게시 및 게시 날짜 : 2023/10/31

공중에 떠 다니는 희소 에볼루션 바카라를 감지하고 "전송 위험을 시각화하는 데 성공"

-가축 농업 사이트에 적용 가능한 에볼루션 바카라 감지 기술 개발-

포인트

  • 에볼루션 바카라는 히드 록시 아파타이트 입자에 흡착되어 검출 억제제로부터 분리되고 PCR에 의한 매우 민감한 검출
  • 여러 위치에서의 공기 수집 및 가축 헛간 내부 및 외부의 에볼루션 바카라의 농도 및 공간 분포를 추정
  • 공기 또는 액적 감염으로 인접한 가축 헛간으로의 전염 위험 평가 각 소를 테스트하여 파악하기 어려웠습니다

요약 다이어그램

습식 사이클론 공기 샘플러 (왼쪽)와 에볼루션 바카라 분포의 이미지를 사용한 공기 에볼루션 바카라 수집 이미지 (오른쪽)
*cowshed 사진은 무료 사진 AC 재료로 만들어집니다 에볼루션 바카라 분포 이미지는 강판에서 다이어그램의 부분적으로 수정 된 버전입니다


요약

8445_8623에어로졸우리는 우주에 떠있는 에볼루션 바카라를 감지하기 위해 수집 실험을 수행했으며 인접한 가축 헛간 근처에 퍼지는 에볼루션 바카라를 감지 할 수 있음을 보여주었습니다 (위의 그림의 오른쪽에있는 인접한 소 헛간 앞에서)

이 연구에서, 우리는 "PTAS (공기 보편 표본을위한 전처리 기술)"라는 샘플 준비 방법을 개발함으로써 공기 에볼루션 바카라를 탐지하는 방법을 확립하는 탐지 억제제를 효과적으로 집중시키고 제거합니다 결과적으로, 본 발명자들은 먼지 및 동물 대사 산물을 함유하는 샘플로부터 병원성 에볼루션 바카라의 검출을 입증하여 검출을 방해하여 공기에 떠 다니는 에어로졸의 높은 수집 및 병원성 에볼루션 바카라 핵산에 대한 매우 민감한 검출 방법을 결합했습니다 또한 가축 헛간 내부와 외부의 여러 위치에서 동시에 측정함으로써 인접한 가축 헛간으로의 에볼루션 바카라 전염 위험을 시각화 할 수 있습니다 이 기술은 병원성 에볼루션 바카라를 식별하고 가축 농업 장소에서의 전염 경로를 검증하여 전염병의 확산을 예방하는 데 기여합니다

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개발의 사회적 배경

우리는 Covid-19 Pandemic을 경험했으며 우주를 통과하는 에볼루션 바카라의 존재와 그로 인한 감염의 위험에 대해 걱정하고 싶어합니다 결과적으로, 예를 들어 에어로졸 수집에 의한 슈퍼 컴퓨터를 사용한 스프레이 스프레드 시뮬레이션과 같은 많은 연구가 수행되었으며, 에어로졸 수집에 의한 에볼루션 바카라 탐지와 인간을 둘러싼 사회의 감염 경로를 식별하기 위해 에어로졸 수집에 의한 에볼루션 바카라 탐지와 같은 많은 연구가 수행되었습니다 대조적으로, 기술의 발달과 가축 전염병의 활용으로는 충분하지 않습니다 최근 몇 년 동안, 우리의 기억에 새로운 2022-2023 년의 조류 독감 및 돼지 열 발생을 포함하여 가축 산업에 큰 타격을주는 일련의 전염병이있었습니다 2018 년에 개정 된 가축 감염성 질병 예방 법은 "전염병의 발병과 확산을 방지하기위한 위생 관리"는 가축 소유자의 책임이며, 전국, 지사 및 지방 자치 단체가 감염된 질병 예방 계획, 측정 및 시스템을 구현해야한다고 규정하고 있습니다 이러한 배경에 비해 농업 산림 및 수산부는 가축 농업 현장에 적용될 수있는 효과적인 에볼루션 바카라 탐지 기술을 개발하고, 생산 현장에서의 감염성 질병 발생의 위험을 "시각화하고"위험 조절을 보여주기 위해 공공 신입 사업 프로젝트의 주제를 포함하여이를 사용하여 전염병 예방 조치를 확립하기를 간절히 바라고있다

 

연구 이력

Aito Research Institute는 2020 년 이후 코로나 에볼루션 바카라 전염병에 대응하기 위해 인간의 흐름 및 행동 분석에 기초하여 공중 에볼루션 바카라 감염 위험에 대한 연구를 수행하고 있습니다 우리는 또한 공중 에볼루션 바카라를 포착하고 탐지하는 기술을 개발했습니다 에볼루션 바카라 감염으로 인한 세계적이고 심오한 손상은 가축 산업에서 사회적 문제가되었습니다 가축 전염병으로 인한 손상을 막기 위해 AIST에서 개발 된 에볼루션 바카라 탐지 방법을 가축 농업 현장에 적용하고 사이트에 대한 적용 가능성을 확인하는 기술을 개발했습니다

 

연구 컨텐츠

이 연구는 가축 헛간 내부와 외부의 공기에 떠 다니는 에볼루션 바카라를 수집하고 감지하는 것이 특징입니다 과거와 같이 테스트되는 가축이 각 개인에 대해 감염되는지 여부를 진단하는 대신, 시험중인 에볼루션 바카라가 가축 헛간 안팎의 공간에 부유하고 있는지 조사합니다 전통적인 질병 관련 평가에서, 몇몇 가축 동물이 의심되는 감염으로부터 선택되었고, 체액 (예 : 혈액 및 비강)을 대표자로 수집하고 병원체 검사를 수행 하였다 따라서, 감염 확산 현실은 주변 사람들에 대한 실제 감염의 확산에 의해서만 감지 될 수 있으며, 감염이 퍼지기 전에 전염 경로를 예측하고 검증하여 "전염 위험을 시각화하는 것은 어렵다

"PTAS 방법 (공기 중에 전처리 기술, 그림 1)을 사용한 공기 에볼루션 바카라 감지 방법"이시기에 개발 된 1) 습식 사이클론 공기 샘플러를 사용하여 액체의 공간에 부유 한 에볼루션 바카라 수집; 2) 에볼루션 바카라를 흡수하는 미세 입자를 사용하여 표적 에볼루션 바카라를 농축하고 가축 유래 물질 (예 : 분뇨) 및 먼지 (PTAS 방법)와 같은 에볼루션 바카라 검출 억제제를 제거합니다중합 효소 연쇄 반응 (PCR)를 사용한 에볼루션 바카라 핵산의 정량적 분석으로 구성됩니다 결과의 유효성은 가축 건강 센터에 의한 비강 및 혈액 검사 결과를 별도의 비교와 공기 수집 샘플로부터의 에볼루션 바카라 분리를 ​​통해 검증되었다

PTAS 방법에서, 샘플은 기공 크기가 045 μm 인 주사기 필터를 통해 필터링되어 입자 크기가 큰 고형물을 제거한 다음, 높은 단백질 흡착을 갖는 하이드 록시 아파타이트 입자를 필자에 첨가하고 잘 교반합니다 에볼루션 바카라 입자의 표면에있는 외부 단백질은 하이드 록시 아파타이트 입자에 흡착되기 때문에, 효율적인 농도 및 검출 억제제 제거는 에볼루션 바카라에 흡착 된 입자를 원심 분리함으로써 달성 될 수있다 또한, 입자에 흡착 된 에볼루션 바카라로부터 에볼루션 바카라 핵산을 추출하고 정제함으로써, 핵산은 PCR 시험을 사용하여 효율적으로 검출 될 수있다

그림 1

그림 1 : 개발 된 PTAS 방법을 사용하여 공기 에볼루션 바카라 탐지 프로세스
*그림 AC가있는 무료 재료는 그림에 사용됩니다

먼저, 이바라키 현의 농장에서 소 에볼루션 바카라 성 설사 에볼루션 바카라 (BVDV)에 감염된 송아지가 확인 된 것으로 의심되는 송아지가 확인되었고, 송아지는 에볼루션 바카라 감염자 (BVDV)가 고립 된 져 내부 (그림 2A) 내부에 공기를 잡았습니다 (BVDV) 결과적으로, 우리는 창고 내부에서 얻은 샘플에 "PTAS 방법"을 적용함으로써 BVDV 에볼루션 바카라 핵산을 성공적으로 감지했다 또한 송아지의 혈액 및 비강 분비물이 사용되었습니다적정 측정BVDV에 긍정적 인 확인 한편, 기존의 PCR 시험은 공기 트랩 샘플에서 에볼루션 바카라를 검출하지 않았다 이것은 우리가 개발 한 PTAS 방법이 가축 농업 현장의 샘플에서 에볼루션 바카라를 감지하는 데 효과적이라는 것을 보여줍니다

다음으로, 이바라키 현에있는 별도의 농장은 이바라키 현의 농장에서 헛간 내외에서 3 곳에서 동시에 수집하는 데 사용되었으며,이 바라키 현의 농장에서 호흡기 증상을 나타내는 많은 소가 확인되었으며, 7 가지 유형의 젖소에 대한 검출 검사가 수행되었는데, 이는 Cow Dispiratore Sphip의 원인이 될 수 있습니다

그림 2

그림 2 a) 분리 부위에서 의심되는 감염 송아지 수집, B, C) 두 에볼루션 바카라 (회색 막대 : 인플루엔자 D 에볼루션 바카라 [IDV] 및 파란색 막대 : Bovine Adenovirus Type 3 [Badv3])의 3 개 지점 (B : EpideMic eriod)에서 소비 아드노 에볼루션 바카라 유형 3 [BADV3] 각 측정 지점에서 원주 그래프의 높이는 검출 주파수를 나타내고 타원의 색 밀도는 추정 된 에볼루션 바카라 농도 및 공간 분포의 이미지입니다
*강 지자의 부분적으로 수정 된 그림이 사용됩니다
 

첫 번째 컬렉션에서 테스트 된 7 개의 소 에볼루션 바카라, 인플루엔자 에볼루션 바카라 (IDV, 그림 2B 및 C에서 회색 막대로서의 검출 빈도) 및 소가 에볼루션 바카라 타입 3이 감지되었습니다 (BADV3, 그림 2B 및 C에서 파란색 막대로서의 검출 빈도) 또한, 전염병 기간의 원주 그래프에서 볼 수 있듯이, 동일한 위치에서 검출 주파수 (동일한 위치에서 3 개의 샘플의 양의 비율)가 소 헛간에서 가장 높았으며 (증상이있는 젖소가 존재하는 섹션), 그 뒤에 다운 윈드의 순서와 인접한 젖소 바른 앞에서 감지 주파수가 거부 된 것으로 밝혀졌다 또한,이 두 에볼루션 바카라 종 (A, B)은 또한 COW 코 방전 시편 (주 1)에서 공기 캐리 샘플과 동시에 수집되었으며, 문제가있는 소에 재배 된 소에 의해 감염된 2 개의 에볼루션 바카라 종이 검출되었음을 확인 하였다 심각한 가축에 감염된 에볼루션 바카라는 풍향에 따라 주파수와 인접한 암석 앞에서 주파수에서 감지되므로 동시 다중 포인트 측정을 사용하여 공기주 에볼루션 바카라의 농도 및 공간 분포를 추정하여 "전송 위험을 시각화"할 수 있습니다

(주 1) 소 비강 내 배출 시편을 MDBK 세포에 접종하고, 맹인 계대 및 상청액에 대해 PCR 시험을 수행 하였다

또한, 한 달 후, 동일한 헛간에서 유사한 측정이 취해졌으며, 그림 2C에서 볼 수 있듯이 IDV 및 BADV3의 검출 주파수는 감소되었고 인접한 헛간 앞에서는 감지되지 않았습니다 이 시점에서, 비강 분비물이 떨어지는 것과 같은 증상이있는 사람들의 수도 감소했으며, 전염병 상황이 검출 빈도에 반영된 것으로 생각됩니다

이 이니셔티브는 이번에는 이번에 개발 된 에볼루션 바카라 포획 및 분석 방법의 적용 가능성을 보여 주었고, 감염 전파 전염 전환 경로 및 위험 제어로 이어질 기술로서의 효과를 보여 주었다

또한 돼지 집에서 돼지 에볼루션 바카라 수집 및 탐지에 대한 시연 실험에서 돼지 육종 및 호흡기 장애 증후군 에볼루션 바카라 (PRRSV)의 검출이 성공적으로 감지되었으며,이 연구는 돼지 집과 닭장에서만 배치 될 수 있습니다

이것은 거의 시도되지 않은 가축 헛간 내부와 외부의 공기가 택적 샘플에서 드문 감지 된 에볼루션 바카라 탐지 기술을위한 토대를 확립했으며, 이는 감염성 질환 발병의 스프레드의 조기 탐지 및 예방의 효과적인 수단으로 사용될 수 있다고 말할 수 있습니다

 

미래 계획

우리는 우리가 개발 한 기술을 더욱 개발하고 닭장에서 에볼루션 바카라 탐지를 보여주기 위해 노력할 것입니다 소 샤워드 및 돼지와 비교할 때 닭장은 가축과 먼지로 만들어졌으며 우주의 다른 것들로 만들어집니다함침에볼루션 바카라의 높은 농도와 검출이 더 어려울 것으로 예상됩니다 새로운 기술의 개발을 통해 우리는 조류 독감 및 기타 질병을 예방하는 데 유용한 방법과 시스템을 개발하여 심각한 손상을 일으킬 것입니다 또한 기술을 개발하고 시연하기 위해 함께 일할 수있는 장비 개발 제조업체 및 농민의 파트너를 모집 할 것이며 기술을 계속 시연하고 초기 사회 구현을 촉진 할 것입니다


용어집

에어로졸
공간에 떠있는 액체 또는 고체 입자의 혼합물과 주변을 둘러싼 가스 나노 미터 크기에서 마이크로 미터 크기에 이르기까지 크기입니다 인간과 동물의 호기에 포함되어 있으며 감염 전염의 경로 인 액 적과 액적 핵도 에어로졸의 유형입니다 이 연구에서 우리는 가축 헛간 안팎으로 떠 다니는 05-10 μm 크기의 에어로졸을 표적화하고 가축 감염성 질환의 병원성 에볼루션 바카라를 감지했습니다[참조로 돌아 가기]
중합 효소 연쇄 반응 (PCR) 시험
감지 할 핵산 서열 만 증폭시키는 기술로 소량으로도 감지 할 수 있습니다 정확한 측정에는 샘플로부터의 증폭 반응을 억제하고, 검출 시약 (프라이머)을 설계하고 반응 온도를 제어하여 검출 될 핵산 서열 이외의 물질의 증폭을 방지하는 제거 물질의 전처리가 포함됩니다 일반적으로 많은 양의 오염 물질이있는 환경 샘플에 적용하기가 어려워집니다[참조로 돌아 가기]
적정 측정
샘플에서 에볼루션 바카라의 감염력 (역가)을 측정하는 방법 에볼루션 바카라를 함유하는 샘플을 단계적으로 희석 한 다음 배양 된 세포를 접종하여 샘플에 포함 된 에볼루션 바카라가 배양 된 세포를 감염시키는지를 몇 배나 알 수 있습니다 에볼루션 바카라에 의해 감염 될 수있는 배양 세포의 유형과 배양 된 세포가 감염 될 때 변화가 발생하는 방식이 있기 때문에 다양한 역가 측정 방법이 존재한다[참조로 돌아 가기]
함침
샘플이 수집 될 때 혼합 된 검출 할 물질 이외의 물질을 말합니다 오염 물질을 함유하는 샘플에서, 검출 시약의 반응이 억제되고, 오염 물질이없는 샘플이 측정 될 때와 비교하여 검출 전력이 종종 감소된다 환경 감지 분야에서 오염 물질의 영향을 피하는 방법은 주요 과제입니다[참조로 돌아 가기]


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