초록 ▼

수산생물에 대한 신속한 종 및 원산지 판별을 위한 자동 어종 판별기를 개발하기 위하여 수산생물 232종의 염기서열을 확보하여 유전자신분증을 제작 하였으며, 이를 이용하여 종특이 프루브 개발 하였다. 개발된 프루브를 이용하여 최종적으로 상용화 제품에 사용될 137종의 유전정보를 11개의 DNA chip으로 제작하였다.
자성 및 금속 나노입자를 이용하여 선택적으로 추출된 표적 DNA의 효과적 검출을 위해 흡광검출법 디바이스를 개발하였고, 자성 나노입자의 국산화에 성공하였다. 이를 이용하여 외부자기장을 이용한 MEMS공정을 회피한

수산생물에 대한 신속한 종 및 원산지 판별을 위한 자동 어종 판별기를 개발하기 위하여 수산생물 232종의 염기서열을 확보하여 유전자신분증을 제작 하였으며, 이를 이용하여 종특이 프루브 개발 하였다. 개발된 프루브를 이용하여 최종적으로 상용화 제품에 사용될 137종의 유전정보를 11개의 DNA chip으로 제작하였다.
자성 및 금속 나노입자를 이용하여 선택적으로 추출된 표적 DNA의 효과적 검출을 위해 흡광검출법 디바이스를 개발하였고, 자성 나노입자의 국산화에 성공하였다. 이를 이용하여 외부자기장을 이용한 MEMS공정을 회피한 전기화학적 방법에 의한 DNA 모니터링 기술을 개발 및 발색방법을 이용한 상용화 가능한 시작품을 제작하였다.
유전자 추출기술, 증폭기술, 혼성화기술, 판독기술 등의 기초기술 안정화를 확보하여 필름기반 일체형 미세유체 디바이스를 제작하였으며 최종적으로 일체형 디바이스 상용제품 제조기술을 확립하고, 디바이스 상용제품을 제작하였다. 금전극 유리기판, 박막형 필름채널, 플라스틱 케이스로 구성된 제품은 대량생산이 가능한 기술을 적용하였다. 각각 16종의 Probe-DNA가 탑재된 11종류의 판별칩을 제작하였다. 판별기 상용제품 제작기술을 확립하고, 판별기 상용제품을 제작하였다. 자동제어를 위한 기능별 전자보드를 제작하였고, 안드로이드 기반 테블릿을 통한 사용자 인터페이스 및 데이터 관리를 적용하였다. 4단계로 구성된 사용자 UI를 개발하여 적용하고, 220어종의 어종정보를 사진과 함께 기기에 탑재하였다. 최종 제작된 상용장비의 크기는 가로x세로x높이가 각각 31 x 32 x 40 cm로 이동 가능한 크기와 무게를 확보하였다. 또한 기존의 광학기반 장비에 비하여 충격에 강한 구조를 구현하여 현장 적용이 가능한 성능을 확보하였다.

Abstract ▼

III. Results
In this study, we developed a DNA microarray for identifying marine fish species. We determined the genetic variation of marine fish through the sequence analysis of COI gene and then designed species-specific probes. We were able to identify different marine fish species using speci

III. Results
In this study, we developed a DNA microarray for identifying marine fish species. We determined the genetic variation of marine fish through the sequence analysis of COI gene and then designed species-specific probes. We were able to identify different marine fish species using specific and unique probes on a DNA microarray. The hybridization patterns of the different marine fish species were clearly distinguishable. We successfully developed DNA microarrays that can identify 232 species of marine fish in 20 groups. And DNA chips for a total of 137 species classified as 11 groups were developed to mount on the nano-device.
The Au–Fe3O4–Au nanocomplex remains in solution at a concentration proportional to the concentration of the target DNA. Its optical properties allow it to be easily quantified using UV/Vis absorption spectroscopy. The detection limit of this method was as low as 0.1 fM. This result has been published in Sensors and actuators B : chemical
DNA extraction technique using magnetic nanoparticles and color emitting nanoparticles was developed in order to separate a target DNA. The surface of nanoparticles were modified with a probe DNA. Stability of the probe DNA-modified nanoparticles was secured.
DNA extraction technique has been optimized and stabilized. The best magnetic particle method has been searched for higher extracted DNA concentration and the mono-dispersed size magnetic particles have been produced. In addition to these results, surface modification techniques have been investigated to promote the efficiency of DNA extraction by using magnetic particles. Polydopamine has been utilized to enhance the efficiency of DNA amplification. A thin film type chamber has been researched to reduce DNA amplification time. Various skills have been adopted to increase the sensitivity and reliability of detection signal. The cyclic voltammetry method and processes after hybridization were improved to increase the reliability of DNA detection. Also, nano-structured electrodes were evaluated for the better sensing of DNA detection.
Film-based microfluidic integrated devices have been designed, fabricated and evaluated. To meet commercial purposes, the developed device was constituted of gold electrodes on glass substrates, thin film type chamber and plastic external case. Eventually, the prototype film-based integrated microfluidic device and the prototype controller system identified 16 species in cross-examination. These outcomes were achieved by the element techniques such as amicrofluidic multichannel, microfluidic microvalve and microfluidic thin film chamber that can be fabricated in mass production. 11 types of integrated device have been produced and each type contains probe DNAs of 16 species at maximum. A controller system has been also developed for commercial purposes. Electrrical boards have been fabricated for automatically controlled operation. Android-based tablet was hired to interface user and system from 4 steps user interface which was specificly developed with database of 232 fishery species.

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 보고서 요약 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• SUMMARY ... 6
• 목 차 ... 9
• CONTENTS ... 11
• 그림 목차 ... 13
• FIGURE LISTS ... 16
• 표 목차 ... 20
• TABLE LISTS ... 21
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 22
• 1절. 연구개발의 배경 및 필요성 ... 22
• 1. 배경 ... 22
• 2. 필요성 ... 23
• 2절. 연구개발의 내용 및 범위 ... 24
• 1. 연구개발 목적 ... 24
• 2. 연구개발 내용 및 범위 ... 24
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 30
• 1절. 국내외 관련분야에 대한 기술개발 현황 ... 30
• 1. 국내 현황 ... 30
• 2. 국외 현황 ... 31
• 3. 현 기술의 문제점 ... 32
• 2절. 본 연구결과가 국내외 기술개발 현황에서 차지하는 위치 ... 32
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 34
• 1절. 수산생물자원의 종 및 원산지 판정을 위한 유전자정보 발굴 ... 34
• 2절. 자성-금속 나노복합체를 이용한 전기화학 센서 제작 ... 34
• 3절. 자성-금속 나노복합체를 이용한 특이 DNA 반응 색깔센서 제작 ... 36
• 4절. 유전자 추출 기술 최적화 및 안정화 ... 38
• 5절. 유전자 증폭 기술 최적화 및 안정화 ... 40
• 6절 유전자 판독 기술 최적화 및 안정화 ... 41
• 7절. 일체형 미세유체 디바이스 제작 ... 46
• 8절. 일체형 미세유체 디바이스 제어 시스템 개발 ... 49
• 9절 디바이스 상용제품 제조기술 확립 ... 49
• 10절 판독기 상용제품 제작기술 확립 ... 50
• 11절 일체형디바이스 1차 설계 및 제작 ... 50
• 12절 일체형디바이스 성능평가 및 개선안 도출 ... 52
• 13절 일체형디바이스 상용제품 설계 및 제작 ... 55
• 14절 일체형디바이스 상용제품 성능평가 및 최적화 ... 56
• 15절 판독기 1차 설계 및 제작 ... 61
• 16절 1차 판독기 성능평가 및 개선안 도출 ... 62
• 17절. 판독기 상용제품 설계 및 제작 ... 63
• 18절. 판독기 상용제품 성능평가 및 최적화 ... 66
• 19절. 수산생물 종 및 원산지 판별용 DNA chip 개발 ... 67
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 70
• 1절. 연구개발목표의 달성도 ... 70
• 2절. 관련 분야의 기술발전에 대한 기여도 ... 70
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 72
• 1절. 추가연구의 필요성 ... 72
• 2절. 타 연구에의 응용 ... 72
• 3절. 기업화 추진방안 ... 72
• 제 6 장 참고문헌 ... 73
• 끝페이지 ... 74