KR20210027879A - Composition for detecting glucose using alginate and diagnostic kit using the same - Google Patents

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KR20210027879A
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서강문
강경순
정아영
강선미
이은지
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Abstract

The present invention relates to a composition for detecting sugar in a sample, wherein the composition comprises glucose oxidase, peroxidase, alginate, and a color reagent. In a method for detecting sugar through color change confirmation using an existing enzymatic reaction, the composition containing alginate together with an enzyme detects even a lower concentration of glucose through a clear color change than an existing method for diagnosing diabetes using the enzyme reaction, so that the composition can be provided in a diagnostic reagent and a diagnostic kit capable of diagnosing diabetes simply and non-invasively by effectively detecting a low concentration of glucose in tears.

Description

알지네이트를 이용한 당 검출용 조성물 및 이를 이용한 당뇨병 진단용 키트{Composition for detecting glucose using alginate and diagnostic kit using the same}Composition for detecting glucose using alginate and a kit for diagnosing diabetes using the same

본 발명은 눈물 내 당을 측정하여 당뇨병을 진단하기 위한 당 검출용 조성물 및 이의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for detecting sugar and a use thereof for diagnosing diabetes by measuring sugar in tears.

당뇨병은 혈액 내에 존재하는 포도당이 소변을 통해 배출되는 질환으로써 현대인에게 가장 많이 발생되는 비전염성 만성질환이자 근본적인 치유가 되지 않는 만성 퇴행성 질환 중의 하나이다.Diabetes is a disease in which glucose present in the blood is excreted through urine. It is one of the most common non-infectious chronic diseases in modern people and one of the chronic degenerative diseases that cannot be fundamentally cured.

또한, 당뇨병은 인슐린 작용과 인슐린 분비에 의해 발생하는 고혈당을 특징으로 하는 대사장애 증후군으로써 자가면역기전에 의해서 췌장의 베타세포가 파괴되면서 인슐린이 절대적으로 부족하게 되는 것에서부터 인슐린의 작용에 대한 저항성에 이르기까지 다양한 원인으로 발병하게 된다.In addition, diabetes is a metabolic disorder syndrome characterized by hyperglycemia caused by insulin action and secretion of insulin. It can be caused by a variety of causes.

이러한 당뇨병은 고혈당이 만성으로 지속되게 하면서 당질대사 뿐만 아니라 지질이나 단백질 대사장애를 유발하게 하여 망막, 신장, 신경, 심혈관계 등의 합병증을 유발시키는 심각한 질병이며 다양한 합병증으로 인해 수명이 5~10년 정도 단축될 수 있고, 현재 우리나라에서도 사망원인 중 4번째의 질병이다.Diabetes is a serious disease causing complications such as retina, kidney, nerve, cardiovascular system, etc. by causing hyperglycemia to persist, and not only sugar metabolism, but also lipid or protein metabolism, and a lifespan of 5-10 years due to various complications. It can be shortened, and it is currently the fourth disease among the causes of death in Korea.

최근 급속한 경제발전에 따른 식생활의 변화로 당뇨병 유병율은 해마다 증가하여 국내의 경우 약 5~10%에 달하고 있으며, 당뇨병 환자는 급속히 증가하고 있는 반면, 지속적이고 적절한 치료가 어려운 상황이기 때문에 이런 당뇨병을 미리 진단하고 꾸준한 관리할 수 있는 방법이 중요하다.Due to the recent rapid economic development and dietary changes, the prevalence of diabetes has increased year by year, reaching about 5-10% in Korea. While the number of diabetic patients is increasing rapidly, it is difficult to prevent such diabetes in advance. How to diagnose and manage consistently is important.

가장 많이 사용되는 당뇨검사 키트는 채혈침을 사용하여 손가락 끝의 혈액을 이용해 자가 진단하는 방법으로 이러한 방법은 매 검사시 신체에 상처를 입혀야하고 고통이 수반되는 단점이 있다. 이에 따라 비침습적인 방법으로 환자의 고통을 최소화하며 정확한 당 수치를 측정할 수 있는 당뇨 진단 방법에 대한 개발이 필요하다.The most commonly used diabetes test kit is a method of self-diagnosis using blood from the tip of a finger using a blood collection needle, and this method has the disadvantage of injuring the body during each test and accompanying pain. Accordingly, there is a need to develop a diabetic diagnosis method capable of minimizing patient pain through a non-invasive method and measuring accurate glucose levels.

대한민국 공개특허 제10-2017-0002318호 (2017.01.06. 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0002318 (published on January 6, 2017)

본 발명은 기존의 당뇨 진단법의 문제점을 해결하기 위해 비침습적인 방법으로 눈물 속 당 수치를 측정하여 당뇨병을 진단하기 위한 조성물을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a composition for diagnosing diabetes by measuring the level of sugar in tears by a non-invasive method in order to solve the problems of the existing diabetic diagnosis method.

본 발명은 포도당 산화효소, 과산화효소, 알지네이트 및 발색 시약을 포함하는 비침습적 생물학적 시료 내 당 검출용 조성물을 제공한다.The present invention provides a composition for detecting sugar in a non-invasive biological sample comprising a glucose oxidase, peroxidase, alginate, and a color developing reagent.

본 발명은 개체로부터 분리된 시료와 당 검출용 조성물을 접촉시키는 단계; 및 상기 조성물의 색 변화 값을 측정하는 단계를 포함하는 시료로부터 당을 검출하는 방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of contacting a sample separated from an individual with a composition for detecting sugar; And it provides a method of detecting a sugar from a sample comprising the step of measuring the color change value of the composition.

본 발명은 개체로부터 분리된 시료와 청구항 1 내지 청구항 5항 중 어느 한항의 조성물을 접촉시키는 단계; 및 상기 시료가 접촉된 조성물의 색 변화 값을 측정하는 단계를 포함하는 당뇨병 진단에 정보를 제공하는 방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of contacting the composition of any one of claims 1 to 5 with a sample isolated from an individual; And measuring a color change value of the composition in contact with the sample.

또한, 본 발명은 상기 당 검출용 조성물을 포함하는 당뇨병 진단용 키트를 제공한다.In addition, the present invention provides a diagnostic kit for diabetes comprising the composition for detecting the sugar.

본 발명에 따르면, 종래 효소반응을 이용한 색변화 확인을 통한 당 검출 방법에 있어, 효소와 함께 알지네이트를 포함시킨 조성물은 종래 효소 반응을 이용한 당뇨병 진단 방법보다 저농도의 포도당까지 명확한 색변화를 통하여 검출하는 것으로 확인됨에 따라, 상기 조성물은 눈물 내 저농도의 포도당을 효과적으로 검출하여 간편하고 비침습적으로 당뇨병을 진단할 수 있는 진단용 시약 및 진단용 키트로 제공될 수 있다.According to the present invention, in the conventional method for detecting sugar through color change using an enzymatic reaction, a composition containing alginate together with an enzyme detects a lower concentration of glucose through a clear color change than a conventional method for diagnosing diabetes using an enzymatic reaction. As it is confirmed, the composition may be provided as a diagnostic reagent and a diagnostic kit capable of diagnosing diabetes in a simple and non-invasive manner by effectively detecting a low concentration of glucose in tears.

도 1은 포도당 측정을 위한 주요 효소 반응을 나타낸 모식도이다.
도 2는 기본적인 효소 반응을 활용하여 포도당 농도별 색 변화를 2회 (a 및 b) 확인한 결과이다.
도 3은 알지네이트 첨가를 통하여 포도당 농도별 색 변화를 2회 (a 및 b) 확인한 결과이다.
도 4는 다양한 알지네이트 농도에서 포도당 검출 색 변화를 2회 (a 및 b) 확인한 결과이다.
도 5는 포도당 농도에 따른 키토산과 알지네이트 색 변화를 2회 (a 및 b) 확인한 결과이다.
1 is a schematic diagram showing the main enzyme reaction for glucose measurement.
2 is a result of confirming the color change by glucose concentration twice (a and b) using a basic enzymatic reaction.
3 is a result of confirming the color change by glucose concentration twice (a and b) through the addition of alginate.
4 is a result of confirming the color change of glucose detection twice (a and b) at various alginate concentrations.
5 is a result of confirming the color change of chitosan and alginate twice (a and b) according to the glucose concentration.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

체내의 비정상적인 당 수치는 당뇨병이나 신진대사 질환, 만성질환의 원인이 되므로, 지속적인 당 수치 모니터링이 필요한 대사질환 환자들에게 보다 간편하고 비침습적인 당 수치 측정방법을 제공하기 위해, 본 발명자들은 당을 포함한 다양한 생체물질이 포함되어 있으며 접근성이 높은 시료인 눈물에서 당 수준을 측정하여 환자들의 고통을 최소화할 수 있는 방법을 확인하고 본 발명을 완성하였다.Since abnormal sugar levels in the body cause diabetes, metabolic diseases, and chronic diseases, in order to provide a more convenient and non-invasive sugar level measurement method for patients with metabolic diseases who need continuous sugar level monitoring, the present inventors The present invention was completed by confirming a method for minimizing the pain of patients by measuring sugar levels in tears, which are samples containing various biomaterials including and have high accessibility.

본 발명은 포도당 산화효소, 과산화효소, 알지네이트 및 발색 시약을 포함하는 비침습적 생물학적 시료 내 당 검출용 조성물을 제공할 수 있다.The present invention can provide a composition for detecting sugar in a non-invasive biological sample comprising a glucose oxidase, peroxidase, alginate, and a color developing reagent.

상기 포도당 산화효소는 비침습적 생물학적 시료 내 포도당 존재시 산소 조건하에서 포도당과 반응하여 글루코닉산 및 과산화수소를 생성하는 것일 수 있다.The glucose oxidase may react with glucose under oxygen conditions in the presence of glucose in a non-invasive biological sample to produce gluconic acid and hydrogen peroxide.

상기 과산화효소는 포도당과 포도당 산화효소의 반응에 의해 생성된 과산화수소와 반응하여 발색 시약의 색변화를 유도하는 것일 수 있다.The peroxidase may react with hydrogen peroxide generated by a reaction of glucose and glucose oxidase to induce a color change of a color developing reagent.

상기 포도당 산화효소 및 과산화효소는 4:1 농도비로 포함되는 것일 수 있다.The glucose oxidase and peroxidase may be included in a 4:1 concentration ratio.

상기 알지네이트는 2 내지 5 %(w/v)로 포함되는 것일 수 있으며, 보다 바람직하게는 5 %(w/v)로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The alginate may be included in 2 to 5% (w/v), more preferably 5% (w/v), but is not limited thereto.

상기 비침습적 생물학적 시료는 소변, 눈물 또는 타액일 수 있으며, 보다 바람직하게는 눈물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The non-invasive biological sample may be urine, tears, or saliva, more preferably tears, but is not limited thereto.

본 발명에서 상기 발색 시약은 시료물질과의 화학반응에 의하여 특정한 빛깔을 나타내는 시약으로 TMB (3,3',5,5'-Tetramethylbenzidine), 아이오딘화 칼륨(potassium iodide) 및 4AAP (4-Aminoantipyrine)와 페놀 또는 HBA (4-Hydroxybenzoic acid)의 반응으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 보다 바람직하게는 TMB (3,3',5,5'-Tetramethylbenzidine)일 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다.In the present invention, the color developing reagent is a reagent that exhibits a specific color by a chemical reaction with a sample material. TMB (3,3',5,5'-Tetramethylbenzidine), potassium iodide and 4AAP (4-Aminoantipyrine) ) And phenol or HBA (4-Hydroxybenzoic acid), but more preferably TMB (3,3',5,5'-Tetramethylbenzidine), but is not limited thereto.

본 발명은 개체로부터 분리된 시료와 상기 어느 한 조건의 조성물을 접촉시키는 단계; 및 상기 조성물의 색 변화 값을 측정하는 단계를 포함하는 시료로부터 당을 검출하는 방법을 제공할 수 있다.The present invention comprises the steps of contacting a sample isolated from an individual with a composition under any of the above conditions; And it may provide a method of detecting a sugar from a sample comprising the step of measuring the color change value of the composition.

상기 개체로부터 분리된 시료는 소변, 눈물 또는 타액일 수 있으며, 보다 바람직하게는 눈물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The sample separated from the individual may be urine, tears, or saliva, more preferably tears, but is not limited thereto.

본 발명은 개체로부터 분리된 시료와 상기 당 검출용 조성물을 접촉시키는 단계; 및 상기 시료가 접촉된 조성물의 색 변화 값을 측정하는 단계를 포함하는 당뇨병 진단에 정보를 제공하는 방법.The present invention comprises the steps of contacting a sample isolated from an individual with the composition for detecting sugar; And measuring a color change value of the composition contacted with the sample.

또한, 본 발명은 상기 당 검출용 조성물을 포함하는 당뇨병 진단용 키트를 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a diagnostic kit for diabetes comprising the composition for detecting the sugar.

본 발명에서 "진단"은 특정 질병 또는 질환에 대한 한 개체의 감수성을 판정하는 것, 한 개체가 특정 질병 또는 질환을 가지고 있는지 여부를 판정하는 것, 특정 질병 또는 질환에 걸린 한 개체의 예후를 판정하는 것, 또는 테라메트릭스(therametrics) (예컨대, 치료 효능에 대한 정보를 제공하기 위하여 개체의 상태를 모니터링하는 것)을 포함한다. In the present invention, "diagnosis" refers to determining the susceptibility of an individual to a specific disease or disorder, determining whether or not an individual has a specific disease or disease, and determining the prognosis of an individual suffering from a specific disease or disorder. To do, or therametrics (eg, monitoring the condition of an individual to provide information about treatment efficacy).

본 발명에서 상기 진단용 키트는 종이, 면, 니트로셀룰로오스, 셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리에틸레 등일 수 있으나, 보다 바람직하게는 종이일 수 있으며, 액체를 흡수할 수 있는 재질이라면 이에 제한되지 않는다. In the present invention, the diagnostic kit may be paper, cotton, nitrocellulose, cellulose, cellulose acetate, polyethylene, or the like, but more preferably paper, and any material capable of absorbing liquid is not limited thereto.

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 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be described in detail to aid understanding of the present invention. However, the following examples are merely illustrative of the contents of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples. The embodiments of the present invention are provided to more completely describe the present invention to those of ordinary skill in the art.

<참고예><Reference Example>

하기의 참고예는 본 발명에 따른 각각의 실시예에 공통적으로 적용되는 참고예를 제공하기 위한 것이다.The following reference examples are intended to provide reference examples commonly applied to each of the examples according to the present invention.

1. 용액 제조1. Solution preparation

하기와 같은 방법으로 실험에 사용된 용액을 준비하였다.The solution used in the experiment was prepared by the following method.

① 키토산 (chitosan) 용액: 2% acetic acid 용매에 0.5%(w/v)의 키토산을 녹여 용액을 제조하였다.① Chitosan solution: A solution was prepared by dissolving 0.5% (w/v) chitosan in 2% acetic acid solvent.

② 알지네이트 (alginate) 용액: 증류수에 2%(w/v)의 알지네이트를 녹여 용액을 제조하였다.② Alginate solution: A solution was prepared by dissolving 2% (w/v) of alginate in distilled water.

③ TMB (3,3',5,5'-Tetramethylbenzidine) 용액: 5 ml의 메탄올에 0.018 g의 TMB를 녹여 15 mM TMB 용액을 제조하였다.③ TMB (3,3',5,5'-Tetramethylbenzidine) solution: A 15 mM TMB solution was prepared by dissolving 0.018 g of TMB in 5 ml of methanol.

④ 포도당 산화효소 (glucose oxidase) 용액: 1 ml의 pH 7.4 PBS에 포도당산화효소 6mg을 녹여 120U/ml 포도당 산화효소 용액을 제조하였다.④ Glucose oxidase solution:   6 mg of glucose oxidase was dissolved in 1 ml of pH 7.4 PBS to prepare a 120 U/ml glucose oxidase solution.

⑤ 과산화효소 (horseradish peroxidase) 용액: 1 ml의 pH 7.4 PBS에 과산화효소 1 mg을 녹여 200 U/ml을 만들고, 이 200 U/ml을 희석하여 30 U/ml로 만들어 사용하였다.⑤ Horseradish peroxidase solution: Dissolve 1 mg of peroxidase in 1 ml of pH 7.4 PBS to make 200 U/ml, and this 200 U/ml was diluted to make 30 U/ml.

<실시예 1><Example 1> 포도당 측정을 위한 종이 선정Paper Selection for Glucose Measurement

당을 측정하기 위한 기본 원리는 도 1과 같이 포도당과 포도당 산화효소와의 반응, 상기 반응의 산물인 과산화수소와 과산화효소, 발색 시약(Dye)과의 반응이다.The basic principle for measuring sugar is a reaction between glucose and glucose oxidase as shown in FIG. 1, and a reaction between hydrogen peroxide and peroxidase, which is a product of the reaction, and a color developing reagent (Dye).

먼저, 기본적인 효소만을 사용하여 포도당 농도 별 색 변화를 관찰하기 전에 키트 개발에 사용될 3가지 후보의 종이 중 눈물을 쉽게 흡수할 수 있는 능력을 확인할 수 있는 특징인 종이의 미세한 구멍 크기와 물을 흡수하는 속도를 확인하였다.First, before observing the color change by glucose concentration using only basic enzymes, among the three candidate papers to be used in the kit development, the ability to easily absorb tears is the characteristic of the paper's fine pore size and water absorption. Check the speed.

그 결과, 표 1과 같이 미세 구멍의 크기가 크고 물 100ml을 흡수하는데 걸리는 시간이 짧은 Whatman사의 filter paper No.41을 선정하였다.As a result, as shown in Table 1, filter paper No. 41 of Whatman, which has a large pore size and a short time taken to absorb 100 ml of water, was selected.

미세 구멍 크기 (μm)Fine pore size (μm) 물 100ml 흡수 속도 (sec/100ml)Water absorption rate of 100ml (sec/100ml) No. 1No. One 1111 No. 1No. One 150150 No. 40No. 40 88 No. 40No. 40 340340 No. 41No. 41 20-2520-25 No. 41No. 41 5454

<실시예 2> 알지네이트를 이용한 포도당 색 변화 검출 효과 확인<Example 2> Confirmation of the effect of detecting changes in glucose color using alginate

1. 효소를 사용한 포도당 농도별 색 변화 확인1. Check the color change by glucose concentration using enzyme

종래의 포도당 측정 방법인 포도당 산화효소와 과산화효소를 사용하고, 발색 시약으로 TMB (3,3',5,5'-Tetramethylbenzidine) 사용하여 포도당 농도에 따른 발색 시약(TMB)의 색 변화 여부를 확인하였다.Using glucose oxidase and peroxidase, which are conventional glucose measurement methods, and TMB (3,3',5,5'-Tetramethylbenzidine) as a color developing reagent, check whether the color of the color developing reagent (TMB) changes according to the glucose concentration. I did.

앞선 실험으로 선정된 Whatman사의 filter paper를 6 mm × 6 mm로 자른 후 15 mM TMB 용액 4.5 μl를 6 mm × 6 mm로 자른 종이 위에 떨어뜨리고 약 10분간 상온에서 건조시켰다.After the Whatman's filter paper selected in the previous experiment was cut into 6 mm × 6 mm, 4.5 μl of a 15 mM TMB solution was dropped onto the cut paper into 6 mm × 6 mm and dried at room temperature for about 10 minutes.

10분 후, 30 U/ml의 과산화효소 용액 4.5 μl을 종이에 떨어뜨리고 약 10분간 상온에서 건조시켰다. 마지막으로 120 U/ml의 포도당산화효소 용액 4.5 μl을 종이에 떨어뜨리고 약 10분간 상온에서 건조시켜 검출 패드를 준비하였다.After 10 minutes, 4.5 μl of a 30 U/ml peroxidase solution was dropped on paper and dried at room temperature for about 10 minutes. Finally, 4.5 μl of a 120 U/ml glucose oxidase solution was dropped on paper and dried at room temperature for about 10 minutes to prepare a detection pad.

0, 0.1, 0.25, 0.375, 0.5, 0.625, 0.75 및 1 mM의 포도당 용액을 상기 제작된 검출 패드 위에 5 μl 떨어뜨리고 발색 반응을 위해 2분간 방치하였다.Glucose solutions of 0, 0.1, 0.25, 0.375, 0.5, 0.625, 0.75 and 1 mM were dropped on the prepared detection pad by 5 μl and left for 2 minutes for color development.

2분 후, 발색 반응이 나타난 시약 패드를 촬영 후 색상이 변한 시약 패드의 중심 부분의 색을 RGB 색상표를 활용하여 R,G,B 값으로 나타내어 분석하였다.After 2 minutes, the color of the center part of the reagent pad whose color changed after photographing the reagent pad showing the color development reaction was expressed as R, G, B values using the RGB color table and analyzed.

그 결과, 도 2와 같이 도 2와 같이 포도당 농도가 높아짐에 따라, 색의 변화는 뚜렷하게 나타났지만, 농도가 낮은 0.1 nM에서의 색 차이를 구별하기는 어려웠다.As a result, as the glucose concentration increased as shown in FIG. 2, as shown in FIG. 2, the color change clearly appeared, but it was difficult to distinguish the color difference at a low concentration of 0.1 nM.

2. 알지네이트(Alginate)를 첨가한 포도당 농도별 색 변화 확인2. Check the color change by glucose concentration added with alginate

앞선 실험과 같이 종래 효소 반응을 이용한 포도당 농도별 색 변화 확인 결과, 저농도의 포도당에 의한 색 변화는 확인이 어려운 문제점이 확인되었다.As in the previous experiment, as a result of confirming the color change by glucose concentration using the conventional enzyme reaction, it was confirmed that the color change due to the low concentration of glucose was difficult to confirm.

이를 해결하기 위해 효소 고정화 능력이 있는 알지네이트를 사용하여 포도당 농도별 색변화에 미치는 영향을 확인하였다.To solve this problem, alginate with enzyme immobilization ability was used to determine the effect on the color change by glucose concentration.

Whatman사의 filter paper를 6 mm × 6 mm로 자른 후 증류수에 2% 및 5%의 농도로 알지네이트를 용해시켜 용액을 제조하고 상기 자른 종이 위에 6 μl를 떨어뜨리고 약 15분간 상온에서 건조시켰다.Whatman's filter paper was cut into 6 mm×6 mm, and alginate was dissolved in distilled water at a concentration of 2% and 5% to prepare a solution, and 6 μl was dropped on the cut paper and dried at room temperature for about 15 minutes.

이후 15 mM TMB 용액 4.5 μl를 자른 종이 위에 떨어뜨리고 약 10분간 상온에서 건조시키고, 30 U/ml의 과산화효소 용액 4.5 μl를 종이에 떨어뜨리고 약 10분간 상온에서 건조시켰다.After that, 4.5 μl of a 15 mM TMB solution was dropped onto the cut paper and dried at room temperature for about 10 minutes, and 4.5 μl of a 30 U/ml peroxidase solution was dropped on the paper and dried at room temperature for about 10 minutes.

마지막으로 120 U/ml의 포도당산화효소 용액 4.5 μl를 종이에 떨어뜨리고 10분간 상온에서 건조시켜 당 검출 패드를 제조하였다.Finally, 4.5 μl of a 120 U/ml glucose oxidase solution was dropped on paper and dried at room temperature for 10 minutes to prepare a sugar detection pad.

상기 당 검출 패드에 0, 0.1, 0.25, 0.375, 0.5, 0.625, 0.75 및 1 mM의 포도당 용액 5 μl를 떨어뜨리고 약 2분간 방치한 후 색 변화가 나타난 검출 패드를 활영하고 RGB 색상표를 활용하여 결과를 확인하였다.5 μl of a glucose solution of 0, 0.1, 0.25, 0.375, 0.5, 0.625, 0.75 and 1 mM was dropped on the sugar detection pad, left for about 2 minutes, and then the detection pad showing color change was activated, and the RGB color table was used. The results were confirmed.

그 결과, 도 3과 같이 종래 포도당 측정 방법보다 알지네이트가 첨가된 검출 패드의 색 변화가 명확하게 나타났으며 (대부분의 R값 차이가 10 이상), 저농도의 포도당 역시 분명한 색 변화를 확인할 수 있었다. As a result, as shown in FIG. 3, the color change of the alginate-added detection pad was clearly observed compared to the conventional glucose measurement method (most of the R value difference was 10 or more), and a clear color change was also observed for low-concentration glucose.

3. 알지네이트 농도에 따른 색 변화 확인3. Check the color change according to the alginate concentration

앞선 실험결과로부터 효소 고정화 능력이 있고 색 변화를 뚜렷하게 만들어 주는 알지네이트를 당 측정 키트의 보조물질로 선정하고, 알지네이트의 최적의 알지네이트 농도를 확인하기 위해, 포도당 농도를 0.5 mM로 고정하고 알지네이트의 농도별 색 변화를 확인하였다.From the previous experimental results, alginate, which has the ability to immobilize enzymes and makes color change distinct, was selected as an auxiliary material of the sugar measurement kit.In order to confirm the optimal alginate concentration of alginate, the glucose concentration was fixed at 0.5 mM and the concentration of alginate The color change was confirmed.

Whatman사의 filter paper를 6 mm × 6 mm로 자른 후 증류수를 사용하여 농도 1, 2, 3, 4, 5 및 6%의 알지네이트 용액을 만들고, 6 mm × 6 mm로 자른 종이에 알지네이트 용액 6 μl를 떨어뜨리고 약 15분간 상온에서 건조시켰다.Cut Whatman's filter paper into 6 mm × 6 mm, use distilled water to make alginate solutions of concentrations 1, 2, 3, 4, 5, and 6%, and add 6 μl of the alginate solution to the paper cut into 6 mm × 6 mm. Dropped and dried at room temperature for about 15 minutes.

건조 후 15 mM TMB 용액 4.5 μl를 자른 종이 위에 떨어뜨리고 약 10분간 상온에서 건조시키고, 30 U/ml의 과산화효소 용액 4.5 μl를 종이에 떨어뜨린 후 10분간 상온에서 건조시켰다.After drying, 4.5 μl of a 15 mM TMB solution was dropped onto the cut paper and dried at room temperature for about 10 minutes, and 4.5 μl of a 30 U/ml peroxidase solution was dropped on the paper and dried at room temperature for 10 minutes.

마지막으로 120 U/ml의 포도당산화효소 용액 4.5 μl를 종이에 떨어뜨리고 10분간 상온에서 건조시켜 당 검출 패드를 제조하였다.Finally, 4.5 μl of a 120 U/ml glucose oxidase solution was dropped on paper and dried at room temperature for 10 minutes to prepare a sugar detection pad.

상기 제조된 검출 패드에 5 mM 포도당 용액 5 μl를 떨어뜨리고 약 2분간 방치한 후 색 변화가 나타난 검출 패드를 활영하고 RGB 색상표를 활용하여 색 변화 결과를 확인하였다.5 μl of a 5 mM glucose solution was dropped on the prepared detection pad, left for about 2 minutes, and then the detection pad showing a color change was activated, and the color change result was confirmed using an RGB color table.

그 결과, 도 4와 같이 R 값을 비교해 보았을 때, 알지네이트 농도가 변함에 따라 색 변화는 나타나지 않았다. 다만 알지네이트 농도가 높아짐에 따라 상온의 물에 쉽게 녹지 않고 점성이 높아져 종이에 스며들어 퍼지지 못하고 뭉쳐 있는 경향이 확인되었으며, 이에 따라 발색이 균일하게 되지 않는 문제점이 확인되었다.As a result, when comparing the R values as shown in FIG. 4, the color change did not appear as the alginate concentration was changed. However, as the alginate concentration was increased, it was found that it was not easily dissolved in water at room temperature, and the viscosity increased, so that the paper did not spread and became clumped, and accordingly, a problem in that the color development was not uniform was confirmed.

상기 결과로부터 고농도의 알지네이트는 부적합한 것이 확인됨에 따라, 물에 잘 용해되고 점성이 높지 않은 2% 알지네이트가 가장 적합한 것을 확인할 수 있었다.As it was confirmed from the above results that alginate at a high concentration was unsuitable, it was confirmed that 2% alginate, which is well soluble in water and not high in viscosity, is most suitable.

<실시예 3> 키토산 및 알지네이트의 포도당 검출 효율 비교<Example 3> Comparison of glucose detection efficiency of chitosan and alginate

종래 보고되어진 키토산과 본 발명의 알지네이트의 당 검출 효율을 비교하기 위해, 키토산과 알지네이트를 각각 첨가하여 제조한 당 검출 패드에 여러 농도의 포도당을 사용하여 색 변화를 확인하였다.In order to compare the sugar detection efficiency of chitosan and the alginate of the present invention reported in the past, color change was confirmed by using various concentrations of glucose in a sugar detection pad prepared by adding chitosan and alginate, respectively.

종래 보고되어진 방법으로 2% acetic acid 용매에 0.5%(w/v)의 키토산을 녹여 키토산 용액을 제조하였으며, 알지네이트 용액은 앞선 실험에서 확인된 2% 농도의 알지네이트 용액을 제조한 후 6 mm × 6 mm로 자른 Whatman사의 filter paper에 키토산 또는 알지네이트 용액을 6 μl 떨어뜨리고 약 15분간 상온에서 건조시켰다.Chitosan solution was prepared by dissolving 0.5% (w/v) chitosan in 2% acetic acid solvent by a conventionally reported method, and the alginate solution was 6 mm × 6 after preparing the alginate solution of 2% concentration confirmed in the previous experiment. 6 μl of chitosan or alginate solution was dropped on Whatman's filter paper cut into mm and dried at room temperature for about 15 minutes.

건조 후 15 mM TMB 용액 4.5 μl를 종이 위에 떨어뜨리고 약 10분간 상온에서 건조시키고, 30 U/ml의 과산화효소 용액 4.5 μl를 종이에 떨어뜨린 후 10분간 상온에서 건조시켰다.After drying, 4.5 μl of a 15 mM TMB solution was dropped on paper and dried at room temperature for about 10 minutes, and 4.5 μl of a 30 U/ml peroxidase solution was dropped on paper and dried at room temperature for 10 minutes.

마지막으로 120 U/ml의 포도당산화효소 용액 4.5 μl를 종이에 떨어뜨리고 10분간 상온에서 건조시켜 당 검출 패드를 제조하였다.Finally, 4.5 μl of a 120 U/ml glucose oxidase solution was dropped on paper and dried at room temperature for 10 minutes to prepare a sugar detection pad.

상기 제조된 검출 패드에 5 mM 포도당 용액 5 μl를 떨어뜨리고 약 2분간 방치한 후 색 변화가 나타난 검출 패드를 활영하고 RGB 색상표를 활용하여 색 변화 결과를 확인하였다.5 μl of a 5 mM glucose solution was dropped on the prepared detection pad, left for about 2 minutes, and then the detection pad showing a color change was activated, and the color change result was confirmed using an RGB color table.

그 결과, 도 5 및 표 2와 같이 대부분의 포도당 범위에서 알지네이트가 첨가된 검출 패드의 R값 차이가 크게 나타났으며, 바로 앞 농도의 R값을 비교하였을 때 차이가 크다는 것은 곧 색의 변화가 크다는 것으로 기존에 연구 되어있던 키토산과 비교하여 알지네이트가 당 검출에 더 적합한 것이 확인되었다.As a result, as shown in Fig. 5 and Table 2, the difference in the R value of the detection pad to which alginate was added was large in most of the glucose range. It was confirmed that alginate is more suitable for sugar detection compared to chitosan, which has been studied in the past.

Figure pat00001
Figure pat00001

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.As described above, a specific part of the present invention has been described in detail, and for those of ordinary skill in the art, it is obvious that this specific description is only a preferred embodiment, and the scope of the present invention is not limited thereby. something to do. Therefore, it will be said that the practical scope of the present invention is defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (9)

포도당 산화효소, 과산화효소, 알지네이트 및 발색 시약을 포함하는 비침습적 생물학적 시료 내 당 검출용 조성물.A composition for detecting sugar in a non-invasive biological sample comprising a glucose oxidase, peroxidase, alginate, and a color developing reagent. 청구항 1에 있어서, 상기 포도당 산화효소는 비침습적 생물학적 시료 내 포도당 존재시 포도당과 반응하여 글루코닉산 및 과산화수소를 생성하는 것을 특징으로 하는 당 검출용 조성물.The composition for detecting sugar according to claim 1, wherein the glucose oxidase reacts with glucose in the presence of glucose in a non-invasive biological sample to produce gluconic acid and hydrogen peroxide. 청구항 1에 있어서, 상기 과산화효소는 포도당과 포도당 산화효소의 반응에 의해 생성된 과산화수소와 반응하여 발색 시약의 색변화를 유도하는 것을 특징으로 하는 당 검출용 조성물.The composition for detecting sugar according to claim 1, wherein the peroxidase reacts with hydrogen peroxide produced by a reaction of glucose and glucose oxidase to induce a color change of a color developing reagent. 청구항 1에 있어서, 상기 포도당 산화효소 및 과산화효소는 4:1 농도비로 포함되는 것을 특징으로 하는 당 검출용 조성물.The composition for detecting sugar according to claim 1, wherein the glucose oxidase and peroxidase are contained in a 4:1 concentration ratio. 청구항 1에 있어서, 상기 알지네이트는 2 내지 5 %(w/v)로 포함되는 것을 특징으로 하는 당 검출용 조성물. The composition for detecting sugar according to claim 1, wherein the alginate is contained in an amount of 2 to 5% (w/v). 청구항 1에 있어서, 상기 비침습적 생물학적 시료는 눈물인 것을 특징으로 하는 당 검출용 조성물.The composition for detecting sugar according to claim 1, wherein the non-invasive biological sample is a tear. 개체로부터 분리된 시료와 청구항 1 내지 청구항 5항 중 어느 한 항의 조성물을 접촉시키는 단계; 및
상기 시료와 접촉시킨 조성물의 색 변화 값을 측정하는 단계를 포함하는 시료로부터 당을 검출하는 방법.
Contacting the sample isolated from the subject with the composition of any one of claims 1 to 5; And
A method of detecting sugar from a sample comprising the step of measuring a color change value of the composition in contact with the sample.
개체로부터 분리된 시료와 청구항 1 내지 청구항 5항 중 어느 한 항의 조성물을 접촉시키는 단계; 및
상기 시료가 접촉된 조성물의 색 변화 값을 측정하는 단계를 포함하는 당뇨병 진단에 정보를 제공하는 방법.
Contacting the sample isolated from the subject with the composition of any one of claims 1 to 5; And
A method of providing information on diabetes diagnosis comprising the step of measuring a color change value of the composition in contact with the sample.
청구항 1 내지 청구항 5항 중 어느 한항의 조성물을 포함하는 당뇨병 진단용 키트.




Diabetes diagnostic kit comprising the composition of any one of claims 1 to 5.




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