초록 ▼

◯ 다종 식중독균 검출용 신속 간이 진단키트 연구
간이 진단키트는 결합패드의 표지시약-표지항체 결합물이 시료의 세균과 반응한 다음 검사 영역의 포획항체에 결합하여 색 변화를 나타내게 된다. 연구 결과 살모넬라, 병원성 대장균, 황색포도상구균, 캠필로박터의 농도 증가에 따라 검사점의 색이 짙어져 간이 진단키트가 효과적으로 황색포도상구균을 검출하는 것으로 나타났다. 각 균에 대한 개별 세균 진단키트의 검출한계는 표준버퍼 및 식품시료 모두 살모넬라, 병원성 대장균, 황색포도상구균, 캠필로박터 각각에 대해 10⁶,

◯ 다종 식중독균 검출용 신속 간이 진단키트 연구
간이 진단키트는 결합패드의 표지시약-표지항체 결합물이 시료의 세균과 반응한 다음 검사 영역의 포획항체에 결합하여 색 변화를 나타내게 된다. 연구 결과 살모넬라, 병원성 대장균, 황색포도상구균, 캠필로박터의 농도 증가에 따라 검사점의 색이 짙어져 간이 진단키트가 효과적으로 황색포도상구균을 검출하는 것으로 나타났다. 각 균에 대한 개별 세균 진단키트의 검출한계는 표준버퍼 및 식품시료 모두 살모넬라, 병원성 대장균, 황색포도상구균, 캠필로박터 각각에 대해 10⁶, 10⁶, 10⁶, 10⁸ CFU/mL인 것으로 조사되었다. 각 균에 대한 다중 세균 진단키트의 검출한계는 표준버퍼 및 식품시료 모두 살모넬라, 병원성 대장균, 황색포도상구균 각각에 대해 10⁶, 10⁵, 10⁶ CFU/mL인 것으로 조사되었다. 또한, 각 진단키트는 검출 대상 식중독균 이외의균에는 반응하지 않아 선택성이 높은 것을 확인할 수 있었다.
◯ 식중독균 진단 키트의 디지털 판독기술 연구
간이 진단키트 디지털 판독장치는 간이 진단키트의 표준점과 검사점의 색의 밝기변화를 영상처리 기술을 이용하여 분석함으로써 식중독균을 검출하게 된다. 탁상형 판독장치는 영상획득 시스템에서 측정된 영상을 ImageJ 프로그램을 이용하여 표준점과 검사점의 optical density(PT와 PC)와 면적(AT와 A C)을 측정하였으며 이 값을 이용하여 PT/PC와 AT/A C를 계산하였다. 휴대형 디지털 판독장치는 ImageJ 영상처리 프로그램의 기능을 하는 판독 프로그램을 비주얼 C를 이용하여 제작하였다. 탁상형 이미지분석 시스템과 휴대형 디지털 판독장치의 성능을 평가하기 위해 살모넬라 검출용 간이 진단키트를 이용하여 실험한 결과, 살모넬라의 농도 0, 10³, 10⁴, 10⁵, 10⁶, 10⁷, 10⁸, 10⁹ CFU/mL에 대하여 선형적인 결과를 얻을 수 있었다. 휴대형 디지털 판독장치는 탁상형 이미지분석 시스템에 비해 단순한 시스템에도 불구하고 탁상형 판독 장치와 유사한 검출 성능을 나타내는 것으로 나타났다.
◯ 식중독균 특이 결합용 바이오탐침자 연구
항체를 대신할 수 있는 DNA 기반의 바이오탐침자를 SELEX와 conter-SELEX 과정을 통하여 개발하고 그 염기서열을 해독하였다. 살모넬라균, 병원성대장균, 황색포도상구균 각각에 대하여 22, 8, 60 개의 바이오탐침자를 선발하고 그 염기서열을 해독하였다. 바이오탐침자들은 형광분석기와 유세포분석기를 이용하여 성능을 검증한 결과 검출대상 식중독균에 특이적으로 반응하는 것으로 조사되었으며, 선택성도 뛰어난 것으로 조사되었다. 살모넬라균 바이오탐침자를 이용하여 간이 진단키트의 적용 가능성을 조사한 결과, DNA 바이오탐침자의 구조적 특성으로 샌드위치 방법의 적용은 어렵고, 경쟁법을 사용할 경우 적용이 가능한 것으로 나타났다.

Abstract ▼

Conventional detection methods for detection of infective organisms, such as Salmonella, are complicated and require multiple steps, and the need for rapid detection has increased. This study was performed to develop rapid test kits for several pathogens in various samples. The rapid detection kit h

Conventional detection methods for detection of infective organisms, such as Salmonella, are complicated and require multiple steps, and the need for rapid detection has increased. This study was performed to develop rapid test kits for several pathogens in various samples. The rapid detection kit has been fabricated based on nitrocellulose lateral-flow strip. Colloidal gold and tag antibodies were used as a tag and a receptor, respectively. Manually spotted detection antibody and anti-mouse antibody on the surface of nitrocellulose membrane were used as test and control lines, respectively. Feasibility of the rapid kit to detect pathogens in samples were evaluated. The intensity of the color of the test line started to increase with the samples in which higher concentration of the cells were contained. The sensitivity of the sensor for Salmonella typhimurium, Escherichia coli O157:H7, Staphylococcus aureus, and Campylobacter jejuni spiked in PBS was 10⁶, 10⁶, 10⁶, 10⁸ cfu/mL, respectively. Also, the rapid test kit could detect same number of each cells in chicken meat extract. To improve the detection performance, the Smartphone-based handheld reading system for the lateral flow immunoassay (LFIA) was developed. The standard curve was obtained by plotting the measured P_T/P_C or A_T/A_C ratio versus Salmonella standard concentration. The mean, standard deviation (SD), recovery, and relative standard deviation (RSD) were also calculated using additional experimental results. These data were compared with that obtained from the benchtop LFIA reader. The LOD in both systems was observed with 10⁶ CFU/mL. The results show high accuracy and good reproducibility with a RSD less than 10% in the range of 10⁶ to 10⁹ CFU/mL. Due to the simple structure, good sensitivity, and high accuracy of the Smartphone-based reading system, this system can be substituted for the benchtop LFIA reader for point-of-care medical diagnostics. Aptamers have great potential for biosensor assay development, given their small size, ease of synthesis and labeling, lack of immunogenicity, a lower cost of production than antibodies, and high target specificity. In this study, ssDNA aptamers specific to Salmonella typhimurium, Escherichia coli O157:H7, Staphylococcus aureus, and Campylobacter jejuni were obtained by a whole bacterium-based SELEX procedure and applied to probing each pathogenic bacterium. After 10 rounds of selection with the target bacterium and 5 rounds of counter selection with non-target bacteria, the highly enriched oligonucleic acid pool were sorted using flow cytometry. Aptamer candidates from different families were sequenced and grouped. Fluorescent analysis demonstrated that aptamers had particularly high binding affinity and selectivity for each Salmonella typhimurium, Escherichia coli O157:H7, Staphylococcus aureus, and Campylobacter jejuni cells.

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• S U M M A R Y ... 6
• 목 차 ... 7
• 제 1 장 서 론 ... 8
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 10
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 12
• 제 1 절 다종 식중독균 검출용 신속 간이 진단키트 연구 ... 12
• 제 2 절 식중독균 간이 진단키트의 디지털 판독 기술 연구 ... 37
• 제 3 절 식중독균 특이 결합용 바이오탐침자 연구 ... 51
• 제 4 장 연구개발 목표 달성도 및 대외기여도 ... 76
• 제 1 절 : 목표대비 달성도 ... 76
• 제 2 절 : 정량적 성과 ... 76
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 77
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 77
• 제 7 장 기타 중요 변동사항 ... 77
• 제 8 장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구장비 ... 77
• 제 9 장 참고문헌 ... 77
• 끝페이지 ... 80