| 초록 |
ㅇ 연구개요 본 연구는 식품에 존재할 수 있는 식품 알레르기 유발물질을 신속히 검출하기 위하여 동시검출용 비표지 (label-free) 방식의 탄소나노튜브 기반 초소형 멀티나노바이오센서를 개발하는 것이 목표로 함. ㅇ 연구 목표대비 연구결과 ∙ 1차년도에는 탄소나노튜브 기반 초소형 나노바이오센서 제작 및 시험을 목표로 하였음. - 단일벽 탄소나노튜브 (SWCNTs)를 전극 위에 고정화하는 기술을 확립함. - 고정화하는 SWCNTs의 농도를 최적화함. - 센서 수용체와 고정화된 SWCNTs 사이의 Linker인 1-pyrenebutanoic acid succinimidyl ester (PBASE)의 고정화 농도를 최적화함. - 특정 알레르기 유발물질과 항체간의 항원/항체 반응을 효소결합 면역흡착 분석법 (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay, ELISA) 방법을 이용하여 분석함. - 최종적으로 제작된 항원/항체 형 탄소나노튜브 기반 센서 디바이스에 대하여 기초성능 평가함. ∙ 2차년도에는 땅콩 알레르기 유발물질의 동시 검출을 위한 멀티 나노바이오센서 개발을 목표로 하였음. - 선정된 3 가지 땅콩 알레르기 유발물질의 항체 고정화 반응조건을 분석함. - 특정 알레르기 유발물질과 항체간의 항원/항체 반응 특이성을 ELISA 분석을 이용하여 분석하였음. - 동시검출을 위한 나노바이오센서의 멀티시스템을 개발하였음. - 전기화학법에 의한 알레르기 유발물질들의 동시 검출시 side effect를 연구함. - 개발된 동시 검출형 바이오센서의 기초성능을 평가함. ∙ 3차년도에는 개발된 나노바이오센서의 센서성능 최적화 및 실제 식품에서의 땅콩알레르기 유발물질 검출 성능 평가하는 것을 목표로 하였음. - 개발된 나노바이오센서의 재활용을 위한 항원항체 분리하는 기술을 개발함. - 식품시료의 채취 및 전처리 기술을 최적화함. - 휴대용 나노바이오센서 시제품을 제작함. - 최종 시제품 센서를 이용하여 실제 가공식품을 이용한 센서 기초성능을 평가함. ㅇ 연구개발결과의 중요성 ∙ 땅콩알레르기 유발 물질을 탐지하는 단일벽 탄소나노튜브 (Single-walled Carbon Nanotube, SWCNTs) 기반 항체 바이오센서의 개발기술은 현재까지 국내외적으로 개발초기단계에 머물러 있어, 관련기술 개발을 통해 원천기술의 획득이 가능함. ∙ 휴대용센서로 가능한 본 연구의 바이오센서는 레스토랑 음식 및 소스 등 땅콩알레르기 물질이 포함될 수 있는 샘플에 대해 직접 현장에서 테스트가 가능하여 personal safety system을 확보할 수 있을 것으로 예상함. ∙ 식품 이외에도 농축산에 많이 사용되는 각종 농약이나 항생제 등의 오염 등을 확인할 수 있으며 식품/안전성 검사, 동식물 질병 진단, 육류/농산물의 품질관리, 생물공정 계측 및 제어, 생물생산 관리 등 다양한 산업에 그 활용성이 매우 클 것으로 기대가 됨. ∙ 본 연구에서 개발한 SWCNTs 기반으로 한 바이오물질 검출 기술은 앞으로 많은 식품에서의 땅콩 알레르기 물질 검출뿐만 아니라 농수산물의 전반적인 안정성 평가에 파급적으로 영향을 줄 수 있으므로 국가경쟁력이 있는 원천기술을 확보할 수 있을 것으로 예상됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
