광유체 장치로 단일 분자 검출 가능

독일 BREISGAU, 2021년 11월 10일 — 전 세계적으로 증가하고 있는 항생제에 대한 내성 증가를 인용하며, 뮌헨 루트비히 막시밀리안 대학교(Ludwig Maximilian University of Munich)와 협력하여 프라운호퍼 물리 측정 기술 연구소(Fraunhofer IPM)의 연구원들은 다제내성 병원체를 검출합니다. 이 방법은 병원체 검출을 위해 단일 DNA 분자를 사용할 수 있을 만큼 충분히 민감합니다.

가장 효과적인 항생제를 찾기 위해서는 일반적으로 의료 현장에서 얻을 수 없는 박테리아의 게놈에 대한 정보가 필요합니다. 일반적으로 실험실 테스트가 필요하므로 검색에 시간과 복잡성이 추가됩니다. 연구원들이 개발한 방법은 단일 분자를 감지하고 분석하기 위해 미세 유체 칩을 사용하여 프로세스를 가속화합니다. SiBoF(분자 진단에서 형광 분석을 위한 신호 부스터) 프로젝트의 초점은 사용하기 쉬운 현장 진단 방법에 있습니다. 연구원들은 이 플랫폼이 확립된 중합효소 연쇄 반응 분석에 대한 대안으로 병원 병동 또는 의료 관행에서 현장 진료 진단의 일부로 사용될 것으로 기대하고 있습니다.
다제내성 병원체 검출을 위한 소형 장치는 반응의 모든 단계를 자동으로 수행하고 1시간 이내에 결과를 제공합니다. 단 하나의 DNA 분자로도 검출에 충분합니다. Fraunhofer IPM 제공
독일의 한 연구팀이 다제내성 병원체를 신속하게 검출하는 프로세스를 개발했습니다. 이 공정은 반응의 모든 단계를 자동으로 수행하고 1시간 이내에 결과를 제공하는 소형 장치를 사용합니다. 단 하나의 DNA 분자로도 검출에 충분합니다. Fraunhofer IPM 제공.
휴대용 소형 테스트 플랫폼에는 필요한 모든 시약이 저장되는 자동 유체 시스템이 장착되어 있습니다. 사출 성형된 미세 유체 칩은 광학 분석이 수행되기 전에 유체 시스템을 통해 필요한 시약이 공급되는 테스트 시스템의 서랍에 통합됩니다.

“우리는 병원체의 DNA 가닥의 일부를 감지합니다. 우리의 새로운 공정을 사용하면 미세 유체 칩의 특정 부위에 결합하는 단일 DNA 분자로도 충분합니다. 유체 채널은 칩에 통합되어 있으며 표면은 특정 병원체에 대한 결합 부위로 프라이밍되어 있습니다.”라고 Fraunhofer IPM의 연구원이자 프로젝트 관리자인 Benedikt Hauer가 설명했습니다.

현장 진료 장치는 소형화된 고해상도 형광 현미경을 특징으로 합니다. 특별히 개발된 이미지 분석 소프트웨어는 단일 분자를 식별하여 캡처된 표적 분자를 계수하여 정량적 결과를 제공할 수 있습니다. 형광은 유체 채널을 포함하는 카트리지 아래에 부착된 LED를 사용하여 자극됩니다.

일반적으로 표적 DNA 분자는 특정 형광 마커를 통해 검출됩니다. 새로운 방법은 나노미터 크기의 비드가 있는 안테나를 사용하여 이러한 마커의 광학 신호를 증폭하고 PCR을 통한 화학 증폭에 대한 의존도를 제거합니다.

Hauer는 “광 안테나는 작은 영역에 빛을 집중시키고 빛을 방출하는 데 도움이 되는 나노미터 크기의 금속 입자로 구성되어 있습니다. 금속 입자는 칩 표면에 화학적으로 결합됩니다.

연구자들이 DNA 종이접기로 분류한 DNA 분자의 구조는 두 금 나노입자를 제자리에 고정시킵니다. 나노 입자 사이에 구조는 각각의 표적 분자와 형광 마커에 대한 결합 부위를 제공합니다. 특허 받은 디자인은 새로운 분석 기술의 기반을 제공합니다.


게시 시간: 2021년 12월 14일


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