[논문]제조국가별 국가연구시설장비 구축 현황에 따른 국산연구장비 산업 활성화 정책 제언: 기초·분석과학 분야 중심으로

김창용; 정태원; 공재현; 서인수; 박찬수

doi:10.5762/kais.2019.20.5.322

제조국가별 국가연구시설장비 구축 현황에 따른 국산연구장비 산업 활성화 정책 제언: 기초·분석과학 분야 중심으로
Policy Suggestions for Korean Research Equipment Industry According to the State of Construction of National Research Facility and Equipment by Country of Manufacture : Focusing on Basic and Analytical Science Field 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.20 no.5, 2019년, pp.322 - 333

김창용 (한국기초과학지원연구원 국산장비신뢰성평가센터) , 정태원 (한국기초과학지원연구원 정책전략팀) , 공재현 (한국기초과학지원연구원 국산장비신뢰성평가센터) , 서인수 (한국기초과학지원연구원 국가연구시설장비진흥센터) , 박찬수 (한국기초과학지원연구원 국산장비신뢰성평가센터)

초록
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본 연구의 목적은 과거 14년간 한국 정부가 투자한 연구시설 장비의 구축정보를 기반으로 제조국가별로 기초 분석과학 분야의 연구시설 장비 구축 수와 구축금액 차이를 비교 분석하여 국산연구장비의 시장규모와 시장점유의 수준을 알아보고자 하였다. 2019년 1월 1일을 기준으로 2005년부터 2018년까지 국내에 구축되고, 기초 분석과학 분야에 활용되는 연구시설 장비(구축금액이 3천만원 이상인 주장비 기준) 20,687점의 구성, 장비표준분류, 구축 수, 그리고 구축금액을 제조국가별로 분석하였다. 제조국가별 연구시설 장비 구축 수 차이를 비교 분석하기 위하여 단일표본 카이제곱검정 방법을, 구축금액 차이를 비교 분석하기 위하여 일요인 분산분석 방법과 본페로니 사후검정 분석을 사용하였다. 본 연구결과, 각 제조국가별로 연구시설 장비 구축 수(p<.001)와 구축금액(p<.05)은 통계학적으로 유의하게 차이가 있었으며 특히, 장비표준분류에 따라 국내 기업의 연구시설 장비 점유 규모가 통계학적으로 유의하게 상이하였다(p<.05). 따라서 기초 분석과학 분야에 대한 연구장비 국산화 정책 지원 시, 장비유형 및 구축금액별로 정부의 차별화된 전략과 함께 상이한 정책연구 기획이 필요할 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of the current study was to investigate the level of market size and market share of domestic research equipments for analyzing the difference of the number and amount of construction by the manufacturing countries in the basic and analytical science fields based on the information of the research equipment invested by the Korean government for the past 14 years. As of January 1 2019, from 2005 to 2018, 20,687 research facilities & equipments (main equipment with a construction cost of 30 million won or more) built in the basic and analytical science fields were selected for this study and their components, standard classification, number of construction, and amount of construction by country of manufacture were analyzed. Differences of the number and amount of construction among manufacturing countries were tested using a single sample chi-square test and one-way analysis of variance, followed by Bonferroni's post-hoc test. As a result of this study, the number of construction (p<.001) and construction amount (p<.05) were statistically different for each manufacturing country. The level of market size and market share was significantly different according to the equipment standard classification (p<.05). Therefore, differentiated strategies of the government and policy research projects will be required for each type of equipment and amount in order to support the policy for the localization of research equipment.

주제어

표/그림 (6)

그림 Fig. 1. Selection process of analyzed Korean’s Research Facilities & Equipment
표 Table 1. The analyzed target group* in the national research facility equipment standard classification system
그림 Fig. 2. Comparison of the total number of national research facilities & equipment construction by country of manufacture in Korea
그림 Fig. 3. Comparison of the total amount ofconstruction of national research facility equipment by country of manufacture in Korea
표 Table 2. Comparison of the number of national research facility equipment by country of manufacture in Korea
표 Table 3. Comparison of the amount of national research facility equipment by country of manufacture in Korea

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 학문적으로 그리고 정책적으로 연구장비 개발 연구자나 기업 관계자, 그리고 연구장비산업을 육성하고자 하는 정책입안자에게 유의미한 정보를 제공할 것으로 보인다. 그럼에도 불구하고, 몇 가지 제한점을 지니고 있으므로 이와 관련된 후속 연구에 대한 방향을 제시하고자 한다. 첫째, 비록 ZEUS DB에서 수집·관리되고 있는 다수의 연구시설·장비가 존재하지만 본 연구에서는 연구진의 정성적인 평가 기준으로 국가과학기술 표준분류체계 상 기초·분석과학 연구분야로 국한하였기 때문에 연구시설·장비 모든 분야에 일반화시키기에는 다소 부족한 점이 있다.
따라서, 본 연구는 지난 14년간(’05～’18) 한국 정부가 투자한 연구장비의 구축정보를 기반으로 과학기술의 근간이 되는 기초·분석과학 분야의 국내 연구장비 산업시장을 연구시설·장비의 구성, 제조국가, 구축 수, 구축금액 등 다양한 측면에서 세분화한 후 제조국가 및 표준분류 (소분류 단위)별로 시장규모와 시장점유의 수준을 통계학에 기반하여 교차 분석함으로써 이전 문헌조사 연구와 연계하여 연구장비산업 육성 및 활성화를 위한 R&D정책 수립 시 근거가 되는 기초 현황자료로 활용하고자 한다.
본 연구에서는 연구시설·장비 시장현황 정보가 부재한 상황에서 국내에서 제조·납품한 연구장비의 시장규모와 시장점유의 국산화 수준을 통계학적 가설검증을 통한 유의 수준을 추정하기 위해 과거 14년 동안 국가R&D사업으로 도입된 연구시설·장비 중 기초·분석과학 연구분야에서 활용성이 높은 연구장비를 표준분류 체계 상 소분류 기준으로 선별하여 제조국가별로 구축 수와 구축금액의 차이를 비교 분석하였다.

가설 설정

연구 가설 1. 제조국가별로 국내에 구축된 기초·분석 과학 분야의 연구시설·장비 분포 수가 다를 것이다.

제안 방법

본 연구는 ZEUS DB를 활용한 제조국가별 기초·분석 과학 분야의 국가연구시설장비 구축 현황 관련 추정통계 분석을 통해 다음과 같은 결론을 얻었다.
이 중 연구시설·장비의 구성, 제조국가, 구축 수, 구축금액은 이미 자료(data) 내에 제시되어있는 색인(index)을 활용하였다.
이에 본 연구에서는 기초·분석과학 분야에 활용성이 높은 실험용 연구 분석장비로 국한하여 표준분류체계상 3개 대분류, 14개 중분류, 112개 소분류 장비 군을 조사·분석하였다.

대상 데이터

iii) 표준분류 체계상 소분류를 기준으로 물리·화학적 핵심 원리를 분석·측정·시험평가하거나 기초·분석과학 연구에 활용성이 높은 연구시설·장비 군을 설정하였으며 그 결과 20,687점의 연구시설·장비가 조사 분석 대상으로 선정되었다(Fig.1).
본 연구의 대상은 장비활용종합포털서비스(Zone for Equipment Utilization Service, 이하 ZEUS)에 등록된 연구시설·장비 데이터를 대상으로 하였다.
분석을 위한 항목은 국가R&D예산(국방R&D사업은 제외)으로 국내에 도입된 연구시설·장비의 구성(주장비·보조장치·부대장비), 제조국가, 구축 수, 구축금액, 그리고 기초·분석과학 연구분야에 활용성이 높은 분석·측정·시험평가용 연구시설·장비 군으로 구성하였다.

데이터처리

F values are derived by one-way analysis of variance (ANOVA), followed by Bonferroni’s post-hoc test.
첫째, 비록 ZEUS DB에서 수집·관리되고 있는 다수의 연구시설·장비가 존재하지만 본 연구에서는 연구진의 정성적인 평가 기준으로 국가과학기술 표준분류체계 상 기초·분석과학 연구분야로 국한하였기 때문에 연구시설·장비 모든 분야에 일반화시키기에는 다소 부족한 점이 있다. 둘째, 본 연구는 후향적(retrospective) 연구로써 이미 발생한 사실 자료를 기초로 가설을 검증하기 위한 추정통계 기법을 사용하였다. 셋째, 단지 제조국가별 구축 건수와 구축금액을 비교하였기 때문에 본 연구만으로는 연구시설·장비 구축 건수와 구축금액 간의 상관관계 및 기술 수준을 명확하게 설명하기 어려운 부분이 있다.
제조국가별로 연구시설·장비 구축 수 차이를 비교하기 위하여 범주형 통계 분석방법인 단일표본 카이제곱 검정(single-sample chi-square test)을 사용하였고, 제조국가별 국가연구시설장비 구축금액 차이를 비교하기 위하여 연속형 통계 분석방법인 일요인 분산분석 (one-way ANOVA) 방법을 사용하였으며 사후 검정은 본페로니(Bonferroni’s correction) 사후 검정 분석을 이용하였다.
0 프로그램을 사용하였다. 측정값은 기술 통계를 이용하여 빈도수와 합계, 그리고 비율로 표시되었다. 본 연구에 수집된 자료들이 Kolmogorov-Smirnov 검정을 이용한 정규성 검정에서 정규 분포 곡선을 띠고 있으므로, 모수 검정법을 사용하였다.

이론/모형

측정값은 기술 통계를 이용하여 빈도수와 합계, 그리고 비율로 표시되었다. 본 연구에 수집된 자료들이 Kolmogorov-Smirnov 검정을 이용한 정규성 검정에서 정규 분포 곡선을 띠고 있으므로, 모수 검정법을 사용하였다. 제조국가별로 연구시설·장비 구축 수 차이를 비교하기 위하여 범주형 통계 분석방법인 단일표본 카이제곱 검정(single-sample chi-square test)을 사용하였고, 제조국가별 국가연구시설장비 구축금액 차이를 비교하기 위하여 연속형 통계 분석방법인 일요인 분산분석 (one-way ANOVA) 방법을 사용하였으며 사후 검정은 본페로니(Bonferroni’s correction) 사후 검정 분석을 이용하였다.

성능/효과

따라서 기초·분석과학 연구 분야 내 활용성이 높은 연구시설·장비 유무 여부를 직접 ZEUS DB를 확인하여 연구진이 1차로 국가연구시설장 비표준분류체계 내 기초·분석과학 분야에서 활용성이 높은 연구시설·장비 3개 대분류, 14개 중분류, 112개 소분류를 추출하였다.
또한 통계학적으로 유의하지는 않지만 A5(방사선발생/측정장비) 분야에서 국내에서 제조·납품한 연구장비가 미국을 포함한 다른 국가보다 가장 높은 구축금액을 나타냈고, F4(질량/무게/부피/밀도 측정장비) 분야에서 미국과 기타 국가 다음으로 구축금액이 높았다.
본 연구 결과, 과학기술 경쟁력이 높고 연구장비개발 원천기술을 보유한 미국, 일본, 독일 등 주요 선진국이 국내 기초과학 연구시설·장비 분야의 대부분에서 통계학적으로 유의하게 연구시설･장비를 선점하고 있었다.
본 연구에서는 제조국가별로 장비가 지니고 있는 세부 기술 단위의 현황 분석을 실시하였고, 그 결과 연구장비 개발을 위해 요구되는 기술 수준에 따라 국내 기업의 점유 규모가 통계학적으로 유의하게 상이하였다. 즉, 고도의 기술력을 필요로 하는 현미경, 질량분석장비, 분리분석장비 등의 국산화율은 다른 장비 군보다 상대적으로 저조한 반면 유체･유량, 무게･부피를 측정하거나 광파･방사선을 발생 및 측정하는 장비의 경우 기초연구 외에 여러 분야에서 활용되고 있어 국산화율이 높은 것으로 추측되는데 이는 활용용도 및 일반 산업의 수요가 높아 기업은 이미 자체 기술력을 확보한 것으로 사료된다.
일요인분산분석 방법을 통해 각 제조국가에 따른 국가연구시설 장비 구축금액은 기초과학 연구시설·장비 분야 중 A5(방사선발생/측정장비, p>.05)와 F4(질량/무게/부피/밀도 측정장비, p>.05)를 제외한 분야에서 통계학적으로 유의한 차이가 있었다(p<.05)
제조국가별 구축 수 합계를 비교한 결과, 국내에서 제조·납품한 연구장비가 미국과 일본보다 통계학적으로 유의하게 낮았으며(p<.05) 영국보다 유의하게 높았다(p<.05)(Fig. 2).
제조국가별 구축금액 합계를 비교한 사후 검정 결과, 국내에서 제조·납품한 연구장비가 미국보다 통계학적으로 유의하게 낮았으며(p<.05) 영국과 기타 국가보다 유의하게 높았다(p<.05)(Figure 3).
특히 기초과학 연구시설·장비 분야 중 A4(광파발생/측정장비)와 F7(유체유량 역학 측정장비)에서 국내에서 제조·납품한 연구장비가 미국 다음으로 구축금액이 통계학적으로 유의하게 높았으며(p<.05) F5(힘/토크/압력/진공 측정장비)에서 미국을 포함한 다른 국가보다 통계학적으로 유의하게 높았다(p<.05).
특히, 기초과학 연구시설·장비 분야 중 A4(광파발생/측정장비), A5(방사선발생/측정장비), F7(유체유량역학 측정장비)에서 국내에서 제조·납품한 연구 장비가 미국 다음으로 구축 수가 통계학적으로 유의하게 높았으며(p<.05) F4(질량/무게/부피/밀도 측정장비)와 F5(힘/토크/압력/진공 측정장비)에서 미국을 포함한 다른 국가보다 통계학적으로 유의하게 높았다(p<.05).

후속연구

1. 제조국가별로 연구시설·장비 구축 수와 구축금액이 상이하므로 연구장비 개발 기술 수준을 가늠할 수 있는 장비유형(표준분류)이나 구축금액별로 정부의 연구장비 국산화 차별화 전략이 필요할 것이다.
2. 기초·분석과학 분야에 있어 광파발생/측정장비, 방사선발생/측정장비, 질량/무게/부피/밀도 측정장비, 힘/토크/압력/진공 측정장비, 유체유량역학 측정장비의 국산 점유율이 높은 수준이므로 기업들의 고도화된 기술력을 바탕으로 상용화연구 단계에서 응용 및 기술개발 등 산업화 단계로의 진입을 적극적으로 유도할 수 있는 연구기획이 필요하다.
3. 기초·분석과학 분야에 있어 대부분의 연구시설·장비는 주요 선진국 대비 국산 점유율이 저조하므로 구축 수와 구축금액이 낮은 장비분야부터 기업들의 투자를 유치할 수 있는 요인을 모색하고 산·학·연 협동으로 기초연구 단계부터 기술력을 확보하는 별도의 연구기획이 필요하다.
그러나 향후에는 연구시설·장비 패러다임이 구축을 통한 활용에서 시대적 흐름에 따라 개발이 주요핵심사항이 될 것으로 예상된다.
넷째, 국내 연구장비산업의 정확한 시장 실태 파악을 위해 연구장비 정의 및 분류체계가 부재한 상황에서 본 연구에서 활용된 연구시설·장비 정보는 국가 R&D사업을 수행했던 수요 자료로써 실제 국내에서 연구장비를 제조·납품하는 기업 정보를 대상으로 관찰하지 못하였다는 점이다.
현미경의 경우 국내 연구장비 구축건수는 많으나 구축금액이 낮은 이유가 국내 기업은 주로 저가의 현미경을 공급하는 것으로 추측되는 반면, 입자분석장비의 경우 구축금액 비율이 높아 국내 기업은 이미 기술력을 인정받아 고가의 장비를 공급하는 것으로 사료된다. 따라서 본 연구 결과를 통해 장비분야별 외산 대비 국산장비 현황과 활용수요가 많은 20대 핵심연구장비를 비교하여 중점 개발 대상 도출이 가능할 것으로 판단한다. 이는 대부분의 20대 핵심연구장비는 낮은 국산 화율 가운데 더 열악한 장비분야에 포함되기 때문이다.
넷째, 국내 연구장비산업의 정확한 시장 실태 파악을 위해 연구장비 정의 및 분류체계가 부재한 상황에서 본 연구에서 활용된 연구시설·장비 정보는 국가 R&D사업을 수행했던 수요 자료로써 실제 국내에서 연구장비를 제조·납품하는 기업 정보를 대상으로 관찰하지 못하였다는 점이다. 따라서 향후 연구에서는 위의 제한점을 보완하여 연구문제를 기획하고 난 후 그 이후에 발생 할 수 있는 현상이나 내용 등을 예측하는 전향적(prospective) 연구가 함께 이루어져야 할 것이다.
본 연구는 학문적으로 그리고 정책적으로 연구장비 개발 연구자나 기업 관계자, 그리고 연구장비산업을 육성하고자 하는 정책입안자에게 유의미한 정보를 제공할 것으로 보인다. 그럼에도 불구하고, 몇 가지 제한점을 지니고 있으므로 이와 관련된 후속 연구에 대한 방향을 제시하고자 한다.
셋째, 단지 제조국가별 구축 건수와 구축금액을 비교하였기 때문에 본 연구만으로는 연구시설·장비 구축 건수와 구축금액 간의 상관관계 및 기술 수준을 명확하게 설명하기 어려운 부분이 있다.
현재 역사적으로 오랜 전통을 보유한 미국, 독일, 일본 등 주요 선진국들의 다국적 기업들은 연구장비 개발 및 상용화 분야에서 이미 전 세계 시장을 지배하는 독과점 시장구조를 형성하고 있다. 이로 인해 국산연구장비가 국내 연구장비산업 시장에 설 자리가 비록 좁고 국내 제조사의 기술력과 자체 개발제품의 미흡, 국내 장비산업의 재무구조 취약, 그리고 고부가 가치 첨단장비의 제조 및 생산 부재 등[7] 국내 연구계의 외산장비 의존에 대한 주요 원인들이 거론되지만 본 연구 결과를 토대로 장비가 활용되는 환경(연구환경, 산업환경)마다 장비유형(표준분류) 및 금액별로 차별화 전략을 채택하여 성공적 융합생태계 운영이 가능하도록 지원되어야 할 것이다.
즉, 과거의 연구시설·장비의 중복 투자를 방지하고 기존 장비를 다수의 연구자가 많이 활용하여 그 효율성을 높였다면 향후에는 우리 기술로 개발한 장비를 구축하여 구축 비용을 절감함과 동시에 개발 장비를 통해 수익을 창출할 수 있는 구조를 형성해야 할 것이다.
첫째, 비록 ZEUS DB에서 수집·관리되고 있는 다수의 연구시설·장비가 존재하지만 본 연구에서는 연구진의 정성적인 평가 기준으로 국가과학기술 표준분류체계 상 기초·분석과학 연구분야로 국한하였기 때문에 연구시설·장비 모든 분야에 일반화시키기에는 다소 부족한 점이 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	국산장비의 국내시장 점유 및 신규가 극히 저조한 이유는?	그러나 국내 연구계의 지나친 외산 의존 구조로 인해 국가 R&D예산으로 구축된 연구장비의 대부분 외산장비가 차지하고 있어 국산장비의 국내시장 점유 및 신규 진입 모두가 극히 저조한 실정이다[7]. 실제 2015년 12월 말 국가과학기술지식정보서비스(National Science & Technology Information Service, 이하 NTIS) 기준으로, 지난 10년 동안 공공시장에 구축된 전체 50,271점 연구장비 중 외산은 67%, 국산은 불과 33%에 해당된다 보고하였다[7].
	장비활용종합포털서비스(ZEUS)는 무엇입니까?	본 연구의 대상은 장비활용종합포털서비스(Zone for Equipment Utilization Service, 이하 ZEUS)에 등록된 연구시설·장비 데이터를 대상으로 하였다. ZEUS는 「과학기술기본법」 시행령 제42조 제4항 제2호와 「국가 연구개발사업의 관리 등에 관한 규정」(대통령령 제 23788호)에 따라 연구시설·장비에 대한 정보를 한 곳에서 서비스하기 위해 범부처 연구시설·장비의 총괄전담기관인 국가연구시설장비진흥센터(National Research Facilities & Equipment Center, 이하 NFEC)에서 개발한 세계 최초의 국가연구시설장비 정보 지식 종합포털이다. 또한 국가R&D를 수행하고 있는 17개 부처·청(16개 대표 전문기관)과의 연계를 통해 연구시설·장비, 성과 등의 정보를 데이터베이스화하여 연구자, 정책결정자, 정부 부처 관계자들에게 다양한 서비스를 제공하고 있으며 전국의 장비보유기관들이 공동으로 참여하여 만들어 나가는 클라우드 기반의 지능형 장비예약시스템으로 장비 이용에 대한 중개·알선 및 다양하고 유용한 콘텐츠 제공
	장비활용종합포털서비스(ZEUS)를 사용할 경우 얻게되는 이점은 무엇입니까?	ZEUS는 「과학기술기본법」 시행령 제42조 제4항 제2호와 「국가 연구개발사업의 관리 등에 관한 규정」(대통령령 제 23788호)에 따라 연구시설·장비에 대한 정보를 한 곳에서 서비스하기 위해 범부처 연구시설·장비의 총괄전담기관인 국가연구시설장비진흥센터(National Research Facilities & Equipment Center, 이하 NFEC)에서 개발한 세계 최초의 국가연구시설장비 정보 지식 종합포털이다. 또한 국가R&D를 수행하고 있는 17개 부처·청(16개 대표 전문기관)과의 연계를 통해 연구시설·장비, 성과 등의 정보를 데이터베이스화하여 연구자, 정책결정자, 정부 부처 관계자들에게 다양한 서비스를 제공하고 있으며 전국의 장비보유기관들이 공동으로 참여하여 만들어 나가는 클라우드 기반의 지능형 장비예약시스템으로 장비 이용에 대한 중개·알선 및 다양하고 유용한 콘텐츠 제공 및 연구장비의 개방과 공유로 장비 이용자의 필요성을 충족시키고 있다.

참고문헌 (12)

Ministry of Science and ICT. "2016 National Research and Development Project Survey and Analysis Report", Korea Institute of S&T Evaluation and Planning, Oct 2017.
Ministry of Science and ICT. "2015 National Research and Development Project Survey and Analysis Report", Korea Institute of S&T Evaluation and Planning, Oct 2016.
OECD. "Release of Main Science and Technology Indicators - Latest estimates of R&D investment in OECD and major economies", 2017, Available From: http://oe.cd/msti
Ministry of Science, ICT and Future Planning. "Plan for the operation and utilization of national research facilities and equipment (plan) (2013 - 2017)", April 24 2013.
Ministry of Science and ICT and 16 ministries. "Plan for the operation and utilization of national research facilities and equipment (plan) (2018 - 2022)", January 19 2018.
Ministry of Science and ICT. "National Research Facilities & Eqipment Trends 2016", National Research Facilities & Equipment Center, December 2017.
S. I. Jeong. "Domestic Research Equipment Industry Analysis and Competitive Strategy", Proceedings of the Korea Technology Innovation Society Conference 2017, Korea Technology Innovation Society, Jeju, Korea, pp.311-328, Nov 2017.
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H. R. Jo. "Research on Convergence R&D Policy through Network Analysis of Research Equipment", Proceedings of the Korea Technology Innovation Society Conference 2017, Korea Technology Innovation Society, Daejeon, Korea, pp.335-356, May 2017.
J. H. Lim, J. H. Lee, M. S. Jeong, T. W. Kwon, W. R. Kim. "A Study on Technology Planning Roadmap for Analytical Science", Korea Basic Science Institute, Korea, pp.7-98, December 2015.
J. W. Choi, S. B. Kwon, S. M. Park, B. R. Yeon, B. B. Kim. "Research Trends in Domestic and Overseas Research Equipment Industry", Korea Basic Science Institute, Korea, pp.23-102, December 2018.
S. S. Seol, I. H. Kim. "Distibution Patterns of Research Equipments in Korea", Journal of Korea Technology Innovation Society , Vol.9, No.3, pp.471-495, April 2006. UCI: G704-001043.2006.9.3.008

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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