정지 액체상에서 입자 이동에 의한 박테리아 검출방법 연구
Detection of bacteria by the transport of particles
- 주제(키워드) lab-on-a-chip , salmonella , bacteria , detection , capture particle , labeling particle
- 발행기관 강릉원주대학교 일반대학원
- 지도교수 최석정
- 발행년도 2015
- 학위수여년월 2015. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화학과
- 원문페이지 53
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/kangnung/000000006903
- 본문언어 한국어
초록/요약
식중독균의 현장 신속 검사는 식중독 사고 예방을 위한 중요한 도구이다. 그러나 현재 식중독균 검사 방법은 시간이 많이 걸리고 복잡하여 현장검사에 응용하기 어려운 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 식중독균인 Salmonella typhimurium(S. typhimurium) 검출을 위해 포획입자와 표지입자를 사용하는 샌드위치 ELISA 방법에 기반을 둔 정지 액체상 랩온어칩을 개발하였다. 포획입자는 자성입자에 S. typhimurium 항체를 고정시켜 제조하였으며 표지입자는 실리카 나노입자에 horseradish peroxidase(HRP)와 S. typhimurium 항체를 고정시켜 제조하였다. 정지액체상 랩온어칩은 시료공간과 검출공간 그리고 두 공간을 연결하는 채널로 이루어져 있었다. 먼저 포획입자와 표지입자를 시료와 함께 시료공간에 넣어 반응시킴으로써 포획입자-박테리아-표지입자 복합체가 형성되도록 하였다. 다음으로 랩온어칩 밑에서 자석을 움직임으로써 결합하지 않은 포획입자와 복합체를 검출공간으로 이동시켰다. 마지막으로 검출공간에서 HRP에 의해 생성된 빛의 세기 또는 색깔이 있는 생성물을 측정함으로써 박테리아의 수를 평가하였다. 이 방법에 의해 1 시간 이내에 복잡한 실험과정 없이 0-103 cfu 범위에서 S. typhimurium을 검출할 수 있었다.
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목 차
Ⅰ. 서론 1
1. 식중독균 1
1.1 독성형 식중독균 2
1) 황색포도상구균(Staphylococcus aureus) 2
2) 클로스트리디움 퍼프린젠스(Clostridium perfringens) 2
1.2 감염형 식중독균 3
1) 병원성대장균(enteropathogenic Escherichia coli) 3
2) 장염비브리오균(Vibrio parahaemolyticus) 3
3) 바실러스 세레우스균(Bacillus cereus) 4
4) 살모넬라균(Salmonella) 5
1.3 식중독균의 위험성 7
2. 식중독균의 현재 검출방법 10
2.1 배양법 10
2.2 PCR(polymerase chain reaction) 검출법 11
2.3 ELISA(Enzyme-linked immunosorbent assay) 검출법 12
3. 자성입자 13
3.1 자성입자를 이용한 식중독균 검출법 13
3.2 포획입자(Capture particle)와 표지입자(Labeling particle) 14
4. Lab-on-a-chip 16
4.1 Stationary liquid phase system 18
Ⅱ. 재료 및 방법 20
1. 포획입자 기능화 20
1.1 포획입자 기능화 방법 20
1) Streptavidin-MyOne beads 기능화 20
2) COOH-Magnetic nanoparticles 기능화 21
1.2 기능화한 포획입자 test 22
1) 효소활성 test 22
2) 오염 test 22
3) 항체 capture test 22
4) Ab-MB의 S. typhimurium 성장 영향 test 23
2. 표지입자 기능화 23
2.1 표지입자 기능화 방법 23
2.2 기능화한 표지입자 test 24
1) 효소활성 test 24
2) 오염 test 24
3) 항체활성 test 25
4) S. typhimurium과의 specific test 25
3. Lab-on-a-chip 제작 26
4. Lab-on-a-chip을 이용한 측정 system 27
4.1 자석이동/PMT photodetector 측정 system 27
4.2 자석이동/Luminescence 측정 system 28
4.3 자석이동/Absorbance 측정 system 29
5. 포획입자 표지입자 비율 최적화 test 30
5.1 PMT photodetector 측정 system을 이용한 비율 최적화 test 30
5.2 Luminescence 측정 system을 이용한 비율 최적화 test 30
5.3 Absorbance 측정 system을 이용한 비율 최적화 test 31
6. S. typhimurium 농도에 따른 검출 test 33
6.1 PMT photodetector 측정 system을 이용한 S. typhimurium 검출 test 33
6.2 Luminescence 측정 system을 이용한 S. typhimurium 검출 test 33
6.3 Absorbance 측정 system을 이용한 S. typhimurium 검출 test 34
Ⅲ. 결과 및 고찰 35
1. 포획입자 기능화 test 35
1.1 포획입자 항체활성 test 35
1.2 포획입자 오염 test 36
1.3 포획입자 capture test 36
2. 표지입자 기능화 37
2.1 표지입자 효소활성 test 37
2.2 표지입자 오염 test 37
2.3 표지입자 항체활성 test 38
2.4 표지입자와 S. typhimurium의 specific test 39
3. 포획입자 표지입자 비율 최적화 test 40
3.1 PMT photodetector 측정 system을 이용한 비율 최적화 test 40
3.2 Luminescence 측정 system을 이용한 비율 최적화 test 42
3.3 Absorbance 측정 system을 이용한 비율 최적화 test 44
4. S. typhimurium 농도에 따른 test 46
4.1 PMT photodetector 측정 system을 이용한 S. typhimurium 검출 test 46
4.2 Luminescence 측정 system을 이용한 S. typhimurium 검출 test 48
4.3 Absorbance 측정 system을 이용한 S. typhimurium 검출 test 49
Ⅳ. 결론 50
Ⅴ. 참고문헌 52
