KR20070012413A - 샘플 중 지질 입자 분포를 측정하기 위한 광학적 방법 및시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 샘플 중 지단백질을 특성화하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 시스템은 소정 범위의 파장의 전자기 에너지를 샘플에 전달하는 광원, 및 광원을 샘플에 조사할 때 샘플로부터 발생하는 강도 스펙트럼을 감지하는 센서를 포함한다. 프로세서는 강도 스펙트럼을 산란 스펙트럼 및 흡수 스펙트럼으로 디컨볼루션함으로써 샘플 내의 지단백질을 특성화한다. 본 방법은 소정 범위의 파장을 가지는 전자기 에너지를 샘플에 조사하는 단계 및 샘플로부터 발생하는 전자기 에너지를 감지하는 단계를 포함한다. 본 방법은 감지된 샘플로부터 발생한 전자기 에너지를, 샘플 내의 지단백질의 종류를 결정하는 강도 스펙트럼으로 변환하는 단계를 추가로 포함한다.

지단백질, HDL, LDL, VLDL, 산란 스펙트럼, 흡수 스펙트럼, 디컨볼루션

Description

샘플 중 지질 입자 분포를 측정하기 위한 광학적 방법 및 시스템{OPTICAL METHOD AND SYSTEM TO DETERMINE DISTRIBUTION OF LIPID PARTICLES IN A SAMPLE}

본 출원은 본 명세서에 그 내용이 포함되는 2004년 11월 8일 출원된 미국 가특허출원 제60/626,045호 및 2004년 4월 20일 출원된 미국 가특허출원 제60/563,614호에 대한 우선권을 주장한다.

본 발명은 샘플 중 지단백질을 특성화하는 방법 및 시스템, 더욱 상세하게는 지단백질의 광 산란 및 흡수 성질을 이용하여 혈액 중 지단백질을 특성화하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.

흡수 분광법 및 광 산란법은 전형적으로 용액 중 거대분자의 조성 및(또는) 분자량을 결정하기 위해 사용된다. 흡수 및 광 산란이 실제로 동일한 물리적 현상을 종종 일으킴에도 불구하고, 최근까지 두 기술은 별개의 독립적인 측정법으로 여겨져 왔다.

흡수 및 광 산란 측정은 통상적으로 전자기 스펙트럼의 자외선 내지 가시 광선 영역의 파장을 지니는 전자기 에너지를 사용하여 실시한다. 흡수 및 산란 데이터는 다수의 관찰 각도에서 전자기 에너지를 측정하여 수집하는 것이 전형적이다. 흡수 분광법 및 광 산란법과 연관된 이론적인 배경지식은 본 명세서에 그 내용이 포함되는 미국 특허 제6,330,058호, 제5,808,738호 및 제5,589,932호에 기재되어 있다. 또한 문헌[Alupoaei CE, et al., Biosens Bioelectron. 19, 893-903 (2004) and Alupoaei CE, et al., Biotechnol Bioeng. 86, 163-7 (2004)]도 참조하라.

혈액 중 지단백질은 크기, 조성 및 밀도에서 다양한 불균질한 군이다. 전형적으로 지단백질은 소수성 지질 중심부, 및 작은 단백질과 기타 분자들이 부착된 (보통 비-공유적 상호작용을 통해) 친수성 외피를 포함한다. 친수성 외피는 주로 유리 콜레스테롤 및 인지질로 구성되는데 비해, 소수성 지질 중심부는 주로 콜레스테롤 에스테르 및 트리글리세라이드로 구성된다.

지단백질은 혈관 상피 내벽을 통해 상피내강에 콜레스테롤 및 트리글리세라이드를 운반하여 지단백질의 지질 성분이 혈관 내에서 중요한 구조적 성분을 형성하게 하는 중요한 생리학적 기능을 수행한다. 지단백질은 다양한 밀도를 가지는 작은 (예를 들어, 5 내지 100 nm) 불용성 입자로서 순환한다. 지단백질의 밀도는 다른 밀도도 알려져 있고 분류되었으나, 전형적으로는 초저밀도(VLDL), 저밀도(LDL) 및 고밀도(HDL)로 분류한다.

최근 의학 연구에서 혈액 내 작은 LDL 입자가 다량 존재하는 것과 심장 질환 사이에 강한 연관이 있는 것을 밝혀냈다. 작은 LDL 입자는 상피 내강에 편재하는 경우, 강한 대식 세포 반응을 활성화하여 죽상경화판의 형성을 유도하기 때문에, 입자의 밀도와 크기가 특히 중요한 것으로 나타났다. 단순히 콜레스테롤과 트리글리세라이드 뿐만 아니라 이러한 작은 LDL 입자도 심장 혈관 질환의 주요 원인 중 하나이다.

인간 혈액 중의 고밀도 및 저밀도 지단백질 (HDL 및 LDL), 콜레스테롤 및 트리글리세라이드를 분석하는 것이 심장혈관계 질환 발병 가능성을 측정하는 중요한 진단적 지표가 되었다. 따라서, 혈액 중 HDL, LDL, 총 콜레스테롤 및 트리글리세라이드의 임상적 측정은 인류의 건강과 연관이 있기 때문에 상당한 주목을 받게 되었다.

몇몇 공지된 방법에서는, 혈액 중 HDL, LDL, 총 콜레스테롤 및 트리글리세라이드 농도를 측정하기 위해 지단백질 입자를 분리하는 것이 필요하다. 일례의 분리 방법은 항체에 결합된 효소와 함께 침전시키고(시키거나) 원심분리하는 것을 포함한다. 몇몇 형태에서, HDL로부터 VLDL 및 LDL를 분리하기 위해, 다가 음이온-이가 양이온과 같은 침전제가 사용된다. 그런 다음, HDL을 효소법으로 분석하고, 간접적인 방법으로 LDL을 측정하기 위해 총 콜레스테롤 및 총 트리글리세라이드에 대해 별도로 측정을 실시한다.

직접 LDL을 측정하기 위해 항체를 사용하는 몇몇 방법이 최근 개발되었다. 그러나, 이러한 방법도 여전히 입자 분리를 필요로 한다.

입자 분리를 필요로 하지 않는 방법도 있다. 예를 들어, 핵 자기 공명을 이용하여 지단백질 크기 및 밀도 프로파일을 측정하기 위한 진단 방법을 리포사이언스 인크(LipoScience, Inc., Raleigh, NC; http://www.liposcience.com/)로부터 입수할 수 있다.

콜레스테롤 시험에 대한 종합적인 기재는 문헌[NIH publication 95-3044: ''National cholesterol Education Program, Recommendations on lipoprotein Measurement: September 1995] 및 그에 인용된 배경 지식으로서의 참고문헌에서 찾을 수 있다.

<발명의 요약>

본 발명은 샘플 (예를 들어, 일정량의 혈액) 중 지단백질을 특성화하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 몇몇 형태에서, 상기 시스템 및 방법은 특정한 자외선 내지 가시광선 파장에서 지단백질 입자에 의한 전자기 에너지의 흡수 및 산란을 이용하여 HDL/LDL/VLDL 상대비와 각 밀도군 내의 입자 크기 분포 및 반(半)-정량적인 총 콜레스테롤과 트리글리세라이드 농도를 제공한다.

본 발명의 시스템 및 방법은 부분적으로는 전혈 또는 혈장으로부터 다양한 군의 지단백질 입자를 분리할 필요가 없기 때문에 효과적이다. 몇몇 형태에서, 소량의 전혈 (예를 들어, 10 ㎕ 미만), 혈장 또는 염수 중 지단백질에 대하여 분석을 실시할 수 있다.

몇몇 형태에서, 시스템 및 방법은 자외선 내지 가시광선 영역의 전자기 에너지의 각도 및 파장 의존성을 산란 및 흡수 분광에 대하여 디컨볼루션(deconvolution)하여 실시된다. 입자 크기가 상이하면 광 산란 강도의 각도 의존성이 달라진다. 또한, 지단백질 종류가 상이하면 흡수 스펙트럼이 달라질 수 있다. 따라서, 샘플 중 지단백질의 크기 및 종류는 산란/흡수 스펙트럼을 디컨볼루션함으로써 측정할 수 있다.

한 국면에서, 본 발명은 샘플 중 지단백질을 특성화하기 위한 시스템에 관한 것이다. 시스템은 소정 범위의 파장의 전자기 에너지를 샘플에 전달하는 광원을 포함한다. 시스템은 광원을 샘플에 조사하였을 때 샘플로부터 발생하는 강도 스펙트럼을 감지하는 센서를 추가로 포함한다. 프로세서는 샘플 내의 지단백질의 종류를 결정하기 위해, 샘플로부터 발생하는 강도 스펙트럼을 디컨볼루션하여 샘플 내의 지단백질을 특성화한다.

다른 국면에서, 본 발명은 자외선 내지 가시광선 영역의 전자기 에너지를 샘플에 제공하는 광원을 포함하는, 샘플 중 지단백질을 특성화하기 위한 시스템에 관한 것이다. 시스템은 각 관찰 각도에서 샘플로부터 발생하는 전자기 에너지를 동시적으로 감지하기 위해, 다양한 관찰 각도로 샘플 주위에 방사상으로 배열된 복수 개의 센서를 추가로 포함한다. 변환기는 각 변환기가 각 센서에 의해 감지된 전자기 에너지에 대한 강도 스펙트럼을 대표하는 신호를 발생하도록 센서에 결합된다. 시스템은 샘플 내의 지단백질을 측정하기 위해, 샘플로부터 발생하는 각각의 강도 스펙트럼을 디컨볼루션하여 샘플 중 지단백질을 특성화하는 프로세서를 추가로 포함한다.

또다른 국면에서, 본 발명은 샘플 중 지단백질을 특성화하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 소정 범위의 파장을 가지는 전자기 에너지를 샘플에 조사하는 단계 및 샘플로부터 발생하는 전자기 에너지를 감지하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 감지된 전자기 에너지를 강도 스펙트럼으로 전환하는 단계 및 샘플로부터 발생하는 강도 스펙트럼을 디컨볼루션하여 샘플 중 지단백질의 특성을 결정하는 단계를 추가로 포함한다.

또다른 국면에서, 본 발명은 샘플 중 지단백질을 특성화하기 위한 방법에 관 한 것이다. 상기 방법은 자외선 내지 가시광선 범위의 파장을 가지는 전자기 에너지를 샘플에 조사하는 단계 및 샘플로부터 발생하는 전자기 에너지를 복수 개의 관찰 각도에서 감지하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 각각의 관찰 각도에 대해 감지된 전자기 에너지를 각각의 강도 스펙트럼으로 전환하는 단계 및 샘플로부터 발생한 강도 스펙트럼을 디컨볼루션하여 샘플 중 지단백질의 특성을 결정하는 단계를 추가로 포함한다.

상기 일반적인 기재와 하기의 상세한 설명 양자 모두 예시적이며, 청구하는 발명에 대해 추가적인 설명을 제공하려는 의도임을 이해할 수 있을 것이다. 본 명세서에 포함되어 일부를 구성하는 첨부된 도면은, 본 발명을 예시하고 추가적인 이해를 제공하기 위해 삽입되었다.

본 발명을 하기 상세한 설명과 첨부하는 도면을 참조하여 더욱 완전히 이해할 수 있을 것이며, 추가의 특징들도 명백해질 것이다. 도면들은 단지 대표도일 뿐, 청구범위를 제한할 목적은 아니다. 도면에 도시된 각 부분들은 동일한 도면 번호로 지칭한다.

도 1은 샘플 중 지단백질을 특성화하기 위한 예시적인 시스템의 개략도이다.

도 2는 샘플 중 지단백질을 특성화하기 위한 예시적인 방법을 도시한 것이다.

도 3은 샘플 중 지단백질을 특성화하기 위한 예시적인 다른 방법을 도시한 것이다.

도 4는 희석률의 함수로 나타낸 정제된 Lp(a)의 UV-가시광선 스펙트럼을 나타낸다.

도 5는 도 4의 UV-가시광선 스펙트럼을 표준화시킨 것을 나타낸다.

도 6은 표준화된 도 5의 UV-가시광선 스펙트럼을 미분한 스펙트럼을 나타낸다.

도 7은 도 5에 도시된 표준화된 도 5의 UV-가시광선 스펙트럼의 확대도이다.

도 8은 도 7에 도시된 확대된 UV-가시광선 스펙트럼을 미분한 스펙트럼을 나타낸다.

도 9는 파장에 대한 함수로 나타낸 혈장 샘플의 UV-가시광선 스펙트럼이며, 삽입도는 300 내지 700 nm 범위의 확대도이다.

도 10은 파장에 대한 함수로 나타낸 혈장의 UV-가시광선 스펙트럼이며, 일부의 스펙트럼은 샘플 중 몇몇 구성 성분에 대해 표시하였다.

도 11은 도 10에 도시된 UV-가시광선 스펙트럼의 확대도이다.

도 12는 혈장 샘플에서 측정한 스펙트럼 및 샘플 내 수용성 단백질 및 지질 입자로부터의 기여분의 계산된 스펙트럼 간의 비교이다.

도 13은 도 12에 도시한 측정된 스펙트럼 및 계산된 스펙트럼의 확대도이다.

하기 상세한 설명에서, 본 발명을 실시할 수 있는 특정한 실시태양을 보여주는 첨부하는 도면을 참조한다. 이들 실시태양은 당업자가 본 발명을 실시하기에 충분히 상세하게 기재되어 있다. 다른 실시태양을 이용할 수도 있으며, 구조적 변화를 도입할 수도 있으므로, 하기 상세한 설명이 제한적인 의미로 기재된 것이 아님을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 시스템 (10)의 일례를 도시한다. 시스템 (10)은 샘플 (20) 중 지단백질을 특성화한다. 몇몇 형태에서, 샘플 (20)은 광학 벤치 상에 위치된 셀 (30)에 함유되어 있다. 샘플 (20)은 전혈, 혈장 또는 염수 중 지단백질을 포함할 수 있다. 또한, 샘플 (20)은 샘플 내의 지단백질을 분석하기 전에 희석되고(되거나) 1종 이상의 다른 물질과 혼합될 수 있다.

시스템 (10)은 소정의 파장 범위에 걸쳐 (예를 들어, 자외선 내지 가시광선 범위) 샘플 (20)에 전자기 에너지를 전달하는 광원 (102)를 포함한다. 몇몇 형태에서, 광원 (102)는 광섬유 (202)를 통해 샘플 (20)에 전자기 에너지를 전달하는 크세논 광원이다. 편광자 (104)가 광원 (102)과 샘플 (20) 사이의 광 경로 상에 위치하여, 샘플 (20)에 편광된 광선이 조사되도록 할 수 있다.

시스템은 광원 (102)을 샘플 (20)에 조사할 때 샘플 (20)으로부터 발생하는 강도 스펙트럼을 감지하는 센서를 추가로 포함한다. 도 1에 도시된 예시적인 실시태양에서, 센서는 복수 개의 관찰 각도 (106)로 샘플 (20) 주위에 방사상으로 배열된 복수 개의 센서 (42)를 포함한다.

시스템 (10)을 작동하는 동안, 1개 이상의 센서 (42)가 조사된 샘플 (20)로부터의 다각도, 다-파장 전자기 에너지 스펙트럼을 포착하는데 사용될 수 있다. 센서 (42)는 조사된 샘플 (20)로부터 발생하는 전자기 에너지를 동시적으로 감지하도록 정렬될 수 있다.

도 1에는 5개의 센서 (42)을 도시하였으나, 시스템에 임의의 개수의 센서를 사용할 수 있다는 것을 주목하여야 한다. 센서 (42)는 일반적으로 180 내지 1000 nm 범위의 전자기 에너지를 감지할 수 있다. 또한, 센서 (42) 중 하나는 샘플 (20)에 의한 전자기 에너지의 투과 및(또는) 흡수를 측정하기 위해, 광원 (102)에 의해 전달되는 전자기 에너지에 대하여 180도 관찰 각도 (108)로 위치시킬 수 있다.

몇몇 형태에서, 광섬유 (202)는 조사부 (204) 및 감지부 (206)를 포함하는 분리된 광섬유일 수 있다. 감지부 (206)가 광원 (102)에 의해 제공되는 전자기 에너지에 대해 0도 각도에 위치하여 조사된 샘플 (20)의 후방산란을 측정하도록 할 수 있다.

도시한 예시적인 실시태양에서, 각 센서 (42)는 조사된 샘플 (20)로부터의 전자기 에너지를 받는 광 탐지기 (114) (예를 들어, 광전증배관, 광다이오드 및 전하-결합된 장치)를 포함한다. 평행화 렌즈 (118) 및 광섬유 (116)을 조사된 샘플 (20)과 각 전하-광 탐지기 (114) 사이에 놓아 각 광 탐지기 (114)를 향하는 평행한 전자기 에너지비임을 발생시킬 수 있다.

시스템 (10)은 센서(들) (42)를 프로세서 (60)에 결합시키는 1개 이상의 변환기 (50)을 추가로 포함한다. 각 변환기 (50)은 각 센서 (42)에 의해 감지되는 전자기 에너지에 대하여 파장의 함수로써, 전자기 에너지 (즉, 강도) 스펙트럼을 나타내는 신호를 발생시킨다. 변환기 (50)은 센서 (42)로부터의 입력값을 처리하기에 적합한 분광광도측정 카드일 수 있다.

몇몇 형태에서, 프로세서 (60)은 각 변환기 (50)으로부터의 신호로서, 각 관찰 각도에 대한 강도 스펙트럼을 수신한다. 프로세서 (60)은 샘플 (20)으로부터 발생하는 강도 스펙트럼을 디컨볼루션함으로써, 샘플 (20) 중 지단백질을 특성화할 수 있다는 것을 주지하여야 한다. 디컨볼루션 방법에 대해서는 예를 들어, 미국 특허 제5,808,738호 및 문헌[Alupoaei CE, et al., Biosens Bioelectron. 19, 893-903 (2004) and Alupoaei CE, et al. , Biotechnol Bioeng. 86, 163-7 (2004)]을 참조할 수 있다. 프로세서 (60)은 각각의 강도 스펙트럼을 기초로 샘플 (20) 중의 지단백질을 HDL, LDL 또는 VLDL로 분류할 수 있다. 또한, 프로세서 (60)는 샘플 중 HDL, LDL 및 VLDL의 상대량 및 (또는) 샘플 중 HDL, LDL 및 VLDL 지단백질의 입자 크기 분포를 측정할 수 있다.

몇몇 형태에서, 시스템 (10)은 광원 (102)에 의해 제공되는 전자기 에너지의 변동을 보완한다. 예를 들어, 시스템 (10)은 광원 (102)으로부터 직접 발생하는 전자기 에너지를 감지하는 표준 센서 (120)를 추가로 포함할 수 있다. 표준 센서 (120)로부터의 측정값도 분광광도측정 카드 (50)으로 전달될 수 있다. 도 1에 도시된 예시적인 실시태양에서, 광선 분할기 (122)는 제1 경로 (124)는 샘플 (20)로 향하게 하고 제2 경로 (126)는 표준 센서 (120)를 향하도록 하여, 광원 (102)과 샘플 (20) 사이에 위치할 수 있다.

프로세서 (60)는 광원 (102)에 의해 제공되는 전자기 에너지의 변동에 대한 강도 스펙트럼을 표준화할 수 있다는 것을 주목해야한다. 프로세서 (60)는 표준 센서 (102)에 의해 측정된 전자기 에너지를 이용하여 강도 스펙트럼을 표준화한다.

도 2는 샘플 중 지단백질을 특성화하기 위한 예시적인 방법 (200)을 도시한다. 이 방법은 소정 범위의 파장을 가지는 전자기 에너지를 샘플에 조사하는 단계 (202) 및 샘플로부터 발생하는 전자기 에너지를 감지하는 단계 (204)를 포함한다. 방법은 감지된 전자기 에너지를 강도 스펙트럼으로 전환하는 단계 (206) 및 강도 스펙트럼을 디컨볼루션하여 샘플 중 지단백질의 특성을 결정하는 단계 (208)를 추가로 포함한다.

몇몇 형태에서, 샘플 중 지단백질의 특성을 결정하는 단계 (208)은 (i) 샘플 중 HDL, LDL 및 VLDL의 상대량을 결정하는 단계; 및(또는) (ii) 샘플 중 HDL, LDL 및 VLDL 지단백질의 입자 크기 분포를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 샘플에 소정 범위의 파장을 가지는 전자기 에너지를 조사하는 단계 (202)는 자외선 내지 가시광선 범위의 파장을 가지는 전자기 에너지를 샘플에 조사하는 단계를 포함할 수 있다.

도 3은 샘플 중 지단백질을 특성화하기 위한 다른 예시적인 방법 (300)을 도시한다. 이 방법은 자외선 내지 가시광선 범위의 파장을 가지는 전자기 에너지를 샘플에 조사하는 단계 (302); 복수의 관찰 각도에서 샘플로부터 발생하는 전자기 에너지를 감지하는 단계 (304); 감지된 전자기 에너지를 각 관찰 각도에 대하여 강도 스펙트럼으로 전환하는 단계 (306); 및 각각의 강도 스펙트럼을 디컨볼루션하여 샘플 중 지단백질의 특성을 결정하는 단계 (308)를 포함한다. 샘플 중 지단백질의 특성을 결정하는 단계 (308)은 (i) 샘플 중 HDL, LDL 및 VLDL의 상대량을 결정하는 단계; 및 (ii) 샘플 중 HDL, LDL 및(또는) VLDL 지단백질의 입자 크기 분포를 결정하는 단계를 포함할 수 있다는 것을 주목해야 한다.

시스템 및 방법의 몇몇 형태에서, 광원을 연속적으로 유동하는 샘플에 조사할 수 있다. 이러한 샘플을 보유하는 셀은 일종의 투명한 배관 시스템을 지녀, 샘플이 배관 시스템을 통해 유동할 때 샘플에 대해 측정을 실시할 수 있도록 할 수 있다. 이 시스템 및 방법의 다른 예시적인 형태에서, 전자기장을 샘플에 가하여 (예를 들어, 자석에 의해) 샘플의 자기장-의존적 특성을 측정할 수 있다.

혈장 중 지단백질을 탐지하는 것의 일부로서, 이론적인 광학적 특성의 조합을 이용하여 지단백질의 산란 특성을 측정한다. 이론적인 광학적 특성에 따르면, 30 내지 150 nm 크기 범위의 직경을 가지는 입자에 함유된 지질 분획을 구별할 수 있다.

Lp (a) 입자의 정제된 분획을 1 ml 샘플로 수득하였다. 샘플에 상기 기재한 바와 같이 조사하여 Lp (a) 분획의 강도 스펙트럼을 얻었다. Hp-8454 다이오드 어레이 분광계에서 통과 길이 1 cm 마이크로큐벳을 사용하여 기록함으로써 스펙트럼을 입자 농도의 함수로 측정하였다. 희석제로서 표준 염수 완충액을 사용하였다.

강도 스펙트럼으로부터 광학적 특성을 도출하였다. 샘플의 광학적 특성들은 이전에 측정된 이론적인 광학적 특성의 일부를 확인시켰다.

도 4는 농도의 함수로 나타낸 정제된 Lp (a) 샘플에 대해 측정한 스펙트럼을 나타내고, 도 5는 샘플에 대한 표준화된 광학 밀도 스펙트럼을 나타낸다. 스펙트럼의 표준화에 의해 입자 수의 영향을 제거하였다[문헌 참조: C. E Alupoaei, J. A. Olivares, and L. H. Garcia-Rubio, "Quantitative Spectroscopy Analysis of Prokaryotic Cells : Vegetative Cells and Spores". Biosensors and Bioelectronics, 2004, 19(8), 893-903].

크라머스-크로닉 변환법(Kramers-Kronig transform)을 사용하여 도 4에 나타낸 스펙트럼으로부터 Lp (a) 분획의 광학적 특성을 추정하였다. 광학적 특성에 의해 혈장 스펙트럼의 측정으로부터 LDL, HDL 및 VLDL 지단백질 입자의 존재를 디컨볼루션할 수 있었다.

도 6은 도 5에 나타낸 스펙트럼의 미분된 스펙트럼으로서, 단백질의 발색 아미노산인 티로신, 트립토판 및 페닐 알라닌이 흡수하는 것을 나타낸다. 280 nm의 흡수 밴드는 전형적으로 샘플의 단백질 함량을 추정하는데 사용된다.

도 7 및 8은 도 5에 나타낸 스펙트럼의 확대도를 나타낸다. 도 7은 뚜렷한 흡수 패턴을 나타내고, 도 8은 그의 대응하는 미분된 스펙트럼을 나타낸다.

또한, 이전에 측정한 혈장 샘플의 스펙트럼 [문헌: S. Narayanan, Ph. D. Dissertation, University of South Florida, 1999, unpublished results; Y. Mattley, Ph. D. Dissertation, University of South Florida, 2000, and Y. Mattley, G. Leparc, R. Potter, and L. H. Garcia-Rubio, "Light Scattering and Absorption Model for the Quantitative Interpretation of Human Platelet Spectral Data", Photochemistry and Photobiology, 2000,71(5)]을 프로그램을 사용하여 디컨볼루션하였다.

디컨볼루션한 스펙트럼과 샘플의 광학적 특성의 비교에 의해, (i) Lp (a) 분 획에서 이 특정 분획 (다른 분획도 가능)을 표시하는 뚜렷한 스펙트럼 특징(예를 들어, 350 내지 600 nm 범위)이 존재한다는 점 ; (ii) 혈장은 LDL, HDL 및 VLDL 지단백질 입자의 대략적인 크기 범위에서 탐지가능한 입자군을 포함한다는 점; 및 (iii) 지단백질 입자의 스펙트럼은 분석한 혈장 샘플의 스펙트럼 중에 다양한 비율로 존재한다는 점 (예를 들어, 도 9 내지 11 참조)을 확인하였다. 도 9는 도 7과 유사하며, 문헌 [Y. Mattley, Ph. D. Dissertation, University of South Florida, 2000, and Y. Mattley, G. Leparc, R. Potter, and L. H. Garcia-Rubio, "Light Scattering and Absorption Model for the Quantitative Interpretation of Human Platelet Spectral Data", Photochemistry and Photobiology, 2000,71(5)]에서 찾아볼 수 있다. 또한, 도 10은 문헌 [S. Narayanan, Ph. D. Dissertation, University of South Florida, 1999]에서 찾아볼 수 있다.

종전에 측정된 혈장 샘플의 스펙트럼을 디컨볼루션 프로그램을 사용하여 분석하였다. 도 12 내지 13은 지질 입자의 측면에서 스펙트럼을 디컨볼루션한 것을 나타낸다. 디컨볼루션에 의해, 스펙트럼 측정값이 LDL, HDL 및 VLDL 지단백질 입자에 관한 정보를 포함한다는 것을 확인하였다.

결과는 샘플 내 지질 입자의 분획을 투과 및 각도에 따른 산란 측정으로부터 추정할 수 있다는 것을 나타낸다. 또한, Lp (a) 분획의 존재는 샘플의 스펙트럼 특징에 의해 혈장 샘플 내에서 확인될 수 있다.

기재한 방법에 관하여 상기 설명한 조작은 본 명세서에 기재한 것과 상이한 순서로 실시할 수 있다. 본 발명을 그의 특정 국면에 관하여 상세하게 설명하였으 나, 당업자는 전술한 바를 이해하여, 본 발명의 사상과 범위에 속하는 이러한 국면의 개량, 변형 및 등가물을 쉽게 구상해 낼 수 있을 것이며, 이들은 따라서 첨부된 특허청구의 범위에 속하는 것이다.

Claims (20)

1. 소정 범위의 파장의 전자기 에너지를 샘플에 제공하는 광원;

   샘플로부터 발생하는 강도 스펙트럼을 감지하는 센서; 및

   샘플로부터 발생하는 강도 스펙트럼을 디컨볼루션하여 샘플 중 지단백질을 특성화하는 프로세서

   를 포함하는, 샘플 중 지단백질을 특성화하기 위한 시스템.
2. 제1항에 있어서, 샘플로부터 발생하는 강도 스펙트럼을 나타내는 신호를 프로세서에 전송하는, 센서에 결합된 변환기를 추가로 포함하는 시스템.
3. 제2항에 있어서, 변환기가 프로세서와 센서에 결합된 분광광도측정 카드를 포함하는 것인 시스템.
4. 제1항에 있어서, 광원이 자외선에서 가시광선 범위에 걸친 전자기 에너지를 제공하는 것인 시스템.
5. 제1항에 있어서, 프로세서가 광원으로부터 제공되는 전자기 에너지의 강도 변동에 대하여 강도 스펙트럼을 표준화하는 것인 시스템.
6. 제1항에 있어서, 센서가 전하-결합된 장치를 포함하는 것인 시스템.
7. 제6항에 있어서, 전하-결합된 장치와 광학적으로 결합되고, 샘플과 전하-결합된 장치 사이에 위치하여 샘플로부터 방출된 전자기 에너지로부터 평행한 전자기 에너지비임을 발생시키는 평행화 렌즈를 추가로 포함하는 시스템.
8. 제1항에 있어서, 프로세서가 지단백질 입자의 존재를 측정하기 위해 샘플의 화학적 조성을 측정하는 것인 시스템.
9. 제8항에 있어서, 프로세서가 샘플 중 HDL, LDL 및 VLDL의 상대량을 측정하는 것인 시스템.
10. 제9항에 있어서, 프로세서가 샘플 중 HDL, LDL 및 VLDL 지단백질에 대한 입자 크기 분포를 측정하는 것인 시스템.
11. 샘플에 자외선 내지 가시광선 범위의 전자기 에너지를 제공하는 광원;

    다양한 관찰 각도에서 샘플로부터 발생하는 전자기 에너지를 감지하기 위해 각 관찰 각도로 샘플 주위에 방사상으로 배열된 복수 개의 센서;

    각 센서에 의해 감지되는 전자기 에너지에 대한 강도 스펙트럼을 나타내는 신호를 각각 발생시키는, 복수 개의 센서에 결합된 복수 개의 변환기; 및

    샘플로부터 발생하는 각각의 강도 스펙트럼을 디컨볼루션하여 샘플 중 지단백질을 특성화하는 프로세서

    를 포함하는, 샘플 중 지단백질을 특성화하기 위한 시스템.
12. 제11항에 있어서, 프로세서가 샘플 중 HDL, LDL 및 VLDL의 상대량을 측정하는 것인 시스템.
13. 제11항에 있어서, 프로세서가 샘플 중 HDL, LDL 및 VLDL 지단백질에 대한 입자 크기 분포를 측정하는 것인 시스템.
14. 소정 범위의 파장의 전자기 에너지를 샘플에 조사하는 단계;

    샘플로부터 발생하는 전자기 에너지를 감지하는 단계;

    감지된 전자기 에너지를 강도 스펙트럼으로 전환하는 단계; 및

    샘플로부터 발생하는 강도 스펙트럼을 디컨볼루션하여 샘플 중 지단백질을 특성화하는 단계

    를 포함하는, 샘플 중 지단백질을 특성화하는 방법.
15. 제14항에 있어서, 샘플 중 지단백질의 특성을 결정하는 단계가, 샘플 중 HDL, LDL 및 VLDL의 상대량을 측정하는 것을 포함하는 것인 방법.
16. 제14항에 있어서, 샘플 중 지단백질의 특성을 결정하는 단계가, 샘플 중 HDL, LDL 및 VLDL 지단백질에 대한 입자 크기 분포를 측정하는 것을 포함하는 것인 방법.
17. 제14항에 있어서, 소정 범위의 파장을 가지는 전자기 에너지를 샘플에 조사하는 단계가 자외선 내지 가시광선 범위의 파장을 가지는 전자기 에너지로 샘플을 조사하는 것을 포함하는 방법.
18. 자외선 내지 가시광선 범위의 파장을 가지는 전자기 에너지를 샘플에 조사하는 단계;

    샘플로부터 발생하는 전자기 에너지를 복수 개의 관찰 각도에서 감지하는 단계;

    각각의 관찰 각도에 대해 감지된 전자기 에너지를 강도 스펙트럼으로 전환하는 단계; 및

    샘플로부터 발생한 각 강도 스펙트럼을 디컨볼루션하여 샘플 중 지단백질을 특성화하는 단계

    를 포함하는, 샘플 중 지단백질을 특성화하는 방법.
19. 제18항에 있어서, 샘플 중 지단백질을 특성화하는 단계가 샘플 중 HDL, LDL 및 VLDL의 상대량을 측정하는 것을 포함하는 것인 방법.
20. 제18항에 있어서, 샘플 중 지단백질을 특성화하는 단계가 샘플 중 HDL, LDL 및 VLDL 지단백질에 대한 입자 크기 분포를 측정하는 것을 포함하는 것인 방법.

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