KR20200142786A - Composition for confirming thyroid peroxidase activity comprising silver nanoprism - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 은 나노프리즘을 포함하는 갑상선과산화효소 활성 확인용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for determining thyroid peroxidase activity comprising silver nanoprisms.
갑상선은 갑상선 호르몬의 합성에 필수적인 과산화수소를 소비하는 내분비기관으로서, 갑상선 호르몬은 개체의 정상적인 생장 및 체내 대사활동을 조절하는데 필수적이다. 갑상선 호르몬은 갑상선 세포 내 콜로이드에 부착되어 있는 막 단백질(membrane protein)인 갑상선과산화효소의 산화력을 이용하여 요오드 이온을 요오드 분자로 산화시켜 활성 요오드를 만든다. 이때, 콜로이드에 존재하는 타이로글로불린(thyroglobulin) 내의 티로신 분자에 1개의 요오드가 부착되면, 모노요오드티로신(monoiodotyrosine, MIT)이 되고, 2개의 요오드가 부착되면 디-요오드티로신(di-iodotyrosine, DIT)이 된다. 형성된 MIT 및 DIT는 타이로글로불린 내에서 결합체를 형성하는데, 각각 1개의 MIT 및 DIT 분자가 결합하면 트리-요오드티로닌(tri-iodothyronine, T3)가, 2개의 DIT 분자가 결합하면 테트라-요오드티로닌(tetra-iodothyronine, T4)(티록신, thyroxine)이 생성된다.The thyroid gland is an endocrine organ that consumes hydrogen peroxide, which is essential for the synthesis of thyroid hormones, and thyroid hormones are essential for regulating normal growth and metabolic activity in the body. Thyroid hormones make active iodine by oxidizing iodine ions into iodine molecules by using the oxidative power of thyroid peroxidase, a membrane protein attached to colloids in thyroid cells. At this time, when one iodine is attached to the tyrosine molecule in thyroglobulin present in the colloid, it becomes monoiodotyrosine (MIT), and when two iodines are attached, di-iodotyrosine (DIT) ). The formed MIT and DIT form a conjugate in the thyroglobulin. When one MIT and DIT molecule are combined, tri-iodothyronine (T3) is formed, and when two DIT molecules are combined, tetra-iodothyronine is formed. Ronin (tetra-iodothyronine, T4) (thyroxine) is produced.
한편, 갑상선과산화효소의 활성에 이상이 생기면 그레이브스 병 또는 하시모토 갑상선염이 발생한다. 이와 같이 갑상선과산화효소의 활성 이상으로 발생하는 병은 일반적으로 체내의 자가면역반응에 의해 항체를 생성하고, 생성된 항체에 의해 갑상선과산화효소의 활성을 무력화시킴으로써, 갑상선 호르몬을 과다하게 분비하거나, 억제시켜 질병을 발생시킨다.On the other hand, when there is an abnormality in the activity of thyroid peroxidase, Graves' disease or Hashimoto's thyroiditis occurs. As such, diseases caused by abnormal activity of thyroid peroxidase generally produce antibodies through autoimmune reactions in the body, and by incapacitating the activity of thyroid peroxidase by the generated antibodies, excessive secretion or inhibition of thyroid hormones. To cause disease.
현재 갑상선과산화효소의 활성 이상을 확인하기 위한 방법은 자가면역반응에 의해 생성된 항체를 이용한 ELISA(enzyme-linked immunosorbent assay) 방법이 유일하다. 그러나, 갑상선과산화효소에 대한 항체는 상기 효소에 별다른 이상이 생기지 않은 경우에도 체내에서 자연적으로 발생할 수 있기 때문에 위양성 또는 위음성 진단률이 높다. 또한, 대한민국 특허공개 제10-2012-0041218호는 갑상선 장애를 나타내는 약 40종류의 대사물질을 선별하고, 상기 선별된 대사물질의 변화를 확인하여 갑상선 장애를 진단하는 방법을 개시하고 있다.Currently, the only method to check the activity of thyroid peroxidase is an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) method using an antibody generated by an autoimmune reaction. However, since antibodies against thyroid peroxidase can occur naturally in the body even when there is no abnormality in the enzyme, the diagnosis rate of false positive or false negative is high. In addition, Korean Patent Laid-Open No. 10-2012-0041218 discloses a method for diagnosing thyroid disorders by selecting about 40 types of metabolites representing thyroid disorders, and checking changes in the selected metabolites.
그러나 이와 같은 방법은 모두 갑상선과산화효소의 활성을 직접적으로 확인하는 방법이 아니라는 점에서 상기 효소의 활성을 직접 확인하는 방법의 개발이 요구되고 있다.However, since none of these methods directly confirm the activity of thyroid peroxidase, development of a method for directly confirming the activity of the enzyme is required.
한편, 최근 질병을 진단하는 시스템에 대한 인식이 증가하고, 원하는 표적물을 극히 소량이라도 신뢰성있게 검출할 수 있는 방법의 필요성이 증가하면서, 다양한 금속 기반의 나노물질을 바이오센서에 접목시킨 다양한 검출방법에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 금속 기반의 나노물질은 우수한 생체적합성(biocompatibility), 생체분자(biomolecule)와의 용이한 결합, 넓은 표면적비, 높은 흡광계수(extinction coefficient) 뿐만 아니라, 표면 플라즈몬 공명(surface plasmon resonance)으로 인해 유도되는 독특한 광학적 성질로 인해 뛰어난 민감도를 갖는 색변화 기반 바이오센서에 가장 많이 이용되고 있는 나노물질이다. 특히, 나노입자의 응집에 기반한 색변화 연구(colorimetric assay)는 육안으로 검체의 존재여부를 손쉽게 판단할 수 있기 때문에 현장 적용에 용이하다.On the other hand, as awareness of the system for diagnosing diseases in recent years has increased, and the need for a method that can reliably detect even a small amount of a desired target is increasing, various detection methods in which various metal-based nanomaterials are grafted into biosensors. Research is being actively conducted. Metal-based nanomaterials are unique, induced by surface plasmon resonance, as well as excellent biocompatibility, easy binding with biomolecules, large surface area ratio, and high extinction coefficient. Due to its optical properties, it is a nanomaterial most widely used for color change-based biosensors with excellent sensitivity. In particular, the colorimetric assay based on the aggregation of nanoparticles is easy to apply in the field because it is possible to easily determine the presence of a sample with the naked eye.
본 발명의 목적은 은 나노프리즘을 포함하는 갑상선과산화효소 활성 확인용 조성물, 상기 조성물을 포함하는 키트, 또는 갑상선과산화효소 활성 확인방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a composition for confirming thyroid peroxidase activity comprising silver nanoprisms, a kit comprising the composition, or a method for confirming thyroid peroxidase activity.
본 발명의 다른 목적은 은 나노프리즘을 포함하는 갑상선 질환 진단용 조성물. 상기 조성물을 포함하는 키트, 또는 갑상선 질환 진단의 정보를 제공하기 위한 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is a composition for diagnosing thyroid diseases comprising silver nanoprisms. It is to provide a kit comprising the composition, or a method for providing information for diagnosis of thyroid disease.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 은 나노프리즘을 포함하는 갑상선과산화효소 활성 확인용 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a composition for confirming thyroid peroxidase activity comprising a silver nanoprism.
또한, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 갑상선과산화효소 활성 확인용 키트를 제공한다.In addition, the present invention provides a kit for checking thyroid peroxidase activity comprising the composition.
또한, 본 발명은 은 나노프리즘, 요오드 및 과산화수소를 포함하는 혼합액에 갑상선과산화효소를 포함하는 시료를 첨가하는 단계를 포함하는 갑상선과산화효소 활성 확인방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for confirming thyroid peroxidase activity comprising adding a sample containing thyroid peroxidase to a mixture containing silver nanoprism, iodine, and hydrogen peroxide.
또한, 본 발명은 은 나노프리즘을 포함하는 갑상선 질환 진단용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for diagnosing thyroid diseases including silver nanoprisms.
또한, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 갑상선 질환 진단용 키트를 제공한다.In addition, the present invention provides a kit for diagnosing thyroid disease comprising the composition.
나아가, 본 발명은 은 나노프리즘, 요오드 및 과산화수소를 포함하는 혼합액에 갑상선과산화효소를 포함하는 시료를 첨가하는 단계를 포함하는 갑상선 질환 진단의 정보를 제공하기 위한 방법을 제공한다.Furthermore, the present invention provides a method for providing information on thyroid disease diagnosis comprising the step of adding a sample containing thyroid peroxidase to a mixture containing silver nanoprism, iodine, and hydrogen peroxide.
본 발명에 따른 은 나노프리즘은 갑상선과산화효소의 활성 이상을 직접적으로 확인할 수 있어, 갑상선과산화효소 활성 확인 뿐만 아니라, 갑상선과산화효소의 이상으로 발생하는 질환의 진단에 유용하게 사용될 수 있다.The silver nanoprism according to the present invention can directly check the activity of thyroid peroxidase, and thus can be usefully used for not only checking thyroid peroxidase activity, but also for diagnosing diseases caused by thyroid peroxidase abnormalities.
도 1은 본 발명의 일 실시예에서 제조된 은 나노프리즘이 분포한 파장대를 분광 광도계로 확인한 결과 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 제조된 은 나노프리즘을 주사 전자 현미경으로 관찰한 결과 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에서 제조된 은 나노프리즘에 식각을 일으키는 요오드의 최소 농도를 분광 광도계로 확인한 결과 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 제조된 은 나노프리즘에 식각을 일으키지 않는 과산화수소의 최소 농도를 분광 광도계로 확인한 결과 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에서 제조된 은 나노프리즘에 식각을 일으키는 요오드의 최소 농도(A) 또는 식각을 일으키지 않는 과산화수소의 최소 농도(B)를 육안으로 관찰한 결과 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에서 제조된 은 나노프리즘을 이용하여 갑상선과산화효소의 활성 이상을 육안으로 관찰한 결과 사진이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에서 제조된 은 나노프리즘을 이용하여 갑상선과산화효소의 활성 이상을 분광 광도계로 확인한 결과 그래프이다.1 is a graph showing a result of confirming a wavelength band in which silver nanoprisms prepared in an embodiment of the present invention are distributed with a spectrophotometer.
2 is a photograph of a result of observing a silver nanoprism prepared in an embodiment of the present invention with a scanning electron microscope.
3 is a graph showing the results of confirming the minimum concentration of iodine causing etching in the silver nanoprism prepared in an embodiment of the present invention with a spectrophotometer.
4 is a graph showing the results of confirming the minimum concentration of hydrogen peroxide that does not cause etching in the silver nanoprism prepared in an embodiment of the present invention with a spectrophotometer.
5 is a photograph of a result of observing with the naked eye the minimum concentration (A) of iodine causing etching or the minimum concentration of hydrogen peroxide (B) not causing etching in the silver nanoprism prepared in an embodiment of the present invention.
6 is a photograph of a result of observing with the naked eye an abnormality in the activity of thyroid peroxidase using the silver nanoprism prepared in an embodiment of the present invention.
7 is a graph showing a result of confirming an abnormality in the activity of thyroid peroxidase using a silver nanoprism prepared in an embodiment of the present invention with a spectrophotometer.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 은 나노프리즘을 포함하는 갑상선과산화효소 활성 확인용 조성물을 제공한다.The present invention provides a composition for confirming thyroid peroxidase activity comprising silver nanoprisms.
본 명세서에서 사용된 용어, "은 나노프리즘(silver nanoprism)"은 단면이 삼각형 형태를 나타내는 은 나노입자를 의미하는 것으로, 이는 통상의 기술분야에 잘 알려진 방법에 따라 제조될 수 있다. 구체적으로, 상기 은 나노프리즘은 직경 20 내지 200 ㎚, 30 내지 200 ㎚, 40 내지 200 ㎚, 20 내지 170 ㎚, 30 내지 170 ㎚, 40 내지 170 ㎚, 20 내지 140 ㎚, 30 내지 140 ㎚, 40 내지 140 ㎚, 20 내지 110 ㎚, 30 내지 110 ㎚ 또는 40 내지 110 ㎚의 크기를 가질 수 있다. 이때, 은 나노프리즘의 직경은 삼각형의 한 변에서부터 꼭지점까지의 거리를 측정한 것일 수 있다.As used herein, the term "silver nanoprism" refers to silver nanoparticles having a triangular cross-section, which may be manufactured according to a method well known in the art. Specifically, the silver nanoprism has a diameter of 20 to 200 nm, 30 to 200 nm, 40 to 200 nm, 20 to 170 nm, 30 to 170 nm, 40 to 170 nm, 20 to 140 nm, 30 to 140 nm, 40 To 140 nm, 20 to 110 nm, 30 to 110 nm, or 40 to 110 nm. In this case, the diameter of the silver nanoprism may be a measurement of a distance from one side of a triangle to a vertex.
일례로, 상기 은 나노프리즘은 은염(silver salt) 수용액에 제1환원제를 첨가하고 교반한 뒤, 다시 제2환원제를 첨가하여 교반하여 제조될 수 있다. 상기 은염은 미세하게 분쇄된 은(Ag) 입자를 무기산과 같은 산(acid)에 용해시켜 제조된 것으로, 은염 수용액에 포함된 은 이온은 정제된 물과 혼합되어 나노미터 크기인 상태로 물 분자 사이에 원활하게 분산되어 있을 수 있다. 상기 은 입자는 제1환원제와 교반하는 과정에서 미세한 크기의 균일한 출발물질을 생성하고, 제2환원제와 교반하는 과정에서 은 나노프리즘을 포함하는 균일한 크기의 은 나노입자를 생성할 수 있다.For example, the silver nanoprism may be prepared by adding and stirring a first reducing agent to an aqueous solution of a silver salt, and then adding and stirring a second reducing agent again. The silver salt is prepared by dissolving finely ground silver (Ag) particles in an acid such as an inorganic acid, and the silver ions contained in the silver salt aqueous solution are mixed with purified water to have a nanometer size between water molecules. It can be distributed smoothly. The silver particles may generate a uniform starting material having a fine size in the process of stirring with the first reducing agent, and may generate silver nanoparticles having a uniform size including the silver nanoprism in the process of stirring with the second reducing agent.
상기 은염은 질산은(silver nitrate)일 수 있다. 한편, 제1환원제 및 제2환원제는 시트레이트(citrate) 및 수산화붕소나트륨(sodium borohydride)으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1환원제 및 제2환원제는 각각 시트레이트 및 수산화붕소나트륨일 수 있다.The silver salt may be silver nitrate. Meanwhile, the first reducing agent and the second reducing agent may be any one or more selected from the group consisting of citrate and sodium borohydride. According to an embodiment of the present invention, the first reducing agent and the second reducing agent may be citrate and sodium borohydride, respectively.
본 명세서에서 사용된 용어, "갑상선과산화효소(thyroid peroxidase, TPO)"는 갑상선 세포에 존재하는 효소로서, 체내의 요오드 이온을 요오드 분자로 산화시켜 활성화된 요오드를 생성한다.As used herein, the term "thyroid peroxidase (TPO)" is an enzyme present in thyroid cells, and produces activated iodine by oxidizing iodine ions in the body to iodine molecules.
상기 갑상선과산화효소의 활성에 이상이 생기는 경우, 체내에서는 자가면역반응에 의해 생성되는 갑상선과산화효소 항체를 검출할 수 있는 제제를 사용하여 갑상선과산화효소의 활성을 간접적으로 측정하는 방안이 주로 사용된다. 그러나, 본 발명에 따른 은 나노프리즘은 갑상선과산화효소의 활성에 이상이 생기면, 요오드 분자로 산화되지 못한 요오드 이온에 의해 꼭지점이 식각되면서 색이 변할 수 있다.When an abnormality occurs in the activity of the thyroid peroxidase, a method of indirectly measuring the activity of the thyroid peroxidase is mainly used in the body using an agent capable of detecting the thyroid peroxidase antibody generated by an autoimmune reaction. However, the silver nanoprism according to the present invention may change color as the vertices are etched by iodine ions that have not been oxidized to iodine molecules when an abnormality occurs in the activity of thyroid peroxidase.
본 발명에 따른 갑상선과산화효소 활성 확인용 조성물은 요오드 및 과산화수소로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 조성물은 요오드 및 과산화수소를 더 포함할 수 있다. 상기 요오드는 10 μM 이하, 7 μM 이하, 5 μM 이하, 4 μM 이하, 3 μM 이하 또는 2 μM 이하의 농도로 포함될 수 있다. 한편, 상기 과산화수소는 200 mM 이하, 150 mM 이하, 110 mM 이하, 70 mM 이하, 50 mM 이하, 40 mM 이하, 30 mM 이하, 20 mM 이하 또는 10 mM 이하의 농도로 포함될 수 있다.The composition for confirming thyroid peroxidase activity according to the present invention may further include any one or more selected from the group consisting of iodine and hydrogen peroxide. Specifically, the composition may further include iodine and hydrogen peroxide. The iodine may be contained in a concentration of 10 μM or less, 7 μM or less, 5 μM or less, 4 μM or less, 3 μM or less, or 2 μM or less. Meanwhile, the hydrogen peroxide may be included in a concentration of 200 mM or less, 150 mM or less, 110 mM or less, 70 mM or less, 50 mM or less, 40 mM or less, 30 mM or less, 20 mM or less, or 10 mM or less.
또한, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 갑상선과산화효소 활성 확인용 키트를 제공한다.In addition, the present invention provides a kit for checking thyroid peroxidase activity comprising the composition.
상기 갑상선과산화효소 활성 확인용 키트는 상술한 바와 같은 특징을 갖는 은 나노프리즘을 포함할 수 있다.The kit for checking thyroid peroxidase activity may include silver nanoprisms having the above-described characteristics.
본 발명에 따른 키트는 갑상선과산화효소의 활성 확인 과정을 용이하게 하기 위해 고형 기질에 결합될 수 있다. 이때, 고형 기질로는 합성수지, 니트로셀룰로오스, 유리기판, 금속기판, 유리섬유, 미세구체 또는 미세비드가 사용될 수 있다. 또한, 합성수지로는 폴리에스터, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, PVDF 또는 나일론 등이 사용될 수 있다.The kit according to the present invention may be bound to a solid substrate to facilitate the process of confirming the activity of thyroid peroxidase. In this case, as the solid substrate, synthetic resin, nitrocellulose, glass substrate, metal substrate, glass fiber, microspheres, or fine beads may be used. In addition, polyester, polyvinyl chloride, polystyrene, polypropylene, PVDF or nylon may be used as the synthetic resin.
또한, 상기 키트는 당업자에게 알려진 종래의 제조방법에 의해 제조될 수 있으며, 버퍼, 안정화제, 불활성 단백질 등을 더 포함할 수 있다. 상기 키트는 검출체의 표지 없이 은 나노프리즘 색의 육안 관찰 방법, 분광 광도계를 이용한 시료의 분광 투과도나 반사도 측정 방법, 또는 표면의 플라즈몬 공명 변화를 실시간으로 측정하는 SPR(surface plasmon resonance) 방법 또는 SPR 시스템을 영상화하여 확인하는 SPRI(surface plasmon resonance imaging) 방법을 이용하여 결과를 수득할 수 있다.In addition, the kit may be prepared by a conventional manufacturing method known to those skilled in the art, and may further include a buffer, a stabilizer, an inactive protein, and the like. The kit includes a method for visual observation of silver nanoprism color without a label of a detection object, a method for measuring spectral transmittance or reflectivity of a sample using a spectrophotometer, or a surface plasmon resonance (SPR) method or SPR that measures changes in surface plasmon resonance in real time. The results can be obtained by using a surface plasmon resonance imaging (SPRI) method that confirms by imaging the system.
또한, 본 발명은 은 나노프리즘, 요오드 및 과산화수소를 포함하는 혼합액에 갑상선과산화효소를 포함하는 시료를 첨가하는 단계를 포함하는 갑상선과산화효소 활성 확인방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for confirming thyroid peroxidase activity comprising adding a sample containing thyroid peroxidase to a mixture containing silver nanoprism, iodine, and hydrogen peroxide.
본 발명에 따른 갑상선과산화효소 활성 확인방법에 사용되는 은 나노프리즘, 요오드 및 과산화수소는 상술한 바와 같은 특징을 가질 수 있다.Silver nanoprisms, iodine and hydrogen peroxide used in the method for confirming thyroid peroxidase activity according to the present invention may have the above-described characteristics.
상기 시료는 활성 이상을 확인하고자 하는 갑상선과산화효소를 포함하는 시료라면 모든 시료를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 시료는 포유동물 유래 시료일 수 있고, 구체적으로 인간 유래 시료일 수 있다. 또한, 상기 시료는 혈액, 타액, 누액, 요액, 활액, 점액, 세포 및 조직으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.The sample may include any sample as long as it contains a thyroid peroxidase for which activity abnormality is to be confirmed. For example, the sample may be a mammal-derived sample, and specifically, a human-derived sample. In addition, the sample may be any one or more selected from the group consisting of blood, saliva, tear fluid, urine fluid, synovial fluid, mucus, cells and tissues.
본 발명에 다른 갑상선과산화효소 활성 확인방법은 검출체의 표지 없이 은 나노프리즘 색의 육안 관찰 방법, 분광 광도계를 이용한 시료의 분광 투과도나 반사도 측정 방법, 또는 표면의 플라즈몬 공명 변화를 실시간으로 측정하는 SPR(surface plasmon resonance) 방법 또는 SPR 시스템을 영상화하여 확인하는 SPRI(surface plasmon resonance imaging) 방법을 이용하여 결과를 수득할 수 있다.The method for confirming thyroid peroxidase activity according to the present invention is a method of visually observing silver nanoprism color without a label of a detection object, a method of measuring spectral transmittance or reflectivity of a sample using a spectrophotometer, or SPR measuring changes in plasmon resonance of a surface in real time The results can be obtained using the (surface plasmon resonance) method or the surface plasmon resonance imaging (SPRI) method, which is confirmed by imaging the SPR system.
또한, 본 발명은 은 나노프리즘을 포함하는 갑상선 질환 진단용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for diagnosing thyroid diseases including silver nanoprisms.
본 발명에 따른 갑상선 질환 진단용 조성물은 상술한 바와 같은 특징을 가질 수 있다. 일례로, 상기 은 나노 프리즘은 직경 20 내지 200 ㎚, 30 내지 200 ㎚, 40 내지 200 ㎚, 20 내지 170 ㎚, 30 내지 170 ㎚, 40 내지 170 ㎚, 20 내지 140 ㎚, 30 내지 140 ㎚, 40 내지 140 ㎚, 20 내지 110 ㎚, 30 내지 110 ㎚ 또는 40 내지 110 ㎚의 크기를 가질 수 있다.The composition for diagnosing thyroid disease according to the present invention may have the characteristics as described above. As an example, the silver nano prism has a diameter of 20 to 200 nm, 30 to 200 nm, 40 to 200 nm, 20 to 170 nm, 30 to 170 nm, 40 to 170 nm, 20 to 140 nm, 30 to 140 nm, 40 To 140 nm, 20 to 110 nm, 30 to 110 nm, or 40 to 110 nm.
또한, 상기 조성물은 요오드 및 과산화수소로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 조성물은 요오드 및 과산화수소를 더 포함할 수 있다. 상기 요오드는 10 μM 이하, 7 μM 이하, 5 μM 이하, 4 μM 이하, 3 μM 이하 또는 2 μM 이하의 농도로 포함될 수 있다. 한편, 상기 과산화수소는 200 mM 이하, 150 mM 이하, 110 mM 이하, 70 mM 이하, 50 mM 이하, 40 mM 이하, 30 mM 이하, 20 mM 이하 또는 10 mM 이하의 농도로 포함될 수 있다.In addition, the composition may further include any one or more selected from the group consisting of iodine and hydrogen peroxide. Specifically, the composition may further include iodine and hydrogen peroxide. The iodine may be contained in a concentration of 10 μM or less, 7 μM or less, 5 μM or less, 4 μM or less, 3 μM or less, or 2 μM or less. Meanwhile, the hydrogen peroxide may be included in a concentration of 200 mM or less, 150 mM or less, 110 mM or less, 70 mM or less, 50 mM or less, 40 mM or less, 30 mM or less, 20 mM or less, or 10 mM or less.
상기 갑상선 질환은 그레이브스병, 하시모토 갑상선염 또는 자가면역성 갑상선질환일 수 있다.The thyroid disease may be Graves' disease, Hashimoto's thyroiditis, or an autoimmune thyroid disease.
또한, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 갑상선 질환 진단용 키트를 제공한다.In addition, the present invention provides a kit for diagnosing thyroid disease comprising the composition.
본 발명에 따른 갑상선 질환 진단용 키트는 상술한 바와 같은 특징을 가질 수 있다. 일례로, 상기 키트는 은 나노프리즘을 포함할 수 있고, 요오드 및 과산화수소로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.The kit for diagnosing thyroid disease according to the present invention may have the characteristics as described above. As an example, the kit may include silver nanoprisms, and may further include any one or more selected from the group consisting of iodine and hydrogen peroxide.
또한, 상기 키트는 당업자에게 알려진 종래의 제조방법에 의해 제조될 수 있으며, 버퍼, 안정화제, 불활성 단백질 등을 더 포함할 수 있다.In addition, the kit may be prepared by a conventional manufacturing method known to those skilled in the art, and may further include a buffer, a stabilizer, an inactive protein, and the like.
나아가, 본 발명은 은 나노프리즘, 요오드 및 과산화수소를 포함하는 혼합액에 갑상선과산화효소를 포함하는 시료를 첨가하는 단계를 포함하는 갑상선 질환 진단의 정보를 제공하기 위한 방법을 제공한다.Furthermore, the present invention provides a method for providing information on thyroid disease diagnosis comprising the step of adding a sample containing thyroid peroxidase to a mixture containing silver nanoprism, iodine, and hydrogen peroxide.
본 발명에 따른 갑상선 질환 진단의 정보를 제공하기 위한 방법에 사용되는 은 나노프리즘, 요오드 및 과산화수소는 상술한 바와 같은 특징을 가질 수 있다.Silver nanoprisms, iodine and hydrogen peroxide used in the method for providing information on thyroid disease diagnosis according to the present invention may have the above-described characteristics.
상기 시료는 활성 이상을 확인하고자 하는 갑상선과산화효소를 포함하는 시료라면 모든 시료를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 시료는 포유동물 유래 시료일 수 있고, 구체적으로 인간 유래 시료일 수 있다.The sample may include any sample as long as it contains a thyroid peroxidase for which activity abnormality is to be confirmed. For example, the sample may be a mammal-derived sample, and specifically, a human-derived sample.
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의해 상세히 설명한다, 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 이들에 의해 본 발명이 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용 효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by the following examples, provided that the following examples are for illustrative purposes only, and the present invention is not limited thereto. Anything that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and achieves the same operation and effects is included in the technical scope of the present invention.
실시예 1. 은 나노프리즘의 합성Example 1. Synthesis of silver nanoprism
은 나노프리즘을 하기와 같은 방법으로 합성하였다.Silver nanoprism was synthesized in the following manner.
구체적으로, 100 ㎕의 0.1 M 질산은(silver nitrate), 1.5 ㎖의 0.1 M 시트르산삼나트륨(trisodium citrate) 및 280 ㎕의 30% H2O2를 100 ㎖의 탈이온증류수(deionized distilled water, DDI water)에 첨가하고, 상온에서 250 rpm으로 교반하였다. 10분 동안 교반한 뒤, 150 rpm으로 교반 속도를 줄이고, 1 ㎖의 0.1 M 수산화붕소나트륨(sodium borohydride)을 신속히 첨가하여 150 rpm으로 교반을 계속하였다. 교반에 의해 상기 혼합물이 파란색으로 변하면 은나노 입자가 합성된 것으로 판단하여 이를 암병에 넣고 4℃에 보관하였다.Specifically, 100 µl of 0.1 M silver nitrate, 1.5 ml of 0.1 M trisodium citrate, and 280 µl of 30% H 2 O 2 were added to 100 ml of deionized distilled water, DDI water. ), and stirred at 250 rpm at room temperature. After stirring for 10 minutes, the stirring speed was reduced to 150 rpm, 1 ml of 0.1 M sodium borohydride was quickly added, and the stirring was continued at 150 rpm. When the mixture turned blue by stirring, it was judged that silver nanoparticles were synthesized, and then placed in a dark bottle and stored at 4°C.
제조된 은나노 입자의 모양을 통상적인 방법으로 분광 광도계(spectrophotometer)를 이용하여 확인한 결과를 도 1에, 주사 전자 현미경(scanning electron microscope, SEM)을 이용하여 확인한 결과를 도 2에 나타내었다.The shape of the prepared silver nanoparticles was confirmed using a spectrophotometer by a conventional method in FIG. 1, and the results confirmed using a scanning electron microscope (SEM) are shown in FIG. 2.
도 1에 나타난 바와 같이, 은 나노프리즘은 평균적으로 600 ㎚ 중반의 파장대에 형성되었다. 또한, 도 2에 나타난 바와 같이, 합성된 은 나노프리즘은 평균 50 내지 100 ㎚의 크기를 나타내었다.As shown in FIG. 1, silver nanoprisms were formed in the mid-600 nm wavelength band on average. In addition, as shown in Figure 2, the synthesized silver nanoprism showed an average size of 50 to 100 ㎚.
실시예 2. 요오드(iodine) 및 과산화수소에 대한 최대 반응 농도 결정Example 2. Determination of the maximum reaction concentration for iodine and hydrogen peroxide
은 나노프리즘에 식각을 일으키는 요오드 및 과산화수소의 최대 반응 농도를 다음과 같은 방법으로 확인하였다.The maximum reaction concentrations of iodine and hydrogen peroxide causing etching on silver nanoprisms were confirmed by the following method.
먼저, 실시예 1에서 제조된 은 나노프리즘에 요오드를 0, 0.5, 1, 2, 3, 4 또는 5 μM의 농도가 되도록 처리하였다. 한편, 과산화수소는 0, 10, 50 또는 100 mM의 농도가 되도록 처리하였다. 요오드 또는 과산화수소가 처리된 은 나노프리즘에서 식각이 일어났는지 여부를 통상적인 방법으로 분광 광도계를 이용하여 확인한 결과를 도 3 및 4에, 색변화 관찰을 통해 확인한 결과를 도 5에 나타내었다.First, the silver nanoprism prepared in Example 1 was treated with iodine to a concentration of 0, 0.5, 1, 2, 3, 4 or 5 μM. Meanwhile, hydrogen peroxide was treated to a concentration of 0, 10, 50 or 100 mM. The results of confirming whether etching occurred in the silver nanoprism treated with iodine or hydrogen peroxide using a spectrophotometer by a conventional method are shown in FIGS. 3 and 4 and the results of confirming through color change observation are shown in FIG. 5.
도 3 및 도 5A에 나타난 바와 같이, 2 μM 농도의 요오드를 처리한 경우에 파장대 변화가 생기거나, 은 나노프리즘의 색이 변함으로써, 2 μM 농도의 요오드가 은 나노프리즘에 식각을 일으키는 최소 농도임을 확인하였다.As shown in FIGS. 3 and 5A, when a 2 μM concentration of iodine is treated, the wavelength band changes or the color of the silver nanoprisms changes, so that the 2 μM concentration of iodine is the minimum concentration that causes the silver nanoprisms to be etched. Was confirmed.
한편, 과산화수소는 은 나노프리즘에 영향을 주지 않는 범위를 확인하였으며, 도 4 및 5B에 나타난 바와 같이, 10 mM 이하의 농도에서 은 나노프리즘에 별다른 영향을 주지 않음을 확인하였다.On the other hand, it was confirmed that hydrogen peroxide does not affect the silver nanoprism, and as shown in Figs. 4 and 5B, it was confirmed that at a concentration of 10 mM or less, it did not affect the silver nanoprism.
실험예 1. 갑상선과산화효소 활성 확인Experimental Example 1. Thyroid peroxidase activity confirmation
상기 제조된 은 나노프리즘을 이용하여 다음과 같은 방법으로 갑상선과산화효소(thyroid peroxidase, TPO)의 활성을 확인하였다.The activity of thyroid peroxidase (TPO) was confirmed by the following method using the prepared silver nanoprism.
먼저, 총 200 ㎕ 부피의 튜브에 0, 9.90, 14.85, 19.8, 39.6 또는 49.5 nM 농도의 TPO(PENZ-285, Prospec)를 넣고, 여기에 요오드 및 과산화수소를 각각 2 μM 및 10 mM의 농도가 되도록 첨가하였다. 이때, 0 nM의 TPO가 첨가된 시료에는 요오드도 첨가하지 않고, 음성 대조군으로 사용하였다. 한편, 실시예 1에서 합성된 은 나노프리즘을 1.5배로 농축시킨 후, 176 ㎕의 농축된 은 나노프리즘을 상기 튜브에 넣었다. 그 결과, 은 나노프리즘에서 식각이 일어났는지 여부를 색변화 관찰을 통해 확인한 결과를 도 6에, 통상적인 방법으로 분광 광도계를 이용하여 확인한 결과를 도 7에 나타내었다(보라색: TPO 첨가군, 녹색: 음성 대조군).First, add 0, 9.90, 14.85, 19.8, 39.6 or 49.5 nM TPO (PENZ-285, Prospec) to a total volume of 200 μM tube, and add iodine and hydrogen peroxide to a concentration of 2 μM and 10 mM, respectively. Added. At this time, iodine was not added to the sample to which 0 nM of TPO was added, and was used as a negative control. Meanwhile, after the silver nanoprism synthesized in Example 1 was concentrated to 1.5 times, 176 μl of the concentrated silver nanoprism was placed in the tube. As a result, the result of confirming whether etching occurred in the silver nanoprism through color change observation is shown in FIG. 6, and the result of confirming using a spectrophotometer by a conventional method is shown in FIG. 7 (purple: TPO added group, green : Negative control).
도 6에 나타난 바와 같이, 첨가된 TPO의 농도가 증가하면서 은 나노프리즘의 식각이 억제되었다. 한편, 오요드를 처리하지 않은 첫번째 샘플의 경우 식각이 일어나지 않아 색이 변하지 않았다.As shown in FIG. 6, as the concentration of added TPO increased, etching of the silver nanoprism was suppressed. On the other hand, in the case of the first sample not treated with iodine, the color did not change because etching did not occur.
또한, 도 7에 나타난 바와 같이, 분광 광도계를 이용하여 확인한 결과 또한, TPO를 첨가하지 않은 경우에 은 나노프리즘이 식각되어 파장대 변화가 생긴것을 알 수 있었다.In addition, as shown in FIG. 7, as a result of checking using a spectrophotometer, it was found that when TPO was not added, the silver nanoprism was etched, resulting in a wavelength band change.
Claims (10)
A composition for checking thyroid peroxidase activity comprising silver nanoprisms.
According to claim 1, wherein the silver nanoprism has a size of 20 to 200 ㎚ in diameter, the composition for checking thyroid peroxidase activity.
The composition of claim 1, further comprising any one or more selected from the group consisting of iodine and hydrogen peroxide.
A kit for checking thyroid peroxidase activity comprising the composition of claim 1.
A method for determining thyroid peroxidase activity, comprising adding a sample containing thyroid peroxidase to a mixture containing silver nanoprism, iodine and hydrogen peroxide.
A composition for diagnosing thyroid diseases, including silver nanoprisms.
The composition for diagnosing thyroid disease according to claim 5, wherein the thyroid disease is Graves' disease, Hashimoto's thyroiditis, or an autoimmune thyroid disease.
A kit for diagnosing thyroid diseases comprising the composition of claim 5.
The kit for diagnosing thyroid diseases according to claim 1, further comprising any one or more selected from the group consisting of iodine and hydrogen peroxide.
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| KR20120041218A (en) | 2009-08-13 | 2012-04-30 | 바스프 에스이 | Means and methods for diagnosing thyroid disorders |
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