초록 ▼

1. 연차목표
본 과제의 목표는 핵산 추출/ 등온 증폭용 일체형 카트리지에 샘플 주입 후 버튼 클릭 만으로 자동으로 핵산을 추출하고, 추출된 핵산이 시료 이동 없이 카트리지 내에서 등온 증폭되어 질병을 진단할 수 있는 핵산 진단 자동화 플랫폼을 개발하는 것임.
위 목표 달성을 위해 본 연차에서는 핵산 추출 카트리지를 사용하여 자동으로 핵산을 추출해 주는 핵산 추출 모듈을 개발, 핵산 추출의 성능을 최적화 하고, 추출된 핵산을 증폭할 수 있는 등온 증폭 모듈의 개발 및 증폭 유무를 판단할 수 있는 형광 측정 모듈을 제작하는

1. 연차목표
본 과제의 목표는 핵산 추출/ 등온 증폭용 일체형 카트리지에 샘플 주입 후 버튼 클릭 만으로 자동으로 핵산을 추출하고, 추출된 핵산이 시료 이동 없이 카트리지 내에서 등온 증폭되어 질병을 진단할 수 있는 핵산 진단 자동화 플랫폼을 개발하는 것임.
위 목표 달성을 위해 본 연차에서는 핵산 추출 카트리지를 사용하여 자동으로 핵산을 추출해 주는 핵산 추출 모듈을 개발, 핵산 추출의 성능을 최적화 하고, 추출된 핵산을 증폭할 수 있는 등온 증폭 모듈의 개발 및 증폭 유무를 판단할 수 있는 형광 측정 모듈을 제작하는 것을 목표로함.
이후 2차 년도에는 최적화된 모듈을 통합하여 한 장비에서 샘플의 이동 없이 핵산 추출, 등온 증폭, 형광 측정이 진행되는 통합형 핵산 진단 장비를 제작하는 것을 목표로 함.

2. 개발내용 및 결과
1) 핵산 추출 모듈의 개발
- 핵산 추출/등온 증폭 일체형 카트리지를 이용하여 핵산 추출을 자동화하기 위한 자동화 장비를 개발함.
- 본 장비를 이용하여 특정 회사의 제품이 아닌 상용화된 대부분의 핵산 추출 키트를 사용하여 식중독을 일으키는 살모넬라 균의 DNA를 수동 방식으로 추출한 것과 비슷한 오차 범위 내에서 추출할 수 있었음.
- 또한, 모든 구동부의 구동 횟수, 거리등을 사용자에 맞게 조절할 수 있는 프로그램을 개발하여 대부분의 시약 제조사들의 핵산 추출 프로토콜을 구현할 수 있어 시료 선택의 폭을 넓힐 수 있었음.

2) 등온 증폭 모듈 개발
- 자동화 카트리지 및 모듈을 이용하여 추출된 DNA를 증폭하기 위한 등온 증폭 모듈을 제작 하였음.
- 카트리지 자체의 검출 튜브를 사용하기 위해 카트리지에 증폭 모듈이 직접 부착될 수 있도록 모듈을 소형화 하였고, 형광 검출을 위해서 타겟 DNA 형광에 최적화된 파장을 사용하는 형광 모듈을 개발 하였음.
- 형광 모듈 역시 카트리지 자체 검출 튜브를 사용할 수 있도록 소형화하기 위해 Confocal 구조의 형광 검출 방식을 사용하였고, 10카피 농도 수준의 DNA를 증폭하여 검출할 수 있었음.

3) 핵산 추출/증폭 일체형 카트리지 성능 개선
- 핵산 추출 자동화를 용이하게 하기 위해 카트리지의 구조등 성능을 개선 하였음.
- 카트리지 하단부의 웨이스트 영역을 줄여 등온 증폭 및 형광 측정의 편의성 및 온도 유지성능을 향상시킴
- 내부 밸브의 방식 변경 및 상하판 체결 방식 변경 등을 통해 내부 실링 효율을 증가시켜 핵산 자동 추출 시 효율을 증가시킬 수 있었음.

3. 기대효과(기술적 및 경제적 효과)
- 본 과제로 개발중인 핵산 추출/증폭 자동화 장비는 상용화된 대부분의 핵산 추출 시약의 추출 프로토콜을 구현함으로써 시약에 구애받지 않고 자동으로 핵산 추출이 가능함.
- 증폭 및 형광 측정이 하나의 카트리지에서 시료의 이동 없이 구현되기 때문에 시료의 오염가능성을 현저히 낮추었으며 모든 프로토콜이 자동으로 진행되기 때문에 반복성과 편의성 면에서 타 장비대비 장점을 가지고 있음.
- 이러한 범용성과 편리성으로 현재 외산 기기가 대부분을 장악하고 있는 핵산추출/증폭 자동화 기기 시장에서 해외 장비 수입 대체 효과가 기대됨.

4. 적용분야
본 장비는 DNA를 사용하는 분자진단의 모든 분야에 적용이 가능하며, 특히 카트리지 하나로 다른 조작 없이 자동으로 진단이 되는 장비이기 때문에 숙련된 인력을 따로 고용할 수 없는 소규모 병원등에 적용이 가능할 것이라 예상됨.

( 출처: 연차보고서 초록 3p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 연차보고서 초록 ... 3
• Ⅰ. 당해년도 추진 현황 ... 7
• Ⅱ. 과제 수행결과 (1차년도) ... 15
• 제1장 각 기관/기업별 추진 현황 ... 15
• 제2장 시장 현황 및 사업화 추진 성과 ... 46
• Ⅲ. 결론 및 차년도 계획 ... 48
• Ⅳ. 사업비 사용현황 ... 50
• Ⅴ. 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 52
• Ⅵ. 기업 재무건전성 현황 ... 53
• 끝페이지 ... 54