KR20180096084A - Stationary liquid phase lab-on-a-tubing - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a lab-on-a-tubing capable of conducing a series of experiments by accommodating each different type of solutions. According to an embodiment of the present invention, the lab-on-a-tubing includes a liquid valve between each different type of solutions and prevents each different type of solutions from being mixed. In addition, the different types of solutions each include a detection solution and a sample containing an analyzing substance, and the analyzing substance can be detected by moving the same to the detection solution by means of a moving unit, thereby easily opening and closing the liquid valve in accordance with the movement of the analyzing substance.

Description

정지 액체상 랩온어튜빙{Stationary liquid phase lab-on-a-tubing}A stationary liquid phase lab-on-a-tubing

본 발명은 서로 다른 종류의 용액을 수용하여, 일련의 실험을 수행할 수 있는 랩온어튜빙(lab-on-a-tubing)에 관한 것이다.The present invention relates to a lab-on-a-tubing capable of receiving a different kind of solution and performing a series of experiments.

ELISA(enzyme-linked immunosorbent assay)와 같은 면역분석(immunoassay)은 항체를 이용하는 검출 방법으로 질병이나 연구에 널리 사용되고 있다. 예를 들어 샌드위치 ELISA 방법에는 분석물질의 서로 다른 부위에 결합하는 두 종류의 항체를 사용하는데 그 가운데 한 항체는 면역플레이트(immunoplate) 와 같은 고체상(solid phase)에 고정시켜 포획항체(capture antibody)로 사용한다. 포획항체가 있는 고체상에 분석물질을 포함하는 시료를 더하여 반응시키면 분석물질이 항체에 결합한다. 이 상태에서 고체상 표면을 세척 완충용액(washing buffer)으로 세척하면 분석물질을 제외한 세척 완충용액으로 세척하면 고체상에는 분석물질의 양에 비례하여 효소가 결합하게 된다. 따라서, 효소 활성을 측정함으로써 분석물질의 양을 측정할 수 있다.Immunoassay, such as enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), is an antibody-based detection method widely used in disease and research. For example, the sandwich ELISA method uses two types of antibodies that bind to different parts of the analyte, one of which is immobilized on a solid phase, such as an immunoplate, use. When a sample containing the analyte is added to a solid phase on which the capture antibody is present, the analyte binds to the antibody. If the surface of the solid phase is washed with a washing buffer in this state, the enzyme is bound to the solid phase in a proportion to the amount of the analyte. Therefore, the amount of the analyte can be measured by measuring the enzyme activity.

여기서, 고체상에 항체를 고정시키는 이유는 고체상에 결합하지 않고 액체상(liquid phase) 에 남아있는 물질들을 쉽게 제거할 수 있기 때문이다. 다른 면역 분석법에서는 고체상(solid phase)에 항체와 결합할 수 있는 이차항체나 단백질 G(protein G)를 고정시켜 사용하기도 하고 항원을 고정시키기도 한다.Here, the reason for immobilizing the antibody on the solid phase is that it can easily remove substances remaining in the liquid phase without binding to the solid phase. In other immunoassays, a secondary antibody or protein G (protein G), which can bind to a solid phase, can be immobilized or immobilized on the antigen.

고체상으로는 면역플레이트(immunoplate)와 같은 플라스틱 표면이 많이 사용되지만 표면적이 넓은 장점으로 인하여 입자를 사용할 수 있다. 특히 자성입자(magnetic particle)는 자석을 이용하여 포집하거나 이동시킬 수 있는 장점을 가지고 있어 불순물이 많이 포함되어 있는 시료에서 분석물질을 분리하는 전처리(pretreatment)에 많이 이용되고 있다. 예를 들어 분석물질에 대한 항체를 고정시킨 자성입자를 시료에 넣고 반응시키면 분석물질이 자성입자에 고정된 항체에 결합하게 된다. 그리고 반응공간 외부에서 자석을 벽에 가하면 자성입자는 모두 반응공간의 벽에 달라붙게 되고 나머지 용액을 제거함으로써 불순물을 모두 제거할 수 있다.Plastics surfaces such as immunoplate are used in solid phase, but particles can be used because of its wide surface area. Particularly, magnetic particles have a merit that they can be collected or moved by using magnets, and thus they are widely used for pretreatment for separating analytes from samples containing a large amount of impurities. For example, when magnetic particles immobilized with an antibody against an analyte are put into a sample and reacted, the analyte binds to the antibody immobilized on the magnetic particle. When the magnet is placed on the wall outside the reaction space, all of the magnetic particles adhere to the walls of the reaction space, and the impurities can be removed by removing the remaining solution.

그러나, 종래의 면역분석법을 자동화하기 위해서는 액체를 이동시켜야 하기 때문에 펌프가 필요하고, 장치 내에 세척 완충용액이 담긴 통과 액체의 이동을 위한 튜빙들이 필요하며, 또한 면역플레이트나 액체 주입장치를 이동시키는 이송장치가 필요하기 때문에 장치가 크고 복잡해지는 문제점이 발생되었다.However, in order to automate the conventional immunoassay, a pump is required to move the liquid, tubing for moving the passing liquid containing the washing buffer solution is required in the apparatus, A problem arises that the device becomes large and complicated because the device is required.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 정지 액체상에서 고체상인 입자를 이동시킴으로써 면역분석법을 시행하는 기술(등록특허 제10-1398764호)이 제안된 바 있다. In order to solve such a problem, a technique of performing immunoassay by moving solid particles in a stationary liquid phase (Patent No. 10-1398764) has been proposed.

상기 기술은 도 1에 도시된 바와 같이, 입자(particle, 200)를 포함하는 반응물(reactant)과 분석물질(analyte)을 포함하는 시료(sample)의 혼합용액이 담겨지는 시료공간(sample chamber, 110), 검출용액(detection solution)이 담겨지는 검출공간(detection chamber, 120) 그리고 시료공간(110)과 검출공간(120) 사이에 위치하는 채널(channel, 130)을 포함하는 정지액체상 랩온어칩(stationary liquid phase lab-on-a-chip, SLP LOC, 100)에서 입자를 시료공간(110)에서 검출공간(120)으로 이동시킴으로써 분석물질을 검출할 수 있는 기술이 개시되어 있다.1, a sample chamber 110 in which a mixed solution of a sample containing an analyte and a reactant containing particles 200 is placed, A detection chamber 120 in which a detection solution is contained and a channel 130 positioned between the sample space 110 and the detection space 120, discloses a technique capable of detecting analytes by moving particles from a sample space 110 to a detection space 120 in a stationary liquid phase lab-on-a-chip (SLP LOC, 100).

특히, 도 2를 참조하면, 종래기술의 랩온어칩(100)은 고정 커버를 이용하여 세척 완충용액 공간 마개(132)를 이동시킴으로써, 세척 완충용액을 채널로 주입하여, 채널에서 세척과정이 이루어지는 방법을 이용해왔다. 그러나, 상술한 기술은 입자의 세척과정이 채널(130)을 통과하는 동안에만 일어나기 때문에 충분히 세척되지 않을 수 있으며, 입자가 충분히 세척되지 않는 상태에서는 분석물질이 없는 시료를 측정하였을 때의 기준값이 높아져 낮은 농도의 분석물질이 포함된 시료와 차이를 구별하기 어렵게 되는 문제점이 있었다. 즉, 최저검출한계(lower limit of detection)가 높아지는 문제점이 발생하였다.In particular, referring to FIG. 2, the prior art lab-on-a-chip 100 utilizes a stationary cover to move the wash buffer solution stopper 132 so that the wash buffer solution is injected into the channel, Method. However, the above-described technique may not be sufficiently cleaned because the cleaning process of the particles only occurs while passing through the channel 130, and when the particles are not sufficiently cleaned, the reference value at the time of measuring the sample without the analyte increases There is a problem that it is difficult to distinguish the difference from the sample containing the low concentration analyte. That is, there is a problem that the lower limit of detection is increased.

아울러, 상술한 랩온어칩에서 검출용액, 완충용액 및 시료용액 등의 서로 다른 종류의 용액들을 사용하는 경우, 그 용액들이 서로 혼합되는 문제점이 발생하였으며, 이들의 혼합을 방지하기 위하여, 랩온어칩에 밸브를 추가로 설치하였다.In addition, when different types of solutions such as detection solution, buffer solution and sample solution are used in the above-described lab-on-a-chip, there is a problem that the solutions are mixed with each other. To prevent mixing of these solutions, A valve was further installed.

그러나, 밸브가 설치된 정지액체상 랩온어칩을 이용하여 분석물질을 검출하는 경우, 입자의 이동에 따라 밸브를 개폐해야하는 번거로움이 있으며, 특히, 밸브가 개방되었을 때, 서로 다른 종류의 용액들이 혼합되는 경우가 발생하였다.However, when analyte is detected using a stationary liquid-phase wrap-on-a-chip equipped with a valve, it is troublesome to open and close the valve depending on the movement of the particle. Particularly, when the valve is opened, .

한국 등록특허 제10-1398764호Korean Patent No. 10-1398764

본 발명은 서로 다른 종류의 용액이 서로 혼합되지 않도록 수용하여, 일련의 실험을 수행할 수 있는 랩온어튜빙(lab-on-a-tubing)을 제공하고자 한다.The present invention seeks to provide a lab-on-a-tubing that can accommodate different types of solutions so that they are not mixed with one another, and can perform a series of experiments.

본 발명의 일 실시예에서,In one embodiment of the invention,

n종류(n은 2이상의 정수)의 용액이 각각 구분되어 순차적으로 수용되는 튜빙;a tubing in which n kinds of solutions (n is an integer of 2 or more) are separated and sequentially stored;

각각의 용액 사이에 위치하며, 인접하는 두 용액이 섞이는 것을 방지하는 액체밸브; 및A liquid valve located between the respective solutions, the liquid valves preventing the adjacent two solutions from mixing; And

튜빙 내에 위치하여 이동수단에 의해 액체밸브를 통과 가능한 입자; 를 포함하는 랩온어튜빙을 제공한다.Particles which are located in the tubing and can pass through the liquid valve by the moving means; On-the-tube < / RTI >

본 발명의 일 실시예에 따른 랩온어튜빙은 서로 다른 종류의 용액 사이에 액체밸브를 포함함으로써, 서로 다른 종류의 용액이 혼합되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.The lab-on-a-boat tubing according to one embodiment of the present invention has the effect of preventing mixing of different kinds of solutions by including a liquid valve between different kinds of solutions.

아울러, 여러 가지 종류의 용액이 필요한 일련의 실험을 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect that a series of experiments requiring various kinds of solutions can be easily performed.

특히, 서로 다른 종류의 용액은 각각 검출용액 및 분석대상시료와 입자가 포함된 혼합물이 로딩되는 로딩 완충용액을 포함하고, 로딩 완충용액에 포함되는 분석대상시료와 입자를 이동수단에 의해 검출용액으로 이동시켜 분석대상시료에 포함되는 분석물질을 검출할 수 있다.Particularly, the different types of solutions include a detection buffer, a loading buffer in which a mixture containing a detection sample and a sample to be analyzed is loaded, and a sample and a particle to be analyzed contained in the loading buffer solution, The analyte contained in the sample to be analyzed can be detected.

도 1은 종래의 정지액체상 랩온어칩을 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 완충용액을 포함하는 정지액체상 랩온어칩의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 랩온어튜빙의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 코티솔을 검출하기 위한 랩온어튜빙을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에서 코티솔을 검출하기 위한 랩온어튜빙을 이용하여 코티솔을 검출한 결과를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에서 박테리아로부터 DNA 를 추출하기 위한 랩온어튜빙을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에서 박테리아로부터 DNA 를 추출하기 위한 랩온어튜빙에서 DNA 를 추출한 결과를 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing a conventional stationary liquid phase wrap-on-a-chip.
2 is a view showing the structure of a stationary liquid phase wrap-on-a-chip containing a conventional buffer solution.
3 is a diagram illustrating a structure of a lab-on-a-boat tubing according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating lab-on-a-wire tubing for detecting cortisol in an embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing the results of detection of cortisol using lab-on-a-boat tubing for detecting cortisol in an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram of lab-on-a-tubing for extracting DNA from bacteria in an embodiment of the present invention.
7 is a diagram showing the result of extracting DNA from a lab-on-a-boat tubing for extracting DNA from bacteria in an embodiment of the present invention.

본 발명은 서로 다른 종류의 용액이 서로 혼합되지 않도록 수용하여, 일련의 실험을 수행할 수 있는 랩온어튜빙(lab-on-a-tubing)에 관한 것이다.The present invention relates to a lab-on-a-tubing capable of accommodating different types of solutions so that they are not mixed with each other and performing a series of experiments.

보다 구체적으로, 본 발명은 일 실시예에서,More specifically, the present invention, in one embodiment,

n종류(n은 2이상의 정수)의 용액이 각각 구분되어 순차적으로 수용되는 튜빙;a tubing in which n kinds of solutions (n is an integer of 2 or more) are separated and sequentially stored;

각각의 용액 사이에 위치하며, 인접하는 두 용액이 섞이는 것을 방지하는 액체밸브; 및A liquid valve located between the respective solutions, the liquid valves preventing the adjacent two solutions from mixing; And

튜빙 내에 위치하여 이동수단에 의해 액체밸브를 통과 가능한 입자; 를 포함하는 랩온어튜빙을 제공한다.Particles which are located in the tubing and can pass through the liquid valve by the moving means; On-the-tube < / RTI >

본 발명에서 "랩온어튜빙(lab-on-a-tubing)"이라 함은 실험실에서 행해지는 혼합, 반응, 분리, 분석 등의 여러 가지 조작이 구현되도록 제작된 칩인 랩온어칩과 유사한 것으로, 단지 칩의 형태가 아닌 관의 형태로 이루어진 것을 의미한다.The term " lab-on-a-tubing "in the present invention is similar to a lab-on-a-chip, which is a chip fabricated to realize various operations such as mixing, reaction, separation, It is not a chip but a tube.

보다 구체적으로, "랩온어튜빙"은 그 내부를 통해 액체가 흘러갈 수 있는 구조를 가지고 있으며, 플라스틱, 유리, 고무, 금속 등의 관으로 이루어질 수 있다. More specifically, the "lab-on-the-tube" has a structure in which liquid can flow through the inside thereof, and can be formed of a tube made of plastic, glass, rubber or metal.

한편, 정지 액체상 랩온어튜빙(Stationary liquid phase lab-on-a-tubing) 은 랩온어튜빙 내에서 액체가 전혀 움직이지 않는 것을 의미하는 것이 아니라, 액체상을 이동시키는 종래의 방법과는 달리 주요 분석단계에서 액체상을 이동시키는 대신 고체상을 이동시킴으로써 분석을 수행할 수 있는 것을 의미한다.On the other hand, the stationary liquid phase lab-on-a-tubing does not mean that the liquid does not move at all in the lab-on-a-tubing, but instead of the conventional method of moving the liquid phase, Quot; means that the analysis can be performed by moving the solid phase instead of moving the liquid phase.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are described. Therefore, It should be understood that various equivalents and modifications may be present.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 랩온어튜빙의 구조를 나타낸 도면, 도 4는 본 발명의 실시예에서 코티솔을 검출하기 위한 랩온어튜빙을 나타낸 도면, 도 5는 본 발명의 실시예에서 코티솔을 검출하기 위한 랩온어튜빙을 이용하여 코티솔을 검출한 결과를 나타낸 도면, 도 6은 본 발명의 실시예에서 박테리아로부터 DNA 를 추출하기 위한 랩온어튜빙을 나타낸 도면, 도 7은 본 발명의 실시예에서 박테리아로부터 DNA 를 추출하기 위한 랩온어튜빙에서 DNA 를 추출한 결과를 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating a structure of a lab-on-a-fish tubing according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a view showing a lab-on-a-wire tubing for detecting cortisol in an embodiment of the present invention. On-the-wire tubing for detecting cortisol, Fig. 6 is a view showing a lab-on-a-boat tubing for extracting DNA from bacteria in an embodiment of the present invention, Fig. The figure shows the result of DNA extraction in lab-on-a-boat tubing for extracting DNA from bacteria.

이하, 도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 랩온어튜빙을 상세히 설명한다.Hereinafter, the lab-on-a-boat tubing according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

본 발명에서 "랩온어튜빙(lab-on-a-tubing)"이라 함은 실험실에서 행해지는 혼합, 반응, 분리, 분석 등의 여러 가지 조작이 구현되도록 제작된 칩인 랩온어칩과 유사한 것으로, 단지 칩의 형태가 아닌 관의 형태로 이루어진 것을 의미한다.The term " lab-on-a-tubing "in the present invention is similar to a lab-on-a-chip, which is a chip fabricated to realize various operations such as mixing, reaction, separation, It is not a chip but a tube.

한편, 정지 액체상 랩온어튜빙(Stationary liquid phase lab-on-a-tubing) 은 랩온어튜빙 내에서 액체가 전혀 움직이지 않는 것을 의미하는 것이 아니라, 액체상을 이동시키는 종래의 방법과는 달리 주요 분석단계에서 액체상을 이동시키는 대신 고체상을 이동시킴으로써 분석을 수행할 수 있는 것을 의미한다. 여기서, "고체상"이라 함은 입자를 의미한다.On the other hand, the stationary liquid phase lab-on-a-tubing does not mean that the liquid does not move at all in the lab-on-a-tubing, but instead of the conventional method of moving the liquid phase, Quot; means that the analysis can be performed by moving the solid phase instead of moving the liquid phase. Here, the term "solid phase" means particles.

보다 구체적인 설명은 후술하도록 한다.A more detailed description will be given later.

본 발명은 일 실시예에서,The present invention, in one embodiment,

n종류(n은 2이상의 정수)의 용액이 각각 구분되어 순차적으로 수용되는 튜빙;a tubing in which n kinds of solutions (n is an integer of 2 or more) are separated and sequentially stored;

각각의 용액 사이에 위치하며, 인접하는 두 용액이 섞이는 것을 방지하는 액체밸브; 및A liquid valve located between the respective solutions, the liquid valves preventing the adjacent two solutions from mixing; And

튜빙 내에 위치하여 이동수단에 의해 액체밸브를 통과 가능한 입자; 를 포함하는 랩온어튜빙을 제공한다.Particles which are located in the tubing and can pass through the liquid valve by the moving means; On-the-tube < / RTI >

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 튜빙은 그 내부에 중공이 형성된 관의 형태로 그 내부를 통해 액체가 흘러갈 수 있는 구조를 갖고 있으며, 플라스틱, 유리, 고무, 금속 등으로 만들어질 수 있다. First, the tubing according to an embodiment of the present invention has a structure in which a liquid can flow through the inside thereof in the form of a tube having a hollow therein, and can be made of plastic, glass, rubber, metal, or the like .

한편, 튜빙은 0.1 내지 2mm의 내부직경을 가질 수 있다.On the other hand, the tubing may have an inner diameter of 0.1 to 2 mm.

보다 구체적으로, 튜빙의 내부 직경이 0.1mm 미만일 경우 내부에 용액을 수용할 수 있는 공간이 부족할 수 있으며, 직경이 2mm를 초과하는 경우, 액체밸브가 서로 다른 종류의 용액이 분리된 상태로 유지하기 어렵기 때문에 0.1 내지 2mm 의 직경의 튜빙을 이용하는 것이 바람직하다.More specifically, when the inner diameter of the tubing is less than 0.1 mm, there may be insufficient space for accommodating the solution therein, and when the diameter exceeds 2 mm, the liquid valve keeps the different kinds of solutions separated It is preferable to use tubing having a diameter of 0.1 to 2 mm.

아울러, 튜빙내에서 용액 및 액체밸브 등을 안정적으로 유지하기 위하여 일측은 밀폐시킬 수 있으며, 다른 한쪽은 시료가 주입될 때만 개방할 수 있도록 사용할 수 있다.In addition, one side can be sealed to maintain the solution and liquid valve in the tubing stably, and the other can be used to open only when the sample is injected.

특히, 튜빙은 필요에 따라서 적절한 길이로 절단하여 용이하게 사용할 수 있다.In particular, the tubing can be easily cut and cut to an appropriate length as needed.

이에 더하여, 튜빙은 내부에 n종류의 용액이 각각 구분되어 순차적으로 수용될 수 있다. 여기서, n은 2 이상의 정수를 의미한다. In addition, the tubing can sequentially receive n kinds of solutions separately from each other. Here, n means an integer of 2 or more.

한편, "n종류의 용액"이라 함은 실험에 필요한 서로 다른 복수의 수용액을 의미할 수 있으며, 검출용액, 입자를 포함하는 반응물과 분석물질을 포함하는 분석대상시료를 포함하는 혼합용액, 세척 완충용액, 용해 완충용액, 표지화 수용체를 포함하는 표지용액 등을 의미할 수 있다. 분석하고자 하는 물질에 따라서 튜빙 내에 수용되는 용액은 변경될 수 있다.On the other hand, the term "n-type solution" may mean a plurality of different aqueous solutions required for the experiment, and includes a detection solution, a mixed solution containing a reaction sample containing particles and a sample to be analyzed, Solutions, lysis buffer solutions, labeling solutions containing labeling receptors, and the like. Depending on the substance to be analyzed, the solution contained in the tubing may be changed.

한편, 검출용액은 분석물질을 검출하기 위한 용액을 의미할 수 있으며, 분석물질에 따라 그 용액의 종류는 상이하다. 세척 완충용액은 적절한 농도의 세제 또는 염과 같이 비특이적으로 흡착된 물질들을 입자로부터 제거하는데 도움이 되는 성분을 포함하는 완충용액을 의미한다.On the other hand, the detection solution may mean a solution for detecting the analyte, and the kind of the solution differs depending on the analyte. A wash buffer solution refers to a buffer solution containing ingredients that help to remove non-specifically adsorbed materials from the particles, such as detergents or salts of appropriate concentration.

아울러, 용해 완충용액은 일 예로 세포로부터 DNA 를 분리하기 위하여 세포를 용해하는 완충용액을 의미한다.The dissolution buffer solution is, for example, a buffer solution that dissolves cells to separate DNA from the cells.

표지용액은 표지화 수용체를 포함하는 용액으로, 표지화 수용체는 분석물질과 결합가능한 수용체에 표지가 부착될 수 있으며, 표지는 발색, 발광, 형광, 촉매활성, 자력 및 방사성으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다.The label solution may be a solution containing a labeling acceptor, the labeling receptor may be labeled with a receptor capable of binding to the analyte, and the label may be at least one selected from the group consisting of color, luminescence, fluorescence, catalytic activity, Lt; / RTI >

본 발명의 일 실시에에 따르면, 튜빙내에 수용되는 용액의 종류에 따라서, 그 용액을 포함하는 공간을 임의로 지칭할 수 있으며, 검출용액을 포함하는 공간은 검출공간, 세척 완충용액을 포함하는 공간은 세척 완충공간 등으로 지칭될 수 있다. 아울러, 시료 등 분석물질을 포함하는 분석대상시료를 주입하는 공간은 로딩 완충공간으로 지칭될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the space containing the solution may be arbitrarily referred to, depending on the type of solution contained in the tubing, and the space containing the detection solution may be defined as a detection space, Washing buffer space, and the like. In addition, a space for injecting a sample to be analyzed, which includes an analyte such as a sample, may be referred to as a loading buffer space.

본 발명의 일 실시예에 따른 랩온어튜빙은 검출용액과 분석대상시료와 입자가 포함된 혼합물이 로딩되는 로딩 완충용액을 순차적으로 수용할 수 있다. 그리고, 검출용액과 로딩 완충용액 사이에 액체밸브를 포함함으로써, 상기 두 용액이 섞이는 것을 방지할 수 있다.The lab-on-a-boat tubing according to an embodiment of the present invention can sequentially receive a loading buffer solution in which a mixture containing a detection solution, a sample to be analyzed and a particle is loaded. By including a liquid valve between the detection solution and the loading buffer solution, mixing of the two solutions can be prevented.

특정 양태로서, 상기 검출용액과 로딩 완충용액 사이에는 세척 완충용액을 더 포함할 수 있으며, 이는 로딩 완충용액에서 반응이 일어나지 않은 입자 등을 세척하기 위한 공간을 마련할 수 있다.As a specific embodiment, a washing buffer solution may be further included between the detection solution and the loading buffer solution, which may provide a space for washing particles not reacted in the loading buffer solution.

다른 양태로서, 상기 검출용액과 로딩 완충용액 사이에는 용해 완충용액을 더 포함할 수 있다. 이는 세포 등을 검출할 때, 세포로부터 DNA 를 분리하기 위한 수용액일 수 있으며, 하나의 예로 용해 완충용액은 구아니딘 티오시안산염(guanidine thiocyanate) 수용액일 수 있다.In another embodiment, a dissolution buffer solution may be further included between the detection solution and the loading buffer solution. When detecting a cell or the like, it may be an aqueous solution for separating DNA from a cell. As an example, the dissolution buffer solution may be an aqueous solution of guanidine thiocyanate.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 랩온어튜빙은 내부에 액체밸브를 포함하여 서로 다른 종류의 용액이 서로 혼합되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the lab-on-a-boat tubing according to an embodiment of the present invention includes a liquid valve therein to prevent mixing of different kinds of solutions.

특히, 튜빙에 수용되는 용액은 수용성일 수 있으며, 액체밸브는 지용성일 수 있다.In particular, the solution contained in the tubing may be water-soluble and the liquid valve may be lipid soluble.

보다 구체적으로, 액체밸브는 서로 다른 종류의 용액 사이에 위치할 수 있으며, 후술하게 되는 입자가 통과될 수 있다.More specifically, the liquid valve can be located between different kinds of solutions, and the particles to be described later can be passed.

본 발명에서, "액체밸브"는 액체로 이루어진 밸브를 의미하는 것으로, 물과 섞이지 않는 액체로 이루어질 수 있다. In the present invention, the term "liquid valve" means a valve made of a liquid, and it can be made of a liquid which does not mix with water.

보다 구체적으로, 액체밸브는 왁스(wax), 오일(oil) 또는 트리아실글리세롤(triacylglycerol) 등으로 이루어질 수 있으며, 물과 섞이지 않는 액체와 수용액층을 보다 안정적으로 유지하기 위해서는 소정의 점성을 갖는 지용성 물질로 이루어질 수 있다.More specifically, the liquid valve may be made of wax, oil or triacylglycerol. In order to stably maintain the liquid and the aqueous solution layer which are not mixed with water, ≪ / RTI >

참고로, "왁스"는 물에 녹지 않은 1가 또는 2가 알코올 지방산 에스터를 의미할 수 있다. 아울러, "오일"은 미네랄 오일일 수 있으며, 석유에서 얻은 액체상태의 탄화수소류 혼합물을 의미할 수 있다. 아울러, "트리아실글리세롤"은 지방산에서 유래하는 아실기를 세 산소에 지니는 글리세롤을 의미할 수 있다.For reference, "wax" may mean a water-insoluble mono or dihydric alcohol fatty acid ester. In addition, "oil" can be mineral oil and can refer to a mixture of hydrocarbons in liquid form obtained from petroleum. In addition, "triacylglycerol" may mean glycerol having an acyl group derived from a fatty acid in three oxygens.

아울러, 액체밸브는 1기압의 조건에서 10 내지 20℃ 의 녹는점을 갖는 것을 특징으로 한다. Further, the liquid valve is characterized in that it has a melting point of 10 to 20 캜 under a condition of 1 atm.

액체왁스의 녹는점이 10℃ 미만인 경우에 장시간 냉장 보관할 때 액체상태로 유지될 수 있어, 튜빙내에 서로 다른 용액이 혼합될 수 있으며, 20℃를 초과하는 경우 상온에서도 고체상태를 유지할 수 있어, 분석하고자 하는 입자의 이동이 방해될 수 있다.When the melting point of the liquid wax is less than 10 ° C, it can be maintained in a liquid state when refrigerated for a long period of time, so that different solutions can be mixed in the tubing. When the temperature exceeds 20 ° C, the solid state can be maintained even at room temperature. The movement of the particles may be disturbed.

따라서, 액체밸브는 10 내지 20℃ 의 녹는점을 갖는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the liquid valve has a melting point of 10 to 20 占 폚.

이에 더하여, 본 발명에서 "입자"라 함은 분석물질 또는 분석물질에 의해 생성되는 생성물과 결합되는 입자-분석물질 복합체 또는 입자-생성물질 복합체를 형성하는 물질을 의미한다. 이를 위하여 입자에는 분석물질에 특이적인 수용체나 분석물질에 의해 생성되는 생성물에 특이적인 수용체가 고정되어 있을 수 있다.In addition, the term "particle" in the present invention refers to a substance that forms a particle-analyte complex or a particle-product complex that is bound to an analyte or a product produced by the analyte. To this end, the particles may have specific receptors specific to the analyte or products specific to the product produced by the analyte.

특히, "입자"는 분석물질 또는 분석물질에 의해 생성되는 생성물을 시료공간에서 검출공간으로 이동시키는 역할을 할 수 있으며, 분석물질에 표지를 붙이는 역할을 할 수 있다.Particularly, the "particle" can serve to move the product produced by the analyte or the analyte from the sample space to the detection space, and to attach the label to the analyte.

이에 더하여, 입자는 실리카 입자, 폴리스티렌 입자, 폴리카보네이트 입자, 유리입자, 알루미나 입자, 금 입자, 은 입자, 팔라듐 입자, 백금 입자, 티타니아 입자, 지르코늄 입자 및 코어-쉘(core-shell) 입자로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다.In addition, the particles may comprise silica particles, polystyrene particles, polycarbonate particles, glass particles, alumina particles, gold particles, silver particles, palladium particles, platinum particles, titania particles, zirconium particles and core- Lt; / RTI >

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 입자는 자성입자일 수 있으며, 상기 자성입자는 고체상으로 작용하며 튜빙의 외부에서 자석으로 용이하게 이동시킬수 있다.According to one embodiment of the present invention, the particles may be magnetic particles, and the magnetic particles may act as a solid and may be easily moved from the outside of the tubing to the magnet.

보다 구체적으로, 본 발명에서 랩온어튜빙에 수용되는 용액은 정지 상태로 담겨지는 것을 특징으로 한다.More specifically, the present invention is characterized in that the solution contained in the lab-on-a-boat tubing is contained in a stationary state.

여기서, 수용액이 정지되어 있다는 것은 용액이 전혀 움직이지 않는 것을 의미하는 것이 아니라 액체상을 이동시키는 종래의 방법과는 달리 주요 분석단계에서 액체상을 이동시키는 대신 고체상을 이동시킴으로써 분석을 수행할 수 있는 것을 의미한다. 이때, "고체상은" 본 발명에서 입자를 의미할 수 있다.Here, the termination of the aqueous solution does not mean that the solution does not move at all but means that the analysis can be carried out by moving the solid phase instead of moving the liquid phase in the main analysis step, unlike the conventional method of moving the liquid phase do. Herein, "solid phase" may mean particles in the present invention.

즉, 랩온어튜빙에는 서로 다른 종류의 용액이 수용되며, 상기 서로 다른 종류의 용액 사이에 액체밸브를 포함한다. 이때, 튜빙의 외부에서 자석의 이동에 따라 액체밸브를 통과하여 실험을 수행할 수 있다.That is, different types of solutions are accommodated in the lab-on-a-boat tubing, and liquid valves are included between the different types of solutions. At this time, the experiment can be performed through the liquid valve according to the movement of the magnet outside the tubing.

특히, 액체밸브는 자력에 의해서 입자만을 이동시킬 수 있기 때문에 서로 다른 종류의 용액들이 혼합되는 것을 방지할 수 있다.Particularly, since the liquid valve can move only particles by magnetic force, it is possible to prevent mixing of different kinds of solutions.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 랩온어튜빙을 이용한 분석물질 검출방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method for analyte detection using lab-on-a-boat tubing.

본 발명의 다른 실시예에 따르면,According to another embodiment of the present invention,

랩온어튜빙의 일측에 분석대상시료 및 입자를 로딩하여, 튜빙내에서 분석대상시료가 부착된 입자를 형성하는 단계; 및Loading the sample to be analyzed and the particles on one side of the lab-on-a-boat to form particles having a sample to be analyzed in the tubing; And

로딩된 입자와 랩온어튜빙 내에 수용된 검출용액의 반응에 의해 분석대상시료에 대한 분석을 수행하는 단계;를 포함하는 랩온어튜빙을 이용한 분석물질 검출방법을 제공한다.And analyzing the sample to be analyzed by the reaction of the loaded particles with the detection solution contained in the lab-on-a-boat tubing.

하나의 양태로서, 분석대상시료가 부착된 입자는In one embodiment, the particle to which the sample to be analyzed is attached

분석물질;Analytes;

분석물질에 대한 수용체가 고정된 포획입자; 및Capture particles with fixed receptor for analyte; And

표지를 포함하는 표지화 입자를 포함할 수 있으며, 포획입자-분석물질-표지화 입자 복합체를 형성하여, 상기 표지화 입자에 포함된 표지가 검출용액과 반응하여 분석물질을 검출할 수 있다.The labeled particles may include a labeled particle containing a label, and the labeled particle-analyte-labeled particle complex may be formed so that the label contained in the labeled particle reacts with the detection solution to detect the analyte.

이때, 분석물질은 다가결합이 가능한 바이러스, 박테리아 또는 진핵세포일 수 있으며, 포획입자는 분석물질에 특이적인 수용체가 고정된 자성입자일 수 있다.At this time, the analyte may be a virus, a bacterium or a eukaryotic cell capable of multivalent binding, and the trapping particle may be a magnetic particle to which an analyte-specific receptor is immobilized.

아울러, 포획입자는 상기 분석물질에 특이적인 수용체가 고정된 자성입자이며, 상기 표지화 입자는 상기 분석물질에 특이적인 상기 수용체가 고정되며, 표지를 포함하는 비자성 입자일 수 있다.In addition, the trapped particles may be magnetic particles having a specific receptor fixed thereto, and the labeled particles may be non-magnetic particles including the label fixed to the receptor specific to the analyte.

상기 포획입자와 상기 표지화 입자에 고정되는 수용체는 동일한 수용체를 사용할 수도 있고, 서로 다른 자리에 결합하는 두 종류의 수용체일 수 있다. 즉, 제1수용체와 제2수용체를 사용할 수도 있다.The capturing particle and the receptor fixed to the labeled particle may use the same receptor or two kinds of receptors that bind to different sites. That is, the first receptor and the second receptor may be used.

다른 양태로서, 분석대상시료가 부착된 입자는In another embodiment, the particle to which the sample to be analyzed is attached

분석물질;Analytes;

분석물질에 대한 수용체가 고정된 포획입자; 및Capture particles with fixed receptor for analyte; And

표준물질에 표지가 연결된 표지화 표준물질; 을 포함하며,A labeling reference material to which a label is attached to a reference material; / RTI >

상기 분석물질과 표지화 표준물질은 경쟁적으로 수용체에 결합하여, 상기 표지화 표준물질과 연결된 표지가 검출용액과 반응하여 분석물질을 검출할 수 있다.The analyte and the labeling reference material competitively bind to the receptor, and the label linked to the labeling reference material reacts with the detection solution to detect the analyte.

이때, 분석물질은 유기독소, 항생제 또는 마약일 수 있다.The analytes may be organic toxins, antibiotics or drugs.

여기서, "포획입자"라 함은 분석물질을 포획하여 이동시키는 역할을 하는 입자를 의미하며, 자성입자일 수 있다.Here, the term "trapped particles" refers to particles that are responsible for trapping and moving an analyte, and may be magnetic particles.

아울러, "표지화 표준물질"이라 함은 입자에 대한 수용체를 고정시켜 포획입자를 만들고 분석물질의 표준물질에 표지기능을 부여하여 표지화 표준물질을 만들 수 있다. In addition, the term "labeling reference material" can be used to create a capture standard by immobilizing a receptor for a particle and forming a capture particle and labeling the analyte with a labeling function.

분석물질의 표준물질이란 이미 정제되어 농도를 알고 있는 분석물질 또는 분석물질과 동등하게 수용체에 결합할 수 있는 물질로서 시료에 포함된 분석물질의 양을 평가하기 위한 기준으로 사용될 수 있는 물질을 의미한다. 분석물질을 포함하는 시료에 포획 입자와 표지화 표준물질을 넣고 반응시키면 시료에 있는 분석물질의 양에 반비례하는 양의 표지화 표준물질이 포획 입자에 결합하게 된다. 따라서 포획 입자를 검출 공간으로 이동시키고 포획 입자에 결합한 표지의 신호를 측정함으로써 분석물질의 양을 평가할 수 있다.A reference substance of an analyte means a substance that can be used as a criterion for evaluating the amount of analyte contained in a sample as a substance which can be bound to an acceptor in the same manner as an analyte or analyte which has already been purified and is known to be a concentration . When the capture particles and the labeling reference material are added to a sample containing the analyte and reacted, an amount of labeling reference material that is in inverse proportion to the amount of the analyte in the sample is bound to the capture particles. Therefore, the amount of the analyte can be evaluated by moving the trapped particle to the detection space and measuring the signal of the label attached to the trapped particle.

특히, 경쟁적 면역 분석법에서 입자에 수용체를 고정시키는 대신 분석물질의 표준물질을 고정시켜 포획 입자를 만들 수도 있다. 이 경우에는 수용체에 표지 기능을 부여하여 표지화 수용체를 만들어야 한다. 시료에 표준물질이 고정된 포획 입자와 표지화 수용체를 넣고 반응시키면 시료에 있는 분석물질의 양에 반비례하는 양의 표지화 수용체가 포획 입자에 결합하게 된다. 따라서 입자를 검출 공간으로 이동시키고 입자에 결합한 표지의 신호를 측정함으로써 분석물질의 양을 평가할 수 있다.Particularly, competitive immunoassay can be used to capture particles by immobilizing the analyte reference material instead of immobilizing the receptor on the particles. In this case, the receptor should be labeled to create a labeled receptor. When a capture particle with a reference substance immobilized on a sample and a labeling receptor are put in a reaction, an amount of a labeling receptor that is inversely proportional to the amount of analyte in the sample binds to the capture particle. Thus, the amount of analyte can be assessed by moving the particle to the detection space and measuring the signal of the label bound to the particle.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 랩온어튜빙을 이용하여 코티솔을 검출할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the cortisol can be detected using the lab-on-a-tubing.

보다 구체적으로, 랩온어튜빙에서는 서로 다른 수용액을 필요로 하는 다양한 실험들을 수행할 수 있다. 예를 들어 horseradish peroxidase(HRP)가 코티솔과 연결된 HRP-코티솔을 이용하여 경쟁적 면역분석을 하기 위해서는 TMB(3,3',5,5'-tetramethylbenzidine) 기질 수용액과 세척 완충용액이 필요할 수 있다.More specifically, lab-on-a-boat tubing can perform a variety of experiments that require different aqueous solutions. For example, TMB (3,3 ', 5,5'-tetramethylbenzidine) substrate aqueous solution and wash buffer solution may be needed to perform competitive immunoassay using horseradish peroxidase (HRP) with cortisol-linked HRP-cortisol.

튜빙에 TMB 용액, 액체 왁스, 세척 완충용액, 액체 왁스, 로딩 완충용액을 차례로 채우면 TMB 용액, 세척 완충용액, 로딩 완충용액은 모두 수용액이기 때문에 액체 왁스에 의해 분리되어 서로 섞이지 않게 된다. If the tubing is filled with TMB solution, liquid wax, washing buffer solution, liquid wax and loading buffer solution, the TMB solution, washing buffer solution and loading buffer solution are all separated by liquid wax because they are aqueous solutions.

또한 녹는 온도가 섭씨 10~20도 사이에 있는 액체 왁스를 사용하면 냉장고에 보관할 때 왁스가 고체상태가 되어 층을 매우 안정한 상태로 유지시킬 수 있다. 여기에서 세척 완충용액으로는 세제가 포함된 PBS(phosphate-buffered saline)를 사용할 수 있다.Also, when liquid wax having a melting temperature of between 10 and 20 degrees Celsius is used, the wax becomes solid when stored in a refrigerator, and the layer can be maintained in a very stable state. Here, PBS (phosphate-buffered saline) containing detergent can be used as the washing buffer solution.

로딩 완충용액은 시료를 포함하여 실험을 시작할 때 필요한 용액을 더하게 되는 완충용액을 의미하며 PBS를 포함하여 필요에 따라 다양한 완충용액을 사용할 수 있다.  The loading buffer solution refers to a buffer solution containing the sample and added to the solution when starting the experiment. Various buffers can be used as needed, including PBS.

여기에서 면역분석을 할 때는 코티솔이 포함된 시료, 코티솔에 대한 항체를 고정시킨 자성입자, 효소가 연결된 코티솔을 함께 로딩 완충용액에 더하고, 자성입자를 TMB 용액으로 이동시킨 후, TMB 용액의 색깔이 변한 정도를 측정할 수 있다.For immunoassays, samples containing cortisol, magnetic particles with covalently bound antibody to cortisol, cortisol coupled with enzyme were added to the loading buffer, and the magnetic particles were transferred to the TMB solution. The color of the TMB solution The degree of change can be measured.

또 다른 양태로서, 상기 분석대상시료가 부착된 입자는In another embodiment, the particle to which the sample to be analyzed is attached

분석물질에 의해 생성되는 물질; 및A substance produced by the analyte; And

분석물질에 의해 생성되는 물질과 결합할 수 있는 수용체가 고정된 포획입자;를 포함할 수 있다.And capture particles to which a receptor capable of binding to the substance produced by the analyte is immobilized.

보다 구체적으로, 상술한 분석대상시료가 부착된 입자를 이용하여 분석물질을 검출하는 방법은,More specifically, the method for detecting an analyte using the particle to which the sample to be analyzed is attached,

일측이 폐쇄된 튜빙에 증류수, 액체밸브, 표지화 입자를 포함하는 용해 완충용액, 액체밸브, 로딩 완충용액을 주입하는 단계;Injecting a lysis buffer, a liquid valve, a loading buffer solution containing distilled water, a liquid valve, and labeled particles on one side of the closed tubing;

로딩 완충용액에 특정세포를 포함하는 시료, 특정세포에 대한 수용체가 고정된 포획입자를 혼합하여, 세포-포획입자 복합체를 형성하는 단계; A sample containing a specific cell in a loading buffer solution, and a capture particle immobilized with a receptor for a specific cell to form a cell-trapping particle complex;

세포-포획입자 복합체를 이동수단에 의해서 용해 완충용액으로 이동시켜 세포를 용해하여, 세포로부터 DNA 를 분리하여, DNA-표지화 입자 복합체를 형성하는 단계; 및Transferring the cell-trapped particle complex to a dissolution buffer solution by a transfer means to dissolve the cells to separate the DNA from the cells to form a DNA-labeled particle complex; And

용해 완충용액에 위치하는 세포-포획입자 복합체 및 DNA-표지화 입자 복합체를 이동수단에 의해 증류수로 이동시켜 DNA를 검출하는 단계;를 포함할 수 있다.And transferring the cell-trapping particle complex and the DNA-labeled particle complex located in the dissolution buffer solution to distilled water by a moving means to detect the DNA.

이때, 세포-포획입자 복합체 및 DNA-표지화 입자 복합체는 증류수에서 각각 해리되는 단계를 더 포함할 수 있으며, 포획입자는 세포에 특이적인 수용체가 고정된 자성입자이며, 표지화 입자는 DNA에 특이적인 수용체가 고정되며, 표지를 포함하는 자성 입자일 수 있다.At this time, the cell-trapping particle complex and the DNA-labeled particle complex may further be separated from each other in distilled water. The trapping particle may be a magnetic particle having a cell-specific receptor fixed thereto, and the labeled particle may be a DNA- And may be magnetic particles including a label.

이는 분석물질의 양에 비례하여 생성되는 물질을 검출함으로써 분석물질의 양을 평가할 수 있다.This can be used to assess the amount of analyte by detecting a substance that is generated in proportion to the amount of analyte.

이 경우에는 분석물질의 양에 비례하여 생성되는 물질에 대한 수용체를 입자에 고정시켜야 하며, 분석물질이 효소인 경우 생성물에 대한 수용체가 여기에 해당될 수 있다. In this case, the receptor for the substance produced in proportion to the amount of the analyte should be immobilized on the particle, and the receptor for the product may be the case when the analyte is an enzyme.

또는 분석물질과 반응하여 해리되거나 구조가 변하는 분자에 대한 수용체도 입자에 고정될 수 있다. 생성물에 대한 수용체를 입자에 고정시킬 경우에는 생성물 자체에 표지 기능이 있는 것이 바람직하다. Or a receptor for a molecule that dissociates or changes in structure by reacting with the analyte can also be immobilized to the particle. When the receptor for the product is immobilized on the particle, it is preferable that the product itself has a labeling function.

분석물질과 반응하여 해리되거나 구조가 변하는 분자에 대한 수용체를 입자에 고정시켜 사용할 경우에는 그 분자에 표지 기능을 부여하여 사용할 수 있다.When a receptor for a molecule that dissociates or reacts with an analyte is immobilized on the particle, the molecule can be used with a labeling function.

특정 양태로서, 박테리아의 DNA를 추출하는 실험은 다음과 같이할 수 있다.In a specific embodiment, an experiment for extracting the DNA of a bacterium can be carried out as follows.

튜빙에 증류수, 액체 왁스, 실리카로 코팅된 자성입자가 포함된 guanidine thiocyanate 수용액, 액체 왁스, 로딩 완충용액을 차례로 채운다. 특정 박테리아가 포함된 시료와 그 박테리아에 대한 항체가 고정된 자성입자를 함께 로딩 완충용액에 더하여 자성입자를 이동시키면 자성입자가 박테리아를 포획하여 함께 이동할 수 있다.The tubing is filled with aqueous guanidine thiocyanate solution, liquid wax, loading buffer solution containing magnetic particles coated with distilled water, liquid wax and silica. When a sample containing a specific bacterium and a magnetic particle immobilized with an antibody against the bacterium are added together with the loading buffer solution to move the magnetic particles, the magnetic particles can catch the bacteria and move together.

그리고, 자성입자를 guanidine thiocyanate 수용액으로 이동시키면 guanidine thiocyanate에 의해 박테리아가 용해되어 DNA가 흘러나오고 역시 guanidine thiocyanate의 작용에 의해 그 DNA가 실리카로 코팅된 자성입자에 결합한다. When the magnetic particles are transferred to the guanidine thiocyanate solution, the DNA is dissolved by guanidine thiocyanate, and the DNA binds to the magnetic particles coated with silica by the action of guanidine thiocyanate.

마지막으로 자성입자를 증류수로 이동시키면 DNA가 실리카로 코팅된 자성입자로부터 해리되기 때문에 DNA가 녹아있는 증류수를 취함으로써 박테리아의 DNA를 추출할 수 있다. Finally, when magnetic particles are transferred to distilled water, the DNA is dissociated from the silica-coated magnetic particles, so that the DNA of the bacteria can be extracted by taking distilled water containing the DNA.

이 방법은 박테리아뿐만 아니라 진핵세포나 바이러스로부터 DNA를 추출하는 데에도 사용할 수 있으며, DNA 추출 과정이 튜빙 내에서 이루어지기 때문에 생물학적 위험 요소에 노출될 가능성을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.This method can also be used to extract DNA from eukaryotes or viruses as well as bacteria, and has the advantage of reducing the likelihood of exposure to biological hazards since the DNA extraction process takes place within the tubing.

이에 더하여, 랩온어튜빙에서는 위와 같은 검출방법에서 신호를 증폭하는 것도 가능하다. In addition, it is also possible to amplify the signal in the above-described detection method in the lab-on-a-boat tubing.

하나의 예로, 튜빙에 측정 완충용액, 액체 왁스, 세척 완충용액, 액체 왁스, 아비딘이 고정된 형광입자A를 포함하는 완충용액A, 액체 왁스, 비오틴이 고정된 형광입자B를 포함하는 완충용액B, 액체 왁스, 로딩 완충용액을 차례로 채울 수 있다.As an example, a buffer solution A containing a measurement buffer solution, a liquid wax, a washing buffer solution, a liquid wax, a fluorescent particle A with avidin fixed thereto, a liquid wax, a buffer solution B containing biotin-immobilized fluorescent particles B , Liquid wax, loading buffer solution.

그리고, 박테리아가 포함된 시료, 박테리아에 대한 항체가 고정된 자성입자, 박테리아에 대한 항체와 비오틴이 고정된 형광입자C를 함께 로딩 완충용액에 더하면 자성입자-박테리아-형광입자C 복합체가 형성된다. 자성입자를 완충용액A로 이동시키면 형광입자C위에 형광입자A가 다시 결합한다. 여기에서 다시 자성입자를 완충용액B로 이동시키면 형광입자A 위에 형광입자B가 또 결합한다. 이와 같은 과정을 반복하면 형광입자A와 형광입자B가 교대로 결합하여 형광신호를 증가시킬 수 있다.A magnetic particle-bacteria-fluorescent particle C complex is formed when a specimen containing the bacteria, magnetic particles immobilized with antibodies against the bacteria, and an antibody against the bacteria and fluorescent particles C immobilized with biotin are added together with the loading buffer solution. When the magnetic particles are moved to the buffer solution A, the fluorescent particles A bind again to the fluorescent particles C. Here, when the magnetic particles are moved again to the buffer solution B, the fluorescent particles B are further bonded onto the fluorescent particles A. By repeating this process, the fluorescent particle A and the fluorescent particle B alternately combine to increase the fluorescence signal.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계의 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples. However, the following examples are intended to illustrate the contents of the present invention, but the scope of the present invention is not limited to the following examples. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

<< 실시예Example >>

실시예Example 1.  One. 코티솔(cortisol)의Cortisol 검출 detection

1-1. 시료 및 기구1-1. Samples and equipment

내경이 1.55mm 인 테플론 튜빙을 Upchurch Scientific에서 구입하였으며, 코티솔(cortisol)을 포함하는 시료는 Sigma에서 구입하였다. 그리고, 코티솔과 경쟁반응을 하는 표지화 표준물질로는 HRP(horseradish peroxidase) 효소를 연결시킨 HRP-코티솔을 이용하였으며, 이는 CalBioreagent에서 구입하였다.Teflon tubing with an internal diameter of 1.55 mm was purchased from Upchurch Scientific, and a sample containing cortisol was purchased from Sigma. HRP-cortisol coupled with HRP (horseradish peroxidase) was used as a labeling standard for competition with cortisol, which was purchased from Calbioreagent.

한편, 검출 완충용액은 HRP 효소에 의해 발색정도를 측정하기 위해 TMB(3,3´,5,5´-Tetramethylbenzidine) 용액을 Sigma에서 구입하여 사용하였으며, 세척 완충용액으로는 0.1% Tween-20가 들어있는 PBS 용액을 사용하였다. In the meantime, TMB (3,3 ', 5,5'-Tetramethylbenzidine) solution was purchased from Sigma to measure the degree of color development by HRP enzyme in the detection buffer solution, and 0.1% Tween-20 Was used.

아울러, 자성입자는 아모라이프사이언스에서 공급 받았고, 자성입자에 고정시킨 코티솔에 대한 항체는 CalBioreagent에서 구입하였으며, 튜빙 내에서 액체 밸브로 사용되는 액체왁스는 Bio-Rad에서 구입하였다.In addition, magnetic particles were supplied by Amo Life Science, antibodies to cortisol fixed on magnetic particles were purchased from Calbioreagent, and liquid waxes used as liquid valves in tubing were purchased from Bio-Rad.

특히, 자성입자에 코티솔에 대한 항체를 고정시키는 것은 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide를 사용하는 화학적 방법을 사용하였다.In particular, to fix the antibody against cortisol to magnetic particles, a chemical method using 1-Ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide was used.

1-2. 실험 준비1-2. Preparation for experiment

도 4는 본 발명의 실시예에서 코티솔을 검출하기 위한 랩온어튜빙을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating lab-on-a-wire tubing for detecting cortisol in an embodiment of the present invention.

먼저, 내경이 1.55mm 인 테플론 튜빙을 길이 4cm가 되도록 자르고 PDMS(polydimethylsiloxane) 10㎕ 로 튜빙의 한 쪽 끝을 막았다.First, a Teflon tubing having an inner diameter of 1.55 mm was cut to a length of 4 cm, and one end of the tubing was closed with 10 μl of PDMS (polydimethylsiloxane).

그리고, 막힌 끝으로부터 시작하여, TMB 20㎕, 액체왁스 10㎕, 세척 완충용액 20㎕, 액체왁스 10㎕를 차례대로 넣었다. 이때, 수용액 층과 액체 왁스 층이 완전히 접촉하도록 하여 두 층 사이에 기포를 남겨놓았다가 나중에 기포를 이동시킴으로써 TMB 용액을 고르게 섞어주었다.Then, starting from the blocked end, 20 μl of TMB, 10 μl of liquid wax, 20 μl of washing buffer solution and 10 μl of liquid wax were put in order. At this time, the aqueous solution layer and the liquid wax layer were brought into complete contact with each other, and air bubbles were left between the two layers. Then, the TMB solution was evenly mixed by moving the bubbles.

다음으로, 세척 완충용액 25㎕에 코티솔이 포함된 시료 10㎕, 코티솔에 대한 항체를 고정시킨 자성입자 5㎍(㎕), HRP-코티솔 ㎍(㎕)을 더하여 혼합한 후 그 혼합물을 튜빙의 가장 밖에 있는 액체 왁스층 다음으로 넣어주었다(도 4 참조).Next, 10 μl of a sample containing cortisol, 5 μg (μl) of magnetic particles and 10 μl of HRP-cortisol (μl) immobilized with antibodies against cortisol were added to 25 μl of washing buffer solution, Followed by a liquid wax layer outside (see Fig. 4).

1-3. 자석 이동에 의한 입자 이동방법을 이용한 코티솔(cortisol)의 검출1-3. Detection of cortisol using particle transfer method by magnet movement

본 실시예에서 자석 이동에 의한 입자 이동방법을 이용하여 코티솔을 검출하였다.In this embodiment, cortisol was detected using a particle transfer method by magnet movement.

보다 구체적으로, 튜빙 밖에 위치하는 자석을 혼합물이 있는 위치에서 출발하여 세척 완충용액 층에서 자석을 잠시 튜빙으로부터 멀리 했다가 다시 튜빙의 세척 완충용액 층에 대고 TMB 층까지 천천히 옮겨준다. More specifically, start the magnet outside the tubing from the location of the mixture, move the magnet away from the tubing for a short time in the wash buffer solution layer, and slowly transfer it back to the TMB layer against the washing buffer solution layer of the tubing.

이때, 자석의 이동에 걸리는 전체 시간은 약 20초 정도였다. 자성입자를 TMB 층까지 이동시킨 후에 튜빙의 입구를 막아주고 TMB 층 부분을 손가락으로 톡톡쳐서 자성입자를 분산시킨다.At this time, the total time taken to move the magnet was about 20 seconds. After moving the magnetic particles to the TMB layer, the entrance of the tubing is blocked, and the magnetic particles are dispersed by tapping the portion of the TMB layer with a finger.

그리고, 마지막으로 5분간 효소 반응을 시킨 후 TMB 층의 색깔을 관찰한다.Finally, after 5 minutes of enzyme reaction, the color of the TMB layer is observed.

참고로, 시료공간에서는 시료에 포함된 코티솔과 HRP-코티솔이 경쟁적으로 반응하였다. 반응이 완료된 후 자성입자를 검출 완충용액으로 이동시켰더니 자성입자에 결합한 HRP-코티솔의 효소 활성에 의해 색깔이 나타났다.For reference, cortisol and HRP-cortisol contained in the sample competitively reacted in the sample space. After the reaction was completed, the magnetic particles were transferred to the detection buffer solution, which was colored by the enzymatic activity of HRP-cortisol bound to the magnetic particles.

이때, 코티솔의 농도가 높으면 자성입자에 결합하는 HRP-코티솔의 양이 감소하기 때문에 검출용액의 흡광도는 낮아진다.At this time, if the concentration of cortisol is high, the amount of HRP-cortisol bound to the magnetic particles decreases, and thus the absorbance of the detection solution becomes low.

한편, 코티솔과 HRP-코티솔의 경쟁적 면역분석이 제대로 이루어지는지 확인하기 위하여 HRP-코티솔을 양을 변화시켜 실험을 진행하였으며, 구체적으로 0.1ng/㎖, 1ng/㎖, 3ng/㎖, 10ng/㎖ 및 100ng/㎖ 로 각각 진행하였다. In the meantime, in order to confirm whether competitive immunization analysis of cortisol and HRP-cortisol is properly performed, experiments were carried out by varying the amount of HRP-cortisol, specifically 0.1 ng / ml, 1 ng / 100 ng / ml, respectively.

도 5는 본 발명의 실시예에서 코티솔을 검출하기 위한 랩온어튜빙을 이용하여 코티솔을 검출한 결과를 나타낸 도면이다.5 is a diagram showing the results of detection of cortisol using lab-on-a-boat tubing for detecting cortisol in an embodiment of the present invention.

결과적으로, HRP-코티솔의 농도가 높아지는 것은 시료 내에 포함되어 있는 코티솔의 농도는 낮아지는 것을 의미하는 것으로, 도 5를 참조하면, HRP-코티솔의 농도가 높아질수록 흡광도가 높아진 것을 확인할 수 있었다.As a result, the increase in the concentration of HRP-cortisol means that the concentration of cortisol contained in the sample is lowered. Referring to FIG. 5, the higher the concentration of HRP-cortisol, the higher the absorbance.

즉, 이에 따라 경쟁적 면역분석이 제대로 이루어졌다는 것을 알 수 있었으며, 이 결과는 자성입자에 결합한 HRP-코티솔이 자성입자에 의해 검출공간으로 이동했음을 보여주며, 자성입자에 결합하지 않은 HRP-코티솔은 검출 공간으로 이동하지 않아, 액체 왁스에 의해서 용액 또는 자성입자에 결합하지 않은 HRP-코티솔의 이동이 없었음을 알 수 있었다.This result indicates that competitive immunoassay was performed properly. This result shows that HRP-cortisol bound to magnetic particles has moved to the detection space by magnetic particles, and HRP-cortisol not bound to magnetic particles is detected It was found that there was no movement of HRP-cortisol not bound to the solution or magnetic particles by the liquid wax.

실시예Example 2. 박테리아 DNA 추출 2. Bacterial DNA Extraction

2-1. 시료 및 기구2-1. Samples and equipment

본 실시예에서는 내경이 2mm 인 테플론 튜빙을 Upchurch Scientific에서 구입하였으며, 용해 완충용액(5.5M guanidine thiocyanate, 20mM Tris-Cl, 20mM EDTA, pH6.6) 제조에 필요한 시약은 Sigma에서 구입하였다. 아울러, 실리카로 코팅된 자성입자(이하, 자성입자 A)와 항체를 고정시키는 자성입자는 아모라이프사이언스에서 공급 받았으며, 장염비브리오균에 대한 항체는 앱클론에서 제조하였다.In this example, Teflon tubing with an inner diameter of 2 mm was purchased from Upchurch Scientific. Reagents required for the preparation of dissolution buffer solution (5.5 M guanidine thiocyanate, 20 mM Tris-Cl, 20 mM EDTA, pH 6.6) were purchased from Sigma. In addition, magnetic particles coated with silica (hereinafter referred to as magnetic particle A) and magnetic particles for immobilizing the antibody were supplied by Amo Life Sciences, and antibodies against enteric Vibrio fungi were prepared in the app clone.

또한, 튜빙 내의 용액의 혼합을 방지하기 위한 액체왁스는 Bio-Rad에서 구입하였다.The liquid wax was also purchased from Bio-Rad to prevent mixing of the solution in the tubing.

마지막으로, 장염비브리오균 검출하기 위하여 실시간 PCR 키트를 사용하였으며, 이는 코젠바이오텍에서 구입하였다.Finally, a real-time PCR kit was used to detect Vibrio parahaemolyticus, which was purchased from Kozen Biotech.

자성입자에 장염비브리오균에 대한 항체를 고정시키는 것은 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide를 사용하는 화학적 방법을 사용하였다.To immobilize antibodies against Vibrio parahaemolyticus to magnetic particles, a chemical method using 1-Ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide was used.

2-2. 실험준비2-2. Preparation for experiment

도 6은 본 발명의 실시예에서 박테리아로부터 DNA 를 추출하기 위한 랩온어튜빙을 나타낸 도면이다.Figure 6 is a diagram of lab-on-a-tubing for extracting DNA from bacteria in an embodiment of the present invention.

먼저, 내경이 2mm 인 테플론 튜빙을 길이 7cm가 되도록 자르고 PDMS(polydimethylsiloxane) 10㎕ 로 튜빙의 한 쪽 끝을 막았다.First, a Teflon tubing having an inner diameter of 2 mm was cut to a length of 7 cm, and one end of the tubing was closed with 10 μl of PDMS (polydimethylsiloxane).

그리고, 막힌 끝으로부터 시작하여, 증류수 20㎕, 액체왁스 35㎕, 실리카로 코팅된 자성입자 A 10㎍ 이 포함된 용해 완충용액 50㎕, 액체왁스 35㎕을 차례대로 넣었다. 아울러, 액체 왁스 다음으로 104 cfu/㎖로 묽힌 장염비브리오균 (KCTC 2471) 50㎕에 장염비브리오균에 대한 항체가 고정된 자성입자 B 10㎕(10㎍)을 더한 혼합물을 넣어주었다(도 6 참조).Then, starting from the clogged end, 20 占 퐇 of distilled water, 35 占 퐇 of liquid wax, 50 占 퐇 of dissolution buffer containing 10 占 퐂 of silica-coated magnetic particle A, and 35 占 퐇 of liquid wax were put in order. Next, a mixture of 10 μg of magnetic particle B immobilized with an antibody against the enteric Vibrio bacteria was added to 50 μl of KCTC 2471, which had been diluted to 10 4 cfu / ml, followed by liquid wax (FIG. 6 Reference).

2-3. 자석이동에 의한 입자 이동 방법으로 박테리아 검출2-3. Bacteria detection by particle transfer method by magnet movement

실시예 2-2의 혼합물에서 장염비브리오균과 자성입자 B 사이의 결합을 촉진하기 위하여 30분간 튜빙에 진동을 가하였다.Vibration was applied to the tubing for 30 minutes in order to promote binding between the Vibrio parahaemolyticus and the magnetic particle B in the mixture of Example 2-2.

그리고, 튜빙의 외부에서 자석을 혼합물이 있는 곳에 위치시키고 자성입자 B를 모아주고, 자석을 용해 완충용액이 있는 곳으로 이동시킨 후 30분간 진동을 가하였다.Then, outside the tubing, the magnet was placed in the mixture, magnetic particles B were collected, and the magnet was moved to the place where the dissolution buffer solution was present, and then vibration was applied for 30 minutes.

이 때, 자성입자 B 에 결합된 상태로 이동한 장염비브리오균에서 용해되어 흘러나온 DNA 가 자성입자 A와 결합하게 되며, 자석을 증류수가 있는 곳으로 이동시키면 자성입자 A와 자성입자 B가 모두 이동하여 자성입자 A에 결합한 DNA 가 해리된다.At this time, the DNA dissolved and flowed in the Vibrio parahaemolyticus bound to the magnetic particle B binds to the magnetic particle A. When the magnet is moved to the distilled water, both the magnetic particle A and the magnetic particle B migrate So that the DNA bound to the magnetic particle A is dissociated.

다음으로, DNA 가 제대로 추출되었는지 확인하기 위하여 DNA 가 녹아있는 증류수 20㎕ 가운데 6㎕를 취하여 장염비브리오균 검출용 실시간 PCR 키트를 이용하여 PCR 을 시행하였다.Next, 6 μl of 20 μl of distilled water in which DNA was dissolved was subjected to PCR using a real-time PCR kit for detection of Vibrio parahaemolyticus.

한편, 비교를 하기 위하여 전 과정을 튜빙에서 시행하여 추출한 DNA(A)와 균을 포획하는 과정만 튜빙에서 진행하였으며, 나머지는 튜빙에서 추출한 DNA(B)도 함께 PCR 을 시행하였다. 전 과정을 튜빙에서 시행하는 실험에서 마지막 세척에는 80% 알코올을 이용하였다.On the other hand, for comparison, only the process of capturing the DNA (A) and the bacteria extracted from the tubing of the whole process was carried out in the tubing, and the remainder was subjected to PCR together with the DNA extracted from the tubing (B). All experiments were conducted in tubing and 80% alcohol was used for the last wash.

도 7은 본 발명의 실시예에서 박테리아로부터 DNA 를 추출하기 위한 랩온어튜빙에서 DNA 를 추출한 결과를 나타낸 도면이다.7 is a diagram showing the result of extracting DNA from a lab-on-a-boat tubing for extracting DNA from bacteria in an embodiment of the present invention.

도 7에서 나타난 바와 같이 세 가지 방법으로 추출한 DNA 가 모두 비슷한 속도로 증폭된 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 7, it can be seen that the DNA extracted by the three methods was amplified at a similar rate.

이상의 결과를 통해 랩온어튜빙에서 자석을 움직이는 매우 간단한 방법으로 박테리아 DNA 를 검출할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.These results show that bacterial DNA can be detected by a very simple method of moving the magnet in the lab-on-a-boat tubing.

100: 랩온어칩
110: 시료공간 120: 검출공간
130: 채널 132: 공간마개
200: 입자100: lab-on-a-chip
110: sample space 120: detection space
130: channel 132:
200: particles

Claims (10)

n종류(n은 2이상의 정수)의 용액이 각각 구분되어 순차적으로 수용되는 튜빙;
각각의 용액 사이에 위치하며, 인접하는 두 용액이 섞이는 것을 방지하는 액체밸브; 및
튜빙 내에 위치하여 이동수단에 의해 액체밸브를 통과 가능한 입자; 를 포함하는 랩온어튜빙.
a tubing in which n kinds of solutions (n is an integer of 2 or more) are separated and sequentially stored;
A liquid valve located between the respective solutions, the liquid valves preventing the adjacent two solutions from mixing; And
Particles which are located in the tubing and can pass through the liquid valve by the moving means; Lt; / RTI &gt; tubing.
제1항에 있어서,
튜빙에 수용되는 용액은
검출용액;
분석대상시료와 상기 입자가 포함된 혼합물이 로딩되는 로딩 완충용액을 포함하는 것을 특징으로 하는 랩온어튜빙.
The method according to claim 1,
The solution contained in the tubing
Detection solution;
And a loading buffer in which a sample to be analyzed and a mixture containing the particles are loaded.
제2항에 있어서,
튜빙에 수용되는 용액은
검출용액과 로딩 완충용액 사이에 위치하는 세척 완충용액을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 랩온어튜빙.
3. The method of claim 2,
The solution contained in the tubing
Further comprising a wash buffer solution located between the detection solution and the loading buffer solution.
제2항에 있어서,
튜빙에 수용되는 용액은
검출용액과 로딩 완충용액 사이에 위치하는 용해 완충용액을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 랩온어튜빙.
3. The method of claim 2,
The solution contained in the tubing
Further comprising a lysis buffer solution located between the detection solution and the loading buffer solution.
제4항에 있어서,
상기 용해 완충용액은 구아니딘 티오시안산염(guanidine thiocyanate) 수용액인 것을 특징으로 하는 랩온어튜빙.
5. The method of claim 4,
Wherein the dissolution buffer solution is an aqueous solution of guanidine thiocyanate.
제1항에 있어서,
튜빙은
평균 직경이 0.1 내지 2mm 인 관형태인 것을 특징으로 하는 랩온어튜빙.
The method according to claim 1,
The tubing
Tubular tubular shape having an average diameter of 0.1 to 2 mm.
제1항에 있어서,
튜빙에 수용되는 용액은 수용성이며,
액체밸브는 지용성인 것을 특징으로 하는 랩온어튜빙.
The method according to claim 1,
The solution contained in the tubing is water-soluble,
Wherein the liquid valve is liposoluble.
제7항에 있어서,
액체밸브는
왁스(wax), 오일(oil), 및 트리아실글리세롤(triacylglycerol) 중 1종 이상을 포함하는 랩온어튜빙.
8. The method of claim 7,
The liquid valve
A lab-on-a-bottle tubing comprising at least one of wax, oil, and triacylglycerol.
제1항에 있어서,
액체밸브는
10 내지 20℃ 의 녹는점을 갖는 랩온어튜빙.
The method according to claim 1,
The liquid valve
On-the-fly tubing with a melting point of 10-20 &lt; 0 &gt; C.
제1항에 있어서,
입자는 자성입자를 포함하며,
상기 자성입자는 자력에 의해서 이동되는 것을 특징으로 하는 랩온어튜빙.The method according to claim 1,
The particles include magnetic particles,
Wherein the magnetic particles are moved by magnetic force.
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