KR20080085517A - Label-free analysis method of blood proteins with tagged-internal standards and chip technology - Google Patents

Label-free analysis method of blood proteins with tagged-internal standards and chip technology Download PDF

Info

Publication number
KR20080085517A
KR20080085517A KR1020070027178A KR20070027178A KR20080085517A KR 20080085517 A KR20080085517 A KR 20080085517A KR 1020070027178 A KR1020070027178 A KR 1020070027178A KR 20070027178 A KR20070027178 A KR 20070027178A KR 20080085517 A KR20080085517 A KR 20080085517A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
protein
chip
aminopropyltrimethoxysilane
antibody
analysis
Prior art date
Application number
KR1020070027178A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100908641B1 (en
Inventor
하권수
정재완
Original Assignee
강원대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 강원대학교산학협력단 filed Critical 강원대학교산학협력단
Priority to KR1020070027178A priority Critical patent/KR100908641B1/en
Publication of KR20080085517A publication Critical patent/KR20080085517A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100908641B1 publication Critical patent/KR100908641B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/68Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
    • G01N33/6803General methods of protein analysis not limited to specific proteins or families of proteins
    • G01N33/6845Methods of identifying protein-protein interactions in protein mixtures
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/58Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances

Abstract

An analysis method of blood proteins is provided to reduce the analysis time by immediately analyzing the blood proteins through comparison with the pre-labeled standard proteins without labeling process, and rapidly read the analysis results, and simultaneously analyze multiple bloods with one standard sample. An analysis method of blood proteins comprises the steps of: immobilizing an antibody specifically binding to a protein(antibody) to be analyzed to the surface to prepare a protein chip; preparing a labeled standard protein identical to the protein to be analyzed; mixing the standard protein with a sample containing the protein to be analyzed, and spotting the mixture on the surface of the protein chip with antibody; and analyzing the intensity shown by the competitive immune response between the standard protein and the protein to be analyzed against the antibody of the protein chip with a fluorescence scanner. Further, the labeled standard protein is marked by biotin.

Description

칩 기술을 기반으로 하는 경쟁적 상호작용을 이용한 비표지 혈액 단백질의 분석방법{Label-free analysis method of blood proteins with tagged-internal standards and chip technology}Label-free analysis method of blood proteins with tagged-internal standards and chip technology}

도 1은 본 발명에 사용되는 단백질 칩의 제조과정을 설명하기 위한 도면1 is a view for explaining the manufacturing process of the protein chip used in the present invention

도 2는 본 발명의 혈액 단백질 분석방법을 설명하기 위한 도면Figure 2 is a view for explaining the blood protein analysis method of the present invention

도 3a는 정상표준 혈청에서의 CRP 농도에 따른 형광도를 나타낸 이미지Figure 3a is an image showing the fluorescence according to the CRP concentration in normal standard serum

도 3b는 정상표준 혈청에서의 CRP 농도에 따른 표준 검량곡선을 나타낸 그래프Figure 3b is a graph showing the standard calibration curve according to the CRP concentration in normal standard serum

도 4a는 다수의 혈액에서 본 발명에 따라 CRP의 양을 칩상에서 형광도로 분석한 결과를 나타낸 이미지Figure 4a is an image showing the results of analyzing the amount of CRP on the chip according to the invention in a plurality of blood on the chip

도 4b는 다수의 혈액에서 본 발명에 따라 분석한 CRP의 양과 탁도 면역검색법으로 분석한 CRP 양의 상관관계를 나타낸 그래프4b is in accordance with the invention in a plurality of blood A graph showing the correlation between the amount of CRP analyzed and the amount of CRP analyzed by turbidity immunoassay

본 발명은 칩 기술을 기반으로 하는 경쟁적 상호작용을 이용한 비표지 혈액 단백질의 분석방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 심혈관 질환, 암 등의 환자 혈액 내에 존재하는 질병관련 단백질을 칩 형태의 기판을 이용하여 분석함에 있어 시료를 표지하지 않고 분석하고자 하는 단백질과 미리 표지된 표준 단백질과의 경쟁적 상호작용을 통해 분석하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for analyzing unlabeled blood proteins using a competitive interaction based on chip technology, and more particularly, a disease-associated protein present in the blood of a patient such as cardiovascular disease and cancer. The present invention relates to a method for analyzing a sample by using a competitive interaction between a protein to be analyzed and a pre-labeled standard protein without labeling the sample.

최근 게놈 프로젝트에 의해 인간 유전자는 약 10만여 개로 예측되고 있으며, 그 중 약 1만여 개의 기능이 밝혀져 있고, 이와 같이 밝혀진 유전자들의 대부분은 질환과 직접적인 연관이 있는 것으로 알려져 있다. 또한, 대부분의 질병은 유전자 수준이 아닌 단백질 수준에서 유발되기 때문에, 현재까지 개발되었거나 개발 중에 있는 의약품의 95% 이상이 단백질을 표적으로 하고 있다. The recent genome project predicts about 100,000 human genes, of which about 10,000 functions have been identified, and most of these genes are known to be directly related to disease. In addition, since most diseases are caused at the protein level, not at the genetic level, more than 95% of drugs developed or under development target proteins.

이에 최근에는 혈액 또는 다른 생물학적 체액 내의 특정 단백질을 분석하여 질병에 대한 치료 및 예방법을 개발하는 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 상기와 같이 특정 단백질을 측정하고 분석하기 위하여 주로 단백질 칩이 연구 및 개발되고 있다.Recently, researches on the development of methods for treating and preventing diseases by analyzing specific proteins in blood or other biological fluids have been actively conducted, and protein chips are mainly researched and developed to measure and analyze specific proteins as described above. have.

이러한 단백질 칩은 작은 기판이나 슬라이드에 분석하고자 하는 목적 단백질에 특이적으로 결합할 수 있는 항원이나 항체 등의 단백질을 표면상에 고정시킨 후, 분석시료 내의 특정 단백질과의 상호작용(주로 면역 반응)을 이용하여 그 결합 결과를 분석함으로써 시료 내의 특정 단백질을 분석하는 것이다. 특히, 심혈관 질환, 암 등의 환자 혈액 내에 존재하는 질병관련 혈액 단백질을 분석하는데 유용하게 사용된다. Such a protein chip immobilizes a protein such as an antigen or an antibody that can specifically bind to a target protein to be analyzed on a small substrate or slide, and then interacts with a specific protein in an assay sample (mainly an immune response). The specific protein in the sample is analyzed by analyzing the binding result using. In particular, it is useful for analyzing disease-related blood proteins present in the blood of patients such as cardiovascular disease and cancer.

한편, 상기와 같은 단백질 칩을 기반으로 특정 단백질을 분석함에 있어, 분석시료 내의 분석대상물을 구별하고 검측하기 위해 표지(labeling) 작업을 시행하는 것이 필수적이며, 현재까지 알려진 표지(labeling) 방법으로는 유기 염료와 은을 이용한 염색방법(Organic dye and silver stain-based methods), 방사능 동위 원소 표지 방법 (Radioactive labeling methods), 형광 염색 방법 (Fluorescence-based staining methods), 화학 발광 염색 방법 (Chemiluminescence-based staining methods) 등이 사용되고 있다. Meanwhile, in analyzing a specific protein based on the protein chip as described above, it is essential to perform a labeling operation in order to distinguish and detect analytes in the analytical sample. Organic dyes and silver stain-based methods, radioactive labeling methods, fluorescence-based staining methods, chemiluminescence-based staining methods) and the like are used.

상기와 같은 표지 방법 중에서, 유기염료와 은을 이용한 염색방법은 낮은 검출 민감성 및 협소한 linear dynamic range로 인하여 사용의 한계성을 보이고 있으며, 방사능 동위 원소 표지 방법은 심각한 환경오염을 유발할 수 있고 값이 비싸다는 단점이 있다. 따라서, 최근에는 민감성과 재현성이 매우 높은 형광 염색방법이 가장 널리 이용되고 있다. Among the labeling methods described above, dyeing methods using organic dyes and silver show the limitation of use due to low detection sensitivity and narrow linear dynamic range, and radioisotope labeling methods can cause serious environmental pollution and are expensive. Has its drawbacks. Therefore, recently, the fluorescence staining method having a very high sensitivity and reproducibility is most widely used.

그러나, 상기한 형광 염색 방법은 분석시료 내의 모든 단백질을 형광염료로 표지해야하고, 표지 후에는 표지되지 않은 형광염료를 분리해야 되기 때문에 분석비용이 높고, 장시간의 분석시간이 요구되며, 특히 단백질을 표지하는 과정에서 단백질의 변성 등에 의한 활성도 감소가 발생될 수 있으며, 이로 인하여 실험적 오차가 생기기 때문에 정확한 분석이 어렵다는 문제점이 있다. 또한 이런 실험적 오차는 단백질의 분리 과정에서도 발생될 수 있어 분석방법상 전체적인 오차범위가 커지게 된다. However, the above-described fluorescence staining method requires labeling all proteins in the assay sample with fluorescent dyes, and after labeling, the unlabeled fluorescent dyes must be separated, which requires high analysis cost and long analysis time. In the labeling process, there may be a decrease in activity due to degeneration of the protein, and thus there is a problem that accurate analysis is difficult because of experimental errors. In addition, this experimental error can also occur in the protein separation process, the overall error range in the analytical method becomes large.

이와 같이 형광 염색 방법을 포함한 종래의 표지 방법들은 분석하고자 하는 단백질을 표지하게 됨에 따라 고비용 및 분석시간의 장기화, 정확성의 결여와 같은 다양한 문제점들을 내포하고 있으며, 이로 인하여 최근에는 단백질을 표지하지 않고 분석할 수 있는 비표지 방법에 대한 연구가 진행되고 있으나, 아직까지는 그 연구결과가 미진한 실정이다.As such, conventional labeling methods, including fluorescence staining, have various problems such as high cost, prolonged analysis time, and lack of accuracy due to the labeling of the protein to be analyzed. The research on the unlabeled method that can be done is in progress, but the results of the research are still insufficient.

이에 본 발명은 단백질 칩을 기반으로 혈액 내에 존재하는 질병 관련 단백질을 분석함에 있어 분석시료를 표지하지 않고, 분석하고자 하는 단백질과 미리 표지된 표준 단백질 간의 경쟁적 반응을 통하여 보다 쉽고 저비용으로 신속하면서도 정확한 분석이 가능한 비표지 혈액 단백질의 분석방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention provides a quick and accurate analysis at a low cost by analyzing a disease-related protein present in the blood based on a protein chip, and through a competitive reaction between a protein to be analyzed and a standard protein labeled in advance. It is an object to provide a method for analyzing this possible unlabeled blood protein.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, The present invention to achieve the above object,

분석하고자 하는 단백질(항원)에 특이적으로 결합할 수 있는 항체를 표면에 고정시켜 단백질 칩을 제조하는 단계와;Preparing a protein chip by immobilizing an antibody capable of specifically binding to a protein (antigen) to be analyzed;

분석하고자 하는 단백질과 동일한 단백질에 표지(labeling)시킨 표준 단백질을 준비하는 단계와;Preparing a standard protein labeled with the same protein as the protein to be analyzed;

상기 표준 단백질을 분석하고자 하는 단백질이 포함된 분석시료와 혼합하고, 항체가 고정된 단백질 칩의 표면에 적하(spotting)하는 단계와;Mixing the standard protein with an assay sample containing the protein to be analyzed and spotting the surface of the protein chip to which the antibody is immobilized;

상기 단백질 칩의 항체에 대하여 표준 단백질과 분석하고자 하는 단백질간의 경쟁적인 면역반응을 통해 나타나는 형광도(intensity)를 형광 스캐너(fluorescence scanner)로 분석하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩 기술을 기반으로 하는 경쟁적 상호작용을 이용한 비표지 혈액 단백질의 분석방법을 제공함으로써 달성된다.Analyzing the intensity of the fluorescence (fluorescence scanner) through a competitive immune response between the standard protein and the protein to be analyzed for the antibody of the protein chip; It is achieved by providing a method for analyzing unlabeled blood proteins using a competitive interaction.

이하 본 발명에 따른 경쟁적 상호작용을 이용한 혈액 단백질의 분석방법에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, a method for analyzing blood proteins using a competitive interaction according to the present invention will be described in more detail.

본 발명은 단백질 칩을 기반으로 혈액 내에 존재하는 질병관련 단백질을 분석함에 있어, 분석하고자 하는 단백질(이하 '분석 단백질'이라 칭함)이 포함된 분석시료와, 상기 분석 단백질과 동일한 단백질에 구별 가능하도록 표지작업을 거친 표준 단백질을 혼합하고 단백질 칩에 적하하여, 분석 단백질과 표준 단백질의 경쟁적 면역을 통해 나타난 형광도(intensity)를 분석함으로써 분석 단백질을 포함하는 분석시료에 표지하지 않고 분석할 수 있는 비표지 혈액 단백질 분석방법을 제공한다. In the present invention, in analyzing a disease-related protein present in the blood based on a protein chip, an analysis sample including a protein to be analyzed (hereinafter, referred to as an 'analytical protein') and a protein identical to the analytical protein can be distinguished from each other. Labeled standard proteins were mixed and loaded onto protein chips to analyze the fluorescence (intensity) resulting from competitive immunity between the analyte protein and the standard protein. Provided is a method for analyzing labeled blood proteins.

상기와 같이 혈액 단백질을 분석함에 있어, 가장 첫 번째 단계로 분석 단백질에 특이적으로 결합할 수 있는 항체가 표면상에 고정된 단백질 칩을 제조한다. 이와 같은 단백질 칩은 종래 통상적으로 사용되어온 모든 단백질 칩이 적용 가능하나, 본 발명에 가장 유용하게 사용될 수 있는 단백질 칩에 대해서 도면에 첨부된 도 1을 참고로 하여 하기와 같이 설명한다. In analyzing blood proteins as described above, the first step is to prepare a protein chip immobilized on the surface of the antibody that can specifically bind to the assay protein. Such a protein chip is applicable to all protein chips that have been conventionally used, but will be described below with reference to Figure 1 attached to the drawings for a protein chip that can be most usefully used in the present invention.

도 1은 본 발명에 사용되는 단백질 칩의 제조과정을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining the manufacturing process of the protein chip used in the present invention.

먼저, 기판을 3-아미노프로필트리메톡시실란 (aminopropyltrimethoxysilane)이 함유된 용액에 침적하여 기판의 표면에 3-아미노프로필트리메톡시실란을 도입하는 단계를 거치게 된다. First, the substrate is immersed in a solution containing 3-aminopropyltrimethoxysilane to introduce 3-aminopropyltrimethoxysilane on the surface of the substrate.

여기서 3-아미노프로필트리메톡시실란 함유용액은 에탄올과 같은 알코올류 용매에 3-아미노프로필트리메톡시실란을 용해시켜 제조된 것으로서, 본 발명에서는 작업의 편의성을 고려하여 에탄올에 3-아미노프로필트리메톡시실란이 1 내지 2중량% 함유되도록 하나, 반드시 그 농도를 한정할 필요는 없다. Here, the 3-aminopropyltrimethoxysilane-containing solution is prepared by dissolving 3-aminopropyltrimethoxysilane in an alcohol solvent such as ethanol. The methoxysilane is contained in 1 to 2% by weight, but the concentration is not necessarily limited.

기판의 침적시간은 적어도 2시간 실시하면 충분하며, 2시간 정도 경과한 후에는 기판을 에탄올과 증류수로 번갈아가며 5분씩 3번 세척한 다음, 110℃ 오븐에서 1시간 동안 건조하게 되면 기판의 표면에 3-아미노프로필트리메톡시실란이 도입된다. Submersion time of the substrate is sufficient to carry out at least 2 hours, and after about 2 hours, the substrate is washed three times for 5 minutes alternately with ethanol and distilled water, and then dried in an oven at 110 ℃ for 1 hour to the surface of the substrate 3-aminopropyltrimethoxysilane is introduced.

이때, 기판은 당해분야에서 널리 사용되는 금속 기판이나 슬라이드 글라스 기판이 사용될 수 있으며, 상기 기판은 사용 전에 충분히 세정한 후 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 100중량부에 대하여 과산화수소(H2O2) 10 내지 40중량부와 암모니아수(NH4OH) 10 내지 40중량부를 혼합한 세정액에 적어도 10분간 침적하여 세정한 다음에 사용한다. In this case, a metal substrate or a slide glass substrate which is widely used in the art may be used, and the substrate is preferably used after sufficient cleaning. In the present invention, it is used after immersing and washing for 10 minutes in a cleaning solution in which 10 to 40 parts by weight of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and 10 to 40 parts by weight of aqueous ammonia (NH 4 OH) are mixed for 100 parts by weight.

상기한 단계를 거쳐 기판의 표면에 3-아미노프로필트리메톡시실란을 도입시 킨 후, 상기 3-아미노프로필트리메톡시실란이 도입된 기판의 표면에 소정의 간격으로 천공된 테이프를 부착하여 3-아미노프로필트리메톡시실란이 노출된 다수의 스폿(spot)을 갖는 어레이(array) 칩을 제조하는 단계를 거치게 된다. After introducing the 3-aminopropyltrimethoxysilane to the surface of the substrate through the above steps, and attaching the perforated tape at a predetermined interval to the surface of the substrate introduced with the 3-aminopropyltrimethoxysilane 3 A step of manufacturing an array chip having a plurality of spots exposed to aminopropyltrimethoxysilane is carried out.

스폿의 수는 기판의 크기나 스폿의 모양 등에 따라 임의적인 선택이 가능하며, 테이프는 반응성이 적은 테플론 테이프 등이 사용될 수 있다. The number of spots can be arbitrarily selected according to the size of the substrate or the shape of the spot, and the tape may be a Teflon tape having less reactivity.

다음 단계로서, 상기와 같이 제조된 어레이(array) 칩의 스폿(spot)에 3-아미노프로필트리메톡시실란과 카르복실기로 개질된 라텍스 비드(carboxylate modified latex bead)를 반응시켜 3-아미노프로필트리메톡시실란의 아민기 말단에 라텍스 비드를 도입하는 단계를 거치게 된다. As a next step, 3-aminopropyltrimethol is reacted by reacting 3-aminopropyltrimethoxysilane with carboxylate modified latex bead to the spot of the array chip prepared as described above. The latex beads are introduced into the amine group terminal of the oxysilane.

여기에서 카르복실기로 개질된 라텍스 비드는 당해분야 즉, 단백질 분석칩 분야에서 일반적으로 사용되는 것을 적용하면 되며, 본 발명에서는 500㎚ 크기의 라텍스 비드를 사용한다.Herein, the carboxyl-modified latex beads may be applied to those generally used in the art, that is, in the field of protein analysis chip, and in the present invention, latex beads having a size of 500 nm are used.

이와 같이 라텍스 비드를 도입하는 것은 후술하는 프로테인 G(Protein G)를 용이하게 도입하기 위하여 실시하는 것이며, 카르복실기로 개질된 라텍스 비드와 3-아미노프로필트리메톡시실란을 반응시키면 카르복실기와 아민기의 상호 반응에 의하여 3-아미노프로필트리메톡시실란의 아민기 말단에 라텍스 비드가 도입되게 된다. As described above, the introduction of the latex beads is performed to facilitate the introduction of Protein G, which will be described later. When the latex beads modified with a carboxyl group and 3-aminopropyltrimethoxysilane are reacted, the carboxyl group and the amine group are mutually introduced. By the reaction, latex beads are introduced at the terminal of the amine group of 3-aminopropyltrimethoxysilane.

이 때 보다 원활한 반응을 위하여 카르복실기로 개질된 라텍스 비드를 N-하이드록시쑥신이미드와 카르보디이미드 존재하에서 반응시켜 활성화시킨 다음, 상기 반응 용액을 3-아미노프로필트리메톡시실란 층에 적하하여 반응시키는 것이 좋으 며, 이러한 과정을 거치면 3-아미노프로필트리메톡시실란의 아민기 말단에 라텍스 비드가 도입되게 된다. At this time, for more smooth reaction, the carboxyl-modified latex beads are reacted in the presence of N-hydroxysuccinimide and carbodiimide to be activated, and then the reaction solution is added dropwise to the 3-aminopropyltrimethoxysilane layer. It is recommended that the latex bead is introduced to the amine end of 3-aminopropyltrimethoxysilane.

여기서 카르보디이미드는 촉매로서의 역할로 카르복시기를 활성화시켜 라텍스 비드의 카르복실기 말단(-OH)에 N-하이드록시쑥신이미드가 용이하게 치환될 수 있도록 도와주는 역할을 한다.Here, carbodiimide plays a role of activating a carboxyl group as a catalyst to facilitate the substitution of N-hydroxysuccinimide at the carboxyl group (-OH) of the latex beads.

상기 카르보디이미드로는 당해분야에서 일반적으로 사용되는 N-에틸-N'-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 하이드로클로라이드(EDC)나 N,N'-디싸이클로헥실 카르보이미드(N,N'-dicyclohexyl carbodiimide; DCC) 또는 디이소프로필카르보디이미드(diisopropylcarbodiimide)에서 선택된 것을 사용할 수 있다. The carbodiimide may be N-ethyl-N '-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDC) or N, N'-dicyclohexyl carbodiimide (N, N'-dicyclohexyl carbodiimide (DCC) or diisopropylcarbodiimide may be used.

이와 같은 N-하이드록시쑥신이미드와 카르보디이미드의 혼합용액에 카르복실기로 개질된 라텍스 비드를 넣은 다음, 이 용액을 3-아미노프로필트리메톡시실란에 적하하여 약 20분간 방치하면 전술한 반응이 이루어진다. 이 때 적하량은 스폿을 충분히 덮을 정도의 량이면 되는데, 이하의 설명에서도 적하량은 스폿을 충분히 덮을 정도의 량을 나타낸다. 이때 N-하이드록시쑥신이미드와 카르보디이미드의 혼합용액에 첨가되는 카르복실기로 개질된 라텍스 비드의 첨가량은 반드시 한정할 필요는 없으나, 본 발명에서는 N-하이드록시쑥신이미드와 카르보디이미드의 혼합용액 100중량부에 대하여 카르복실기로 개질된 라텍스 비드 20 내지 50중량부 첨가하며, 더욱 바람직하게는 N-하이드록시쑥신이미드와 카르보디이미드의 혼합용액에 동일량의 카르복실기로 개질된 라텍스 비드를 첨가하여 희석한다. 아울러 카르보디이미드는 N-하이드록시쑥신이미드와 다양한 당량비율로 혼합하여 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 2~4:1의 당량비율이 되도록 혼합한 것을 사용하였으나, 필요에 따라서는 다양하게 변화가 가능하다.A latex bead modified with a carboxyl group is added to a mixed solution of N-hydroxysuccinimide and carbodiimide, and the solution is added dropwise to 3-aminopropyltrimethoxysilane and left for about 20 minutes. Is done. At this time, the dripping amount may be an amount enough to cover the spot. In the following description, the dripping amount indicates an amount enough to cover the spot. At this time, the addition amount of the carboxyl group-modified latex beads added to the mixed solution of N-hydroxysuccinimide and carbodiimide is not necessarily limited, but in the present invention, the mixture of N-hydroxysuccinimide and carbodiimide 20 to 50 parts by weight of carboxyl-modified latex beads are added to 100 parts by weight of the solution, and more preferably, the same amount of carboxyl-modified latex beads is added to the mixed solution of N-hydroxysuccinimide and carbodiimide. Dilute. together Carbodiimide may be used by mixing N-hydroxysuccinimide with various equivalent ratios, and in the present invention, the mixture is used so as to have an equivalent ratio of 2 to 4: 1, but may be variously changed as necessary. Do.

이와 같은 반응으로 라텍스 비드가 도입된 기판을 PBST(Phosphate buffered saline with 0.1% Tween 20; 인산완충식염수에 Tween 20을 0.1% 함유되도록 첨가하여 제조된 용액임)나 증류수 등으로 세척한 후 건조하게 되면 3-아미노프로필트리메톡시실란의 아민기 말단에 라텍스 비드가 도입되게 된다. 여기서 PBST는 pH7.2~7.6의 범위에 있는 것을 사용하면 된다. When the substrate into which the latex beads are introduced is washed with PBST (Phosphate buffered saline with 0.1% Tween 20; a solution prepared by adding 0.1% Tween 20 in phosphate buffered saline) or distilled water, and then dried. Latex beads are introduced into the amine group ends of 3-aminopropyltrimethoxysilane. What is necessary is just to use PBST in the range of pH7.2-7.6 here.

그 다음 단계로서, 상기와 같이 도입된 라텍스 비드 상에 프로테인 G가 용해된 소듐 아세테이트 완충용액(sodium acetate buffer)을 적하하여 라텍스 비드에 프로테인 G를 도입하며, 상기 프로테인 G는 다음 단계에서 도입되는 항체(antibody)의 Fc 부분과 결합력을 갖고 있는 물질이다. As a next step, protein G is introduced into the latex beads by dropping sodium acetate buffer in which protein G is dissolved on the latex beads introduced as described above, wherein the protein G is an antibody introduced in the next step. A substance that has a binding force with the Fc portion of an antibody.

이와 같이 라텍스 비드 상에 프로테인 G가 도입되는 것은, 프로테인 G에 포함된 아민기와 라텍스 비드의 카르복실기와의 반응에 의해 이루어진다. 따라서 보다 용이하게 라텍스 비드에 프로테인 G를 도입하기 위해서는 라텍스 비드 상에 N-하이드록시쑥신이미드와 카르보디이미드 혼합용액을 적하하여 라텍스 비드의 카르복실기를 활성화시킨 다음 여기에 소듐 아세테이트 완충용액에 용해된 프로테인 G를 용해시킨 것을 적하하는 것이 바람직하다. Thus, introduction of protein G on latex bead is made by reaction of the amine group contained in protein G with the carboxyl group of latex bead. Therefore, to facilitate the introduction of protein G into the latex beads, N-hydroxysuccinimide and carbodiimide mixed solution was added dropwise onto the latex beads to activate the carboxyl groups of the latex beads, and then dissolved in sodium acetate buffer. It is preferable to dripped the thing which melt | dissolved protein G.

카르보디이미드는 전술한 바와 같이 촉매로서의 역할을 수행하며 카르복시기를 활성화시켜 라텍스 비드의 카르복실기 말단(-OH)에 프로테인 G가 용이하게 도입될 수 있도록 도와주는 역할을 한다. 마찬가지로 상기 카르보디이미드로는 당해분 야에서 일반적으로 사용되는 N-에틸-N'-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 하이드로클로라이드나 N,N'-디싸이클로헥실 카르보이미드(N,N'-dicyclohexyl carbodiimide; DCC) 또는 디이소프로필카르보디이미드(diisopropylcarbodiimide)에서 선택된 것을 사용할 수 있다. 아울러 카르보디이미드는 N-하이드록시쑥신이미드와 다양한 당량비율로 혼합하여 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 전술한 바와 같이 2~4:1의 당량비율이 되도록 혼합한 것을 사용하였다. Carbodiimide acts as a catalyst as described above, and activates the carboxyl group to facilitate the introduction of protein G into the carboxyl group (-OH) of the latex beads. Similarly, the carbodiimide may be N-ethyl-N '-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride or N, N'-dicyclohexyl carbodiimide (N, N). '-dicyclohexyl carbodiimide (DCC) or diisopropylcarbodiimide may be selected from. In addition, carbodiimide may be used by mixing N-hydroxysuccinimide with various equivalent ratios, and in the present invention, a mixture of 2 to 4: 1 equivalents was used as described above.

이상과 같이 N-하이드록시쑥신이미드와 카르보디이미드의 혼합용액을 라텍스 비드 상에 적하한 후 약 10분간 방치하면 라텍스 비드의 카르복실기가 활성화되며, 이 상태에서 프로테인 G가 용해된 소듐 아세테이트 완충용액을 적하한 후 적어도 2시간 방치하면 라텍스 비드에 프로테인 G가 도입되게 되며, 두 시간 정도 경과하여 반응이 완료되면 PBST나 증류수 등으로 세척한 후 건조한다. 이 때 소듐 아세테이트 완충용액은 pH4~5의 범위내로 제조된 것을 사용한다.As described above, when a mixed solution of N-hydroxysuccinimide and carbodiimide is dropped on the latex beads and left for about 10 minutes, the carboxyl group of the latex beads is activated, and in this state, sodium acetate buffer solution in which Protein G is dissolved. After dropping, the mixture is left for at least 2 hours to introduce protein G into the latex beads, and after two hours, the reaction is completed, washed with PBST or distilled water and dried. At this time, the sodium acetate buffer is used to be prepared in the range of pH 4 ~ 5.

그 다음 단계로서, 상기와 같이 프로테인 G가 도입된 라텍스 비드 상에 분석 단백질과 특이적으로 결합(항원·항체 반응을 통한 결합)하는 항체(antibody)가 용해된 인산 완충용액(phosphate buffer)을 적하하여 프로테인 G에 항체 단백질을 도입함으로써 어레이 타입의 단백질 칩의 제조를 완료하게 된다. 상기 프로테인 G는 항체 또는 항원의 Fc 부분과 결합력을 갖고 있어 용이하게 도입된다. 이 때 사용되는 인산 완충용액은 pH7~8의 범위내로 제조된 것을 사용하며, 항체를 도입한 후 두 시간 정도 경과하여 반응이 완료되면 PBST나 증류수 등으로 세척한 후 건조한다. As a next step, a phosphate buffer in which an antibody that specifically binds to the analyte protein (binding through an antigen-antibody reaction) is added dropwise onto the latex beads into which protein G is introduced as described above. By introducing the antibody protein into protein G, the production of the array type protein chip is completed. The protein G has a binding force with the Fc portion of the antibody or antigen and is easily introduced. At this time, the phosphate buffer used is prepared in the range of pH 7 ~ 8, and after the reaction is completed about two hours after the introduction of the antibody and washed with PBST or distilled water and dried.

이때 분석의 정확도를 높이기 위하여, 상기와 같이 제조된 단백질 칩의 항체 와 결합되지 않은 스폿의 빈부분을 블로킹(blocking)시키는 것이 바람직하다. 이러한 블로킹은 BSA(Bovine serum albumin), 표준혈청(normal serum) 또는 탈지유(skim milk) 등으로 처리하게 된다. 본 발명에서는 PBST(Tween 20가 포함된 phosphate buffered saline)에 BSA가 1~10중량% 포함되도록 용해시켜 얻은 블로킹 용액을 적하하여 1시간동안 방치하여 블로킹시킨다. 이와 같이 블로킹이 완료되면 PBST나 증류수 등으로 세척하고 건조하게 되면 항체가 도입되지 않은 빈부분에 BSA가 도입되게 되며, 이 BSA는 후술하는 단계의 반응에 영향을 주지 않게 되어 분석 정확도를 높이는데 기여하게 된다. In this case, in order to increase the accuracy of the analysis, it is preferable to block the empty part of the spot which is not bound with the antibody of the protein chip prepared as described above. This blocking is treated with BSA (Bovine serum albumin), normal serum (normal serum) or skim milk (skim milk). In the present invention, a blocking solution obtained by dissolving 1 to 10% by weight of BSA in PBST (phosphate buffered saline containing Tween 20) is added dropwise and left for 1 hour to block. When the blocking is completed, when washed with PBST or distilled water and dried, the BSA is introduced into the empty part where the antibody is not introduced, and this BSA does not affect the reaction of the steps described later, contributing to improving the analysis accuracy. Done.

상술한 바와 같이 실시하여 제조된 항체가 도입된 어레이 타입의 단백질 칩은 후술하는 단계를 통해 혈액 내의 질병관련 단백질을 분석하는데 사용되며, 이에 대하여 도면에 첨부된 도 2를 참고로 하여 하기와 같이 설명한다. An array-type protein chip into which an antibody prepared by performing as described above is introduced is used to analyze a disease-related protein in blood through the steps described below, which will be described below with reference to FIG. 2 attached to the drawings. do.

도 2는 본 발명의 단백질 분석방법을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining the protein analysis method of the present invention.

전술한 과정을 통해 제조된 단백질 칩이 준비되면, 이와 별도로 분석 단백질과 동일한 단백질에 분석 단백질과 구별되도록 표지시킨 표준 단백질을 준비한다. 이러한 표지는 주지된 Alexa 시리즈를 비롯하여 Cy3(green), Cy5(red), FITC(green), Alexa, BODIPY, Rhodamine, Q-dot와 같은 형광염료를 사용하여 형광표지할 수도 있으며, 최근 생명과학분야에서 널리 사용되고 있는 바이오틴(biotin)으로도 표지할 수 있다. 이러한 바이오틴으로 결합된 단백질은 형광염료나 HRP가 결합된 아비딘을 이용하여 형광으로 표지하거나 발색반응을 통해 분석할 수 있다.When the protein chip prepared through the above-described process is prepared, a standard protein labeled separately from the analyte protein is prepared on the same protein as the analyte protein. These labels can be fluorescently labeled with fluorescent dyes such as Cy3 (green), Cy5 (red), FITC (green), Alexa, BODIPY, Rhodamine, Q-dot, as well as the well-known Alexa series. It can also be labeled with biotin, which is widely used in. These biotin-bound proteins can be labeled with fluorescence using fluorescent dyes or HRP-bound avidin or analyzed by color reaction.

상기의 표준 단백질을 분석 단백질이 포함된 분석시료와 마이크로퓨즈 튜브 등과 같은 용기에 균일하게 혼합한 다음 항체가 고정된 단백질 칩의 표면에 적하(spotting)하는 단계를 거치게 된다. 상기 표준 단백질과 분석시료의 혼합비율은 특별하게 한정되지는 않지만, 분석의 객관성을 유지하기 위하여 1:1의 비율로 혼합하는 것이 바람직하다.The standard protein is uniformly placed in a container such as an analyte and a microfuse tube containing the analyte protein. After mixing, the antibody is spotted on the surface of the immobilized protein chip. Although the mixing ratio of the standard protein and the assay sample is not particularly limited, it is preferable to mix in a ratio of 1: 1 to maintain the objectivity of the analysis.

상기와 같이 혼합된 분석시료와 표준 단백질의 혼합물을 전술한 방법으로 제조된 단백질 칩의 스폿(spot)에 적하하게 되면, 단백질 칩에 고정된 항체와 결합하기 위하여 분석 단백질과 표준 단백질은 상호 경쟁적인 반응을 하게 된다. 즉, 분석시료 내의 분석 단백질의 함유량에 따라 단백질 칩에 결합될 수 있는 표준 단백질의 양이 달라지게 되며, 이에 따라 단백질 칩에 나타나는 형광도(intensity)는 분석시료 내의 분석 단백질의 함유량에 따라 다르게 나타난다.When the mixture of the assay sample and the standard protein mixed as described above is dropped into the spot of the protein chip prepared by the above-described method, the analyte protein and the standard protein are mutually competitive to bind to the antibody immobilized on the protein chip. Will react. That is, the amount of standard protein that can be bound to the protein chip varies according to the content of the analyte protein in the analyte, and thus the intensity of the fluorescence on the protein chip is different depending on the content of the analyte protein in the analyte. .

예를 들어, 분석시료 내에 분석 단백질이 적게 함유되었을 경우 확률적으로 단백질 칩에는 표지된 표준 단백질이 분석 단백질 보다 더 많이 결합하기 때문에 이때 형광도는 비교적 밝게 나타난다. 반대로, 분석시료 내에 분석 단백질이 많이 함유되었을 경우 확률적으로 단백질 칩에 결합되는 표준 단백질의 양이 감소하기 때문에 이때 형광도는 다소 어둡게 나타난다.For example, if the analyte contains less analyte protein, the fluorescence is relatively bright because the labeled protein binds more to the protein chip than the analyte protein. On the contrary, if the analyte contains a large amount of analyte, the fluorescence is somewhat dark because the amount of standard protein bound to the protein chip is reduced.

이와 같이 표준 단백질과 분석 단백질의 경쟁적인 상호 작용을 통하여 나타나는 형광도(intensity)를 형광 스캐너(fluorescence scanner)로 그 세기를 측정함으로써, 분석시료 내의 분석 단백질의 포함 유무와 농도를 판별할 수 있다. In this way, by measuring the intensity of the intensity (fluorescence scanner) through the competitive interaction between the standard protein and the assay protein (fluorescence scanner), it is possible to determine the presence and concentration of the analyte protein in the assay sample.

상기와 같은 분석방법에 있어서, 분석 단백질의 농도에 따라 형광도가 세기 별로 기재된 대조표를 동시에 제작하면, 분석과정에서 나타난 단백질 칩의 형광도를 제작된 대조표의 형광도와 비교 분석함으로써 분석 단백질의 농도를 즉각적으로 정량 분석할 수 있다.In the above analysis method, if a control table in which the fluorescence is described according to the intensity of the analyte protein was simultaneously produced, the concentration of the analyte protein was compared by analyzing the fluorescence of the protein chip shown in the analysis process with the fluorescence of the prepared control table. Immediate quantitative analysis

이상과 같이 설명한 단계를 거쳐 시행되는 단백질 분석 방법은 종래처럼 분석 단백질이 함유된 분석시료 전체를 표지하지 않고 미리 표지된 표준 단백질과의 경쟁적 반응을 통해 단시간에 분석이 가능하고 그 분석결과 또한 즉시 판독이 가능하므로 전체적인 분석시간을 획기적으로 줄일 수 있으며, 특히 다수의 혈액 단백질을 하나의 표준물질을 이용해 동시에 검사가 가능하므로 검사 비용의 절감 및 분석시간의 감소로 인하여 매우 경제적이라는 것이다.The protein analysis method performed through the above described steps can be analyzed in a short time through a competitive reaction with a standard protein that is previously labeled without labeling the entire analyte containing the analyte protein as before, and the result of the analysis is also immediately read. Because of this, the overall analysis time can be drastically reduced, and in particular, multiple blood proteins can be simultaneously tested using a single standard, which is very economical due to the reduction of test cost and analysis time.

또한, 종래 분석 시료를 표지하는 과정에서 발생될 수 있는 단백질의 변성에 의한 단백질 활성도 감소 및 분석시료 내 표지물질의 분리작업이 생략되어, 이로 인한 오차 발생의 문제점을 해결할 수 있어 보다 정확한 분석이 가능하게 된다.In addition, the protein activity is reduced due to the denaturation of proteins that may occur in the process of labeling the conventional analytical sample and the separation of the labeling material in the analytical sample is omitted, thereby solving the problem of error caused by this, more accurate analysis is possible. Done.

상기와 같은 본 발명의 단백질 분석방법은 심혈관 질환, 암 등의 환자 혈액 내에 존재하는 다양한 질병관련 단백질을 분석하는 것으로 한정되는 것이 아니라, 모든 단백질 분석에 적용할 수 있음은 당연한 바, 더 나아가서는 뇨 단백질이나 타액 단백질과 같은 인간과 동물의 생물학적 체액을 비롯한 세포내 단백질 등 모든 형태의 단백질을 분석하는데 적용할 수 있다.The protein analysis method of the present invention as described above is not limited to analyzing various disease-related proteins present in the blood of patients, such as cardiovascular disease, cancer, it is natural that it can be applied to all protein analysis, furthermore urine It can be applied to the analysis of all types of proteins, including intracellular proteins, including biological fluids of humans and animals such as proteins and saliva proteins.

이하 본 발명을 하기 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아 니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, which are only presented to aid the understanding of the present invention, but the present invention is not limited thereto.

<제조예><Production example>

-단백질 칩의 제조-Production of Protein Chips

에탄올 용액에 3-아미노프로필트리메톡시실란이 1.5중량% 함유되도록 용해시켜 제조한 용액에 슬라이드 글라스를 2시간 동안 침적한 다음 에탄올과 증류수로 세척하고, 110℃ oven에서 1시간동안 건조하여 슬라이드 글라스 표면에 3-아미노프로필트리메톡시실란을 도입하였다. 이때 슬라이드 글라스는 70℃의 세정액(H2O2:NH4OH:dH2O = 1:1:5)에서 10분간 침적하여 세정한 것을 사용하였다. The slide glass was immersed in a solution prepared by dissolving 1.5% by weight of 3-aminopropyltrimethoxysilane in an ethanol solution for 2 hours, washed with ethanol and distilled water, and dried in an oven at 110 ° C. for 1 hour. 3-aminopropyltrimethoxysilane was introduced to the surface. At this time, the slide glass was used by dipping for 10 minutes in a cleaning solution (H 2 O 2 : NH 4 OH: dH 2 O = 1: 1: 5) at 70 ℃.

펀치를 이용하여 직경 1.5mm의 스폿을 형성한 테플론 테이프를 상기 3-아미노프로필트리메톡시실란이 도입된 슬라이드 글라스 표면에 부착하여 200(8×25)개의 스폿을 갖는 어레이 칩을 제조하였다. A Teflon tape having spots of 1.5 mm in diameter was formed by using a punch on the slide glass surface into which 3-aminopropyltrimethoxysilane was introduced to prepare an array chip having 200 (8 × 25) spots.

PBS로 세척한 500×100nm 크기의 카르복실기로 개질된 라텍스 비드를 200mM EDC와 50mM NHS의 혼합용액에 동일양으로 첨가한 다음 어레이 칩의 스폿에 적하하여 20분간 방치한다. 이후 0.1% Tween 20 포함된 PBS로 1시간 동안 세척해 준 다음 다시 5분간 증류수로 세척해주고, 공기를 불어주면서 건조하여 3-아미노프로필트리메톡시실란의 아민기 말단에 라텍스비드를 도입하였다. 500 × 100 nm sized carboxyl-modified latex beads washed with PBS were added to the mixed solution of 200mM EDC and 50mM NHS in the same amount, and then dropped in the spot of the array chip for 20 minutes. After washing with PBS containing 0.1% Tween 20 for 1 hour and then again washed with distilled water for 5 minutes, and dried by blowing air to introduce latex beads to the amine group end of 3-aminopropyltrimethoxysilane.

상기 라텍스 비드 위에 다시 200mM EDC와 50mM NHS 혼합용액을 적하한 후 10분간 방치하고, 증류수로 세척한 다음 공기를 불어주면서 건조하였다. 그런 다음 프로테인 G가 500 ㎍/㎖의 농도로 용해된 소듐 아세트산 완충용액(pH4.5)을 적하하 고, 2시간 동안 37℃의 인큐베이터에서 방치하였다. 이후 0.1% Tween 20 포함된 PBS로 10분 동안 세척해준 다음 다시 5분간 증류수로 세척해주고, 에어로 건조하여 라텍스 비드에 프로테인 G를 도입하였다. 200mM EDC and 50mM NHS mixed solution was added dropwise to the latex beads and left for 10 minutes, washed with distilled water and dried while blowing air. Then, sodium acetate buffer solution (pH4.5) in which protein G was dissolved at a concentration of 500 µg / ml was added dropwise, and left in an incubator at 37 ° C for 2 hours. After washing with PBS containing 0.1% Tween 20 for 10 minutes, and then again washed with distilled water for 5 minutes, and air dried to introduce Protein G into the latex beads.

상기 프로테인 G 위에 항체(anti-CRP)가 200 ㎍/㎖의 농도로 용해된 인산완충용액(pH7.4)을 적하하고, 2시간 동안 37℃의 인큐베이터에서 방치한 후, 0.1% Tween 20 포함된 PBS로 10분 동안 세척하고 다시 5분간 증류수로 세척해준 다음, 에어로 건조하여 라텍스 비드에 항체(anti-CRP)를 도입하였다. Phosphate buffer solution (pH7.4) in which the antibody (anti-CRP) was dissolved at a concentration of 200 µg / ml was added dropwise onto the protein G, and left in an incubator at 37 ° C. for 2 hours, followed by 0.1% Tween 20. After washing with PBS for 10 minutes and again with distilled water for 5 minutes, and then air dried to introduce an antibody (anti-CRP) to the latex beads.

상기 항체(anti-CRP)가 도입된 라텍스 비드에 PBST(0.1중량% Tween 20가 포함된 Phosphate buffered saline)에 BSA를 3중량%가 되도록 첨가한 블로킹 용액을 적하하고 1시간 동안 37℃의 인큐베이터에서 방치한 후 0.1% Tween 20 포함된 PBS로 10분 동안 세척해준 다음 다시 5분간 증류수로 세척해주고, 에어로 건조하여 어레이 타입의 단백질 칩을 제조하였다.To the latex beads into which the antibody (anti-CRP) was introduced, a blocking solution containing 3% by weight of BSA was added dropwise to PBST (Phosphate buffered saline containing 0.1% by weight Tween 20) and incubated at 37 ° C for 1 hour. After standing, washed with PBS containing 0.1% Tween 20 for 10 minutes, washed again with distilled water for 5 minutes, and air dried to prepare an array type protein chip.

<실시예 1><Example 1>

항원(CRP)에 형광물질인 Alexa546으로 표지시킨 1 ㎍/㎖ 농도의 표준 단백질과 5중량% BSA가 포함된 PBST(0.1중량% Tween 20가 포함된 phosphate buffered saline)로 농도별로 희석한 비표지 항원(CRP)을 각각의 마이크로퓨즈 튜브(microfuge tube)에 동일 중량비율로 혼합한 후, 제조예에서 만들어진 항체가 붙어있는 단백질 칩의 상단에 적하하고, 1시간 동안 37℃의 인큐베이터에서 방치한 다음, 1% Tween 20 포함된 PBS로 1시간 동안 세척하고 다시 5분간 증류수로 세척한 후 에어로 건조하였다. 상기 단백질 칩의 스폿 부분에 나타난 형광도를 형광 스캐 너(Scan Array Lite; GSI Lumonics. Kanata, Ontario, Canad)로 스캐닝하여 그 이미지를 도 3a에 나타내었고, 항원의 농도에 따른 표준 검량곡선을 도 3b에 나타내었다.Unlabeled antigen diluted by concentration with standard protein labeled 1 μg / ml and 5 wt% BSA (phosphate buffered saline containing 0.1 wt% Tween 20) labeled with fluorescent substance Alexa546 on the antigen (CRP) After mixing (CRP) in the same weight ratio to each microfuge tube (microfuge tube), it was added dropwise to the top of the protein chip with the antibody made in the preparation, and left in an incubator at 37 ℃ for 1 hour, Washed with PBS containing 1% Tween 20 for 1 hour, washed again with distilled water for 5 minutes and then air dried. The fluorescence in the spot portion of the protein chip was scanned with a fluorescence scanner (Scan Array Lite; GSI Lumonics. Kanata, Ontario, Canad), and the image thereof is shown in FIG. 3a, and shows a standard calibration curve according to the concentration of antigen. Shown in 3b.

이와 함께, 분석하고자 하는 단백질이 함유된 혈액을 5중량% BSA가 포함된 PBST로 10배 희석한 분석시료와 상기의 표준시료를 혼합하고, 전술한 방법과 동일한 방법으로 단백질 칩을 통해 분석하여 그 형광도를 스캐닝하였으며, 상기 스캐닝된 이미지를 도 4a에 나타내었고, 표준 검량곡선에 대입하여 얻은 항원(CRP)의 양과 임상적으로 널리 사용되고 있는 항원의 농도탁도 면역검색법(turbidimetry immunoassay)으로 분석한 항원(CRP)의 양을 비교하여 그 상관관계를 도 4b에 나타내었다(n = 69, r = 0.96268, p < 0.0001). In addition, the analysis sample diluted 10-fold with PBST containing 5% by weight of BSA containing the protein to be analyzed and the standard sample were mixed, and analyzed through a protein chip in the same manner as described above The fluorescence was scanned, and the scanned image is shown in FIG. 4A, and the amount of antigen (CRP) obtained by substituting the standard calibration curve and the concentration turbidity immunoassay of the antigen widely used clinically were analyzed. Comparison of the amount of antigen (CRP) is shown in Figure 4b (n = 69, r = 0.96268, p <0.0001).

이에 도시된 바와 같이 항원(CRP) 분석시스템을 사용하여 얻은 항원(CRP)의 양과 농도탁도 면역검색법을 통해 얻은 항원(CRP)의 양 사이에 매우 높은 상관관계가 있음을 확인할 수 있으며, 따라서 매우 정확한 단백질 분석이 가능함을 알 수 있다. As shown here, it can be seen that there is a very high correlation between the amount of antigen (CRP) obtained using the antigen (CRP) analysis system and the amount of antigen (CRP) obtained by the concentration turbidity immunoassay. It can be seen that accurate protein analysis is possible.

상술한 바와 같이 본 발명의 혈액 단백질의 분석방법은 분석하고자 하는 단백질이 함유된 분석시료의 표지 작업없이 미리 표지된 표준 단백질과의 경쟁적 반응을 통해 바로 분석이 가능하고 그 분석결과 또한 즉시 판독이 가능하므로 전체적인 분석시간을 줄일 수 있으며, 특히 다수의 혈액을 하나의 표준시료로 동시에 검 사가 가능하므로 검사 비용의 절감 및 분석시간의 감소로 인하여 매우 높은 경제적인 효과를 가져올 수 있다.As described above, the blood protein analysis method of the present invention can be directly analyzed through a competitive reaction with a standard protein that is pre-labeled without labeling an assay sample containing the protein to be analyzed, and the analysis result can also be read immediately. Therefore, the overall analysis time can be reduced. Especially, since multiple blood can be tested simultaneously with one standard sample, it can bring about very high economic effect due to the reduction of test cost and analysis time.

또한, 본 발명의 분석방법은 종래 분석 시료를 표지하는 과정에서 발생될 수 있는 단백질의 변성에 의한 단백질 활성도 감소를 방지하고 분석시료의 형광염료의 분리작업이 생략되어, 이로 인한 오차 발생의 문제점을 해결할 수 있어 보다 정확한 분석이 가능하다는 또 다른 효과를 가져올 수 있다.In addition, the analytical method of the present invention prevents a decrease in protein activity due to protein denaturation that may occur in the process of labeling a conventional analytical sample, and the separation of fluorescent dyes in the analytical sample is omitted, thereby preventing the problem of error. This can have another effect of being able to solve the problem more accurately.

Claims (11)

분석하고자 하는 단백질(항원)에 특이적으로 결합할 수 있는 항체를 표면에 고정시켜 단백질 칩을 제조하는 단계와;Preparing a protein chip by immobilizing an antibody capable of specifically binding to a protein (antigen) to be analyzed; 분석하고자 하는 단백질과 동일한 단백질에 표지시킨 표준 단백질을 준비하는 단계와; Preparing a standard protein labeled with the same protein as the protein to be analyzed; 상기 표준 단백질을 분석하고자 하는 단백질이 포함된 분석시료와 혼합하고, 항체가 고정된 단백질 칩의 표면에 적하(spotting)하는 단계와;Mixing the standard protein with an assay sample containing the protein to be analyzed and spotting the surface of the protein chip to which the antibody is immobilized; 상기 단백질 칩의 항체에 대하여 표준 단백질과 분석하고자 하는 단백질간의 경쟁적인 면역반응을 통해 나타나는 형광도(intensity)를 형광 스캐너(fluorescence scanner)로 분석하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩 기술을 기반으로 하는 경쟁적 상호작용을 이용한 비표지 혈액 단백질의 분석방법.Analyzing the intensity of the fluorescence (fluorescence scanner) through a competitive immune response between the standard protein and the protein to be analyzed for the antibody of the protein chip; Method for analyzing unlabeled blood proteins using a competitive interaction. 청구항 1에 있어서, 상기 단백질 칩은 The method according to claim 1, wherein the protein chip is 3-아미노프로필트리메톡시실란(3-aminopropyltrimethoxysilane) 함유용액에 기판을 침적하여 기판의 표면에 3-아미노프로필트리메톡시실란을 도입하는 단계와;Immersing the substrate in a solution containing 3-aminopropyltrimethoxysilane to introduce 3-aminopropyltrimethoxysilane to the surface of the substrate; 상기 3-아미노프로필트리메톡시실란이 도입된 기판의 표면에 소정의 간격으로 천공된 테이프를 부착하여 3-아미노프로필트리메톡시실란이 노출된 다수의 스폿(spot)을 갖는 어레이(array) 칩을 제조하는 단계와;An array chip having a plurality of spots exposed to 3-aminopropyltrimethoxysilane by attaching a perforated tape at predetermined intervals on the surface of the substrate on which the 3-aminopropyltrimethoxysilane is introduced. Preparing a; 상기 어레이 칩의 3-아미노프로필트리메톡시실란과 카르복실기로 개질된 라 텍스 비드(carboxylate modified latex bead)를 반응시켜 3-아미노프로필트리메톡시실란의 아민기 말단에 라텍스 비드를 도입하는 단계와; Reacting the 3-aminopropyltrimethoxysilane of the array chip with a carboxylate modified latex bead to introduce latex beads into the amine end of the 3-aminopropyltrimethoxysilane; 상기 라텍스 비드가 도입된 어레이 칩에 프로테인(Protein) G가 용해된 소듐 아세테이트 완충용액(sodium acetate buffer)을 적하하여 라텍스 비드에 프로테인 G를 도입하는 단계와;Introducing protein G into the latex beads by dropping sodium acetate buffer containing Protein G in the array chip into which the latex beads are introduced; 상기 프로테인 G가 도입된 어레이 칩에 항체(antibody)가 용해된 인산 완충용액(phosphate buffer)을 적하하여 프로테인 G에 항체를 도입하는 단계;에 의해 제조된 것임을 특징으로 하는 칩 기술을 기반으로 하는 경쟁적 상호작용을 이용한 비표지 혈액 단백질의 분석방법.Competitiveness based on the chip technology, characterized in that prepared by the step of dropping a phosphate buffer (phosphate buffer) in which the antibody (protein) dissolved in the array G introduced protein; Analysis of Unlabeled Blood Proteins Using Interactions. 청구항 2에 있어서, The method according to claim 2, 상기 어레이 칩에 항체를 도입한 후 항체와 결합되지 않은 스폿의 빈부분을 블로킹(blocking) 용액으로 처리하여 블로킹시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 칩 기술을 기반으로 하는 경쟁적 상호작용을 이용한 비표지 혈액 단백질의 분석방법.Unlabeled blood using competitive interaction based on chip technology comprising introducing an antibody into the array chip and then treating the blank portion of the spot that is not bound with the antibody by blocking with a blocking solution. Analysis of Proteins. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, The method according to claim 2 or 3, 상기 3-아미노프로필트리메톡시실란의 아민기 말단에 라텍스 비드를 도입하는 단계에서 카르복실기로 개질된 라텍스 비드를 N-하이드록시쑥신이미드와 카르보디이미드 존재하에서 반응시켜 카르복실기를 활성화시킨 다음 이 반응 용액을 3-아 미노프로필트리메톡시실란에 적하하여 반응시키는 것임을 특징으로 하는 칩 기술을 기반으로 하는 경쟁적 상호작용을 이용한 비표지 혈액 단백질의 분석방법. In the step of introducing the latex beads to the amine group terminal of the 3-aminopropyltrimethoxysilane, the carboxyl-modified latex beads are reacted in the presence of N-hydroxysuccinimide and carbodiimide to activate the carboxyl group, followed by reaction A method for analyzing unlabeled blood proteins using a competitive interaction based on chip technology, characterized in that the solution is added dropwise to 3-aminopropyltrimethoxysilane to react. 청구항 4에 있어서, The method according to claim 4, 상기 카르보디이미드가 N-에틸-N'-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 하이드로클로라이드나 N,N'-디싸이클로헥실 카르보이미드(N,N'-dicyclohexyl carbodiimide; DCC) 또는 디이소프로필카르보디이미드(diisopropylcarbodiimide)에서 선택된 것임을 특징으로 하는 칩 기술을 기반으로 하는 경쟁적 상호작용을 이용한 비표지 혈액 단백질의 분석방법.The carbodiimide is N-ethyl-N '-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride or N, N'-dicyclohexyl carbodiimide (DCC) or diiso A method for the analysis of unlabeled blood proteins using a competitive interaction based on chip technology, characterized in that it is selected from diisopropylcarbodiimide. 청구항 5에 있어서, The method according to claim 5, 상기 라텍스 비드에 프로테인 G를 도입하기 전에 3-아미노프로필트리메톡시실란의 아민기 말단에 도입된 라텍스 비드 상에 N-하이드록시쑥신이미드와 카르보디이미드 혼합용액을 적하하여 라텍스 비드의 카르복실기를 활성화시킨 다음 여기에 프로테인(Protein) G가 용해된 소듐 아세테이트 완충용액을 적하하는 것임을 특징으로 하는 칩 기술을 기반으로 하는 경쟁적 상호작용을 이용한 비표지 혈액 단백질의 분석방법.Before introducing the protein G into the latex beads, a mixed solution of N-hydroxysuccinimide and carbodiimide is added dropwise onto the latex beads introduced at the amine group end of 3-aminopropyltrimethoxysilane to form a carboxyl group of the latex beads. Activation and then dropping sodium acetate buffer in which Protein G is dissolved therein. A method of analyzing unlabeled blood proteins using a competitive interaction based on chip technology. 청구항 6에 있어서, The method according to claim 6, 상기 카르보디이미드가 N-에틸-N'-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 하 이드로클로라이드나 N,N'-디싸이클로헥실 카르보이미드(N,N'-dicyclohexyl carbodiimide; DCC) 또는 디이소프로필카르보디이미드(diisopropylcarbodiimide)에서 선택된 것임을 특징으로 하는 칩 기술을 기반으로 하는 경쟁적 상호작용을 이용한 비표지 혈액 단백질의 분석방법.The carbodiimide is N-ethyl-N '-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride or N, N'-dicyclohexyl carbodiimide (DCC) or di A method for the analysis of unlabeled blood proteins using a competitive interaction based on chip technology, characterized in that it is selected from isopropylcarbodiimide. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 표준 단백질은 Alexa 시리즈를 비롯하여 Cy3, Cy5, Alexa, BODIPY, Rhodamine, Q-dot중에 선택된 하나를 사용하여 형광표지된 것임을 특징으로 하는 칩 기술을 기반으로 하는 경쟁적 상호작용을 이용한 비표지 혈액 단백질의 분석방법.The standard protein is fluorescently labeled using one selected from Cy3, Cy5, Alexa, BODIPY, Rhodamine, and Q-dot as well as Alexa series. Analytical Method. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 표준 단백질는 바이오틴(biotin)으로 표지된 것임을 특징으로 하는 칩 기술을 기반으로 하는 경쟁적 상호작용을 이용한 비표지 혈액 단백질의 분석방법.The standard protein is biotin (labeled with biotin) characterized in that the analysis of unlabeled blood proteins using a competitive interaction based on chip technology. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서, The method according to claim 8 or 9, 상기 목적 단백질은 혈액 내에 존재하는 질병관련 단백질(항원)임을 특징으로 하는 칩 기술을 기반으로 하는 경쟁적 상호작용을 이용한 비표지 혈액 단백질의 분석방법.The target protein is a disease-associated protein (antigen) present in the blood analysis method of the unlabeled blood protein using a competitive interaction based on chip technology. 청구항 10에 있어서, 상기 형광 스캐너에 의해 단백질 칩의 형광도(intensity)를 분석한 후 미리 제작된 표준 단백질의 농도에 따른 형광도가 세기별로 기재된 대조표와 비교 분석하여 목적 단백질의 농도를 산출하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 칩 기술을 기반으로 하는 경쟁적 상호작용을 이용한 비표지 혈액 단백질의 분석방법.The method of claim 10, wherein after analyzing the fluorescence intensity of the protein chip by the fluorescence scanner, the concentration of the target protein is calculated by comparing and analyzing the fluorescence according to the concentration of the standard protein prepared according to the intensity. Analysis method of an unlabeled blood protein using a competitive interaction based on the chip technology, characterized in that it comprises a.
KR1020070027178A 2007-03-20 2007-03-20 Analysis of Unlabeled Blood Proteins Using Competitive Interactions Based on Chip Technology KR100908641B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070027178A KR100908641B1 (en) 2007-03-20 2007-03-20 Analysis of Unlabeled Blood Proteins Using Competitive Interactions Based on Chip Technology

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070027178A KR100908641B1 (en) 2007-03-20 2007-03-20 Analysis of Unlabeled Blood Proteins Using Competitive Interactions Based on Chip Technology

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080085517A true KR20080085517A (en) 2008-09-24
KR100908641B1 KR100908641B1 (en) 2009-07-21

Family

ID=40025230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070027178A KR100908641B1 (en) 2007-03-20 2007-03-20 Analysis of Unlabeled Blood Proteins Using Competitive Interactions Based on Chip Technology

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100908641B1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101158362B1 (en) 2011-04-20 2012-06-22 한국과학기술원 Method for analyzing single protein-protein interactions in whole cell lysates
WO2013036064A2 (en) * 2011-09-07 2013-03-14 한국과학기술원 Method for measuring concentration of proteins in cytoplasm solution
KR101187726B1 (en) 2011-10-04 2012-10-08 한국과학기술원 Method for measuring protein's concentration in cell solution
KR101191793B1 (en) 2011-09-07 2012-10-16 한국과학기술원 Method for measuring protein's concentration in whole cell lysates

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040002064A1 (en) * 2002-06-27 2004-01-01 Ye Fang Toxin detection and compound screening using biological membrane microarrays
KR100523212B1 (en) * 2003-01-04 2005-10-24 한국과학기술원 A Protein Chip for Analyzing Interaction Between Protein and Substrate Peptide Therefor
US20040146885A1 (en) 2003-01-28 2004-07-29 Tran Nathaniel Tue Multiplexing array techniques

Also Published As

Publication number Publication date
KR100908641B1 (en) 2009-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20090023144A1 (en) Method and its kit for quantitatively detecting specific analyte with single capturing agent
CN1781022A (en) Membrane strip biosensor system for point-of-care testing
US11592442B2 (en) Control marker for implementing analysis methods on spots
CN116539597A (en) cTnI homogeneous phase chemiluminescence detection kit, detection method and device
US20220048025A1 (en) Systems and methods to enhance consistency of assay performance
Zuo et al. Determination of β-adrenergic agonists by hapten microarray
Xia et al. The glycan array platform as a tool to identify carbohydrate antigens
KR100908641B1 (en) Analysis of Unlabeled Blood Proteins Using Competitive Interactions Based on Chip Technology
Bang-Ce et al. Simultaneous detection of sulfamethazine, streptomycin, and tylosin in milk by microplate-array based SMM–FIA
JP3424831B2 (en) Binding assay
KR20130090892A (en) Co-coupling to control reactivity of reagents in immunoassays
Li et al. Simultaneous detection of various contaminants in milk based on visualized microarray
US20210190771A1 (en) Automated liquid immunoassay device and method therefor
EP4080212A2 (en) Immunochromatographic strip and kit, and competitive immunochromatographic analysis method using same
CN108291909A (en) Analyze analyte detection and its method
JP5073507B2 (en) Multiple immunochemical assays on elements
Haushalter et al. Multiplex flow assays
JP4920173B2 (en) Calibration microarray
JPH09507577A (en) Reaction column and method for multi-target simultaneous measurement
KR19990044241A (en) Analytical Elements and Methods for Determining Specific Binding Ligands Using Vanadium Bromoperoxidase as a Signal-Generating Enzyme
KR101726181B1 (en) Immunochromatography Analysis Device
US20050074902A1 (en) Method for obtaining a unique calibration system applied to multi-parametric doses of biological samples, immunologicaLreagent prepared for that purpose, and dosage method
WO2006062427A1 (en) Method for quantitatively detecting biological toxins
WO2008018631A1 (en) Liposome complex, liposome array, and method for detection of analyte
Poller et al. Influence of different surface chemistries on the ultrasensitive on-chip detection of enrofloxacin in milk

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130621

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131001

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee