KR20070117239A - Apparatus and method for detecting allergen - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 혈액내의 세로토닌에 대한 전극반응을 나타낸 도면.1 is a diagram showing an electrode response to serotonin in the blood.
도 2는 알레르겐 검출장치를 도시한 도면.2 is a view showing an allergen detection device.
도 3은 알레르겐 검출장치의 미세전극을 배열한 도면.3 is a view showing the arrangement of the microelectrodes of the allergen detecting apparatus.
도 4는 화분증에 대한 항원물질 주입 후의 전류치의 변화를 도시한 도면.4 is a view showing the change in the current value after the injection of the antigenic material for hay fever.
도 5는 매트릭스 칼럼을 이용한 항원항체복합체의 검출원리에 관한 도면.5 is a diagram illustrating a detection principle of an antigen-antibody complex using a matrix column.
도 6은 각 항원항체 복합체, Fc-IgG 항체, BSA-histamine의 등전점을 도시한 도면.Figure 6 is a diagram showing the isoelectric point of each antigen antibody complex, Fc-IgG antibody, BSA-histamine.
도 7은 매트릭스 칼럼의 이온교환능력 테스트 결과를 도시한 도면.7 is a graph showing the ion exchange capacity test results of the matrix column.
도 8은 히스타민 농도변화에 따른 전기화학적 출력치를 도시한 도면.8 is a diagram showing the electrochemical output value according to the change in the histamine concentration.
도 9는 전기화학적 검출에 관한 히스타민의 재현성을 도시한 도면.9 shows the reproducibility of histamine for electrochemical detection.
도 10은 방사성 면역측정법과 On-chip 형 전기화학적 측정법과의 상관관계를 도시한 도면.10 shows a correlation between radioimmunoassay and On-chip type electrochemical assay.
본 발명은 전극 반응을 이용한 전기화학적 검출방법, 매트릭스 칼럼을 이용한 면역크로마토그래피법과 전극반응을 이용한 전기화학적 방법을 병용하여 알레르기를 진단하기 위한 self-care형의 알레르겐 검출장치 및 방법을 제공함에 있다.The present invention provides a self-care type allergen detection apparatus and method for diagnosing allergy by using an electrochemical detection method using an electrode reaction, an immunochromatography method using a matrix column, and an electrochemical method using an electrode reaction.
기존의 알레르기 검사에는 prick 테스트가 있고, 최근의 진단 방법으로는 혈액검사의 일종으로, 혈청 속의 IgE 양을 측정을 통해서 진단을 내리는 방법이 이용되고 있다.Conventional allergy tests have a prick test, and a recent diagnostic method is a kind of blood test, and a method of making a diagnosis by measuring the amount of IgE in serum is used.
Prick 테스트는 스포이드를 이용하여 항원물질을 팔에 떨어뜨려서 바늘로 찌른 후에 알레르기 반응을 조사하는 재래식 방법으로 알레르겐 물질에 반응하여 자국을 남긴 경우 그 물질에 대한 알레르기를 반응을 나타내는 것이다. 하지만 이 방법은 과민반응으로 인한 쇼크 가능성이 있기 때문에 사람에 따라서는 매우 위험한 방법으로 분류된다. The Prick test is a conventional method of using an eyedropper to drop an antigenic substance into an arm and stabbing it with a needle, and then examining the allergic reaction, which is an allergic reaction to an allergen. However, this method is classified as very dangerous in some people because of the possibility of shock from hypersensitivity.
좀 더 정확한 진단을 필요로 할 때 개인병원에서는 검사기관(종합병원 등의 대형 병원)에 의뢰하는 경우가 있는데, 이로 인하여 시간이 많이 걸려서 좀 더 빠른 진단이나 처방은 기대하기가 어려운 실정이었다. 이 방법은 혈액검사의 일종으로, 혈청 속의 IgE 양을 측정을 통해서 진단을 내리는 방법으로 알레르기 물질이 우리 몸에 들어오면 면역 글로불린 E(Immuno Globulin E)라는 IgE 항체가 만들어지는데, 알레르기 체질이 있는 사람은 이 IgE 항체가 정상인에 비해 많이 생산되기 때문에 혈액 내의 IgE 항체농도가 정상인보다 비교적 높게 검출될 수 있다. 이는 알레르기의 진단에 자주 이용되는 검사 중의 하나이지만 이 방법에도 문제점은 있어서 IgE 항체농도만으로 모든 알레르기에 대하여 정확한 진단을 내릴 수 있는 것 은 아니다. 경우에 따라서는 IgE 항체농도의 결과에 따라 음성이라는 진단이 나왔음에도 반응은 양성을 나타내는 유사증상이 나오기도 하고, 최종 진단까지는 3~5일 정도가 소요되며, 비용이 많이 드는 단점이 있다. When a more accurate diagnosis is required, individual hospitals are sometimes referred to a testing institution (large hospitals, such as general hospitals), which is very time consuming, which makes it difficult to expect a faster diagnosis or prescription. This method is a type of blood test that measures by measuring the amount of IgE in the serum. When allergens enter our body, an IgE antibody called immunoglobulin E is produced. Since the IgE antibody is produced more than the normal person, the concentration of IgE antibody in the blood can be detected relatively higher than the normal person. This is one of the most frequently used tests for the diagnosis of allergies, but there are problems with this method, and IgE antibody concentrations are not enough to accurately diagnose allergies. In some cases, even though the diagnosis is negative depending on the result of the IgE antibody concentration, the reaction may show a similar symptom indicating positive, and it takes about 3 to 5 days until the final diagnosis, which is expensive.
따라서 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 전극 반응을 이용한 전기화학적 검출방법, 매트릭스 칼럼을 이용한 면역크로마토그래피법과 전극반응을 이용한 전기화학적 검출방법을 병용하여 검출하는 방법 등을 이용하여 종래의 방법과 비교하여 기술적으로 독창적이고, 혁신적인 방법으로써 조작이 간편하고 신속하게 알레르겐을 검출하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.Therefore, in order to solve the above problems of the prior art, the present invention uses an electrochemical detection method using an electrode reaction, an immunochromatography method using a matrix column, and an electrochemical detection method using an electrode reaction. Technically original and innovative method compared to the conventional method is to provide an apparatus and method for detecting the allergens simple and quick operation.
기존의 알레르기 진단에 사용되던 방법 중 prick 테스트가 있는데, 이는 과민반응으로 인한 쇼크 가능성 때문에 사람에 따라서는 매우 위험한 방법으로 분류되어 문제점이 지적되어 왔으며, 혈액검사의 일종으로 혈청 속의 IgE 항체 농도를 측정해서 진단하는 방법은 고비용에 3~5일이나 소요되기 때문에 진단과 처방에 많은 시간이 요구되는 단점이 있어서 본 발명으로부터 알레르겐을 검출하기 위하여 전극반응을 이용한 전기화학적인 검출방법, 면역크로마토그래피법과 전기화학적인 방법을 병용한 방식으로 검출하는 방법으로 알레르기를 앓고 있는 환자에 대하여 보다 간편하고 빠른 진단이 가능한 자가측정형(self-care형)의 알레르겐 검출장치 및 방법을 제공함에 있다.One of the methods used to diagnose allergies is prick test, which has been classified as a very dangerous method because of the possibility of shock due to hypersensitivity reactions. It is a blood test to measure the concentration of IgE antibody in serum. The diagnostic method is expensive and takes 3 to 5 days, so it takes a lot of time for diagnosis and prescription. Therefore, the electrochemical detection method using an electrode reaction, immunochromatography method and electrochemical method to detect allergens from the present invention. The present invention provides a self-care type allergen detection device and method capable of a simpler and faster diagnosis for a patient suffering from allergies by using a chemical method in combination.
이러한 목적은 본 발명에 의해 달성되며, 본 발명의 일면에 따라, 본 발명의 알레르겐 검출장치는 자동으로 전위를 조절하는 자동전위조절장치와; 측정된 결과를 표시하는 기록계; 및 복수의 전극으로 구성되어 투입된 시료의 전극화학적 반응을 측정하여 세로토닌(serotonin)을 검출하는 것을 특징으로 한다.This object is achieved by the present invention, and in accordance with an aspect of the present invention, the allergen detection device of the present invention includes an automatic potential control device for automatically adjusting the potential; A recorder for displaying the measured result; And detecting serotonin by measuring an electrode chemical reaction of a sample composed of a plurality of electrodes.
그리고 상기 전극에서는 세로토닌 검출을 위하여 0 ~ 1.0V까지 전위가 자동조절되는 것을 특징으로 한다.And the electrode is characterized in that the potential is automatically adjusted to 0 ~ 1.0V for serotonin detection.
그리고 산화반응이 일어난 0.3V에서 측정한 전류치에 의해 세로토닌을 검출하는 것을 특징으로 한다.And serotonin is detected by the current value measured at 0.3V oxidation reaction.
또한, 상기 전극은 금(Au)으로 이루어지고, 65쌍의 마이크로밴드(microband)로 구성되고, 상기 마이크로밴드의 너비는 8~12μm, 간격은 4~65μm, 전극의 길이는 1.8~2.2mm로 이루어지는 미세전극이 포함되는 것을 특징으로 한다.In addition, the electrode is made of gold (Au), composed of 65 pairs of microbands (microband), the width of the microband is 8 ~ 12μm, the interval is 4 ~ 65μm, the length of the electrode is 1.8 ~ 2.2mm It characterized in that it comprises a fine electrode made.
본 발명에 있어서, 매트릭스 칼럼을 이용한 면역크로마토그래피법과 전기화학적 검출방식을 병용한 방법은,In the present invention, a method using an immunochromatography method and an electrochemical detection method using a matrix column,
⑴ 검사대상 질병을 유발한 시료와, 검사대상 질병에 특이적인 표식항체와, 상기 시료와 상기 표식항체와의 항원항체반응이 가능한 조건 하에서 접촉시키는 공정과;(B) contacting the sample causing the disease to be tested with a labeled antibody specific for the disease to be tested with the sample under conditions permitting an antigen-antibody reaction between the sample and the labeled antibody;
(2) 상기 반응에서 얻어진 반응액으로부터 면역크로마토그래피법에 의해 검사대상 질병에 미반응한 표식항체를 흡착하는 공정: 및(2) adsorbing a labeled antibody that has not reacted to the disease to be tested by immunochromatography from the reaction solution obtained in the above reaction: and
⑶ 용출되는 검사대상 질병(항원)표식-항체복합체로부터 오는 신호를 전기화 학적으로 검출하는 공정을 포함하는 공정에 의하여 질병대상 물질을 정량적으로 검출하는 것을 특징으로 한다.질병 Efficacy of the disease (antigen) marker to be eluted, characterized in that the detection of the disease substance by a process comprising a step of detecting the signal from the antibody complex electrochemically.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention.
알레르기를 앓기 시작한 환자는 시간이 지날수록 혈액 내에 히스타민 (histamine), 콜린 (cholin), 세로토닌 (serotonin), 노이린 (noirin), 트리메칠아민 (trimethylamine), 타이라민(tyramine), 페닐에칠아민 (phemylethyl-amine), 트립프타민 (tryptamine) 등을 분비하게 되는데, 이 분비된 알레르겐을 검출함으로써 알레르기의 진단이 가능하다. 이를 위하여 전극 반응을 이용한 전기화학적 검출방법, 면역크로마토그래피법과 전극 반응을 이용한 전기화학적 검출방법을 병용한 방법 등 두 가지 방법을 적용하였다.Patients who begin to have allergies will have histamine, cholin, serotonin, noirin, trimethylamine, tyramine and phenylethylamine in their blood over time. (phemylethyl-amine), tryptamine (tryptamine), etc. are secreted, and allergens can be diagnosed by detecting the secreted allergens. To this end, two methods were applied: electrochemical detection using electrode reaction, immunochromatography and electrochemical detection using electrode reaction.
본 발명으로부터 검출방법을 제시하고자 하는 알레르겐은 세로토닌(serotonin)과 히스타민(histamine)이다. Allergens to propose a detection method from the present invention are serotonin and histamine.
먼저 serotonin을 검출하기 위하여 전기화학적 검출방법을 이용하였다. 혈액 내의 serotonin에 대하여 0~1.0V까지 단위 시간당 일정한 속도(10mV/min)로 전극반응을 조사해 본 결과 도 1과 같은 일반적인 형태의 Cyclic Voltammonogram이 도출되었다.First, electrochemical detection was used to detect serotonin. As a result of investigating the electrode response to serotonin in the blood at a constant speed (10mV / min) from 0 to 1.0V per unit time, the general form of Cyclic Voltammonogram as shown in FIG.
도 1은 혈액 내에 분비된 serotonin에 대한 전극반응을 나타낸 그림으로 0.3V에서 방출된 전자가 전달되어 전기화학적으로 산화반응이 일어났음을 의미하는 형태의 일반적인 그래프로서 그때의 전류치를 측정함으로써 serotonin의 농도의 정량이 가능하다. 이렇게 serotonin의 농도를 정량적으로 측정하기 위해서는 여러 가 지 농도에 대한 전류치와의 상관관계를 도출함으로써 가능하다. 이러한 전극반응에 사용된 장치는 도 2와 같이 간이형으로 제작되었으며, 도 2에 있는 알레르겐 검출장치의 미세전극의 그림을 도 3에 나타내었다.1 is a diagram showing the electrode response to serotonin secreted in the blood, a general graph of the form that means that the electrons emitted at 0.3V is transferred to the electrochemical oxidation occurred by measuring the current value at that time serotonin concentration Quantification of is possible. In order to quantitatively measure serotonin concentration, it is possible to derive correlation with current values for various concentrations. The device used for such an electrode reaction was manufactured in a simplified manner as shown in FIG. 2, and the microelectrode of the allergen detection device in FIG. 2 is shown in FIG. 3.
그러면 도 2의 간이형의 알레르겐 검출시스템으로 serotonin을 전기화학적으로 검출이 가능한지 임상시험을 통해 조사해 보았다. 그래서 알레르기(花粉症)를 앓고 있는 사람과 건강한 사람에 대하여 각각 일반적으로 알레르기 환자에 대하여 분석하는 IgE 항체 농도와 본 발명으로부터 간이형의 전기화학적인 알레르겐 검출방식에 따라 검출된 값을 도 4와 <표 1>에 나타내었다. 도 4에서 보면 건강한 사람의 경우 검출된 전류치의 변화는 거의 미미하였으며, 그 수치도 무시해도 좋을 만큼 작았다. Then, it was investigated through the clinical trial whether the serotonin can be detected electrochemically with the simple allergen detection system of FIG. 2. Therefore, the concentrations of IgE antibodies generally analyzed for allergy patients and the values detected according to a simple electrochemical allergen detection method from the present invention are analyzed for allergy sufferers and healthy people, respectively. Table 1 is shown. In FIG. 4, the change in the detected current value was almost insignificant in a healthy person, and the value was small enough to be negligible.
<표1> 전기화학적인 검출치와 IgE 항체 농도Table 1 Electrochemical Detection and IgE Antibody Concentration
하지만 알레르기(화분증)가 있는 경우, 시간이 지날수록 전류치 값은 건강한 사람에 비해서 급격하게 값이 커지는 것을 알 수 있었다. 이러한 전류치가 정말로 알레르기에 의한 것인지를 IgE 항체농도 분석을 통해서 조사해 보았다. 그 결과를 <표 1>에서 보면 화분증에 대한 알레르기를 앓고 있는 사람은 양성반응(+, 2.16 UA/ml)이 나왔고, 건강한 사람에 대하여는 음성반응이 나왔다.However, in case of allergy (polludosis), the current value is rapidly increased compared to a healthy person over time. IgE antibody concentration analysis was used to determine whether these currents are really allergic. As a result, in Table 1, a person suffering from hay fever had a positive reaction (+, 2.16 UA / ml), and a healthy person had a negative reaction.
그러면 이러한 실험결과가 올바른 결과인지를 20~30대 연령대 17명을 대상으로 임상 시험하여 화분증에 대하여 좀 더 구체적으로 조사한 바, 전기화학적 검출방식에 의한 전류치와 IgE 항체를 비교 조사한 결과를 <표 2>에 나타내었다. Then, a clinical test was conducted on 17 persons in their 20s and 30s to see if the results were correct. More specifically, pollinosis was examined. The results obtained by comparing the current values and IgE antibodies by the electrochemical detection method are shown in Table 2. > Is shown.
Group A의 경우 전기화학적 검출방식에 의한 전류치와 IgE 항체농도에 대한 진단결과가 모두 양성으로 일치하는 결과를 보여주었다.In Group A, the electrochemical detection method showed a positive agreement between the current value and the IgE antibody concentration.
Group B의 경우 IgE 항체 농도로는 양성반응이 나왔으나, 전기화학적 방법에 의한 전류치의 검출은 2명 중 1명이 음성반응에 해당하는 전류치를 나타내었지만 진단결과는 양성반응이었다. 이는 화분증에 대하여 알레르기 양성반응을 나타냈음에도 불구하고 혈액 내에 serotonin을 방출하지 않는 사람도 있다는 것을 알 수 있는 결과이다.In the case of Group B, positive IgE antibody concentration was detected. However, the detection of current value by electrochemical method showed one of two current values corresponding to negative reaction, but the diagnostic result was positive. This result indicates that some people do not release serotonin in the blood despite allergic reaction to hay fever.
<표 2> 화분증에 대하여 전기화학적 방식에 의한 전류치와 IgE 항체 농도TABLE 2 Current value and IgE antibody concentration by electrochemical method for hay fever
* ± : pseudopositive sympyoms* ±: pseudopositive sympyoms
Group C의 경우 전기화학적 검출방식에 의한 전류치와 IgE 항체 농도의 결과치에 대한 증상이 전부 음성반응으로 일치되는 결과를 보여주었다. Group D의 경우 IgE 항체농도는 음성을 나타내는 0.34이하였던 반면, 전기화학적 검출방식에 의한 전류치는 양성반응을 나타내었고, 환자에게는 양성반응에 따른 증상이 발견되어 유사증상(± pseudopositive symptoms)이라 표현하였는데, 이는 항체를 보유하고 있어도 알레르기를 느끼지 않는 경우도 있다는 경우로 설명이 가능하다. In case of Group C, all of the symptoms of the electrochemical detection method and the result of IgE antibody concentration showed a negative result. In the case of Group D, the IgE antibody concentration was less than 0.34, which was negative, whereas the current value by the electrochemical detection method was positive, and the patient was found to have a positive response and expressed as pseudo-positive symptoms. This can be explained by the fact that some people do not feel allergies even if they have antibodies.
따라서 Group A~D까지의 결과를 통해 알레르겐의 전기화학적인 검출방식에 의한 진단을 함에 있어서 17명 중에 3명만이 오차가 있었던 것으로 보아 감 도(sensitivity)는 83%를 상회하는 결과로 나타난 바, serotonin의 전기화학적 검출방식은 매우 유효함을 알 수 있었다. Therefore, only three of the 17 patients had an error in diagnosis by the electrochemical detection method of allergens through the results of Groups A ~ D, which resulted in sensitivity exceeding 83%. The electrochemical detection of serotonin was very effective.
<도 2>의 알레르겐 검출시스템을 이용하여 histamine을 검출해보고자 serotonin과 같은 방법으로 시험해 본 보았다. 하지만 histamine의 산화 전위는 0.35~0.40V의 범위로서 이 범위에서는 검출되는 물질이 다양해서 histamine만을 선택적으로 검출하는 것은 매우 어려웠다.In order to detect histamine using the allergen detection system of FIG. 2, the same test was performed with serotonin. However, the oxidation potential of histamine was in the range of 0.35 to 0.40V, and it was very difficult to selectively detect only histamine because of various substances detected in this range.
따라서 등전점을 이용한 면역 크로마토그래피법과 전극반응을 이용한 전기화학적인 검출방법을 병용한 방법으로 histamine의 검출이 가능한지에 대하여 이론적으로 정립해 보고자 하였다.Therefore, we tried to theoretically establish whether histamine can be detected by using immunochromatography using isoelectric point and electrochemical detection using electrode reaction.
신용카드 크기의 이온교환수지를 코팅한 매트릭스 칼럼을 이용한 면역크로마토그래피법으로 histamine을 분리하는 방법과 분리된 물질을 전기화학적으로 검출하는 방법을 <도 5>, <도 6>에 나타내었다.A method of separating histamine and an electrochemical detection method of the separated material by immunochromatography using a matrix column coated with a credit card sized ion exchange resin is shown in FIGS. 5 and 6.
먼저 ferrocene을 고정화시킨 항체(Fc-IgG 항체)와 항원을 일정한 조건의 면역반응기에서 배양한 (I)단계에서 생성된 항원항체복합체를 포함한 혼합 시료 즉, <도 5>에서 보면 (I) 단계의 항원항체복합체, 반응하지 않은 Fc-IgG 항체, 반응하지 않은 항원을 Buffer(pH 6.5)를 이용하여 이온교환수지를 코팅한 (II)단계의 매트릭스 칼럼으로 주입하면 양이온의 특성을 나타내는 Fc-IgG 항체와, Histamine-Fc-IgG Complex는 (II)단계에서 흡착되고, (III) 단계에서 음이온의 특성을 나타내는 BSA-Histamine과 BSA-Hitamine-Fc-IgG Complex는 매트릭스칼럼으로부터 분리된다. First, a mixed sample containing an antibody (Fc-IgG antibody) immobilized with ferrocene and an antigen-antibody complex produced in step (I) in which an antigen is incubated in an immune reactor under a predetermined condition, that is, in (I) Antibody antibody complexes, unreacted Fc-IgG antibodies, and unreacted antigens are injected into the matrix column of step (II) coated with ion exchange resin using Buffer (pH 6.5). Histamine-Fc-IgG Complex is adsorbed in step (II), and BSA-Histamine and BSA-Hitamine-Fc-IgG Complex, which exhibit the characteristics of anions in step (III), are separated from the matrix column.
이때 각각의 등전점을 <도6>에 나타내고 있으며, 등전점에 의해 분리되고 있음을 알 수 있는 결과이다. 그러면 <도 5> (IV)단계에서 histamine의 농도와 전류치의 변화는 어떤 관계가 있는지 면역크로마토그래피법을 이용하기 위하여 이온교환수지를 코팅한 매트릭스 칼럼을 이용하여 전기화학적 검출방법으로 조사해 보았다. At this time, each isoelectric point is shown in <6>, and it is a result which can be understood that it is separated by the isoelectric point. Then, <Fig. 5> (IV) was investigated by electrochemical detection method using a matrix column coated with an ion exchange resin in order to use the immunochromatography how the concentration of histamine and the current value change.
그러면 <도 5> (II)단계의 매트릭스 칼럼에 양이온 교환수지를 코팅하지 않은 경우(A)와 코팅한 경우(B)에 대하여 이온교환수지의 역할을 제대로 수행했는지 양이온의 특성을 나타내는 Fc-IgG 항체를 주입했을 때 배출되는 부분에서 Fc-IgG 항체 농도를 조사하여 그 결과를 <도 7>에 나타내었다. Fc-IgG showing the characteristics of the cation whether the cation exchange resin was not coated on the matrix column of step (II) (A) and (B). Fc-IgG antibody concentration was examined at the portion discharged when the antibody was injected, and the result is shown in FIG. 7.
코팅하지 않은 매트릭스 칼럼(A)에 대하여 피크가 나온 것으로 보아 양이온을 거의 흡착하지 못하고 분리되어 나온 결과를 보여 주었으며, 코팅한 경우(B)는 양이온 교환수지에서 거의 흡착시켜서 배출되는 부분에서 Fc-IgG 항체 농도의 검출을 나타내는 피크가 나타나지 않았기 때문에 양이온 교환수지를 코팅한 매트릭스 칼럼은 매우 효과적임을 알 수 있는 결과이다. The peaks of the uncoated matrix column (A) resulted in very little adsorption of the cations and the separation resulted. In the case of the coated (B), Fc-IgG was discharged from the cation exchange resin. Since no peak indicating the antibody concentration was detected, the matrix column coated with the cation exchange resin was very effective.
이러한 결과로부터 histamine의 농도 변화에 따른 전류치를 경쟁방법으로 분석하여 보았다. 이는 항원항체 복합체외에 다른 물질이 함께 존재하고 있을 때 전기화학적으로 무엇을 읽을 것인지를 통해 히스타민을 검출하는 방법으로써 그 측정결과치는 <도 8>과 같이 양호한 결과로 나타났다.From these results, we analyzed the current value according to the change of histamine concentration by competition method. This is a method of detecting histamine by what to read electrochemically when other substances are present in addition to the antigen-antibody complex, and the measurement result was satisfactory as shown in FIG.
또한 환자의 혈액으로 분비되는 histamine을 전기화학적으로 검출할 때 그 검출결과에 대하여 재현성이 있는지에 대하여도 화분증이 있는 알레르기 환자와 건 강한 사람을 대상으로 조사한 결과를 <도 9>에 나타내었다. In addition, when the histamine secreted into the blood of the patient is detected electrochemically in the allergic patients and healthy people with hay fever whether the reproducibility of the detection results are shown in <Figure 9>.
<도 9>에서는 건강한 사람일수록 <도 8>에서 나타난 바와 같이 35nA 부근에서 높은 재현성을 보여 주었으며, 화분증 환자에 대하여는 12nA 부근에서 재현되고 있는 양호한 결과를 보여주고 있다. 같은 방법으로 <표 3>에서는 건강한 사람과 알레르기 환자 5명을 포함한 총 6명에 대한 혈액으로부터 histamine을 검출한 결과 항체를 갖고 있어도 알레르기를 느끼지 않는 사람이 있어서 이를 포함한 결과 83%의 감도(sensitivity)를 나타내었다. In FIG. 9, healthy people showed higher reproducibility in the vicinity of 35nA as shown in FIG. 8, and good results were reproduced in the vicinity of 12nA in the hay fever. In the same way, <Table 3> shows histamine from blood for 6 people including 5 healthy and 5 allergic patients. Indicated.
<표 3> 화분증 알레르기 환자에 대한 Histamine의 검출Table 3 Detection of Histamine in Patients with hay fever
Ferrocene-IgG 농도: 3μg/ml, BSA-Histamine 농도: 40 μg/mlFerrocene-IgG concentration: 3 μg / ml, BSA-Histamine concentration: 40 μg / ml
± 유사증상이 나온 사람, 항체를 갖고 있어도 느끼지 않는 사람 ± people with similar symptoms, who do not feel even if they have antibodies
* 건강한 사람의 sample * Sample of healthy people
이렇게 분석한 histamine의 검출치가 검사기관이 측정한 방사성 면역측정법과의 상관성이 양호하다면 더욱 신뢰성 있는 데이터로 평가가 가능하기 때문에 그 결과를 분석하여 <도 10>에 나타내었다. If the histamine detected in this way is well correlated with the radioimmunoassay measured by the test institute, more reliable data can be evaluated, and the results are analyzed and shown in FIG. 10.
그 결과 두 방법으로 검사한 데이터의 상관성이 매우 높은 것으로 나타났고, 매트릭스 칼럼을 이용한 면역 크로마토그래피법과 전기화학적인 검출방법이 가능하도록 chip을 부착한 검출방법을 병용하여 기존 검출결과와 비교한 결과, <표 4>와 같이 매우 신뢰성 있는 결과를 보여주었다.As a result, the data examined by the two methods were found to be highly correlated, and compared with the existing detection results by using the immunochromatography method using the matrix column and the detection method with the chip to enable the electrochemical detection method. As shown in Table 4, the results are very reliable.
<표 4> 기존 검출방법과의 비교<Table 4> Comparison with existing detection methods
* MAST : Multi Antigen Simultaneous Test* MAST: Multi Antigen Simultaneous Test
* CAPRAST : Cap Radio-immuno Sorbent Test* CAPRAST: Cap Radio-immuno Sorbent Test
여기서 매트릭스 칼럼을 이용한 면역 크로마토그래피법과 on-chip형 전기화학적 측정법을 병용한 방식으로 histamine을 검출하는 기술과 종래의 기술을 비교해 보면 본 발명에 의한 검출방법은 전처리 없이 50 ng/ml까지 측정이 가능하며, 빠른 시간(15분) 안에 측정이 가능한 것으로 나타났다. Here, comparing histamine detection technique with the conventional technique using an immunochromatography method using an on-chip type electrochemical measurement method using a matrix column, the detection method according to the present invention can measure up to 50 ng / ml without pretreatment. It was found that measurement was possible within a short time (15 minutes).
이러한 결과는 보다 신속하고 간편한 알레르기 진단시스템의 필요성을 다시 한번 인식하게 해 주는 계기가 될 것으로 판단된다. 그 이유는 기존의 히스타민 측정 장치가 대형이고 개인병원에서는 사용이 곤란하며, 또한 진단결과가 나오기까지 histamine은 13~17일, IgE 항체는 3~5일 정도의 많은 시간이 소요되어, 진단과 처방이 늦어지는 어려움이 있었다. These results will be a good opportunity to recognize the need for a faster and easier allergy diagnosis system. The reason is that the existing histamine measuring device is large and difficult to use in a private hospital, and it takes 13 to 17 days for histamine and 3 to 5 days for IgE antibody until diagnosis results are obtained. There was a difficulty of delaying.
하지만 본 발명에 의한 진단 시스템의 도입으로 향후에는 더 빠르고 간편한 검출시스템의 구축이 더욱 더 요구되리라 예상된다. 또한 알레르기를 유발하는 원인물질이 계란, 콩, 우유, 밀가루 등 복수로 원인을 제공할 수 있기 때문에 각각에 대하여 평가할 필요성이 있어서 멀티 알레르겐 검출시스템이 요구된다.However, with the introduction of the diagnostic system according to the present invention, it is expected that a faster and simpler construction of a detection system will be required in the future. In addition, since the causative agent causing allergies may provide a plurality of causes such as eggs, beans, milk, and flour, a multi-allergen detection system is required because there is a need to evaluate each.
본 발명에 있어서 serotonin의 전기화학적 검출 방식은 항원물질만 존재한다면 어떠한 알레르겐도 검출이 가능한 시스템으로서 자신이 어떤 항원에 민감한 체질인지 쉽게 알 수 있도록 제작한 시스템으로, 알레르기를 앓고 있는 사람의 혈액을 이용하여 알레르겐을 전기화학적 방법으로 빠르게 검출이 가능하다. In the present invention, the electrochemical detection method of serotonin is a system that can detect any allergen if only antigen is present. Allergens can be quickly detected by electrochemical methods.
여기에 면역크로마토그래피법과 전극 반응을 이용한 전기화학적 검출방법을 병용한 방법 등 두 가지 방법을 각각 이용하거나 동시에 사용하면 serotonin이나 histamine 뿐만 아니라, 다양한 질병의 원인에 대한 진단이 가능하며, 그 외에도 혈액 속의 단백질의 일종이라면 어떠한 물질이라도 검출이 가능하다. 결과적으로 어떠한 질병에 대해서도 그 질병을 보유한 사람의 혈액으로부터 분비되는 특정 단백질의 검출이 가능하기 때문에 그로 인한 질병의 진단이 가능하다는 의미이다.In addition, the use of two methods, such as immunochromatography and electrochemical detection using electrode reactions, can be used to diagnose not only serotonin and histamine, but also the causes of various diseases. Any kind of protein can detect any substance. As a result, any disease can detect specific proteins secreted from the blood of a person with the disease, which means that the disease can be diagnosed.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 전극 반응을 이용한 전기화학적 검출방법, 매트릭스 칼럼을 이용한 면역크로마토그래피법과 전극 반응을 이용한 전기화학적 검출방법을 병용한 방법 등을 이용하여 보다 신속하고 편리하게 알레르기를 진단할 수 있도록 하는 신 개념의 알레르겐 검출방법에 관한 내용으로 신용카드 크기로 소형화시킨 매트릭스 칼럼을 제작하여 알레르겐 검출을 가능하게 하였다. The present invention made as described above can diagnose allergies more quickly and conveniently by using an electrochemical detection method using an electrode reaction, an immunochromatography method using a matrix column, and a method using an electrochemical detection method using an electrode reaction. As for the allergen detection method of the new concept, a matrix column downsized to the size of a credit card was manufactured to enable allergen detection.
이 결과로부터 모바일형의 마이크로 진단시스템으로의 접근이 용이해질 것으로 판단되며, 재택형 의료진단 시스템의 제공을 가능하게 하고, 최적화된 on-chip형 멀티검출시스템으로서의 제시가 가능해질 것으로 예상된다.From these results, access to the mobile micro-diagnosis system is expected to be facilitated, it is possible to provide an in-home medical diagnosis system, and to be presented as an optimized on-chip multi-detection system.
또한 개인의 생체정보와 의료기기와의 제휴된 시스템 구축이 가능해져서 맞춤형 의료기반기술이 가능해 질것으로 판단된다. 본 발명에 있어서 제시된 기술은 기본 프로토콜이 범용성이 있기 때문에 의료 진단분야 외에도 식품산업분야와 환경측정분야에서의 시장이 매우 기대되는 유용한 발명인 것이다.In addition, it will be possible to build a system of cooperation between personal biometric information and medical devices, enabling customized medical-based technology. The technology presented in the present invention is a useful invention that the market in the food industry and environmental measurement field is very expected in addition to the medical diagnostic field because the basic protocol is universal.
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