbidimetric assay: KTA), 또는 비색법(kinetic chromogenic assay: KCA)이 있으며, 하기 반응식 1에 나타낸 바와 같이, 겔화법은 LAL 중에 존재하는 엔도톡신 감소성의 각종 응고인자에 의해 순차 활성화되고, 최종적으로 활성화된 응고효소에 의해 코아글로겐(coagulogen)이 코아글린(coagulin)으로 변환되어 겔이 형성되는 반응 (a)을 이용한 것이며, 비탁법은 상기 코아글로겐이 코아글린으로 겔화하는 반응 (a)에서 발생하는 탁도 변화를 340nm에서 광학분석장치에 의해 측정하는 방법이며, 비색법은 코아글로겐 대신 합성 크로모게닉 펩타이드(chromogenic peptide)를 사용하고, 소정 시간 인큐베이션(incubation) 후 발색 정도를 405nm에서 측정하는 방법으로서, 효소 반응 활성의 결과는 발생 기질의 방출과 노란색의 형성으로 확인할 수 있고(반응 b), 발색의 정도는 엔도톡신의 양에 비례한다. 하기 반응식 1에서 pNA 기질(substrate)은 Boc-Leu-Gly-Arg-CONH-파라-니트로아닐린을 나타낸다.Endotoxin, on the other hand, generally exists in the outer wall of Gram-negative bacteria and is not expressed while the bacteria are alive, but is released to the outside as the cell wall breaks when the bacteria proliferate or die. This endotoxin is combined with LAL (Limulus Amebocyte Lysate), a circulating blood cell extract of Limulus polyphemus , distributed on the Atlantic coast of the Americas to form a gel. As such, the method of detecting or quantifying endotoxin based on a reaction in which endotoxin activates LAL and causes gelation is called an LAL test method. Mainly used to LAL assays for indexing gel formation to detect or quantify endotoxins include gel clot, kinetic turbidimetric assay (KTA), or kinetic chromogenic assay (KCA), as shown in Scheme 1 below. As described above, the gelation method is sequentially activated by various endotoxin-reducing coagulation factors present in the LAL, and coagulogen is converted into coagulin by a finally activated coagulation enzyme to form a gel. Reaction (a) is used, and the turbidity method is a method of measuring the turbidity change generated in the reaction (a) in which the coagogen is gelled with coaglin, using an optical analyzer at 340 nm. Instead, using synthetic chromogenic peptide (chromogenic peptide) and measuring the degree of color development at 405 nm after incubation for a predetermined time, the result of the enzyme reaction activity Can be confirmed by release of developmental substrate and formation of yellow color (reaction b), and the degree of color development is proportional to the amount of endotoxin. In Scheme 1 below, the pNA substrate represents Boc-Leu-Gly-Arg-CONH-para-nitroaniline.

그러나, 이와 같은 통상적인 엔도톡신 시험법은 약 1시간의 반응 시간과 시료 100㎕에 대하여 LAL 용액 100㎕ 정도의 대량의 시료를 필요로 하는 단점이 있으므로, 치료용 단백질 등 희귀시료에 대한 엔도톡신 시험에는 적합하지 않은 문제가 있다.However, such a conventional endotoxin test method has a disadvantage of requiring a reaction time of about 1 hour and a large amount of a sample of about 100 μL of LAL solution with respect to 100 μl of the sample. Therefore, endotoxin testing of rare samples such as therapeutic proteins is not required. There is a problem that is not appropriate.

따라서 본 발명의 목적은 적은 양의 시료를 사용하면서도, 단시간에 엔도톡신을 정확히 검출, 정량할 수 있는 랩온어칩을 이용한 엔도톡신의 검출 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 경제적으로 대량생산이 가능한 랩온어칩을 이용하여 엔도톡신을 효율적으로 검출하는 방법을 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for detecting endotoxin using a lab-on-a-chip capable of accurately detecting and quantifying endotoxin in a short time while using a small amount of a sample. Still another object of the present invention is to provide a method for efficiently detecting endotoxin using a lab-on-a-chip capable of economically mass production.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하부에 시료가 흐를 수 있는 채널이 형성되어 있으며, 채널의 한쪽 말단에는 시료 주입구가 형성되고, 다른 말단에는 채널 내부의 시료 색상의 변화를 측정할 수 있는 색상 검출부가 형성되어 있는 리플리커 및 시료가 흐를 수 있는 유로를 형성하도록 상기 리플리커의 하부에 결합하여, 채널을 덮는 유리기판을 포함하는 랩온어칩의 시료 주입구를 통하여, 알려진 농도의 엔도톡신을 포함하고 있는 대조 표준 엔도톡신 시료와 LAL(Limulus Amebocyte Lysate) 시험용 시약을 주입하는 과정; 상기 색상 검출부의 시료가 소정 흡광도값에 도달하는 시간을 측정하여, 엔도톡신의 농도와 소정 흡광도값에 도달하는 시간과의 관계를 나타내는 표준 곡선을 작성하는 과정; 엔도톡신의 함량을 측정하고자 하는 시료와 LAL 시험용 시약을 상기 시료 주입구를 통하여 랩온어칩에 주입하는 과정; 및 상기 색상 검출부의 시료가 소정 흡광도값에 도달하는 시간을 측정하고, 측정된 시간 값을 상기 표준 곡선에 대입함으로서, 시료 내의 엔도톡신 함량을 정량하는 과정을 포함하는 랩온어칩을 이용한 엔도톡신의 검출 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a channel through which a sample flows is formed, a sample inlet is formed at one end of the channel, the other end of the color to measure the change in the color of the sample inside the channel It contains an endotoxin of a known concentration through the sample inlet of the lab-on-a-chip comprising a glass substrate covering the channel and coupled to the bottom of the replicator to form a flow path through which the detection unit and the replicator are formed. Injecting a control standard endotoxin sample and a reagent for testing Limulus Amebocyte Lysate (LAL); Measuring a time at which the sample of the color detection unit reaches a predetermined absorbance value and preparing a standard curve indicating a relationship between the concentration of endotoxin and the time at which the predetermined absorbance value is reached; Injecting a sample to measure the content of endotoxin and the reagent for LAL test into the lab-on-a-chip through the sample inlet; And measuring the time at which the sample of the color detection unit reaches a predetermined absorbance value and substituting the measured time value into the standard curve to quantify the endotoxin content in the sample. To provide.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a 및 1b는 각각 본 발명에 따른 엔도톡신의 검출 방법에 사용될 수 있는 랩온어칩의 평면도 및 단면도를 도시한 도면이다. 도 1a 및 1b에 도시한 바와 같이, 본 발명에 사용될 수 있는 랩온어칩(10)은 하부에 시료가 흐를 수 있는 채널(channel, 14)이 형성되어 있으며, 채널(14)의 한쪽 말단에는 시료 주입구(12)가 형성되고, 다른 말단에는 채널(14) 내부의 시료 색상의 변화를 측정할 수 있는 색상 검출부(16)가 형성되어 있는 리플리커(replica, 22) 및 시료가 흐를 수 있는 유로를 형성하도록 상기 리플리커(22)의 하부에 결합하여, 채널(14)을 덮는 유리기판(20)을 포함한다. 또한, 상기 시료 주입구(12)에는 시료의 주입을 용이하게 하기 위한 시료주입 튜브(24)가 장착되고, 상기 색상 검출부(16)에는 채널(14) 속에 있는 시료의 색상을 용이하게 검출하기 위한 색상 관측 튜브(26)가 더욱 장착되어 있을 수 있다. 상기 리플리커(22)는 폴리디메틸실록산 (polydimethylsiloxane: PDMS), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS) 등과 같은 플라스틱 물질로 이루어질 수 있으나, 본 발명에 따른 엔도톡신의 검출 방법에 사용될 수 있는 랩온어칩(10)에 있어서는, 폴리디메틸실록산을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 폴리디메틸실록산(PMDS)을 사용하면, 채널(14) 내부에 존재하는 시료의 색상 변화 관측에 유리할 뿐 만 아니라, 대량 생산이 가능하고, 다양한 채널(14)을 쉽게 형성할 수 있는 장점이 있다. 이와 같이 PDMS는 독성이 없으며, 가공이 쉽고, 값이 싸다는 장점이 있으나, PDMS 자체가 UV를 흡수하는 성질이 있으므로, 흡광도의 변화를 정확히 측정하기 곤란한 단점이 있다. 이와 같은 PDMS의 두께에 따른 405nm에서의 광 투과도를 측정하여 그 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2로부터 PDMS의 두께가 4 mm 이하인 경우, 80% 이상의 투과도를 보여주며 두께가 얇을수록 투과도가 증가함을 알 수 있다. 따라서 상기 리플리커(22)는 약 1 내지 4mm의 두께를 가지도록 제조되는 것이 바람직하며, 만일 상기 리플리커(22)의 두께가 1mm 미만인 경우에는 리플리커(22)가 쉽게 휘거나 파손될 우려가 있으며, 상기 리플리커(22)의 두께가 4mm를 초과하는 경우에는 빛의 투과도가 너무 저하되어 채널(14) 내 시료의 색상 변화를 관측하기 곤란한 단점이 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 랩온어칩(10)의 크기는 사용되는 엔도톡신 시료의 부피에 따라 달라질 수 있으나, 약 4 내지 8mm의 길이, 약 10 내지 30mm의 폭을 가질 수 있으며, 형성되는 채널(14)은 약 1 내지 3mm의 폭, 20 내지 60mm의 길이, 및 50 내지 200μm의 깊이를 가질 수 있다.1A and 1B are respectively a plan view and a cross-sectional view of a lab-on-a-chip that can be used in the method for detecting endotoxin according to the present invention. As shown in Figure 1a and 1b, the lab-on-a-chip 10 that can be used in the present invention is formed with a channel (channel, 14) through which the sample flows, the sample at one end of the channel (14) The injection port 12 is formed, and at the other end, a replicator 22 and a flow path through which the sample flows are formed, in which a color detector 16 capable of measuring a change in the sample color inside the channel 14 is formed. It is coupled to the bottom of the replicator 22 to form a glass substrate 20 covering the channel (14). In addition, the sample inlet 12 is equipped with a sample injection tube 24 to facilitate the injection of the sample, the color detection unit 16 is a color for easily detecting the color of the sample in the channel 14 The observation tube 26 may be further mounted. The replicator 22 is made of a plastic material such as polydimethylsiloxane (PDMS), polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), and the like. In the lab-on-a-chip 10 that can be used in the method for detecting endotoxin according to the present invention, it is preferable to use polydimethylsiloxane. In this way, the use of polydimethylsiloxane (PMDS) is not only advantageous for observing the color change of the sample present in the channel 14, but also for mass production, and has the advantage of easily forming various channels 14. have. As described above, PDMS is not toxic, easy to process, and inexpensive. However, since PDMS itself absorbs UV, it is difficult to accurately measure changes in absorbance. The light transmittance at 405 nm according to the thickness of the PDMS was measured and the results are shown in FIG. 2. From FIG. 2, when the thickness of the PDMS is 4 mm or less, the transmittance is 80% or more, and the thinner the thickness, the higher the transmittance. Therefore, the replicator 22 may be manufactured to have a thickness of about 1 to 4 mm, and if the thickness of the replicator 22 is less than 1 mm, the replicator 22 may be easily bent or broken. When the thickness of the replicator 22 exceeds 4 mm, the transmittance of light is so low that it is difficult to observe the color change of the sample in the channel 14. The size of the lab-on-a-chip 10 that may be used in the present invention may vary depending on the volume of the endotoxin sample used, but may have a length of about 4 to 8 mm and a width of about 10 to 30 mm. ) May have a width of about 1 to 3 mm, a length of 20 to 60 mm, and a depth of 50 to 200 μm.

본 발명에 사용되는 랩온어칩(10)의 리플리커(22)는 반도체 제조에 사용되는 포토리쏘그래피(photolithography) 공정을 응용하여 제조되며, 이와 같은 리플리커(22)의 제조 공정을 도 3에 도시하였다. 리플리커(22)를 제조하기 위해서는, 먼저 도 3에 도시한 바와 같이, 실리콘 기판(30) 위에 네거티브-포토레지스트(negative-photoresist)를 소정 두께, 바람직하게는 약 100 내지 300㎛의 두께로 코팅한 후, 약 60 내지 150℃에서 10분 내지 1시간 동안 가열하여 코팅된 포토레지스트에 함유되어 있는 용매를 제거하고, 포토레지스트층(32)을 형성한다(단계 a). 이와 같이 포토레지스트층(32)을 형성한 다음, 일반적으로 포토리쏘그래피 공정에 쓰이는 석영(quartz) 마스크, 필름(film) 마스크 등을 이용하여, 포토레지스트층(32)을 소정 패턴으로 식각하여 몰드(mold)를 제조한다(단계 b). 다음으로, PDMS 등의 폴리머와 필요에 따라 경화제를 중량비 약 10 : 1로 혼합하여 몰드에 부은 다음, 몰드를 진공오븐에 넣고 1시간 동안 진공상태를 유지하여, PDMS와 경화제의 혼합과정에서 생성된 기포를 제거하고, 가열하여 경화시킨다(단계 c). 경화된 PDMS 리플리커(22)를 오븐에서 꺼내어 몰드로부터 분리하고(단계 d), 펀치(punch) 등의 장비로 시료 주입구(14)를 형성한 다음(단계 e), RIE(reactive ion etching) 장비에서 O2 플라스마로 리플리커(22)의 표면을 처리한 후, 유리(20)와 접착하여 본 발명에 따른 엔도톡신의 검출 방법에 사용될 수 있는 랩온어칩(10)을 제조할 수 있다(단계 f). 이때 필요에 따라 리플리커(22)에 형성된 시료 주입구(14)에 시료주입 튜브(24)를 삽입, 고정시킬 수도 있다.The replicator 22 of the lab-on-a-chip 10 used in the present invention is manufactured by applying a photolithography process used in semiconductor manufacturing, and the manufacturing process of the replicator 22 is shown in FIG. 3. Shown. In order to manufacture the replicator 22, first, as shown in FIG. 3, a negative-photoresist is coated on the silicon substrate 30 to a predetermined thickness, preferably about 100 to 300 mu m. Then, the solvent contained in the coated photoresist is removed by heating at about 60 to 150 ° C. for 10 minutes to 1 hour to form a photoresist layer 32 (step a). After forming the photoresist layer 32 as described above, the photoresist layer 32 is etched into a predetermined pattern by using a quartz mask, a film mask, or the like, which is generally used in a photolithography process. (mold) is prepared (step b). Next, a polymer such as PDMS and a curing agent are mixed in a mold by weight ratio of about 10: 1 and poured into a mold, and then the mold is placed in a vacuum oven and maintained in a vacuum state for 1 hour to generate PDMS and the curing agent. The bubbles are removed and heated to cure (step c). The cured PDMS replicator 22 was removed from the oven and separated from the mold (step d), and the sample inlet 14 was formed by using a punch or the like equipment (step e), followed by a reactive ion etching (RIE) device. After treating the surface of the replicator 22 with an O 2 plasma at, it may be bonded to the glass 20 to prepare a lab-on-a-chip 10 which may be used in the method for detecting endotoxin according to the present invention (step f). ). At this time, the sample injection tube 24 may be inserted into and fixed to the sample inlet 14 formed in the replicator 22 as necessary.

이와 같이 제조된 랩온어칩(10)의 시료 주입구(14)를 통하여, 알려진 농도의 엔도톡신을 포함하고 있는 대조 표준 엔도톡신 시료(control standard endotoxin: CSE)와 LAL(Limulus Amebocyte Lysate) 시험용 시약을 주입하고, 색상 검출부(16)에서 소정 흡광도값에 도달하는 시간을 측정하여 표준 곡선을 작성한다. 이때, LAL 시험용 시약의 농도는 시약의 흐름성, 발색도 등을 고려하여 광범위한 범위에서 설정할 수 있으나, 약 30 내지 50mg/ml의 농도를 가지는 것이 바람직하며, LAL 시험용 시약과 대조 표준 엔도톡신 시료는 동일한 부피비로 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 표준 곡선이 작성되면, 엔도톡신의 함량을 측정하고자 하는 시료와 LAL(Limulus Amebocyte Lysate) 시험용 시약을 시료 주입구(14)를 통하여 랩온어칩(10)에 주입하고, 색상 검출부(16)에서 소정 흡광도값에 도달하는 시간을 측정한 다음, 측정된 시간 값을 표준 곡선에 대입함으로서 시료 내의 엔도톡신 함량을 정량할 수 있다.Through the sample inlet 14 of the lab-on-a-chip 10 prepared as described above, a control standard endotoxin (CSE) containing a known concentration of endotoxin (CSE) and a reagent for testing Limulus Amebocyte Lysate (LAL) are injected. The color detection unit 16 measures the time to reach a predetermined absorbance value and creates a standard curve. In this case, the concentration of the LAL test reagent may be set in a wide range in consideration of the flowability and color development of the reagent, but preferably has a concentration of about 30 to 50 mg / ml, and the LAL test reagent and the control standard endotoxin sample are the same. It is preferable to use by volume ratio. When the standard curve is prepared as described above, the sample to measure the endotoxin content and the reagent for testing Limulus Amebocyte Lysate (LAL) are injected into the lab-on-a-chip 10 through the sample inlet 14, and the color detection unit 16 determines the predetermined amount. After measuring the time to reach the absorbance value, the endotoxin content in the sample can be quantified by substituting the measured time value into the standard curve.

본 발명에 따라 랩온어칩을 이용하고, 비색법에 의하여 엔도톡신을 정량 분석할 경우, 낮은 부피에서 높은 감도를 보이며, 시료의 부피와 무관하게 같은 엔도톡신 농도에서는 같은 흡광도를 보인다. 또한, 본 발명에 따라 소정 흡광도값에 도달하는 시간을 측정하는 키네틱 포인트(kinetic point) 방법에 의하여 엔도톡신을 정량 분석할 경우, 얻어진 표준 곡선의 직선 상관 계수는 0.98 이상으로 매우 정밀한 엔도톡신 함량 분석이 가능함을 알 수 있으며, 측정에 소요되는 시간은 10-15분 이내로 단축되고, 엔도톡신 함량을 분석하기 위한 시료의 부피를 10㎕이하로 감소시킬 수 있다. 또한 본 발명에 따른 엔도톡신 검출 방법은 몰드에 의하여 동일한 형태로 대량 생산이 가능한 랩온어칩을 사용하므로 엔도톡신 검출의 재현성을 확보할 수 있는 장점이 있다. When using a lab-on-a-chip according to the present invention and quantitatively analyzing endotoxins by colorimetry, high sensitivity is shown at low volumes and the same absorbance at the same endotoxin concentration regardless of the volume of the sample. In addition, when the endotoxin is quantitatively analyzed by the kinetic point method for measuring the time to reach a predetermined absorbance value according to the present invention, the linear correlation coefficient of the obtained standard curve is 0.98 or more, which enables highly precise endotoxin content analysis. It can be seen that the time required for the measurement can be shortened within 10-15 minutes, and the volume of the sample for analyzing the endotoxin content can be reduced to 10 μl or less. In addition, the endotoxin detection method according to the present invention has the advantage of ensuring the reproducibility of endotoxin detection because it uses a lab-on-a-chip capable of mass production in the same form by a mold.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하나, 본 발명이 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by the following Examples.

재료 및 방법Materials and methods

LAL(Limulus Amebocyte Lysate) 시험용 시약은 엔도톡신과 반응하여 겔을 형성하는 LAL의 표준곡선을 작성하기 위한 CSE(control standard endotoxin), 및 0.001 EU/ml 이하의 엔도톡신을 함유하며, CSE와 LAL을 용해시키기 위한 LRW(LAL reagent water)로 구성되어 있으며, 시험에 사용된 모든 초자류와 기기는 엔도톡신이 없는 제품을 사용하였다. LAL 테스트는 비탁법 및 비색법을 사용하여 실시하였고, 이를 위한 시약은 모두 미국 엔도세이프(Endosafe)사에서 구입하였다. 모든 테스트는 37±1℃에서 수행하였으며 탁도와 비색의 변화를 측정하기 위하여 ELISA 측정기(ELISA reader, Power Wave x 340, BIO-TEC Instruments Inc., 미국)와 96 웰 플레이트(well plate)를 사용하였다. Limulus Amebocyte Lysate (LAL) test reagent contains control standard endotoxin (CSE) to produce a standard curve of LAL that reacts with endotoxin to form a gel, and an endotoxin of 0.001 EU / ml or less, and dissolves CSE and LAL. It is composed of LRW (LAL reagent water), and all the vitreous and instruments used in the test were endotoxin-free products. LAL tests were carried out using the non-tax method and the colorimetric method, and all reagents for this were purchased from Endosafe, USA. All tests were performed at 37 ± 1 ° C and ELISA readers (ELISA reader, Power Wave x 340, BIO-TEC Instruments Inc., USA) and 96 well plates were used to measure turbidity and colorimetric changes. .

엔도톡신 측정방법Endotoxin measuring method

LAL 측정을 위하여 LAL 시약과 엔도톡신 시료를 100 ㎕씩 혼합한 후, 37±1℃에서 1시간 동안 교반 없이 반응시켜 겔형성 여부를 관찰하였다. 이러한 LAL 시험법의 정밀도 및 유효성을 보증하기 위하여 한도시험법을 선행하여 LAL 시약의 표시 감도를 확인하고 검체가 반응을 촉진 또는 저해하지 않는 것을 확인하였다. 한도시험은 음성대조(negative control) 및 양성대조(positive control)로 이루어져 있으며 각각 2회 반복 시험하였다. 음성대조는 LAL 시약으로 검액의 희석이나 엔도톡신 표준액을 만드는데 사용된 LRW의 오염여부를 판단하는 시험이고, 양성대조는 음성대조의 반응간섭인자와 시약의 감도를 확인하는 시험으로서, LRW에 사용하는 시약감도의 2배에 해당하는 엔도톡신 표준액으로 시험하였다. In order to measure LAL, 100 μl of the LAL reagent and the endotoxin sample were mixed, and then reacted without stirring at 37 ± 1 ° C. for 1 hour to observe gel formation. In order to ensure the accuracy and effectiveness of this LAL test method, the labeling sensitivity of the LAL reagent was confirmed prior to the limit test method, and it was confirmed that the specimen did not promote or inhibit the reaction. The limit test consisted of negative control and positive control, and each test was repeated twice. Negative control is a test to determine whether the LRW used to dilute the sample solution or make an endotoxin standard with LAL reagent, and positive control is a test to confirm the reaction interference factor of the negative control and the sensitivity of the reagent. It was tested with an endotoxin standard solution corresponding to twice the sensitivity.

한도 시험 후 0.05, 0.1, 0.5, 1, 2, 10 EU/ml의 CSE를 이용하여 엔도톡신에 대한 표준곡선을 만들었다. 정량분석을 위한 LAL 시험법으로는 비색법과 비탁법을 이용하였으며, 표준 곡선의 작성시 엔드 포인트(end point) 방법과 키네틱 포인트(kinetic point) 방법을 시험하였다. 엔드 포인트(End point) 방법은 정해진 시간이 경과한 후 CSE의 농도에 따른 발색도를 405 nm에서 측정하는 방법이고, 키네틱 포인트(kinetic point) 방법은 405 nm에서 일정한 광학 밀도(optical density)에 도달하는 시간을 측정하는 방법이다. After the limit test, a standard curve for endotoxin was made using CSE of 0.05, 0.1, 0.5, 1, 2, 10 EU / ml. The LAL test method for color quantitative analysis was performed using the colorimetric method and the turbidity method. The end point method and the kinetic point method were tested when preparing a standard curve. The end point method is a method of measuring the color development according to the concentration of CSE at 405 nm after a predetermined time elapses, and the kinetic point method reaches a constant optical density at 405 nm. How to measure the time.

LAL 측정 방법 결정Determine how LAL is measured

LAL 측정법에 사용되는 비탁법과 비색법 중 칩(chip)에서 사용하기 적합한 방법을 찾기 위해서, 낮은 CSE 농도와 작은 시료 부피에서 각 방법을 비교하였다. 칩에서는 반응물을 뒤집어서 반응물이 흘러내리는지를 판단하는 겔화법을 사용할 수 없으므로 본 실험에서는 겔화법을 배제하였다. 온-칩(On-chip) 측정은 매우 낮은 부피에서 저농도의 엔도톡신 검출이 필요하기 때문에, 0.05-0.06 EU/ml의 CSE 농도와 50㎕의 부피에서 변화 정도를 측정하였다. 처음 5분간은 비탁법이나 비색법의 변화가 비슷하였으나 10분 이후부터는 비색법의 발색도가 급격히 증가하여, 60분 후 비탁법은 340 nm에서 0.05의 흡광도를 보이나 비색법은 405 nm에서 0.52의 흡광도를 보인다. 따라서 저농도의 CSE와 적은 부피에서의 측정법으로는 비색법이 약 10배 높은 감도를 나타내어 비탁법에 비하여 더 우수함을 알 수 있다.To find out which of the turbidity and colorimetric methods used for LAL measurements were suitable for use on the chip, each method was compared at low CSE concentrations and small sample volumes. In the experiment, the gelation method was excluded because the chip could not be used to invert the reactant to determine whether the reactant flowed down. On-chip measurements require low concentrations of endotoxin detection at very low volumes, thus measuring the degree of change at a CSE concentration of 0.05-0.06 EU / ml and a volume of 50 μl. In the first 5 minutes, the change in color turbidity or colorimetric method was similar, but after 10 minutes, the color development of the colorimetric method rapidly increased. After 60 minutes, the colorimetric method showed absorbance of 0.05 at 340 nm, but the colorimetry showed 0.52 at 405 nm. . Therefore, it can be seen that the colorimetric method is about 10 times higher sensitivity than the turbidity method for low concentration of CSE and small volume measurement method.

비색법에서의 시료 부피가 측정결과에 미치는 영향Effect of sample volume on colorimetric method

LAL 시험을 랩온어칩에서 구현하기 위해서, 시료의 부피 감소가 측정법에 미치는 영향을 확인하였다. 0.05EU/ml CSE 용액의 부피를 200㎕에서부터 50㎕까지 감소시키면서, 405nm에서의 흡광도(Optical Density: OD)를 측정하였으며, 그 결과를 도 4a에 나타내었다. 도 4a에서 ■는 시료의 부피가 50 ㎕인 경우의 흡광도이며, ▲는 시료의 부피가 100 ㎕인 경우의 흡광도이고, ●는 시료의 부피가 200 ㎕인 경우의 흡광도를 나타낸다. 도 4a로부터, 시료의 부피가 50㎕일 때 까지는 동일한 양상을 나타내고, 모두 50분 이후에 겔화반응이 완료됨을 알 수 있다. 부피가 감소함에 따라 흡광도 값도 감소하였으나, 이는 측정 기구인 96 웰 플레이트의 각 웰의 지름이 일정한데 비하여, 부피가 감소하여 실제적으로는 시료의 높이가 감소되기 때문이다. 이를 확인하기 위하여 측정된 흡광도 값을 시료의 높이로 나누어, 단위 높이에 대한 흡광도를 계산하였으며, 이를 하기 표 1에 나타내었다. In order to implement the LAL test on the lab-on-a-chip, we confirmed the effect of sample volume reduction on the measurement method. While decreasing the volume of the 0.05EU / ml CSE solution from 200 μl to 50 μl, the absorbance at 405 nm (Optical Density: OD) was measured, the results are shown in Figure 4a. In FIG. 4A, ■ indicates absorbance when the volume of the sample is 50 µl, ▲ indicates absorbance when the volume of the sample is 100 µl, and indicates the absorbance when the volume of the sample is 200 µl. From FIG. 4a, it can be seen that the same behavior is observed until the volume of the sample is 50 μl, and the gelation reaction is completed after all 50 minutes. The absorbance value also decreased as the volume was reduced. This is because the diameter of each well of the 96-well plate, which is the measuring instrument, is constant, but the volume is decreased and the height of the sample is actually reduced. In order to confirm this, the measured absorbance value was divided by the height of the sample, and the absorbance was calculated for the unit height, which is shown in Table 1 below.

시료 부피 (㎕)Sample volume (μl) OD405nm(-)OD 405nm (-) 시료 높이 (mm)Sample height (mm) OD/시료 높이 (mm-1)OD / sample height (mm -1 ) 5050 0.5230.523 1.01.0 0.520.52 100100 1.1231.123 2.52.5 0.450.45 200200 2.4042.404 5.05.0 0.480.48

상기 표 1로부터, 흡광도는 부피와 무관하게 유사한 값을 가짐을 알 수 있다. 즉 같은 CSE의 농도에서는 부피에 무관하게 같은 LAL 반응이 일어남을 알 수 있으며, 온-칩(On-chip) 측정 시 유로를 조절하여 시료의 부피에 무관하게 투과 깊이를 일정하게 유지하는 것이 중요함을 알 수 있다. From Table 1, it can be seen that the absorbance has a similar value regardless of volume. That is, it can be seen that the same LAL reaction occurs regardless of the volume at the same CSE concentration, and it is important to keep the depth of penetration constant regardless of the volume of the sample by adjusting the flow path during on-chip measurement. It can be seen.

비색법에서의 시료 농도가 측정결과에 미치는 영향Effect of sample concentration on colorimetric method

CSE 시료의 부피를 50㎕로 고정하고, CSE 시료의 농도를 0.05, 0.5, 5 EU/ml로 변화시키면서, 405nm에서의 흡광도(Optical Density: OD)를 측정하였으며, 그 결과를 도 4b에 나타내었다. 도 4b에서 ■는 CSE 시료의 농도가 0.05 EU/ml인 경우의 흡광도이며, ▲는 CSE 시료의 농도가 0.5 EU/ml인 경우의 흡광도이고, ●는 CSE 시료의 농도가 5 EU/ml인 경우의 흡광도를 나타낸다. 도 4b로부터, CSE의 농도에 따른 흡광도 값의 변화는 초기에는 큰 차이를 보이나 50분 이후에는 모두 비슷한 값을 가짐을 알 수 있다. The volume of the CSE sample was fixed at 50 μl, and the optical density at 405 nm was measured while changing the concentration of the CSE sample to 0.05, 0.5, and 5 EU / ml. The results are shown in FIG. 4B. . 4b is the absorbance when the concentration of the CSE sample is 0.05 EU / ml, the ▲ is the absorbance when the concentration of the CSE sample is 0.5 EU / ml, and the case where the concentration of the CSE sample is 5 EU / ml. The absorbance of is shown. 4b, it can be seen that the change in absorbance value according to the concentration of CSE shows a large difference in the beginning but similar values after 50 minutes.

이와 같은 결과에 기초하여, 엔드 포인트(end point) 방법과 키네틱 포인트(kinetic point) 방법을 사용하여 엔도톡신 정량 표준곡선을 각각 작성하였다. 엔드 포인트(End point) 방법은 각 CSE의 농도에 따른 변화량을 확연히 구별할 수 있는 20분에서의 흡광도 값을 측정하여 그 결과를 도 5a에 나타내었고, 키네틱 포인트(kinetic point) 방법에서는 0.1 흡광도의 변화를 나타내는 시간을 측정하여 그 결과를 도 5b에 나타내었다. 도 5a 및 5b에서 ■는 시료의 부피가 50 ㎕인 경우의 흡광도이며, ▲는 시료의 부피가 100 ㎕인 경우의 흡광도이고, ●는 시료의 부피가 200 ㎕인 경우의 흡광도를 나타낸다. 도 5a 및 5b로부터, 측정 시간을 고정시킨 엔드 포인트 방법에서는 직선 상관 계수(Correlation coefficient: r2)가 평균 0.84로 정확성이 떨어지나, 흡광도를 고정시킨 키네틱 포인트 방법에서는 직선상관계수가 평균 0.99 이상으로 정확성이 매우 높음을 알 수 있다. 따라서 식품의약품안정청의 기준에 따라, 표준 곡선의 직선상관계수(r2)가 0.98이상을 충족하는 키네틱 포인트 방법이 엔드 포인트 방법보다 랩온어칩을 이용한 엔도톡신의 검출에 유용함을 알 수 있다.Based on these results, endotoxin quantitative standard curves were prepared using an end point method and a kinetic point method, respectively. The end point method measured the absorbance values at 20 minutes to clearly distinguish the amount of change according to the concentration of each CSE, and the results are shown in FIG. 5A. In the kinetic point method, 0.1 absorbance was measured. The time indicating the change was measured and the result is shown in FIG. 5B. In FIG. 5A and 5B, * indicates absorbance when the sample volume is 50 µL, ▲ indicates absorbance when the sample volume is 100 µL, and indicates the absorbance when the sample volume is 200 µL. 5A and 5B, the linear correlation coefficient (R 2 ) is inferior to 0.84 in average in the end point method with fixed measurement time, but the linear correlation coefficient is more than 0.99 in average in the kinetic point method with fixed absorbance. You can see this is very high. Therefore, according to the standards of the Korea Food and Drug Administration, it can be seen that the kinetic point method whose linear correlation coefficient (r 2 ) of the standard curve satisfies 0.98 or more is more useful for the detection of endotoxin using Lab-on-a-Chip than the endpoint method.

PDMS 랩온어칩(LOC) 제작PDMS Lab-on-a-Chip (LOC)

PDMS 랩온어칩을 제조하기 위하여, 먼저 실리콘 기판 위에 네거티브-포토레지스트인 SU-8(NANO™, SU-8, MICROCHEM, USA)을 100㎛의 두께로 스핀 코팅한 후, 65℃에서 10분간 가열하고, 96℃에서 30분간 가열하여 코팅된 포토레지스트에 함유되어 있는 용매를 제거한 다음, 포토리쏘그래피 공정을 이용하여 구조물(몰드)을 제작하였다. 이와 같은 몰드 제작을 위한 마스크로는 일반적으로 포토리쏘그래피 공정에 쓰이는 석영 마스크와 저렴한 필름 마스크를 이용하였다. 다음으로, 리플리커(Replica)를 제작하기 위해 PDMS(SYLGARD184, Dow Corning사, 미국)를 경화제와 중량비 10 : 1로 혼합하여 몰드에 부은 다음, 몰드를 진공오븐에 넣고 1시간 동안 진공상태를 유지하여 PDMS와 경화제의 혼합과정에서 생성된 기포를 제거하고, 이 혼합물을 항온항습기(MTH2200, SANYO, Japan)에서 65℃에서 4시간 동안 가열하여 경화시켰다. 경화된 PDMS 리플리커를 오븐에서 꺼내어 몰드에서 분리하고, 펀치(punch)로 튜빙(tubing)을 위한 홀(hole)을 형성한 다음, RIE(reactive ion etching) 장비에서 O2 플라스마로 모사체의 표면을 처리한 후, 유리(Pyrex slide glass)와 접착하고, 시료주입 튜브를 삽입, 고정시켜, PDMS 미세유로 소자를 제작하였다.To fabricate PDMS lab-on-a-chip, first spin-coating a negative photoresist SU-8 (NANO ™, SU-8, MICROCHEM, USA) to a thickness of 100 μm on a silicon substrate and then heating at 65 ° C. for 10 minutes. After heating at 96 ° C. for 30 minutes to remove the solvent contained in the coated photoresist, a structure (mold) was manufactured using a photolithography process. As a mask for manufacturing such a mold, a quartz mask and an inexpensive film mask, which are generally used in a photolithography process, are used. Next, PDMS (SYLGARD184, Dow Corning, USA) was mixed with a curing agent in a weight ratio of 10: 1 to pour the mold into the mold, and the mold was placed in a vacuum oven and kept in vacuum for 1 hour. By removing the bubbles generated during the mixing process of PDMS and the curing agent, the mixture was cured by heating at 65 ℃ for 4 hours in a thermo-hygrostat (MTH2200, SANYO, Japan). The cured PDMS replicator is taken out of the oven, separated from the mold, formed a hole for tubing with a punch, and then the surface of the mimetic with O 2 plasma in a reactive ion etching (RIE) instrument. After the treatment, the glass was bonded to Pyrex slide glass, a sample injection tube was inserted and fixed, and a PDMS microfluidic device was manufactured.

이와 같은 PDMS 랩온어칩의 대량생산을 위한 몰드의 일예를 도 6a에 도시하였고, LAL 측정을 위한 랩온어칩의 일예를 도 6b에 도시하였다. 도 6b에 도시된 칩은 일자 형태를 가지며, 앞에 시료를 주입할 수 있는 부분과 뒷부분에 색상의 변화를 측정할 수 있는 부분을 포함한다. 일자형 칩의 길이는 62 mm, 폭은 18 mm였으며, 유로의 폭, 길이, 깊이는 각각 2 mm, 44.34 mm, 100 μm였고, 제조된 PDMS 리플리커의 두께는 2mm였다.An example of a mold for mass production of such PDMS lab-on-a-chip is shown in FIG. 6a, and an example of a lab-on-a-chip for LAL measurement is shown in FIG. 6b. The chip shown in FIG. 6B has a straight shape, and includes a portion capable of injecting a sample in front and a portion capable of measuring color change in the rear portion. The length of the straight chip was 62 mm and the width was 18 mm. The width, length, and depth of the flow path were 2 mm, 44.34 mm, and 100 μm, respectively, and the thickness of the manufactured PDMS replicator was 2 mm.

PDMS LOC를 이용한 LAL 시험LAL test using PDMS LOC

LOC를 이용한 LAL 실험을 실시하여, 0.05, 0.5, 5 EU/ml의 CSE 농도에 대해서 비색법으로 시간에 따른 발색도의 변화를 측정하였으며, 그 결과를 도 7에 나타내었다. 도 7에서 ■는 CSE 시료의 농도가 5 EU/ml인 경우의 흡광도이며, ▲는 CSE 시료의 농도가 0.5 EU/ml인 경우의 흡광도이고, ●는 CSE 시료의 농도가 0.05 EU/ml인 경우의 흡광도를 나타낸다. 도 7에 도시된 바와 같이, 엔도톡신의 농도가 높아질수록 초기의 흡광도의 변화가 심하고 10분 이후에는 일정해지거나 오히려 감소됨을 알 수 있다. 또한 LOC를 이용하고, 405nm에서의 흡광도값이 0.01에 도달하는 시간을 측정하는 키네틱 포인트 방법으로 각 CSE 농도에 따른 표준곡선을 작성하여 도 8에 나타내었다. 도 8에 도시한 바와 같이 엔도톡신 농도와 소정 흡광도에 이르는 시간은 직선 상관 계수가 0.99 이상이었으며, 측정에 소요되는 시간 역시 10-15분 이내로 단축됨을 알 수 있었다. LAL experiments were performed using LOC, and the change in color development with time was measured by colorimetric method for CSE concentrations of 0.05, 0.5, and 5 EU / ml. The results are shown in FIG. 7. In FIG. 7 is the absorbance when the concentration of the CSE sample is 5 EU / ml, the ▲ is the absorbance when the concentration of the CSE sample is 0.5 EU / ml, and the case where the concentration of the CSE sample is 0.05 EU / ml. The absorbance of is shown. As shown in Figure 7, it can be seen that as the endotoxin concentration increases, the change in the initial absorbance is severe and becomes constant or rather decreases after 10 minutes. In addition, by using the LOC, a kinetic point method for measuring the time when the absorbance value at 405nm reaches 0.01 is prepared in the standard curve for each CSE concentration is shown in FIG. As shown in FIG. 8, the time to reach the endotoxin concentration and the predetermined absorbance was 0.99 or more, and the time required for the measurement was also shortened to within 10-15 minutes.

이상의 결과로부터, 기존의 LAL시험법은 37℃에서 한 시간 동안 반응시킨 후 결과를 얻을 수 있었으나, 본 발명에 따른 랩온어칩 방식을 이용할 경우 10분 이내로 측정시간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 측정에 사용되는 시료의 부피를 100 ㎕에서 4.43 ㎕로 감소시킬 수 있음을 알 수 있다. 또한 본 발명에 따른 랩온어칩을 이용한 엔도톡신 검출방법은 기존의 방법과 비교하여 검출의 정확성도가 매우 높음을 알 수 있다.From the above results, the conventional LAL test method was able to obtain a result after the reaction for one hour at 37 ℃, using the lab-on-a-chip method according to the present invention can not only shorten the measurement time within 10 minutes, but also measured It can be seen that the volume of the sample used for can be reduced from 100 μl to 4.43 μl. In addition, the endotoxin detection method using the lab-on-a-chip according to the present invention can be seen that the accuracy of the detection is very high compared to the conventional method.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 랩온어칩을 이용한 엔도톡신의 검출 방법은 적은 양의 시료를 사용하면서도, 단시간에 엔도톡신을 정확히 검출, 정량할 수 있을 뿐 만 아니라, 경제적으로 대량생산이 가능한 랩온어칩을 이용하여 엔도톡신을 재현성을 가지고, 효율적으로 검출할 수 있는 효과가 있다.As described above, the method for detecting endotoxin using the lab-on-a-chip according to the present invention can not only accurately detect and quantify endotoxin in a short time while using a small amount of sample, but also can be economically mass-produced. By using on-chip, endotoxin can be efficiently detected with reproducibility.

도 1a 및 1b는 각각 본 발명에 따른 엔도톡신의 검출 방법에 사용될 수 있는 랩온어칩의 평면도 및 단면도를 도시한 도면.1A and 1B show a plan view and a cross-sectional view of a lab-on-a-chip that can be used in the method for detecting endotoxin according to the present invention, respectively.

도 2는 폴리디메틸실록산의 두께에 따른 405nm에서의 광 투과도를 측정한 결과를 도시한 그래프.Figure 2 is a graph showing the results of measuring the light transmittance at 405nm according to the thickness of the polydimethylsiloxane.

도 3은 본 발명에 사용되는 랩온어칩의 제조 공정을 설명하기 위한 도면.3 is a view for explaining a manufacturing process of the lab-on-a-chip used in the present invention.

도 4a 및 4b는 대조 표준 엔도톡신 시료의 부피 및 농도를 각각 변화시키면서 LAL 시험을 실시하여, 405nm에서의 흡광도를 측정한 결과를 도시한 그래프.4A and 4B are graphs showing the results of measuring absorbance at 405 nm by performing LAL test while varying the volume and concentration of the control standard endotoxin sample, respectively.

도 5a 및 5b는 각각 엔드 포인트(End point)과 키네틱 포인트(kinetic point) 방법을 이용하여 만든 엔도톡신 정량 표준곡선을 도시한 그래프.Figures 5a and 5b is a graph showing the endotoxin quantitative standard curve made using the end point (kinetic point) method, respectively.

도 6a 및 6b는 각각 본 발명에 사용되는 랩온어칩을 대량 생산하기 위한 몰드 및 랩온어칩의 일예를 보여주는 사진.6a and 6b are photographs showing an example of a mold and a lab-on-a-chip for mass production of the lab-on-a-chip used in the present invention, respectively.

도 7은 대조 표준 엔도톡신 시료의 농도를 변화시키면서, 랩온어칩를 이용하여 비색법으로 LAL 실험을 실시한 결과를 도시한 그래프.Figure 7 is a graph showing the results of the LAL experiment by colorimetric method using a lab-on-a-chip while changing the concentration of the control standard endotoxin sample.

도 8은 대조 표준 엔도톡신 시료의 농도를 변화시키면서, 랩온어칩을 이용하고, 405nm에서의 흡광도값이 소정값에 도달하는 시간을 측정하여 작성한 표준 곡선을 도시한 그래프.Fig. 8 is a graph showing a standard curve created by measuring the time at which the absorbance value at 405 nm reaches a predetermined value using a lab-on-a-chip while varying the concentration of the control standard endotoxin sample.

Claims (4)

하부에 시료가 흐를 수 있는 채널이 형성되어 있으며, 채널의 한쪽 말단에는 시료 주입구가 형성되고, 다른 말단에는 채널 내부의 시료 색상의 변화를 측정할 수 있는 색상 검출부가 형성되어 있는 리플리커 및 시료가 흐를 수 있는 유로를 형성하도록 상기 리플리커의 하부에 결합하여, 채널을 덮는 유리기판을 포함하는 랩온어칩의 시료 주입구를 통하여, 알려진 농도의 엔도톡신을 포함하고 있는 대조 표준 엔도톡신 시료와 LAL(Limulus Amebocyte Lysate) 시험용 시약을 주입하는 과정;The sampler has a channel through which a sample can flow, a sample inlet is formed at one end of the channel, and a replicator and a sample having a color detector for measuring a change in the sample color inside the channel. A control standard endotoxin sample containing a known concentration of endotoxin and LAL (Limulus Amebocyte) through a sample inlet of a lab-on-a-chip comprising a glass substrate covering the channel and coupled to the bottom of the replicator to form a flow path that can flow. Lysate) injecting a test reagent; 상기 색상 검출부의 시료가 소정 흡광도값에 도달하는 시간을 측정하여, 엔도톡신의 농도와 소정 흡광도값에 도달하는 시간과의 관계를 나타내는 표준 곡선을 작성하는 과정;Measuring a time at which the sample of the color detection unit reaches a predetermined absorbance value and preparing a standard curve indicating a relationship between the concentration of endotoxin and the time at which the predetermined absorbance value is reached; 엔도톡신의 함량을 측정하고자 하는 시료와 LAL 시험용 시약을 상기 시료 주입구를 통하여 랩온어칩에 주입하는 과정; 및 Injecting a sample to measure the content of endotoxin and the reagent for LAL test into the lab-on-a-chip through the sample inlet; And 상기 색상 검출부의 시료가 소정 흡광도값에 도달하는 시간을 측정하고, 측정된 시간 값을 상기 표준 곡선에 대입함으로서, 시료 내의 엔도톡신 함량을 정량하는 과정을 포함하는 랩온어칩을 이용한 엔도톡신의 검출 방법.And measuring the time when the sample of the color detection unit reaches a predetermined absorbance value and substituting the measured time value into the standard curve to quantify the endotoxin content in the sample. 제1항에 있어서, 상기 시료 주입구에는 시료의 주입을 용이하게 하기 위한 시료주입 튜브가 장착되고, 상기 색상 검출부에는 채널 속에 있는 시료의 색상을 검출하기 위한 색상 관측 튜브가 더욱 장착되어 있는 것인 랩온어칩을 이용한 엔도톡신의 검출 방법.According to claim 1, The sample inlet is equipped with a sample injection tube for facilitating the injection of the sample, the color detector is further equipped with a color observation tube for detecting the color of the sample in the channel Endotoxin detection method using on-chip. 제1항에 있어서, 상기 리플리커는 폴리디메틸실록산으로 이루어진 것인 랩온어칩을 이용한 엔도톡신의 검출 방법.The method of claim 1, wherein the replicator is made of polydimethylsiloxane. 제1항에 있어서, 상기 표준 곡선의 직선 상관 계수는 0.98 이상인 것인 랩온어칩을 이용한 엔도톡신의 검출 방법.The method of claim 1, wherein the linear correlation coefficient of the standard curve is 0.98 or more.
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