KR20120138575A - An analytical method of a biochemical analyte using a chemiluminescent analytical chip placed in a spectrofluorometer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 형광분광광도계에 장착한 화학발광 분석칩을 이용한 생화학물질의 분석방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화학발광 분석칩을 상용 형광분광광도계 내부에 장착하고 외부에서 상기 화학발광 분석칩에 생화학 물질 시료, 분광분석 시약 및 산화제를 주입하여 화학발광 반응을 유도한 후 외부로 방출되는 화학발광 세기를 형광분광광도계로 측정함으로써 극미량의 생화학물질을 빠르고 정확하게 분석하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for analyzing biochemicals using a chemiluminescence analysis chip mounted on a fluorescence spectrophotometer, and more specifically, a chemiluminescence analysis chip is mounted inside a commercial fluorescence spectrometer and biochemically mounted on the chemiluminescence assay chip from the outside. The present invention relates to a method for rapidly and accurately analyzing trace amounts of biochemicals by injecting a substance sample, a spectroscopic reagent, and an oxidant to induce a chemiluminescence reaction and then measuring the chemiluminescence intensity emitted to the outside with a fluorescence spectrophotometer.
생화학물질을 분석하기 위한 방법으로 전기신호의 측정을 통하여 분석을 수행하는 전기화학적인 방법과 형광이나 화학발광 등과 같이 빛을 측정하여 분석을 수행하는 분광분석 방법 등이 일반적으로 사용된다. 이 중에서 빛을 사용하여 분석을 수행하는 분광분석 방법의 경우에 분석 감도가 우수하기 때문에 극미량의 생화학물질의 분석에 많이 사용되는 분석방법이다. 형광을 이용한 분석을 하기 위해서는 외부에서 분석 시료 용액에 빛을 조사해 준 후에 그 빛의 조사 경로의 직각인 각도에서 형광을 검출하여 분석을 수행한다. 그러나 화학발광을 사용한 분석의 경우에 외부에서 시료 용액에 빛을 조사해주지 않고 시료 용액 내부에서 화학반응에 의해서 발생되는 자체 발광으로 인해 방출되는 빛의 세기를 검출함으로써 분석 대상 시료의 농도를 분석한다. 이와 같이 화학발광을 이용한 분석은 형광을 이용한 분석에 비해서 잡음신호가 현저히 낮기 때문에 상대적으로 높은 신호 세기를 얻을 수 있어 특히 극미량의 생화학물질의 분석에 유용하다.As a method for analyzing biochemicals, electrochemical methods for performing analysis through measurement of electrical signals and spectroscopic methods for performing analysis by measuring light such as fluorescence or chemiluminescence are generally used. Among them, the spectral analysis method using light is an analysis method that is widely used for the analysis of trace amounts of biochemicals because of its excellent sensitivity. In order to perform analysis using fluorescence, light is irradiated to the analytical sample solution from the outside, and the analysis is performed by detecting fluorescence at an angle perpendicular to the irradiation path of the light. However, in the case of analysis using chemiluminescence, the concentration of the sample to be analyzed is analyzed by detecting the intensity of light emitted by self-emission generated by a chemical reaction inside the sample solution without irradiating light to the sample solution from the outside. As such, the analysis using chemiluminescence has a relatively low noise signal compared to the analysis using fluorescence, and thus a relatively high signal strength is obtained, which is particularly useful for analyzing trace amounts of biochemicals.
발광(lumonescence)이란 말은 1888년 독일 과학자 Eilhardt Wiedemann이 처음 만든 말로서 일반적으로 뜨거운 물체로부터 나오는 백열광에 반대되는 말인 냉광(cold light)을 일컫는다. 발광을 일으키는 들뜸 방식에 따라서 생체발광(bioluminescence), 화학발광(chemiluminescence), 전기발광(electroluminescence), 형광(fluorescence), 인광(phosphorescence), 방사선발광(radioluminescence), 열발광(thermoluminescence) 등으로 나누는데, 그 중에서도 형광은 같거나 더 큰 에너지를 가지는 복사선에 노출되어서 전자기 복사선을 방출하는 현상을 말한다. 지난 수십 년 동안 이 형광 현상을 이용한 형광분광법이 금속 이온들이나 유기화합물의 정량에 많이 사용되었다. 일반적으로 형광분광법으로 측정할 수 있는 물질들은 흡수분광법으로도 측정이 가능하지만 형광분광법은 흡수분광법보다 감도가 높고 선택성이 크다.The term lumonescence was first coined by the German scientist Eilhardt Wiedemann in 1888 and refers to cold light, which is generally opposed to incandescent light from hot objects. It is divided into bioluminescence, chemiluminescence, electroluminescence, fluorescence, phosphorescence, radioluminescence, thermoluminescence, etc. Among them, fluorescence refers to a phenomenon of emitting electromagnetic radiation by being exposed to radiation having the same or greater energy. Over the last few decades, fluorescence spectroscopy using this fluorescence has been used for the determination of metal ions and organic compounds. In general, materials that can be measured by fluorescence spectroscopy can also be measured by absorption spectroscopy, but fluorescence spectroscopy has higher sensitivity and selectivity than absorption spectroscopy.
화학발광이란 화학반응에 의하여 들뜬상태에 도달한 분자로부터 발생하는 발광을 일컫는다. 화학발광 시약으로는 루미놀(luminol) 및 루미놀 유도체, 디옥세탄(dioxetane), 로핀(lophine), 루시제닌(lucigenin), 아크리디늄(acridinium) 염, 인돌(indole) 유도체, 쮜프 염기(Schiff base), 옥살레이트(oxalate), 디페노일퍼옥시드(diphenoylperoxide), 루테늄화합물(Ru(bpy)3 2+) 등이 있다. 최근에는 루테늄화합물(Ru(bpy)3 2+)과 아미노산의 화학발광 반응을 이용한 아미노산의 분석에 관한 연구도 여러 연구그룹에서 수행하고 있다. 화학발광법은 측정장치가 비교적 간단하고, 분석감도가 흡수분광법이나 형광법에 비해 우수한 장점이 있다.
Chemiluminescence refers to luminescence generated from molecules reaching an excited state by a chemical reaction. Chemiluminescent reagents include luminol and luminol derivatives, dioxetane, lophine, lucigenin, acridinium salts, indole derivatives, Schiff base , Oxalate, diphenoylperoxide, ruthenium compound (Ru (bpy) 3 2+ ), and the like. Recently, research groups on the analysis of amino acids using the ruthenium compound (Ru (bpy) 3 2+ ) and the chemiluminescence reaction of amino acids have been conducted by various research groups. The chemiluminescence method has a relatively simple measuring device, and the analysis sensitivity is superior to the absorption spectroscopy and the fluorescence method.
루미놀(luminol, 5-amino-2,3-dihydrophthal-azine-1,4-dione)과 과산화수소(H2O2)의 화학발광반응은 촉매가 존재할 때에 하기와 같이 진행된다.The chemiluminescence reaction of luminol (luminol, 5-amino-2,3-dihydrophthal-azine-1,4-dione) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) proceeds as follows when a catalyst is present.
상기 반응에서 촉매작용을 하거나 반응을 억제하는 화학종의 농도가 이 반응에서 발생하는 화학발광 세기와 선형적인 관계를 가지면 이들 화학종들을 정량할 수 있다. 루미놀의 산화반응은 염기성 하에서 진행되는 반면에, 퍼옥살레이트(peroxyoxalate)는 중성에서 화학발광 반응을 진행시킬 수 있다. 퍼옥살레이트(peroxyoxalate)와 과산화수소(H2O2)의 반응은 하기와 같이 진행하여 화학발광을 나타낸다.These species can be quantified if the concentration of the species catalyzing or inhibiting the reaction has a linear relationship with the chemiluminescence intensity generated in the reaction. The oxidation of luminol proceeds under basic whereas peroxyoxalate can undergo chemiluminescence at neutral. The reaction between peroxyoxalate and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) proceeds as follows to show chemiluminescence.
상기와 같은 화학발광을 이용한 생화학물질의 분석을 수행할 수 있는 다양한 종류의 상용 형광분광광도계가 시판되고 있으며 일상적인 생화학물질의 극미량 분석을 위해서 사용되고 있다. 일반적으로 상용 형광분광광도계의 암실 챔버에 한 변의 길이가 1 cm인 정사각형의 분석 시료 셀(cell)을 장착시키고 이 분석 시료 셀에 분석 대상 시료와 분광분석 시약 및 산화제를 주입한 후에 암실 챔버의 두껑을 닫고 상용 형광분광광도계의 조작을 통하여 빛을 검출함으로써 분석 대상 시료의 농도를 정량한다. Various types of commercial fluorescence spectrometers capable of performing analysis of biochemicals using chemiluminescence are commercially available and used for analysis of trace amounts of daily biochemicals. Generally, a square analytical sample cell having a side length of 1 cm is mounted in a dark chamber of a commercial fluorescence spectrophotometer, and an analyte sample, a spectroscopic reagent, and an oxidizing agent are injected into the dark chamber chamber lid. The concentration of the sample to be analyzed is quantified by detecting light by operating a commercial fluorescence spectrophotometer.
소량의 생화학물질을 빠르고 정확하게 분석하기 위한 수단으로 최근에 랩온어칩(lab-on-a-chip)이나 마이크로 플루이딕 칩(microfluidic chip) 등의 소형화된 분석칩을 사용하는 분석기술의 개발이 활발하게 연구개발되고 있다. 상기 랩온어칩이나 마이크로 플루이딕 칩을 기반으로 한 생화학물질의 분석에 있어서 분석을 수행하는 과정에 분석칩의 마이크로 채널이나 마이크로 챔버 내의 극미량의 시료 용액을 대상으로 분석을 수행해야하는 어려움이 있다. 따라서 분석칩 내부의 극미량의 시료용액을 대상으로 분석을 수행할 수 있는 고감도의 검출기를 사용하는 것이 필요하다. Recently, the development of analytical technology using miniaturized analytical chips such as lab-on-a-chip and microfluidic chips as a means to analyze small quantities of biochemicals quickly and accurately Research and development. In the analysis of the biochemicals based on the lab-on-a-chip or the microfluidic chip, there is a difficulty in performing an analysis on a very small amount of sample solution in the microchannel or microchamber of the analysis chip. Therefore, it is necessary to use a high-sensitivity detector that can analyze the trace amount of sample solution inside the analysis chip.
극미량의 생화학물질을 효율적으로 분석하기 위해서 상용 형광분광광도계에 장착하여 분석을 수행하는 화학발광 분석칩을 제조하고 이 화학발광 분석칩에 분석대상이 되는 생화학물질과 분광분석시약 및 산화제를 주입함으로써 발생하는 화학발광의 세기를 상용 형광분광광도계의 고감도 검출기를 사용하여 검출함으로써 극미량의 생화학물질을 빠르고 정확하게 분석하기 위한 기술의 개발이 필요하다.
In order to efficiently analyze trace amounts of biochemicals, it is produced by manufacturing a chemiluminescence analysis chip which is mounted on a commercial fluorescence spectrophotometer to perform analysis and injecting biochemicals, spectroscopic reagents and oxidants to be analyzed into the chemiluminescence analysis chip. By detecting the intensity of chemiluminescence using a high sensitivity detector of a commercial fluorescence spectrophotometer, it is necessary to develop a technology for analyzing a trace amount of biochemicals quickly and accurately.
이에 본 발명자들은 상기와 같은 점을 감안하여 연구하던 중 화학발광 분석칩을 상용 형광분광광도계 내부에 장착하고 외부에서 상기 화학발광 분석칩에 생화학 물질 시료, 분광분석 시약 및 산화제를 주입하여 화학발광 반응을 유도한 후 외부로 방출되는 화학발광 세기를 형광분광광도계로 측정함으로써 극미량의 생화학물질을 빠르고 정확하게 분석할 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
In view of the above, the inventors of the present invention installed a chemiluminescence analysis chip inside a commercial fluorescence spectrophotometer, and injected a chemiluminescence sample, a spectrometry reagent, and an oxidant into the chemiluminescence analysis chip from the outside to chemiluminescence reaction. The present invention was completed by confirming that a trace amount of biochemicals could be analyzed quickly and accurately by measuring the chemiluminescence intensity emitted to the outside after induction of fluorescence spectrophotometer.
본 발명의 목적은 화학발광 분석칩을 상용 형광분광광도계에 장착하여 생화학물질의 분석을 수행함으로써, 소량의 생화학물질을 빠르게 분석할 수 있는 화학발광 분석칩의 장점과 상용 형광분광광도계의 고감도 분석의 장점을 결합하여 보다 더 효율적으로 소량의 생화학물질을 빠르고 정확하게 분석할 수 있는 생화학물질의 분석방법을 제공하는 것이다.
An object of the present invention is to mount a chemiluminescence assay chip on a commercial fluorescence spectrophotometer to perform analysis of biochemicals, the advantages of the chemiluminescence assay chip that can quickly analyze a small amount of biochemicals and high sensitivity analysis of a commercial fluorescence spectrophotometer Combining the advantages, it provides a biochemical analysis method that can analyze a small amount of biochemicals more quickly and accurately more efficiently.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 형광분광광도계에 장착한 화학발광 분석칩을 이용한 생화학 물질의 분석방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a method for analyzing a biochemical material using a chemiluminescence analysis chip mounted on a fluorescence spectrophotometer comprising the following steps.
1) 화학발광 분석칩을 형광분광광도계 내부에 장착하는 단계; 1) mounting the chemiluminescence analysis chip inside the fluorescence spectrophotometer;
2) 상기 형광분광광도계 외부에 연결된 시린지 펌프를 사용하여 상기 화학발광 분석칩에 생화학 물질 시료, 분광분석 시약 및 산화제를 주입하는 단계; 및2) injecting a biochemical sample, a spectroscopic reagent and an oxidizing agent into the chemiluminescent assay chip using a syringe pump connected to the outside of the fluorescence spectrophotometer; And
3) 외부로 방출되는 화학발광 세기를 형광분광광도계로 측정하는 단계.
3) measuring the chemiluminescence intensity emitted to the outside with a fluorescence spectrophotometer.
상기 단계 1은, 화학발광 분석칩을 형광분광광도계 내부에 장착하는 단계로서, 분광분석 시약과 산화제의 화학반응에 의해 방출되는 화학발광의 세기를 검출하기 위하여 화학발광 분석칩을 먼저 형광분광광도계 내부에 장착하는 단계이다.
본 발명에서, 상기 화학발광 분석칩은 형광분광광도계 내부에 수직으로 장착하는 것이 바람직하다.In the present invention, the chemiluminescence analysis chip is preferably mounted vertically inside the fluorescence spectrophotometer.
본 발명에서 용어 "화학발광 분석칩"은 분광분석 시약과 산화제의 화학발광 반응을 유도하여 분석 대상 물질을 검출하는 분석칩을 의미한다.As used herein, the term "chemiluminescent assay chip" refers to an assay chip that detects an analyte by inducing a chemiluminescence reaction between a spectroscopic reagent and an oxidant.
상기 화학발광 분석칩은 분석칩 본체; 상기 분석칩 본체 상부의 전방에 형성되는 분석 대상 시료 주입을 위한 시료 주입구, 분광분석 시약 주입을 위한 분광분석 시약 주입구 및 산화제 주입을 위한 산화제 주입구로 이루어진 유체 주입부; 상기 분석칩 본체 상부의 후방에 형성되는 유체 배출구; 상기 유체 주입부와 유체 배출구를 연통하여 상기 분석칩 본체 내부에 형성되는 마이크로채널; 및 상기 마이크로채널의 일부 구간으로서 상기 유체 주입부와 유체 배출구의 사이에 배치되는 마이크로챔버를 구비한다.The chemiluminescence analysis chip comprises an analysis chip body; A fluid injector including a sample inlet for injecting an analysis target sample formed in front of the upper part of the analysis chip, a spectroscopic reagent inlet for injecting a spectroscopic reagent, and an oxidant inlet for injecting an oxidant; A fluid outlet formed at the rear of the analysis chip main body; A microchannel formed in the analysis chip body in communication with the fluid inlet and the fluid outlet; And a microchamber disposed as a part of the microchannel between the fluid inlet and the fluid outlet.
상기 화학발광 분석칩은 분광분석 시약 및 산화제과 함께 분석대상이 되는 시료를 유체 주입부를 통해 주입하고 이들의 반응을 통해 발생하는 빛의 흡수 또는 방출의 세기를 측정하는 과정을 통해 상기 분석 대상이 되는 시료의 존재 여부 및/또는 양을 분석하기 위해 이용될 수 있다.The chemiluminescent assay chip is a sample to be analyzed by injecting a sample to be analyzed together with a spectroscopic reagent and an oxidant through a fluid injection unit and measuring the intensity of light absorption or emission generated through the reaction. Can be used to analyze the presence and / or amount of
상기 화학발광 분석칩 본체는 빛의 흡수 또는 방출의 세기를 측정하는 과정에 의해 분석을 행하는 분석칩의 본체로서 분석 대상이 되는 생화학물질과 분광분석 시약에 의한 빛의 흡수 또는 방출에 영향을 미치지 않는 재료로 제조된 것으로서, 근자외선 영역 또는 가시광선 파장영역에서 빛을 흡수하지 않거나 흡수하는 양이 매우 적은 재료로 제조된 것일 수 있다. The chemiluminescence assay chip body is a main body of an analysis chip that analyzes by measuring the intensity of light absorption or emission does not affect the absorption or emission of light by the biochemicals and spectroscopic reagents to be analyzed. As made of the material, it may be made of a material which does not absorb or absorbs light in the near ultraviolet region or the visible wavelength region is very small.
구체적으로, 상기 화학발광 분석칩 본체는 유리, 석영, 폴리카보네이트(polycarbonate) 폴리머(polymer), polydimethylsiloxane 등의 실리콘계 폴리머, 폴리프로필렌(polypropylene) 등의 올레핀계 폴리머 등의 재료를 사용하여 제조된 것일 수 있다.Specifically, the chemiluminescence analysis chip main body may be manufactured using materials such as glass-based, quartz, polycarbonate polymers, silicone-based polymers such as polydimethylsiloxane, and olefin-based polymers such as polypropylene. have.
바람직하기로, 상기 산화제 주입구는 시료 주입구와 분광분석 시약 주입구보다 후방에 위치한다. 이는 분석 대상 시료 주입을 위한 시료 주입구와 분광분석 시약 주입을 위한 분광분석 시약 주입구를 통해 각각 주입된 분석 대상 시료와 분광분석 시약이, 마이크로채널을 통해 후방에 배치된 산화제 주입을 위한 산화제 주입구에 도달하기 전에 상기 마이크로채널 내에서 미리 충분히 혼합된 후에 상기 산화제 주입구에 도달하여 산화제가 도입됨으로써 분석의 효율을 증대시킬 수 있기 때문이다.Preferably, the oxidant inlet is located behind the sample inlet and the spectroscopic reagent inlet. This means that the analyte sample and the spectroscopic reagent injected through the sample inlet for the sample injection and the spectroscopic reagent inlet for the spectroscopic reagent injection reach the oxidant inlet for the oxidant injection disposed behind the microchannel. This is because the efficiency of the analysis can be increased by reaching the oxidant inlet and introducing the oxidant after being sufficiently mixed in the microchannel beforehand.
상기 마이크로채널은 단면이 원형 또는 다각형인 것으로서, 원형의 지름 또는 다각형의 한 변의 길이가 30 내지 800 마이크로미터 크기의 범위인 것을 사용할 수 있다.The microchannel may have a circular or polygonal cross section, and a circular diameter or a length of one side of the polygon may be in the range of 30 to 800 micrometers in size.
상기 마이크로챔버는 단면이 원형 또는 다각형으로 형성되어 있으며, 원형의 지름 또는 다각형의 한 변의 길이가 30 내지 800 마이크로미터 크기의 범위인 것을 사용할 수 있다.The microchamber is formed in a circular or polygonal cross section, and the length of one side of the circular diameter or polygon may be in the range of 30 to 800 micrometers in size.
상기 화학발광 분석칩은 상기 분석칩 본체의 후면에 배치되는 기판을 추가로 구비할 수 있다.The chemiluminescence assay chip may further include a substrate disposed on a rear surface of the assay chip body.
상기 기판은 유리, 폴리머, 금속 등의 재질로 된 것으로서, 편평한 형태인 것이 바람직하며, 상기 분석칩 본체보다 넓이가 크고 상기 분석칩 본체와의 접합부 접착이 용이한 재료를 사용할 수 있다.The substrate is made of a material such as glass, polymer, metal, and the like, and is preferably flat, and may be made of a material having a larger width than the analysis chip main body and easily bonding to the analysis chip main body.
본 발명에서 형광분광광도계로는 일반적인 상용 형광분광광도계를 사용할 수 있다. In the present invention, a general commercial fluorescence spectrophotometer may be used.
본 발명에서 용어 "상용 형광분광광도계"는 빛의 세기를 측정하여 분석물질의 존재 여부와 농도를 측정하기 위한 목적으로 제조하여 판매하고 있는 형광분광광도계 상용 제품을 의미하는 것으로서 빛의 세기를 파장에 따라서 측정하거나 시간에 따라서 측정하는 기능을 하는 상용 제품을 사용할 수 있다.As used herein, the term "commercial fluorescence spectrophotometer" refers to a commercial fluorescence spectrophotometer commercial product that is manufactured and sold for the purpose of measuring the intensity of light to measure the presence and concentration of analyte. You can therefore use a commercial product that has the function of measuring or measuring over time.
바람직하기로, 본 발명에서 상기 화학발광 분석칩은 형광분광광도계 내부의 암실 챔버에 수직으로 장착할 수 있다.
Preferably, in the present invention, the chemiluminescence assay chip may be mounted vertically in a dark chamber inside the fluorescence spectrophotometer.
상기 단계 2는, 상기 형광분광광도계 외부에 연결된 시린지 펌프를 사용하여 상기 화학발광 분석칩에 생화학 물질 시료, 분광분석 시약 및 산화제를 주입하는 단계로서, 화학발광 분석칩에 시료, 분광분석 시약 및 산화제를 주입하여 화학발광 반응을 유도하는 단계이다.
본 발명에서 생화학물질은 화학발광 분석칩을 사용한 분석과정의 분석대상 물질로서 분광분석시약과 산화제의 반응으로 인해서 발생하는 화학발광의 세기를 증가 또는 감소 시키는 물질이며 상기 화학발광 세기의 증가 또는 감소의 정도를 검출함으로써 상기 생화학물질의 존재 여부와 농도를 분석할 수 있다.In the present invention, the biochemical material is an analyte of analytical process using a chemiluminescence assay chip and increases or decreases the intensity of chemiluminescence generated by the reaction of a spectroscopic reagent and an oxidant. By detecting the degree, the presence and concentration of the biochemical can be analyzed.
상기 분광분석 시약에 촉매로서 금속이온을 추가로 첨가함으로써 화학발광 세기를 더욱 증가시켜 분석의 정확도 및 민감도를 향상시킬 수 있다. 상기 금속이온으로는 구리이온, 코발트이온 또는 철이온 등을 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 금속이온은 Cu2 +, Co2 +, Fe3 + 또는 Fe2 +를 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.By additionally adding metal ions as a catalyst to the spectroscopic reagent, the chemiluminescence intensity can be further increased to improve the accuracy and sensitivity of the analysis. Copper ions, cobalt ions or iron ions may be used as the metal ions. Specifically, the metal ion may be used Cu 2 + , Co 2 + , Fe 3 + or Fe 2 + , but is not limited thereto.
상기 분광분석 시약은 상기 화학발광 분석칩 내에서 화학반응에 의해서 빛을 방출하는 기능을 하는 시약으로서 루미놀(luminol)과 루미놀 유도체, 디옥세탄(dioxetane), 로핀(lophine), 루시제닌(lucigenin), 아크리디늄(acridinium)염, 인돌(indole) 유도체, 옥살레이트(oxalate), 루테늄화합물(Ru(bpy)3 2+) 등을 사용할 수 있다. 상기 분광분석 시약은 다양한 pH 범위의 완충용액에 적정농도로 용해시켜서 사용할 수 있다.The spectroscopic reagent is a reagent that emits light by a chemical reaction in the chemiluminescence assay chip, luminol (luminol), luminol derivatives, dioxetane (dioxetane), lophine (lucigenin), Acridinium salts, indole derivatives, oxalate, ruthenium compounds (Ru (bpy) 3 2+ ) and the like can be used. The spectroscopic reagent may be dissolved in an appropriate concentration in a buffer solution of various pH ranges.
상기 산화제는 상기 분광분석시약의 산화반응을 진행시킴으로써 화학발광을 일으키는 물질로서 과산화수소(H2O2) 또는 시안화철(Fe(CN)6) 등을 사용할 수 있다. 상기 산화제는 특정 pH의 완충용액에 특정 농도로 제조하여 사용할 수 있다.
The oxidizing agent may be hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) or iron cyanide (Fe (CN) 6 ) and the like as a substance causing chemiluminescence by the oxidation reaction of the spectroscopic reagent. The oxidant may be prepared by using a specific concentration in a buffer of a specific pH.
상기 단계 3은, 외부로 방출되는 화학발광 세기를 형광분광광도계로 측정하는 단계로서, 생화학 물질의 존재 여부 및/또는 농도를 분석하기 위하여 화학발광 시약의 산화 반응에 의해서 외부로 방출되는 화학발광 세기를 형광분광광도계로 측정하는 단계이다.
본 발명에 따른 형광분광광도계에 장착한 화학발광 분석칩을 사용한 생화학물질 분석방법은 화학발광 분석칩을 형광분광광도계에 장착하여 생화학물질을 분석하는 것으로서, 상기 화학발광 분석칩 내에서 분광분석시약과 산화제의 화학반응에 의해 방출되는 화학발광의 세기를 상기 형광분광광도계를 사용하여 검출함으로써 상기 생화학물질의 존재 여부 또는 농도를 분석할 수 있다.Biochemical analysis method using a chemiluminescence analysis chip mounted on a fluorescence spectrophotometer according to the present invention is to mount a chemiluminescence analysis chip on a fluorescence spectrophotometer to analyze the biochemicals, and the spectroscopic analysis reagent in the chemiluminescence analysis chip By detecting the intensity of chemiluminescence emitted by the chemical reaction of the oxidizing agent using the fluorescence spectrophotometer, the presence or concentration of the biochemical can be analyzed.
상기 분석대상이 되는 생화학물질이 상기 분광분석 시약의 빛을 방출하는 반응을 촉진함으로써 빛의 방출 세기를 증가시키거나, 상기 분광분석 시약의 빛을 방출하는 반응을 방해함으로써 빛의 방출 세기를 감소시키는 것을 사용하여 상기 분석대상이 되는 생화학물질의 존재여부와 농도를 분석할 수 있다.The biochemical substance to be analyzed increases the intensity of light emission by promoting the light emitting reaction of the spectroscopic reagent, or decreases the emission intensity of light by interrupting the light emitting reaction of the spectroscopic reagent. It can be used to analyze the presence and concentration of the biochemicals to be analyzed.
본 발명에서, 상기 화학발광 분석칩과 형광분광광도계를 이용하여 분석가능한 생화학 물질로는 항산화제, 아미노산 또는 당 등이 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. In the present invention, biochemicals that can be analyzed using the chemiluminescence analysis chip and fluorescence spectrophotometer include antioxidants, amino acids or sugars, but are not limited thereto.
상기 항산화제는 생체 내에서 발생하는 활성산소를 제거하는 기능을 하거나 용액 내에서의 산화반응을 억제하는 기능을 하는 수퍼옥사이드 디스뮤타제(superoxide dismutase) 등과 같은 항산화 효소, 비타민 C와 E 등의 비타민, 플라보노이드(flavonoids) 등과 같은 피토화합물(phyto-chemical) 등이다.The antioxidants are antioxidant enzymes such as superoxide dismutase and vitamins such as vitamin C and E, which remove free radicals generated in vivo or inhibit oxidation reaction in solution. Phytochemicals such as flavonoids and the like.
상기 당은 글루코스 또는 수크로스를 예로 들 수 있다.
Examples of the sugars include glucose or sucrose.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 상용 형광분광광도계(10)에 장착한 화학발광 분석칩(20)을 사용한 생화학물질 분석을 위한 실험 장치 셋업을 나타내는 모식도이다.1 is a schematic diagram showing an experimental setup for a biochemical analysis using a
도 1에서 (가)는 상용 형광분광광도계(10)의 암실 챔버(11) 내에 장착한 화학발광 분석칩(20)과 연결된 실험장치 구조도를 나타내며 (나)는 화학발광 분석칩(20)의 구조를 나타낸다.In Figure 1 (a) is a structural diagram of the experimental device connected to the
도 1의 (가)에서 상용 형광분광광도계(10)는 암실 챔버(11), 빛 검출 슬릿(12), 단색화장치(monochromator)(13), 광증배관(photomultiplier tube)(14) 등으로 구성되어 있으며 상용 형광분광광도계(10)로부터 얻은 광학신호는 컴퓨터 본체(50)로 전달되어 모니터(51)에 분광분석 스펙트럼(60)의 형태로 분석결과를 표시한다. In FIG. 1A, the
상기 암실 챔버(11) 내부에 화학발광 분석칩(20)을 장착하여 사용할 수 있으며 외부에 설치되는 시린지 펌프(30)를 사용하여 상기 화학발광 분석칩(20)에 분석 대상이 되는 시료와 분광분석시약 및 산화제 용액을 주입할 수 있다. 이때 상기 화학발광 분석칩(20)은 암실 챔버(11) 내부에 수직으로 장착되는 것이 바람직하다. 상기와 같이 화학발광 분석칩(20)을 수직으로 장착하여 분석함으로써 상용 형광분광광도계의 암실챔버 내부에 장착하기 쉬울 뿐만 아니라 상용 형광분광광도계의 빛 검출 슬릿(12)의 위치와 화학발광 분석칩(20)의 마이크로 채널이나 마이크로 챔버의 위치가 잘 대응되어서 결과적으로 높은 분광분석 스펙트럼(60)을 용이하게 얻을 수 있는 장점이 있다.The
상기 화학발광 분석칩(20)은 분석칩 본체(21) 내에 시료 주입구(22), 분광분석 시약 주입구(23) 및 산화제 주입구(24)로 이루어진 유체 주입부, 및 유체 배출구(29)를 구비하고 있으며, 시료 주입구(22)와 분광분석 시약 주입구(23)가 전방에 위치하고 중간에 산화제 주입구(24)가 위치하며 후방에 유체 배출구(29)가 위치한다. 상기 유체 주입부 및 상기 유체 배출구(29) 사이에 이들을 연통하여 상기 분석칩 본체 내부에 형성되는 마이크로채널(25)을 가지며 상기 중간에 위치한 산화제 주입구(24)와 상기 유체 배출구(29) 사이에 상기 마이크로채널(25)의 일부 구간으로서 마이크로 챔버(27)를 가진다. The
상기 화학발광 분석칩(20)을 상기 상용 형광분광광도계(10)의 상기 암실 챔버(11)에 수직으로 장착한 후에 상기 암실 챔버(11)의 두껑을 닫고 외부에 설치된 상기 시린지 펌프(30)를 사용하여 시료 주입 시린지(31)를 사용하여 상기 시료 용액을 시료 주입 튜브(32)를 통하여 상기 화학발광 분석칩(20)의 상기 시료 주입구(22)로 일정한 속도로 주입한다. 또한 상기 시린지 펌프(30)를 사용하여 분광분석시약 주입 시린지(33)를 사용하여 상기 분광분석시약을 분광분석 시약 주입 튜브(34)를 통하여 상기 화학발광 분석칩(20)의 상기 분광분석시약 주입구(23)로 일정한 속도로 주입한다. 또한 상기 시린지 펌프(30)를 사용하여 상기 산화제 주입 시린지(35)를 사용하여 산화제 주입 튜브(36)를 통하여 상기 화학발광 분석칩(20)의 상기 산화제 주입구(24)로 일정한 속도로 주입한다. 상기 마이크로 채널(25)에서 주입된 상기 시료 용액과 상기 분광분석시약 및 상기 산화제가 반응하여 화학발광을 방출하게 되는데 이때 방출되는 빛은 빛 검출 슬릿(12)을 통하여 상기 단색화장치(13)를 거쳐서 상기 광증배관(14)에서 빛의 세기가 증폭된다. 이 증폭된 빛 신호는 상기 컴퓨터 본체(50)로 들어가고 상기 모니터(51)에 분광분석 스펙트럼(60)의 형태로 표시한다. 이와 같은 과정에 의해 표시된 상기 분광분석 스펙트럼(60)을 통하여 상기 분석 대상 시료의 양을 정량할 수 있다.
After mounting the
도 2는 본 발명에서 실제 제조한 (가) 화학발광 분석칩의 사진, (나) 시린지 펌프와 연결된 화학발광 분석칩을 장착한 형광분광광도계 사진, (다) 형광분광광도계의 암실 챔버 내부의 화학발광 분석칩을 보여주는 사진, (라) 암실 챔버 내부에 장착된 화학발광 분석칩을 나타내는 사진이다.
Figure 2 is a picture of the (a) chemiluminescence analysis chip actually manufactured in the present invention, (b) a fluorescence spectrophotometer equipped with a chemiluminescence assay chip connected to the syringe pump, (c) the chemical inside the dark chamber of the fluorescence spectrophotometer (D) Picture showing the luminescence analysis chip.
상기 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 화학발광 분석칩을 상용 형광분광광도계에 장착한 후에 분석대상 물질로 에녹사신을 사용하고 분광분석시약으로는 루미놀을 사용하며 산화제로는 과산화수소 또는 시안화철을 사용하여 이들을 상기 화학발광 분석칩에 주입함으로써 발생하는 화학발광의 세기를 고감도 검출 기능을 갖는 상용 형광분광광도계로 검출하여 분석한 결과를 도 3 내지 도 5에 나타내었다.
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, after mounting the chemiluminescence analysis chip of the present invention on a commercial fluorescence spectrophotometer, enoxacin is used as an analyte, luminol is used as a spectroscopic reagent, and hydrogen peroxide or 3 to 5 show the results of detecting and analyzing the intensity of chemiluminescence generated by injecting these into the chemiluminescence analysis chip using iron cyanide with a commercial fluorescence spectrophotometer having a high sensitivity detection function.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 상용 형광분광광도계에 장착한 화학발광 분석칩을 사용한 생화학물질 분석방법은 화학발광 분석칩을 상용 형광분광광도계의 암실 챔버에 장착하여 생화학물질의 분석을 수행함으로써, 소량의 생화학물질을 빠르게 분석할 수 있는 화학발광 분석칩의 장점과 상용 형광분광광도계가 갖고 있는 고감도 분석의 장점을 결합하여 소량의 생화학물질을 빠르고 정확하게 분석할 수 있다.Biochemical analysis method using a chemiluminescence analysis chip mounted on a commercial fluorescence spectrophotometer according to the present invention described above by mounting the chemiluminescence analysis chip in a dark chamber chamber of a commercial fluorescence spectrophotometer to perform analysis of biochemicals, By combining the advantages of chemiluminescence analysis chips that can rapidly analyze biochemicals with the high sensitivity of commercial fluorescence spectrophotometers, small quantities of biochemicals can be analyzed quickly and accurately.
본 발명에 따른 상용 형광분광광도계에 장착한 화학발광 분석칩을 사용한 생화학물질 분석방법은 화학발광 분석칩을 분석 대상이 되는 생화학물질에 따라서 다양한 크기와 형태로 제조한 화학발광 분석칩을 상용 형광분광광도계의 암실 챔버에 쉽게 장착시켜서 분석을 수행하고 분석 후에 쉽게 탈착시킬 수 있다.Biochemical analysis method using a chemiluminescence analysis chip mounted on a commercial fluorescence spectrophotometer according to the present invention is commercial fluorescence spectroscopy using a chemiluminescence analysis chip manufactured in various sizes and shapes according to the biochemical material to be analyzed Easily mounted in the darkroom chamber of the photometer to perform the analysis and to be easily detached after analysis.
본 발명에 따른 상용 형광분광광도계에 장착한 화학발광 분석칩을 사용한 생화학물질 분석방법은 화학발광 분석칩을 상용 형광분광광도계에 장착하여 생화학물질의 분석을 수행하기 때문에 화학발광 분석칩의 마이크로 챔버로부터 발생되는 미세한 화학발광 세기도 고감도로 검출할 수 있으며 검출한 결과의 데이터 처리가 용이하고 상용 형광분광광도계가 갖는 장점인 높은 정밀도로 재현성있는 결과를 얻기가 용이하여 극미량의 생화학물질의 분석에 유용하다.Biochemical analysis method using a chemiluminescence assay chip mounted on a commercial fluorescence spectrophotometer according to the present invention is mounted on a commercial fluorescence spectrophotometer to perform analysis of biochemicals from the microchamber of the chemiluminescence assay chip The minute chemiluminescence intensity generated can be detected with high sensitivity, and it is useful for analyzing trace amount of biochemicals because it is easy to process the data of the detected result and it is easy to obtain reproducible results with high precision which is the advantage of commercial fluorescence spectrophotometer. .
본 발명에 따른 상용 형광분광광도계에 장착한 화학발광 분석칩을 사용한 생화학물질 분석방법은 화학발광 분석칩의 마이크로 챔버에서 분광분석 시약과 산화제의 화학반응 및 이에 영향을 미치는 생화학물질의 작용에 의해서 발생하는 자체 발광인 화학발광의 빛의 세기를 상용 형광분광광도계를 사용하여 검출함으로써 생화학물질을 분석하는 것이기 때문에 장치의 셋팅이 간단하고 단순한 조작만으로도 고감도의 생화학물질 분석 결과를 빠르게 얻을 수 있다.
Biochemical analysis method using a chemiluminescence assay chip mounted on a commercial fluorescence spectrophotometer according to the present invention is generated by the chemical reaction of the spectroscopic reagent and oxidant in the microchamber of the chemiluminescence assay chip and the action of biochemicals affecting it By detecting the intensity of the chemiluminescence light, which is self-luminescence, by using a commercial fluorescence spectrophotometer, the biochemicals are analyzed. Therefore, a simple and simple operation of the device can quickly obtain high sensitivity biochemical analysis results.
도 1은 본 발명의 상용 형광분광광도계에 장착한 화학발광 분석칩을 사용한 생화학물질 분석을 위한 실험 장치 셋업을 나타내는 모식도이다. 이때 (가)는 상용 형광분광광도계의 암실 챔버 내에 장착한 화학발광 분석칩과 연결된 실험장치 구조도를 나타내며 (나)는 화학발광 분석칩의 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명에서 실제 제조한 (가) 화학발광 분석칩의 사진, (나) 시린지 펌프(syringe pump)와 연결된 화학발광 분석칩을 장착한 형광분광광도계 사진, (다) 형광분광광도계의 암실 챔버 내부의 화학발광 분석칩을 보여주는 사진, (라) 암실 챔버 내부에 장착된 화학발광 분석칩을 나타내는 사진이다.
도 3은 상용 형광분광광도계에 제조한 화학발광 분석칩을 장착한 후에 상기 화학발과 분석칩에 화학발광 시약인 루미놀(luminol)과 산화제인 과산화수소(H2O2)를 주입하여 얻은 화학발광 세기(1), 루미놀-과산화수소 반응에 구리이온(Cu2 +) 촉매를 주입한 경우의 화학발광 세기(2), 및 루미놀-과산화수소-구리이온 촉매 시스템에 분석물인 에녹사신(enoxacin)을 주입한 경우의 증가된 화학발광 세기(3)를 나타낸다.
도 4는 상용 형광분광광도계에 화학발광 분석칩을 장착한 후에 상기 화학발광 분석칩에 주입한 루미놀과 시안화철(Fe(CN)6)의 반응에 의한 화학발광 세기(1)와 루미놀-시안화철에 분석물질인 에녹사신(enoxacin)을 주입한 경우의 증가된 화학발광 세기(2)를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 화학발광 분석칩을 상용 형광분광광도계에 장착한 후에 상기 화학발광 분석칩에 주입한 루미놀-시안화철에 분석물질인 에녹사신(enoxacin)을 다양한 농도로 주입한 경우 에녹사신 농도에 따른 화학발광 세기를 나타낸다. 1 is a schematic diagram showing an experimental setup for a biochemical analysis using a chemiluminescence analysis chip mounted on a commercial fluorescence spectrophotometer of the present invention. (A) shows the structural diagram of the experimental device connected to the chemiluminescence analysis chip mounted in the dark chamber of the commercial fluorescence spectrophotometer, and (B) shows the structure of the chemiluminescence analysis chip.
Figure 2 is a photo of the (a) chemiluminescence analysis chip actually manufactured in the present invention, (b) a fluorescence spectrophotometer equipped with a chemiluminescence analysis chip connected to a syringe pump (syringe pump), (c) a dark room of the fluorescence spectrophotometer The photo shows the chemiluminescence analysis chip inside the chamber. (D) The photo shows the chemiluminescence analysis chip mounted in the dark chamber.
3 is a chemiluminescence intensity obtained by injecting a chemiluminescence analysis chip prepared in a commercial fluorescence spectrophotometer and injecting a chemiluminescence reagent luminol (luminol) and an oxidizing agent hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) 1, luminol - if injected is water analysis in the copper ion catalyst system Enoch reaper (enoxacin) - chemiluminescence intensity (2), and luminol in the case of injection of a copper ion (Cu 2 +) catalyst for hydrogen peroxide reaction of hydrogen peroxide Increased chemiluminescence intensity (3).
Figure 4 shows the chemiluminescence intensity (1) and luminol-iron cyanide by the reaction of luminol and iron cyanide (Fe (CN) 6 ) injected into the chemiluminescence assay chip after mounting a chemiluminescence assay chip in a commercial fluorescence spectrophotometer Increased chemiluminescence intensity (2) when an anoxal, enoxacin, was injected into the
5 is a concentration of enoxacin when luminoxin (enoxacin) is injected into the luminol-iron cyanide injected into the chemiluminescence assay chip at various concentrations after the chemiluminescence assay chip of the present invention is mounted on a commercial fluorescence spectrophotometer. It shows the chemiluminescence intensity according to.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These embodiments are only for describing the present invention more specifically, and the scope of the present invention is not limited by these examples.
실시예Example 1: 생화학 물질 첨가 여부에 따른 본 발명 화학발광 1: chemiluminescence of the present invention according to the addition of biochemicals 분석칩Analysis chip 및 형광분광광도계를 이용한 And fluorescence spectrophotometer 루미놀과Luminol and 과산화수소의 산화반응에 의한 화학발광 세기 변화 Changes in Chemiluminescence Intensity by Oxidation of Hydrogen Peroxide
도 1에 도시된 바와 같이 상용 형광분광광도계 내에 화학발광 분석칩을 장착하고 시료인 생화학 물질의 첨가 여부에 따른 본 발명 화학발광 분석칩 및 형광분광광도계를 이용한 루미놀과 과산화수소의 산화반응에 의한 화학발광 세기 변화를 조사하였다. 본 실시예에서 시료인 생화학 물질로는 항균제의 일종인 에녹사신(enoxacin)을 사용하였다. As shown in FIG. 1, a chemiluminescence assay chip was mounted in a commercial fluorescence spectrophotometer and chemiluminescence was generated by oxidation of luminol and hydrogen peroxide using the chemiluminescence assay chip and fluorescence spectrophotometer according to the present invention. The intensity change was investigated. In the present embodiment, the biochemicals used as samples were enoxacin, which is a kind of antibacterial agent.
화학발광 세기는 상기 화학발광 분석칩을 상용 형광분광광도계 내에 장착하고 상기 화학발광 분석칩에 시료인 에녹사신, 화학발광 시약인 루미놀(luminol) 및 산화제인 과산화수소(H2O2)를 주입한 후 측정하였다. 선택적으로 상기 화학발광 시약에 구리이온(Cu2 +) 촉매를 추가로 주입하였다.The chemiluminescence intensity was mounted in a commercial fluorescence spectrophotometer, and after injecting a sample of enoxacin, a chemiluminescent reagent, luminol and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) into the chemiluminescence analysis chip. Measured. Alternatively it was injected additional copper ions (Cu + 2) catalyst for the chemiluminescent reagent.
이때 실험조건으로 루미놀(luminol) 시약의 농도는 KCl-NaOH 완충용액에 용해시켜 1 mM로 조절하였고, 과산화수소(H2O2) 농도는 0.1 M로 하였으며, 에녹사신(ENX) 농도는 0.1 mM로 하였고, pH는 12.8로 하였으며, 구리이온의 농도는 0.1 mM로 하였고, 유체의 흐름 속도는 30 ml/h로 하였다.At this time, the concentration of luminol reagent was dissolved in KCl-NaOH buffer and adjusted to 1 mM, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) concentration was 0.1 M, and enoxacin (ENX) concentration was 0.1 mM. The pH was 12.8, the copper ion concentration was 0.1 mM, and the flow rate of the fluid was 30 ml / h.
상기 분석 결과를 도 3에 나타내었다.The analysis results are shown in FIG. 3.
도 3에서 (1)은 루미놀(luminol)과 산화제인 과산화수소(H2O2)만을 주입한 경우의 화학발광 세기이고, (2)는 루미놀-과산화수소 반응에 구리이온(Cu2 +) 촉매가 주입되었을 경우의 화학발광 세기를 나타내며, (3)은 루미놀-과산화수소-구리이온촉매 시스템에 시료인 에녹사신(enoxacin)이 주입되었을 경우의 증가된 화학발광 세기를 나타낸다.And in Figure 3 (1), chemiluminescence intensity when only one injection luminol (luminol) and the oxidizing agent is hydrogen peroxide (H 2 O 2), ( 2) is a luminol-copper ion (Cu 2 +), the catalyst is injected into the hydrogen peroxide reaction (3) shows the increased chemiluminescence intensity when enoxacin, a sample, is injected into the luminol-hydrogen peroxide-copper ion catalyst system.
도 3을 통해, 루미놀-과산화수소의 반응에 구리이온이 촉매작용을 함으로써 증가된 화학발광 세기(2)가 얻어진 것을 볼 수 있다. 또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 분석 대상 물질인 에녹사신이 주입되었을 경우에 화학발광 세기가 더욱 증가하는 것을 볼 수 있다. 이를 통해, 화학발광 분석칩과 형광분광광도계를 조합하여 이용할 경우 소량의 생화학물질이라도 빠르고 더욱 정확하게 분석하는 것이 가능함을 확인할 수 있다.
3, it can be seen that increased chemiluminescence intensity (2) was obtained by catalyzing the reaction of luminol-hydrogen peroxide with copper ions. In addition, as shown in FIG. 3, it can be seen that the chemiluminescence intensity is further increased when enoxacin is injected. Through this, it can be confirmed that even a small amount of biochemicals can be analyzed more quickly and accurately when using a combination of a chemiluminescence analysis chip and a fluorescence spectrophotometer.
실시예Example 2: 생화학 물질 첨가 여부에 따른 본 발명 화학발광 2: chemiluminescence of the present invention according to the addition of biochemicals 분석칩Analysis chip 및 형광분광광도계를 이용한 And fluorescence spectrophotometer 루미놀과Luminol and 시안화철의Iron cyanide 산화반응에 의한 화학발광 세기 변화 Changes in Chemiluminescence Intensity by Oxidation
도 1에 도시된 바와 같이 상용 형광분광광도계 내에 화학발광 분석칩을 장착하고 시료인 생화학 물질의 첨가 여부에 따른 본 발명 화학발광 분석칩 및 형광분광광도계를 이용한 루미놀과 시안화철의 산화반응에 의한 화학발광 세기 변화를 조사하였다. 본 실시예에서 시료인 생화학 물질로는 항균제의 일종인 에녹사신(enoxacin)을 사용하였다. As shown in FIG. 1, a chemical luminescence assay chip is mounted in a commercial fluorescence spectrometer, and the chemistry by oxidation of luminol and iron cyanide using the chemiluminescence assay chip and fluorescence spectrophotometer according to the present invention according to the addition of a biochemical material as a sample The emission intensity change was investigated. In the present embodiment, the biochemicals used as samples were enoxacin, which is a kind of antibacterial agent.
화학발광 세기는 상기 화학발광 분석칩을 상용 형광분광광도계 내에 장착하고 상기 화학발광 분석칩에 시료인 에녹사신, 화학발광 시약인 루미놀(luminol) 및 산화제인 시안화철(Fe(CN)6)를 주입한 후 측정하였다.The chemiluminescence intensity is mounted in a commercial fluorescence spectrometer, and the chemiluminescence analysis chip is injected with enoxacin as a sample, luminol as a chemiluminescent reagent, and iron cyanide (Fe (CN) 6 ) as an oxidizer. It was measured after.
이때 실험조건으로 루미놀(luminol) 시약의 농도는 KCl-NaOH 완충용액에 용해시켜 1 mM로 조절하였고, 시안화철 농도는 0.1 mM로 하였으며, 에녹사신(ENX) 농도는 0.1 mM로 하였고, pH는 12.8로 하였으며, 유체의 흐름 속도는 30 ml/h로 하였다.At this time, the concentration of luminol reagent was dissolved in KCl-NaOH buffer and adjusted to 1 mM, iron cyanide concentration was 0.1 mM, enoxacin (ENX) concentration was 0.1 mM, and pH was 12.8. The flow rate of the fluid was 30 ml / h.
상기 분석 결과를 도 4에 나타내었다.The analysis results are shown in FIG. 4.
도 4에서 (1)은 루미놀과 시안화철(Fe(CN)6)의 반응에 의한 화학발광 세기를 나타내고, (2)는 루미놀-시안화철에 시료인 에녹사신(enoxacin)을 주입한 경우 증가된 화학발광 세기를 나타낸다. In Figure 4 (1) shows the chemiluminescence intensity by the reaction of luminol and iron cyanide (Fe (CN) 6 ), (2) increased when injecting enoxacin (enoxacin) as a sample to the luminol-iron cyanide The chemiluminescence intensity is shown.
도 4에 나타낸 바와 같이, 분석 대상 물질인 에녹사신이 주입되었을 경우에 화학발광 세기가 루미놀-시안화철만 주입되었을 때보다 2배 이상 증가한 것을 볼 수 있다.
As shown in Figure 4, it can be seen that the chemiluminescence intensity increased more than twice when the luminol-iron cyanide was injected when enoxacin, an analyte, was injected.
실시예Example 3: 생화학 물질의 농도에 따른 본 발명 화학발광 3: chemiluminescence of the present invention according to the concentration of biochemicals 분석칩Analysis chip 및 형광분광광도계를 이용한 And fluorescence spectrophotometer 루미놀과Luminol and 시안화철의Iron cyanide 산화반응에 의한 화학발광 세기 변화 Changes in Chemiluminescence Intensity by Oxidation
도 1에 도시된 바와 같이 상용 형광분광광도계 내에 화학발광 분석칩을 장착하고 시료인 생화학 물질의 농도에 따른 본 발명 화학발광 분석칩 및 형광분광광도계를 이용한 루미놀과 시안화철의 산화반응에 의한 화학발광 세기 변화를 조사하였다. 본 실시예에서 시료인 생화학 물질로는 항균제의 일종인 에녹사신(enoxacin)을 사용하였다. As shown in FIG. 1, a chemiluminescence assay chip was mounted in a commercial fluorescence spectrophotometer and chemiluminescence was generated by oxidation of luminol and iron cyanide using a chemiluminescence assay chip and a fluorescence spectrophotometer according to the concentration of a biochemical material as a sample. The intensity change was investigated. In the present embodiment, the biochemicals used as samples were enoxacin, which is a kind of antibacterial agent.
화학발광 세기는 상기 화학발광 분석칩을 상용 형광분광광도계 내에 장착하고 상기 화학발광 분석칩에 시료인 에녹사신을 각각 다른 농도로 주입하고, 화학발광 시약인 루미놀(luminol)과 산화제인 시안화철(Fe(CN)6)를 주입한 후 측정하였다.The chemiluminescence intensity is mounted in a commercial fluorescence spectrophotometer and injected into the chemiluminescence analysis chip at different concentrations, and the chemiluminescence reagent luminol and iron cyanide (Fe) (CN) 6 ) was measured after injection.
이때 실험조건으로 루미놀(luminol) 시약의 농도는 KCl-NaOH 완충용액에 용해시켜 1 mM로 조절하였고, 시안화철 농도는 0.1 mM로 하였으며, pH는 12.8로 하였고, 유체의 흐름 속도는 30 ml/h로 하였다. 한편, 에녹사신의 농도는 0.1×10-6 M, 0.5×10-6 M, 1×10-6 M, 5×10-6 M, 10×10-6 M, 50×10-6 M 및 100×10-6 M로 각각 다르게 하였다.At this time, the concentration of luminol reagent was dissolved in KCl-NaOH buffer and adjusted to 1 mM, the concentration of iron cyanide was 0.1 mM, the pH was 12.8, and the flow rate of the fluid was 30 ml / h. It was set as. Meanwhile, the concentrations of enoxacin are 0.1 × 10 -6 M, 0.5 × 10 -6 M, 1 × 10 -6 M, 5 × 10 -6 M, 10 × 10 -6 M, 50 × 10 -6 M and 100 Each of them was different with x10-6 M.
상기 분석 결과를 도 5에 나타내었다.The analysis results are shown in FIG. 5.
도 5에서, (1)은 에녹사신의 농도가 0.1×10-6 M인 경우, (2)는 0.5×10-6 M인 경우, (3)은 1×10-6 M인 경우, (4)는 5×10-6 M인 경우, (5)는 10×10-6 M인 경우, (6)은 50×10-6 M인 경우, (7)은 100×10-6 M인 경우이다. In Figure 5, (1) is the case where the concentration of enoxacin is 0.1 × 10 -6 M, (2) is 0.5 × 10 -6 M, (3) is 1 × 10 -6 M, (4 ) Is 5 × 10 -6 M, (5) is 10 × 10 -6 M, (6) is 50 × 10 -6 M, and (7) is 100 × 10 -6 M .
도 5의 결과에서 볼 수 있는 것처럼, 분석 대상 물질인 에녹사신의 농도가 증가할수록 단계적으로 화학발광 세기가 증가함을 확인할 수 있었다. 따라서, 분석대상 물질의 농도가 증가함에 따라 증가하는 화학발광 세기를 검출하는 것을 사용하여 분석대상 물질을 정량할 수 있음을 알 수 있다.
As can be seen in the results of Figure 5, it was confirmed that the chemiluminescence intensity increases step by step as the concentration of the analysis material enoxacin increases. Therefore, it can be seen that the analyte can be quantified by detecting the chemiluminescence intensity that increases as the concentration of the analyte increases.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.While preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above specific embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the appended claims. And equivalents should also be considered to be within the scope of the present invention.
Claims (11)
상기 형광분광광도계 외부에 연결된 시린지 펌프를 사용하여 상기 화학발광 분석칩에 생화학 물질 시료, 분광분석 시약 및 산화제를 주입하는 단계; 및
외부로 방출되는 화학발광 세기를 형광분광광도계로 측정하는 단계를 포함하는, 형광분광광도계에 장착한 화학발광 분석칩을 이용한 생화학 물질의 분석방법.
Mounting a chemiluminescence analysis chip inside a fluorescence spectrophotometer;
Injecting a biochemical sample, a spectroscopic reagent, and an oxidant into the chemiluminescent assay chip using a syringe pump connected to the outside of the fluorescence spectrophotometer; And
A method of analyzing a biochemical using a chemiluminescence analysis chip mounted on a fluorescence spectrometer, comprising measuring the chemiluminescence intensity emitted to the outside with a fluorescence spectrophotometer.
The method of claim 1, wherein the chemiluminescence analysis chip is mounted vertically inside the fluorescence spectrophotometer.
According to claim 1, wherein the chemiluminescence analysis chip comprises an analysis chip body; A fluid injector including a sample inlet for injecting an analysis target sample formed in front of the analysis chip main body, a spectroscopic reagent inlet for injecting spectroscopic reagent, and an oxidant inlet for injecting an oxidant; A fluid outlet formed at the rear of the analysis chip main body; A microchannel formed in the analysis chip body in communication with the fluid inlet and the fluid outlet; And a microchamber disposed between the fluid inlet and the fluid outlet as a part of the microchannel, wherein the biochemical material using the chemiluminescence analysis chip mounted on the fluorescence spectrophotometer.
4. The method of claim 3, wherein the oxidant inlet is located behind the sample inlet and the spectroscopic reagent inlet.
The method of claim 1, wherein a metal ion is further added to the spectroscopic reagent as a catalyst.
The method of claim 5, wherein the copper ions, cobalt ions or iron ions are biochemical substances using a chemiluminescence analysis chip mounted on a fluorescence spectrophotometer.
The method of claim 1, wherein the biochemical is an antioxidant, an amino acid, or a sugar.
The method of claim 7, wherein the antioxidant is a superoxide dismutase, vitamin C, vitamin E, or flavonoid.
The method according to claim 7, wherein the sugar is glucose or sucrose. The method for analyzing a biochemical using a chemiluminescence assay chip mounted on a fluorescence spectrophotometer.
The method of claim 1, wherein the spectroscopic reagent is luminol, luminol derivative, dioxetane, ropin, lucigenin, acridinium salt, indole derivative, oxalate or ruthenium compound, using a chemiluminescence analysis chip mounted on a fluorescence spectrophotometer Method of analysis of biochemicals.
Priority Applications (1)
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KR1020110058148A KR101243472B1 (en) | 2011-06-15 | 2011-06-15 | An analytical method of a biochemical analyte using a chemiluminescent analytical chip placed in a spectrofluorometer |
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