KR20210078001A - Label-Free Electrochemical Sensing Method for On-Site Self Diagnosis - Google Patents

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Abstract

The present disclosure relates to a method for measuring impedance depending on the concentration of an antigen in a body fluid using a label-free electrochemical sensor. The electrochemical sensor comprises a working electrode, wherein the working electrode comprises an antibody immobilized on a surface of the working electrode. The method includes a step of immersing a working electrode in a body fluid; and a step of measuring the impedance change of the immersed working electrode using electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The present invention provides a method for measuring impedance depending on the concentration of an antigen in a body fluid using a label-free electrochemical sensor and a method for on-site self-diagnosis of a disease using the method.

Description

현장 자가 진단을 위한 비표지 전기화학센싱 방법{Label-Free Electrochemical Sensing Method for On-Site Self Diagnosis}Label-Free Electrochemical Sensing Method for On-Site Self Diagnosis

본 개시는 현장 자가 진단에 바람직한 비표지 전기화학센싱 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기화학 임피던스 분광법(Electrochemical Impedance Spectroscopy, 이하 EIS)을 이용하는 현장 자가 진단에 바람직한 비표지 전기화학센싱 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to a label-free electrochemical sensing method preferred for on-site self-diagnosis, and more particularly, to a label-free electrochemical sensing method preferred for on-site self-diagnosis using Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS). .

현장 자가진단이란, 종래 병원에 가야만 진단 가능하던 질병을 전문 의료인력의 도움 없이도 현장(환자가 있는 곳)에서 빠르게 환자 스스로 검사하는 것을 의미한다. 질병의 진단 및 예후, 건강 상태 판정, 질병 치료효과 판정, 예방 등의 목적을 위하여, 인체로부터 채취된 소량의 체액을 사용하여 검사가 가능하다.The on-site self-diagnosis refers to a rapid self-examination of a disease in the field (where the patient is) without the help of professional medical personnel, which could only be diagnosed by going to a hospital. For the purpose of diagnosis and prognosis of disease, determination of health status, determination of disease treatment effect, prevention, etc., it is possible to test using a small amount of body fluid collected from the human body.

이러한 현장 자가진단을 위하여, 체액 내 목적 물질의 화학적 반응으로부터 발생하는 전기적 신호를 측정하여 체액 내 목적 물질의 농도를 계산하는 전기화학센서 혹은 바이오센서가 많이 연구되고 있다. 최근에는 작동 전극 상에서의 목적 물질의 산화/환원 전극 반응에 의해 발생되는 전자의 이동, 즉 전류를 측정함으로써 목적 물질의 시료 내 농도를 계산하는 전기화학센서의 연구가 많이 진행되고 있다. 특히, 최근 현장 자가진단용 전기화학센서에 대하여 저비용, 간편성, 및 소형화 용이성 등이 요구됨에 따라, 센서의 사이즈를 소형화하여 휴대가 용이하게 함과 동시에 우수한 센싱 민감도를 갖는 전기화학센서에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.For this on-site self-diagnosis, an electrochemical sensor or biosensor that calculates the concentration of a target substance in a body fluid by measuring an electrical signal generated from a chemical reaction of a target substance in a body fluid is being studied. Recently, many studies have been conducted on electrochemical sensors that calculate the concentration of a target material in a sample by measuring the movement of electrons generated by the oxidation/reduction electrode reaction of the target material on the working electrode, that is, the current. In particular, as low cost, convenience, and ease of miniaturization are recently required for on-site self-diagnosis electrochemical sensors, research on electrochemical sensors having excellent sensing sensitivity while making it easy to carry by miniaturizing the size of the sensor is actively conducted. is in progress

한편, 전기화학센서의 측정 대상으로서 면역 관련 물질(예컨대 항원 또는 항체)은 전기전도도가 매우 낮고, 전기화학적 반응성도 낮다. 이러한 면역 관련 물질과 더불어 산화 환원 기능이 없는 목적 물질의 경우에는 상기와 같은 산화/환원 전극 반응을 통한 분석이 어렵다는 문제점을 지닌다. 이에, 상기와 같은 목적 물질의 농도 측정을 위해서는 상기 목적 물질을 전기화학적으로 활성화 시킬 수 있는 표지 인자의 도입이 필수적이다. On the other hand, as a measurement target of the electrochemical sensor, an immune-related material (eg, an antigen or an antibody) has very low electrical conductivity and low electrochemical reactivity. In the case of a target material having no redox function in addition to such an immune-related material, it is difficult to analyze it through the oxidation/reduction electrode reaction as described above. Accordingly, in order to measure the concentration of the target substance, it is essential to introduce a labeling factor capable of electrochemically activating the target substance.

종래의 전기화학신호 측정 방법론인 Cyclic Voltammetry(CV)법 및 Chronoamperometry(CA)법 등을 이용하는 바이오센서의 경우, 상기 목적 물질의 농도 측정을 위해서는 상기 표지 인자가 결합된 제2의 항체가 리셉터로서 필요하다. 상기 리셉터의 존재는 바이오센서의 제작에 있어서 전극에 고정되는 제1의 항체 외의 별도의 항체를 리셉터로 요구함에 따라 비용의 증가를 야기하고, 사용 시 측정에 소요되는 시간 및 측정 스텝의 증가 및 그에 따른 오차 발생의 가능성의 증가 등의 문제점을 내포하고 있다는 단점이 존재한다. 이에, 상기와 같은 바이오 리셉터가 필요없는 이른바 비표지 전기화학센서의 요구가 존재한다.In the case of a biosensor using the cyclic voltammetry (CV) method and the chromoamperometry (CA) method, which are conventional electrochemical signal measurement methodologies, a second antibody to which the labeling factor is bound is required as a receptor in order to measure the concentration of the target substance. Do. The presence of the receptor causes an increase in cost as a separate antibody other than the first antibody fixed to the electrode is required as a receptor in the manufacture of the biosensor, and the time and measurement steps required for measurement in use increase, and thus There is a disadvantage in that it includes problems such as an increase in the possibility of error occurrence. Accordingly, there is a demand for a so-called unlabeled electrochemical sensor that does not require the bioreceptor as described above.

KRUS 10-199070310-1990703 B1B1 KRUS 10-2019-012734910-2019-0127349 AA

따라서, 본 개시의 제1 관점은 이러한 바이오 리셉터가 필요없는, 현장 자가 진단에 최적화된 새로운 전기화학센싱 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, a first aspect of the present disclosure is to provide a novel electrochemical sensing method optimized for on-site self-diagnosis that does not require such a bioreceptor.

또한, 본 개시의 제1 관점은 이러한 전기화학센싱 방법을 이용하여, 해당 질병의 유무를 현장에서 자가 진단하는 새로운 방법을 제공하는데 있다.In addition, a first aspect of the present disclosure is to provide a new method for self-diagnosing the presence or absence of a corresponding disease in the field using such an electrochemical sensing method.

본 개시의 제1 관점을 달성하기 위한 비표지 전기화학센서를 이용한 체액 내 항원의 농도에 따른 임피던스를 측정하는 방법은, 상기 전기화학센서는 작동 전극을 포함하고, 여기서 상기 작동 전극은 작동 전극의 표면 상에 고정되는 항체를 포함하며, 상기 방법은, 상기 체액에 작동 전극을 침지하는 단계; 및 전기화학 임피던스 분광법(Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS)을 이용하여, 상기 침지된 작동 전극의 임피던스 변화를 측정하는 단계를 포함한다.In order to achieve the first aspect of the present disclosure, there is provided a method for measuring impedance according to the concentration of an antigen in a body fluid using an unlabeled electrochemical sensor, wherein the electrochemical sensor includes a working electrode, wherein the working electrode is a An antibody immobilized on a surface, the method comprising: immersing a working electrode in the bodily fluid; and measuring an impedance change of the immersed working electrode using Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS).

본 개시의 일 구체예에 따르면, 상기 체액은 소변이다.According to one embodiment of the present disclosure, the bodily fluid is urine.

본 개시의 일 구체예에 따르면, 상기 항원은 전립선암 또는 방광암 진단의 바이오마커이다.According to one embodiment of the present disclosure, the antigen is a biomarker for diagnosis of prostate cancer or bladder cancer.

본 개시의 일 구체예에 따르면, 상기 바이오 마커는 Metrix Metallo Peptidase-9(MMP-9), Apolipoprotein A-1(ApoA1), prostate-specific antigen(PSA), Prostate specific membrane antigen (PSMA), Annexin A3(ANX A3), nuclear matrix protein 22(NMP22), bladder tumor antigen(BTA), 및 urinary bladder carcinoma antigen(UBC)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나이다.According to one embodiment of the present disclosure, the biomarker is Metrix Metallo Peptidase-9 (MMP-9), Apolipoprotein A-1 (ApoA1), prostate-specific antigen (PSA), Prostate specific membrane antigen (PSMA), Annexin A3 (ANX A3), nuclear matrix protein 22 (NMP22), bladder tumor antigen (BTA), and urinary bladder carcinoma antigen (UBC).

본 개시의 일 구체예에 따르면, 상기 항체는 작동 전극의 표면 상에 연결 화합물을 통해 고정된다.According to one embodiment of the present disclosure, the antibody is immobilized on the surface of the working electrode via a linking compound.

본 개시의 일 구체예에 따르면, 상기 작동 전극은 ITO(Indium Tin Oxide) 유리이다.According to one embodiment of the present disclosure, the working electrode is ITO (Indium Tin Oxide) glass.

본 개시의 일 구체예에 따르면, 상기 EIS를 이용하여, 상기 침지된 작동 전극의 임피던스 변화를 측정하는 단계는, 산화환원쌍(redox couple)을 포함하는 용액에 상기 체액에 침지된 작동 전극을 침지하는 단계; 상기 작동 전극에 교류 전압을 인가하는 단계, 여기서 상기 교류 전압은 소정의 주파수 범위 내에서 주파수 값을 점차 낮춰가며 인가되고, 상기 교류 전압은 정현파의 파형을 가지며; 상기 주파수 값 각각에 대한 임피던스를 분석하는 단계를 포함한다.According to one embodiment of the present disclosure, the measuring the impedance change of the immersed working electrode using the EIS includes immersing the working electrode immersed in the body fluid in a solution including a redox couple. to do; applying an AC voltage to the working electrode, wherein the AC voltage is applied while gradually decreasing a frequency value within a predetermined frequency range, and the AC voltage has a sinusoidal waveform; and analyzing the impedance for each of the frequency values.

본 개시의 일 구체예에 따르면, 상기 산화환원쌍은 페리시아나이드/페로시아나이드이다.According to one embodiment of the present disclosure, the redox pair is ferricyanide/ferrocyanide.

본 개시의 일 구체예에 따르면, 상기 주파수의 범위는 1 내지 100000 Hz이다.According to one embodiment of the present disclosure, the range of the frequency is 1 to 100000 Hz.

본 개시의 제2 관점을 달성하기 위한 비표지 전기화학센서를 이용한 질병의 현장 자가 진단 방법은, 본 개시의 제1 관점에 따른 임피던스를 측정하는 방법을 포함하고, 상기 현장 자가 진단 방법은, 본 개시의 제1 관점에 따른 임피던스를 측정하는 방법에 의하여 측정된 임피던스 변화를 기측정된 상기 질병 기준 임피던스 데이터와 비교하여 질병 유무를 판단하는 단계를 포함한다.In order to achieve the second aspect of the present disclosure, a method for on-site self-diagnosis of a disease using a non-labeled electrochemical sensor includes a method for measuring an impedance according to the first aspect of the present disclosure, wherein the on-site self-diagnosis method comprises: Comparing the impedance change measured by the impedance measuring method according to the first aspect of the disclosure with the previously measured disease reference impedance data, determining whether there is a disease or not.

본 개시의 측정 방법을 통해, 전기화학 신호인자가 표지된 바이오 리셉터의 사용을 회피할 수 있으며, 이에 바이오 리셉터 사용에 따른 비용 감소 및 측정 절차의 간소화가 가능해져, 사용자에 편의성을 더 높일 수 있다는 효과가 존재한다. 이와 같은 장점들은 현장 자가 진단을 위한 본 개시의 목적에 보다 부합한다.Through the measurement method of the present disclosure, it is possible to avoid the use of a bioreceptor labeled with an electrochemical signal factor, thereby reducing the cost and simplifying the measurement procedure according to the use of the bioreceptor, thereby further enhancing user convenience. The effect exists. These advantages are more consistent with the purpose of the present disclosure for point-of-care self-diagnosis.

도 1은 본 개시의 일 구체예에서 사용하는 작동 전극 제조의 모식도이며;
도 2는 본 개시의 실시예 1의 결과를 플롯한 그래프이며;
도 3은 본 개시의 실시예 2의 결과를 플롯한 그래프이다.
1 is a schematic diagram of manufacturing a working electrode for use in one embodiment of the present disclosure;
2 is a graph plotting the results of Example 1 of the present disclosure;
3 is a graph plotting the results of Example 2 of the present disclosure.

본 개시의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이나, 본 개시가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Objects, specific advantages and novel features of the present disclosure will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings and preferred embodiments, but the present disclosure is not necessarily limited thereto. In addition, in describing the present disclosure, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present disclosure, the detailed description thereof will be omitted.

비표지 전기화학센서를 이용한 시료 내 항원의 농도에 따른 임피던스를 측정하는 방법Method for measuring impedance according to the concentration of antigen in a sample using an unlabeled electrochemical sensor

본 개시의 제1 관점은 비표지 전기화학센서를 이용한 체액 내 항원의 농도에 따른 임피던스를 측정하는 방법으로서, 상기 전기화학센서는 작동 전극을 포함하고, 여기서 상기 작동 전극은 작동 전극의 표면 상에 고정되는 항체를 포함하며, 상기 방법은, 상기 체액에 작동 전극을 침지하는 단계; 및 전기화학 임피던스 분광법(Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS)을 이용하여, 상기 침지된 작동 전극의 임피던스 변화를 측정하는 단계를 포함한다.A first aspect of the present disclosure is a method for measuring impedance according to the concentration of an antigen in a body fluid using an unlabeled electrochemical sensor, wherein the electrochemical sensor includes a working electrode, wherein the working electrode is on a surface of the working electrode. An antibody that is immobilized, the method comprising: immersing a working electrode in the bodily fluid; and measuring an impedance change of the immersed working electrode using Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS).

본 개시에서 측정에 사용되는 체액은 동물로부터 얻어지는 체액일 수 있다. 보다 구체적으로는 상기 체액은 인체로부터 얻어지는 체액일 수 있다. 여기서 상기 체액은 예컨대 혈액, 소변, 타액 등을 의미하며, 상기 예에 한정되지 않고, 분석하고자 하는 목적 물질이 존재하는 체액이라면 이를 이용 가능하다.The bodily fluid used for measurement in the present disclosure may be a bodily fluid obtained from an animal. More specifically, the bodily fluid may be a bodily fluid obtained from a human body. Here, the bodily fluid means, for example, blood, urine, saliva, etc., and is not limited to the above example, and any bodily fluid in which the target substance to be analyzed exists may be used.

본 개시의 항원은 질병 유무를 진단하는 지표가 되는 바이오마커일 수 있다. 본 개시의 일 구체예에 따르면, 상기 항원은 전립선암 또는 방광암 진단의 바이오마커일 수 있다. 구체적인 예시로서, 상기 바이오마커는 Metrix Metallo Peptidase-9(MMP-9), Apolipoprotein A-1(ApoA1), prostate-specific antigen(PSA), Prostate specific membrane antigen (PSMA), Annexin A3(ANX A3), nuclear matrix protein 22(NMP22), bladder tumor antigen(BTA), 및 urinary bladder carcinoma antigen(UBC)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종일 수 있다. 본 개시에 있어서, 바람직하게는 상기 바이오마커는 ApoA1일 수 있다. The antigen of the present disclosure may be a biomarker that is an index for diagnosing the presence or absence of a disease. According to one embodiment of the present disclosure, the antigen may be a biomarker for diagnosis of prostate cancer or bladder cancer. As a specific example, the biomarker is Metrix Metallo Peptidase-9 (MMP-9), Apolipoprotein A-1 (ApoA1), prostate-specific antigen (PSA), Prostate specific membrane antigen (PSMA), Annexin A3 (ANX A3), It may be one selected from the group consisting of nuclear matrix protein 22 (NMP22), bladder tumor antigen (BTA), and urinary bladder carcinoma antigen (UBC). In the present disclosure, preferably, the biomarker may be ApoA1.

ApoA1은 방광암의 바이오마커로서, 체액 내 상기 ApoA1의 농도가 0.645 nM 이상인 경우 방광암으로 진단을 하고 있다.ApoA1 is a biomarker of bladder cancer, and when the concentration of ApoA1 in body fluid is 0.645 nM or more, bladder cancer is diagnosed.

본 개시에 있어서, 항체는 상기 항원과 항원-항체 반응을 일으킬 수 있는 특정 항체를 의미하며, 작동 전극 상에 고정되어 바이오마커를 캡처할 수 있는 항체를 의미한다. 상기 캡처 항체의 종류는 해당 바이오마커를 캡처하는 것이 가능하다면 특별히 제한되지 않는다. 상기 항체는 작동 전극의 표면 상에 직접적 또는 간접적으로 고정될 수 있다. 본 개시에서, 직접적 고정 또는 결합이란 두 물체의 사이에 별도의 매개, 물질, 또는 물체의 존재 없이 두 물체가 고정 또는 결합된 것을 의미한다. 또한, 간접적 고정 또는 결합이란, 두 물체의 사이에 별도의 매개, 물질, 또는 물체가 존재하여 이들을 고정 또는 결합시키는 것을 의미한다. 본 개시의 일 구체예에 따르면, 상기 항체는 작동 전극의 표면 상에 연결 화합물을 통해 간접적으로 고정될 수 있다. 여기서 연결 화합물이란 작동 전극 및 항체를 연결하는 화합물을 의미하며, 상기 연결 화합물로서 생화학적 반응 결합물인 비오틴-아비딘 또는 비오틴-스트렙타비딘(streptavidin)이 이용될 수 있다. 또한, 화학적 공유 결합물로서, 단백질의 프라이머리 아민과 결합하는 카보디이미드(carbodiimide) 가교제 또는 석신이미드(succinimide) 가교제가 이용될 수 있다.In the present disclosure, an antibody refers to a specific antibody capable of generating an antigen-antibody reaction with the antigen, and refers to an antibody that is fixed on a working electrode and capable of capturing a biomarker. The type of the capture antibody is not particularly limited as long as it is possible to capture the corresponding biomarker. The antibody may be immobilized directly or indirectly on the surface of the working electrode. In the present disclosure, direct fixing or coupling means that two objects are fixed or coupled without the presence of a separate medium, material, or object between the two objects. In addition, indirect fixing or coupling means that a separate medium, material, or object exists between two objects to fix or couple them. According to one embodiment of the present disclosure, the antibody may be indirectly immobilized on the surface of the working electrode through a linking compound. Here, the linking compound refers to a compound that connects the working electrode and the antibody, and as the linking compound, biotin-avidin or biotin-streptavidin, which is a biochemical reaction compound, may be used. In addition, as a chemical covalent compound, a carbodiimide crosslinking agent or a succinimide crosslinking agent that binds to the primary amine of a protein may be used.

본 개시의 일 구체예에서 사용하는 작동 전극 제조의 모식도를 도시한 도 1을 참조하면, 캡처 항체가 연결 화합물로서 비오틴-아비딘을 통해 작동 전극의 표면 상에 고정되어 있음을 확인할 수 있다. 본 개시에서는 연결 화합물로서 바람직하게는 비오틴-아비딘 결합 화합물이 이용될 수 있다. 화학적 공유결합을 이용하여 항체를 고정하는 방법의 경우, 고정화되는 항체의 방향성의 무작위성이 존재하지만, 비오틴-아비딘 결합 화합물을 이용하는 경우, 고정화되는 항체의 바인딩 사이트의 표면적 표출 방향성의 제어가 용이하여, 표면 상에 항체의 적절한 방향성 제어로 항체의 바인딩 사이트의 표면적 표출을 극대화할 수 있고, 이를 통해 체액 내 목적 물질의 검출 능력을 극대화시킬 수 있다.Referring to FIG. 1 showing a schematic diagram of the manufacturing of the working electrode used in one embodiment of the present disclosure, it can be confirmed that the capture antibody is immobilized on the surface of the working electrode through biotin-avidin as a linking compound. In the present disclosure, a biotin-avidin binding compound may be preferably used as the linking compound. In the case of a method of immobilizing an antibody using a chemical covalent bond, there is randomness in the directionality of the antibody to be immobilized, but when a biotin-avidin binding compound is used, it is easy to control the directionality of the expression of the surface area of the binding site of the antibody to be immobilized, By controlling the proper directionality of the antibody on the surface, the surface area of the binding site of the antibody can be maximized, thereby maximizing the detection ability of the target substance in the body fluid.

본 개시의 방법에 있어서, 상기 항체가 고정된 작동 전극은 동물, 인간, 구체적으로는 환자로부터 얻어진 체액, 보다 구체적으로는 환자로부터 얻어진 소변에 침지된다. 본 개시에서 사용되는 작동 전극은 작동 전극 상에 항체의 고정이 가능하고, 항원에 전류를 흐르게 할 수 있다면 그 종류에 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 작동 전극은 수은 전극, 아말감 전극, Pt, Au, Pd, Rh 전극과 같은 귀금속 전극, 열분해 흑연(pyrolytic graphite) 전극, 유리 탄소(glassy carbon) 전극, 탄소 페이스트 전극, 탄소 섬유 전극과 같은 탄소 전극, 인듐 산화 주석(Indium tin oxide, ITO) 전극 등일 수 있다.In the method of the present disclosure, the working electrode to which the antibody is immobilized is immersed in a bodily fluid obtained from an animal, human, specifically a patient, more specifically, urine obtained from a patient. The working electrode used in the present disclosure is not particularly limited in its type as long as the antibody can be immobilized on the working electrode and current can flow to the antigen. For example, the working electrode may be a mercury electrode, an amalgam electrode, a noble metal electrode such as a Pt, Au, Pd, or Rh electrode, a pyrolytic graphite electrode, a glassy carbon electrode, a carbon paste electrode, a carbon fiber electrode It may be a carbon electrode, such as an indium tin oxide (ITO) electrode, and the like.

다시 도 1을 참조하면, 본 개시의 일 구체예는 작동 전극으로서 ITO 유리를 사용한다. 본 개시에서 사용되는 작동 전극은 바람직하게는 ITO 유리일 수 있다. ITO 유리의 경우, 바이오 센서에 적용 시, 노이즈 신호를 줄일 수 있고 별도의 점착층 없이도 유기 기판 상에 ITO 박막이 침적된 기판을 그대로 사용할 수 있다는 장점이 있다. 상기 ITO 기판은 디스플레이 산업 등에서 대형 기판 상에 높고 안정적인 전기전도성 특성을 갖는 박막 기판 제조 공정을 동일하게 활용하는 것을 가능하게 하는바, 매우 저렴하게 전극으로 제작이 가능하다는 이점을 갖는다.Referring again to FIG. 1 , one embodiment of the present disclosure uses ITO glass as the working electrode. The working electrode used in the present disclosure may preferably be ITO glass. In the case of ITO glass, when applied to a biosensor, noise signals can be reduced and a substrate on which an ITO thin film is deposited on an organic substrate can be used as it is without a separate adhesive layer. The ITO substrate makes it possible to equally utilize a thin film substrate manufacturing process having high and stable electrical conductivity on a large substrate in the display industry, etc., and has the advantage of being able to be manufactured as an electrode at a very low cost.

상기 작동 전극을 미리 채취된 체액에 침지함으로써, 체액 내에 존재하면서 특정 질병의 바이오마커로서 기능하는 항원과 작동 전극의 표면 상에 고정된 항체가 항원-항체 반응을 통해 결합된다. By immersing the working electrode in a pre-collected body fluid, an antigen present in the body fluid and functioning as a biomarker of a specific disease and an antibody immobilized on the surface of the working electrode are bound through an antigen-antibody reaction.

본 개시의 측정 방법에서는, 이후 체액에 침지된 작동 전극을 전기화학 임피던스 분광법(EIS)을 이용하여, 상기 작동 전극에 결합된 항원으로 인한 임피던스의 변화를 측정한다. 종래 측정 방법으로 사용된 CA법이나 CV법 등에 따르면, 상기 항원의 농도 측정을 위해서는 별도의 표지 인자가 부착된 제2의 항체(즉, 작동 전극의 고정된 항체와 다른 위치에서 항원과 결합하는 항체)가 리셉터로서 필요하다는 단점이 존재하였다. 그러나 본 개시의 측정 방법에서는 EIS를 이용함으로써 이러한 단점을 해소할 수 있어, 비표지 전기화학센서의 이용이 가능하다는 유리한 이점을 갖는다.In the measurement method of the present disclosure, a change in impedance due to an antigen bound to the working electrode is measured by using electrochemical impedance spectroscopy (EIS) of a working electrode immersed in a body fluid. According to the CA method or CV method used as a conventional measurement method, in order to measure the antigen concentration, a second antibody to which a separate labeling factor is attached (that is, an antibody that binds to an antigen at a different location from the fixed antibody of the working electrode) ) was required as a receptor. However, in the measurement method of the present disclosure, this disadvantage can be solved by using EIS, and thus it has an advantageous advantage that it is possible to use a non-labeled electrochemical sensor.

본 개시의 EIS를 이용하여 상기 작동 전극의 임피던스 변화를 측정하는 단계는, 산화환원쌍(redox couple)을 포함하는 용액에 상기 체액에 침지된 작동 전극을 침지하는 단계; 상기 작동 전극에 교류 전압을 인가하는 단계, 여기서 상기 교류 전압은 소정의 주파수 범위 내에서 주파수 값을 점차 낮춰가며 인가되고, 상기 교류 전압은 정현파의 파형을 가지며; 상기 주파수 값 각각에 대한 임피던스를 분석하는 단계를 포함한다. Measuring the impedance change of the working electrode using the EIS of the present disclosure may include: immersing the working electrode immersed in the body fluid in a solution containing a redox couple; applying an AC voltage to the working electrode, wherein the AC voltage is applied while gradually decreasing a frequency value within a predetermined frequency range, and the AC voltage has a sinusoidal waveform; and analyzing the impedance for each of the frequency values.

EIS는 높은 주파수에서 낮은 주파수로 차례로 시료에 사인파(정현파) 파형을 인가하고 시료를 거쳐 나오는 응답 사인파에 따른 진폭과 위상의 변화를 측정한 후 임피던스를 분석하는 분석 방법이다. 상기 EIS를 본 개시의 방법에 적용하기 위해, 항원-항체 결합 반응이 수행된 작동 전극을 산화환원쌍을 포함하는 용액에 침지한다. 상기 산화환원쌍을 포함하는 용액은 전해질 용액으로서 이후 단계에서 상기 용액에 전력을 공급하여 작동 전극으로 상기 사인파가 전달될 수 있도록 한다. 상기 산화환원쌍은 용액에 전압을 인가하는 경우, 산화-환원 반응이 수행될 수 있다면 특별히 제한되지 않는다. 본 개시에서 사용되는 산화환원쌍은 바람직하게는 철 산화환원쌍일 수 있고, 보다 바람직하게는 페리시아나이드/페로시아나이드일 수 있다. EIS is an analysis method that applies a sine wave (sine wave) to the sample in turn from high frequency to low frequency, measures the change in amplitude and phase according to the response sine wave coming out through the sample, and then analyzes the impedance. In order to apply the EIS to the method of the present disclosure, the working electrode on which the antigen-antibody binding reaction has been performed is immersed in a solution containing a redox pair. The solution containing the redox couple is an electrolyte solution, which supplies power to the solution in a later step so that the sine wave can be transmitted to the working electrode. The redox pair is not particularly limited as long as an oxidation-reduction reaction can be performed when a voltage is applied to the solution. The redox pair used in the present disclosure may preferably be an iron redox pair, more preferably a ferricyanide/ferrocyanide.

다음으로, 상기 산화환원쌍을 포함하는 용액에 상기 작동 전극을 침지한 상태에서, 상기 작동 전극에 교류 전압을 인가하는 단계를 수행한다. 상기 교류 전압은 정현파의 파장을 갖는다. 상기 교류 전압은 고주파수에서 저주파수로 주파수 값을 점차 낮춰가면서 인가될 수 있다. 도 2 및 도 3에 나타나고, 후술하는 바와 같이, 본 개시의 임피던스 변화를 플롯한 Nyquist plot을 살펴보면, 특정 주파수에서의 임피던스 값은 해당 그래프에서 하나의 point로서 표기된다. 이에 주파수를 고에서 저로 변동시키면서 특정 농도의 항원을 갖는 경우의 작동 전극의 표면의 임피던스가 갖는 변동 태양을 관찰하는 것이 가능하다. Next, in a state in which the working electrode is immersed in a solution containing the redox pair, applying an alternating voltage to the working electrode is performed. The AC voltage has a wavelength of a sine wave. The AC voltage may be applied while gradually decreasing a frequency value from a high frequency to a low frequency. 2 and 3, and as will be described later, looking at the Nyquist plot in which the impedance change of the present disclosure is plotted, the impedance value at a specific frequency is indicated as one point in the graph. Accordingly, it is possible to observe variations in the impedance of the surface of the working electrode in the case of having a specific concentration of antigen while changing the frequency from high to low.

본 개시의 일 구체에에 따르면, 상기 주파수의 범위는 약 1 내지 약 100000 Hz일 수 있다. 해당 주파수 범위에서의 작동 전극 표면의 임피던스의 변화는 예컨대 도 3과 같은 경향성을 나타낸다. 상기 주파수를 초과하는 범위에서의 측정은 노이즈의 영향력이 강하여 측정된 임피던스 값의 결과에 대한 신뢰도가 떨어질 수 있다는 문제점이 존재한다.According to one embodiment of the present disclosure, the range of the frequency may be about 1 to about 100000 Hz. The change in the impedance of the working electrode surface in the corresponding frequency range exhibits a trend, for example, as shown in FIG. 3 . Measurement in a range exceeding the frequency has a problem in that reliability of the result of the measured impedance value may be deteriorated due to the strong influence of noise.

또한, 본 개시의 일 구체예에 따르면, 상기 교류 전압은 약 1mV 내지 약 10mV 범위의 전압의 범위에서 인가될 수 있다. 상기 교류 전압이 1 mV 미만인 경우, 인가되는 전압값이 너무 적어 임피던스 값의 측정이 되지 않을 가능성이 있다. 반면, 상기 교류 전압이 10mV를 초과하여 인가되는 경우, 작동 전극의 표면에 결합된 항원-항체 결합 생성물로 인한 임피던스의 값이 인가되는 전압에 비해 매우 소량인 관계로, 체액 내 항원의 농도와 관계없이 임피던스 값이 유사하게 분석되어 항원의 농도별 임피던스의 유의미한 분석이 어려워지는 문제가 발생할 수 있다. Also, according to one embodiment of the present disclosure, the AC voltage may be applied in a voltage range of about 1 mV to about 10 mV. When the AC voltage is less than 1 mV, there is a possibility that the impedance value cannot be measured because the applied voltage value is too small. On the other hand, when the AC voltage is applied in excess of 10 mV, the value of the impedance due to the antigen-antibody binding product bound to the surface of the working electrode is very small compared to the applied voltage, so it is related to the concentration of the antigen in the body fluid. Without it, impedance values are similarly analyzed, which may cause a problem in that meaningful analysis of the impedance for each antigen concentration becomes difficult.

상기와 같이 측정된 각 주파수에서의 임피던스 값은 전술한 바와 같이 Nyquist plot을 통해 분석될 수 있다.The impedance value at each frequency measured as described above may be analyzed through the Nyquist plot as described above.

나아가, 항원 농도별 Nyquist plot은 도 3에서 예시적으로 나타내는 바와 같이 고유의 plot을 갖는바, 이들 간의 비교를 통해 후술하는 바와 같이 환자의 질병 보유 유무를 자가 진단하는 것이 가능하다.Furthermore, since the Nyquist plot for each antigen concentration has a unique plot as exemplarily shown in FIG. 3 , it is possible to self-diagnose whether or not a patient has a disease as described later through comparison between them.

비표지 전기화학센서를 이용한 질병 현장 자가 진단 방법A method for self-diagnosis of disease sites using unlabeled electrochemical sensors

예시적인 도 3에서 나타나는바와 같이, 특정 항원 농도에 대하여 상기 주파수 범위 내에서의 EIS를 통한 임피던스 분석은 고유의 Nyquist plot을 가질 것으로 예상된다. 이에, 특정 질병의 유무를 판단하는 기준인 특정 바이오마커의 농도에서의 상기 Nyquist plot을 사전에 알고 있다면, 환자의 체액 내의 바이오마커 농도에 기초한 Nyquist plot 결과와 이를 비교함으로서 간단히 환자의 질병 보유 유무를 판단하는 것이 가능하다.As shown in exemplary FIG. 3 , for a specific antigen concentration, impedance analysis through EIS within the frequency range is expected to have a unique Nyquist plot. Therefore, if the Nyquist plot at the concentration of a specific biomarker, which is a criterion for judging the presence or absence of a specific disease, is known in advance, by comparing the Nyquist plot result based on the concentration of the biomarker in the patient's body fluid and It is possible to judge

본 개시는 상기와 같은 사실에 착안하여, 본 개시의 제2 관점으로서, 비표지 전지화학센서를 이용한 질병의 현장 자가 진단 방법을 제공한다. 상기 방법은 전술한 본 개시의 제1 관점의 임피던스 측정 방법을 포함할 수 있으며, 상기 측정 방법을 통해 측정된 임피던스 변화를 기측정된 특정 질병 기준 임피던스 데이터와 비교하여 질병 유무를 판단하는 단계를 포함한다. 여기서 상기 특정 질병 기준 임피던스 데이터란, 질병이 존재한다고 판단하는 바이오마커의 공지의 최소 농도 혹은 최대 농도에서 미리 측정된 임피던스 데이터를 의미한다. The present disclosure provides a method for on-site self-diagnosis of a disease using a non-labeled cell chemical sensor as a second aspect of the present disclosure based on the above facts. The method may include the impedance measurement method of the first aspect of the present disclosure described above, including determining whether a disease exists by comparing the impedance change measured through the measurement method with pre-measured specific disease reference impedance data do. Here, the specific disease reference impedance data means impedance data previously measured at a known minimum concentration or maximum concentration of a biomarker that is determined to have a disease.

본 개시의 일 구체예에 따르면, 상기 측정된 임피던스 변화값과 기준 임피던스 데이터와의 비교는 임피던스 값의 비교를 통해 이루어질 수 있다. Nyquist plot에서 임피던스 값(Z)은 다음과 같은 식 (1)에 의해 계산될 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, the comparison between the measured impedance change value and the reference impedance data may be performed through the comparison of the impedance value. In the Nyquist plot, the impedance value (Z) can be calculated by the following equation (1).

Figure pat00001
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보다 구체적으로, 예를 들어 살펴보면, 소변 내 ApoA1의 방광암 기준 진단 농도는 0.645 nM으로 알려져 있다. 이에 상기 0.645 nM의 ApoA1의 Nyquist plot과 실제 환자의 소변에 침지한 센서의 Nyquist plot의 결과를 비교하여, 1 내지 100,000 Hz의 주파수 범위 내에서의 Z 값이 ApoA1의 농도가 0.645 nM인 경우의 임피던스 값 Z기준 이상인 경우, 방광암 질병을 보유하고 있다고 판단할 수 있다.More specifically, for example, it is known that the standard diagnostic concentration of ApoA1 for bladder cancer in urine is 0.645 nM. Accordingly, by comparing the results of the Nyquist plot of ApoA1 at 0.645 nM and the Nyquist plot of the sensor immersed in the urine of a patient, the Z value within the frequency range of 1 to 100,000 Hz is the impedance when the concentration of ApoA1 is 0.645 nM If the value is greater than or equal to the Z criterion , it can be determined that the patient has bladder cancer.

이하, 본 개시의 이해를 돕기 위해 바람직한 실시예를 제시하지만, 하기의 실시예는 본 개시를 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일뿐, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are presented to help the understanding of the present disclosure, but the following examples are provided for easier understanding of the present disclosure, and the present disclosure is not limited thereto.

실시예Example

제조예 1. 비표지 전기화학적 작동전극 플랫폼의 제조Preparation Example 1. Preparation of unlabeled electrochemical working electrode platform

ITO 전극 표면(24mm2)을 10mL의 Trichloroethylene 용액, 에탄올 용액, 및 DI water 각각에서 15분간 Sonication처리를 하고 난 후 30% KOH 용액에 전극을 10분간 담근 후, DI water에 전극을 씻어 최종적으로 전극 표면 상에 OH기를 활성화 시켰다. 이후 작동 전극에 3-Aminopropyl)triethoxysilane(APTES) 및 Glutaraldehyde (GA) 처리를 하고 100㎍/ml의 아비딘 15㎕와 상온에서 약 2시간 동안 반응시켰다. 소수성 상호 작용을 통해 아비딘이 ITO 전극 표면 상에 물리적으로 흡착되었다. 이후, 상기 전극과 15㎕의 1% BSA(bovine serum albumin)를 4℃에서 약 24시간 동안 반응시켰다. 그리고 상기 전극과 ApoA1 Biotinlated Antibody(10㎍/ml) 15㎕를 4℃에서 약 30분간 반응시켰다.Sonication treatment of the ITO electrode surface (24mm 2 ) in 10 mL of trichlorethylene solution, ethanol solution, and DI water for 15 minutes, immersing the electrode in 30% KOH solution for 10 minutes, washing the electrode in DI water, and finally the electrode OH groups were activated on the surface. After that, the working electrode was treated with 3-Aminopropyl)triethoxysilane (APTES) and Glutaraldehyde (GA) and reacted with 15 μl of 100 μg/ml of avidin at room temperature for about 2 hours. Avidin was physically adsorbed on the ITO electrode surface through hydrophobic interaction. Then, the electrode and 15 μl of 1% bovine serum albumin (BSA) were reacted at 4° C. for about 24 hours. Then, the electrode and 15 μl of ApoA1 Biotinlated Antibody (10 μg/ml) were reacted at 4° C. for about 30 minutes.

상기 플랫폼의 제조 과정에서 각각의 표면 처리에 따른 임피던스 변화를 관측하였고, 하나의 그래프에 각각의 Nyquist plot를 통합하여 도 2에 도시하였다. 도 2를 통해 알 수 있는 바와 같이, KOH 처리 시 ITO 유리 표면의 에칭 효과가 있어 임피던스가 조금 감소하나, 그 이후 표면 처리가 진행됨에 따라 임피던스가 점차 증가함을 알 수 있다. 또한, 최종적으로 항체까지 고정된 이후의 임피던스 값을 측정함으로써, 항원-항체 결합 이전의 작동 전극의 디폴트 임피던스 값을 확인할 수 있다.The impedance change according to each surface treatment was observed during the manufacturing process of the platform, and each Nyquist plot was integrated into one graph and shown in FIG. 2 . As can be seen from FIG. 2 , it can be seen that the impedance slightly decreases due to the etching effect of the ITO glass surface during the KOH treatment, but the impedance gradually increases as the surface treatment proceeds thereafter. In addition, by finally measuring the impedance value after being fixed to the antibody, the default impedance value of the working electrode before antigen-antibody binding can be confirmed.

실시예 1. ApoA1 방광암 바이오마커의 농도별 임피던스 값의 측정Example 1. Measurement of impedance values for each concentration of ApoA1 bladder cancer biomarker

제조예 1에 의해 제조된 작동 전극을 포함하는 전기화학센서를 이용하였으며, ApoA1의 농도가 각각 0, 0.01, 0.1, 1 nM인 샘플을 준비하였다. 각 샘플에 상기 작동 전극을 침지하여 항원-항체 결합 반응이 진행되기에 충분한 시간 동안 방치한 후, 상기 전극을 Ferri-Ferro 용액에 침지하고, 작동 전극에 1 내지 10 mV의 교류 전압을 인가하고, 100000 Hz에서 1Hz까지 주파수를 점차 줄여가며 EIS 분석을 실시하였다. 각 샘플별 주파수 변화에 따른 Nyquist plot을 하나의 그래프에 통합하여 나타내었으며, 이는 본 개시의 도 3과 같다.An electrochemical sensor including a working electrode prepared in Preparation Example 1 was used, and samples having ApoA1 concentrations of 0, 0.01, 0.1, and 1 nM, respectively, were prepared. After immersing the working electrode in each sample and leaving it for a sufficient time for the antigen-antibody binding reaction to proceed, the electrode is immersed in Ferri-Ferro solution, and an alternating voltage of 1 to 10 mV is applied to the working electrode, EIS analysis was performed while gradually decreasing the frequency from 100000 Hz to 1 Hz. The Nyquist plot according to the frequency change for each sample was integrated into one graph, which is shown in FIG. 3 of the present disclosure.

전술한 바와 같이 방광암의 바이오마커인 ApoA1에 대하여 방광암이라고 진단하는 기준 농도는 0.645 nM 이상이다. 한편, 도 3을 참조하면, 본 개시의 방법에 따라 적어도 0.01 nM 및 1 nM의 범위 내의 임피던스의 분석이 유효하게 가능함을 알 수 있다. 또한, 상기 도 3을 통해 체액 내 ApoA1의 농도가 증가할수록 동일 주파수에서의 임피던스 값이 점차 증가함을 알 수 있다.As described above, the reference concentration for diagnosing bladder cancer with respect to ApoA1, a biomarker of bladder cancer, is 0.645 nM or more. Meanwhile, referring to FIG. 3 , it can be seen that, according to the method of the present disclosure, an analysis of impedance within the range of at least 0.01 nM and 1 nM is effectively possible. Also, it can be seen from FIG. 3 that the impedance value at the same frequency gradually increases as the concentration of ApoA1 in the body fluid increases.

상기 결과로부터 질병 기준 바이오마커 농도에 대한 임피던스 값에 대한 환자의 체액 내 바이오마커 농도에 대한 임피던스 값을 비교함으로써 용이하게 환자의 질병 유무를 판단할 수 있음을 알 수 있다.From the above results, it can be seen that the presence or absence of a disease in a patient can be easily determined by comparing the impedance value of the biomarker concentration in the patient's body fluid with the impedance value of the disease reference biomarker concentration.

이상으로 본 개시의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.Although the preferred embodiments of the present disclosure have been illustrated and described above, the present disclosure is not limited to the specific embodiments described above, and it is common in the technical field to which the disclosure belongs without departing from the gist of the present disclosure as claimed in the claims. Various modifications may be made by those having the knowledge of, of course, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present disclosure.

Claims (10)

비표지 전기화학센서를 이용한 체액 내 항원의 농도에 따른 임피던스를 측정하는 방법으로서,
상기 전기화학센서는 작동 전극을 포함하고, 여기서 상기 작동 전극은 작동 전극의 표면 상에 고정되는 항체를 포함하며,
상기 방법은,
상기 체액에 작동 전극을 침지하는 단계; 및
전기화학 임피던스 분광법(Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS)을 이용하여, 상기 침지된 작동 전극의 임피던스 변화를 측정하는 단계를 포함하는, 비표지 전기화학센서를 이용한 체액 내 항원의 농도에 따른 임피던스를 측정하는 방법.
A method for measuring impedance according to the concentration of antigen in a body fluid using an unlabeled electrochemical sensor, the method comprising:
wherein the electrochemical sensor comprises a working electrode, wherein the working electrode comprises an antibody immobilized on a surface of the working electrode;
The method is
immersing a working electrode in the bodily fluid; and
Method for measuring impedance according to the concentration of antigen in a body fluid using an unlabeled electrochemical sensor, comprising the step of measuring an impedance change of the immersed working electrode using Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) .
청구항 1에 있어서,
상기 체액은 소변인 것을 특징으로 하는 비표지 전기화학센서를 이용한 체액 내 항원의 농도에 따른 임피던스를 측정하는 방법.
The method according to claim 1,
The method for measuring impedance according to the antigen concentration in the body fluid using an unlabeled electrochemical sensor, characterized in that the body fluid is urine.
청구항 1에 있어서,
상기 항원은 전립선암 또는 방광암 진단의 바이오마커인 것을 특징으로 하는 비표지 전기화학센서를 이용한 체액 내 항원의 농도에 따른 임피던스를 측정하는 방법.
The method according to claim 1,
The method for measuring the impedance according to the concentration of the antigen in a body fluid using an unlabeled electrochemical sensor, characterized in that the antigen is a biomarker for diagnosis of prostate cancer or bladder cancer.
청구항 3에 있어서,
상기 바이오 마커는 Metrix Metallo Peptidase-9(MMP-9), Apolipoprotein A-1(ApoA1), prostate-specific antigen(PSA), Prostate specific membrane antigen (PSMA), Annexin A3(ANX A3), nuclear matrix protein 22(NMP22), bladder tumor antigen(BTA), 및 urinary bladder carcinoma antigen(UBC)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는 비표지 전기화학센서를 이용한 체액 내 항원의 농도에 따른 임피던스를 측정하는 방법.
4. The method according to claim 3,
The biomarkers are Metrix Metallo Peptidase-9 (MMP-9), Apolipoprotein A-1 (ApoA1), prostate-specific antigen (PSA), Prostate specific membrane antigen (PSMA), Annexin A3 (ANX A3), nuclear matrix protein 22 (NMP22), bladder tumor antigen (BTA), and method for measuring impedance according to the concentration of antigen in body fluid using a non-labeled electrochemical sensor, characterized in that one selected from the group consisting of urinary bladder carcinoma antigen (UBC) .
청구항 1에 있어서,
상기 항체는 작동 전극의 표면 상에 연결 화합물을 통해 고정되는 것을 특징으로 하는, 비표지 전기화학센서를 이용한 체액 내 항원의 농도에 따른 임피던스를 측정하는 방법.
The method according to claim 1,
The method for measuring impedance according to the concentration of antigen in a body fluid using an unlabeled electrochemical sensor, characterized in that the antibody is immobilized on the surface of the working electrode through a connection compound.
청구항 1에 있어서,
상기 작동 전극은 ITO(Indium Tin Oxide) 유리인 것을 특징으로 하는 비표지 전기화학센서를 이용한 체액 내 항원의 농도에 따른 임피던스를 측정하는 방법.
The method according to claim 1,
The method for measuring impedance according to the concentration of antigen in a body fluid using an unlabeled electrochemical sensor, characterized in that the working electrode is made of ITO (Indium Tin Oxide) glass.
청구항 1에 있어서,
상기 EIS를 이용하여, 상기 침지된 작동 전극의 임피던스 변화를 측정하는 단계는,
산화환원쌍(redox couple)을 포함하는 용액에 상기 체액에 침지된 작동 전극을 침지하는 단계;
상기 작동 전극에 교류 전압을 인가하는 단계, 여기서 상기 교류 전압은 소정의 주파수 범위 내에서 주파수 값을 점차 낮춰가며 인가되고, 상기 교류 전압은 정현파의 파형을 가지며;
상기 주파수 값 각각에 대한 임피던스를 분석하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비표지 전기화학센서를 이용한 체액 내 항원의 농도에 따른 임피던스를 측정하는 방법.
The method according to claim 1,
Measuring the impedance change of the immersed working electrode using the EIS comprises:
immersing the working electrode immersed in the body fluid in a solution containing a redox couple;
applying an AC voltage to the working electrode, wherein the AC voltage is applied while gradually decreasing a frequency value within a predetermined frequency range, and the AC voltage has a sinusoidal waveform;
A method for measuring impedance according to the concentration of antigen in a body fluid using an unlabeled electrochemical sensor, comprising the step of analyzing the impedance for each of the frequency values.
청구항 7에 있어서,
상기 산화환원쌍은 페리시아나이드/페로시아나이드인 것을 특징으로 하는 비표지 전기화학센서를 이용한 체액 내 항원의 농도에 따른 임피던스를 측정하는 방법.
8. The method of claim 7,
The redox pair is a method of measuring impedance according to the antigen concentration in a body fluid using an unlabeled electrochemical sensor, characterized in that ferricyanide/ferrocyanide.
청구항 7에 있어서,
상기 주파수의 범위는 1 내지 100000 Hz인 것을 특징으로 하는 비표지 전기화학센서를 이용한 체액 내 항원의 농도에 따른 임피던스를 측정하는 방법.
8. The method of claim 7,
The method for measuring impedance according to the concentration of antigen in a body fluid using an unlabeled electrochemical sensor, characterized in that the frequency range is 1 to 100000 Hz.
비표지 전기화학센서를 이용한 질병의 현장 자가 진단 방법으로서,
상기 현장 자가 진단 방법은 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 따른 임피던스를 측정하는 방법을 포함하고,
상기 현장 자가 진단 방법은,
청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 따른 임피던스를 측정하는 방법에 의하여 측정된 임피던스 변화를 기측정된 상기 질병 기준 임피던스 데이터와 비교하여 질병 유무를 판단하는 단계를 포함하는, 비표지 전기화학센서를 이용한 질병의 현장 자가 진단 방법.
A method for on-site self-diagnosis of a disease using an unlabeled electrochemical sensor, comprising:
The on-site self-diagnosis method comprises a method of measuring the impedance according to any one of claims 1 to 9,
The on-site self-diagnosis method comprises:
Using an unlabeled electrochemical sensor, comprising the step of determining the presence or absence of a disease by comparing the impedance change measured by the method for measuring impedance according to any one of claims 1 to 9 with the previously measured disease reference impedance data A method of on-site self-diagnosis of the disease.
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KR101990703B1 (en) 2017-11-17 2019-06-18 전자부품연구원 Method for measuring the concentration of target substance in a testing sample using a electrochemical sensor for point of care self-diagnosis
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