KR20110115681A - 페이퍼 크로마토그래피 및 화학발광법을 이용한 마이크로시스틴 검출방법 및 검출키트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 페이퍼 크로마토그래피 및 화학발광법을 이용한 조류 독소 마이크로시스틴 검출방법 및 검출키트에 관한 것으로, 수계에 존재하는 조류 독소 성분인 마이크로시스틴을 약 5 pg/mL 농도까지 고감도로 검출할 수 있고, 이전에 개발된 화학적 방법, 면역학적 방법이나 측방유동 검출법에 비해 간단하고, 편리하며, 조작이 간편한 장점이 있다.

Description

페이퍼 크로마토그래피 및 화학발광법을 이용한 마이크로시스틴 검출방법 및 검출키트{Microcystin detection kit using paper chromatography and chemical luminescence and detection method thereof}
본 발명은 페이퍼 크로마토그래피 및 화학발광법을 이용한 조류 독소 마이크로시스틴 검출방법 및 검출키트에 관한 것이다.
마이크로시스틴(microcystin)은 조류(藻類) 독소로서 강력한 간장독을 일으킨다. 마이크로시스틴은 50 종류에 이르는 성분이 있고, 각 성분의 독성도 반드시 일치하지 않은 까닭에 정밀한 분리와 확실한 검출이 가능한 화학적 분석법이 요구되고 있다.
화학적인 분석법으로는 주로 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)를 이용하는 방법, 기체크로마토그래피(GC) 및 얇은 판 크로마토그래피(TLC)를 이용하는 방법 등이 있다. 하지만 이 방법들은 시료를 추출하거나 농축해야 하기 때문에 감도가 낮은 한계를 갖는다.
따라서, 새로운 방법의 개발 요구가 대두되었고, 그 일 예로서 항원(antigen)과 항체(antibody)의 면역반응을 기초로 하는 분석 방법이 있다. 이 방법은 분석시간이 빠르고, 감도가 높으며, 비용이 적게 드는 장점 때문에 널리 사용되고 있다. 면역반응을 기초로 하는 분석법은 생물학적 및 약물학적인 물질들을 검출하고 정량분석하는데 사용되는 방법으로 항원-항체 간 특이성과 친화력으로 높은 감도를 나타내나, 정량 분석을 하기 위해서는 신호발생 물질이 필요하다. 시료 중에 극미량으로 존재하는 단백질을 정량분석 하기 위해 항원과 항체 간의 면역반응을 토대로 한 연구가 수년간 실행되어오고 있으며, 이로 인해 검출하기 어려운 생화학 물질들의 분석도 가능하게 되었다.
면역반응에 기초로 하는 분석법의 대표적인 방법으로는 효소면역측정법(ELISA)이 있는데, ELISA는 분석법은 복잡한 다단계과정을 거치며, 고가의 분석기기를 사용해서 실험실에서만 정량화할 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 이러한 시설이나 설비가 갖추어지지 않은 소규모의 실험실, 정수현장 및 가정 등에서는 사용하기가 용이하지 않고, 숙련된 조작자들이 없을 경우 합리적인 측정값을 산출하기 어려운 문제가 있다.

본 발명은 상기 기존 검출방법의 단점을 개선하고, 고감도로 마이크로시스틴의 검출이 가능한 신규의 검출키트 및 검출방법을 개발하여 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에서는 면역 크로마토그래피 방법과 화학발광법을 이용하여 마이크로시스틴을 측정하기 위한 방법 및 키트를 완성하였다. 기본 원리는 면역화학적인 방법과 크로마토그래피를 조합한 것으로, 분석물의 분리는 페이퍼 크로마토그래피에서, 검출은 항체-항원 반응에 의하여 이루어진다. 면역학적 분석방법은 항체 기술을 이용한 높은 특이도(specificity)와 신속성을 포함하고 있다. 또한, 화학발광법은 최대 젭토 몰(zepto mole, 10-21 mole) 농도까지 측정이 가능한 것으로 알려져 있기 때문에 기존의 비색법 및 형광법에 비해 더욱 고감도(sensitivity) 분석능력을 가지는 장점이 있다.
본 발명에서 사용한 '감도(sensitivity)'라는 용어는 항 마이크로시스틴 단일클론 항체-효소 결합체가 분석물 중 함유된 마이크로시스틴을 검출할 수 있는 정도를 의미한다.
본 발명에서 사용한 '화학발광'이라는 용어는 마이크로시스틴의 항체-효소결합체 중 효소에 의해 발광되는 빛을 가리킨다.
본 발명에서 사용한 '분석물(analyte)'이라는 용어는 스트립에 분주되는 액체시료 중 분석 대상 화합물인 마이크로시스틴 또는 그것이 포함된 조성물을 가리킨다. 본 발명에서 사용되는 액체시료는 분석물을 함유하는 어떠한 시료로부터 선택될 수 있으며, 예로는 수돗물, 호소의 물, 식수, 정수처리된 물 등이 있다.
본 발명의 마이크로시스틴의 검출방법은 시료패드와 크로마토그래피 매질을 포함하여 구성되는 스트립에 마이크로시스틴을 포함하는 분석물을 함유하는 액체시료를 분주하고 전개시키는 단계; 전개 후, 스트립을 건조시켜 분석물을 매질에 고정화하는 단계; 마이크로시스틴을 항원으로 인식하여 결합하는 단일클론항체와 발광반응을 일으키는 효소의 결합체를 스트립 상의 액체시료 분주 부분에 분주하고 전개시켜 마이크로시스틴과 항원항체반응을 유도시키는 단계; 및 항원항체반응이 완료된 후, 스트립에 발광반응을 일으키는 효소와 반응하여 발광을 일으킬 수 있는 발광용액을 가해주어 발광반응을 유발시키는 단계로 구성되는데, 하기에서 각 단계를 세분해서 구체적으로 설명하고자 한다.
(1) 시료패드와 크로마토그래피 매질을 포함하여 구성되는 스트립에 마이크로시스틴을 포함하는 분석물을 함유하는 액체시료를 분주하고 전개시키는 단계
본 단계에서는 마이크로시스틴을 포함하는 분석물을 함유하는 액체시료를 스트립에 분주하고 전개시키는 단계이다. 본 발명에서 사용되는 스트립은 시료패드와 크로마토그래피 매질을 포함하여 구성되는데, 당업계에 통상적으로 알려진 스트립의 구성을 가진다. 본 발명에 따른 스트립의 두께는 중요하지 않지만 바람직하게 0.2 내지 0.7 mm인 것이 좋다. 일반적으로, 최소 두께는 스트립 재질의 강도 및 용이한 검출 신호의 생성 필요성에 의해 결정되고, 최대 두께는 시약의 취급 용이성 및 시약의 비용에 의해 결정되는데, 이와 같은 기준에 의하여 두께는 정해질 수 있다. 너비는 시약을 보존하고 한정된 크기의 샘플을 제공하기 위해 일반적으로 좁게 만드는데, 보통 20 mm 미만, 바람직하게는 10 mm 미만인 것이 좋다.
본 발명의 스트립 중 시료패드는 기본적으로 분석물이 함유된 액체시료를 접수하는 역할을 한다. 이러한 기능에 더하여 시료패드는 시료 중의 불용성 입자를 여과하는 기능을 가질 수 있다. 이러한 관점에서, 본 발명의 시료패드는 여과 기능을 부가하는 재질인 셀룰로즈 여과지가 바람직하다.
시료패드는 분석물이 비특이적으로 흡착되는 것을 막고, 시료의 성분들이 크로마토그래피 매질을 통해 용이하게 이동할 수 있도록 하고, 반응의 감도를 유지하며, 효소가 표지된 항체와 시료의 성분 사이에 이루어질 수 있는 원치 않는 비특이적 반응을 최대한 방지하기 위하여 전처리하는 것이 바람직한데, 시료패드의 전처리는 보통 불활성 단백질을 사용하거나 계면활성제를 사용하여 수행한다.
한편, 본 발명의 스트립 중 크로마토그래피 매질은 분석물 및 항 마이크로시스틴 단일클론항체-효소의 결합체가 모세관력에 의해 신속하게 이동하여 매질 위에 고정된 포획자에 도달될 수 있도록 하는 것을 사용하며, 균일한 특성을 갖는 것이 바람직하다. 크로마토그래피 매질은 포획자를 고정할 수 있는 능력(capacity)이 중요한데, 이러한 결합능(binding capacity)은 매질의 기공 구조 및 매질의 후처리에 따라 달라진다. 크로마토그래피 매질에 화학적으로 결합 고정되어 있는 포획자가 고농도로 사용될 경우, 활성화된 필터지를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서 바람직하게 사용될 수 있는 크로마토그래피 매질은 니트로셀룰로즈(NC) 매질이다.
한편, 분석물에 용매를 첨가하여 제조되는 액체시료에 있어서, 용매는 보통 수성 매질을 사용하며, 약 40 중량 % 이하의 다른 극성 용매, 특히 알코올, 에테르 등을 포함하여 탄소수가 1~4인 산화 용매를 포함할 수 있다. 보통 공동 용매가 약 20 중량 % 미만으로 존재한다. 시료의 성질에 따라 일부 환경 하에서는 수성 매질 중 일부 또는 전부가 분석물 자체에 의해 제공될 수 있다. 액체시료 용액의 pH는 바람직하게 6 내지 9인 것이 바람직한데, pH는 결합 요소들의 중요한 결합 친화성 부위 및 신호 생성 시스템에 의한 신호의 임의 생성을 유지하는 정도에 의해 선택된다. 검정 동안에 원하는 pH로 조절하고, 그 pH를 유지하기 위해 다양한 완충액을 사용할 수 있다.
(2) 전개 후, 스트립을 건조시켜 분석물을 매질에 고정화하는 단계;
본 단계는 상기 단계의 전개 후, 스트립을 건조시켜 분석물을 매질에 고정화하는 단계이다. 고정화는 바람직하게는 40 ℃에서 30분간 잘 말려 분석물이 크로마토그래피 매질에 고정화되도록 하는 것이 좋다.
(3) 마이크로시스틴을 항원으로 인식하여 결합하는 단일클론항체와 발광반응을 일으키는 효소의 결합체를 스트립 상의 액체시료 분주 부분에 분주하고 전개시켜 마이크로시스틴과 항원항체반응을 유도시키는 단계
본 단계는 마이크로시스틴에 대한 단일클론항체와 발광반응을 일으키는 효소의 결합체를 스트립 상의 액체시료 분주 부분에 분주하고 전개시켜 마이크로시스틴과 항원항체반응을 유도시키는 단계이다.
본 단계에서는 분석물이 함유된 액체 시료를 분주한 부분에 '분석물에 대한 단일클론항체-효소 결합체'를 분주하여 바람직하게 40℃에서 30분간 반응시킨다. 이때, '분석물에 대한 단일클론항체-효소 결합체'는 크로마토그래피 매질을 통해 이동되도록 하고, 이미 고정되어 있던 분석물이 이와 반응하게 된다.
(4) 항원항체반응이 완료된 후, 스트립에 발광반응을 일으키는 효소와 반응하여 발광을 일으킬 수 있는 발광용액을 가해주어 발광반응을 유발시키는 단계
본 단계는 상기 단계의 항원항체반응이 완료된 후, 스트립에 발광반응을 일으키는 효소와 반응하여 발광을 일으킬 수 있는 발광용액을 가해주어 발광반응을 유발시키는 단계이다. 항원항체반응이 끝난 후에 크로마토그래피 매질 상에 화학발광용액을 가해주면 항체-효소 결합체에 포함된 효소로 인해 별도의 인자 없이도 빛을 유발하게 된다.
화학발광용액은 바람직하게 루미놀(luminol, 5-amino-2,3-dihydro-1,4-phthalazine-dione) 시약을 사용하여 제조한다. 루미놀은 혈흔의 감식에 널리 쓰이는 질소 헤테로고리 화합물이다. 과산화수소나 하이포염소산염 등으로 산화시키면 육안으로도 구별 가능한 자청색의 발광현상이 나타난다. 산화제로는 바람직하게 과산화수소를 사용할 수 있다.
발광을 일으키는 원리는 하기와 같은데, 먼저 알칼리 조건에서 루미놀이 두 개의 수소를 잃고, 두 개의 산소원자가 6각형 고리의 중간에 다리형으로 결합(산화)한다. 이 산화된 상태는 불안정하므로 질소가 곧바로 기체로 되어 떨어져 나간다. 질소가 떨어져 나가 생긴 중간체는 높은 에너지 상태로 불안정한데, 곧바로 내부의 에너지를 빛에너지의 형태로 내어 놓고 안정한 저에너지 상태로 이동한다. 이때, 발광 현상이 나타나는데, 이를 화학발광이라고 한다.
한편, 본 발명은 마이크로시스틴을 포함하는 분석물을 함유하는 액체시료에 존재하는 마이크로시스틴을 고정화할 수 있는 크로마토그래피 매질을 포함하는 스트립; 마이크로시스틴을 항원으로 인식하여 결합하는 단일클론항체와 발광반응을 일으키는 효소의 결합체; 및 상기의 발광반응을 일으키는 효소와 반응하여 발광을 일으킬 수 있는 발광용액;을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로시스틴 검출키트를 제공한다. 검출키트를 구성하는 각각 구성요소에 대한 구체적 설명은 상기의 마이크로시스틴 검출방법에서 이미 설명하였으므로 키트에서는 그 기재를 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 검출방법 및 검출키트는 수계에 존재하는 조류 독소 성분인 마이크로시스틴을 약 5 pg/mL 농도까지 고감도로 검출할 수 있고, 이전에 개발된 화학적 방법, 면역학적 방법 및 측방유동 검출법에 비해 간단하고, 편리하며, 조작이 간편한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 검출 스트립을 이용하여 마이크로시스틴을 검출해 본 결과이다.
도 2는 루미놀과 산화제(과산화수소)의 첨가 비율에 따른 화학발광 세기의 변화를 보여주는 결과이다.
이하, 본 발명의 내용을 하기 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다만, 본 발명의 권리범위는 하기 실시예에만 한정되지 아니하고, 그와 등가의 기술적 사상의 변형까지를 포함한다.
제조예 1: 항 마이크로시스틴 단일클론항체 제조
본 제조예에서는 하기 실시예에서 사용할 항 마이크로시스틴 단일클론항체를 제조하였다. 조류독소 마이크로시스틴은 분자량이 1000 Da 정도로 비교적 작은 단백질에 해당하므로 이에 대한 항체를 직접 제조하기는 무리가 있다. 따라서, 분자량이 큰 소 혈청 알부민(BSA, Bovine Serum Albumin)과 결합체를 만들어 단일클론항체의 제조를 위한 항원으로 사용하였다.
마이크로시스틴과 BAS의 결합체는 하기의 과정을 통해 제조하였다. 먼저 BSA 1 mg을 PBS(Phosphate Buffered Saline; pH 7.4) 1 mL에 녹였다. PBS는 H2O 1L에 NaCl 8 g, KCl 0.2 g, Na2HPO4 0.244 g, KH2PO4 0.28 g을 첨가하여 제조한 후 산 혹은 염기를 첨가하여 pH를 7.2로 조정하여 사용하였다. 마이크로시스틴을 BSA의 약 50~100 배 (mol 비) 정도 되도록 BSA 용액에 첨가하고 잘 섞어 주었다. 여기에 EDAC(1-ethyl-3(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide)를 MCs의 약 50배 정도 넣어준 후 반응 촉매로 산을 소량 가하여 주었다. 이때 첨가하는 산은 강산인 HCl 보다는 HOBt를 사용하는 것이 BSA에 영향을 덜 미친다. 산을 가한 후, 흔들어주며 4℃에서 하루 동안 반응시켰다. 20배로 희석한 PBS에 하루 동안 투석한 후 13000 rpm에서 30분 동안 원심분리하여 반응하지 않은 여러 가지 성분들을 분리하고 상층액을 취했다. 그 후 얻어진 MCs-BSA를 항원으로 이용하여 단일클론항체의 제조에 관한 통상의 방법을 사용하여 항 마이크로시스틴 단일클론항체를 제조하였다.
제조예 2: 항 마이크로시스틴 단일클론항체-효소( HRP ) 결합체의 제조
본 제조예에서는 하기 실시예에서 사용할 항 마이크로시스틴 단일클론항체-효소(HRP) 결합체를 제조하였다. 측정하고자 하는 조류독소 마이크로시스틴에 대한 단일클론항체에 신호 발생원인 효소(HRP)를 다음과 같은 방법으로 중합시켰다.
단일클론항체-효소(HRP) 결합체의 제조에 사용될 항 마이크로시스틴 단일클론항체는 95% 이상의 고순도로 정제된 것을 사용하였으며, 농도는 1 mg/ml 이상의 농도가 좋은 결합비율을 보여 주었다. 효소와의 반응을 용이하게 하기 위하여 정제된 항 마이크로시스틴 단일클론항체를 암모니아와 아민 이온이 들어 있지 않은 완충용액(0.1 M PBS, pH 7.2)으로 4 ℃ 냉장실에서 12~24시간 동안 투석하였다. 투석된 단일클론항체는 사용하기 전까지 -20℃이하 냉동고에 보관하였다. 완충용액에서 투석된 단일클론항체에 분말로 된 HRP(sigma, St. Louis, MO) 을 직접 첨가하여 천천히 섞어 준 후 1% 글루타르알데히드(glutaraldehyde)를 첨가하였다. 그 후 108 μL의 1 M Tris(pH 7.2) 용액을 넣어준 후 4 ℃ 냉장고에서 1~2시간 동안 교반기를 사용하여 반응시켰다. 세파덱스(Sephadex) G-25를 충전한 분배 컬럼을 사용하여 반응하지 않고 남아있는 여분의 효소물질과 단백질을 제거하였다. 정제된 단일클론항체-효소(HRP)의 중합체는 사용하기 전까지 냉장 또는 -20 ℃이하의 냉동고에 보관하였다.
제조예 3: 니트로셀룰로스 막에 고정화
본 제조예에서는 하기 실시예에서 수행되는 마이크로시스틴의 니트로셀룰로스 막에 고정화하는 과정과 단일클론항체-효소 결합체를 분주하여 마이크로시스틴과 결합시키고 고정화하는 과정을 설명하고자 한다.
먼저, 마이크로시스틴을 막에 고정화하는 과정을 설명하고자 한다. 멀티 채널 마이크로 피펫을 이용하여 작은 점의 형태로 1 ㎕씩 마이크로시스틴을 니트로셀룰로스 막 위에 분주하였다. 분주한 이후에 온도는 25℃, 습도는 35~50%로 유지되는 제습 장치 안에서 2시간 동안 분주된 마이크로시스틴을 고정화하였다.
다음으로, 단일클론항체-효소 결합체를 고정화하는 과정에 대해 설명하고자 한다. 상기 제조예 2에서 제조한 단일클론항체-효소의 결합체를 희석용 완충용액(PBS, pH 7.2)에 여러 가지 비율로 각각 희석하였다. 그 다음 1 ㎕씩 멀티채널 마이크로피펫을 이용하여 스트립상의 시료패드에 분주한 후 전개시키고 건조하였다. 건조하는 과정은 세 가지 방법이 가능하다.
첫째, 단백질 성분의 안정성을 고려하여 40 ℃ 이하의 온도로 6시간 동안 진공 건조시키는 방법이 있다.
둘째, 제습 장치 안에서 16시간 동안 실온 건조하는 방법이 있다.
셋째, 첫 번째 방법보다는 다소 시간이 걸리지만, 단백질 성분의 불활성 가능성을 더욱 줄이고자 동결건조방법이 있다.
실시예 1: 마이크로시스틴의 검출
크로마토그래피가 진행될 매질은 니트로셀룰로스로서 RH 35~50%에서 2시간 동안 고정화하였다. 단백질의 안정화와 반응물 사이의 비특이적 반응을 막기 위해 분주된 막을 안정액(1% BSA, 0.05% 트윈 20, 0.1% PVA의 혼합액)에 처리하여 5분 동안 평형화시켰다. 처리된 매질은 표면의 과도한 용액을 제거하고 40 ℃에서 30분 동안 건조하였다.
이후, 마이크로시스틴을 1 ㎕ 분주한 후 40℃에서 30분 동안 건조하였다. 그 다음 제조예 2에서 제조한 항 마이크로시스틴 항체와 효소(HRP)의 중합체를 완충액(PBS, pH 7.4)으로 희석하여(PSA: 1/1, 1/2, 1/5, 1/10) 마이크로시스틴을 분주했던 곳에 1 ㎕씩 분주하였다. 분주된 니트로셀룰로스 막은 40℃에서 30분 동안 건조하였다.
건조된 니트로셀룰로스 매질은 지지대 위에 고정되어 플라스틱 하우징에 조립하었다. 건조된 스트립은 루미놀을 첨가한 후 화학발광 검출기로 측정하였다.
도 1은 본 발명의 검출 스트립을 이용하여 마이크로시스틴을 검출해 본 결과이다. 도 1에서 보는 바와 같이 마이크로시스틴이 유효하게 검출되었다.
실시예 2: 루미놀 용액과 산화제의 첨가 비율에 따른 화학발광 세기 비교
루미놀 용액과 산화제로 사용되는 과산화수소의 적절한 비율을 알기 위해 루미놀:과산화수소의 비율을 1:1, 2:1, 3:1로 하여 항 마이크로시스틴 항체-효소의 결합체에 의한 발광 정도를 비교하였다.
항 마이크로시스틴 항체-효소 결합체를 희석하여 그 중 1 ㎕ 니트로셀룰로스 매질 위에 분주한 후 40℃에서 30분 동안 고정화하고, 각각의 비율로 섞은 루미놀 용액을 1 ㎕ 가한 후 화학발광 검출기로 발광을 측정하였다. 루미놀 용액의 농도는 2.6 mM 이며, 0.1 M NaOH 환경 하에서 제조하였다. 과산화수소 수용액의 농도는 3%으로 일정하게 하였다.
도 2는 이에 따른 결과이며 루미놀의 비율이 높을수록 화학발광 세기가 커짐을 알 수 있었다. 특히, 항 마이크로시스틴 항체-효소의 결합체를 희석하지 않고 크로마토그래피 매질에 분주한 것의 빛의 세기가 월등함을 알 수 있었다.
실시예 3: 발광효소의 종류와 농도에 따른 빛의 세기 비교
두 종류의 발광효소를 항 마이크로시스틴 항체에 결합시켜 빛의 세기를 비교 분석하였다. HRP(HorseRadish Peroxidase)와 ALP(ALkaline Phosphatase)를 각각 결합시켜 시험을 수행한 결과, HRP가 안정성과 재현성 측면에서 모두 좋은 결과를 보였다.
따라서, 농도에 따른 빛의 세기를 알아보는 차후 실험은 HRP를 기본 효소로 하여 진행하였다. 항체-효소 결합체의 성능을 알아보기 위해 1/1, 1/2, 1/5, 1/10 으로 희석하여 니트로셀룰로스 매질에 분주한 후 루미놀을 넣어 화학발광 측정 장치로 측정해 보았는데, 그 결과는 표 1과 같았다.
Figure pat00001
항체-효소 결합체의 농도를 감소 또는 증가시켰을 경우 신호의 세기가 감소 또는 증가하였는데, 모든 희석 비율에서 상대표준편차가 7 이하를 나타내었으며, 재현성 있는 결과를 보였다.
실시예 4: 마이크로시스틴의 최소 검출 한계 조사
마이크로시스틴이 분주된 니트로셀룰로스 매질에 항 마이크로시스틴 항체-효소 결합체를 1 ㎕의 양이 되도록 분주하여 고정시켰다. 마이크로시스틴 표준용액은 희석 완충액(PBST, 10 mM 포스페이트, 150 mM NaCl, 0.3% 트윈 20, pH 7.4)으로 연속희석법을 이용해 희석한 후 4.725, 9.45, 47.5, 94.5, 945 pg/mL의 농도로 준비하여 분주하였다. 이때, 항 마이크로시스틴 항체-효소 결합체는 1/10으로 희석된 것을 사용하였으며, 루미놀과 과산화수소의 비율은 3:1로 하였다. 루미놀을 첨가한 후 화학발광 검출기로 발광을 측정하였다.
분석물의 빛의 양은 수치 값으로 환산되어 검출 장치의 화면상에 출력되었는데, 그 결과는 표 2와 같았다.
Figure pat00002
실험결과, 마이크로시스틴의 최저 검출 한계는 4.725 pg/mL이었고, 직선성은 약 5 pg/mL 내지 550 ng/mL까지의 상당히 넓은 범위를 보였다.

Claims (9)

  1. 시료패드와 크로마토그래피 매질을 포함하여 구성되는 스트립에 마이크로시스틴을 포함하는 분석물을 함유하는 액체시료를 분주하고 전개시키는 단계;
    전개 후, 스트립을 건조시켜 분석물을 매질에 고정화하는 단계;
    마이크로시스틴을 항원으로 인식하여 결합하는 단일클론항체와 발광반응을 일으키는 효소의 결합체를 스트립 상의 액체시료 분주 부분에 분주하고 전개시켜 마이크로시스틴과 항원항체반응을 유도시키는 단계; 및
    항원항체반응이 완료된 후, 스트립에 발광반응을 일으키는 효소와 반응하여 발광을 일으킬 수 있는 발광용액을 가해주어 발광반응을 유발시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로시스틴의 검출방법
  2. 제1항에 있어서,
    상기 매질은,
    니트로셀룰로스인 것을 특징으로 하는 마이크로시스틴의 검출방법
  3. 제1항에 있어서,
    액체시료는,
    pH가 6 내지 9인 것을 특징으로 하는 마이크로시스틴의 검출방법
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발광용액은,
    산화됨으로써 빛을 발산할 수 있는 루미놀(5-amino-2,3-dihydro-1,4-phthalazine-dione) 및 루미놀을 산화시키는 산화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로시스틴의 검출방법
  5. 제4항에 있어서,
    상기 산화제는,
    과산화수소 또는 하이포염소산인 것을 특징으로 하는 마이크로시스틴의 검출방법
  6. 마이크로시스틴을 포함하는 분석물을 함유하는 액체시료에 존재하는 마이크로시스틴을 고정화할 수 있는 크로마토그래피 매질을 포함하는 스트립;
    마이크로시스틴을 항원으로 인식하여 결합하는 단일클론항체와 발광반응을 일으키는 효소의 결합체; 및,
    상기의 발광반응을 일으키는 효소와 반응하여 발광을 일으킬 수 있는 발광용액;을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로시스틴 검출키트
  7. 제6항에 있어서,
    상기 매질은,
    니트로셀룰로스인 것을 특징으로 하는 마이크로시스틴 검출키트
  8. 제6항에 있어서,
    상기 발광용액은,
    산화됨으로써 빛을 발산할 수 있는 루미놀(5-amino-2,3-dihydro-1,4-phthalazine-dione) 및 루미놀을 산화시키는 산화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로시스틴 검출키트
  9. 8항에 있어서,
    상기 산화제는,
    과산화수소나 하이포염소산인 것을 특징으로 하는 마이크로시스틴 검출키트

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102393435A (zh) * 2011-11-09 2012-03-28 江南大学 一种水产品中痕量藻毒素含量的检测方法
CN102494986A (zh) * 2011-11-22 2012-06-13 南京大学 一种测定微囊藻上浮百分比的方法
CN103076420A (zh) * 2012-12-31 2013-05-01 江苏省环境监测中心 一种利用超高效液相色谱/三重四极杆串联质谱法检测多组分微囊藻毒素的方法
CN103543219A (zh) * 2013-09-17 2014-01-29 北京市水产科学研究所 一种从城市富营养化蓝藻水华水体中提取蓝藻毒素的方法
CN103940921A (zh) * 2014-01-09 2014-07-23 山东出入境检验检疫局检验检疫技术中心 一种微囊藻毒素的液相色谱-串联质谱检测方法
CN106990246A (zh) * 2017-04-01 2017-07-28 天津农学院 一种微囊藻毒素‑lr酶联免疫检测试剂盒
CN107037155A (zh) * 2017-04-28 2017-08-11 哈尔滨工业大学 同时萃取富集定量水中典型的四种嗅味物质和三种藻毒素的方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102393435A (zh) * 2011-11-09 2012-03-28 江南大学 一种水产品中痕量藻毒素含量的检测方法
CN102494986A (zh) * 2011-11-22 2012-06-13 南京大学 一种测定微囊藻上浮百分比的方法
CN103076420A (zh) * 2012-12-31 2013-05-01 江苏省环境监测中心 一种利用超高效液相色谱/三重四极杆串联质谱法检测多组分微囊藻毒素的方法
CN103543219A (zh) * 2013-09-17 2014-01-29 北京市水产科学研究所 一种从城市富营养化蓝藻水华水体中提取蓝藻毒素的方法
CN103940921A (zh) * 2014-01-09 2014-07-23 山东出入境检验检疫局检验检疫技术中心 一种微囊藻毒素的液相色谱-串联质谱检测方法
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