KR20220115411A - A method for detecting il-2 and soulble il-2 receptor alpha using a hydrogel and method for diagnosis of cancer using the same - Google Patents

A method for detecting il-2 and soulble il-2 receptor alpha using a hydrogel and method for diagnosis of cancer using the same Download PDF

Info

Publication number
KR20220115411A
KR20220115411A KR1020210019392A KR20210019392A KR20220115411A KR 20220115411 A KR20220115411 A KR 20220115411A KR 1020210019392 A KR1020210019392 A KR 1020210019392A KR 20210019392 A KR20210019392 A KR 20210019392A KR 20220115411 A KR20220115411 A KR 20220115411A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
poly
cancer
caprolactone
lactide
hydrogel
Prior art date
Application number
KR1020210019392A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김종성
임보라
Original Assignee
주식회사 스칼라팍스트롯
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 스칼라팍스트롯 filed Critical 주식회사 스칼라팍스트롯
Priority to KR1020210019392A priority Critical patent/KR20220115411A/en
Priority to PCT/KR2021/016410 priority patent/WO2022173092A1/en
Publication of KR20220115411A publication Critical patent/KR20220115411A/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/544Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being organic
    • G01N33/549Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being organic with antigen or antibody entrapped within the carrier
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55Specular reflectivity
    • G01N21/552Attenuated total reflection
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55Specular reflectivity
    • G01N21/552Attenuated total reflection
    • G01N21/553Attenuated total reflection and using surface plasmons
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/544Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being organic
    • G01N33/545Synthetic resin
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/574Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for cancer
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/68Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/68Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
    • G01N33/6863Cytokines, i.e. immune system proteins modifying a biological response such as cell growth proliferation or differentiation, e.g. TNF, CNF, GM-CSF, lymphotoxin, MIF or their receptors
    • G01N33/6869Interleukin
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2333/00Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
    • G01N2333/435Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from animals; from humans
    • G01N2333/52Assays involving cytokines
    • G01N2333/54Interleukins [IL]
    • G01N2333/55IL-2
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2333/00Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
    • G01N2333/435Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from animals; from humans
    • G01N2333/705Assays involving receptors, cell surface antigens or cell surface determinants
    • G01N2333/715Assays involving receptors, cell surface antigens or cell surface determinants for cytokines; for lymphokines; for interferons
    • G01N2333/7155Assays involving receptors, cell surface antigens or cell surface determinants for cytokines; for lymphokines; for interferons for interleukins [IL]

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

The present disclosure relates to a biosensor chip, a detection method using the same, a cancer diagnosis composition including the same, and a cancer diagnosis kit, wherein the biosensor chip includes: interleukin-2 (IL-2); a diswellable hydrogel containing a receptor alpha, beta, gamma or a combination thereof; and a transducer.

Description

하이드로젤을 이용한 IL-2 및 가용성 IL-2 수용체 알파의 검출방법 및 암 진단 방법{A METHOD FOR DETECTING IL-2 AND SOULBLE IL-2 RECEPTOR ALPHA USING A HYDROGEL AND METHOD FOR DIAGNOSIS OF CANCER USING THE SAME}Method for detecting IL-2 and soluble IL-2 receptor alpha using hydrogel and method for diagnosing cancer

본 개시 내용은 인터루킨-2 (Interleukin-2; IL-2) 수용체 알파, 베타, 감마 또는 이들의 조합을 함유하는 디스웰링-가능한 하이드로젤; 및 트랜스듀서;를 포함하는 바이오 센서 칩, 이를 이용하는 검출방법 및 이를 포함하는 암의 진단용 조성물, 및 암의 진단 키트에 관한 것이다. Diswelling-capable hydrogels containing Interleukin-2 (IL-2) receptors alpha, beta, gamma, or combinations thereof; and a transducer; to a biosensor chip comprising the same, a detection method using the same, a composition for diagnosis of cancer including the same, and a diagnostic kit for cancer.

인터루킨-2 (Interleukin-2; IL-2)는 면역 시스템에서 사이토카인 신호전달 분자의 종류 중 하나이다. IL-2는 T-세포 증식 및 자연 킬러 세포 (natural killer cell) 활성에서 핵심적인 조절분자로 확인되었으며, 따라서 T-세포 촉진성(stimulatory) 인자로 표현된다. IL-2는 3개의 상이한 세포 표면 수용체에 의해 매개되어(mediate) 면역-조절 작용을 한다. 이러한 3개의 수용체는 각각 알파, 베타 및 감마 수용체이다. 수용체 알파는 IL-2에 특이적으로 결합하며, 신호 전달에 관여하지는 않지만, 이의 존재는 수용체 친화성 (receptor affinity)을 강화시키고 림프구 구획(lymphoid compartment)의 조절에서 역할을 할 수 있다. 반면, 수용체 베타는 IL-15 수용체의 일부이기도 하며, 수용체 감마는 사이토카인 IL-4, IL-7, IL-9, IL-15, 및 IL-21과도 공유된다. IL-2와 이의 수용체들은 도 1에서 나타난 것과 같이, 서로 3차원적으로 결합하여 안정적인 복합체를 형성한다. 수용체 알파 및 베타는 단독으로도 IL-2와 결합할 수 있지만, 수용체 감마는 단독으로는 IL-2와 결합하지 않는다 (Mathias Rickert 등, J. Mol. Biol. (2004) 339, 1115-1128; Deborah J. Stauber 등, PNAS. February 21, 2006. vol.103. no.8, 2788-2793; Xinquan Wang 등, SCIENCE VOL 310 18 NOVEMBER 2005, 1159-1163; DAVID G. MYSZKA 등, Protein Sci. 1996 Dec; 5(12): 2468-2478; Yasuhiro Minami 등, Annu. Rev, Immunol. 1993, 11:24-67; 및 Onur Boyman 등, Nature Reviews Immunology volume 12, pages180-190(2012) 참고).Interleukin-2 (IL-2) is one of a class of cytokine signaling molecules in the immune system. IL-2 has been identified as a key regulatory molecule in T-cell proliferation and natural killer cell activity, and thus is expressed as a T-cell stimulatory factor. IL-2 has an immuno-modulatory action mediated by three different cell surface receptors. These three receptors are the alpha, beta and gamma receptors, respectively. Receptor alpha binds specifically to IL-2 and is not involved in signal transduction, but its presence may enhance receptor affinity and play a role in the regulation of the lymphoid compartment. On the other hand, receptor beta is also part of the IL-15 receptor, and receptor gamma is also shared with the cytokines IL-4, IL-7, IL-9, IL-15, and IL-21. IL-2 and its receptors form a stable complex by binding to each other three-dimensionally, as shown in FIG. 1 . Receptors alpha and beta alone can bind IL-2, whereas receptor gamma alone does not (Mathias Rickert et al., J. Mol. Biol. (2004) 339, 1115-1128; Deborah J. Stauber et al., PNAS. February 21, 2006. vol.103. no.8, 2788-2793; Xinquan Wang et al., SCIENCE VOL 310 18 NOVEMBER 2005, 1159-1163; DAVID G. MYSZKA et al., Protein Sci. 1996 Dec; 5(12): 2468-2478; Yasuhiro Minami et al., Annu. Rev, Immunol. 1993, 11:24-67; and Onur Boyman et al., Nature Reviews Immunology volume 12, pages 180-190 (2012)).

한편, IL-2 수용체 알파는 수용성 형태로도 존재한다. 이러한 IL-2 수용체 알파와 IL-2는 암 환자의 혈액 중 그 수치가 증가되는 것으로 알려져 있다. 이들은 개별적으로 존재하기도 하고, IL-2 및 수용성 IL-2 수용체 알파의 복합체 형태로도 존재한다. 다양한 암, 종양, 악성 종양, 양성 종양, 암종, 육종, 신생물 등의 질병을 갖는 환자의 혈청에서 증가된 IL-2, 수용성 IL-2 수용체 알파 및 이들의 복합체의 수치가 발견되는 것으로 보고되어 왔다. 구체적으로, 다음과 같은 질병을 갖는 환자의 혈청을 분석한 결과 정상인의 혈청보다 증가된 IL-2 및 수용성 IL-2 수용체 알파의 수치가 확인되었다: 만성 골수성 증식 질환 (chronic myeloproliferative disease; cMPD), 예를 들면 원인불명 골수화생 (agnogenic myeloid metaplasia; MMM), 만성 골수성 백혈병 (chronic myeloid leukaemia; CML), 진성 적혈구 증가증 (polycythaemia vera; PV) 및 진성 고혈소판증 (essential thrombocythemia; ET); 혈액 악성 종양 (haematological malignancies); 비-혈액 악성 종양; 신장, 두경부, 식도 및 폐의 악성 흑색종 및 암종; 림프구 증식 질환(lymphoproliferative disorders); 백혈병, 예를 들면, 급성 골수성 백혈병 (Acute myelocytic leukaemia), 성인 T-세포 백혈병/림프종, 만성 림프구성 백혈병, 만성 골수성 백혈병, 모발 세포 백혈병, 급성 림프모구 백혈병 (Acute lymphoblastic leukaemia); 림프종, 예를 들면 역형성 대세포 림프종 (Anaplastic large-cell lymphoma), 피부 T-세포 림프종 (Cutaneous T-cell lymphoma), 균상 식육종 (Mycosis fungoides), 비-호지킨 림프종 (Non-Hodgkin's lymphomas) (B 세포), 호지킨 림프종, 말초 T-세포 림프종 (Peripheral T-cell lymphomas), 다발성 골수종; 악성 고형 종양 (malignant solid tumor), 예를 들면, 악성 흑색종, 연조직 육종 (Soft tissue sarcomas), 두경부 암, 비인두 암종 (Nasopharyngeal carcinoma), 유방암, 폐 암종, 식도암, 췌장암, 위암, 신장세포암, 간세포 암종(Hepatocellular carcinoma), 난소암, 대장암; 유아 신생물(Childhood neoplasia), 예를 들면 급성 림프모구 백혈병, 호지킨 림프종, 비호지킨 림프종, 빌름스 종양(Wilms' tumor), 골조직 및 연조직 육종 (Sarcomas of bone and soft tissues), 및 혈구탐식성-조직구성 증후군 (histiocytic syndrome) (Katerina E. Panteli 등, British Journal of Haematology, 130, 2005, 709-715; E. Bien 등, Biomarkers, February 2008; 13(1): 1-26; JUN MURAKAMI 등, MOLECULAR AND CLINICAL ONCOLOGY 11: 474-482, 2019; Masahiko Shibata 등, Oncology 1999;56:54-58; 및 Liang Wang 등, Ann Hematol (2017) 96:2079-2088 참고). 따라서, IL-2, IL-2 수용체 알파 및 이들의 복합체는 이러한 다양한 암의 진단에 이용될 수 있다. On the other hand, IL-2 receptor alpha also exists in a water-soluble form. It is known that the levels of these IL-2 receptor alpha and IL-2 in the blood of cancer patients are increased. They exist either individually or as a complex of IL-2 and soluble IL-2 receptor alpha. It has been reported that increased levels of IL-2, soluble IL-2 receptor alpha, and complexes thereof are found in the serum of patients with various cancers, tumors, malignancies, benign tumors, carcinomas, sarcomas, neoplasms, etc. come. Specifically, as a result of analyzing the serum of patients with the following diseases, increased levels of IL-2 and soluble IL-2 receptor alpha were confirmed compared to the serum of normal persons: chronic myeloproliferative disease (cMPD); Examples include agnogenic myeloid metaplasia (MMM), chronic myeloid leukemia (CML), polycythaemia vera (PV) and essential thrombocythemia (ET); haematological malignancies; non-hematologic malignancies; malignant melanoma and carcinoma of the kidney, head and neck, esophagus and lung; lymphocyte proliferative disorders; leukemias such as acute myelocytic leukemia, adult T-cell leukemia/lymphoma, chronic lymphocytic leukemia, chronic myelogenous leukemia, hairy cell leukemia, Acute lymphoblastic leukemia; Lymphomas such as Anaplastic large-cell lymphoma, Cutaneous T-cell lymphoma, Mycosis fungoides, Non-Hodgkin's lymphomas (B cell), Hodgkin's lymphoma, peripheral T-cell lymphomas, multiple myeloma; Malignant solid tumors, such as malignant melanoma, soft tissue sarcomas, head and neck cancer, nasopharyngeal carcinoma, breast cancer, lung carcinoma, esophageal cancer, pancreatic cancer, stomach cancer, renal cell cancer , Hepatocellular carcinoma, ovarian cancer, colorectal cancer; Childhood neoplasia, such as acute lymphoblastic leukemia, Hodgkin's lymphoma, non-Hodgkin's lymphoma, Wilms' tumor, Sarcomas of bone and soft tissues, and hemophagocytic -histiocytic syndrome (Katerina E. Panteli et al., British Journal of Haematology, 130, 2005, 709-715; E. Bien et al., Biomarkers, February 2008; 13(1): 1-26; JUN MURAKAMI et al. , MOLECULAR AND CLINICAL ONCOLOGY 11: 474-482, 2019; Masahiko Shibata et al., Oncology 1999; 56:54-58; and Liang Wang et al., Ann Hematol (2017) 96:2079-2088). Therefore, IL-2, IL-2 receptor alpha, and their complexes can be used in the diagnosis of these various cancers.

현재 암 진단 키트로 이용되는 것은 효소 결합 면역 흡착 검사 (enzyme-linked immunosorbent assay; ELISA)이다. ELISA는 항체나 항원에 효소를 표지하여 효소의 활성을 측정하여 항원-항체 반응의 강도와 그 양을 정량적으로 측정하는 방법이다. 대부분의 간단한 형태의 ELISA는 다음과 같이 작용한다: 기판 위에 항체가 부착되어 있으며, 시험될 샘플로부터 항원-항체 반응을 통해 항원이 표면의 항체에 부착된다. 이후 항원에 매칭되는 또다른 2차 항체가 표면 위에 적용되어, 항원에 결합할 수 있다. 이러한 2차 항체는 효소에 연결되고, 이어서 결합되지 않은 2차 항체는 제거된다. 마지막으로, 효소의 기질을 함유하는 기질이 첨가되어 결합이 발생하면, 감지가능한 시그널, 주로 대부분 색 변화를 일으킨다. 이러한 ELISA 기술을 통해 IL-2 및 수용성 IL-2 수용체 알파의 검출하는 것도 가능하다. 다만, 이러한 ELISA를 통한 검출의 경우 약 5시간이 소요되어 매우 시간이 오래 걸리며, 항체가 IL-2 또는 수용성 IL-2 수용체 알파에 결합되지 않고 다른 곳, 예를 들면 기판 표면에 결합하는 등의 바람직하지 않은 비특이적인 결합이 일어날 수 있어, 검출법의 정확도가 다소 떨어진다. 또한, 항원-항체 반응을 통한 결합을 감지하기 때문에, 항원의 결합 부위 조각만 있어도 감지가 되어 비활성(inactive)인 항원까지 감지해버리는 문제를 갖는다. 아울러, IL-2의 경우 체내에서 분해가 잘 일어나 반감기가 짧기 때문에 ELISA와 같이 장시간의 검출 시간을 필요로 하는 경우 검출성능의 저하로 이어질 수 있다. 또한, IL-2는 크기가 작아서 기존의 검출방법으로는 어려움이 있다. 나아가, ELISA를 통한 검출에서는 IL-2 및 수용성 IL-2 수용체 알파의 검출을 위해 각각의 개별적인 검사를 필요로 하며, 한 번에 이 두 물질을 모두 검사하는 방법은 아직 존재하지 않는다. 게다가, IL-2는 단독으로는 안정적이지 않지만, IL-2 수용체 알파와 복합체를 이루는 경우 비교적 안정하게 존재하는데, ELISA 방법으로는 이러한 복합체를 검출하지 못하기 때문에 정확한 검출이 어렵다. Currently used as a cancer diagnostic kit is an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). ELISA is a method for quantitatively measuring the strength and amount of an antigen-antibody reaction by measuring the activity of an enzyme by labeling an antibody or antigen with an enzyme. Most simple forms of ELISA work as follows: an antibody is attached to a substrate, and an antigen is attached to the antibody on the surface through an antigen-antibody reaction from the sample to be tested. Another secondary antibody matching the antigen can then be applied over the surface to bind the antigen. This secondary antibody is linked to the enzyme, and the unbound secondary antibody is then removed. Finally, when a substrate containing the substrate of the enzyme is added and binding occurs, it causes a detectable signal, mostly a color change. It is also possible to detect IL-2 and soluble IL-2 receptor alpha through this ELISA technique. However, in the case of detection through such an ELISA, it takes about 5 hours and takes a very long time, and the antibody does not bind to IL-2 or water-soluble IL-2 receptor alpha, but binds to other places, for example, the surface of the substrate. Undesirable, non-specific binding may occur, which reduces the accuracy of the detection method somewhat. In addition, since binding through an antigen-antibody reaction is detected, there is a problem in that even an antigen that is inactive can be detected even if there is only a fragment of the antigen binding site. In addition, since IL-2 is easily degraded in the body and has a short half-life, it may lead to a decrease in detection performance when a long detection time is required as in ELISA. In addition, since IL-2 is small in size, it is difficult to use conventional detection methods. Furthermore, detection through ELISA requires separate tests for each of IL-2 and soluble IL-2 receptor alpha, and a method for testing both these substances at once does not yet exist. Moreover, although IL-2 is not stable alone, it is relatively stable when complexed with IL-2 receptor alpha, and accurate detection is difficult because ELISA does not detect such a complex.

따라서, IL-2, 수용성 IL-2 수용체 알파 및 이들의 복합체를 단 시간 내에 한 번의 검사를 통해 검출하는 방법에 대한 필요성이 존재한다. Accordingly, there is a need for a method for detecting IL-2, soluble IL-2 receptor alpha, and their complexes through a single test within a short time.

한편, 전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다. On the other hand, the above-mentioned background technology is possessed or acquired by the inventor in the process of deriving the disclosure of the present application, and cannot necessarily be said to be a known technology disclosed to the general public prior to the present application.

본 개시 내용은 단 시간 내에 IL-2, IL-2 수용체 알파, 또는 IL-2와 IL-2 수용체 알파의 복합체 중 적어도 하나를 검출하는 방법을 제공하기 위하여, IL-2 수용체 알파, 베타, 감마 또는 이들의 조합을 함유하는 디스웰링-가능한 하이드로젤; 및 트랜스듀서;를 포함하는 바이오 센서 칩을 제공한다. 또한, 이를 이용한 검출방법, 암 진단용 조성물 및 암 진단 키트를 제공한다. The present disclosure provides a method for detecting at least one of IL-2, IL-2 receptor alpha, or a complex of IL-2 and IL-2 receptor alpha in a short time, IL-2 receptor alpha, beta, gamma or a diswellable hydrogel containing a combination thereof; and a transducer; provides a biosensor chip comprising a. In addition, a detection method using the same, a composition for diagnosing cancer, and a cancer diagnosis kit are provided.

상기의 목적을 달성하기 위한 제1 측면에서, 본 개시 내용은 인터루킨(interleukin; IL)-2 수용체 알파, 베타, 감마 또는 이들의 조합을 함유하는 디스웰링-가능한 하이드로젤; 및 트랜스듀서;를 포함하는 바이오 센서 칩을 제공한다.In a first aspect for achieving the above object, the present disclosure provides a diswellable hydrogel containing interleukin (IL)-2 receptor alpha, beta, gamma or a combination thereof; and a transducer; provides a biosensor chip comprising a.

일 양태에서, 상기 하이드로젤에 함유되는 수용체는 IL-2, IL-2 수용체 알파, IL-2와 IL-2 수용체 알파의 복합체 중 적어도 하나와 결합한다. 일 양태에서, 상기 하이드로젤은 수용체 알파, 베타, 및 감마 중 2개 이상을 포함한다. 일 양태에서, 상기 하이드로젤은 IL-2 수용체 베타 및 감마를 포함한다. 일 양태에서, 상기 하이드로젤은 IL-2 수용체 알파, 베타 및 감마를 포함한다. 일 양태에서, 상기 하이드로젤은 메인단량체 및 공단량체로 이루어진 공중합체를 포함한다. 일 양태에서, 상기 메인단량체는, N-이소프로필아크릴아미드, N-아크릴로일글리신아미드(N-acryloylglycinamide), 하이드록시프로필셀룰로오스(hydroxypropylcellulose), 비닐카프로락탐(vinylcaprolactame), N-비닐피롤리돈(N-vinyl pyrrolidone), 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-hydrocyethyl methacrylate), 에틸렌글리콜(ethylene glycol); 아스파르트산, 글루탐산, L-라이신등의 아미노산; 카프로락톤(caprolactone), 및 비닐메틸 에테르(vinyl methyl ether)로 이루어진 군으로부터 선택되고, In one embodiment, the receptor contained in the hydrogel binds to at least one of IL-2, IL-2 receptor alpha, and a complex of IL-2 and IL-2 receptor alpha. In one aspect, the hydrogel comprises two or more of receptors alpha, beta, and gamma. In one embodiment, the hydrogel comprises IL-2 receptor beta and gamma. In one embodiment, the hydrogel comprises IL-2 receptors alpha, beta and gamma. In one embodiment, the hydrogel comprises a copolymer consisting of a main monomer and a comonomer. In one embodiment, the main monomer is N-isopropylacrylamide, N-acryloylglycinamide (N-acryloylglycinamide), hydroxypropylcellulose (hydroxypropylcellulose), vinylcaprolactam (vinylcaprolactame), N-vinylpyrrolidone (N-vinyl pyrrolidone), 2-hydroxyethyl methacrylate, ethylene glycol; amino acids such as aspartic acid, glutamic acid, and L-lysine; selected from the group consisting of caprolactone, and vinyl methyl ether,

상기 공단량체는, 알릴아민(AA), 디메틸아미노에틸메타크릴레이트 (DMAEMA), 디메틸아미노에틸아크릴레이트(DMAEA), 아크릴산(AAc), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 및메타아크릴산(MAAc)으로 이루어진 군으로부터 선택된다. The comonomer is allylamine (AA), dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA), dimethylaminoethyl acrylate (DMAEA), acrylic acid (AAc), polyethylene glycol (PEG), and methacrylic acid (MAAc) is selected from

일 양태에서, 상기 하이드로젤은 가교제를 더 포함한다. 일 양태에서, 상기 가교제는, N, N'-메틸렌-비스-디아크릴아미드(MBA),폴리에틸렌 글리콜(PEG) 디하이드록실(PEG dihydrocyl), PEG 디아민(PEG diamine), PEG 디옥시아민(PEG dioxyamine), PEG 디클로라이드(PEG dichloride), PEG 디브로마이드(PEG dibromide), PEG 디아지드(PEG diazide), PEG 디싸이올(PEG dithiol), PEG 디알데하이드(PEG dialdehyde), PEG 디에폭사이드(PEG diepoxide), PEG 디아크릴레이트(PEG diacrylate), PEG 디메타크릴레이트(PEG dimethacrylate), PEG 디아세틱엑시드(PEG diacetic acid), PEG 디석시닉엑시드(PEG disuccinic acid), PEG 디석시미딜카복시메틸에스터(PEG discuccinimidyl carboxy methyl ester), 폴리(ε-카프로락톤)디아크릴레이트[poly(ε-caprolactone)diacrylate], 폴리(ε-카프로락톤)디메타릴레이트[poly(ε-caprolactone)dimethacrylate], 폴리락티드디아크릴레이트(polylactide diacrylate), 폴리락티드디메타크릴레이트(polylactide dimethacrylate), 폴리(락티드-co-글리콜리드) 디아크릴레이트[poly(lactide-co-glycolide)diacrylate], 폴리(락티드-co-글리콜리드)디메타크릴레이트[poly(lactide-co-glycolide)dimethacrylate], 폴리(ε-카프로락톤-b-에틸렌 글리콜-b- ε-카프로락톤)디아크릴레이트[poly(ε-caprolactone-b-ethylene glycol-b-ε-caprolactone)diacrylate], 폴리(ε-카프로락톤-b-에틸렌 글리콜-b- ε-카프로락톤)디메타크릴레이트[poly(ε-caprolactone-b-ethylene glycol-b-ε-caprolactone)dimethacrylate], 폴리(락티드-b-에틸렌 글리콜-b-락티드)디아크릴레이트[poly(lactide-b-ethylene glycol-b-lactide)diacrylate], 폴리(락티드-b-에틸렌 글리콜-b-락티드)디메타크릴레이트[poly(lactide-b-ethylene glycol-b-lactide)dimethacrylate], 폴리[(락티드-co-글리콜리드)-b-에틸렌 글리콜-b-(락티드-co-글리콜리드)]디아크릴레이트{poly[(lactide-co-clycolide)-b-ethylene glycol-b-(lactide-co-glycolide)] diacrylate}, 폴리[(락티드-co-글리콜리드)-b-에틸렌 글리콜-b-(락티드-co-글리콜리드)]디메타크릴레이트{poly[(lactide-co-clycolide)-b-ethylene glycol-b-(lactide-co-glycolide)] dimethacrylate}, 폴리(ε-카프로락톤-co-락티드)-디아크릴에이트[poly(ε-caprolactone-co-lactide)-diacrylate], 폴리(ε-카프로락톤-co-락티드)-디메타크릴에이트[poly(ε-caprolactone-co-lactide)-dimethacrylate], 폴리(ε-카프로락톤-co-글리콜리드)-디아크릴에이트[poly(ε-caprolactone-co-glycolide)-diacrylate], 폴리(ε-카프로락톤-co-글리콜리드)-디메타크릴에이트[poly(ε-caprolactone-co-glycolide)-dimethacrylate], 폴리[(카프로락톤-co-락티드)-b-에틸렌 글리콜-b-(카프로락톤-co-락티드)]디아크릴에이트{poly[(caprolactone-co-lactide)-b-ethylene glycol-b-(caprolactone-co-lactide)]diacrylate}, 폴리[(카프로락톤-co-락티드)-b-에틸렌 글리콜-b-(카프로락톤-co-락티드)]디메타크릴에이트{poly[(caprolactone-co-lactide)-b-ethylene glycol-b-(caprolactone-co-lactide)]dimethacrylate}, 폴리[(카프로락톤-co-글리콜리드)-b-에틸렌 글리콜-b-(카프로락톤-co-글리콜리드)]디아크릴에이트{poly[(caprolactone-co-glycolide)-b-ethylene glycol-b-(caprolactone-co-glycolide)]diacrylate}, 폴리[(카프로락톤-co-글리콜리드)-b-에틸렌 글리콜-b-(카프로락톤-co-글리콜리드)]디메타크릴에이트{poly[(caprolactone-co-glycolide)-b-ethylene glycol-b-(caprolactone-co-glycolide)]dimethacrylate} 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 일 양태에서, 상기 하이드로젤은, 상기 메인단량체 50 내지 97.9중량%, 공단량체 2 내지 40중량%, 및 가교제 0.1 내지 10중량%로 이루어진 공중합체를 포함한다. 일 양태에서, 상기 하이드로젤은, 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드-co-알릴아민)[poly(N-isoprophylacrylamide-co-allylamine): poly(NIPAM-co-AA)], 폴리(N-이소프로필아크릴아미드-co-2-(디메틸아미노)에틸메타크릴레이트)[poly(N-isopropyl acrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl methacrylate): poly(NIPAM-co-DMAEMA)], 폴리(N-이소프로필아크릴아미드-co-2-(디메틸아미노)에틸아크릴레이트)[poly(N-isopropyl acrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl acrylate), poly(NIPAM-co-DMAEA)], 폴리(N-이소프로필아크릴아미드-co-아크릴산)[poly(N-isopropylacrylamide-co- acrylic acid): poly(NIPAM-co-AAc)], 폴리(N-이소프로필아크릴아미드-co-폴리에틸렌글리콜-아크릴산)[poly(N-isopropylacrylamide-co-polyethylene glycol- acrylic acid): poly(NIPAM-co-PEG-AAc)], 및 폴리(N-이소프로필아크릴아미드-co-메타크릴산)[poly(N-isopropylacrylamide-co-methacrylic acid): poly(NIPAM-co-MAAc)]로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함한다. 일 양태에서, 상기 하이드로젤은, 메인단량체로서 N-이소프로필아크릴아미드, 공단량체로서 아크릴산, 및 가교제로서 MBA (N, N'-methylene-bis-acrylamide)를 사용하여 제조된 공중합체를 포함한다. In one embodiment, the hydrogel further comprises a crosslinking agent. In one embodiment, the crosslinking agent is, N,N'-methylene-bis-diacrylamide (MBA), polyethylene glycol (PEG) dihydroxyl (PEG dihydrocyl), PEG diamine (PEG diamine), PEG dioxyamine (PEG) dioxyamine), PEG dichloride, PEG dibromide, PEG diazide, PEG dithiol, PEG dialdehyde, PEG diepoxide (PEG) diepoxide), PEG diacrylate, PEG dimethacrylate, PEG diacetic acid, PEG disuccinic acid, PEG disuccimidylcarboxymethyl ester (PEG discuccinimidyl carboxy methyl ester), poly(ε-caprolactone)diacrylate], poly(ε-caprolactone)dimethacrylate [poly(ε-caprolactone)dimethacrylate], poly Lactide diacrylate, polylactide dimethacrylate, poly(lactide-co-glycolide) diacrylate [poly(lactide-co-glycolide)diacrylate], poly(lactide) tide-co-glycolide)dimethacrylate [poly(lactide-co-glycolide)dimethacrylate], poly(ε-caprolactone-b-ethylene glycol-b- ε-caprolactone)diacrylate [poly(ε-) caprolactone-b-ethylene glycol-b-ε-caprolactone)diacrylate], poly(ε-caprolactone-b-ethylene glycol-b-ε-caprolactone)dimethacrylate [poly(ε-caprolactone-b-ethylene glycol) -b-ε-caprolacton e)dimethacrylate], poly(lactide-b-ethylene glycol-b-lactide)diacrylate [poly(lactide-b-ethylene glycol-b-lactide)diacrylate], poly(lactide-b-ethylene glycol- b-lactide)dimethacrylate [poly(lactide-b-ethylene glycol-b-lactide)dimethacrylate], poly[(lactide-co-glycolide)-b-ethylene glycol-b-(lactide-co) -glycolide)]diacrylate {poly[(lactide-co-clycolide)-b-ethylene glycol-b-(lactide-co-glycolide)] diacrylate}, poly[(lactide-co-glycolide)-b -ethylene glycol-b-(lactide-co-glycolide)]dimethacrylate {poly[(lactide-co-clycolide)-b-ethylene glycol-b-(lactide-co-glycolide)] dimethacrylate}, poly (ε-caprolactone-co-lactide)-diacrylate [poly(ε-caprolactone-co-lactide)-diacrylate], poly(ε-caprolactone-co-lactide)-dimethacrylate [poly( ε-caprolactone-co-lactide)-dimethacrylate], poly(ε-caprolactone-co-glycolide)-diacrylate [poly(ε-caprolactone-co-glycolide)-diacrylate], poly(ε-caprolactone- co-glycolide)-dimethacrylate [poly(ε-caprolactone-co-glycolide)-dimethacrylate], poly[(caprolactone-co-lactide)-b-ethylene glycol-b-(caprolactone-co- lactide)]diacrylate {poly[(caprolactone-co-lactide)-b-ethylene glycol-b-(caprolactone-co-lactide)]diacrylate}, poly[(caprolactone-co-lactide)-b- Ethylene glycol-b-(caprolactone-co-lactide)]dimethacrylate {poly[(caprolactone-co-) lactide)-b-ethylene glycol-b-(caprolactone-co-lactide)]dimethacrylate}, poly[(caprolactone-co-glycolide)-b-ethylene glycol-b-(caprolactone-co-glycolide)] diacrylate {poly[(caprolactone-co-glycolide)-b-ethylene glycol-b-(caprolactone-co-glycolide)]diacrylate}, poly[(caprolactone-co-glycolide)-b-ethylene glycol-b -(caprolactone-co-glycolide)]dimethacrylate {poly[(caprolactone-co-glycolide)-b-ethylene glycol-b-(caprolactone-co-glycolide)]dimethacrylate} and combinations thereof is selected from In one embodiment, the hydrogel includes a copolymer consisting of 50 to 97.9% by weight of the main monomer, 2 to 40% by weight of the comonomer, and 0.1 to 10% by weight of a crosslinking agent. In one embodiment, the hydrogel is, poly(N-isopropyl acrylamide-co-allylamine) [poly(N-isopropylacrylamide-co-allylamine): poly(NIPAM-co-AA)], poly(N-iso Propylacrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl methacrylate)[poly(N-isopropyl acrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl methacrylate): poly(NIPAM-co-DMAEMA)], poly(N- Isopropyl acrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl acrylate) [poly(N-isopropyl acrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl acrylate), poly(NIPAM-co-DMAEA)], poly(N- Isopropylacrylamide-co-acrylic acid) [poly(N-isopropylacrylamide-co-acrylic acid): poly(NIPAM-co-AAc)], poly(N-isopropylacrylamide-co-polyethylene glycol-acrylic acid) [poly (N-isopropylacrylamide-co-polyethylene glycol-acrylic acid): poly(NIPAM-co-PEG-AAc)], and poly(N-isopropylacrylamide-co-methacrylic acid) [poly(N-isopropylacrylamide-co) -methacrylic acid): poly(NIPAM-co-MAAc)]. In one aspect, the hydrogel comprises a copolymer prepared using N-isopropylacrylamide as a main monomer, acrylic acid as a comonomer, and MBA (N, N'-methylene-bis-acrylamide) as a crosslinking agent. .

일 양태에서, 상기 하이드로젤에 함유된 수용체들이 IL-2, IL-2 수용체 알파, 또는 IL-2와 IL-2 수용체 알파의 복합체와 결합시, 상기 하이드로젤은 디스웰링된다. 일 양태에서, 상기 디스웰링으로 인해 상기 바이오 센서 칩의 광학적 성질의 변화가 발생한다. 일 양태에서, 상기 광학적 성질은 굴절률이다. 일 양태에서, 상기 광학적 성질의 변화는 표면 플라스몬 공명 (surface plasmon resonance)를 통해 검출된다. In one embodiment, when the receptors contained in the hydrogel bind to IL-2, IL-2 receptor alpha, or a complex of IL-2 and IL-2 receptor alpha, the hydrogel is diswelled. In an aspect, a change in optical properties of the biosensor chip occurs due to the deswelling. In one aspect, the optical property is refractive index. In one aspect, the change in the optical property is detected through surface plasmon resonance.

일 양태에서, 상기 바이오 센서 칩은 IL-2, IL-2 수용체 알파, 또는 IL-2와 IL-2 수용체 알파의 복합체 중 적어도 하나를 30분 이내에 검출한다. In one embodiment, the biosensor chip detects at least one of IL-2, IL-2 receptor alpha, or a complex of IL-2 and IL-2 receptor alpha within 30 minutes.

일 양태에서, 상기 트랜스듀서는 금속 박막을 포함한다. 일 양태에서, 상기 금속 박막은 시스테아민(cysteamine)으로 표면 개질된다. 일 양태에서, 상기 금속 박막은 금 박막이다. In one aspect, the transducer includes a metal thin film. In one embodiment, the metal thin film is surface-modified with cysteamine. In one embodiment, the metal thin film is a gold thin film.

제2 측면은 IL-2, IL-2 수용체 알파, 또는 IL-2와 IL-2 수용체 알파의 복합체 중 적어도 하나의 검출방법으로서, A second aspect is a method for detecting at least one of IL-2, IL-2 receptor alpha, or a complex of IL-2 and IL-2 receptor alpha,

상기 바이오 센서 칩을 제공하는 단계; providing the biosensor chip;

혈액 중 혈청을 분리하는 단계; 및isolating serum from blood; and

분리한 혈청을 상기 바이오 센서 칩 위에 흘리는 단계를 포함하는, 검출방법을 제공한다. It provides a detection method comprising the step of flowing the separated serum on the biosensor chip.

일 양태에서, 상기 검출방법은 센서 칩의 광학적 성질의 변화를 측정하는 단계를 포함한다. In one aspect, the detection method includes measuring a change in an optical property of a sensor chip.

제3 측면은 상기 바이오 센서 칩을 포함하는 암의 진단용 조성물을 제공한다. A third aspect provides a composition for diagnosing cancer including the biosensor chip.

일 양태에서, 상기 암은 폐암, 식도암, 흉선암, 유방암, 간암, 위암, 대장암, 췌장암, 자궁경부암, 피부암, 전립선암, 난소암, 갑상선암, 방광암, 두경부암, 골수암, 담도암, 만성 골수성 증식 질환 (chronic myeloproliferative disease; cMPD), 원인불명 골수화생 (agnogenic myeloid metaplasia; MMM), 만성 골수성 백혈병 (chronic myeloid leukaemia; CML), 진성 적혈구 증가증 (polycythaemia vera; PV), 진성 고혈소판증 (essential thrombocythemia; ET), 혈액 악성 종양 (haematological malignancies), 비-혈액 악성 종양, 신장, 두경부, 식도, 비인두, 간 및 폐의 악성 흑색종 및 암종, 림프구 증식 질환(lymphoproliferative disorders), 백혈병, 급성 골수성 백혈병 (Acute myelocytic leukaemia), 성인 T-세포 백혈병, 성인 T-세포 림프종, 만성 림프구성 백혈병, 모발 세포 백혈병, 급성 림프모구 백혈병 (Acute lymphoblastic leukaemia), 림프종, 역형성 대세포 림프종 (Anaplastic large-cell lymphoma), 피부 T-세포 림프종 (Cutaneous T-cell lymphoma), 균상 식육종 (Mycosis fungoides), 비-호지킨 림프종 (Non-Hodgkin's lymphomas), 호지킨 림프종, 말초 T-세포 림프종 (Peripheral T-cell lymphomas), 다발성 골수종, 악성 고형 종양 (malignant solid tumor), 악성 흑색종, 연조직 육종 (Soft tissue sarcomas), 신장세포암, 유아 신생물(Childhood neoplasia), 빌름스 종양(Wilms' tumor), 골조직 육종 (Sarcomas of bone tissues), 또는 혈구탐식성-조직구성 증후군이다. In one embodiment, the cancer is lung cancer, esophageal cancer, thymus cancer, breast cancer, liver cancer, stomach cancer, colorectal cancer, pancreatic cancer, cervical cancer, skin cancer, prostate cancer, ovarian cancer, thyroid cancer, bladder cancer, head and neck cancer, bone marrow cancer, biliary tract cancer, chronic myeloid cancer Chronic myeloproliferative disease (cMPD), agnogenic myeloid metaplasia (MMM), chronic myeloid leukemia (CML), polycythaemia vera (PV), essential thrombocythemia ET), haematological malignancies, non-hematologic malignancies, malignant melanomas and carcinomas of the kidney, head and neck, esophagus, nasopharynx, liver and lung, lymphoproliferative disorders, leukemia, acute myeloid leukemia Acute myelocytic leukemia, adult T-cell leukemia, adult T-cell lymphoma, chronic lymphocytic leukemia, hairy cell leukemia, acute lymphoblastic leukemia, lymphoma, anaplastic large-cell lymphoma ), Cutaneous T-cell lymphoma, Mycosis fungoides, Non-Hodgkin's lymphomas, Hodgkin's lymphoma, Peripheral T-cell lymphomas ), multiple myeloma, malignant solid tumor, malignant melanoma, soft tissue sarcomas, renal cell carcinoma, childhood neoplasia, Wilms' tumor, bone tissue sarcoma ( sarcomas of bone tissues), or hemophagocytic-tissues It's a syndrome.

제4 측면은 바이오 센서 칩을 포함하는, 암의 진단 키트를 제공한다. A fourth aspect provides a diagnostic kit for cancer, including a biosensor chip.

일 양태에서, 상기 암은 폐암, 식도암, 흉선암, 유방암, 간암, 위암, 대장암, 췌장암, 자궁경부암, 피부암, 전립선암, 난소암, 갑상선암, 방광암, 두경부암, 골수암, 담도암, 만성 골수성 증식 질환 (chronic myeloproliferative disease; cMPD), 원인불명 골수화생 (agnogenic myeloid metaplasia; MMM), 만성 골수성 백혈병 (chronic myeloid leukaemia; CML), 진성 적혈구 증가증 (polycythaemia vera; PV), 진성 고혈소판증 (essential thrombocythemia; ET), 혈액 악성 종양 (haematological malignancies), 비-혈액 악성 종양, 신장, 두경부, 식도, 비인두, 간 및 폐의 악성 흑색종 및 암종, 림프구 증식 질환(lymphoproliferative disorders), 백혈병, 급성 골수성 백혈병 (Acute myelocytic leukaemia), 성인 T-세포 백혈병, 성인 T-세포 림프종, 만성 림프구성 백혈병, 모발 세포 백혈병, 급성 림프모구 백혈병 (Acute lymphoblastic leukaemia), 림프종, 역형성 대세포 림프종 (Anaplastic large-cell lymphoma), 피부 T-세포 림프종 (Cutaneous T-cell lymphoma), 균상 식육종 (Mycosis fungoides), 비-호지킨 림프종 (Non-Hodgkin's lymphomas), 호지킨 림프종, 말초 T-세포 림프종 (Peripheral T-cell lymphomas), 다발성 골수종, 악성 고형 종양 (malignant solid tumor), 악성 흑색종, 연조직 육종 (Soft tissue sarcomas), 신장세포암, 유아 신생물(Childhood neoplasia), 빌름스 종양(Wilms' tumor), 골조직 육종 (Sarcomas of bone tissues), 또는 혈구탐식성-조직구성 증후군이다. In one embodiment, the cancer is lung cancer, esophageal cancer, thymus cancer, breast cancer, liver cancer, stomach cancer, colorectal cancer, pancreatic cancer, cervical cancer, skin cancer, prostate cancer, ovarian cancer, thyroid cancer, bladder cancer, head and neck cancer, bone marrow cancer, biliary tract cancer, chronic myeloid cancer Chronic myeloproliferative disease (cMPD), agnogenic myeloid metaplasia (MMM), chronic myeloid leukemia (CML), polycythaemia vera (PV), essential thrombocythemia ET), haematological malignancies, non-hematologic malignancies, malignant melanomas and carcinomas of the kidney, head and neck, esophagus, nasopharynx, liver and lung, lymphoproliferative disorders, leukemia, acute myeloid leukemia Acute myelocytic leukemia, adult T-cell leukemia, adult T-cell lymphoma, chronic lymphocytic leukemia, hairy cell leukemia, acute lymphoblastic leukemia, lymphoma, anaplastic large-cell lymphoma ), Cutaneous T-cell lymphoma, Mycosis fungoides, Non-Hodgkin's lymphomas, Hodgkin's lymphoma, Peripheral T-cell lymphomas ), multiple myeloma, malignant solid tumor, malignant melanoma, soft tissue sarcomas, renal cell carcinoma, childhood neoplasia, Wilms' tumor, bone tissue sarcoma ( sarcomas of bone tissues), or hemophagocytic-tissues It's a syndrome.

본 개시 내용에 따른 바이오 센서 칩은 단 시간 내에 암 진단의 마커인 IL-2, IL-2 수용체 알파, 또는 IL-2와 IL-2 수용체 알파의 복합체의 농도를 정량적을 측정하는 것이 가능하다. 따라서, 매우 신속한 암 진단법을 제공하며, 극소량의 혈액 만으로도 검출이 가능해 매우 유용하게 사용될 수 있다. The biosensor chip according to the present disclosure can quantitatively measure the concentration of IL-2, IL-2 receptor alpha, or a complex of IL-2 and IL-2 receptor alpha, which are markers of cancer diagnosis within a short time. Therefore, it provides a very rapid cancer diagnosis method, and it can be used very usefully because it can be detected with only a very small amount of blood.

도 1은 IL-2와 이의 수용체 알파, 베타, 및 감마의 결합을 나타내는 그림이다.
도 2는 본 개시 내용에 따른 바이오 센서 칩의 일 양태를 나타낸 것이다.
도 3의 (a)는 각각 실시예 2 내지 4의 하이드로젤의 농도에 따른 반응 최대값을 나타낸 것이고, 도 3의 (b), (c) 및 (d)는 각각 실시예 2 내지 4의 하이드로젤의 시간에 따른 반응 시그널을 나타낸 것이다.
도 4의 (a)는 실시예 4의 하이드로젤에 암환자 혈청을 흘려준 경우 농도에 따른 반응 시그널을 나타낸 것이고, 도 4의 (b)는 실시예 4의 하이드로젤에 암환자 혈청을 흘려준 경우 시간에 따른 반응 시그널을 나타낸 것이다.
도 5의 (a)는 각각 실시예 1, 4 및 5의 하이드로젤의 농도에 따른 반응 최대값을 나타낸 것이고, 도 5의 (b), (c) 및 (d)는 각각 실시예 1, 4 및 5의 하이드로젤의 시간에 따른 반응 시그널을 나타낸 것이다.
도 6은 IL-2와 IL-2Rα의 농도에 따른 실시예 4의 하이드로젤의 바이오 칩과, 대조군인 순수한 겔의 바이오 칩의 반응 최대값을 비교한 것이다.
도 7은 실시예 4의 하이드로젤에 정상인 혈청과 암환자 혈청을 각각 흘려주었을 때 확인된 반응 시그널을 나타낸다. 이때, 실시예 4의 하이드로젤에서 확인된 반응 최대값에서, 순수한 겔의 하이드로젤에서 확인된 반응 최대값을 빼서 보정한 것이다.
도 8은 기존의 진단 방법인 ELISA 키트를 사용하여 정상인과 암환자 혈청 중 IL-2Rα의 농도를 확인한 것이다.
1 is a diagram showing the binding of IL-2 and its receptors alpha, beta, and gamma.
2 illustrates an aspect of a biosensor chip according to the present disclosure.
Figure 3 (a) shows the maximum reaction value according to the concentration of the hydrogel of Examples 2 to 4, respectively, (b), (c) and (d) of Figure 3 are the hydrogels of Examples 2 to 4, respectively. It shows the reaction signal according to time of the gel.
Figure 4 (a) shows the reaction signal according to the concentration when the cancer patient serum is flowed to the hydrogel of Example 4, (b) is the cancer patient serum flowed to the hydrogel of Example 4 In this case, the reaction signal according to time is shown.
Figure 5 (a) shows the maximum reaction value according to the concentration of the hydrogel of Examples 1, 4 and 5, respectively, Figure 5 (b), (c) and (d) are Examples 1, 4, respectively And 5 shows the reaction signal according to the time of the hydrogel.
6 is a comparison of the maximum response values of the biochip of the hydrogel of Example 4 and the biochip of the pure gel as a control according to the concentrations of IL-2 and IL-2Rα.
7 shows the reaction signals confirmed when the normal serum and cancer patient serum were respectively flowed to the hydrogel of Example 4. At this time, it is corrected by subtracting the maximum reaction value confirmed in the hydrogel of the pure gel from the maximum reaction value confirmed in the hydrogel of Example 4.
FIG. 8 shows the concentration of IL-2Rα in the serum of normal people and cancer patients using the ELISA kit, which is a conventional diagnostic method.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes may be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all modifications, equivalents and substitutes for the embodiments are included in the scope of the rights.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in the examples are used for the purpose of description only, and should not be construed as limiting. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that this does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components are assigned the same reference numerals regardless of the reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. In the description of the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the elements from other elements, and the essence, order, or order of the elements are not limited by the terms. When it is described that a component is “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, but between each component another component It will be understood that may also be "connected", "coupled" or "connected".

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in one embodiment and components having a common function will be described using the same names in other embodiments. Unless otherwise stated, descriptions described in one embodiment may be applied to other embodiments as well, and detailed descriptions within the overlapping range will be omitted.

본 개시 내용의 제1 측면에 따르면, IL-2 수용체 알파, 베타, 감마 또는 이들의 조합을 함유하는 디스웰링-가능한 하이드로젤; 및 트랜스듀서;를 포함하는 바이오 센서 칩이 제공된다. According to a first aspect of the present disclosure, there is provided a diswellable hydrogel containing IL-2 receptor alpha, beta, gamma or a combination thereof; and a transducer; is provided.

앞서 설명한 것과 같이 기존의 IL-2 및 IL-2 리셉터 알파의 검출방법인 ELISA로는 신속한 검출이 어렵고, 개별적인 검출을 필요로 하며 이들의 복합체의 검출도 어려워 정확성이 떨어진다. 따라서, 본 개시 내용에서는 IL-2의 여러 수용체들을 이용한 검출방법을 제시한다. 보통 마커 물질의 검출방법 및 암의 진단방법에서 항원-항체 반응을 이용하는 것이 대다수이기 때문에, IL-2와 이의 수용체와의 결합을 통한 검출 및 진단 방법은 본 발명자가 최초로 개발한 것이다. 보통 수용체와의 결합의 경우 친화성이 낮기 때문에 검출 및 진단 방법에 이용되기 어려웠으나, IL-2와 이의 수용체의 경우 친화성이 높고, 특히 여러 수용체들 (즉, IL-2 수용체 알파 및 베타, 또는 베타 및 감마), 바람직하게는 3개의 수용체를 모두와 IL-2가 결합하는 경우 매우 안정적인 복합체가 형성되기 때문에 높은 친화성을 갖는다. 따라서, 본 개시 내용에서는 이러한 IL-2와 이의 수용체들 간의 높은 친화성에 기초하여 검출 및 진단 방법에 이용하는 것이다. 또한, 이러한 결합의 정확하고 민감한 감지를 위해서 본 개시 내용에서는 특별한 성질을 갖는 하이드로젤을 이용한다. As described above, ELISA, which is a conventional method for detecting IL-2 and IL-2 receptor alpha, is difficult to detect rapidly, requires individual detection, and is difficult to detect complexes thereof, resulting in poor accuracy. Accordingly, the present disclosure provides a detection method using several receptors of IL-2. Since the majority of methods for detecting marker substances and methods for diagnosing cancer use antigen-antibody reactions, a method for detecting and diagnosing IL-2 through binding of IL-2 to its receptor was first developed by the present inventors. Usually, in the case of binding to a receptor, it is difficult to use in detection and diagnostic methods because of its low affinity, but in the case of IL-2 and its receptor, the affinity is high, and in particular, several receptors (ie, IL-2 receptor alpha and beta, or beta and gamma), preferably all three receptors, when IL-2 binds to form a very stable complex, so it has a high affinity. Therefore, in the present disclosure, based on the high affinity between such IL-2 and its receptors, it is used for detection and diagnostic methods. In addition, for accurate and sensitive detection of such binding, hydrogels with special properties are used in the present disclosure.

본 개시에 따른 "하이드로젤(hydrogel)"은 본 기술분야에 그 자체로 공지된 것으로서 친수성 폴리머 사슬(polymer chain)이 가교되어(crosslinked) 형성된 3차원 네트워크를 의미하며, 예를 들면, 대한민국 등록특허 제10-1754774호에 개시된 수화젤을 들 수 있다. 하이드로젤은 약 50 중량% 이상, 약 60 중량% 이상, 약 70 중량% 이상, 약 80 중량% 이상, 약 90 중량% 이상이 물로 이루어진다. "Hydrogel" according to the present disclosure refers to a three-dimensional network formed by crosslinking a hydrophilic polymer chain as known per se in the art, for example, a Korean Patent Registration and hydrogels disclosed in No. 10-1754774. The hydrogel consists of at least about 50 wt%, at least about 60 wt%, at least about 70 wt%, at least about 80 wt%, at least about 90 wt% water.

본 개시 내용에 따른 용어 "디스웰링-가능한"은 하이드로젤의 물리적인 형태가 변화하면서, 팽윤의 반대현상 즉, 디스웰링(deswelling)이 가능한 것을 의미하는 것으로, 본 개시에 따른 하이드로젤이 이의 연성으로 인해, 이의 내부에 결합된 수용체들이 타겟 물질과 다중결합시 자발적으로 디스웰링이 일어날 수 있는 성질을 의미한다. 구체적으로, 하이드로젤 내 여러 수용체와 하나의 타겟 물질과의 다중 결합시, 결합으로 인해 하이드로젤의 가교결합도가 증가하고, 이는 하이드로젤 네트워크가 더 촘촘히 위치하게 되면서 하이드로젤 내부의 구조가 함께 변형되게 된다. 이때 구조의 변형으로 인해 하이드로젤을 구성하는 물이 빠지면서, 하이드로젤의 부피가 줄어드는 디스웰링 현상이 발생할 수 있다. 즉, 수용체들의 결합시 하이드로젤 내에 3 차원 네트워크가 형성(즉, 일종의 가교결합이 형성)되고, 결합이 많을수록 네트워킹 포인트 (networking point)가 많아지기 때문에 (즉, 가교결합 밀도가 증가되기 때문에) 더 많이 부피가 줄어들게 된다. The term "diswellable" according to the present disclosure means that the physical shape of the hydrogel is changed, and the opposite phenomenon of swelling, i.e., deswelling, is possible, and the hydrogel according to the present disclosure has its softness. Due to this, it refers to a property that can spontaneously dewell when the receptors bound therein are multiple-coupled with the target material. Specifically, when multiple receptors and one target material in the hydrogel are combined with one another, the degree of crosslinking of the hydrogel increases due to the binding, which causes the hydrogel network to be located more densely and the structure inside the hydrogel is modified together. will become At this time, as the water constituting the hydrogel is drained due to the deformation of the structure, a diswelling phenomenon in which the volume of the hydrogel is reduced may occur. That is, a three-dimensional network is formed in the hydrogel upon binding of receptors (that is, a kind of cross-link is formed), and the more bonds there are, the more networking points (that is, because the density of cross-links increases). volume will be greatly reduced.

본 개시에 따른 하이드로젤은 디스웰링-가능하기 위해 적절한 연성(softness) 및/또는 (점)탄성 모듈러스를 갖는다. 본 개시에 따른 하이드로젤은 소프트(soft)한 편, 즉, 연성이 높은 편이며, 이를 위해 한 양태에서, 25℃에서 하이드로젤 입자의 탄성 모듈러스는 0.01Pa 내지 100Pa 범위 일 수 있다(하이드로젤의 연성에 대한 추가의 논의는 본 명세서에 이의 전체가 참고로 포함되는 하기 문헌을 참고한다: Mattias Karg et al., Langmuir 2019, 35, 6231-6255).A hydrogel according to the present disclosure has an appropriate softness and/or (visco)elastic modulus to be diswell-able. The hydrogel according to the present disclosure is soft, that is, high in ductility, and for this purpose, in one embodiment, the elastic modulus of the hydrogel particles at 25° C. may be in the range of 0.01 Pa to 100 Pa ( For further discussion of ductility, see the following literature, which is incorporated herein by reference in its entirety: Mattias Karg et al., Langmuir 2019, 35, 6231-6255).

본 개시에 따른 하이드로젤은 입자의 형태로 존재할 수 있다. 본 개시 내용에 따른 바이오 센서 칩은 복수개의 하이드로젤 입자를 포함할 수 있다. 하이드로젤 입자의 직경은 약 50 nm 내지 약 3,000 nm, 예를 들어, 약 100 nm 내지 약 2500 nm, 또는 약 300 nm 내지 약 2000 nm이며, 바람직하게는 약 440 nm 이상, 더 바람직하게는 약 540 nm 이상, 보다 더 바람직하게는 약 700 nm 이상이며, 예를 들면, 약 700 nm 내지 약 1300 nm의 범위일 수 있다. The hydrogel according to the present disclosure may be in the form of particles. The biosensor chip according to the present disclosure may include a plurality of hydrogel particles. The diameter of the hydrogel particles is from about 50 nm to about 3,000 nm, for example from about 100 nm to about 2500 nm, or from about 300 nm to about 2000 nm, preferably at least about 440 nm, more preferably about 540 nm. at least about 700 nm, and even more preferably at least about 700 nm, for example, in the range of about 700 nm to about 1300 nm.

상기 하이드로젤의 직경은 당업자에게 알려진 통상의 방법으로 측정할 수 있으며, 예를 들어, 동적 광 산란(광 상관 분광법, 레이저 회절, 저각 레이저 광 산란(LALLS) 및 중각 레이저 광 산란(MALLS)), 광 차폐법(light obscuration methods)(쿨터 분석법(Coulter analysis method)과 같은), 또는 기타 방법(레올로지, 및 광 또는 전자 현미경과 같은)을 이용할 수 있다.The diameter of the hydrogel can be measured by a conventional method known to those skilled in the art, for example, dynamic light scattering (light correlation spectroscopy, laser diffraction, low-angle laser light scattering (LALLS) and medium-angle laser light scattering (MALLS)), Light obscuration methods (such as the Coulter analysis method), or other methods (such as rheology, and light or electron microscopy) can be used.

본 개시에 따른 하이드로젤 입자는 이의 표면에 수용체가 결합될 수 있도록 표면이 개질될 수 있다. 한 예로, 입자 표면은 말레이미드/티올 및 EDC/NHS 결합을 비롯한 표준 결합 방법을 이용해 개질될 수 있다. 보다 상세히, 상기 결합은 카르보디이미드(carbodiimide) 가교결합, 시프 염기(Schiff base) 가교결합, 아즐락톤(azlactone) 가교결합, 카보닐디이미다졸(carbonyl diimidazole: CDI) 가교결합, 아이오도아세틸(iodoacetyl) 가교결합, 하이드라지드(hydrazide) 가교결합, 만니히(Mannich) 가교결합, 및 말레이미드(maleimide) 가교결합 중에서 선택된 하나 이상의 반응에 의해 형성되는 것을 포함할 수 있다. 하이드로젤 입자에 대한 기타 유용한 결합 방법들은 본 명세서에 이의 전체가 참조로 포함되는 하기 문헌: Hermanson et al., (2013) Bioconjugate Techniques: Academic Press에 기술되어 있다.The surface of the hydrogel particles according to the present disclosure may be modified so that a receptor may be bound to the surface thereof. In one example, the particle surface can be modified using standard binding methods including maleimide/thiol and EDC/NHS bonding. More specifically, the linkage is a carbodiimide cross-linking, a Schiff base cross-linking, an azlactone cross-linking, a carbonyl diimidazole (CDI) cross-linking, iodoacetyl ) crosslinking, hydrazide crosslinking, Mannich crosslinking, and maleimide crosslinking. Other useful binding methods for hydrogel particles are described in Hermanson et al., (2013) Bioconjugate Techniques: Academic Press, which is incorporated herein by reference in its entirety.

본 개시 내용에 따른 바이오 센서 칩에서, IL-2 수용체 알파, 베타, 감마 또는 이들의 조합은 타겟 물질, 즉 IL-2, IL-2 수용체 알파, 또는 IL-2와 IL-2 수용체 알파의 복합체 중 적어도 하나와 특이적으로 결합하는 것이 가능하다. 일 양태에서, 상기 하이드로젤은 IL-2 수용체 베타 및 감마를 포함하며, 이때 수용체들은 IL-2, IL-2 수용체 알파, 또는 IL-2와 IL-2 수용체 알파의 복합체 모두와 결합가능하다. 일 양태에서, 상기 하이드로젤은 IL-2 수용체 알파, 베타 및 감마를 포함하며, 이때 수용체들은 IL-2와 결합가능하다. In the biosensor chip according to the present disclosure, IL-2 receptor alpha, beta, gamma or a combination thereof is a target substance, that is, IL-2, IL-2 receptor alpha, or a complex of IL-2 and IL-2 receptor alpha. It is possible to specifically bind to at least one of In one embodiment, the hydrogel comprises IL-2 receptor beta and gamma, wherein the receptors are capable of binding to both IL-2, IL-2 receptor alpha, or a complex of IL-2 and IL-2 receptor alpha. In one embodiment, the hydrogel comprises IL-2 receptors alpha, beta and gamma, wherein the receptors are capable of binding IL-2.

일 양태에서, 상기 하이드로젤은 IL-2 수용체 알파, 베타 및 감마 중 적어도 2개를 포함한다. 이 경우, 하이드로젤이 서로 다른 수용체 종류를 2개 이상 포함하기 때문에 타겟 물질인 IL-2, IL-2 수용체 알파, 또는 IL-2와 IL-2 수용체 알파의 복합체와 결합시 단일 결합이 아니라 다중결합을 형성할 수 있어, 보다 안정적인 복합체 형성 및 하이드로젤의 디스웰링에 의한 광학적 변화를 유도하는 것이 가능하다. 예를 들어, 상기 하이드로젤이 IL-2 수용체 베타 및 감마를 포함하는 경우, 하나의 타겟 물질이 수용체 베타뿐 아니라 수용체 감마와도 결합을 형성하기 때문에 다중 결합이 형성될 수 있다. 이와 같이 하이드로젤이 서로 다른 수용체 종류를 2개 이상을 포함하여 타겟 물질과 다중결합을 형성하는 경우, 하이드로젤 내에서 가교결합도 증가 효과를 유도하고 하이드로젤의 디스웰링을 통한 광학특성 변화가 발생할 수 있다. 따라서, 수용체를 1개 포함하는 경우, 즉 단일 결합을 형성하는 경우보다 안정적인 복합체를 형성함은 물론 하이드로젤의 디스웰링, 즉 하이드로젤의 더 큰 물리적 변화를 야기할 수 있어 보다 우수한 검출성능을 나타낼 수 있다. In one embodiment, the hydrogel comprises at least two of IL-2 receptors alpha, beta and gamma. In this case, since the hydrogel contains two or more different types of receptors, when binding to the target substance IL-2, IL-2 receptor alpha, or a complex of IL-2 and IL-2 receptor alpha, it is not a single bond but multiple It is possible to form bonds, and it is possible to induce more stable complex formation and optical changes due to diswelling of the hydrogel. For example, when the hydrogel contains IL-2 receptor beta and gamma, multiple bonds may be formed because one target material forms a bond with receptor gamma as well as receptor beta. As such, when the hydrogel contains two or more different receptor types to form multiple bonds with the target material, an effect of increasing the degree of crosslinking in the hydrogel is induced and changes in optical properties through diswelling of the hydrogel may occur. can Therefore, when one receptor is included, that is, a more stable complex is formed than when a single bond is formed, and it can also cause diswelling of the hydrogel, that is, a greater physical change of the hydrogel, thereby showing better detection performance. can

수용체와 타겟 물질과의 결합시 하이드로젤이 디스웰링 되면서, 하이드로젤은 물리적 성질의 변화를 겪는다. 이때 물리적 성질은 통상 소재가 갖는 강도, 경도, 연신율 등의 기계적 성질, 전기전도도, 비저항, 투과율, 굴절률 등의 전자기적 성질, 열전도도, 열팽창 계수, 비열 등의 열적 성질, 융점, 비점 등의 온도 성질을 통칭하는 의미이다. 일 양태에서, 상기 물리적 성질의 변화는 광학적 성질의 변화, 예를 들면 굴절률의 변화이다. 또다른 양태에서, 상기 물리적 성질의 변화는 부피 변화이다. As the hydrogel is diswelled upon binding between the receptor and the target material, the hydrogel undergoes a change in physical properties. At this time, physical properties are usually mechanical properties such as strength, hardness, and elongation of materials, electromagnetic properties such as electrical conductivity, resistivity, transmittance, and refractive index, thermal properties such as thermal conductivity, coefficient of thermal expansion, specific heat, melting point, temperature such as boiling point It is a generic term for character. In one aspect, the change in the physical property is a change in the optical property, for example, a change in refractive index. In another embodiment, the change in the physical property is a change in volume.

본 개시 내용에 따른 바이오 센서 칩의 트랜스듀서는 하이드로젤의 물리적 성질의 변화에 대응하는 변위(displacement) 신호를 분석 장비로 전달하는 역할을 한다. The transducer of the biosensor chip according to the present disclosure serves to transmit a displacement signal corresponding to a change in the physical properties of the hydrogel to the analysis equipment.

상기 바이오 센서 칩은 바이오 센서 등의 분석 장비(도시되지 않음)에 장착될 수 있고, 분석 장비로 변위 신호를 전달하기 위한 물리적 인터페이스(유선 또는 무선)를 더 포함할 수 있다. 여기서 분석 장비는 타겟 단백질과 결합 매개 기재의 다중 결합과 관련된 분석 결과를 사용자에게 시각적/청각적/촉각적으로 제공하는 장비이다. 분석 장비는, 일례로 Reichert®의 SPR(Surface Plasmon Resonance) 장비일 수 있다. 또한, 구현에 따라 분석 장비는 모바일 디바이스로 구현될 수 있다. 바이오 센서 칩은 다양한 분석 장비에 착탈 가능하도록 설계되어 교체 가능한(replaceable) 방식으로 실시될 수 있다.The biosensor chip may be mounted on an analysis device (not shown) such as a biosensor, and may further include a physical interface (wired or wireless) for transmitting a displacement signal to the analysis device. Here, the analysis equipment is an equipment that visually/auditively/tactilely provides analysis results related to multiple binding of a target protein and a binding-mediated substrate to the user. The analysis equipment may be, for example, a Surface Plasmon Resonance (SPR) equipment from Reichert®. Also, depending on the implementation, the analysis equipment may be implemented as a mobile device. The biosensor chip is designed to be detachable from various analysis equipment and may be implemented in a replaceable manner.

상기 트랜스듀서는 바이오 센서 칩 상에 투여된 타겟 물질과 수용체 간의 결합으로 발생한 하이드로젤의 물리적 특성의 변화를 변위 신호로 출력한다. 일 구현에 따르면, 트랜스듀서는 변위 신호를 외부의 분석 장비로 전송하는 물리적 인터페이스부(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 다른 구현에 따르면, 트랜스듀서는 변위 신호를 처리하는 신호 처리부(도시되지 않음) 및 처리 결과를 외부의 디바이스로 전송하는 물리적 인터페이스부를 더 포함할 수 있다. The transducer outputs, as a displacement signal, a change in the physical properties of the hydrogel caused by the binding between the target material and the receptor administered on the biosensor chip. According to one implementation, the transducer may further include a physical interface unit (not shown) for transmitting the displacement signal to an external analysis equipment. According to another implementation, the transducer may further include a signal processing unit (not shown) for processing the displacement signal and a physical interface unit for transmitting the processing result to an external device.

하이드로젤의 디스웰링으로 인해 변화하는 물리적 특성이 굴절률인 경우, 트랜스듀서는 타겟 물질과 수용체 간의 결합으로 인해 발생한 하이드로젤의 굴절률 변화에 대응하는 광 신호 또는 전기 신호 중 어느 하나인 변위 신호를 분석 장비로 출력하는 도파로(waveguide)일 수 있다. 도파로는, 표면 플라즈몬 공명 도파로(Surface Plasmon Resonance (SPR) Waveguide), 링 공명 도파로 (Ring Resonator Waveguide), 장-주기 격자 도파로(Long-Period Fiber Grating Waveguide), 격자 결합기 (Grating Coupler), 또는 격자 도파로(Grated Waveguide) 중 어느 하나일 수 있다.When the physical property that changes due to diswelling of the hydrogel is the refractive index, the transducer analyzes the displacement signal, which is either an optical signal or an electrical signal, corresponding to the change in the refractive index of the hydrogel caused by the binding between the target material and the receptor. It may be a waveguide outputting as . The waveguide may be a Surface Plasmon Resonance (SPR) Waveguide, a Ring Resonator Waveguide, a Long-Period Fiber Grating Waveguide, a Grating Coupler, or a grating waveguide. (Grated Waveguide) may be any one.

하이드로젤의 디스웰링으로 인해 변화하는 물리적 특성이 볼륨인 경우, 트랜스듀서는 타겟 물질과 수용체 간의 결합으로 인해 발생한 하이드로젤의 부피 변화에 대응하는 변위 신호를 분석 장비로 출력하는 압전소자(Piezo element)를 포함할 수 있다. 이 경우, 분석 장비로 QCM(Quartz Crystal Microbalance) 장비가 이용될 수 있다.When the physical property that changes due to deswelling of the hydrogel is volume, the transducer is a piezo element that outputs a displacement signal corresponding to the volume change of the hydrogel caused by the binding between the target material and the receptor to the analysis equipment may include. In this case, a Quartz Crystal Microbalance (QCM) equipment may be used as the analysis equipment.

이러한 타겟 물질과 수용체 간의 결합이 얼마나 많이 또는 얼마나 집중되어 일어나느냐에 따라, 하이드로젤의 물리적 특성의 변화는 더 커진다. 이러한 관계를 이용하여, 결합의 양과 하이드로젤의 물리적 특성 변화값을 대조하여 생성된 룩업(lookup) 테이블(도시되지 않음)을 이용하여 타겟 단백질과 수용체 간의 결합을 감지하고, 결합의 양을 측정할 수 있다. 상기 룩업 테이블은 바이오 센서 칩과 물리적 인터페이스로 연결된 바이오 센서 등의 외부 분석 장비와 연결된 메모리에 기록될 수 있다.Depending on how much or how concentrated the binding between the target material and the receptor occurs, the change in the physical properties of the hydrogel becomes greater. Using this relationship, a lookup table (not shown) generated by comparing the amount of binding and the change value of the physical properties of the hydrogel can be used to detect the binding between the target protein and the receptor and measure the amount of binding. can The lookup table may be recorded in a memory connected to an external analysis device such as a biosensor connected to the biosensor chip through a physical interface.

하이드로젤의 디스웰링으로 인한 물리적 특성의 변화가 굴절률 변화인 경우, 트랜스듀서는 하이드로젤의 굴절률 변화에 대응하는 변위 신호를 분석 장비로 전달한다. 이때, 트랜스듀서는 도파로일 수 있다. 하이드로젤의 굴절률 변화로 인해 트랜스듀서인 도파로의 적어도 일부의 유효 (effective) 굴절률이 변화된다. 분석 장비(도시되지 않음)의 광원을 통해 바이오 센서 칩으로 입력된 입력 광 신호는, 트랜스듀서에서 발생한 유효 굴절률 변화로 인해 공진 주파수가 이동(shift)하고, 공진 주파수가 이동된 출력 광 신호 또는 이에 대응하는 전기 신호(변위 신호)는 분석 장비의 디텍터로 전달된다. 분석 장비는 변위 신호를 분석하여 타겟 단백질과 수용체 간의 결합의 양을 측정할 수 있다.When the change in the physical property due to the diswelling of the hydrogel is a change in refractive index, the transducer transmits a displacement signal corresponding to the change in the refractive index of the hydrogel to the analysis equipment. In this case, the transducer may be a waveguide. Due to the change in the refractive index of the hydrogel, the effective refractive index of at least a part of the waveguide, which is a transducer, is changed. An input optical signal input to the biosensor chip through a light source of an analysis device (not shown) has a resonance frequency shifted due to a change in effective refractive index generated in the transducer, and an output optical signal whose resonance frequency is shifted or A corresponding electrical signal (displacement signal) is transmitted to the detector of the analysis instrument. The analysis equipment may measure the amount of binding between the target protein and the receptor by analyzing the displacement signal.

다른 일례로, 상기 물리적 특성은 굴절률일 수 있고, 트랜스듀서는 하이드로젤의 굴절률 변화에 대응하는 변위 신호를 분석 장비로 전달한다. 이때, 트랜스듀서는 금 박막(gold thin film)일 수 있다. 하이드로젤의 굴절률 변화로 인해 트랜스듀서인 금 박막에서 표면 플라즈몬 공명(Surface Plasmon Resonance: SPR)이 발생한다. 더욱 상세하게는, 분석 장비(도시되지 않음)로부터 통해 바이오 칩(200)으로 입력된 입력 신호는 골드 박막에서 발생한 표면 플라즈몬 공명으로 진행 경로가 변하거나, 금 박막 상에서 누설(leakage) 신호가 발생할 수 있다. 이와 같이, 경로가 변경된 신호 또는 누설 신호 등의 변위 신호(출력 광 신호 또는 이에 대응하는 전기 신호)는 분석 장비의 디텍터로 전달된다.As another example, the physical property may be a refractive index, and the transducer transmits a displacement signal corresponding to a change in the refractive index of the hydrogel to the analysis equipment. In this case, the transducer may be a gold thin film. Surface Plasmon Resonance (SPR) occurs in the gold thin film, which is a transducer, due to a change in the refractive index of the hydrogel. In more detail, an input signal inputted to the biochip 200 from an analysis device (not shown) may change a progression path due to surface plasmon resonance generated in the gold thin film, or a leak signal may occur on the gold thin film. have. In this way, a displacement signal (output optical signal or an electrical signal corresponding thereto) such as a signal whose path is changed or a leak signal is transmitted to the detector of the analysis equipment.

다른 일례로, 상기 물리적 특성은 부피일 수 있고, 트랜스듀서는 하이드로젤의 부피 변화에 따른 전기 신호(변위 신호)를 분석 장비로 전달할 수 있는 압전소자(Piezo element)를 포함한다. 분석 장비는 상기 변위 신호를 분석하여 하이드로젤의 부피 변화에 대응하는 타겟 단백질과 수용체 간의 결합의 양을 측정할 수 있다.As another example, the physical property may be volume, and the transducer includes a piezo element capable of transmitting an electrical signal (displacement signal) according to a change in the volume of the hydrogel to the analysis equipment. The analysis equipment may measure the amount of binding between the target protein and the receptor corresponding to the volume change of the hydrogel by analyzing the displacement signal.

일측에 따르면, 상기 하이드로젤은 메인단량체 및 공단량체로 이루어진 공중합체를 포함할 수 있다. 일실시예에 따른, 하이드로젤은, 메인단량체와 공단량체가 가교제로 중합된 것일 수 있다. 바람직하게는 열, 이온 강도, 또는 pH에 민감한 수화젤을 형성할 수 있는 단량체들이 사용될 수 있다. 일측에 따르면, 상기 메인단량체는, N-이소프로필 아크릴아미드, poly(N-acryloylglycinamide), hydroxypropylcellulose, poly(vinylcaprolactame), 및 polyvinyl methyl ether로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 상기 공단량체는, 알릴아민(AA), 디메틸아미노에틸메타아크릴레이트(DMAEMA), 디메틸아미노에틸아크릴레이트(DMAEA), 아크릴산(AAc), 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 및 메타아크릴산 (MAAc)으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.According to one side, the hydrogel may include a copolymer consisting of a main monomer and a comonomer. According to one embodiment, the hydrogel may be one in which a main monomer and a comonomer are polymerized with a crosslinking agent. Preferably, monomers capable of forming hydrogels sensitive to heat, ionic strength, or pH may be used. According to one side, the main monomer may be selected from the group consisting of N-isopropyl acrylamide, poly(N-acryloylglycinamide), hydroxypropylcellulose, poly(vinylcaprolactame), and polyvinyl methyl ether. The comonomer is from the group consisting of allylamine (AA), dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA), dimethylaminoethyl acrylate (DMAEA), acrylic acid (AAc), polyethylene glycol (PEG), and methacrylic acid (MAAc) can be selected from

일측에 따르면, 상기 하이드로젤은, 상기 메인단량체 55 내지 98%, 공단량체 2 내지 40%, 및 가교제 0.1 내지 5%를 포함할 수 있다. 일측에 따르면, 상기 메인단량체의 함량이 55% 미만인 경우에는 반응성이 저하될 수 있고, 98% 초과인 경우에는 타겟 단백질의 다중 결합을 감지할 수 있는 능력이 저하될 수 있다. 또 다른 일측에 따르면, 상기 공단량체의 함량이 2% 미만 또는 40% 초과인 경우에는 타겟 단백질의 다중 결합을 감지하는 능력이 저하될 수 있다. 또한, 상기 가교제의 함량이 0.1 % 미만인 경우에는 하이드로젤의 형성이 어려울 수 있으며, 5% 초과인 경우에는 타겟 단백질의 다중 결합을 감지하는 능력이 저하될 수 있다.According to one side, the hydrogel may include 55 to 98% of the main monomer, 2 to 40% of the comonomer, and 0.1 to 5% of the crosslinking agent. According to one side, when the content of the main monomer is less than 55%, the reactivity may be reduced, and if it is more than 98%, the ability to detect multiple binding of the target protein may be reduced. According to another aspect, when the content of the comonomer is less than 2% or more than 40%, the ability to detect multiple binding of the target protein may be reduced. In addition, when the content of the crosslinking agent is less than 0.1%, it may be difficult to form a hydrogel, and when it is more than 5%, the ability to detect multiple binding of the target protein may be reduced.

일측에 따르면, 상기 하이드로젤은, 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드-co-알릴아민)[poly(N-isopropylacrylamide-co-allylamine): poly(NIPAM-co-AA)], 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드-co-2-(디메틸아미노)에틸메타아크릴레이트)[poly(N-isopropyl acrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl methacrylate): poly(NIPAM-coDMAEMA)], 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드-co-2-(디메틸아미노)에틸 아크릴레이트)[poly(N-isopropylacrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl acrylate): poly(NIPAM-co-DMAEA)], 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드-co-아크릴산)[poly(N-isopropyl acrylamide-co-acrylic acid): poly(NIPAM-co-AAc)], 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드-co-폴리에틸렌 글리콜-아크릴산)[poly(N-isopropyl acrylamide-co-polyethylene glycol-acrylic acid): poly(NIPAM-co-PEG-AAc)], 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드-co-메타아크릴산)[poly(N-isopropylacrylamide-co-methacrylic acid): 폴리(NIPAM-co-MAAc)], N-이소프로필 아크릴아미드, 폴리(N아크릴로일글리신아마이드 [poly(Nacryloylglycinamide)], 하이드록시프로필셀룰로스 (hydroxypropylcellulose), 폴리(비닐카브로락탐 (poly(vinylcaprolactame)), 및 폴리비닐 메틸 에테르 (polyvinyl methyl ether)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to one side, the hydrogel is, poly(N-isopropylacrylamide-co-allylamine) [poly(N-isopropylacrylamide-co-allylamine): poly(NIPAM-co-AA)], poly(N-iso Propyl acrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl methacrylate) [poly(N-isopropyl acrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl methacrylate): poly(NIPAM-coDMAEMA)], poly(N-isopropyl acrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl acrylate)[poly(N-isopropylacrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl acrylate): poly(NIPAM-co-DMAEA)], poly(N-isopropyl acrylic Amide-co-acrylic acid) [poly(N-isopropyl acrylamide-co-acrylic acid): poly(NIPAM-co-AAc)], poly(N-isopropyl acrylamide-co-polyethylene glycol-acrylic acid) [poly(N -isopropyl acrylamide-co-polyethylene glycol-acrylic acid): poly(NIPAM-co-PEG-AAc)], poly(N-isopropyl acrylamide-co-methacrylic acid)[poly(N-isopropylacrylamide-co-methacrylic acid) ): poly(NIPAM-co-MAAc)], N-isopropyl acrylamide, poly(Nacryloylglycinamide [poly(Nacryloylglycinamide)], hydroxypropylcellulose, poly(vinylcarbrolactam) (vinylcaprolactame)), and may include at least one selected from the group consisting of polyvinyl methyl ether.

바람직하게는, 상기 메인단량체는 N-이소프로필 아크릴아미드(온도민감 수화젤)일 수 있으며, 상기 공단량체는 아크릴산(pH 민감 수화젤)일 수 있다. 이 경우, 가교제는 MBA(N,N'-메틸렌-bis-아크릴아마이드) 일 수 있다.Preferably, the main monomer may be N-isopropyl acrylamide (temperature-sensitive hydrogel), and the comonomer may be acrylic acid (pH-sensitive hydrogel). In this case, the crosslinking agent may be MBA (N,N'-methylene-bis-acrylamide).

일측에 따르면, 상기 하이드로젤은, 중합반응을 시작하기 위한 요소로서 개시제(initiator)를 더 포함할 수 있으며, 상기 개시제로는 암모늄 퍼설페이트(ammonium persulfate: APS)가 사용될 수 있다.According to one side, the hydrogel may further include an initiator as an element for starting a polymerization reaction, and ammonium persulfate (APS) may be used as the initiator.

일측에 따르면, 상기 하이드로젤은, N-이소프로필 아크릴아마이드 55 내지 98%, 아크릴산 2 내지 40%, 및 BIS 가교제 0.1 내지 5%를 포함하는 것일 수 있다. 특히, 공단량체로 아크릴산이 사용되는 경우, 하이드로젤을 구성하는 물질들 중에서 적어도 2% 이상 포함되는 것이 바람직하다.According to one side, the hydrogel may include 55 to 98% of N-isopropyl acrylamide, 2 to 40% of acrylic acid, and 0.1 to 5% of a BIS crosslinking agent. In particular, when acrylic acid is used as the comonomer, it is preferable to include at least 2% or more of the materials constituting the hydrogel.

일실시예에 따른 하이드로젤은, 구성 성분 간의 비율 조정을 통하여 결합에 대한 감지도(sensitivity)를 제어할 수 있으므로, 본 명세서에 기재된 예시들에 제한되지 않는다. 일측에 따르면, 아크릴산의 비중이 높고 BIS의 비중이 낮을수록, 타겟 단백질과 수용체 간의 다중 결합에 대한 하이드로젤의 반응성(디스웰링 정도)가 증가할 수 있다.The hydrogel according to an embodiment is not limited to the examples described herein, since it is possible to control the sensitivity to binding by adjusting the ratio between the components. According to one side, as the specific gravity of acrylic acid is high and the specific gravity of BIS is low, the reactivity (degree of diswelling) of the hydrogel to the multiple binding between the target protein and the receptor may increase.

일측에 따른 바이오 칩의 트랜스듀서 표면은 하이드로젤과의 결합력을 높이기 위하여 표면이 개질된 것일 수 있다. 일 양태에서, 트랜스듀서는 금속 박막, 예를 들면 금 박막이고, 이의 표면이 시스테아민으로 표면 개질될 수 있다. The transducer surface of the biochip according to one side may have a modified surface in order to increase the binding force with the hydrogel. In one aspect, the transducer is a thin metal film, for example, a thin film of gold, the surface of which may be surface-modified with cysteamine.

하이드로젤에 형성되는 수용체는, 카르보디이미드(Carbodiimide) 가교결합, 시프 염기(Schiff base) 가교결합, 아즐락톤(Azlactone) 가교결합, 카보닐 디이미다졸 (Carbonyl diimidazole; CDI) 가교결합, 아이오도아세틸(Iodoacetyl) 가교결합, 하이드라자이드 (Hydrazide) 가교결합, 만니히(Mannich) 가교결합, 또는 말레이미드(maleimide) 가교결합으로 상기 하이드로젤에 형성된 것일 수 있다. 일 실시예에 따른 하이드로젤 표면에 존재하는 카르복실산 관능기 (COOH)와 단백질에 존재하는 NH2+ 기를 이용하여, 하이드로젤 표면에 수용체를 형성시킬 수 있다.The receptors formed in the hydrogel are carbodiimide cross-linking, Schiff base cross-linking, Azlactone cross-linking, carbonyl diimidazole (CDI) cross-linking, iodo It may be formed in the hydrogel by acetyl (Iodoacetyl) cross-linking, hydrazide (Hydrazide) cross-linking, Mannich (Mannich) cross-linking, or maleimide (maleimide) cross-linking. A receptor may be formed on the surface of the hydrogel by using a carboxylic acid functional group (COOH) present on the surface of the hydrogel according to an embodiment and an NH2+ group present in the protein.

일측에 따르면, 카르보디이미드(Carbodiimide) 가교결합을 위하여, EDC(1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride; 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카보디이미드 하이드로클로라이드), DCC (dicyclohexyl carbodiimide; 디사이클로헥실 카보디이미드), NaCNBH3 (sodiumcyanoborohydride; 소듐시아노보로하이드라이드), 아즐락톤(Azlactone), CDI (Carbonyl diimidazole; 카보닐 디이미다졸), 아이오도아세틸, 하이드라자이드, DADPA (diaminodipropylamine; 디아미노디프로필아민), 및 NHS 에스테르 (N-hydroxysuccinimide esters; N-하이드록시숙신이미드 에스테르)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 가교제가 사용될 수 있다. 가교제를 조절하여 수용체와 하이드로젤 사이의 결합 특성을 조절할 수 있다.According to one side, for carbodiimide crosslinking, EDC (1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride; 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride) , DCC (dicyclohexyl carbodiimide; dicyclohexyl carbodiimide), NaCNBH3 (sodiumcyanoborohydride; sodium cyanoborohydride), Azlactone, CDI (Carbonyl diimidazole; carbonyl diimidazole), iodoacetyl, hydra At least one crosslinking agent selected from the group consisting of zaide, diaminodipropylamine (DADPA; diaminodipropylamine), and N-hydroxysuccinimide esters (N-hydroxysuccinimide esters) may be used. By controlling the crosslinking agent, the binding properties between the receptor and the hydrogel can be controlled.

일 양태에서, 본 개시 내용의 바이오 센서 칩은 타겟 물질인 IL-2, IL-2 수용체 알파, 또는 IL-2와 IL-2의 수용체 알파의 복합체 중 적어도 하나를 약 30분 이내, 약 20분 이내, 약 10분 이내, 약 9분 이내, 약 8분 이내, 약 7분 이내, 약 6 분 이내, 약 5 분 이내, 약 4분 이내, 약 3분 이내, 약 2분 이내, 약 1분 이내에 검출가능하다. 따라서, 종래의 검출 방법으로 많이 사용되는 ELISA에 비해 매우 단시간 내에 검출이 가능하다는 이점을 제공한다. 또한, 본 개시 내용에 따른 바이오 센서 칩은 매우 소량의 샘플로도 타겟 물질을 검출가능하다는 이점을 갖는다. 일 양태에서, 시험되는 샘플이 혈청인 경우, 약 10 mL 이하, 약 1 mL 이하, 약 0.5 mL 이하, 약 0.1 mL 이하, 약 10 μL 이하, 또는 약 1 μL의 극소량의 혈청만으로도 타겟 물질의 검출이 가능하다. In one aspect, the biosensor chip of the present disclosure reacts at least one of a target material, IL-2, IL-2 receptor alpha, or a complex of IL-2 and IL-2 receptor alpha, within about 30 minutes, for about 20 minutes. Within about 10 minutes, about 9 minutes or less, about 8 minutes or less, about 7 minutes or less, about 6 minutes or less, about 5 minutes or less, about 4 minutes or less, about 3 minutes or less, about 2 minutes or less, about 1 minute can be detected within Therefore, it provides an advantage that detection is possible within a very short time compared to ELISA, which is widely used as a conventional detection method. In addition, the biosensor chip according to the present disclosure has the advantage of being able to detect a target material even with a very small amount of sample. In one aspect, when the sample being tested is serum, detection of a target substance with only a trace amount of serum of about 10 mL or less, about 1 mL or less, about 0.5 mL or less, about 0.1 mL or less, about 10 μL or less, or about 1 μL of serum This is possible.

일 측면에 따르면, 본 개시 내용은 IL-2, IL-2 수용체 알파, 또는 IL-2와 IL-2 수용체 알파의 복합체 중 적어도 하나의 검출방법으로서, According to one aspect, the present disclosure provides a method for detecting at least one of IL-2, IL-2 receptor alpha, or a complex of IL-2 and IL-2 receptor alpha, comprising:

상기 바이오 센서 칩을 제공하는 단계; providing the biosensor chip;

혈액 중 혈청을 분리하는 단계; 및isolating serum from blood; and

분리한 혈청을 상기 바이오 센서 칩 위에 흘리는 단계를 포함하는, 검출방법을 제공한다. It provides a detection method comprising the step of flowing the separated serum on the biosensor chip.

앞서 설명한 것과 같이, 본 개시 내용에 따른 바이오 칩은 혈청 중 IL-2, IL-2 수용체 알파, 또는IL-2와 IL-2 수용체 알파의 복합체 중 적어도 하나를 특이적으로 검출하는 것이 가능하다. 따라서, 이를 이용하여 타겟 물질의 존재 및 농도를 정확하게 측정하는 것이 가능하다. As described above, the biochip according to the present disclosure is capable of specifically detecting at least one of IL-2, IL-2 receptor alpha, or a complex of IL-2 and IL-2 receptor alpha in serum. Therefore, it is possible to accurately measure the presence and concentration of a target substance using this.

일 측면에 따르면, 본 개시 내용은 상기 바이오 센서 칩을 포함하는 암의 진단용 조성물을 제공한다. According to one aspect, the present disclosure provides a composition for diagnosis of cancer including the biosensor chip.

또다른 측면에 따르면, 본 개시 내용은 상기 바이오 센서 칩을 포함하는 암의 진단 키트를 제공한다. According to another aspect, the present disclosure provides a cancer diagnosis kit including the biosensor chip.

여기서, "암(cancer)"은 모든 암을 포함하는 것으로, 폐암, 식도암, 흉선암, 유방암, 간암, 위암, 대장암, 췌장암, 자궁경부암, 피부암, 전립선암, 난소암, 갑상선암, 방광암, 두경부암, 골수암, 담도암 등을 예로 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 추가적으로 환자의 혈액 중 IL-2, IL-2 수용체 알파, 또는 IL-2와 IL-2 수용체 알파의 복합체 중 적어도 하나의 농도를 증가시키는 암을 포함할 수 있다. 예를 들면, 암은 만성 골수성 증식 질환 (chronic myeloproliferative disease; cMPD), 예를 들면 원인불명 골수화생 (agnogenic myeloid metaplasia; MMM), 만성 골수성 백혈병 (chronic myeloid leukaemia; CML), 진성 적혈구 증가증 (polycythaemia vera; PV) 및 진성 고혈소판증 (essential thrombocythemia; ET); 혈액 악성 종양 (haematological malignancies); 비-혈액 악성 종양; 신장, 두경부, 식도 및 폐의 악성 흑색종 및 암종; 림프구 증식 질환(lymphoproliferative disorders); 백혈병, 예를 들면, 급성 골수성 백혈병 (Acute myelocytic leukaemia), 성인 T-세포 백혈병/림프종, 만성 림프구성 백혈병, 만성 골수성 백혈병, 모발 세포 백혈병, 급성 림프모구 백혈병 (Acute lymphoblastic leukaemia); 림프종, 예를 들면 역형성 대세포 림프종 (Anaplastic large-cell lymphoma), 피부 T-세포 림프종 (Cutaneous T-cell lymphoma), 균상 식육종 (Mycosis fungoides), 비-호지킨 림프종 (Non-Hodgkin's lymphomas) (B 세포), 호지킨 림프종, 말초 T-세포 림프종 (Peripheral T-cell lymphomas), 다발성 골수종; 악성 고형 종양 (malignant solid tumor), 예를 들면, 악성 흑색종, 연조직 육종 (Soft tissue sarcomas), 두경부 암, 비인두 암종 (Nasopharyngeal carcinoma), 유방암, 폐 암종, 식도암, 췌장암, 위암, 신장세포암, 간세포 암종(Hepatocellular carcinoma), 난소암, 대장암; 유아 신생물(Childhood neoplasia), 예를 들면 급성 림프모구 백혈병, 호지킨 림프종, 비호지킨 림프종, 빌름스 종양(Wilms' tumor), 골조직 및 연조직 육종 (Sarcomas of bone and soft tissues), 및 혈구탐식성-조직구성 증후군을 포함한다. Here, "cancer" includes all cancers, and includes lung cancer, esophageal cancer, thymus cancer, breast cancer, liver cancer, stomach cancer, colorectal cancer, pancreatic cancer, cervical cancer, skin cancer, prostate cancer, ovarian cancer, thyroid cancer, bladder cancer, two Examples include, but are not limited to, cervical cancer, bone marrow cancer, and biliary tract cancer. In addition, the cancer may further include a cancer that increases the concentration of at least one of IL-2, IL-2 receptor alpha, or a complex of IL-2 and IL-2 receptor alpha in the patient's blood. For example, the cancer is chronic myeloproliferative disease (cMPD), such as agnogenic myeloid metaplasia (MMM), chronic myeloid leukemia (CML), polycythaemia vera ; PV) and essential thrombocythemia (ET); haematological malignancies; non-hematologic malignancies; malignant melanoma and carcinoma of the kidney, head and neck, esophagus and lung; lymphocyte proliferative disorders; leukemias such as acute myelocytic leukemia, adult T-cell leukemia/lymphoma, chronic lymphocytic leukemia, chronic myelogenous leukemia, hairy cell leukemia, Acute lymphoblastic leukemia; Lymphomas such as Anaplastic large-cell lymphoma, Cutaneous T-cell lymphoma, Mycosis fungoides, Non-Hodgkin's lymphomas (B cell), Hodgkin's lymphoma, peripheral T-cell lymphomas, multiple myeloma; Malignant solid tumors, such as malignant melanoma, soft tissue sarcomas, head and neck cancer, nasopharyngeal carcinoma, breast cancer, lung carcinoma, esophageal cancer, pancreatic cancer, stomach cancer, renal cell cancer , Hepatocellular carcinoma, ovarian cancer, colorectal cancer; Childhood neoplasia, such as acute lymphoblastic leukemia, Hodgkin's lymphoma, non-Hodgkin's lymphoma, Wilms' tumor, Sarcomas of bone and soft tissues, and hemophagocytic -Including histological syndrome.

본 개시에 따른 용어 "진단(diagnosis)"은 병명을 판정하는 일을 말하고, 유방암의 병명, 병의 상태, 병기, 병인, 합병증의 유무, 예후, 및 재발 등을 포함할 수 있다.The term “diagnosis” according to the present disclosure refers to determining a disease name, and may include the disease name, disease state, stage, etiology, presence or absence of complications, prognosis, and recurrence of breast cancer.

용어 “약(about)”은 동일한 기능 또는 결과를 달성하는 측면에서, 당업자가 기재된 값과 균등한 것으로 고려할 숫자들의 범위를 가리키는 것을 이해된다.It is understood that the term “about” refers to a range of numbers that one of ordinary skill in the art would consider equivalent to the recited value in terms of achieving the same function or result.

본 명세서 전반에 걸쳐 제시된 모든 수치 범위는 이의 상한 및 하한 값, 및 상기 범위에 속하는 모든 더 좁은 수치 범위를 포함하고, 이러한 더 좁은 수치 범위는 모두 본원에 명확히 그리고 구체적으로 기재된 것으로 간주된다.All numerical ranges set forth throughout this specification include their upper and lower values, as well as all narrower numerical ranges falling therein, and all such narrower numerical ranges are considered to be expressly and specifically set forth herein.

실시예Example

본 명세서 전체에 걸쳐, 특정 물질의 농도를 나타내기 위하여 사용되는 "%"는 별도의 언급이 없는 경우, 고체/고체는 (중량/중량) %, 고체/액체는 (중량/부피) %, 그리고 액체/액체는 (부피/부피) %이다.Throughout this specification, "%" used to indicate the concentration of a specific substance is (weight/weight) % for solid/solid, (weight/volume) % for solid/liquid, and Liquid/liquid is (vol/vol) %.

사용된 물질material used

N-이소프로필아크릴아마이드 (N-isopropylacrylamide; NIPAm), 아크릴산 (AAc), N,N'-메틸렌비스아크릴아마이드 (N,N'-methylenebisacrylamide; BIS), 암모늄 퍼설페이트 (ammonium persulfate; APS), 폴리옥시에틸렌소르비탄 모노올레이트 (polyoxyethylenesorbitan monooleate) (Tween 80), 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카보디이미드 (1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide; EDC) 및 N-하이드록시숙신이미드 (N-hydroxysuccinimide; NHS)를 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)로부터 구매했다. IL-2, IL-2Rα IL-2Rβ 및 IL-2Rγ 단백질을 Acrobiosystems (Newark, DE, USA)로부터 구매했다. 정상인 인간 혈청 (Off-the-Clot)을 Zen-bio (Research Triangle, NC, USA)로부터 구매했다. 이 실시예 전체에 걸쳐 사용된 물은 증류했고, 18.2 MΩ cm로 탈이온화했고 (aquaMAX-Ultra 370 water purification system, Young In, Anyang, Korea), 0.22 μm 필터로 여과시켜 입자상 물질을 제거했다. 0.1M MES 완충액 (pH 5.5)을 Bio-solution (Seoul, KOREA)로부터 구매했다. 0.9% 염화 나트륨 완충액을 Thermo Fisher Scientific으로부터 구매했다. 칼슘 또는 마그네슘 없는 인산염 완충 식염수 (PBS, 1X)를 WELGENE (Gyeongsan, KOREA)로부터 구매했다. N-isopropylacrylamide (NIPAm), acrylic acid (AAc), N,N'-methylenebisacrylamide (N,N'-methylenebisacrylamide; BIS), ammonium persulfate (APS), poly Oxyethylenesorbitan monooleate (Tween 80), 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide (1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide; EDC) and N -Hydroxysuccinimide (N-hydroxysuccinimide; NHS) was purchased from Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA). IL-2, IL-2Rα IL-2Rβ and IL-2Rγ proteins were purchased from Acrobiosystems (Newark, DE, USA). Normal human serum (Off-the-Clot) was purchased from Zen-bio (Research Triangle, NC, USA). The water used throughout this example was distilled, deionized to 18.2 MΩ cm (aquaMAX-Ultra 370 water purification system, Young In, Anyang, Korea), and filtered through a 0.22 μm filter to remove particulate matter. 0.1M MES buffer (pH 5.5) was purchased from Bio-solution (Seoul, KOREA). 0.9% sodium chloride buffer was purchased from Thermo Fisher Scientific. Phosphate buffered saline (PBS, 1X) without calcium or magnesium was purchased from WELGENE (Gyeongsan, Korea).

제조예 production example

1. 하이드로젤 나노입자(나노겔)의 제조방법1. Method for producing hydrogel nanoparticles (nanogel)

하이드로젤을 이전에 공지된 논문 (Kim, J.; Park, Y.; Brown, A. C.; Lyon, L. A. Direct Observation of Ligand-Induced Receptor Dimerization with a Bioresponsive Hydrogel. RSC Adv. 2014, 4, 65173-65175)의 내용을 참고하여 수성 자유-라디칼 침전 중합화(precipitation polymerization)를 통해 다음과 같이 제조하였다. Hydrogels have been described in previously published papers (Kim, J.; Park, Y.; Brown, A. C.; Lyon, L. A. Direct Observation of Ligand-Induced Receptor Dimerization with a Bioresponsive Hydrogel. RSC Adv. 2014, 4, 65173-65175). With reference to the content of aqueous free-radical precipitation polymerization (precipitation polymerization) was prepared as follows.

탈이온수 중에 NIPAm 및 BIS를 용해시키고, 이어서 Tween 80를 첨가하여 0.5 mM의 총 계면활성제 농도를 갖는 용액 혼합물을 제조했다. 이때 용액 혼합물의 총 반응 부피를 100 mL로 고정시켰다. 또한, 이후 총 단량체 농도가 100 mM이고, 총 단량체 농도에 대한 NIPAm, AAc 및 BIS 함량이 각각 88 중량%, 10 중량% 및 2 중량%가 되도록 조절하여, NIPAm 및 BIS의 반응 용액을 준비하였다. A solution mixture with a total surfactant concentration of 0.5 mM was prepared by dissolving NIPAm and BIS in deionized water, followed by addition of Tween 80. At this time, the total reaction volume of the solution mixture was fixed at 100 mL. In addition, thereafter, the total monomer concentration was 100 mM, and the NIPAm, AAc and BIS contents relative to the total monomer concentration were adjusted to be 88 wt%, 10 wt%, and 2 wt%, respectively, to prepare a reaction solution of NIPAm and BIS.

0.22 μm 실린지-구동된 (syringe-driven) 필터로 단량체 용액을 여과시키고, 이어서 이를 환류 컨덴서, 온도계 및 자석 스터링바(stirring bar)를 갖는 100 mL 삼구 (three-neck) 둥근 바닥 플라스크에 옮겼다. 70℃로 평형을 맞춘 뒤, 반응 혼합물을 275 rpm에서 교반하면서 Ar로 퍼징(purging)하였다. 1시간 후, AAc의 용액을 피펫으로 첨가했고, 중합화 개시 전 10분 동안 Ar 퍼징을 유지했다. 1 mM APS의 0.2 mL 앨리쿼트(aliquot)를 반응 용기에 실린지 주입하여 중합화를 개시하였다. 반응을 교반과 함께 연속적인 Ar 퍼징 하에서 70 ℃에서 6 시간 동안 계속되게 두었다. 냉각 후, 생성된 혼합물을 24 시간 동안 순수한 물을 이용해 역학 투석기 (dynamic dialysis) (Spectra/Por Tube-A-Lyzer, MWCO 100 kD, Repligen, Boston, MA, USA)로 정제하였고, 12 시간 마크에서 물을 교환했다. The monomer solution was filtered with a 0.22 μm syringe-driven filter, which was then transferred to a 100 mL three-neck round bottom flask with a reflux condenser, thermometer and magnetic stirring bar. After equilibration to 70° C., the reaction mixture was purged with Ar while stirring at 275 rpm. After 1 hour, a solution of AAc was pipetted and the Ar purging was maintained for 10 minutes prior to initiation of polymerization. Polymerization was initiated by syringe injection of a 0.2 mL aliquot of 1 mM APS into the reaction vessel. The reaction was allowed to continue for 6 h at 70° C. under continuous Ar purging with stirring. After cooling, the resulting mixture was purified by dynamic dialysis (Spectra/Por Tube-A-Lyzer, MWCO 100 kD, Repligen, Boston, MA, USA) using pure water for 24 h, and at the 12 h mark, exchanged water.

2. 하이드로젤의 단백질 컨쥬게이션(conjugation)2. Protein Conjugation of Hydrogels

(1) 실시예 1: IL-2Rα-컨쥬게이트된 하이드로젤의 제조(1) Example 1: Preparation of IL-2Rα-conjugated hydrogel

IL-2Rα 단백질(ILA-H5251), IL-2Rβ 단백질(ILB-H5253) 및 IL-2Rγ(ILG-H5256) 단백질 각각을 모두 Acrobiosystems (Newark, DE, USA)에서 구입하였다. 단백질 파우더를 3차 증류수에 녹여서 각각 6 uM 농도의 단백질 용액을 준비하였다. IL-2Rα protein (ILA-H5251), IL-2Rβ protein (ILB-H5253) and IL-2Rγ (ILG-H5256) proteins were all purchased from Acrobiosystems (Newark, DE, USA), respectively. Protein powder was dissolved in tertiary distilled water to prepare a protein solution with a concentration of 6 uM, respectively.

동결 건조된 700 nm 크기의 하이드로젤을 0.1M MES (2-(N-모르폴리노)에탄설폰산; 2-(N-Morpholino)ethanesulfonic acid) 완충액 (pH 5.5) 중에 용해시켜 10 mg/ml의 농도의 용액 40ul을 얻었다. 그 후 1시간 동안 상온에서 배양하였다. 40 ul의 하이드로젤 용액 (10 mg/ml)에 10ul EDC (1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카보디이미드; 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide) (MES 중 20 ug/ml 농도) 와 10 ul NHS (N-하이드록시숙신이미드; N-hydroxysuccinimide) (MES 중 40 ug/ml 농도)를 넣고 5분 동안 상온에서 배양하였다. 그 후 IL-2Rα 단백질 (6 uM)과 PBS를 각각 10 ul씩 추가하였고, 1시간 동안 상온에서 배양하였다. 이 후 용액을 4 ℃의 온도에서 8,000 rpm로 5 분 동안 원심분리하고 상층액을 제거하고 80 ul의 PBS 중에 펠릿(pellet)을 풀었다. 이 과정을 4번 반복하였다. 완성된 샘플은 냉장 보관하며, 24시간 이내에 사용하였다.The freeze-dried 700 nm-sized hydrogel was dissolved in 0.1M MES (2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid; 2-(N-Morpholino)ethanesulfonic acid) buffer (pH 5.5) to obtain 10 mg/ml 40ul of the solution was obtained. Then, it was incubated at room temperature for 1 hour. 10ul EDC (1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide; 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide) (20 in MES) in 40 ul of hydrogel solution (10 mg/ml) ug/ml concentration) and 10 ul NHS (N-hydroxysuccinimide) (40 ug/ml concentration in MES) were added and incubated at room temperature for 5 minutes. After that, 10 ul each of IL-2Rα protein (6 uM) and PBS were added, and incubated at room temperature for 1 hour. Thereafter, the solution was centrifuged at 8,000 rpm at a temperature of 4° C. for 5 minutes, the supernatant was removed, and the pellet was released in 80 ul of PBS. This process was repeated 4 times. The finished sample was refrigerated and used within 24 hours.

(2) 실시예 2: IL-2Rβ-컨쥬게이트된 하이드로젤의 제조(2) Example 2: Preparation of IL-2Rβ-conjugated hydrogel

IL-2Rα 단백질 (6 uM) 대신 IL-2Rβ 단백질 (6 uM)를 사용한 것을 제외하고는 모두 실시예 1과 동일한 과정을 거쳐 제조하였다. All were prepared in the same manner as in Example 1, except that IL-2Rβ protein (6 uM) was used instead of IL-2Rα protein (6 uM).

(3) 실시예 3: IL-2Rγ-컨쥬게이트된 하이드로젤의 제조(3) Example 3: Preparation of IL-2Rγ-conjugated hydrogel

IL-2Rα 단백질 (6 uM) 대신 IL-2Rγ 단백질 (6 uM)를 사용한 것을 제외하고는 모두 실시예 1과 동일한 과정을 거쳐 제조하였다. All were prepared in the same manner as in Example 1, except that IL-2Rγ protein (6 uM) was used instead of IL-2Rα protein (6 uM).

(4) 실시예 4: IL-2Rβγ-컨쥬게이트된 하이드로젤의 제조(4) Example 4: Preparation of IL-2Rβγ-conjugated hydrogel

IL-2Rα 단백질 (6 uM) 10 ul와 PBS 10 ul 대신 IL-2Rβ 단백질 (6 uM) 10 ul와 IL-2Rγ단백질 (6 uM) 10 ul를 사용한 것을 제외하고는 모두 실시예 1과 동일한 과정을 거쳐 제조하였다. The same procedure as in Example 1 was used except that 10 ul of IL-2Rα protein (6 uM) and 10 ul of IL-2Rβ protein (6 uM) and 10 ul of IL-2Rγ protein (6 uM) were used instead of 10 ul of PBS. manufactured through

(5) 실시예 5: IL-2Rαβγ-컨쥬게이트된 하이드로젤의 제조(5) Example 5: Preparation of IL-2Rαβγ-conjugated hydrogel

동결 건조된 700 nm 크기의 하이드로젤을 0.1M MES 완충액 (pH 5.5) 중에 용해시켜 13.3 mg/ml의 농도의 용액 30ul을 얻었다. 그 후 1시간 동안 상온에서 배양하였다. 30 ul의 하이드로젤 용액 (13.3 mg/ml)에 10ul EDC (MES 중 20 ug/ml 농도) 와 10 ul NHS (MES 중 40 ug/ml 농도)를 넣고 5분 동안 상온에서 배양하였다. 그 후 IL-2Rα 단백질 (6 uM), IL-2Rβ 단백질 (6 uM), 및 IL-2Rγ 단백질 (6 uM)를 각각 10 ul씩 추가하였고, 1시간 동안 상온에서 배양하였다. 이 후 용액을 4 ℃의 온도에서 8,000 rpm로 5 분 동안 원심분리하고 상층액을 제거하고 80 ul의 PBS 중에 펠릿을 풀었다. 이 과정을 4번 반복하였다. 완성된 샘플은 냉장 보관하며, 24시간 이내에 사용하였다.The freeze-dried 700 nm-sized hydrogel was dissolved in 0.1M MES buffer (pH 5.5) to obtain 30ul of a solution having a concentration of 13.3 mg/ml. Then, it was incubated at room temperature for 1 hour. 10 ul EDC (20 ug/ml concentration in MES) and 10 ul NHS (40 ug/ml concentration in MES) were added to 30 ul of hydrogel solution (13.3 mg/ml) and incubated at room temperature for 5 minutes. Thereafter, 10 ul each of IL-2Rα protein (6 uM), IL-2Rβ protein (6 uM), and IL-2Rγ protein (6 uM) were added, and incubated at room temperature for 1 hour. After this, the solution was centrifuged at 8,000 rpm at a temperature of 4 °C for 5 minutes, the supernatant was removed, and the pellet was dissolved in 80 ul of PBS. This process was repeated 4 times. The finished sample was refrigerated and used within 24 hours.

정리하면, 제조된 용액들 내 각 성분의 최종 농도는 다음과 같았다: 하이드로젤 - 5 mg/ml; EDC - 2.5 ug/ml; NHS - 5 ug/ml; 각각의 IL-2R 단백질 - 0.8 uM. In summary, the final concentrations of each component in the prepared solutions were as follows: hydrogel - 5 mg/ml; EDC - 2.5 ug/ml; NHS - 5 ug/ml; Each IL-2R protein - 0.8 uM.

3. 센서 칩의 제조 3. Fabrication of the sensor chip

센서 칩의 트랜스듀서로 사용할 맨(bare) 금 기판을 GE Healthcare에서 SIA Kit AU(cat.no BR-1004-05)를 구입하여 준비하였다.A bare gold substrate to be used as a transducer of the sensor chip was prepared by purchasing SIA Kit AU (cat.no BR-1004-05) from GE Healthcare.

하이드로젤과 결합할 수 있는 아민 기를 센서 칩에 제공하기 위해서, 시스테아민(cysteamine)을 Sigma (cat. No M6500)에서 구입하고, 10 mM의 농도가 되도록 물에 용해시켜 용액을 준비하였다. In order to provide an amine group capable of binding to the hydrogel to the sensor chip, cysteamine was purchased from Sigma (cat. No M6500) and dissolved in water to a concentration of 10 mM to prepare a solution.

금 기판의 표면 상에 2 ul/분의 속도로 시스테아민 용액을 300초간 흘려주었다. 그 후 3차 증류수를 5 ul/분의 속도로 60초간 흘려주어 기판을 세척하였다. A cysteamine solution was flowed on the surface of the gold substrate at a rate of 2 ul/min for 300 seconds. Thereafter, the substrate was washed by flowing tertiary distilled water at a rate of 5 ul/min for 60 seconds.

앞서 2번 과정에서 수득된 수용체와 컨쥬게이션된 하이드로젤을 0.1M MES 완충액 (pH 5.5) 중에서 1/5로 희석하였다. 이를 2 ul/분의 속도로 기판에 60초간 흘려주었다. 하이드로젤이 금 기판 상에 고르게 코팅되게 하기 위해서 같은 흘려주는 과정을 5번 반복하였다. The hydrogel conjugated with the receptor obtained in step 2 above was diluted 1/5 in 0.1M MES buffer (pH 5.5). This was flowed to the substrate at a rate of 2 ul/min for 60 seconds. The same flowing process was repeated 5 times in order to evenly coat the hydrogel on the gold substrate.

이 과정을 도 2에 간략히 나타냈다. This process is briefly shown in FIG. 2 .

4. 센서 칩의 SPR 분석4. SPR Analysis of Sensor Chips

DPBS 중에 IL-2, IL-2Rα, 정상인 혈청 및 암환자 혈청을 용해/희석시킨 용액을 각각 준비하였다. IL-2 및 IL-2Rα의 분말을 용해시켜 각각 50, 100, 150, 200, 250 nM의 농도의 용액을 100ul 준비하였고, 정상인 혈청의 경우 각각 혈청 10 ul를 100배 또는 1000배 희석하여 100ul 용액을 준비하였다. 또한, 암환자 혈청의 경우, 마찬가지로 정상인 혈청 10 ul을 100배, 또는 1000배 희석한 후, IL-2와 IL-2Rα를 추가하여 암환자 모사혈청을 준비하였다. 이때 추가된 IL-2와 IL-2Rα의 농도는 각각 2, 20, 50, 100, 150, 200, 300 nM이 되도록 다양하게 준비하였다. Solutions in which IL-2, IL-2Rα, normal human serum and cancer patient serum were dissolved/diluted in DPBS were prepared, respectively. By dissolving the powder of IL-2 and IL-2Rα, 100 μl of solutions having concentrations of 50, 100, 150, 200, and 250 nM were prepared, respectively. was prepared. In addition, in the case of cancer patient serum, 10 ul of normal serum was diluted 100-fold or 1000-fold, and then IL-2 and IL-2Rα were added to prepare a cancer patient imitation serum. At this time, the concentrations of the added IL-2 and IL-2Rα were prepared in various ways to be 2, 20, 50, 100, 150, 200, and 300 nM, respectively.

시험 용액을 각각 2 ul/분의 속도로 3번에서 제조된 센서 칩에 60초간 흘려주었다. 이후 120초 동안 하이드로젤 내 수용체들에 결합된 단백질들이 해리되도록 두었다. The test solution was flowed to the sensor chip prepared in step 3 at a rate of 2 ul/min, respectively, for 60 seconds. Thereafter, the proteins bound to the receptors in the hydrogel were allowed to dissociate for 120 seconds.

SPR 시그널 측정을 위해 biacore T200를 이용하였다.A biacore T200 was used to measure the SPR signal.

측정한 시그널을 다음과 같이 분석하였다:The measured signal was analyzed as follows:

시그널 피팅(Signal fitting)을 위해 Biacore evaluation program version 2.0을 이용하였다. 단백질을 결합시키지 않은 1번의 하이드로젤과, 수용체 단백질을 결합시킨 2번의 하이드로젤의의 시그널을 비교하였으며, 이때 반응 시그널이 가장 높게 나타난 반응 최대값(response max)에서의 차이로 시그널을 비교하였다. 그 결과를 도 3 내지 8에 나타냈다. Biacore evaluation program version 2.0 was used for signal fitting. The signals of the first hydrogel to which the protein was not bound and the second hydrogel to which the receptor protein was bound were compared, and the signals were compared with the difference in the response max at which the reaction signal was the highest. The results are shown in FIGS. 3 to 8 .

도 3의 (a)는 각각 실시예 2 내지 4의 하이드로젤의 농도에 따른 반응 최대값을 나타낸 것이고, 도 3의 (b), (c) 및 (d)는 각각 실시예 2 내지 4의 하이드로젤의 시간에 따른 반응 시그널을 나타낸 것이다. 특히, 도 3의 (a)는 실시예 2 내지 4의 하이드로젤에 IL-2와 IL-2Rα를 동시에 흘려주었을 때 측정된 반응 최대값에서, 순수한 겔 (neat gel), 즉 수용체로 개질되지 않은 1번의 하이드로젤에서 IL-2와 IL-2Rα를 동시에 흘려주었을 때 측정된 반응 최대값을 빼서 보정하여 얻어진 그래프이다. 3 (a) shows the maximum reaction value according to the concentration of the hydrogel of Examples 2 to 4, respectively, and (b), (c) and (d) of FIGS. 3 (b), (c) and (d) are the hydrogels of Examples 2 to 4, respectively. It shows the reaction signal according to time of the gel. In particular, (a) of FIG. 3 shows a pure gel (neat gel), that is, not modified with a receptor, at the maximum reaction value measured when IL-2 and IL-2Rα were simultaneously flowed to the hydrogels of Examples 2 to 4 It is a graph obtained by subtracting the maximum reaction value measured when IL-2 and IL-2Rα were simultaneously flowed from the first hydrogel and corrected.

암 환자의 혈철 중에 증가한다고 알려져 있는 IL-2와 IL-2Rα(마커 물질)를 흘려주었을 때, 실시예 2의 하이드로젤 (β 수용체 포함) 및 실시예 3의 하이드로젤 (γ 수용체 포함)의 경우 수용체 물질과 마커 물질 간 단일결합만 발생하거나 혹은 결합이 일어나지 않아서 비교적 낮은 신호가 검출되는 것을 확인하였다. 반면, 마커 물질과 수용체 물질 간 다중결합이 일어나는 실시예 4의 하이드로젤 (β 수용체 및 γ 수용체 포함)의 경우 농도가 증가함에 따라 신호가 증가되는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 실시예 4의 하이드로젤이 암 진단에 유용한 하이드로젤로 이용될 수 있음을 확인하였으며, 특히 기존의 진단방법인 ELISA는 IL-2와 IL-2R를 각각 측정하여야 하는 번거로움이 있으나, 이에 반해 본 개시 내용의 하이드로젤을 이용한 진단 방법의 경우 IL-2와 IL-2Ra를 동시에 타겟팅하여 검출할 수 있다는 장점이 있다. 아울러, 기존의 진단방법과 달리 본 개시 내용의 진단 방법은 Kd값을 측정할 수 있다. In the case of the hydrogel of Example 2 (including β receptor) and the hydrogel of Example 3 (including γ receptor), when IL-2 and IL-2Rα (marker substances), which are known to increase in blood iron in cancer patients, are flowed. It was confirmed that only a single bond between the receptor substance and the marker substance occurred or a relatively low signal was detected because no binding occurred. On the other hand, in the case of the hydrogel of Example 4 (including β receptor and γ receptor) in which multiple binding between the marker substance and the receptor substance occurs, it can be seen that the signal increases as the concentration increases. Therefore, it was confirmed that the hydrogel of Example 4 can be used as a hydrogel useful for cancer diagnosis. On the other hand, the diagnostic method using the hydrogel of the present disclosure has the advantage of being able to simultaneously target and detect IL-2 and IL-2Ra. In addition, unlike the conventional diagnostic method, the diagnostic method of the present disclosure may measure the Kd value.

도 4는, 앞서 IL-2와 IL-2Rα로 직접 검증한 본 개시 내용의 진단 칩의 암진단 키트로서의 활용가능성을 확인하기 위해서, 앞서 4번에서 제조한 암환자 모사혈청을 이용하여 실시예 4의 하이드로젤의 반응 시그널을 측정한 것이다. 도 4의 (a)는 실시예 4의 하이드로젤에 암환자 혈청을 흘려준 경우 농도에 따른 반응 시그널을 나타낸 것이고, 도 4의 (b)는 실시예 4의 하이드로젤에 암환자 혈청을 흘려준 경우 시간에 따른 반응 시그널을 나타낸 것이다. 4 is a view illustrating the use of the diagnostic chip of the present disclosure directly verified with IL-2 and IL-2Rα as a cancer diagnosis kit in Example 4 using the cancer patient simulating serum prepared in step 4 above. The reaction signal of the hydrogel was measured. Figure 4 (a) shows the reaction signal according to the concentration when the cancer patient serum is flowed to the hydrogel of Example 4, (b) is the cancer patient serum flowed to the hydrogel of Example 4 In this case, the reaction signal according to time is shown.

도 4를 참고하면, 암환자의 혈청 중 마커 물질의 농도가 증가함에 따라 신호가 증가하는 것을 확인하였다. 즉, 혈액 내에 수많은 단백질 사이에서 IL-2와 IL-2Rα의 검출이 가능함을 확인할 수 있다. 또한, 매우 짧은 시간 내에 반응 최대값을 나타내기 때문에 매우 단시간 안에 암진단이 가능하다는 것 역시 확인하였다. Referring to FIG. 4 , it was confirmed that the signal increased as the concentration of the marker substance in the serum of cancer patients increased. That is, it can be confirmed that the detection of IL-2 and IL-2Rα is possible among numerous proteins in the blood. In addition, it was also confirmed that cancer diagnosis is possible in a very short time because it shows the maximum response value within a very short time.

도 5의 (a)는 각각 실시예 1, 4 및 5의 하이드로젤의 농도에 따른 반응 최대값을 나타낸 것이고, 도 5의 (b), (c) 및 (d)는 각각 실시예 1, 4 및 5의 하이드로젤의 시간에 따른 반응 시그널을 나타낸 것이다. 특히, 도 5의 (a)는 실시예 1, 4 및 5의 하이드로젤에 IL-2와 IL-2Rα를 동시에 흘려주었을 때 측정된 반응 최대값에서, 순수한 겔, 즉 수용체로 개질되지 않은 1번의 하이드로젤에서 IL-2와 IL-2Rα를 동시에 흘려주었을 때 측정된 반응 최대값을 빼서 보정하여 얻어진 그래프이다.Figure 5 (a) shows the maximum reaction value according to the concentration of the hydrogel of Examples 1, 4 and 5, respectively, Figure 5 (b), (c) and (d) are Examples 1, 4, respectively And 5 shows the reaction signal according to the time of the hydrogel. In particular, FIG. 5 (a) shows the maximum reaction value measured when IL-2 and IL-2Rα were simultaneously flowed to the hydrogels of Examples 1, 4 and 5, in a pure gel, that is, the first reaction that was not modified with the receptor. It is a graph obtained by subtracting the maximum reaction value measured when IL-2 and IL-2Rα were simultaneously flowed from the hydrogel and corrected.

도 5를 참고하여, 실시예 4 및 5의 하이드로젤이 모두 마커 물질인 IL-2와 IL-2Rα와 잘 결합한다는 것을 확인하였다. 특히, 수용체 αβγ 복합체의 IL-2에 대한 결합력이 βγ 복합체의 IL-2에 대한 결합력보다 더 높다고 알려져 있으나, 유사한 시그널이 나타나는 것을 확인하였다. 따라서, 두 하이드로젤 모두 암 진단에 활용될 수 있음을 확인하였다. 다만, 실시예 4 및 5의 하이드로젤 간에 Kd 값(낮을수록 결합력이 높음)의 차이가 있음을 같이 확인하였다. Referring to FIG. 5 , it was confirmed that both the hydrogels of Examples 4 and 5 bind well to the marker substances IL-2 and IL-2Rα. In particular, although it is known that the binding ability of the receptor αβγ complex to IL-2 is higher than that of the βγ complex to IL-2, it was confirmed that a similar signal appeared. Therefore, it was confirmed that both hydrogels can be utilized for cancer diagnosis. However, it was confirmed that there was a difference in the Kd value (the lower the binding force, the higher) between the hydrogels of Examples 4 and 5.

도 6은 IL-2와 IL-2Rα의 농도에 따른 실시예 4의 하이드로젤의 바이오 칩과, 대조군인 순수한 겔의 바이오 칩의 반응 최대값을 비교한 것이다. 6 is a comparison of the maximum response values of the biochip of the hydrogel of Example 4 and the biochip of the pure gel as a control according to the concentrations of IL-2 and IL-2Rα.

도 6의 결과로부터, 대조군인 순수한 겔에서는 비특이적인 단백질과의 결합으로 인한 약한 신호가 검출되나, 실시예 4의 하이드로젤에서는 이보다 훨씬 높은 신호가 확인된다. 즉, 본 개시 내용의 하이드로젤에서 확인된 높은 시그널이 마커 단백질들과의 특이적인 반응으로 인한 시그널이라는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 암 진단에 효과적으로 이용될 수 있다. From the results of FIG. 6 , a weak signal due to binding to a non-specific protein is detected in the pure gel as a control, but a much higher signal is confirmed in the hydrogel of Example 4. That is, it can be confirmed that the high signal identified in the hydrogel of the present disclosure is a signal due to a specific reaction with the marker proteins. Therefore, it can be effectively used for cancer diagnosis.

도 7은 실시예 4의 하이드로젤에 정상인 혈청과 암환자 혈청을 각각 흘려주었을 때 확인된 반응 시그널을 나타낸다. 이때, 실시예 4의 하이드로젤에서 확인된 반응 최대값에서, 순수한 겔의 하이드로젤에서 확인된 반응 최대값을 빼서 보정한 것이다. 7 shows the reaction signals confirmed when the normal serum and cancer patient serum were respectively flowed to the hydrogel of Example 4. At this time, it is corrected by subtracting the maximum reaction value confirmed in the hydrogel of the pure gel from the maximum reaction value confirmed in the hydrogel of Example 4.

도 7로부터 정상인 혈청을 흘려주었을 때와 비교하면, 암환자 혈청을 흘려주었을 때 현저히 높은 반응 시그널을 나타내는 것을 확인하였다. From FIG. 7, it was confirmed that a significantly higher response signal was exhibited when the serum of a cancer patient was flowed, compared to when the serum of a normal person was flowed.

한편, 기존의 진단 방법인 ELISA 키트를 사용하여 동일한 실험을 수행하였다. Invitrogen의Human sIL-2R Instant ELISA Kit(cat.no BMS212INST)를 이용하여 측정하였고, 키트 프로토콜에 따라 실험 진행하였으며, 실험 키트와 달리 100ul(프로토콜-140ul)의 3차 증류수를 넣어준 후 정상인과 암환자 혈청을 각각 50ul(프로토콜-10ul) 넣어 실험을 진행하였다. 도 8에서 이의 결과를 나타냈다. Meanwhile, the same experiment was performed using an ELISA kit, which is a conventional diagnostic method. Measurements were made using Invitrogen's Human sIL-2R Instant ELISA Kit (cat.no BMS212INST), and the experiment was carried out according to the kit protocol. Unlike the test kit, 100ul (protocol-140ul) of tertiary distilled water was added, Each 50ul (protocol-10ul) of the patient's serum was put in the experiment. 8 shows the results thereof.

도 8의 결과와 도 7의 결과를 비교하면, 본 개시 내용의 하이드로젤은 기존의 진단방법인 ELISA 키트와 유사한 정도의 암 진단 성능을 나타내면서, ELISA 키트보다 훨씬 단시간 내에 편리하게 암 진단이 가능하다는 것을 확인할 수 있다. Comparing the results of FIG. 8 with the results of FIG. 7, the hydrogel of the present disclosure shows cancer diagnosis performance similar to that of the ELISA kit, which is a conventional diagnostic method, and it is possible to diagnose cancer conveniently within a much shorter time than the ELISA kit. that can be checked

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited drawings, those skilled in the art may apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in an order different from the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (26)

인터루킨(interleukin; IL)-2 수용체 알파, 베타, 감마 또는 이들의 조합을 함유하는 디스웰링-가능한 하이드로젤; 및
트랜스듀서;
을 포함하는 바이오 센서 칩.
a diswellable hydrogel containing interleukin (IL)-2 receptor alpha, beta, gamma, or a combination thereof; and
transducer;
A biosensor chip comprising a.
제1항에 있어서, 상기 하이드로젤에 함유되는 수용체는 IL-2, IL-2 수용체 알파, 또는 IL-2와 IL-2 수용체 알파의 복합체 중 적어도 하나와 결합하는 것인, 바이오 센서 칩.
The biosensor chip of claim 1, wherein the receptor contained in the hydrogel binds to at least one of IL-2, IL-2 receptor alpha, or a complex of IL-2 and IL-2 receptor alpha.
제1항에 있어서, 상기 하이드로젤은 수용체 알파, 베타, 및 감마 중 2개 이상을 포함하는 것인, 바이오 센서 칩.
The biosensor chip of claim 1 , wherein the hydrogel comprises two or more of receptors alpha, beta, and gamma.
제1항에 있어서, 상기 하이드로젤은 IL-2 수용체 베타 및 감마를 포함하는 것인, 바이오 센서 칩.
The biosensor chip of claim 1 , wherein the hydrogel comprises IL-2 receptor beta and gamma.
제1항에 있어서, 상기 하이드로젤은 IL-2 수용체 알파, 베타 및 감마를 포함하는 것인, 바이오 센서 칩.
The biosensor chip of claim 1 , wherein the hydrogel comprises IL-2 receptors alpha, beta and gamma.
제1항에 있어서, 상기 하이드로젤은 메인단량체 및 공단량체로 이루어진 공중합체를 포함하는 것인, 바이오 센서 칩.
The biosensor chip according to claim 1, wherein the hydrogel comprises a copolymer consisting of a main monomer and a comonomer.
제6항에 있어서, 상기 메인단량체는, N-이소프로필아크릴아미드, N-아크릴로일글리신아미드(N-acryloylglycinamide), 하이드록시프로필셀룰로오스(hydroxypropylcellulose), 비닐카프로락탐(vinylcaprolactame), N-비닐피롤리돈(N-vinyl pyrrolidone), 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-hydrocyethyl methacrylate), 에틸렌글리콜(ethylene glycol); 아스파르트산, 글루탐산, L-라이신등의 아미노산; 카프로락톤(caprolactone), 및 비닐메틸 에테르(vinyl methyl ether)로 이루어진 군으로부터 선택되고,
상기 공단량체는, 알릴아민(AA), 디메틸아미노에틸메타크릴레이트 (DMAEMA), 디메틸아미노에틸아크릴레이트(DMAEA), 아크릴산(AAc), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 및 메타아크릴산(MAAc)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 바이오 센서 칩.
According to claim 6, wherein the main monomer is, N- isopropyl acrylamide, N- acryloylglycinamide (N-acryloylglycinamide), hydroxypropyl cellulose (hydroxypropylcellulose), vinyl caprolactam (vinylcaprolactame), N- vinyl p Rollidone (N-vinyl pyrrolidone), 2-hydroxyethyl methacrylate (2-hydrocyethyl methacrylate), ethylene glycol (ethylene glycol); amino acids such as aspartic acid, glutamic acid, and L-lysine; selected from the group consisting of caprolactone, and vinyl methyl ether,
The comonomer is allylamine (AA), dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA), dimethylaminoethyl acrylate (DMAEA), acrylic acid (AAc), polyethylene glycol (PEG), and methacrylic acid (MAAc) the group consisting of Which will be selected from, a biosensor chip.
제1항에 있어서, 상기 하이드로젤은 가교제를 더 포함하는 것인, 바이오 센서 칩.
The biosensor chip of claim 1, wherein the hydrogel further comprises a crosslinking agent.
제8항에 있어서, 상기 가교제는, N, N'-메틸렌-비스-디아크릴아미드(MBA), 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 디하이드록실(PEG dihydrocyl), PEG 디아민(PEG diamine), PEG 디옥시아민(PEG dioxyamine), PEG 디클로라이드(PEG dichloride), PEG 디브로마이드(PEG dibromide), PEG 디아지드(PEG diazide), PEG 디싸이올(PEG dithiol), PEG 디알데하이드(PEG dialdehyde), PEG 디에폭사이드(PEG diepoxide), PEG 디아크릴레이트(PEG diacrylate), PEG 디메타크릴레이트(PEG dimethacrylate), PEG 디아세틱엑시드(PEG diacetic acid), PEG 디석시닉엑시드(PEG disuccinic acid), PEG 디석시미딜카복시메틸에스터(PEG discuccinimidyl carboxy methyl ester), 폴리(ε-카프로락톤)디아크릴레이트[poly(ε-caprolactone)diacrylate], 폴리(ε-카프로락톤)디메타릴레이트[poly(ε-caprolactone)dimethacrylate], 폴리락티드디아크릴레이트(polylactide diacrylate), 폴리락티드디메타크릴레이트(polylactide dimethacrylate), 폴리(락티드-co-글리콜리드) 디아크릴레이트[poly(lactide-co-glycolide)diacrylate], 폴리(락티드-co-글리콜리드)디메타크릴레이트[poly(lactide-co-glycolide)dimethacrylate], 폴리(ε-카프로락톤-b-에틸렌 글리콜-b- ε-카프로락톤)디아크릴레이트[poly(ε-caprolactone-b-ethylene glycol-b-ε-caprolactone)diacrylate], 폴리(ε-카프로락톤-b-에틸렌 글리콜-b- ε-카프로락톤)디메타크릴레이트[poly(ε-caprolactone-b-ethylene glycol-b-ε-caprolactone)dimethacrylate], 폴리(락티드-b-에틸렌 글리콜-b-락티드)디아크릴레이트[poly(lactide-b-ethylene glycol-b-lactide)diacrylate], 폴리(락티드-b-에틸렌 글리콜-b-락티드)디메타크릴레이트[poly(lactide-b-ethylene glycol-b-lactide)dimethacrylate], 폴리[(락티드-co-글리콜리드)-b-에틸렌 글리콜-b-(락티드-co-글리콜리드)]디아크릴레이트{poly[(lactide-co-clycolide)-b-ethylene glycol-b-(lactide-co-glycolide)] diacrylate}, 폴리[(락티드-co-글리콜리드)-b-에틸렌 글리콜-b-(락티드-co-글리콜리드)]디메타크릴레이트{poly[(lactide-co-clycolide)-b-ethylene glycol-b-(lactide-co-glycolide)] dimethacrylate}, 폴리(ε-카프로락톤-co-락티드)-디아크릴에이트[poly(ε-caprolactone-co-lactide)-diacrylate], 폴리(ε-카프로락톤-co-락티드)-디메타크릴에이트[poly(ε-caprolactone-co-lactide)-dimethacrylate], 폴리(ε-카프로락톤-co-글리콜리드)-디아크릴에이트[poly(ε-caprolactone-co-glycolide)-diacrylate], 폴리(ε-카프로락톤-co-글리콜리드)-디메타크릴에이트[poly(ε-caprolactone-co-glycolide)-dimethacrylate], 폴리[(카프로락톤-co-락티드)-b-에틸렌 글리콜-b-(카프로락톤-co-락티드)]디아크릴에이트{poly[(caprolactone-co-lactide)-b-ethylene glycol-b-(caprolactone-co-lactide)]diacrylate}, 폴리[(카프로락톤-co-락티드)-b-에틸렌 글리콜-b-(카프로락톤-co-락티드)]디메타크릴에이트{poly[(caprolactone-co-lactide)-b-ethylene glycol-b-(caprolactone-co-lactide)]dimethacrylate}, 폴리[(카프로락톤-co-글리콜리드)-b-에틸렌 글리콜-b-(카프로락톤-co-글리콜리드)]디아크릴에이트{poly[(caprolactone-co-glycolide)-b-ethylene glycol-b-(caprolactone-co-glycolide)]diacrylate}, 폴리[(카프로락톤-co-글리콜리드)-b-에틸렌 글리콜-b-(카프로락톤-co-글리콜리드)]디메타크릴에이트{poly[(caprolactone-co-glycolide)-b-ethylene glycol-b-(caprolactone-co-glycolide)]dimethacrylate} 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 바이오 센서 칩.
According to claim 8, wherein the crosslinking agent, N, N'-methylene-bis-diacrylamide (MBA), polyethylene glycol (PEG) dihydroxyl (PEG dihydrocyl), PEG diamine (PEG diamine), PEG dioxyamine (PEG dioxyamine), PEG dichloride, PEG dibromide, PEG diazide, PEG dithiol, PEG dialdehyde, PEG diepoxide (PEG diepoxide), PEG diacrylate, PEG dimethacrylate, PEG diacetic acid, PEG disuccinic acid, PEG disuccimidylcarboxy Methyl ester (PEG discuccinimidyl carboxy methyl ester), poly(ε-caprolactone)diacrylate [poly(ε-caprolactone)diacrylate], poly(ε-caprolactone)dimethacrylate [poly(ε-caprolactone)dimethacrylate] , polylactide diacrylate, polylactide dimethacrylate, poly(lactide-co-glycolide) diacrylate [poly(lactide-co-glycolide)diacrylate], poly (lactide-co-glycolide)dimethacrylate [poly(lactide-co-glycolide)dimethacrylate], poly(ε-caprolactone-b-ethylene glycol-b-ε-caprolactone)diacrylate [poly( ε-caprolactone-b-ethylene glycol-b-ε-caprolactone)diacrylate], poly(ε-caprolactone-b-ethylene glycol-b- ε-caprolactone)dimethacrylate [poly(ε-caprolactone-b- ethylene glycol-b-ε-caprolac tone)dimethacrylate], poly(lactide-b-ethylene glycol-b-lactide)diacrylate [poly(lactide-b-ethylene glycol-b-lactide)diacrylate], poly(lactide-b-ethylene glycol- b-lactide)dimethacrylate [poly(lactide-b-ethylene glycol-b-lactide)dimethacrylate], poly[(lactide-co-glycolide)-b-ethylene glycol-b-(lactide-co) -glycolide)]diacrylate {poly[(lactide-co-clycolide)-b-ethylene glycol-b-(lactide-co-glycolide)] diacrylate}, poly[(lactide-co-glycolide)-b -ethylene glycol-b-(lactide-co-glycolide)]dimethacrylate {poly[(lactide-co-clycolide)-b-ethylene glycol-b-(lactide-co-glycolide)] dimethacrylate}, poly (ε-caprolactone-co-lactide)-diacrylate [poly(ε-caprolactone-co-lactide)-diacrylate], poly(ε-caprolactone-co-lactide)-dimethacrylate [poly( ε-caprolactone-co-lactide)-dimethacrylate], poly(ε-caprolactone-co-glycolide)-diaacrylate [poly(ε-caprolactone-co-glycolide)-diacrylate], poly(ε-caprolactone- co-glycolide)-dimethacrylate [poly(ε-caprolactone-co-glycolide)-dimethacrylate], poly[(caprolactone-co-lactide)-b-ethylene glycol-b-(caprolactone-co- lactide)]diacrylate {poly[(caprolactone-co-lactide)-b-ethylene glycol-b-(caprolactone-co-lactide)]diacrylate}, poly[(caprolactone-co-lactide)-b- Ethylene glycol-b-(caprolactone-co-lactide)]dimethacrylate {poly[(caprolactone- co-lactide)-b-ethylene glycol-b-(caprolactone-co-lactide)]dimethacrylate}, poly[(caprolactone-co-glycolide)-b-ethylene glycol-b-(caprolactone-co-glycolide) )]diacrylate {poly[(caprolactone-co-glycolide)-b-ethylene glycol-b-(caprolactone-co-glycolide)]diacrylate}, poly[(caprolactone-co-glycolide)-b-ethylene glycol -b-(caprolactone-co-glycolide)]dimethacrylate {poly[(caprolactone-co-glycolide)-b-ethylene glycol-b-(caprolactone-co-glycolide)]dimethacrylate} and combinations thereof Which is selected from the group consisting of, a biosensor chip.
제1항에 있어서, 상기 하이드로젤은, 메인단량체 50 내지 97.9중량%, 공단량체 2 내지 40중량%, 및 가교제 0.1 내지 10중량%로 이루어진 공중합체를 포함하는 것인, 바이오 센서 칩.
The biosensor chip of claim 1 , wherein the hydrogel comprises a copolymer consisting of 50 to 97.9% by weight of the main monomer, 2 to 40% by weight of the comonomer, and 0.1 to 10% by weight of the crosslinking agent.
제1항에 있어서, 상기 하이드로젤은, 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드-co-알릴아민)[poly(N-isoprophylacrylamide-co-allylamine): poly(NIPAM-co-AA)], 폴리(N-이소프로필아크릴아미드-co-2-(디메틸아미노)에틸메타크릴레이트)[poly(N-isopropyl acrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl methacrylate): poly(NIPAM-co-DMAEMA)], 폴리(N-이소프로필아크릴아미드-co-2-(디메틸아미노)에틸아크릴레이트)[poly(N-isopropyl acrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl acrylate), poly(NIPAM-co-DMAEA)], 폴리(N-이소프로필아크릴아미드-co-아크릴산)[poly(N-isopropylacrylamide-co- acrylic acid): poly(NIPAM-co-AAc)], 폴리(N-이소프로필아크릴아미드-co-폴리에틸렌글리콜-아크릴산)[poly(N-isopropylacrylamide-co-polyethylene glycol- acrylic acid): poly(NIPAM-co-PEG-AAc)], 및 폴리(N-이소프로필아크릴아미드-co-메타크릴산)[poly(N-isopropylacrylamide-co-methacrylic acid): poly(NIPAM-co-MAAc)]로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것인, 바이오 센서 칩.
According to claim 1, wherein the hydrogel, poly (N-isopropyl acrylamide-co-allylamine) [poly (N-isopropylacrylamide-co-allylamine): poly (NIPAM-co-AA)], poly (N -Isopropyl acrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl methacrylate) [poly(N-isopropyl acrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl methacrylate): poly(NIPAM-co-DMAEMA)], poly( N-isopropyl acrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl acrylate) [poly(N-isopropyl acrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl acrylate), poly(NIPAM-co-DMAEA)], poly( N-isopropylacrylamide-co-acrylic acid) [poly(N-isopropylacrylamide-co-acrylic acid): poly(NIPAM-co-AAc)], poly(N-isopropylacrylamide-co-polyethylene glycol-acrylic acid) [poly(N-isopropylacrylamide-co-polyethylene glycol-acrylic acid): poly(NIPAM-co-PEG-AAc)], and poly(N-isopropylacrylamide-co-methacrylic acid) [poly(N-isopropylacrylamide) -co-methacrylic acid): poly(NIPAM-co-MAAc)], the biosensor chip comprising at least one selected from the group consisting of.
제1항에 있어서, 상기 하이드로젤은, 메인단량체로서 N-이소프로필아크릴아미드, 공단량체로서 아크릴산, 및 가교제로서 MBA (N, N'-methylene-bis-acrylamide)를 사용하여 제조된 공중합체를 포함하는 것인, 바이오 센서 칩.
According to claim 1, wherein the hydrogel, N- isopropyl acrylamide as a main monomer, acrylic acid as a comonomer, and MBA (N, N'-methylene-bis-acrylamide) as a crosslinking agent a copolymer prepared using a copolymer Which will include, a biosensor chip.
제1항에 있어서, 상기 하이드로젤에 함유된 수용체들이 IL-2, IL-2 수용체 알파, 또는 IL-2와 IL-2 수용체 알파의 복합체와 결합시, 상기 하이드로젤은 디스웰링되는 것인, 바이오 센서 칩.
The method of claim 1, wherein when the receptors contained in the hydrogel bind to IL-2, IL-2 receptor alpha, or a complex of IL-2 and IL-2 receptor alpha, the hydrogel is diswelled. biosensor chip.
제13항에 있어서, 상기 디스웰링으로 인해 상기 바이오 센서 칩의 광학적 성질의 변화가 발생하는 것인, 바이오 센서 칩.
The biosensor chip of claim 13 , wherein a change in optical properties of the biosensor chip occurs due to the deswelling.
제14항에 있어서, 상기 광학적 성질은 굴절률인 것인, 바이오 센서 칩.
The biosensor chip of claim 14 , wherein the optical property is a refractive index.
제14항에 있어서, 상기 광학적 성질의 변화는 표면 플라스몬 공명 (surface plasmon resonance)를 통해 검출되는 것인, 바이오 센서 칩.
The biosensor chip of claim 14 , wherein the change in the optical properties is detected through surface plasmon resonance.
제1항에 있어서, 상기 바이오 센서 칩은 IL-2, IL-2 수용체 알파, 또는 IL-2와 IL-2 수용체 알파의 복합체 중 적어도 하나를 30분 이내에 검출하는, 바이오 센서 칩.
The biosensor chip of claim 1 , wherein the biosensor chip detects at least one of IL-2, IL-2 receptor alpha, or a complex of IL-2 and IL-2 receptor alpha within 30 minutes.
제1항에 있어서, 상기 트랜스듀서는 금속 박막을 포함하는 것인, 바이오 센서 칩.
The biosensor chip of claim 1 , wherein the transducer comprises a metal thin film.
제18항에 있어서, 상기 금속 박막은 시스테아민(cysteamine)으로 표면 개질된 것인, 바이오 센서 칩.
The biosensor chip of claim 18, wherein the metal thin film is surface-modified with cysteamine.
제18항에 있어서, 상기 금속 박막은 금 박막인 것인, 바이오 센서 칩.
The biosensor chip of claim 18, wherein the metal thin film is a gold thin film.
IL-2, IL-2 수용체 알파, 또는 IL-2와 IL-2 수용체 알파의 복합체 중 적어도 하나의 검출방법으로서,
제1항 내지 제19항에 기재된 바이오센서 칩을 제공하는 단계;
혈액 중 혈청을 분리하는 단계; 및
분리한 혈청을 상기 바이오 센서 칩 위에 흘리는 단계를 포함하는, 검출방법.
A method for detecting at least one of IL-2, IL-2 receptor alpha, or a complex of IL-2 and IL-2 receptor alpha, comprising:
providing the biosensor chip according to any one of claims 1 to 19;
Separating serum from blood; and
A detection method comprising the step of flowing the separated serum onto the biosensor chip.
제21항에 있어서, 상기 검출방법은 센서 칩의 광학적 성질의 변화를 측정하는 단계를 포함하는, 검출방법.
22. The method of claim 21, wherein the detecting method comprises measuring a change in an optical property of a sensor chip.
제1항 내지 제20항에 기재된 바이오 센서 칩을 포함하는 암의 진단용 조성물.
A composition for diagnosis of cancer comprising the biosensor chip according to any one of claims 1 to 20.
제23항에 있어서, 상기 암은 폐암, 식도암, 흉선암, 유방암, 간암, 위암, 대장암, 췌장암, 자궁경부암, 피부암, 전립선암, 난소암, 갑상선암, 방광암, 두경부암, 골수암, 담도암, 만성 골수성 증식 질환 (chronic myeloproliferative disease; cMPD), 원인불명 골수화생 (agnogenic myeloid metaplasia; MMM), 만성 골수성 백혈병 (chronic myeloid leukaemia; CML), 진성 적혈구 증가증 (polycythaemia vera; PV), 진성 고혈소판증 (essential thrombocythemia; ET), 혈액 악성 종양 (haematological malignancies), 비-혈액 악성 종양, 신장, 두경부, 식도, 비인두, 간 및 폐의 악성 흑색종 및 암종, 림프구 증식 질환(lymphoproliferative disorders), 백혈병, 급성 골수성 백혈병 (Acute myelocytic leukaemia), 성인 T-세포 백혈병, 성인 T-세포 림프종, 만성 림프구성 백혈병, 모발 세포 백혈병, 급성 림프모구 백혈병 (Acute lymphoblastic leukaemia), 림프종, 역형성 대세포 림프종 (Anaplastic large-cell lymphoma), 피부 T-세포 림프종 (Cutaneous T-cell lymphoma), 균상 식육종 (Mycosis fungoides), 비-호지킨 림프종 (Non-Hodgkin's lymphomas), 호지킨 림프종, 말초 T-세포 림프종 (Peripheral T-cell lymphomas), 다발성 골수종, 악성 고형 종양 (malignant solid tumor), 악성 흑색종, 연조직 육종 (Soft tissue sarcomas), 신장세포암, 유아 신생물(Childhood neoplasia), 빌름스 종양(Wilms' tumor), 골조직 육종 (Sarcomas of bone tissues), 또는 혈구탐식성-조직구성 증후군인 것인, 조성물.
The method of claim 23, wherein the cancer is lung cancer, esophageal cancer, thymus cancer, breast cancer, liver cancer, stomach cancer, colorectal cancer, pancreatic cancer, cervical cancer, skin cancer, prostate cancer, ovarian cancer, thyroid cancer, bladder cancer, head and neck cancer, bone marrow cancer, biliary tract cancer, Chronic myeloproliferative disease (cMPD), agnogenic myeloid metaplasia (MMM), chronic myeloid leukemia (CML), polycythaemia vera (PV), true thrombocytopenia ( essential thrombocythemia (ET), haematological malignancies, non-hematologic malignancies, malignant melanomas and carcinomas of the kidney, head and neck, esophagus, nasopharynx, liver and lung, lymphoproliferative disorders, leukemia, acute Acute myelocytic leukemia, adult T-cell leukemia, adult T-cell lymphoma, chronic lymphocytic leukemia, hairy cell leukemia, Acute lymphoblastic leukemia, lymphoma, Anaplastic large-cell lymphoma cell lymphoma), Cutaneous T-cell lymphoma, Mycosis fungoides, Non-Hodgkin's lymphomas, Hodgkin's lymphoma, Peripheral T-cell lymphoma cell lymphomas), multiple myeloma, malignant solid tumor, malignant melanoma, soft tissue sarcomas, renal cell carcinoma, childhood neoplasia, Wilms' tumor, bone tissue Sarcomas of bone tissues, or hemophagocytic-tissues constitutive syndrome.
제1항 내지 제20항에 기재된 바이오 센서 칩을 포함하는, 암의 진단 키트.
A cancer diagnostic kit comprising the biosensor chip according to any one of claims 1 to 20.
제25항에 있어서, 상기 암은 폐암, 식도암, 흉선암, 유방암, 간암, 위암, 대장암, 췌장암, 자궁경부암, 피부암, 전립선암, 난소암, 갑상선암, 방광암, 두경부암, 골수암, 담도암, 만성 골수성 증식 질환 (chronic myeloproliferative disease; cMPD), 원인불명 골수화생 (agnogenic myeloid metaplasia; MMM), 만성 골수성 백혈병 (chronic myeloid leukaemia; CML), 진성 적혈구 증가증 (polycythaemia vera; PV), 진성 고혈소판증 (essential thrombocythemia; ET), 혈액 악성 종양 (haematological malignancies), 비-혈액 악성 종양, 신장, 두경부, 식도, 비인두, 간 및 폐의 악성 흑색종 및 암종, 림프구 증식 질환(lymphoproliferative disorders), 백혈병, 급성 골수성 백혈병 (Acute myelocytic leukaemia), 성인 T-세포 백혈병, 성인 T-세포 림프종, 만성 림프구성 백혈병, 모발 세포 백혈병, 급성 림프모구 백혈병 (Acute lymphoblastic leukaemia), 림프종, 역형성 대세포 림프종 (Anaplastic large-cell lymphoma), 피부 T-세포 림프종 (Cutaneous T-cell lymphoma), 균상 식육종 (Mycosis fungoides), 비-호지킨 림프종 (Non-Hodgkin's lymphomas), 호지킨 림프종, 말초 T-세포 림프종 (Peripheral T-cell lymphomas), 다발성 골수종, 악성 고형 종양 (malignant solid tumor), 악성 흑색종, 연조직 육종 (Soft tissue sarcomas), 신장세포암, 유아 신생물(Childhood neoplasia), 빌름스 종양(Wilms' tumor), 골조직 육종 (Sarcomas of bone tissues), 또는 혈구탐식성-조직구성 증후군인 것인, 진단 키트. The method of claim 25, wherein the cancer is lung cancer, esophageal cancer, thymus cancer, breast cancer, liver cancer, stomach cancer, colorectal cancer, pancreatic cancer, cervical cancer, skin cancer, prostate cancer, ovarian cancer, thyroid cancer, bladder cancer, head and neck cancer, bone marrow cancer, biliary tract cancer, Chronic myeloproliferative disease (cMPD), agnogenic myeloid metaplasia (MMM), chronic myeloid leukemia (CML), polycythaemia vera (PV), true thrombocytopenia ( essential thrombocythemia (ET), haematological malignancies, non-hematologic malignancies, malignant melanomas and carcinomas of the kidney, head and neck, esophagus, nasopharynx, liver and lung, lymphoproliferative disorders, leukemia, acute Acute myelocytic leukemia, adult T-cell leukemia, adult T-cell lymphoma, chronic lymphocytic leukemia, hairy cell leukemia, Acute lymphoblastic leukemia, lymphoma, Anaplastic large-cell lymphoma cell lymphoma), Cutaneous T-cell lymphoma, Mycosis fungoides, Non-Hodgkin's lymphomas, Hodgkin's lymphoma, Peripheral T-cell lymphoma cell lymphomas), multiple myeloma, malignant solid tumor, malignant melanoma, soft tissue sarcomas, renal cell carcinoma, childhood neoplasia, Wilms' tumor, bone tissue Sarcomas of bone tissues, or hemophagocytic The diagnostic kit, which is a direct syndrome.
KR1020210019392A 2021-02-10 2021-02-10 A method for detecting il-2 and soulble il-2 receptor alpha using a hydrogel and method for diagnosis of cancer using the same KR20220115411A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210019392A KR20220115411A (en) 2021-02-10 2021-02-10 A method for detecting il-2 and soulble il-2 receptor alpha using a hydrogel and method for diagnosis of cancer using the same
PCT/KR2021/016410 WO2022173092A1 (en) 2021-02-10 2021-11-11 Method for detecting il-2 and soluble il-2 receptor alpha using hydrogel, and method for diagnosing cancer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210019392A KR20220115411A (en) 2021-02-10 2021-02-10 A method for detecting il-2 and soulble il-2 receptor alpha using a hydrogel and method for diagnosis of cancer using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220115411A true KR20220115411A (en) 2022-08-17

Family

ID=82837848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210019392A KR20220115411A (en) 2021-02-10 2021-02-10 A method for detecting il-2 and soulble il-2 receptor alpha using a hydrogel and method for diagnosis of cancer using the same

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20220115411A (en)
WO (1) WO2022173092A1 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9207173B2 (en) * 2013-03-14 2015-12-08 The Florida International University Board Of Trustees Surface plasmon resonance based sensing devices and methods for real-time analysis of analyte secretion from living cells
KR101754774B1 (en) * 2015-12-29 2017-07-06 주식회사 스칼라팍스트롯 Biochip and Method of manufacturing the Biochip

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022173092A1 (en) 2022-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4566912B2 (en) WT1 vaccine indication selection method
US20110039717A1 (en) Methods and systems for detecting and/or sorting targets
Schattner et al. Tumor necrosis factor in familial Mediterranean fever
US7470550B2 (en) Method of evaluating cell activity
CA3115117A1 (en) Ultrabright fluorescent nanoconstructs as universal enhancers
Rahbar et al. Sensitive colorimetric detection of interleukin-6 via lateral flow assay incorporated silver amplification method
de Souza Sene et al. A point of care lateral flow assay for rapid and colorimetric detection of interleukin 6 and perspectives in bedside diagnostics
Knörr et al. Blood cytokine concentrations in pediatric patients with anaplastic lymphoma kinase-positive anaplastic large cell lymphoma
WO2018159212A1 (en) Method for detecting constituent component of antibody-drug conjugate
AU715973B2 (en) Polymeric film, assay and method for direct colorimetric detection of analytes
Lin et al. Molecularly imprinted polymer-based biosensors: For the early, rapid detection of pathogens, biomarkers, and toxins in clinical, environmental, or food samples
Narla et al. Recent advances in the synthesis and biomedical applications of chain-end functionalized glycopolymers
Lee et al. Detection of thioredoxin-1 using ultra-sensitive ELISA with enzyme-encapsulated human serum albumin nanoparticle
EP1391730A1 (en) Biopolymer-containing gel
KR20220115411A (en) A method for detecting il-2 and soulble il-2 receptor alpha using a hydrogel and method for diagnosis of cancer using the same
Cennamo et al. Towards a point-of-care test to cover atto-femto and pico-nano molar concentration ranges in interleukin 6 detection exploiting PMMA-based plasmonic biosensor chips
Cho et al. A novel peptide-based recognition probe for the sensitive detection of CD44 on breast cancer stem cells
EP2837691B1 (en) Polymerized conjugates for biological applications
Chavan et al. Recombinant histidine-tagged nano-protein-based highly sensitive electro-sensing device for salivary cortisol
Yang et al. New tool for rapid and accurate detection of interleukin-2 and soluble interleukin-2 receptor α in cancer diagnosis using a bioresponsive microgel and multivalent protein binding
Zhang et al. Recent advancement of PD-L1 detection technologies and clinical applications in the era of precision cancer therapy
Teoh et al. Tuning Surface Plasmon Resonance Responses through Size and Crosslinking Control of Multivalent Protein Binding-Capable Nanoscale Hydrogels
CN105759050B (en) It is a kind of quantitatively to detect Troponin I content immunofluorescent reagent box and preparation method
Park et al. Multifunctional microparticles with stimulation and sensing capabilities for facile NK cell activity assay
Castaño et al. Microfluidic methods for precision diagnostics in food allergy

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application