게시 및 게시 날짜 : 2022/05/19

"측정 시간 1 분"및 "매우 높은 감도"

-감염 위험에 대한 "현장 검사"를 실현하는 사람


Nedo의 "IoT 사회를 실현하기위한 혁신적인 감지 기술 개발"바카라 꽁 머니와 Saitama University는 최근 1 분의 측정에서 인플루엔자 바이러스를 감지 할 수있는 초고속 바이러스 탐지 방법을 개발하고 100 편의 검사/ML을 달성하는 초고속 바이러스 감지 방법을 감지 할 수있는 초고속 바이러스 탐지 방법을 개발했습니다 개발 된 탐지 방법은 시설 입구 등에 바이러스를 운반 할 수있는 "현장 시험"방문자의 "현장 시험"과 같은 효과적인 감염 제어 조치로 이어질 수 있습니다

앞으로 Covid-19 및 Noroviruses에 대한 탐지 방법을 보여주기 위해 노력할 것이며, 또한 그 자리에서 미량의 바바카라 꽁 머니스를 감지 할 수있는 "바바카라 꽁 머니스 게이트 키퍼"라는 시스템의 실질적인 사용에 대한 연구 및 개발을 수행 할 것입니다


1 개요

2019 년부터 운영 된 코로나 바바카라 꽁 머니스 감염 (COVID-19)은 전 세계 여러 지역에 큰 영향을 미쳤습니다 바카라 꽁 머니한 상황에 따라 시설 및 기타 지역의 입구에 설치된 표면 온도계를 사용하여 바바카라 꽁 머니스에 감염된 것으로 의심되는 사람들의 입장을 방지하기위한 조치가 취해지고 있습니다 이것이 온도라고 불리는 2 차 지표가 아닌 바바카라 꽁 머니스가 유지되는지 여부에 관계없이 직관에서 직접 평가할 수 있다면, 바바카라 꽁 머니스가 바바카라 꽁 머니스로보다 효과적으로 발생하는 것으로 생각됩니다 한편, 현재 널리 사용되는 스크리닝 테스트의 경우Immunochromatography 방법*1(빠른 항원 테스트 키트에 사용) 또는 결정적인 테스트PCR 메소드*2도전은 "현장 검사"에 필요한 빠른 측정 및 높은 탐지 감도를 결합하는 것이 었습니다

이 배경에서 NEDO (National Research and Development Agency, New Energy and Industrial 및 산업 기술 개발 기관)의 계약 프로젝트, "IoT 사회 실현을위한 혁신적인 감지 기술 개발", National Institute of Advanced Industrial Technology (바카라 꽁 머니) 및 Saitama University (Saitama University)는 Konica Minolta Co, Ltd, WiaDastec Co 및 "바이러스 게이트 키퍼"의 개발, 방문자가 시설이나 다른 시설 입구에 설치하여 1 분 안에 바이러스를 가질 가능성을 감지 할 수있는 시스템입니다 바이러스 게이트 키퍼는 단순히 면봉을 입에 넣고 타액을 수집 한 다음 장치에 배치함으로써 1 분 안에 바이러스 보유 위험을 자동으로 결정하는 장치입니다 바카라 꽁 머니와 Saitama University는이 시스템을 실현하기위한 연구 개발입니다디지털 탐지 방법*3이라는 매우 민감한 바이오 센싱 방법을 기반으로 두 가지 새로운 바바카라 꽁 머니스 검출 방법이 개발되었습니다

이 결과에 대한 세부 사항은 2022 년 5 월 12 일에 제공 될 예정입니다Analytica Chimica Acta"에 게시되었습니다

 

2 이번에는 결과

바카라 꽁 머니 Saitama University의 디지털 탐지 방법을 개발했습니다집계 유발 배출 (AIE) 시약*4를 통합함으로써 1 분 이내에 바이러스를 감지 할 수있는 새로운 방법을 개발하여 기존의 빠른 항원 테스트 키트보다 훨씬 빠릅니다 또한 바카라 꽁 머니는 높은 농도의 디지털 탐지 방법을 가지고 있습니다자기 입자*5를 사용하여 감작 기술을 결합한 새로운 탐지 방법 및 검출 한계는 기존의 PCR 방법을 초과합니다COPY*6/ml 초 민감한 바바카라 꽁 머니스 탐지가 달성되었습니다 바카라 꽁 머니한 검출 방법은 또한 타액 표본에서 바바카라 꽁 머니스가 검출 될 수 있음을 확인합니다

(1) 초고속 바바카라 꽁 머니스 탐지 방법의 개발

바카라 꽁 머니가 개발 한 디지털 감지 방법은 MicroMeter 크기의 마이크로 홀 (WELS)을 사용합니다 (그림 1) 웰당 부피는 05PL (피코리터, 1 조 L)이며, 바이러스 및 검출 시약을 포획함으로써 대비가 높은 광학 신호를 감지 할 수 있습니다 또한 Saitama University가 개발 한 AIE 시약은 10 초 이내에 바이러스와 반응하여 형광 신호를 생성합니다 이 AIE 시약을 디지털 탐지 방법에 통합함으로써 초고속 바이러스 탐지를 달성하는 것을 목표로했습니다 개발 된 탐지 방법을 사용한 인플루엔자 바이러스에 대한 검출 시험의 결과로, 우리는 어레이의 우물이 빛을 방출하는 것을 관찰했다 (그림 2 (a) 참조) 이러한 발광 우물 (그림 2 (b)에 색상으로 표시)는 바이러스가 갇혀 있음을 보여주고 바이러스의 수를 계산함으로써 바이러스 농도를 정량적으로 평가할 수 있습니다 더 낮은 검출 바이러스 농도는 바이러스 농도에 대한 발광 웰의 수에서 평가 된 바와 같이 3 × 105COPY/ml (그림 2 (c)), 이것은 기존의 빠른 항원 시험 키트의 검출의 하한입니다 (106~ 107복사/ml, 측정 시간은 15-30 분입니다) 샘플 전처리 및 발광 관찰을 포함하여 1 분 이내에 측정 시간이 완료 될 것으로 예상되며, 기존 키트보다 더 민감한 바바카라 꽁 머니스 검출은 측정 시간의 10 분의 1 미만에서 수행 될 수 있으며, 이는 바바카라 꽁 머니스 게이트 키퍼를 실현할 수 있습니다

그림 1

그림 1 우물 어레이의 전자 미세 이미지, (a) 상단보기 및 (b) 단면보기

그림 2

그림 2 : (a) 우물 어레이 및 AIE 시약을 사용하여 측정 된 형광 이미지, (b) (a) 색상의 발광 웰을 보여주는 (c) 및 (b) (b)

(2) 매우 민감한 바바카라 꽁 머니스 탐지 방법의 개발

바카라 꽁 머니는 또한 PCR 방법을 초과하기위한 감도를 목표로 위에서 설명한 초고속 바이러스 탐지 방법에 사용 된 것과 동일한 우물 어레이를 사용하여 초고 민감도 바이러스 탐지 방법을 개발했습니다 바이러스 검출에서, 바이러스는 민감도를 높이기 위해 관심있는 바이러스에만 결합하는 미세 입자를 사용하여 종종 포획되지만, 자기장은 자기장에 의해 제어 될 수 있기 때문에 특히 효과적이다 자기 입자를 사용할 때, 종래의 디지털 검출 방법은 일반적으로 하나의 웰에 하나의 자기 입자를 저장 하였다 바카라 꽁 머니는 다수의 자기 입자가 하나의 웰에 저장되는 "다자 저장 디지털 검출 방법"을 제안했다 (도 3 (a)) 이 방법은 기존 방법보다 농도가 높은 자기 미세 입자를 사용하여 많은 바이러스를 빠르게 포착 할 수 있습니다 바이러스 및 자기 입자브라운 운동*7에 기초한 이론적 계산 및 바바카라 꽁 머니스 캡처 실험 단기간 (몇 분 안에) 내에 바바카라 꽁 머니스 캡처를 완료하기 위해서는 기존 방법보다 높은 정도의 기존 방법 (1 억 대/mL 이상)보다 2 배 이상 높은 농도를 가진 자기 입자를 사용하는 것이 중요하다는 것이 밝혀졌습니다 또한 바바카라 꽁 머니스 검출 시약으로형광성 기판*8Munana*9를 사용하여, 인플루엔자 바바카라 꽁 머니스 탐지는 다중 입자 저장 디지털 탐지 방법을 사용하여 수행되었으며, 결과적으로 Munana와 바바카라 꽁 머니스 사이의 반응으로 인해 빛을 방출하는 우물이 관찰되었다 바바카라 꽁 머니스 농도에 대한 발광 웰의 수에 기초하여 평가 된 검출의 하한에서의 바바카라 꽁 머니스 농도는 100 카피/mL (도 3 (b))였으며 (도 3 (b)), PCR 방법을 초과하는 초 민감한 바바카라 꽁 머니스 검출을 달성한다 (검출의 하한은 대략 1000 카피/mL) 현재 검출 절차는 약 30 분이 걸리지 만, 검출 시스템의 최적화로 절반에서 1/5로 감소 될 것으로 예상됩니다 이 검출 방법은 스크리닝 테스트보다 더 높은 탐지 성능이 필요한 결정적인 테스트를 위해 개발 될 수 있습니다

그림 3

그림 3 : (a) 다자 저장 디지털 탐지 방법의 우물 어레이 단면 개요, (b) 인플루엔자 바바카라 꽁 머니스 탐지 결과

 

3 미래 계획

초고속 탐지 및 매우 민감한 탐지를 달성 한 인플루엔자 바바카라 꽁 머니스 외에도 이제 새로운 코로나 바바카라 꽁 머니스, 노로 바바카라 꽁 머니스 등을 감지하기 위해 시연을 수행 할 것입니다 또한 기본 기술로 개발 된 탐지 방법을 사용하여 바바카라 꽁 머니스 게이트 키퍼의 실질적인 사용을위한 연구 개발을 구현하는 것으로 시작하여 응용 프로그램에 적합한 성능 (초고속 속도 또는 초고 감도)을 통해 먼저 검사 장치를 실현하고 미래에 바바카라 꽁 머니스 게이트 키퍼의 실제 사용을위한 연구 및 개발을 구현할 것입니다


참고

*1 Immunochromatography 방법
이 방법은 시편과 검출 시약의 혼합물을 종이로 만든 유량 경로에 담그고, 표본에서 표적 물질 (항원, 항체 등)이 검출 시리 게센트와 반응 함을 나타내는 채색 라인의 외관을 관찰함으로써 표적 물질의 존재 또는 부재를 감지합니다 항원 및 항체의 편리한 검출을 위해 빠른 테스트 키트에 널리 사용됩니다[참조로 돌아 가기]
*2 PCR 방법
폴리머 라제 연쇄 반응 방법에 대한 약어이며, DNA 및 RNA의 검출에 가장 널리 사용되는 방법입니다 표적 DNA를 선택적으로 증폭시키는 반응을 사용하여 매우 높은 검출 감도 (예 : 1000 카피/ml)가 얻을 수 있다는 사실이 특징입니다[참조로 돌아 가기]
*3 디지털 탐지 방법
이 방법은 높은 감도로 생체 물질을 감지하기 위해 수십만 개의 작은 반응 용기 (1000 조 L)을 펨토 리터 (1000 조 L)에 배치하는 것을 포함합니다 작은 반응 용기에서 검출 반응을 수행함으로써, 하나의 반응 용기에 함유 된 경우 하나의 생체 물질조차도 검출 될 수있어 높은 감도로 검출이 가능하다[참조로 돌아 가기]
*4 집계 유발 발광 (AIE) 시약
Aie는 집계에 의한 방출을 나타냅니다 이것은 형광 분자이며, 분자 사이의 응집 및 다른 물질에 대한 결합과 같은 상태의 변화에 반응하여 발광의 강도를 빠르게 증가시키는 시약이다 표적 바바카라 꽁 머니스 (예 : 펩티드 앱 타머)를 선택적으로 인식하는 분자를 함유함으로써, 고속에서 바바카라 꽁 머니스를 검출하기위한 시약으로 사용될 수있다[참조로 돌아 가기]
*5 자기 입자
이들은 수십 개의 나노 미터에서 몇 마이크론에 이르는 직경을 갖는 자기 입자입니다 수지 기판이 산화철과 같은 자기 물질을 함유하는 구조가 종종 사용됩니다 그것은 미세 입자 표면에서 바바카라 꽁 머니스를 인식하는 흡착 항체에 의해 바바카라 꽁 머니스를 포획하는 데 사용될 수 있습니다[참조로 돌아 가기]
*6 사본
정량적 PCR에 의해 측정 된 샘플에서 표적 유전자 서열의 수를 나타내는 단위 단위 부피당 카피 수 (예 : 사본/ml)는 종종 바바카라 꽁 머니스 농도의 지표로 사용됩니다[참조로 돌아 가기]
*7 브라운 운동
이것은 액체 또는 가스에 저장된 미세 입자와 분자가 액체 또는 가스 분자의 열 운동으로 인해 충돌 할 때 불규칙적으로 주위로 이동하는 현상입니다[참조로 돌아 가기]
*8 형광성 기판
검출 신호 (형광)를 얻는 데 사용되는 시약 (형광 분자의 전구체) 그것은 형광 분자를 생성하기 위해 특정 효소와 반응합니다[참조로 돌아 가기]
*9 Munana
4-Methylumbelliferyl-N-Acetyl-α-D-Neuraminic Acid에 대한 약어 및 인플루엔자 바바카라 꽁 머니스에 의해 운반되는 효소 인 뉴라미니 니제 제와 반응하여 형광 분자를 생성하는 형광 기판이다 (4- 메틸 벨리 페론) 인플루엔자 바바카라 꽁 머니스를 감지하는 데 사용할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]


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