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PCR 과정의 오류 관리를 위한 Fault Tree Analysis 적용에 관한 시범적 연구
Feasibility Study on the Fault Tree Analysis Approach for the Management of the Faults in Running PCR Analysis 원문보기

한국응용생명화학회지 = Journal of the Korean Society for Applied Biological Chemistry, v.50 no.4, 2007년, pp.245 - 252  

임지수 (동국대학교 식품공학과) ,  박애리 (동국대학교 식품공학과) ,  이승주 (동국대학교 식품공학과) ,  홍광원 (동국대학교 식품공학과)

초록
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FTA(fault tree analysis)는 system 오류 관리를 위한 정성적/정량적 기법으로 적용되고 있다. FTA를 적용한 PCR의 오류 관리 system의 구축을 위한 시범적 단계로서 PCR 실행의 여러 단계 중 가장 간단한 단계인 '반응액의 제조 및 PCR 기기 사용 단계'를 모델로 하여 분석하였다. PCR 실행시 발생할 수 있는 오류를 연역적 논리 방식에 의해 fault tree의 형태로 규명하였다. Fault tree는 오류 관리의 최상위 요소인 top event를 중심으로 중간 계층을 이루는 intermediate events와 최하위의 요소인 basic events로 세분하여 구성하였다. Top event는 '반응액의 제조 및 PCR 기기 사용 단계에서의 오류'; 중간계층 events는 '기기 유래 오류', '실험행위 유래 오류'; basic events는 '정전상황', 'PCR 기기 선정', '기기 사용 관리', '기기 내구성', '조작의 오류', '시료 구분의 오류'로 분석되었다. 이로부터 top event의 원인 분석 및 중요 관리점을 도출하기 위하여 정성적/정량적 분석을 실시하였다. 정성적 기법으로 minimal cut sets, structural importance, common cause vulnerability를 분석하였고, 정량적 기법으로 simulation, cut set importance, item importance, sensitivity를 분석하였다. 정성적 분석정량적 분석의 결과에서 '시료 구분의 오류'와 '기기 조작의 오류'가 제 1중요관리점; '기기 관리의 오류'와 '내구성에 의한 오류'는 제 2중요관리점으로 일치되게 나타났다. 그러나 '정전상황'과 '기기 선정의 오류'는 정성적 분석에서만 중요관리점으로 분석되었다. 특히 sensitivity 분석에서 '기기 관리의 오류'는 사용 시간이 경과함에 따라 가장 중요한 관리점으로 부각되었다. 결론적으로 FTA는 PCR 모델 case에 대한 오류의 원인 분석 및 그 방지를 위한 중요관리점을 제시함에 따라, 궁극적으로 미래에 PCR의 오류 관리 system을 완성할 수 있는 효과적인 방법으로 사료된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

FTA (fault tree analysis), an analytical method for system failure management, was employed in the management of faults in running PCR analysis. PCR is executed through several processes, in which the process of PCR machine operation was selected for the analysis by FTA. The reason for choosing the ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 PCR의 오류 방지 관리 system을 궁극적으로 개발하기 위하여 그 시범적 단계로서 PCR 절차 중 가장 간단한 과정에 FIA를 적용하여 오류 인자 및 중요 관리점을 규명하는 분석 방법을 제시하였다. 즉, 프라이머 및 반응에 필요한 시약, 정제한 DNA에는 문제가 없다는 가정하에 Fig.

가설 설정

  • 각 basic event의 오류 확률 (%)을 다음과 같이 결정하였다. '기기 관리의 오류'(X3), 시료 구분의 오류, (X5) 및, 기기 조작의 오류, (X6)는 사람에 의한 판단 및 행위에 대한 것으로 일반적으로 사람에 의한 오류 확률로 보고된 0.003으로 가정하였다.14), 정전 상황, (XI)과, 기기 선정의 오류, (X2)는 그 상황 및 환경에 따라 달라지며 발생 빈도가 매우 적은 오류이므로 확률을 0으로 지정하였다.
  • Fault tree의 정량적 분석으로 top event의 오류확률을 simulation하였으며 cut set importance와 item importance, sensitivity를 결정하였다. Fault tree의 정량적 분석의 기본이 되는 연산은 식(7)과 식(8)과 같으며 이 식에 표기된 basic event (x)와 basic event (y)의 오류확률은 모두 0.01 로 가정하였다. 식 (7)은 AND gate로 연결된 2개의 basic events의 tree 연산 의예이며 식(8)은 OR gate로 연결된 2개의 basic events의 tree 연산의 예이다.
  • (2) 'λ'란 단위 시간 동안 오류가 일어나는 빈도로 정의된다.5)본 연구에서는 PCR machine이 useful life 기간에 있다고 가정하고 failure probability를 산출하였다.
  • b) High: higher vulnerability, Low: low vulnerability.
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참고문헌 (14)

  1. Hong, K. W. (2006) Rapid detection method for foodborne pathogens-PCR. Safe Food. 1, 16-23 

  2. Schneegass, I. and Kohler, J. M. (2001) Flow-through polymerase chain reactions in chip thermocyclers. Molecular Biotech. 82, 101-121 

  3. White, B. A. (1993) In PCR protocols: Current methods and applications. Humana press inc., New Jersey 

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  5. Lee, W. S., Grosh, D. L., Tillman F. A. and Lie, C. H. (1985) Fault tree analysis, methods, and applications-a review. IEEE Trans. Reliability. 34, 194-203 

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