Development of Enzyme-Protein Binding Assay for Rapid and Sensitive Analysis of Biotin

Biotin 정량분석틀 위한 효소-단백질결합 분석법(EPBA)의 개발

Conditions for enzyme-protein binding assay (EPBA) were established in order to detect biotin more rapidly and reproducibly than traditional microbiological assay (MBA). EPBA with streptavidin and biotin-KLH conjugate showed cross-reactivities on biocytin, a derivative with biotin activity, at the rate of 109% $(IC_{50}=0.3\;ppb)\;and\;197%\;(IC_{50}=0.8\;ppb)$, respectively, but not on other derivatives with no biotin activities, such as desthiobiotin, diaminobiotin and 2-iminobiotin. Detection ranges of biotin by EPBA with streptavidin and biotin-KLH conjugates were $0.01{\sim}30\;ng/mL\;and\;0.01{\sim}1.0\;ng/mL(ppb)$, respectively. In the spike test with milk, fruit flake and pine-carrot juice, the correlation coefficience between MBA and EPBA with biotin-KLH conjugates was r=0.994. But MBA showed cross-reactivities both on biocytin and desthiobiotin at the rate of 80.1% and 66.7%, respectively. Detection range of biotin by MBA was $0.1{\sim}0.5\;ng/mL(ppb)$. These results strongly suggest that EPBA is efficient for biotin detection in sensitivity, detection range, cross-reactivity and time consuming.

Biotin의 분석에 사용되는 기존의 미생물 분석법보다 신속하고 간편한 효소-단백질결합 분석법(enzyme protein binding assay; EPBA)을 개발하였다. Biotin-KLH conjugate와 streptavidin을 이용한 EPBA에서, biotin의 활성을 갖는 biocytin에 대하여 각각 109% $(IC_{50}=0.3\;ppb)$와 197% $(IC_{50}=0.8\;ppb)$의 교차반응을 보였으나 desthiobiotin과 diaminobiotin 그리고 2-iminobiotin에서는 교차반응을 보이지 않았다. Streptavidin과 biotin-KLH conjugate를 이용한 EPBA에서 검출범위는 각각 $0.01{\sim}30\;ng/mL$과 $0.01{\sim}1.0\;ng/mL(ppb)$로 나타났다. 우유시료와 과일 플레이크 그리고 당근-파인애플 쥬스에 대한 spike test에서 EPBA(biotin-KLH conjugate)와 미생물 분석법(microbiological assay; MBA)간의 상관관계는 r=0.994로 매우 높은 것으로 나타났다. 그러나 MBA는 biocytin과 desthiobiotin에 대하여 각각 80.1%, 66.7%의 교차반응을 나타냈다. 검출범위도 $0.1{\sim}0.5\;ng/mL(ppb)$로 분석 범위가 매우 제한되어 있었다. 그러므로 EPBA에 의하여 biotin을 분석하는 것이 기존의 미생물 분석법에 비하여 검출 감도나 검출 범위, 교차반응 그리고 분석시간 등의 여러 가지 면에서 우수한 것으로 확인되었다.