KR20220020307A

KR20220020307A - Gram-negative bacterial detection composition comprising colistin conjugated with labeling material and method for detecting Gram-negative bacteria using thereof

Info

Publication number: KR20220020307A
Application number: KR1020220012568A
Authority: KR
Inventors: 정현정; 류제성
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2019-10-17
Filing date: 2022-01-27
Publication date: 2022-02-18
Also published as: KR20210045879A; KR20230061323A

Abstract

The present invention relates to a composition for detecting gram-negative bacteria including a colistin conjugate bonded with a labeling material and a use thereof, and more specifically, to a composition for detecting gram-negative bacteria including a colistin conjugate labeled with a labeling material and a method for detecting gram-negative bacteria using the composition. As a result of an exemplary study by present inventors to use an antibiotic called colistin or polymixin E for detection of the gram-negative bacteria, by selecting the colistin conjugate bonded with the colistin and the labeling material as a selective ligand, the ligand has general and specific selectivity for various gram-negative bacteria, and the gram-negative bacteria are rapidly detected for various samples. According to the present invention, the composition and the detecting method using the composition are usefully used for diagnosing human infection, testing food, and testing water pollution as a platform for rapidly diagnosing the gram-negative bacteria.

Description

표지물질이 접합된 콜리스틴 컨쥬게이트를 포함하는 그람 음성균 검출용 조성물 및 이를 이용한 그람 음성균의 검출 방법{Gram-negative bacterial detection composition comprising colistin conjugated with labeling material and method for detecting Gram-negative bacteria using thereof}Gram-negative bacterial detection composition comprising colistin conjugated with labeling material and method for detecting Gram-negative bacteria using thereof

본　발명은　표지물질이 접합된 콜리스틴 컨쥬게이트를 포함하는 그람 음성균 검출용 조성물 및 이의 용도에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 표지물질로 표지된 콜리스틴 컨쥬게이트를 포함하는 그람 음성균 검출용 조성물 및 상기 조성물을 이용하는 그람 음성균의 검출 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for detecting gram-negative bacteria comprising a colistin conjugate to which a label is conjugated and a use thereof, and more specifically, a composition for detecting gram-negative bacteria comprising a colistin conjugate labeled with a label, and the composition It relates to a method for detecting Gram-negative bacteria using

그람 음성균의 외부막은 특징적인 구조와 물질로 이루어져 있으며, 이는 내독소 (endotoxin)의 주요 출처이며 항생제가 작용하는 주요 표적이다. 그람 음성균에 의한 병원 내 감염과 사회에서의 감염은 대부분의 경우 숙주의 면역력 문제가 생길 때 발생하는 기회성 감염으로 심각한 건강상의 위험을 야기한다.The outer membrane of Gram-negative bacteria is composed of characteristic structures and materials, which are a major source of endotoxin and a major target for antibiotics. Nosocomial and social infections caused by Gram-negative bacteria are in most cases opportunistic infections that occur when the host's immune system is compromised and pose serious health risks.

그런데 현대의 감염에 대한 치료의 대부분은 증상에 기반한 진단을 한 후 그람 음성균 및 그람 양성균 전체에 작용하는 광범위 항생제를 사용하는 것으로, 이러한 방식으로 최근의 몇 십년간 지속적으로 항생제가 남용되었고, 그 결과 항생제에 대한 다제내성을 갖는 병원균이 인류 전체를 위협하게 되어 새로운 항생제를 필연적으로 개발해야 하게 되었으며, 새로운 항생제는 기존의 항생제보다 더 광범위하게 작용하는 항생제 또는 그람 음성과 그람 양성균에 대해서 선택적으로 적용 가능한 항생제의 개발에 초점이 맞춰져 있는바, 그람 음성균과 그람 양성균을 빠르고 정확하게 구별하는 것은 항생제의 오남용을 확실하게 줄이는 결과를 가져올 수 있을 것으로 예상된다.However, most of the treatments for modern infections are symptom-based diagnosis and then broad-spectrum antibiotics that act on both Gram-negative and Gram-positive bacteria. Pathogens with multi-drug resistance to antibiotics threaten the whole of mankind, so it is inevitable to develop new antibiotics. With the focus on the development of antibiotics, it is expected that rapidly and accurately distinguishing gram-negative bacteria from gram-positive bacteria will reduce the misuse of antibiotics.

또한 종래에 감염의 진단을 위해 사용되는 표준방식인 미생물 배양법은 2내지 7일의 긴 시간이 소요되었고, 큰 배양장비와 더불어 오염에 의한 오진의 가능성을 가지고 있었며, 핵산을 이용한 중합 효소 연쇄 반응 (PCR) 등은 높은 성공률을 보이지만 임상에서 복잡한 과정에 때문에 전문인력이 필요하고 위양성 (false-positive)의 가능성이 있었으며, 면역분석방법 (ELISA)은 단순한 진단방법을 이용하여 소형화 진단기기 등을 쉽게 개발할 수 있었지만, 다양한 표적에 대응하는 항체가 없어 적용범위가 좁은 문제점이 있었다. In addition, the conventional microbial culture method, which is a standard method used for diagnosis of infection, took a long time of 2 to 7 days, had a possibility of misdiagnosis due to contamination with large culture equipment, and polymerase chain reaction using nucleic acids. (PCR), etc., have a high success rate, but require specialized personnel due to the complicated process in clinical practice and there is a possibility of false-positive. Although it could be developed, there was a problem that the range of application was narrow because there were no antibodies corresponding to various targets.

이에, 보편화된 방식의 감염균 진단을 목표로 하기 위해 저 분자량의 항생제는 항체를 대체할 좋은 결합 리간드가 될 수 있고 큰 감염균 그룹에 존재하는 공통 물질을 표적하여 특이적으로 감지하는데 사용할 수 있다. 상기 항생제들은 각각 다양한 결합 메커니즘을 가지며 이러한 항생제의 특징을 특정 균에 대한 분석 및 진단을 위한 기술에 응용할 수 있다. 예를 들면 반코마이신과 답토마이신은 그람 양성균에 대한 결합 리간드로서 펩티도글리칸의 소단위 분자와 세포막을 표적으로 하며, 자기 또는 형광을 이용한 분석 진단에 사용할 수 있다. Therefore, in order to target infectious bacteria diagnosis in a universal manner, low molecular weight antibiotics can be a good binding ligand to replace antibodies, and can be used to specifically detect common substances existing in a large group of infectious bacteria. Each of the antibiotics has various binding mechanisms, and the characteristics of these antibiotics can be applied to techniques for analysis and diagnosis of specific bacteria. For example, vancomycin and daptomycin target peptidoglycan subunit molecules and cell membranes as binding ligands for Gram-positive bacteria, and can be used for analytical diagnosis using magnetic or fluorescence.

그람 음성균을 검출하기 위해 폴리믹신으로 알려진 항생제를 사용한 연구가 있으나 (한국공개특허공보 제10-2018-0066103호), 이전의 폴리믹신을 이용한 연구는 나노파티클에 기반한 분석법 및 면역 분석을 중심으로 진행된 것으로 단일 유형의 항생제를 리간드로 사용하여 그람 음성균을 범용적으로 검출하되, 그람 양성균과 특이적으로 검출하거나, 다른 생체 분자 또는 포유류 세포 등을 포함한 복잡하는 환경에서 그람 양성균을 특이적으로 검출한 연구는 전무한 실정이다.There is a study using an antibiotic known as polymyxin to detect Gram-negative bacteria (Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2018-0066103), but previous studies using polymyxin have been conducted mainly on nanoparticle-based assays and immunoassays. A study that uses a single type of antibiotic as a ligand to universally detect gram-negative bacteria, but specifically detects gram-positive bacteria or specifically detects gram-positive bacteria in a complex environment including other biomolecules or mammalian cells. is non-existent.

본 발명자들은 콜리스틴 또는 폴리믹신 E로 불리는 항생제를 그람 음성균의 검출에 이용하기 위해 예의 연구한 결과, 선택적 리간드로서 콜리스틴을 선택하여 상기 리간드가 다양한 그람 음성균에 대해 범용적이면서도 특이적인 선택성을 가지고, 다양한 시료에 대해 그람 음성균을 신속하게 검출할 수 있음을 최초로 확인하여, 본 발명을 완성하였다.As a result of intensive research to use an antibiotic called colistin or polymyxin E for detection of gram-negative bacteria, the present inventors selected colistin as a selective ligand so that the ligand has universal and specific selectivity against various gram-negative bacteria. , it was confirmed for the first time that Gram-negative bacteria can be rapidly detected for various samples, thereby completing the present invention.

이에, 본 발명은 표지물질이 접합된 콜리스틴 컨쥬게이트 (Colistin conjugate)를 포함하는, 그람 음성균 (Gram-negative bacteria) 검출용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a composition for detecting Gram-negative bacteria, comprising a colistin conjugate to which a label is conjugated.

또한 본 발명은 상기 조성물을 포함하는, 그람 음성균 검출용 키트를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a kit for detecting Gram-negative bacteria, comprising the composition.

또한 본 발명은 하기의 단계를 포함하는, 그람 음성균의 검출 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a method for detecting Gram-negative bacteria, comprising the following steps.

(a) 표지물질이 접합된 콜리스틴 컨쥬게이트 (Colistin conjugate)를 포함하는, 조성물을 검체 유래의 시료와 배양하여 검체 내 콜리스틴 컨쥬게이트가 표지된 그람음성균을 형성하는 단계; 및 (a) forming a colistin conjugate-labeled Gram-negative bacteria in the sample by culturing a composition comprising a colistin conjugate to which a labeling material is conjugated with a sample derived from the sample; and

(b) 상기 콜리스틴 컨쥬게이트가 표지된 그람음성균으로부터 형광변화를 측정하는 단계.(b) measuring the fluorescence change from the gram-negative bacteria labeled with the colistin conjugate.

그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은In order to achieve the object of the present invention as described above, the present invention

표지물질이 접합된 콜리스틴 컨쥬게이트 (Colistin conjugate)를 포함하는, 그람 음성균 (Gram-negative bacteria) 검출용 조성물을 제공한다.It provides a composition for detecting Gram-negative bacteria, comprising a colistin conjugate to which a label is conjugated.

본 발명의 일 구현예로, 상기 표지물질은 형광 물질로 형광 유기염료인 Cascade Blue, Pacific Blue, Pacific Orange, fluorescein, FITC, BODIPY-FL, Texas Red, TAMRA, FAM, rhodamine, coumarin, phycoerythrin, TRITC, Cy2, Cy3, Cy3.5, Cy5, Cy5.5, Cy7, Alexa Fluor350, Alexa Fluor 405, Alexa Fluor 430, Alexa Fluor 488, Alexa Fluor 500, Alexa Fluor 514, Alexa Fluor 532, Alexa Fluor 546, Alexa Fluor 555, Alexa Fluor 568, Alexa Fluor 594, Alexa Fluor 610, Alexa Fluor 633, Alexa Fluor 635, Alexa Fluor 647, Alexa Fluor 660, Alexa Fluor 680, Alexa Fluor 700, Alexa Fluor 750, Alexa Fluor 790과 형광 나노입자로서 CdSe 양자점, CdSe/ZnS 양자점, CdSeS/ZnS 양자점, CdTe 양자점, InP/ZnS 양자점, PbS 양자점, 탄소양자점 및 이들의 접합체 또는 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the labeling material is a fluorescent material, and the fluorescent organic dyes Cascade Blue, Pacific Blue, Pacific Orange, fluorescein, FITC, BODIPY-FL, Texas Red, TAMRA, FAM, rhodamine, coumarin, phycoerythrin, TRITC , Cy2, Cy3, Cy3.5, Cy5, Cy5.5, Cy7, Alexa Fluor350, Alexa Fluor 405, Alexa Fluor 430, Alexa Fluor 488, Alexa Fluor 500, Alexa Fluor 514, Alexa Fluor 532, Alexa Fluor 546, Alexa Fluor As fluorescent nanoparticles with 555, Alexa Fluor 568, Alexa Fluor 594, Alexa Fluor 610, Alexa Fluor 633, Alexa Fluor 635, Alexa Fluor 647, Alexa Fluor 660, Alexa Fluor 680, Alexa Fluor 700, Alexa Fluor 750, Alexa Fluor 790 It may be any one selected from the group consisting of CdSe quantum dots, CdSe/ZnS quantum dots, CdSeS/ZnS quantum dots, CdTe quantum dots, InP/ZnS quantum dots, PbS quantum dots, carbon quantum dots, and conjugates or mixtures thereof.

본 발명의 다른 구현예로, 상기 그람 음성균의 속 (genus)으로 Escherichia, Pseudomonas, Klebsiella, Citrobacter, Acinetobacter, Neisseria, Haemophilus, Chlamydia, Legionella, Helicobacter, Campylobacter, Salmonella, Moraxella, Stenotrophomonas, Proteus, Enterobacter, Serratia, Yersinia 및 그 외에 장내 세균 과에 포함된 속으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것일 수 있다.In another embodiment of the present invention, Escherichia, Pseudomonas, Klebsiella, Citrobacter, Acinetobacter, Neisseria, Haemophilus, Chlamydia, Legionella, Helicobacter, Campylobacter, Salmonella, Moraxella, Stenotrophomonas, Proteus, Enterobacter, as a genus of the Gram-negative bacteria , Yersinia and others may be any one or more selected from the group consisting of genus included in the family Enterobacteriaceae.

또한 본 발명은 상기 조성물을 포함하는, 그람 음성균 검출용 키트를 제공한다.The present invention also provides a kit for detecting Gram-negative bacteria, comprising the composition.

또한 본 발명은 하기의 단계를 포함하는, 그람 음성균의 검출 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for detecting Gram-negative bacteria, comprising the following steps.

(a) 표지물질이 접합된 콜리스틴 컨쥬게이트 (Colistin conjugate)를 포함하는, 조성물을 검체 유래의 시료와 배양하여 검체 내 콜리스틴 컨쥬게이트가 표지된 그람음성균을 형성하는 단계; 및(a) forming a colistin conjugate-labeled Gram-negative bacteria in the sample by culturing a composition comprising a colistin conjugate to which a labeling material is conjugated with a sample derived from the sample; and

(b) 상기 콜리스틴 컨쥬게이트가 표지된 그람음성균으로부터 형광변화를 측정하는 단계. (b) measuring the fluorescence change from the gram-negative bacteria labeled with the colistin conjugate.

본 발명의 일 구현예로, 상기 콜리스틴 컨쥬게이트의 농도는 0.001 μM 내지 100 μM인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the concentration of the colistin conjugate may be 0.001 μM to 100 μM.

본 발명의 다른 구현예로, 상기 배양은 4 시간 이하의 시간 동안 진행되는 것일 수 있다.In another embodiment of the present invention, the culture may be carried out for a time of 4 hours or less.

본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 검체 유래의 시료는 다수균의 혼합시료, 동물세포와의 혼합시료 및 혈액 유래 시료로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것일 수 있다.In another embodiment of the present invention, the sample-derived sample may be any one selected from the group consisting of a mixed sample of multiple bacteria, a mixed sample with animal cells, and a blood-derived sample.

본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 그람 음성균의 속 (genus)으로 Escherichia, Pseudomonas, Klebsiella, Citrobacter, Acinetobacter, Neisseria, Haemophilus, Chlamydia, Legionella, Helicobacter, Campylobacter, Salmonella, Moraxella, Stenotrophomonas, Proteus, Enterobacter, Serratia, Yersinia 및 그 외에 장내 세균 과에 포함된 속으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것일 수 있다.In another embodiment of the present invention, Escherichia, Pseudomonas, Klebsiella, Citrobacter, Acinetobacter, Neisseria, Haemophilus, Chlamydia, Legionella, Helicobacter, Campylobacter, Salmonella, Moraxella, Stenotrophomonas, Proteus, Enterobacter, It may be any one or more selected from the group consisting of Serratia, Yersinia, and other genera included in the Enterobacteriaceae family.

본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 (a) 단계 후, 상기 콜리스틴 컨쥬게이트가 표지된 그람음성균을 형성하지 않은 콜리스틴 컨쥬게이트를 세척하여 표지된 그람 음성균을 확보하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.In another embodiment of the present invention, after step (a), washing the colistin conjugate that does not form the gram-negative bacteria labeled with the colistin conjugate to secure the labeled gram-negative bacteria can

본 발명자들은 콜리스틴 또는 폴리믹신 E로 불리는 항생제를 그람 음성균의 검출에 이용하기 위해 예의 연구한 결과, 선택적 리간드로서 콜리스틴 및 표지물질이 접합된 콜리스틴 컨쥬게이트를 선택하여 상기 리간드가 다양한 그람 음성균에 대해 범용적이면서도 특이적인 선택성을 가지고, 다양한 시료에 대해 그람 음성균을 신속하게 검출할 수 있음을 최초로 확인하였는바, 본 발명에 따른 조성물 및 상기 조성물을 이용하는 검출방법은 신속한 그람 음성균 진단을 위한 플랫폼으로서, 인체 감염의 진단, 식료품 검사, 수질 오염 검사 등에 유용하게 쓰일 것으로 기대된다.As a result of intensive research to use an antibiotic called colistin or polymyxin E for detection of gram-negative bacteria, the present inventors selected a colistin conjugate in which colistin and a label were conjugated as a selective ligand, and the ligand was various gram-negative bacteria. It was confirmed for the first time that Gram-negative bacteria can be rapidly detected in various samples with universal and specific selectivity for As such, it is expected to be useful for diagnosis of human infection, food inspection, and water contamination inspection.

도 1은 본 발명에 따른 콜리스틴 (폴리믹신 E) 및 콜리스틴-Cy3 의 다양한 이형체의 화학 구조식을 나타낸 것이다.
도 2는 콜리스틴-Cy3를 균 시료에 첨가한 후 배양하여 그람 음성균을 선택적으로 표지하고, 형광 분석을 통해 그람 음성균의 검출 및 정량 분석하는 기술을 모식적으로 나타낸 것이다.
도 3은 다양한 농도의 콜리스틴-Cy3 또는 콜리스틴 컨쥬게이트와 균 시료의 배양 시간을 달리한 경우의 대장균 (E. coli)과 황색포도상구균 (S. aureus)에 대한 표지 정도를 나타낸 결과로서, 도 3a는 콜리스틴-Cy3를 다양한 농도로 대장균 (E. coli)과 황색포도상구균 (S. aureus)에 첨가하고 10분간 배양하여 형광도를 마이크로플레이트 형광분석기로 측정한 결과를 나타낸 것이고, 도 3b는 콜리스틴-Cy3를 다양한 농도로 대장균 (E. coli)과 황색포도상구균 (S. aureus)에 첨가하고 10분간 배양하여 형광신호를 공초점현미경으로 관찰한 결과를 이미지로 나타낸 것이며, 도 3c는 콜리스틴-Cy3, 농도 1 μM에서 배양 시간을 달리하여 대장균 (E. coli)과 황색포도상구균 (S. aureus)을 배양한 후 형광도를 마이크로플레이트 형광분석기로 측정한 결과를 나타낸 것이며, 도 3d는 콜리스틴-Cy3, 농도 1 μM에서 배양 시간을 달리하여 대장균 (E. coli)과 황색포도상구균 (S. aureus)을 배양한 후 형광신호를 공초점현미경으로 관찰한 결과를 이미지로 나타낸 것이다.
도 4는 범용적 리간드로써 콜리스틴-Cy3의 다양한 병원성의 그람 음성균에 대한 선택성을 검증하기 위해, 그람 음성균과 그람 양성균에 콜리스틴-Cy3를 적용한 후 형광도를 마이크로플레이트 형광분석기로 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 범용적 리간드로써 콜리스틴-Cy3의 다양한 병원성의 그람 음성균에 대한 선택성을 검증하기 위해, 그람 음성균과 그람 양성균에 콜리스틴-Cy3를 적용한 후 형광도를 공초점 현미경을 이용하여 관찰한 결과를 이미지로 나타낸 것이다.
도 6은 콜리스틴-Cy3의 그람 음성균에 대한 결합 특성을 분석하기 위하여 콜리스틴-Cy3, 1 μM와 함께 개질하지 않은 콜리스틴을 다양한 농도로 첨가하여 대장균 (E. coli)과 황색포도상구균 (S. aureus)을 배양한 후 형광도를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 콜리스틴-Cy3가 그람 양성균과 그람 음성균에 미치는 독성 효과를 확인하기 위해 1.5 시간 동안 1 μM의 콜리스틴-Cy3을 상기 균에 첨가한 후 WST-8 키트를 이용하여 생존률을 분석한 결과를 나타낸 것이다.
도 8은 그람 음성균이 2 종 이상 또는 그람 음성균 및 그람 양성균이 2 종 이상 동시에 존재하는 혼합 시료에 콜리스틴-Cy3를 첨가하여 표지한 후 형광분석기로 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 9는 대장균 (E. coli, 그람 음성균)과 포유류 세포가 혼합된 시료에서 그람 음성균을 콜리스틴-Cy3로 표지한 후 형광분석기로 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 10은 대장균 (E. coli, 그람 음성균)과 포유류 세포가와 혼합된 시료에서 그람 음성균을 콜리스틴-Cy3로 표지한 후 공초점현미경으로 관찰한 결과를 이미지로 나타낸 것이다.
도 11은 다양한 비율의 혈청 용액 내 그람 음성균 (대장균), 그람 양성균 (황색포도상구균, 대조군)을 콜리스틴-Cy3로 표지한 후 표지된 그람 음성균의 형광도를 마이크로플레이트 형광분석기로 측정한 결과를 나타낸 것이다.1 shows the chemical structural formulas of various isoforms of colistin (polymyxin E) and colistin-Cy3 according to the present invention.
2 schematically shows a technique for selectively labeling gram-negative bacteria by culturing after adding colistin-Cy3 to a bacterial sample, and detecting and quantitatively analyzing the gram-negative bacteria through fluorescence analysis.
3 is a result showing the degree of labeling for E. coli ( E. coli ) and Staphylococcus aureus ( S. aureus ) when the incubation time of various concentrations of colistin-Cy3 or colistin conjugate and the bacterial sample is changed; Figure 3a shows the results of measuring the fluorescence with a microplate fluorescence analyzer after adding colistin-Cy3 at various concentrations to E. coli and Staphylococcus aureus ( S. aureus ) and incubating for 10 minutes, Figure 3b is an image of colistin-Cy3 at various concentrations added to E. coli and Staphylococcus aureus ( S. aureus ) and incubated for 10 minutes to observe the fluorescence signal under a confocal microscope, FIG. 3c is Colistin-Cy3, after culturing E. coli and Staphylococcus aureus ( S. aureus ) for different incubation times at a concentration of 1 μM, shows the results of measuring fluorescence with a microplate fluorescence analyzer, FIG. 3d is an image of the result of observing the fluorescence signal with a confocal microscope after culturing E. coli and Staphylococcus aureus ( S. aureus ) at different incubation times at colistin-Cy3, concentration of 1 μM.
4 is a general-purpose ligand, in order to verify the selectivity of colistin-Cy3 for various pathogenic Gram-negative bacteria, after applying colistin-Cy3 to Gram-negative and Gram-positive bacteria, the fluorescence intensity was measured with a microplate fluorescence analyzer. it has been shown
5 is a general-purpose ligand, in order to verify the selectivity of colistin-Cy3 for various pathogenic Gram-negative bacteria, after applying colistin-Cy3 to Gram-negative and Gram-positive bacteria, the fluorescence intensity was observed using a confocal microscope. is shown as an image.
Figure 6 is colistin-Cy3 by adding unmodified colistin at various concentrations together with colistin-Cy3, 1 μM in order to analyze the binding properties of colistin-Cy3 to Gram-negative bacteria E. coli ( E. coli ) and Staphylococcus aureus ( S ) . aureus ) shows the results of measuring fluorescence after culturing.
7 is a result of analyzing the survival rate using a WST-8 kit after adding 1 μM of colistin-Cy3 to the bacteria for 1.5 hours to confirm the toxic effect of colistin-Cy3 on gram-positive and gram-negative bacteria. is shown.
FIG. 8 shows the results measured by a fluorescence analyzer after adding and labeling a mixed sample in which two or more gram-negative bacteria or two or more gram-negative and gram-positive bacteria exist simultaneously.
9 shows the results of measurement by a fluorescence analyzer after labeling the gram-negative bacteria with colistin-Cy3 in a sample in which E. coli ( E. coli , gram-negative bacteria) and mammalian cells are mixed.
10 is an image showing the results of observation with a confocal microscope after labeling the gram-negative bacteria with colistin-Cy3 in a sample mixed with E. coli ( E. coli , gram-negative bacteria) and mammalian cells.
11 shows the results of measuring the fluorescence of Gram-negative bacteria (E. coli) and Gram-positive bacteria (Staphylococcus aureus, control) in serum solutions of various ratios with colistin-Cy3, and then measuring the fluorescence of the labeled Gram-negative bacteria with a microplate fluorescence analyzer. it has been shown

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명자들은 콜리스틴 또는 폴리믹신 E로 불리는 항생제를 그람 음성균의 검출에 이용하기 위해 예의 연구한 결과, 그람 음성균 그룹과 결합하는 선택적 리간드로서 콜리스틴을 선택하여 다양한 그람 음성균에 대해 범용적이면서도 특이적인 선택성을 가지고 다양한 시료에 대해 그람 음성균을 신속하게 검출할 수 있음을 최초로 확인하였는바, 이에 기초하여 본 발명을 완성하였다.As a result of intensive research to use an antibiotic called colistin or polymyxin E for detection of gram-negative bacteria, the present inventors selected colistin as a selective ligand that binds to a group of gram-negative bacteria. It was first confirmed that Gram-negative bacteria can be rapidly detected in various samples with selectivity, and the present invention was completed based on this.

이에, 본 발명은 표지물질이 접합된 콜리스틴 컨쥬게이트 (Colistin conjugate)를 포함하는, 그람 음성균 (Gram-negative bacteria) 검출용 조성물을 제공하며, 콜리스틴과 표지물질이 결합된 콜리스 컨쥬게이트는 콜리스틴의 아민기에 검출 가능한 표지물질을 화학결합으로 연결한 것일 수 있으나, 결합의 종류가 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 검출 가능한 표지물질은 형광 물질로 형광 유기염료인 Cascade Blue, Pacific Blue, Pacific Orange, fluorescein, FITC, BODIPY-FL, Texas Red, TAMRA, FAM, rhodamine, coumarin, phycoerythrin, TRITC, Cy2, Cy3, Cy3.5, Cy5, Cy5.5, Cy7, Alexa Fluor350, Alexa Fluor 405, Alexa Fluor 430, Alexa Fluor 488, Alexa Fluor 500, Alexa Fluor 514, Alexa Fluor 532, Alexa Fluor 546, Alexa Fluor 555, Alexa Fluor 568, Alexa Fluor 594, Alexa Fluor 610, Alexa Fluor 633, Alexa Fluor 635, Alexa Fluor 647, Alexa Fluor 660, Alexa Fluor 680, Alexa Fluor 700, Alexa Fluor 750, Alexa Fluor 790과 형광 나노입자로서 CdSe 양자점, CdSe/ZnS 양자점, CdSeS/ZnS 양자점, CdTe 양자점, InP/ZnS 양자점, PbS 양자점, 탄소양자점 및 이들의 유도체 또는 혼합물인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Accordingly, the present invention provides a composition for detecting Gram-negative bacteria, comprising a colistin conjugate to which a label is conjugated, and the Colistin conjugate to which colistin and a label are combined is A detectable labeling material may be chemically linked to the amine group of Steen, but the type of bond is not limited thereto, and the detectable labeling material is a fluorescent material such as Cascade Blue, Pacific Blue, Pacific Orange, fluorescein, FITC, BODIPY-FL, Texas Red, TAMRA, FAM, rhodamine, coumarin, phycoerythrin, TRITC, Cy2, Cy3, Cy3.5, Cy5, Cy5.5, Cy7, Alexa Fluor350, Alexa Fluor 405, Alexa Fluor 430, Alexa Fluor 488, Alexa Fluor 500, Alexa Fluor 514, Alexa Fluor 532, Alexa Fluor 546, Alexa Fluor 555, Alexa Fluor 568, Alexa Fluor 594, Alexa Fluor 610, Alexa Fluor 633, Alexa Fluor 635, Alexa Fluor 647, Alexa Fluor 660, Alexa Fluor 680, Alexa Fluor 700, Alexa Fluor 750, Alexa Fluor 790 and CdSe quantum dots, CdSe/ZnS quantum dots, CdSeS/ZnS quantum dots, CdTe quantum dots, InP/ZnS quantum dots, PbS quantum dots, carbon quantum dots and these as fluorescent nanoparticles It may be a derivative or mixture of, but is not limited thereto.

또한 본 발명은 상기 조성물을 포함하는, 그람 음성균 검출용 키트를 제공한다. The present invention also provides a kit for detecting Gram-negative bacteria, comprising the composition.

본 발명에서 검출의 대상으로 하는 “그람 음성균 (Gram-negative bacteria)”은 그람염색을 통해 박테리아를 구분할때, crystal violet　시약의 색을 유지하지 못하는 박테리아 그룹을 지칭하며, 내부　세포질 막과　외막　사이에 얇은 펩티도글리칸　세포벽이 샌드위치 모양처럼 구성된 것이 그람음성균 세포벽의 특징이다. 그람 음성균은 전 세계적으로 퍼져 있으며, 거의 모든 생활 환경에서 생존할 수 있다. 또한 상기 그람 음성균의 속 (genus)으로 Escherichia, Pseudomonas, Klebsiella, Citrobacter, Acinetobacter, Neisseria, Haemophilus, Chlamydia, Legionella, Helicobacter, Campylobacter, Salmonella, Moraxella, Stenotrophomonas, Proteus, Enterobacter, Serratia, Yersinia 및 그 외에 장내 세균 과에 포함된 속과 같은 많은 병원성 박테리아가 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다. "Gram-negative bacteria", which is the target of detection in the present invention, refers to a group of bacteria that cannot maintain the color of the crystal violet reagent when distinguishing bacteria through Gram staining, and is located between the inner cytoplasmic membrane and the outer membrane. A characteristic feature of the cell wall of Gram-negative bacteria is that the thin peptidoglycan cell wall is structured like a sandwich. Gram-negative bacteria are worldwide and can survive in almost any living environment. In addition, Escherichia, Pseudomonas, Klebsiella, Citrobacter, Acinetobacter, Neisseria, Haemophilus, Chlamydia, Legionella, Helicobacter, Campylobacter, Salmonella, Moraxella, Stenotrophomonas, Proteus, Enterobacter, Serratia, Many pathogenic bacteria such as genera included in the family include, but are not limited to.

본 발명에 있어서, “콜리스틴 (Colistin)”은 일본에서 개발된　항생물질의 하나 일본 후쿠시마현의 토양속에서 고야마 (小山) 등 (1950년)에 의해 분리된 것의　배양여액중에서 발견된 폴리믹신계 항생물질이다. 폴리믹신 B와 마찬가지로 주로 음성간균 (陰性杆菌)에 효과가 있고,　진균 및 그람양성균에는 항균력이 있다고 보고된다. 다른 항생물질과의　교차내성은 없고 항균작용도 살균적이며, 특히　녹농균,　백일해균에 대한 항균력이 강한 것이 특징이며, 강한 신독성을 지니고　내복에서는 거의 흡수되지 않는 특성을 가진다.In the present invention, “Colistin” is one of the antibiotics developed in Japan, polymyxin-based found in the culture filtrate of one isolated by Koyama et al. (1950) in the soil of Fukushima Prefecture, Japan. It is an antibiotic. Like polymyxin B, it is mainly effective against bacilli negative (陰性杆菌), and is reported to have antibacterial activity against 　fungi and gram-positive bacteria. It has no cross-resistance with other antibiotics, has antibacterial action, and is characterized by strong antibacterial activity against P. aeruginosa and pertussis in particular, has strong renal toxicity, and is hardly absorbed in internal use.

본 발명은 실시예에서 검출 과정의 최적화를 통해 형광물질이 접합된 콜리스틴 컨쥬게이트를 이용하여 다양한 배양조건에서, 그람 음성균을 가장 효과적으로 표지할 수 있고, 그람 음성균 이외의 균에 대한 비특이적 결합을 최소화하는 조건을 확립하여 그람 음성균의 검출 조건 (콜리스틴 컨쥬게이트의 배양 농도 및 콜리스틴 컨쥬게이트과 시료의 배양 시간)을 도출하였으며, 시료에 그람 음성균이 2 종 이상 또는 그람 음성균 및 그람 양성균이 2 종 이상 동시에 존재하는 경우의 혼합 시료에 대해 콜리스틴-Cy3를 이용한 표지 과정을 수행하여 각각 동일한 균 수로 2 종 또는3 종의 그람 음성균과 그람 양성균을 혼합한 개별 시료의 신호 합에 근접한 형광신호를 나타냄을 확인하였다 (실시예 3-1 참조). According to the present invention, Gram-negative bacteria can be most effectively labeled under various culture conditions by using a colistin conjugate to which a fluorescent material is conjugated through optimization of the detection process in Examples, and non-specific binding to bacteria other than Gram-negative bacteria is minimized. gram-negative bacteria detection conditions (culture concentration of colistin conjugate and incubation time of colistin conjugate and sample) were established, and two or more gram-negative bacteria or two or more gram-negative and gram-positive bacteria were A labeling process using colistin-Cy3 is performed on a mixed sample in the case of simultaneous presence, indicating that the fluorescence signal is close to the signal sum of the individual samples in which 2 or 3 types of Gram-negative and Gram-positive bacteria are mixed with the same number of bacteria. It was confirmed (refer to Example 3-1).

또한 균의 검출에 있어, 특히 인체나 동물 유래 시료는 다양한 생물화학적 물질, 인체 및 동물 세포 이외에 여러 가지 균 등이 함께 섞여 있을 가능성이 높으므로, 두 종류의 세포주 (H1975 와 HeLa)를 그람 음성균인 대장균과 혼합하고 콜리스틴-Cy3를 첨가하여 표지 및 형광분석을 진행한 결과, 포유류 세포와 대장균이 공존하는 경우에 대장균에서만 강한 형광신호가 관찰되어 콜리스틴-Cy3가 대장균에 대해서만 특이적으로 표지되어 검출이 가능함을 확인하였다 (실시예 3-2 참조). In addition, in the detection of bacteria, especially in human or animal-derived samples, there is a high possibility that various biochemical substances and various bacteria in addition to human and animal cells are mixed together. As a result of mixing with E. coli and adding colistin-Cy3 for labeling and fluorescence analysis, a strong fluorescence signal was observed only in E. coli when mammalian cells and E. coli coexist, and colistin-Cy3 was specifically labeled for E. coli. It was confirmed that detection is possible (see Example 3-2).

또한 본 발명에 따른 검출법이 혈청에 적용 가능한지 여부를 확인하기 위해, 다양한 농도 조건의 소 유래의 혈청을 준비하고 대장균을 첨가하여 본 발명에 따른 검출방법을 수행한 결과, 대장균 (그람 음성균)의 형광신호는 대조군인 그람 양성균과 비교하였을 때 일관되게 유의미하게 관찰됨을 확인하였다 (실시예 3-3 참조). In addition, in order to confirm whether the detection method according to the present invention is applicable to serum, serum derived from cattle of various concentration conditions was prepared and E. coli was added to perform the detection method according to the present invention. As a result, the fluorescence of E. coli (gram-negative) It was confirmed that the signal was consistently significantly observed as compared with the control, Gram-positive bacteria (see Example 3-3).

상기의 결과들은 혈청과 같이 다양한 생물화학적 물질이 포함된 복잡한 시료에서도 콜리스틴 컨쥬게이트가 그람 음성균을 표지하여 그람 음성균을 검출할 수 있음을 확인한 것이며, 특히 혈액에서 추출한 시료에서 균을 검출할 수 있다는 것은, 최소한의 침투경로를 이용하여 그람 음성균 검출에 관한 임상 진단이 가능함을 확인한 것이다.The above results confirm that the colistin conjugate can detect gram-negative bacteria by labeling gram-negative bacteria even in complex samples containing various biochemical substances such as serum. It is confirmed that clinical diagnosis regarding the detection of Gram-negative bacteria is possible using the minimum penetration route.

이에, 본 발명은 다른 양태로서, 본 발명은 하기의 단계를 포함하는, 그람 음성균의 검출 방법을 제공한다.Accordingly, in another aspect, the present invention provides a method for detecting Gram-negative bacteria, comprising the following steps.

본 발명에서 상기 콜리스틴 컨쥬게이트의 농도는 0.001 μM 내지 100 μM인 것일 수 있고, 바람직하게는 0.5 μM 내지 1 μM일 수 있고, 더욱 바람직하게는 1 μM일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the concentration of the colistin conjugate may be 0.001 μM to 100 μM, preferably 0.5 μM to 1 μM, and more preferably 1 μM, but is not limited thereto.

또한 본 발명에서 상기 배양 시간은 4시간 이하로 진행되는 것일 수 있고, 바람직하게는 10분 내지 120분 이하로 진행되는 것일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 10분 동안 진행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, in the present invention, the incubation time may be performed for 4 hours or less, preferably from 10 minutes to 120 minutes or less, and more preferably for 10 minutes, but is limited thereto. it is not

또한 본 발명에서 상기 검체 유래의 시료는 다수 균의 혼합시료, 동물세포와의 혼합시료 및 혈액 유래 시료로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Also, in the present invention, the sample-derived sample may be any one selected from the group consisting of a mixed sample of multiple bacteria, a mixed sample with animal cells, and a blood-derived sample, but is not limited thereto.

또한 본 발명에서 상기 (a) 단계 후, 상기 콜리스틴 컨쥬게이트가 표지된 그람음성균을 형성하지 않은 콜리스틴 컨쥬게이트를 세척하여 표지된 그람 음성균을 확보하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.Also, in the present invention, after step (a), the method may further include washing the colistin conjugate that does not form the gram-negative bacteria labeled with the colistin conjugate to secure the labeled gram-negative bacteria.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are presented to help the understanding of the present invention. However, the following examples are only provided for easier understanding of the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the following examples.

[실시예][Example]

실시예 1. 실험 준비 및 실험방법Example 1. Experimental preparation and experimental method

1-1. 콜리스틴-형광물질 컨쥬게이트 합성 1-1. Colistin-Fluorescent material conjugate synthesis

콜리스틴 및 표지물질이 결합한 것을 콜리스틴 컨쥬게이트라고 명칭한다. 상기 콜리스틴 컨쥬게이트를 합성하기 위해, 표지물질의 하나의 예, 형광물질인 Cy3를 콜리스틴에 접합하였다. A colistin and a labeling substance combined are called colistin conjugates. In order to synthesize the colistin conjugate, one example of a labeling material, Cy3, a fluorescent material, was conjugated to colistin.

그 결과, NHS ester로 활성화된 Cy3가 콜리스틴의 아민기와 반응하여 도 1에 나타낸 바와 같이 콜리스틴의 다수의 아민기 중 일부가 Cy3로 치환된 콜리스틴 컨쥬게이트의 혼합물이 생성됨을 확인하였다.As a result, it was confirmed that Cy3 activated with the NHS ester reacted with the amine group of colistin to produce a mixture of colistin conjugates in which some of the amine groups of colistin were substituted with Cy3 as shown in FIG. 1 .

1-2. 콜리스틴 컨쥬게이트 기반 그람 음성균 검출법 개발 및 최적화 1-2. Colistin conjugate-based Gram-negative bacteria detection method development and optimization

상기 1-1에서 제조된 콜리스틴 컨쥬게이트를 이용하여 하기와 같은 실험을 수행하여 검출법을 규명하고 검출조건을 최적화하였다.Using the colistin conjugate prepared in 1-1, the following experiment was performed to identify the detection method and optimize the detection conditions.

1-2-1. 콜리스틴 컨쥬게이트 기반 그람 음성균 검출 원리1-2-1. Colistin conjugate-based Gram-negative bacteria detection principle

폴리믹신은 환형 펩타이드 항생제의 일종이며, 폴리믹신의 L-diaminobutyric acid 작용기는 양전하를 가지고, acyl chain 작용기는 소수성을 가지므로 상기 L-diaminobutyric acid 작용기는 그람 음성균의 외막에 존재하는 지질다당류 (lipopolysaccharide)와 전기적 결합을 하고, 상기 acyl chain 작용기는 lipid A 와 소수성 작용을 한다. Polymyxin is a type of cyclic peptide antibiotic, and since the L-diaminobutyric acid functional group of polymyxin has a positive charge and the acyl chain functional group has hydrophobicity, the L-diaminobutyric acid functional group is a lipopolysaccharide present in the outer membrane of Gram-negative bacteria. and electrical bond, and the acyl chain functional group acts as a hydrophobic agent with lipid A.

본 발명에서 콜리스틴은 범용적 결합 리간드로서 다양한 종의 그람 음성균을 진단하기 위하여 사용하였다. 균주 시료를 첨가한 후 단일 과정의 배양을 통해 진단이 진행되고, 형광물질이 컨쥬게이트된 콜리스틴을 첨가한 후 정해진 시간 동안 배양하고, 다공성 필터를 이용하여 시료를 세척하였다. 상기 형광표지된 병원균은 도 2에 나타낸 바와 같이 형광도 측정과 현미경을 이용하여 분석하였다.In the present invention, colistin was used as a universal binding ligand to diagnose Gram-negative bacteria of various species. After adding the strain sample, the diagnosis was carried out through a single process of culture, and after adding colistin to which a fluorescent material was conjugated, incubated for a predetermined time, and the sample was washed using a porous filter. The fluorescently labeled pathogens were analyzed using fluorescence measurement and a microscope as shown in FIG. 2 .

콜리스틴은 다른 미생물 또는 포유류 세포의 혼합시료에서 그람 음성균을 범용적이고 선택적으로 구분하며, 병원균 표적에 대한 분류를 확인할 수 있었다. 상기 분석은 하기에 서술하는 바와 같이 10분이라는 짧은 시간 동안 배양하더라도 단일 과정 배양 과정만으로 그람 음성균에 대한 범용적 분류가 가능하여 환자의 머리맡 (bedside) 진단 또는 현장 진단의 도구로서 쉽게 응용할 수 있을 것으로 보인다.Colistin universally and selectively distinguishes Gram-negative bacteria from mixed samples of other microorganisms or mammalian cells, and it was possible to confirm the classification of pathogen targets. As described below, even if the assay is cultured for a short time of 10 minutes, universal classification of Gram-negative bacteria is possible only with a single culture process, so it can be easily applied as a tool for bedside diagnosis or on-site diagnosis of patients. see.

1-2-2. 검출 과정의 최적화 1-2-2. Optimization of the detection process

검출 과정의 최적화는 형광물질이 접합된 콜리스틴 컨쥬게이트를 이용하여 다양한 배양조건에서, 그람 음성균을 가장 효과적으로 표지 가능하고 그람 음성균 이외의 균에 대한 비특이적 결합을 최소화하는 조건을 확립하기 위한 것이다. 검출 과정의 최적화는 하기 실험에 나타낸 바와 같다.The optimization of the detection process is to establish conditions that can most effectively label gram-negative bacteria in various culture conditions using a colistin conjugate conjugated with a fluorescent substance and minimize non-specific binding to bacteria other than gram-negative bacteria. The optimization of the detection process is as shown in the experiment below.

① 최적의 콜리스틴-Cy3 배양 농도 확립① Establishment of optimal colistin-Cy3 culture concentration

먼저, 대장균 (그람 음성균)과 황색포도상구균 (그람 양성균, 대조군)에 대하여 다양한 농도의 콜리스틴-Cy3에서 배양하여 표지하는 실험을 수행하였다. First, E. coli (Gram-negative bacteria) and Staphylococcus aureus (Gram-positive bacteria, control) were cultured in various concentrations of Colistin-Cy3 to perform labeling experiments.

그 결과 도 3a에 나타낸 바와 같이, 그람 음성균과 그람 양성균의 형광신호 세기는 0.5 μM 에서는 약 7.0 배 차이인 것으로 확인하였으며, 1.0 μM 에서는 약 6.7 배 차이인 것으로 대장균에서 확인하였다. As a result, as shown in FIG. 3a, it was confirmed that the fluorescence signal intensity of Gram-negative bacteria and Gram-positive bacteria was about 7.0-fold difference at 0.5 μM, and about 6.7-fold difference at 1.0 μM, which was confirmed in E. coli.

상기 결과에 기초하면, 콜리스틴-Cy3의 형광신호는 0.5 μM 와 1 μM 두 경우에서 가장 유의미한 차이로써 그람 음성균과 그람 양성균을 구분함을 알 수 있었다.Based on the above results, it was found that the fluorescence signal of colistin-Cy3 was the most significant difference between 0.5 μM and 1 μM, and differentiated Gram-negative and Gram-positive bacteria.

다음으로, 콜리스틴-Cy3의 배양 농도가 1 μM에서 2 μM 로 증가한 경우, 배양농도가 1 μM일 때와 비교 시 대장균 (그람 음성균)의 형광신호는 1.3 배 증가하였고, 배양농도가 1 μM일 때와 비교 시 황색포도상구균 (그람 양성균, 대조군)의 형광신호는 1.8 배 증가하였기 때문에, 그람 음성균과 그람 양성균의 전체 형광신호 세기의 차이는 약 5 배 정도이며, 상기 결과는 그람 음성균과 그람 양성균간의 형광신호의 차이가 오히려 감소한 결과이다.Next, when the culture concentration of colistin-Cy3 was increased from 1 μM to 2 μM, the fluorescence signal of Escherichia coli (Gram-negative bacteria) was increased 1.3 times compared to when the culture concentration was 1 μM, and the culture concentration was 1 μM. Since the fluorescence signal of Staphylococcus aureus (Gram-positive bacteria, control) was increased by 1.8 times compared to when it was used, the difference in total fluorescence signal intensity between Gram-negative bacteria and Gram-positive bacteria is about 5 times. The difference in fluorescence signal between them is rather reduced.

마지막으로, 콜리스틴-Cy3 의 배양농도가 2 μM 보다 높은 조건에서는 추가적인 형광신호의 변화를 확인할 수 없었다. Finally, under the condition that the culture concentration of colistin-Cy3 was higher than 2 μM, additional changes in the fluorescence signal could not be confirmed.

또한 도 3b에 나타낸 바와 같이, 공초점 현미경을 통해 관찰한 이미지에서 콜리스틴-Cy3의 배양농도가 0.5 μM인 경우 그람 양성 대조군에서 비특이적 결합이 적게 나타남을 확인하였고, 콜리스틴-Cy3의 배양농도가 1 μM인 경우 그람 음성균에서 높고 특정 가능한 형광신호가 나타남을 확인하였다. In addition, as shown in FIG. 3b, when the culture concentration of colistin-Cy3 was 0.5 μM in the image observed through a confocal microscope, it was confirmed that non-specific binding was small in the gram-positive control group, and the culture concentration of colistin-Cy3 was In the case of 1 μM, it was confirmed that a high and specific fluorescence signal appeared in Gram-negative bacteria.

전술한 실험결과를 종합하면 콜리스틴-Cy3, 1 μM과 0.5 μM 배양 농도에서 표적 (그람 음성균 또는 그람 양성균)의 형광신호 차이를 현미경을 통해 관찰한 결과 콜리스틴-Cy3, 1 μM 배양 농도에서 형광신호를 통해 그람 음성균과 그람 양성균을 시각적으로 비교하기에 효과적임을 확인하였다. Combining the above experimental results, the difference in fluorescence signal of the target (gram-negative or gram-positive) was observed through a microscope at colistin-Cy3, 1 μM and 0.5 μM culture concentrations. As a result, colistin-Cy3 fluorescence at 1 μM culture concentration It was confirmed that the signal was effective for visually comparing Gram-negative and Gram-positive bacteria.

② 최적의 배양시간 확립② Establishment of optimal incubation time

시료 내 균의 표지를 위한 배양 및 결합에 필요한 시간을 최적화하기 위한 실험으로서, 콜리스틴-Cy3 와 균주 시료를 10 내지 120 분 동안 배양하였다. As an experiment to optimize the time required for incubation and binding for labeling of the bacteria in the sample, colistin-Cy3 and the strain sample were incubated for 10 to 120 minutes.

그 결과 도 3c에 나타낸 바와 같이, 대장균 (그람 음성균)의 형광신호는 배양 시작 후 10 분까지 극적으로 증가하였고, 그 이후 지속적으로 형광신호가 감소하는 것을 확인하였다.As a result, as shown in FIG. 3c , the fluorescence signal of E. coli (gram-negative bacteria) increased dramatically up to 10 minutes after the start of the culture, and it was confirmed that the fluorescence signal continued to decrease thereafter.

반면에 황색포도상구균 (그람 양성균, 대조군)은 배양시간의 변화에 따른 형광신호 변화가 크게 나타나지 않음을 확인하였다. On the other hand, it was confirmed that Staphylococcus aureus (Gram-positive bacteria, control) did not show significant change in fluorescence signal according to the change of incubation time.

전술한 실험결과를 종합하여, 그람 음성균과 콜리스틴-Cy3의 10 분의 배양 시간은 그람 음성균과 콜리스틴-Cy3의 결합 형광신호를 가장 빠르고 유의하게 감지할 수 있는 최적의 배양시간임을 확인하였다.Combining the above experimental results, it was confirmed that a 10-minute incubation time for Gram-negative bacteria and colistin-Cy3 was the most optimal incubation time for quickly and significantly detecting the binding fluorescence signal between Gram-negative bacteria and colistin-Cy3.

한편, 10 분 이상 대장균을 배양한 경우 형광신호가 감소한 이유는 콜리스틴의 항생작용으로 인하여 대장균 세포막의 투과도를 높이고 세포질을 불안정하게 만들어 대장균과 콜리스틴-Cy3의 결합을 줄이기 때문으로 예상된다. 단, 도 3d의 공초점 현미경 관찰 결과에서는 10 분 이상 배양한 시료에서 오히려 높은 형광신호를 보이는 모순점이 있지만, 이는 현미경을 이용한 정량분석의 한계 때문이며 세포구조에 문제가 생긴 그람 음성균이 배제되기 때문인 것으로 보인다. 이를 통해 배양시간이 증가함에 따라 대부분의 그람 음성균은 손상을 입지만, 일부 구조를 유지하는 균들은 오히려 더 강한 형광 신호를 나타내는 경우가 있음을 알 수 있었다. On the other hand, the reason why the fluorescence signal decreased when E. coli was cultured for more than 10 minutes is expected to be because the antibiotic action of colistin increases the permeability of the E. coli cell membrane and destabilizes the cytoplasm, thereby reducing the binding between E. coli and colistin-Cy3. However, in the confocal microscope observation result of Figure 3d, there is a contradiction in that a sample cultured for 10 minutes or more shows a rather high fluorescence signal, but this is due to the limitation of quantitative analysis using a microscope, and Gram-negative bacteria having a problem in the cell structure are excluded. see. Through this, it was found that most of the Gram-negative bacteria were damaged as the incubation time increased, but the bacteria maintaining some structures showed a stronger fluorescence signal in some cases.

상기 ① 및 ②의 실험 결과에 따라 그람 음성균을 검출하기 위한 최적의 조건으로서 1 μM의 콜리스틴-Cy3 배양 농도 및 10 분의 배양 시간을 결정하였다.According to the experimental results of ① and ②, a culture concentration of 1 μM colistin-Cy3 and a culture time of 10 minutes were determined as optimal conditions for detecting Gram-negative bacteria.

실시예 2. 콜리스틴 컨쥬게이트 기반 그람 음성균 검출의 선택성 검증 Example 2. Selectivity verification of colistin conjugate-based Gram-negative bacteria detection

상기 1-1에서 제조된 콜리스틴 컨쥬게이트를 이용하여 그람 음성균을 선택적으로 검출할 수 있음을 확인하기 위하여, 하기와 같이 실험하였다.In order to confirm that Gram-negative bacteria can be selectively detected using the colistin conjugate prepared in 1-1, an experiment was conducted as follows.

2-1. 다양한 그람 음성균에 대한 선택성 검증 2-1. Verification of selectivity against various Gram-negative bacteria

본 발명에 따른 콜리스틴 컨쥬게이트를 이용하여, 그람 음성균에 대한 범용적이며 선택적인 진단이 가능한지 검증하기 위해 다양한 그람 음성균 및 대조군인 그람 양성균을 준비하였다. Using the colistin conjugate according to the present invention, various Gram-negative bacteria and Gram-positive bacteria as a control were prepared to verify whether a universal and selective diagnosis for Gram-negative bacteria is possible.

상기 그람 음성균으로 대장균, 폐렴막대균, 녹농균 및 아시네토박터 바우마니를 준비하였고, 그람 양성균 대조군으로 황색포도상구균, 표피포도구균 및 엔테로코쿠스 페칼리스를 준비하여 실험을 수행하였다. Escherichia coli, Streptococcus pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa and Acinetobacter baumani were prepared as the gram-negative bacteria, and Staphylococcus aureus, Staphylococcus aureus, and Enterococcus faecalis were prepared as gram-positive control groups to perform the experiment.

그 결과 도 4에 나타낸 바와 같이, 콜리스틴-Cy3를 이용한 그람 음성균의 표지는 대조군인 그람 양성균에 비해 유의미하게 높은 형광신호를 나타냄을 확인하였다.As a result, as shown in FIG. 4 , it was confirmed that the labeling of gram-negative bacteria using colistin-Cy3 exhibited a significantly higher fluorescence signal than the control group, gram-positive bacteria.

보다 구체적으로 대조군으로써 그람 양성균은 그람 음성균 (대장균)의 신호 세기의 5~20 % 수준에 해당하는 정도의 낮은 형광신호를 보였으며, 이는 배경 신호의 세기와 비슷한 정도로 낮은 값에 해당한다. More specifically, as a control, Gram-positive bacteria showed a low fluorescence signal equivalent to 5-20% of the signal intensity of Gram-negative bacteria (E. coli), which corresponds to a low value similar to the intensity of the background signal.

또한 대장균, 폐렴막대균 및 아시네토박터 바우마니는 그람 양성의 황색포도상구균, 표피포도구균 및 엔테로코쿠스 페칼리스 보다 유의미하게 높은 형광신호를 보였다. In addition, Escherichia coli, Streptococcus pneumoniae and Acinetobacter baumani showed significantly higher fluorescence signals than Gram-positive Staphylococcus aureus, Staphylococcus aureus, and Enterococcus faecalis.

단, 또 다른 그람 음성균인 녹농균은 다른 그람 음성균에 비해 낮은 형광신호를 나타냈지만, 대조군인 그람 양성균에 비해서는 3~5 배 높은 형광신호를 나타낸 것으로 확인하였다. 녹농균이 다른 그람 음성균보다 낮은 이유는 녹농균으로부터 형성되는 생물막 (biofilm) 때문인 것으로 추측된다. 형성된 생물막은 각각의 감염균의 표면을 감싸며, 콜리스틴과 녹농균의 상호작용을 방해하는 것으로 보인다. However, another gram-negative bacterium, Pseudomonas aeruginosa, showed a lower fluorescence signal than other gram-negative bacteria, but it was confirmed that it exhibited a fluorescence signal that was 3-5 times higher than that of the control gram-positive bacteria. The reason why P. aeruginosa is lower than other Gram-negative bacteria is presumed to be due to the biofilm formed from P. aeruginosa. The formed biofilm surrounds the surface of each infecting bacteria and seems to interfere with the interaction between colistin and Pseudomonas aeruginosa.

상기의 결과와 일치하는 결과로, 도 5에 나타낸 바와 같이 공초점 현미경 이미지의 표지에서 그람 음성균은 모두 대조군인 그람 양성균과 비교하였을 때 콜리스틴-Cy3에 의한 강한 형광신호를 나타냄을 확인하였다.As a result consistent with the above results, as shown in FIG. 5 , it was confirmed that all of the Gram-negative bacteria in the label of the confocal microscopy image exhibited a strong fluorescence signal by colistin-Cy3 compared to the control, Gram-positive bacteria.

전술한 결과는 콜리스틴이 그람 음성균의 범용적이고 선택적인 리간드이며, 그람 음성균의 검출에 사용 가능함을 확인한 것이다.The above results confirm that colistin is a universal and selective ligand for Gram-negative bacteria, and can be used for detection of Gram-negative bacteria.

2-2. 콜리스틴 컨쥬게이트의 리간드로써 결합 특성 분석 및 콜리스틴-Cy3 배양 조건의 항생효과 분석2-2. Analysis of binding properties as a ligand of colistin conjugate and analysis of antibiotic effect of colistin-Cy3 culture conditions

① 리간드로써 결합 특성 분석 ① Analysis of binding properties as ligands

그람 음성균에 대한 콜리스틴의 결합 특성을 확인하기 위해, 컨쥬게이션되지 않은 단독의 콜리스틴을 콜리스틴-Cy3과 그람 음성균의 배양과정에 추가한 후 형광 분석법을 수행하였다.In order to confirm the binding properties of colistin to gram-negative bacteria, unconjugated colistin alone was added to colistin-Cy3 and the culturing process of gram-negative bacteria, followed by fluorescence analysis.

그 결과, 도 6에 나타낸 바와 같이 대장균 (그람 음성균)에 콜리스틴을 1 μM까지 추가함에 따라 콜리스틴과 콜리스틴-Cy3의 대장균에 대한 경쟁적 결합으로 인해 형광신호가 70 % 수준으로 감소함을 확인하였다.As a result, as shown in Figure 6, as colistin was added up to 1 μM to E. coli (Gram-negative bacteria), it was confirmed that the fluorescence signal decreased to 70% level due to the competitive binding of colistin and colistin-Cy3 to E. coli. did

또한 1 μM 보다 높은 농도의 콜리스틴을 추가한 경우 (1 내지 3 μM) 형광신호가 지속적으로 흔들리며 감소하는 것을 확인하였으며, 3 μM 보다 높은 고농도의 콜리스틴을 추가한 경우 콜리스틴의 항생 효과인 세포막의 투과도 증가, 세포막 두께 변화 및 파괴가 나타난 것으로 예상되었다.In addition, when colistin at a concentration higher than 1 μM was added (1 to 3 μM), it was confirmed that the fluorescence signal was continuously shaken and decreased. It was expected to show an increase in the permeability, change in cell membrane thickness, and destruction.

한편, 황색포도상구균 (그람 양성균, 대조군)의 경우 추가적인 콜리스틴은 콜리스틴-Cy3의 결합에 유의미한 변화를 주지 못했으며, 대장균과 비교할 때 낮은 (< 24 %) 형광신호를 지속적으로 유지하였다. On the other hand, in the case of Staphylococcus aureus (Gram-positive bacteria, control), additional colistin did not significantly change the binding of colistin-Cy3, and the low (<24%) fluorescence signal was continuously maintained compared to E. coli.

또한 공초점 현미경과 이미지를 이용한 정량분석에서도 콜리스틴의 농도가 증가함에 따라 콜리스틴-Cy3의 형광 신호가 감소함을 확인하였다.In addition, in quantitative analysis using a confocal microscope and images, it was confirmed that the fluorescence signal of colistin-Cy3 decreased as the concentration of colistin increased.

상기 결과들은 콜리스틴과 콜리스틴-Cy3의 경쟁적 결합과 그람 음성균에 대한 리간드의 결합 특이성을 확인한 것이다.The above results confirm the competitive binding of colistin and colistin-Cy3 and the binding specificity of the ligand to Gram-negative bacteria.

② 콜리스틴-Cy3 배양 조건의 항생효과 분석② Analysis of antibiotic effect of colistin-Cy3 culture condition

전술한 바와 같이 콜리스틴과 균이 결합함으로써 발생하는 항생효과의 가능성 때문에, 그람 음성균에 컨쥬게이트를 첨가한 상태에서 균의 생존률의 분석이 필요하였다. 보다 구체적으로 그람 음성균과 그람 양성균에 각각 1.5 시간 동안 1 μM의 콜리스틴-Cy3를 첨가하여 배양하였고, 탈수소효소를 이용한 활성도 테스트인 WST-8 키트를 이용하여 분석하였다.As described above, due to the possibility of an antibiotic effect caused by the combination of colistin and bacteria, it was necessary to analyze the survival rate of the bacteria in the state in which the conjugate was added to the gram-negative bacteria. More specifically, gram-negative and gram-positive bacteria were cultured by adding 1 μM colistin-Cy3 for 1.5 hours, respectively, and analyzed using the WST-8 kit, which is an activity test using dehydrogenase.

그 결과, 도 7에서 나타낸 바와 같이 모든 그람 음성균과 그람 양성균은 1 μM 콜리스틴 컨쥬게이트를 첨가한 상태에서 1.5 시간의 배양 과정 동안 75 % 이상의 생존률을 나타냄을 확인하였다. As a result, as shown in FIG. 7 , it was confirmed that all gram-negative and gram-positive bacteria exhibited a survival rate of 75% or more during a 1.5-hour incubation process in the state in which 1 μM colistin conjugate was added.

상기 생존률 결과를 토대로 본 실시예에서 사용한 콜리스틴-Cy3 배양 조건은 항생효과를 미미하게 일으키는 조건이며, 대부분의 그람 음성균의 최소억제농도보다 낮은 것으로 확인하였다 (E. coli 는 0.5 ug/ml, 다른 그람 음성균은 2 ug/ml).Based on the survival rate results, the colistin-Cy3 culture conditions used in this example are conditions that cause insignificant antibiotic effects, and were confirmed to be lower than the minimum inhibitory concentration of most Gram-negative bacteria ( E. coli is 0.5 ug/ml, other 2 ug/ml for Gram-negative bacteria).

실시예 3. 복잡한 시료에서 그람 음성균 검출 Example 3. Detection of Gram-negative bacteria in complex samples

상기 1-2에서 개발 및 최적화한 방법을 복잡한 시료에 적용하기 위해, 하기와 같이 실험을 수행하였다.In order to apply the method developed and optimized in 1-2 above to a complex sample, an experiment was performed as follows.

3-1. 다수의 균 혼합 시료에서 검출법 검증 3-1. Validation of detection method in multiple bacterial mixture samples

시료에 그람 음성균이 2 종 이상 또는 그람 음성균 및 그람 양성균이 2 종 이상 동시에 존재하는 경우의 혼합 시료에 대해 콜리스틴-Cy3를 첨가하여 그람 음성균의 검출 과정을 수행하였다.When two or more types of gram-negative bacteria or two or more types of gram-negative and gram-positive bacteria exist simultaneously in the sample, colistin-Cy3 was added to the sample to detect gram-negative bacteria.

그 결과, 도 8에 나타낸 바와 같이 각각 동일한 균 수로 2 종 또는 3 종의 그람 음성균과 그람 양성균을 혼합하면 개별 시료의 신호 합에 근접한 형광신호를 나타냄을 확인하였다. As a result, as shown in FIG. 8 , it was confirmed that, when two or three kinds of Gram-negative and Gram-positive bacteria were mixed with the same number of bacteria, a fluorescence signal close to the signal sum of the individual samples was exhibited.

보다 구체적으로, 대장균과 폐렴막대균 각각 1 종의 형광신호는 1214, 1298의 값을 보였고, 두 가지를 섞은 경우 2122.5 정도의 형광 신호를 보였다. More specifically, one type of fluorescence signal of E. coli and Streptococcus pneumoniae showed values of 1214 and 1298, respectively, and when the two were mixed, a fluorescence signal of about 2122.5 was shown.

반면, 대조군인 그람 양성균을 2 종의 그람 음성균과 혼합한 경우에는 그람 양성균과 콜리스틴의 비특이적 결합에 따라 약간의 형광 신호 변화가 나타났지만, 그람 음성균만 2 종을 혼합한 시료와 비교하였을 때 형광신호가 그람 양성균을 2 종의 그람 음성균과 혼합한 혼합시료의 형광신호의 약 93 % 수준에 이르는바, 그람 양성균에서 검출되는 형광신호는 유의미하지 않은 수치임을 확인하였다.On the other hand, when Gram-positive bacteria as a control group were mixed with two types of Gram-negative bacteria, a slight change in fluorescence signal was observed due to the non-specific binding of Gram-positive bacteria and colistin. Since the signal reached about 93% of the fluorescence signal of the mixed sample obtained by mixing gram-positive bacteria with two types of gram-negative bacteria, it was confirmed that the fluorescence signal detected from gram-positive bacteria was insignificant.

상기 결과에 따라 본 발명에 따른 검출방법은 그람 음성균을 범용적이며, 특이적으로 검출하는데 적용될 수 있을 것으로 보이며, 의료 분야에서 미생물에 의한 감염을 진단하는데 유용하게 사용될 것임을 확인한 것이다.According to the above results, it is confirmed that the detection method according to the present invention can be applied to universally and specifically detecting Gram-negative bacteria, and will be usefully used for diagnosing infections caused by microorganisms in the medical field.

3-2. 동물세포와의 혼합 시료에서 검출법 검증 3-2. Verification of detection method in mixed samples with animal cells

균의 검출에 있어서, 특히 인체나 동물 유래 시료는 다양한 생물화학적 물질, 인체 및 동물 세포 이외에 여러 가지 균 등이 함께 섞여 있을 가능성이 높다. 콜리스틴은 강한 양전하를 띠어 포유류 세포의 원형질막에 대해서도 비특이적으로 결합할 가능성이 있기 때문에, 본 실시예에서는 포유류 세포와 그람 음성균이 함께 존재하는 상황에서 본 발명에 따른 검출 방법을 수행하였다. In the detection of bacteria, in particular, a human or animal-derived sample is highly likely to contain various biochemical substances and various bacteria in addition to human and animal cells. Since colistin has a strong positive charge and is likely to non-specifically bind to the plasma membrane of mammalian cells, the detection method according to the present invention was performed in the presence of both mammalian cells and Gram-negative bacteria in this example.

보다 구체적으로, 본 실시예에서는 두 종류의 세포주, H1975 와 HeLa를 그람 음성균인 대장균과 혼합하여 콜리스틴-Cy3에 의한 표지 및 형광분석을 진행하였다. More specifically, in this Example, two types of cell lines, H1975 and HeLa, were mixed with E. coli, a gram-negative coli, and labeled by colistin-Cy3 and fluorescence analysis was performed.

그 결과, 도 9에 나타낸 바와 같이 H1975 및 HeLa 세포를 각각 대장균이 포함된 시료에 추가하였을 때 대장균만 단일로 존재하는 시료에 비해, 콜리스틴-Cy3에 의한 형광신호에 있어서 유의미한 차이를 나타내지 않음을 확인하였다.As a result, as shown in FIG. 9, when H1975 and HeLa cells were added to a sample containing E. coli, respectively, compared to a sample in which only E. coli was present, there was no significant difference in the fluorescence signal by colistin-Cy3. Confirmed.

또한 포유류 세포만 단독으로 존재하는 시료에서는 콜리스틴-Cy3에 의한 형광신호가 미약함을 확인하였다. In addition, it was confirmed that the fluorescence signal by colistin-Cy3 was weak in the sample in which only mammalian cells were present.

또한 도 10에 나타낸 바와 같이, 공초점 현미경 관찰 결과에서도 포유류 세포와 대장균이 공존하는 경우에 대장균에서만 콜리스틴-Cy3에 의한 강한 형광신호가 관찰되어, 콜리스틴-Cy3에 의한 표지가 대장균에 대해서만 특이적으로 이루어짐을 확인하였다.In addition, as shown in FIG. 10, even in the results of confocal microscopy, when mammalian cells and E. coli coexist, a strong fluorescence signal by colistin-Cy3 was observed only in E. coli, and the labeling by colistin-Cy3 was specific only to E. coli. It was confirmed that this was done in a negative way.

상기 결과로부터 콜리스틴 컨쥬게이트의 그람 음성균의 세포벽과의 상호작용으로 나타나는 정전기적 작용 및 소수성 작용이 포유류 세포의 세포막과의 사이에서는 나타나지 않음을 확인할 수 있었다. 따라서 본 발명에 따른 검출방법은 시료가 채취된 숙주 유래의 세포가 혼합된 상태에서도 진단에 이용될 수 있음을 알 수 있었다.From the above results, it was confirmed that the electrostatic action and the hydrophobic action, which appear as a result of the interaction of the colistin conjugate with the cell wall of Gram-negative bacteria, did not appear between the cell membrane of mammalian cells. Therefore, it was found that the detection method according to the present invention can be used for diagnosis even in a state in which cells derived from the host from which the sample was collected are mixed.

3-3. 혈액 유래 시료에서 검출법 검증 3-3. Validation of detection methods in blood-derived samples

혈액에서 추출한 시료에서 균을 검출할 수 있다면, 최소한의 침투경로를 이용하여 그람 음성균 검출 여부에 관한 임상 진단이 가능하여 큰 장점을 지닌다고 볼 수 있다.If bacteria can be detected in a sample extracted from blood, it is possible to make a clinical diagnosis regarding the detection of Gram-negative bacteria using the minimum penetration route, which is a great advantage.

본 검출법이 혈청에 적용 가능한지 여부를 확인하기 위해, 다양한 농도 조건의 소 유래의 혈청을 준비하고 대장균을 첨가하여 본 발명에 따른 검출방법을 수행하였다. 보다 구체적으로, 최대 80 v/v %까지 혈청의 농도를 증가시키며 콜리스틴 컨쥬게이트 표지를 진행한 결과 형광 신호는 점점 감소하였는데, 이는 혈청 농도가 증가함에 따라 콜리스틴과 균의 결합이 방해되기 때문이고, 콜리스틴-Cy3에 의한 대장균의 형광신호는 대조군인 그람 양성균과 비교하였을 때 일관되게 유의미한 것으로 확인하였다. In order to confirm whether the present detection method is applicable to serum, the detection method according to the present invention was performed by preparing bovine-derived serum under various concentration conditions and adding E. coli. More specifically, the fluorescence signal gradually decreased as a result of labeling the colistin conjugate while increasing the serum concentration up to 80 v/v %, which is because the binding of colistin and bacteria is disturbed as the serum concentration increases. , and it was confirmed that the fluorescence signal of E. coli by colistin-Cy3 was consistently significant when compared with the control group, gram-positive bacteria.

보다 구체적으로, 표지 후 형광신호는 10 v/v % 혈청 조건에서 57.5 %로 감소하였고, 80 v/v % 혈청 조건에서는 10 v/v %에 비하여 69.0 % 정도의 값으로 감소하여 큰 변화를 보이지는 않았다. More specifically, after labeling, the fluorescence signal decreased to 57.5% in the 10 v/v % serum condition, and decreased to about 69.0% compared to 10 v/v % in the 80 v/v % serum condition, showing no significant change. did not

상기 결과는 혈청과 같이 다양한 생물화학적 물질이 포함된 복잡한 시료에서도 콜리스틴의 그람 음성균에 대한 결합이 일어날 수 있음을 확인한 것이다.The above results confirm that the binding of colistin to Gram-negative bacteria can occur even in complex samples containing various biochemical substances such as serum.

전술한 실험결과를 종합하면, 본 발명에 따른 그람 음성균의 검출 방법은 그람 음성균 검출의 플랫폼으로써, 임상 진단, 식료품 모니터링, 가축 관리 등에 유용하게 사용될 수 있음을 시사한다.Taken together, the above experimental results suggest that the method for detecting Gram-negative bacteria according to the present invention can be usefully used for clinical diagnosis, food monitoring, livestock management, etc. as a platform for detecting Gram-negative bacteria.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.The description of the present invention described above is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

Claims

표지물질로 접합된 콜리스틴 컨쥬게이트 (Colistin conjugate)를 포함하는, 그람 음성균 (Gram-negative bacteria) 검출용 조성물로서,
상기 표지물질은 Cy3이고,
상기 콜리스틴 컨쥬게이트는 0.5μM 이상 2μM 미만의 농도로 포함되고,
상기 그람 음성균의 속 (genus)은 Pseudomonas, Klebsiella 및 Acinetobacter로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 그람 음성균 (Gram-negative bacteria) 검출용 조성물.A composition for detecting Gram-negative bacteria, comprising a colistin conjugate conjugated with a labeling material,
The label is Cy3,
The colistin conjugate is included in a concentration of 0.5 μM or more and less than 2 μM,
The genus of the Gram-negative bacteria is a composition for detecting Gram-negative bacteria, characterized in that at least one selected from the group consisting of Pseudomonas, Klebsiella and Acinetobacter.

제1항의 조성물을 포함하는, 그람 음성균 (Gram-negative bacteria) 검출용 키트.A kit for detecting Gram-negative bacteria, comprising the composition of claim 1.

(a) 표지물질이 접합된 콜리스틴 컨쥬게이트 (Colistin conjugate)를 포함하는 조성물을 검체 유래의 시료와 배양하여 검체 내 콜리스틴 컨쥬게이트가 표지된 그람 음성균을 형성하는 단계; 및
(b) 상기 콜리스틴 컨쥬게이트가 표지된 그람 음성균으로부터 형광변화를 측정하는 단계를 포함하는, 그람 음성균 (Gram-negative bacteria)의 검출 방법으로서,
상기 콜리스틴 컨쥬게이트는 상기 조성물에 0.5μM 이상 2μM 미만의 농도로 포함되고,
상기 그람 음성균의 속 (genus)은 Pseudomonas, Klebsiella 및 Acinetobacter로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 그람 음성균 (Gram-negative bacteria)의 검출 방법.(a) forming a colistin conjugate-labeled Gram-negative bacteria in the sample by culturing a composition containing a colistin conjugate to which a labeling material is conjugated with a sample derived from the sample; and
(b) a method for detecting Gram-negative bacteria, comprising the step of measuring a fluorescence change from the colistin conjugate-labeled Gram-negative bacteria,
The colistin conjugate is included in the composition at a concentration of 0.5 μM or more and less than 2 μM,
The genus of the Gram-negative bacteria is a method for detecting Gram-negative bacteria, characterized in that at least one selected from the group consisting of Pseudomonas, Klebsiella and Acinetobacter.

제3항에 있어서,
상기 배양은 4 시간 이하의 시간 동안 진행되는 것을 특징으로 하는, 그람 음성균 (Gram-negative bacteria)의 검출 방법.4. The method of claim 3,
The method for detecting Gram-negative bacteria, characterized in that the culture is carried out for a time of 4 hours or less.

제3항에 있어서,
상기 검체 유래의 시료는 다수 균의 혼합시료, 동물세포와의 혼합시료 및 혈액 유래 시료로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 그람 음성균 (Gram-negative bacteria)의 검출 방법.4. The method of claim 3,
The method for detecting Gram-negative bacteria, characterized in that the sample-derived sample is any one selected from the group consisting of a mixed sample of multiple bacteria, a mixed sample with animal cells, and a blood-derived sample.

제3항에 있어서,
상기 (a) 단계 후, 상기 콜리스틴 컨쥬게이트가 표지된 그람음성균을 형성하지 않은 콜리스틴 컨쥬게이트를 세척하여 표지된 그람 음성균을 확보하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 그람 음성균 (Gram-negative bacteria)의 검출 방법.
4. The method of claim 3,
Gram-negative bacteria (Gram-), characterized in that after step (a), washing the colistin conjugate that does not form the gram-negative bacteria labeled with the colistin conjugate further comprises the step of securing the labeled gram-negative bacteria detection method of negative bacteria).